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Einrichtung zur motorischen Einstellung eines Gegenstandes Zur motorischen
Einstellung eines Gegenstandes ist es bereits bekannt, den Einstellmotor und einen
Generator mit dem Netz nach dem Prinzip der ' Zu- und Gegenschaltung zu verbinden.
Wirkt dabei der Generator mit voller Ankerspannung der Netzspannung entgegen, so
hat der Einstellmotor die Ankerspannung Null. Die Netzspannung liegt dann am Einstellmotor,
wenn die Generatorspannung Null geworden ist und eine höhere Spannung, wenn sich
Netz- und Generatorspannung addieren. Das Feld des Generators muß dabei beim Regelvorgang
in gleicher Drehrichtung bis zur halben Nenndrehzahl in der einen und danach bis
zur vollen Nenndrehzahl in der anderen Richtung erregt werden. Bei der bisher üblichen
Anordnung der Zu-und Gegenschaltung erfolgte die Umpolung des Generatorfeldes in
einem Kontroller, was naturgemäß für Steuerzwecke, insbesondere für Fernsteuerzwecke,
nicht brauchbar ist.
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Die Zu- und Gegenschaltung ist auch bereits bei elektrischen Fahrzeugantrieben
bekanntgeworden. Auch hierbei bereitet die Umschaltung des Generatorfeldes durch
einen Kontroller keine Schwierigkeiten. Beim Wechseln der Fahrtrichtung muß hierbei
aber
außerdem noch das Feld des Antriebsmotors unter voller Spannung umgeschaltet @verden.
Diese 'Maßnahme ist an sich nicht nur unangenehm, sondern erfordert auch noch einen
zusätzlichen Aufwand.
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Bei Steuerungen, insbesondere bei Fernsteuerungen, bei denen ein Gegenstand
entsprechend einer nach Größe und Richtung vorgegebenen Bewegung eingestellt werden
soll, wird der Einstellmotor meist von mehreren als Spannungen vorhandenen Steuergrößen
beeinflußt, die z. B. dem Wegfehler zwischen vorgegebener und nachgebildeter Bewegung,
der Geschwindigkeit der vorgegebenen oder der nachgebildeten Bewegung, der Geschwindigkeitsdifferenz
zwischen vorgegebener und nachgebildeter Be-,vegung, der Beschleunigung der vorgegebenen
Bewegung od. dgl. proportional sind. Die beim Vorhandensein eines Stellungsunterschiedes,
z. B. zwischen einem Geber und einem Empfänger eines Synchronübertragungssystems,
auftretende sogenannte Wegfehlerspannung ist als Z%rechselspannung vorhanden. Der
drehbare Teil des Empfängers ist dabei mit dem einzustellenden Gegenstand gekuppelt.
Geber und Empfänger können hierbei als Ringfeldbrückensystem ausgebildet sein. Der
Geber kann aber auch z. B. aus einem Polschuhsy stem bestehen. Auf dem Ständer des
R.ingfeldbrückenempfängers befindet sich dabei eine symmetrisch verteilte Vierphasenwicklung,
welche an zwei diametral gelegenen Punkten erregt werden kann, während sich auf
seinem Läufer eine Dreiphasemvicklung befindet. Diese Dreiphasenwicklung steht mit
einer ebensolchen Läuferwicklung des Gebers in Verbindung. Bei der Synchronstellung
der beiden Läufer sind die Spannungen der vier Ständerwicklungsphasen gleich groß,
und die an den, Brückenpunkten abzunehmende Fehlerspannung ist gleich Null. Bei
einer Verstellung des Geberläufers tritt eine Feldverschiebung im Ständer des Empfängers
auf, die die vier Spannungen unterschiedlich macht und die Differenz der Spannungen,
von je zwei gegeuüberl.iegenden Brückenzweigen als Fehlerspannung abgibt, deren
Größe abhängig ist von der Größe der Verstellung des Läufers des Gebers gegenüber
dem Läufer des Empfängers.
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Die veränderliche Wechselspannung kann aber auch z. B. einem Drehtransformator
entnommen sein, deren drehbarer Teil mit der Präzessionsachse eines Kreisels verbunden
ist. Beim Auftreten einer Präzessionsbewegung entsteht also auch in diesem Falle
eine Art Fehlerspannung, deren Größe abhängig ist von der Größe der Auslenkung.
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Dieser als Wechselspannung vorhandenen Steuergröße können noch . weitere
Steuergrößere überlagert werden, :deren Größe z. B. proportional ist der Gesch@vindigkeit,
mit der die Änderung des Wegfehlers stattfindet. Wird die weitere Steuergröße in
Form einer Gleichspannung erhalten, so muß sie zuvor wechselgerichtet werden. Die
den verschiedenen Steuergrößen entsprechenden Spannungskomponenten bilden dann zusammen
eine Steuerwechselspannung. Diese Steuergröße ist aber in den meisten Fällen zu
gering, um einen -Motor unmittelbar zu beeinflussen.
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Die Erfindung betrifft nun eine Einrichtung zur motorischen. Einstellung
eines Gegenstandes unter Verwendung der Zu- und Gegenschaltung einer Gene.ratorspannung
zu einer Netzspannung und entsprechend einer gegebenenfalls aus mehreren Komponenten
bestehenden, der Größe und Richtung einer veränderlichen umkehrbaren Bewegung proportionalen
Steuerwechselspannung, bei der die Größe dieser Steuerwechselspannung über den Zu-
und Gegenschaltungsgenerator auf den Anker und die Richtung dieser Steuer-,vechselspannung
über eine Schaltung aus gittergesteuerten Gas- oder Dampfentladungsgefäßen auf das
Feld des Einstellmotors zur Einwirkung gebracht wird. Die absolute Größe der gleichgerichteten
Steuerwechselspannüng überlagert sich der Erregung eines Vorgenerators, dessen Spannung
zur Erregung des Generators dient, in dessen Ankerkreis der Anker des Einstellmotors
liegt. Die phasenrichtig gleichgerichtete Steuerwechselspannung wird weiterhin über
eine Kippvorrichtung (Kippschalter, polarisiertes Relais od. dgl.) einer aus gittergesteuerten
Gas- oder Dampfentladungsgefäßen bestehenden Schaltung zugeführt, die entsprechend
der vorgegebenen Richtung der Steuerwechselspannung mittels der Entladungsgefäße
eine Feldumschaltung des Einstellmotors bewirkt. Die Umschaltung erfolgt dabei ohne
Ausübung eines Stoßes auf die Steuerung in dem Augenblick, in dem die Spannung am
Einstellmotor gleich Null oder doch unbedeutend klein ist.
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In der Zeichnung isst ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgedankens
dargestellt. Mit z ist der Anker, mit -2 die Feldwicklung eines einen vorzugsweise
schweren Gegenstand (Waffe, Scheinwerfer od. dgl.) einstellenden Motors bezeichnet.
Im Ankerkreise des Einstellmotors i, 2 liegt der Anker 3 eines Generators. Die Feldwicklung
4. dieses Generators wird von einem Vorgenerator gespeist, dessen Anker mit 5 und
dessen Erregerwicklung mit 6 bezeichnet ist. Die Größe der Erregung der Wicklung
6 ist mit Hilfe eines Widerstandes 7 einstellbar. Generator 3, a. und `'orgenerator
5, 6 werden gemeinsam von einem 'Motor angetrieben, dessen Anker
mit
8 und dessen Feldwicklung mit 9 bezeichnet ist. An Stelle eines Motors für beide
Generatoren können auch getrennte Antriebsmotoren für jeden Generator vorgesehen
sein. Die Klemmen des Gleichstromnetzes sind, mit io und ii bezeichnet.
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An den Eingangsklemmen 12 und 13 einer Verstärkerach.altung 14, die
z. B, eine normale@reieilektronenröhre enthält, liegt die gegebenenfalls aus mehreren
Komponenten bestehende Steuerwechselspannung. Diese Steuerwechselspannung wird verstärkt
und über einen im Ausgang der Verstä.rkerschaltttng 14 liegenden Transformator 15
einer in Graetz geschalteten Gleichrichteranordnung 16 zugeführt. Nach der Gleichrichtung
hat die Steuerwechselspannung ihre Richtwirkung verloren, sie wird dann der Erregerspannung
für die Feldwicklung 6 überlagert. Die Energie der Verstärkerschaltung 14, die gegebenenfalls
auch aus einer Parallelschaltung mehrerer Röhren gleicher Type bestehen kann., wird
einem Gleichstromnetz 17, i S entnommen, welches auch mit dem Gleichstromnetz io,
ii identisch sein kann. An-die Stelle einer Verstärkerschaltung 14 kann auch eine
aus gittergesteuerten Gas- oder Dampfentladungsgefäßen bestehende Schaltung treten.
Eine derartige Schaltung muß dann an ein Wechselstromnetz angeschlossen werden.
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Anden Punkten 19 und 2o wird die Steuerwechselspannung abgegriffen
und einer Schaltung 21 zugeführt, in der ebenfa11s ihre Gleichrichtung, hier aber
phasenrichtig, erfolgt. An den Punkten i9 und 2o besitzt die Steuerwechselspannung
noch ihre Richtwirkung. Die phasenrichtig gleichgerichtete Steuerwechselspannung
wird einem Kippschalter 22 oder einem polarisierten Relais od. dgl. zugeführt. Mit
dem Kippschalter 22 wird das -eine oder das andere gittergesteuerte, in einer Schaltung
23 untergebrachte Gas-oder Dampfentladungsgefäß betätigt. Die Speisung der Schaltung
23 erfolgt aus einem Wechselstromnetz 24. Durch die Betätigung eines der Entladungsgefäße
findet eine Umschaltung der Feldwicklung 2 entsprechend der durch die Steuerwechselspannung
vorgegebenen Richtung statt. Der Kippschalter 22 ist so beschaffen, daß die Umschaltung
bei kleinster Spannung erfolgt, jedoch darf bei der Steuerspannung Null noch keine
Umschaltung stattfinden. Reicht die Größe der Steuerspannung zur- Betätigung des
Kippschalters, 22 nicht aus, so ist sie durch einen gestrichelt eingezeichneten
Verstärker 25 zu verstärken.
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Die Einstellung der Entladungsgefäße kann dabei so erfolgen, daß sie
bei ihrem Ansprechen: voll zur Aussteuerung gelangen. In manchen Fällen kann es
auch zweckmäßig sein, sie zusätzlich noch in Abhängigkeit von der Stromaufnahme
des Einstellmotors i, a zu beeinflussen. Zu diesem Zweck ist in dem Ankerstromkreis
von Einstellmotor und Generator ein Widerstand 26 vorgesehen, an. dem eine der Belastung
proportionale Spannung abgegriffen und zusätzlich den; Gittern der in der Schaltung
23 vorhandenen Entladungsgefäße zugeführt wird.
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Es sei jetzt die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Einrichtung betrachtet,
und zwar unter der Voraussetzung, daß die an den Klemmen io und i i vorhandene Gleichspannung
einen Wert von 22o V hat und die Steuerwechselspannung zunächst Null ist. Die Erregung
des Vorgenerators 5, 6 ist so eingestellt, daß in Verbindung mit der Drehzahl des
Motors 8, 9 seine Spannung i io V beträgt. Bei dieser Spannung ist der Generator
3, 4 gerade so, erregt, daß er eine Spannung von 22O V liefert, d. h. die Netzspannung
gerade aufhebt. Dies hat zur Folge, daß die am Anker i des Einstellmotors liegende
Spannung den Wert Null hat. Zu beachten ist noch, daß die Generatoren 3, 4 und 5,
6 so erregt werden, daß sie nicht im Sättigungsgebiet arbeiten.
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Tritt nun an den Klemmen 12 und 13 eine Steuerwechselspannung auf,
so wird die an der Feldwicklung 6 liegende Spannung erhöht. Diese Spannungserhöhung
hat auch eine Erhöhung der Spannung des Ankers 5 und demzufolge auch eine Erniedrigung
des Stromes zur Folge, der die Feldwicklung 4 durchfließt. Die am Anker 3 liegende
Spannung nähert sich demzufolge dem Werte Null, und am Anker i liegt nunmehr eine
Spannung von einer bestimmten Größe. Wird z. B. die Erregerwicklung 6 von einer
Spannung gespeist, bei der der Anker 5 eine Spannung von 22o V abgibt, so wird die
Spannung des Ankers 3 Null. Am Anker i des Einstellmotors liegt nunmehr die Netzspannung
in Höhe von 22o V. Wird die an der Erregerwicklung 6 liegende Spannung noch größer,
so addiert sich die Spannung des Generators 3, 4 zu der Netzspannung. Beii der größtmöglichen
Steuerwechselspannung liefert der Anker 5 eine Spannung von 330 V. Bei dieser
Erregerspannung nimmt die Spannung des Ankers 3 den Wert von + 220 V .an, und am
Anker i des Einstellmotors liegt jetzt eine Spannung von 440 V.
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Die eben beschriebene Wirkung der Steuerwechselspannung ist unabhängig
von ihrer Richtung, denn nach der Gleichrichtersch.altung 16 hat sie ihren Richtungssinn
verloren. Die Drehrichtung des Einstellmotors wird vielmehr bestimmt durch die Richtung
des Feldes 2. Die Umpolung der Feldwicklung 2, erfolgt dabei in Abhängigkeit von
der Kippvorrichtung
22 bei jedem Richtungswechsel der Steuerwechselspannung.