DE768090C - Einrichtung zur Verbesserung des Einlaufens von Steuerungen in die Synchronstellung - Google Patents

Einrichtung zur Verbesserung des Einlaufens von Steuerungen in die Synchronstellung

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DE768090C
DE768090C DES136425D DES0136425D DE768090C DE 768090 C DE768090 C DE 768090C DE S136425 D DES136425 D DE S136425D DE S0136425 D DES0136425 D DE S0136425D DE 768090 C DE768090 C DE 768090C
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DE
Germany
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voltage
synchronization
fine
contact
coarse
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Expired
Application number
DES136425D
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English (en)
Inventor
Erich Pergande
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Siemens APP und Maschinen GmbH
Original Assignee
Siemens APP und Maschinen GmbH
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Publication date
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Classifications

    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05DSYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D3/00Control of position or direction
    • G05D3/12Control of position or direction using feedback
    • G05D3/14Control of position or direction using feedback using an analogue comparing device
    • G05D3/1436Control of position or direction using feedback using an analogue comparing device with fine or coarse devices

Description

  • Einrichtung zur Verbesserung des Einlaufens von Steuerungen in,die Synchronstellung Bei Steuerungen, insbesondere bei Fernsteuerungen, bei denen ein Gegenstand (Waffe, Gerät od. dgl.) 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 Bewegung, der Beschleunigung der vorgegebenen Bewegung od. dgl. proportional sind. Die beim Vorhandensein eines Stellungsunterschiedes, z. B. zwischen einem Geber und einer Rückmeldebrücke eines Synchronübertragungssystems, auftretende sogenannte Wegfehlerspannung ist zunächst als Wechselspannung vorhanden. Der drehbare Teil der Rückmeldebrücke ist dabei mit dem einzustellenden Gegenstand gekuppelt. Geber und Rückmeldebrücke können hierbei als Ringfeld-Brückensystem ausgebildet sein. Der Geber kann aber auch z. B. aus einem Polschuhsystem -bestehen. Auf dem Ständer der Rückmeldebrücke befindet sich dabei eine symmetrisch verteilte Vierphasenwicklung, während sich auf seinem Läufer eine Dreiphasenwicklung befindet. Diese Dreiphasen- Wicklung 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 der Rückmeldebrücke auf, die die vier Spannungen unterschiedlich macht und die Differenz der Spannungen von je zwei gegenüberliegenden Brückenzweigen als Fehlerspannung abgibt, deren Größe abhängig ist von der Größe der Verstellung des Läufers des Gebers gegenüber dem Läufer der Rückmeldebrücke.
  • Dieser als Wechselspannung vorhandenen Steuergröße können noch weitere Steuergrößen überlagert werden, deren Größe z. B. proportional ist der Geschwindigkeit, mit der die Änderung des Wegfehlers stattfindet. Wird die weitere Steuergröße in Form einer Gleichspannung erhalten, so muß sie zuvor wechselgerichtet «-erden. Die den verschiedenen Steuergrößen entsprechenden Spannungskomponenten bilden dann zusammen eire Steuerwechselspannung. Diese Steuergröße ist aber in den meisten Fällen zu gering, um einen Motor unmittelbar zu beeinflussen. Die Beeinflussung kann hierbei z. B. unter Zuhilfenahme einer aus gittergesteuerten Gas- oder Dampfentladungsgefäßen bestehenden Schaltung erfolgen, die als Regelorgan dient.
  • Zur Übertragung der vorgegebenen Bewegung werden häufig Grob-Fein-Systeme benutzt, bei denen dem Grobsystem ein großer, dem Feinsystem ein kleiner Drehwert für jede Umdrehung zugeordnet ist. An sich geschieht bei derartigen Übertragungssystemen die Beeinflussung des Einstellmotors in Abhängigkeit von der Fehlerspannung des Feinsystems. Tritt nun ein so großer Stellungsunterschied zwischen vorgegebener und nachgebildeter Bewegung auf, daß ein mit dem Grobsystem gekuppeltes Kontaktwerk anspricht, so wird über Relais das Feinsvstem von dem Regelorgan abgeschaltet und eine feste Synchronisierspannung an letzteres gelegt. Der Einstellmotor läuft nunmehr mit seiner höchsten Drehzahl nach der Synchronstellung hin. Eine derartige große Verstellung zwischen Geber und Rückmeldebrücke tritt z. B. dann auf, wenn der Geber im stromlosen Zustand der Anlage verstellt worden ist, beim Vorhandensein von schwergängigen Stellen im Getriebe od. dgl. Wenn nun von dem Synchronisierbereich stoßfrei auf den Feinbereich übergegangen werden soll, so muß dies bei einem Stellungswinkel erfolgen, bei dem die Geschwindigkeit des Feinbereiches gleich der Synchronisiergeschwindigkeit ist. Um eine schnelle Stellungsübereinstimmung herbeizuführen, muß die Synchronisiergeschwindigkeit verhältnismäßig groß sein. Sie beträgt z. B. 8'/sec, während sie beim Übergang in den Feinbereich o,5''/sec betragen soll. Diese großen Folgegeschwindigkeiten der Steuerungen für das Synchronisieren bedingen aber ein hartes Einfahren der Steuerung und das Auftreten von Pendelungen. Zwecks Verbesserung des Synchronisiervorganges ist auch bereits mit Fehlerschwächung. d. h. mit einer Herabsetzung der dem Fehler verhältigen Spannung im Feinbereich einerseits und mit einer Zwischenbereichstufe andererseits gearbeitet worden. Im ersteren Falle tritt eine Verminderung der Steilheit der Steuerung im Feinbereich ein, während im letzteren Falle die Synchronisiergeschwindigkeit der Steuerung stufenförmig herabgesetzt wird und demzufolge die Zeitspanne bis zum Erreichen der Synchronstellung unzulässig groß wird.
  • Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Verbesserung des Einlaufens von Steuerungen, insbesondere von Fernsteuerungen in die Synchronstellung unter Verwendung eines Grob-Fein-Übertragungssystems und eines vom Grobsystem angetriebenen zweistufigen Kontaktwerkes, welches bei seinem Ansprechen über Relais die von der Rückmeldebrücke des Feinsystems gelieferte Wegfehlerspannung abschaltet und eine feste, die höchste Synchronisiergeschwindigkeit bewirkende Synchronisierspannung an das Regelorgan des Einstellmotors anlegt. Sie ist gekennzeichnet durch die Schaffung eines Übergangsbereiches zwischen Svnchronisierbereich und Feinbereich, in dem das Regelorgan von einer festen Teilspannung der Synchronisierspannung und einer dieser überlagerten, dem noch vorhandenen Wegfehler proportionalen Spannung beeinflußbar ist. Mit dieser Einrichtung ist ein stoßfreier Einlauf der Steuerung in den Feinbereich mit größtmöglicher Gesch-,vindigkeit gewährleistet. Beim Übergang von dem Synchronisierbereich in den Übergangsbereich wird die Synchronisiergeschwindigkeit mit abnehmendem Wegfehler proportional abgebaut, so daß der Übergang in den Feinbereich bei kleiner Folgegeschwindigkeit erfolgt. Der Synchronisiervorgang selbst vollzieht sich stufenlos.
  • In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgedankens dargestellt. Es zeigt Fig. i den Aufbau einer zum Synchronisieren einer Steuerung erforderlichen Einrichtung und Fig. 2 ein Wirkungsbild der gemäß Fig. i vorzunehmenden Maßnahmen.
  • %Iit i ist die auf dem Ständer der Rückmeldebrücke des Feinsystems untergebrachte, symmetrisch verteilte Vierphasenwicklung und mit 2 dessen Läuferwicklung bezeichnet, die mit der nicht mitdargestellten Läuferwicklung des Gebers des Feinsystems verbunden ist. Die ebenfalls symmetrisch verteilte Vierphasenwicklung 3 ist auf dem Ständer der Rückmeldebrücke des Grobsystems untergebracht, und dessen Läuferwicklung 4 ist mit der nicht dargestellten Wicklung des Gebers des Grobsystems verbunden. Parallel zum Rückmeldegeber 3, 4 ist noch ein Grobsystem mit Kontaktwerk 5 geschaltet. Letzteres enthält einen drehbaren Läufer 6, auf dessen Welle eine nicht mitgezeichnete Nockenscheibe befestigt ist. Diese Nockenscheibe arbeitet in der einen Drehrichtung mit Kontakten 7, 8 und 9, in der anderen Drehrichtung mit Kontakten io, ii und 12 zusammen, durch die Relais 13, 14 und 15 betätigt werden. Die von den Relais gestellten Kontakte sind mit den Indices a, b, c bezeichnet und dienen außer zu anderen Zwecken noch zur Betätigung weiterer Relais 16 und 17. Alle Relais werden aus einer Stromquelle 18 gespeist. Die Synchronisierspannung wird von dem als Transformator ausgebildeten Teil ig geliefert. Die Fehlerspannung des Feinsystems wird über einen veränderlichen Abgriff 2o abgenommen und einer Schaltung 2i zugeführt, die aus gittergesteuerten Gas- oder Dampfentladungsgefäßen besteht. Die Schaltung 21 dient dabei in an sich bekannter Weise als Regelorgan für einen Einstellmotor 22, der mit einem nach Größe und Richtung einzustellenden Gegenstand in Antriebsverbindung steht. Der Läufer der Brücke i, 2 des Feinsystems ist mit dem Läufer der Brücke 3,4 des Grobsystems unter Zwischenschaltung einer Übersetzung gekuppelt, die der Übersetzung zwischen dem Grob- und dem Feinsystem entspricht. Der Läufer der Brücke 3, 4 des Grobsystems und der Läufer 6 des weiteren Grobsystems sind entweder über ein übersetzungsgetriebe mit dem Einstellmotor 22 oder aber unmittelbar mit dem vom Einstellmotor 22 einzustellenden Gegenstand gekuppelt. Im ersteren Falle ist das Getriebeübersetzungsverhältnis zwischen Einstellmotor 22 und den Läufern der beiden Grobsysteme das gleiche wie zwischen Einstellmotor 22 und einzustellendem Gegenstand.
  • Findet nur eine kleine Verstellung zwischen Geber und einzustellendem Gegenstand statt, so arbeitet auch nur das Feinsystem, und an zwei Punkten der Rückmeldebrücke i, 2 tritt eine Fehlerspannung auf, die über den Abgriff 2o und die geschlossenen Kontakte 16b und 16c der Schaltung 21 zugeführt wird. Überschreitet nun diese Verstellung ein gewisses Maß, so spricht das Kontaktwerk 5 an. Die vom Läufer 6 bewegte Nockenscheibe bringt zunächst in der einen Drehrichtung die Kontakte 7 und 8 miteinander in Berührung und betätigt dadurch das Relais 13, welches seinen Kontakt 13a schließt und dabei das Relais 16 an Spannung legt. Das Relais 16 schließt den Kontakt 16a, öffnet den Kontakt 16b und legt den Kontakt 16c um. Das Schließen des Kontaktes 1611 bewirkt das Ansprechen des Relais 17 und damit das Schließen seines Kontaktes r711 und das Umlegen seines Kontaktes r76. Durch das Öffnen des Kontaktes 16b wird die Einwirkung des Rückmeldegebers i, 2 auf die Schaltung 2i unterbunden. Das Umlegen des Kontaktes 16c bewirkt die Vorbereitung eines neuen Stromkreises, über den nunmehr die Beeinflussung der Gitter der in der Schaltung 21 enthaltenen Entladungsgefäße erfolgt. Nach dem Ansprechen des Relais 17 liegt nunmehr am Eingang der Schaltung 21 eine Spannung, die sich aus einer kleinen Teilspannung der Synchronisierspannung und der vom Rückmeldegeber 3, 4 gelieferten Fehlerspannung des Grobsystems zusammensetzt. Wird der Stellungsunterschied zwischen Geber und einzustellendem Gegenstand noch größer, so bringt die vom Läufer 6 bewegte Nockenscheibe auch noch die Kontakte 8 und 9 miteinander in Berührung. Letzteres hat zur Folge, daß nunmehr auch das Relais 15 anspricht und dabei seinen Kontakt i511 öffnet. Hierdurch fällt das Relais 17 ab, öffnet seinen Kontakt 17a und legt seinen Kontakt i7b um. Durch die Öffnung des Kontaktes 17a wird die Fehlerspannung der Rückmeldebrücke 3, 4 abgeschaltet, und über den Kontakt 17b wird nunmehr die volle Synchronisierspannung an den Eingang der Schaltung 21 gelegt. Der Einstellmotor läuft nunmehr mit seiner höchstenGeschwindigkeit inRichtung der Synchronstellung. Nähert sich der einzustellende Gegenstand dieser Synchronstellung, so gibt die vom Läufer bewegte Nockenscheibe die Kontakte 8, 9 wieder frei, das Relais 15 fällt ab und schließt dabei seinen Kontakt 15a. Hierdurch kommt das Relais 17 wieder zum Ansprechen und legt über seine Kontakte 17a und i7 b an den Eingang der Schaltung 21 wieder die kleine Teilspannung der Synchronisierspannung und die Fehlerspannung der Rückmeldebrücke 3, 4. Ist die Synchronstellung des einzustellenden Gegenstandes mit dem Geber bis auf einen kleinen Wert erreicht, so wird auch die Berührung der Kontakte 7, 8 aufgehoben, das Relais 13 fällt ab und öffnet den Kontakt 13a. Letzteres bewirkt ein Abfallen des Relais 16 und damit verbunden ein Öffnen des Kontaktes 16a, ein Schließen des Kontaktes 16b und ein Umlegen des Kontaktes 16c. Am Eingang der Schaltung 21 liegt nur die Fehlerspannung des Rückmeldegebers i, 2, die nunmehr die endgültige Synchronstellung herbeiführt. Die Beeinflussung der Schaltung 21 kann dabei in an sich bekannter Weise auch noch durch weitere, oben bereits genannte Steuergrößen erfolgen.
  • Findet die Verstellung zwischen Geber und einzustellendemGegenstand in derumgekehrten Drehrichtung statt, so spricht bei größerem Stellungsunterschied zunächst das Relais 14 an. Der weitere Verlauf des Steuervorganges vollzieht sich in der bereits beschriebenen Welse.
  • In der Fig. 2 sind auf der Abszisse die die Verstellung zwischen Geber und einzustellendem Gegenstand angebenden Winkel und auf der Ordinate die Geschwindigkeit der Verstellung des einzustellenden Gegenstandes in '/sec eingezeichnet. Während des Synchronisiervorganges liegt zunächst eine feste Synchronisierspannung am Eingang der Schaltung 2i, und der Einstellmotor 22 läuft während dieser Zeit mit der Höchstgeschwindigkeit in Richtung der Synchronstellung. Dieser Bereich ist durch die Bezeichnung »Synchronisierbereich« kenntlich gemacht. Beträgt die gegenseitige Verstellung z. B. nur noch io°, so wirkt eine kleine Teilspannung der Synchronisierspannung und die Fehlerspannung des Rückmeldegebers 3, 4 auf den Eingang der Schaltung 2i. Dieser Bereich ist als »Übergangsbereich« bezeichnet. Die der Teilspannung entsprechende Synchronisiergeschwindigkeit ist von links oben nach rechts unten, die der Fehlerspannung des Rückmeldegebers 3, 4 entsprechende Synchronisiergeschwindigkeit von rechts oben nach links unten schraffiert. Die Höhe der festen Teilspannung der Sy nchronisierspannung ist durch den Überlaufwinkel, d. h. den Winkel, bei dem das Feinsystem allein die Beeinflussung der Schaltung 2 i übernimmt und der im vorliegenden Falle z. B. mit 3!16° angenommen ist, und die Steuersteilheit des Feinbereiches bestimmt. Die Steuersteilheit des Feinbereiches ist durch strichpunktierte Linien angegeben. Der Überlauf aus dem Übergangsbereich in den Feinbereich erfolgt dabei bei einer Folgegeschwindigkeit von etwa o,6'/sec.

Claims (2)

  1. PATENTANSPRÜCHE: i. Einrichtung zur Verbesserung des Einlaufens von Steuerungen, insbesondere von Fernsteuerungen, in die Synchronstellung unter Verwendung eines Grob-Fein-Übertragungssystems und eines vom Grobsystem betätigten zweistufigen Kontaktwerkes, welches bei seinem Ansprechen über Relais die von der Rückmeldebrücke des Feinsystems gelieferte Wegfehlerspannu:ng abschaltet und eine feste, die höchste Synchronisiergeschwindigkeit bewirkende Synchronisierspannung an das Regelorgan des Einstellmo:türs anlegt, gekennzeichnet durch die Schaffung eines Übergangsbereiches zwischen Synchronisierbereich und Feinbereich, in dem das Regelorgan von einer festen Teilspannung der Svnchronisierspannung und einer dieser überlagerten, dem noch vorhandenen Wegfehler proportionalen Spannung beeinflußbar ist.
  2. 2. Einrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Ein- und Ausscb-altung des Übergangsbereiches durch Relais erfolgt, ,deren Ansprechen in Abhängigkeit von der Auslenkung eines zweistufigen Kontaktwerkes stattfindet, dessen Läufer die vorgegebene Stellung einnimmt.
DES136425D 1939-03-24 1939-03-24 Einrichtung zur Verbesserung des Einlaufens von Steuerungen in die Synchronstellung Expired DE768090C (de)

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DE (1) DE768090C (de)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1069259B (de) 1956-07-06 1959-11-19 Ateliers de Constructions Electriques de Gharleroii S.A., Brüssel Fernstellsystem insbesondere zur automatischen Fernsteuerung von Werkzeugmaschinen
DE1108114B (de) * 1956-04-23 1961-05-31 Gen Railway Signal Co Anzeigevorrichtung
DE1265000B (de) * 1966-12-03 1968-03-28 Hagenuk Neufeldt Kuhnke Gmbh Elektrische Drehmeldeanlage

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE1108114B (de) * 1956-04-23 1961-05-31 Gen Railway Signal Co Anzeigevorrichtung
DE1069259B (de) 1956-07-06 1959-11-19 Ateliers de Constructions Electriques de Gharleroii S.A., Brüssel Fernstellsystem insbesondere zur automatischen Fernsteuerung von Werkzeugmaschinen
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