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Einrichtung zur winkel- und geschwindigkeitsgetreuen Steuerung, insbesondere
Fernsteuerung eines Gegenstandes Die Erfindung bezieht sich auf Einrichtungen zur
Nachbildung einer vorgegebenen, nach Richtung und Geschwindigkeit veränderbaren
Bewegung durch einen Einstelil:motor. Einrichtungen dieser Art werden beispielsweise
benutzt zur Einstellung eines S@cheinwerfers in Abhängigkeit von der Einstellung
eines an entfernter Stelle aufgestellten Fernrohre.s. Es ist bekannt, bei diesen
Einrichtungen den Einstellmotor zu steuern in Abhängigkeit von dem Ergebnis eines
laufend angestellten Vergleiches zwischen vorgegebener Bewegung und nachgebildeter
Bewegung. Zum letzteren Zweck können beispielsweise elektromagnetische Brücken verwendet
werden, die eine motorähnliche Bauart aufweisen. Auf dem Ständer der elektromagnetischen
Brücke ist eine symmetrisch verteilte Vierpha.senwicklung untergebracht, dlie an
zwei diametral gelegenen Punkten erregt werden kann, und auf dem Läufer befindet
sich eine Dreiphasenwicklüng. Geberuni Empfängergerät sind gleich ausgebildet und
ihre Läuferwicklungen in an sich bekannter Weise gegeneinandergeschaltet. Der Läufer
des Gebers ist beispielsweise mit dem Fernrohr gekuppelt und führt demgemäß die
vorgegebene Bewegung aus, während der Läufer des Empfängers .mit dem Einstellmotor
gekuppelt 'ist und demgemäß die nachgebildete
Be%vegung ausführt.
Bei Synchronstellung der beiden Brückenläufer sind die Spannungen der vier Phasen
gleich groß, und die an den Brückenpunkten abzunehmende Spannung (Fehlerspannung)
ist gleich Null. Bei Verstellung eines Läufers tritt eine Feldverschiebung im Ständer
auf, die die vier Spannungen unterschiedlich macht und die Differenz der Spannungen
von je zwei gegenüberliegenden Brückenzweigen als Fehlerspannung abgibt. deren Größe
von der Verstellung abhängig ist. Neben dieser Vergleichseinrichtung sind eine große
Anzahl anderer #7ergleicliseinrichtunoen verwendbar, die ebenso wie die vorgenannte
bei Wegdifferenzen zwischen der vorgegebenen und der nachgebildeten Bewegung eine
zur Steuerung des Einstellmotors benutzte Steuergräße liefern.
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Bei kleinen Abmessungen der Vergleichseinrichtung wird eine verhältnismäßig
große Verstärkung benötigt, die bisher dadurch erreicht wird. daß mehrere Generatoren
in Kaskadenschaltung benutzt -werden und der letzte Generator dieser Kaskadenschaltung
den Einstellmotor speist. Bei dieser Ausführung machen sich die Massen der einzelnen
Generatoren des Aggregates und die Induktivitäten im Sinne einer 'Verzögerung geltend
mit dem Ergebnis, daß die Einrichtung zum Pendeln neigt. Die Pendelneigung -wird
noch verstärkt, -wenn neben der von der UTegdifferenz zwischen der vorgegebenen
und der nachgebildeten Bewegung abgeleiteten Steuergröße die Geschwindigkeit der
vorgegebenen Bewegung herangezogen -wird. Man sah sieh daher genötigt, zur Erhöhung
der Steuergenauigkeit derartiger Kaskadensteuerungen neben der dem Wegfehler der
beiden Bewegungen entsprechenden Steuergröße noch mehrere Differentiale dieser Steuergröße
als -weitere Steuergrößen heranzuziehen. Der Aufbau wird dadurch verhältnismäßig
verwickelt. Es ist -weiterhin eine Steuerungseinrichtung mit einer Vorrichtung zur
Umwandlung einer mit geringer Energieentwicklung erfolgenden Steuerbewegung in eine
nach einem gleichartigen Gesetz erfolgende, durch eine Kraftmaschine erzeugte Bewegung
bekannt. bei der ein Generator Verwendung findet, der die Speisung eines einen Gegenstand
einstellenden'-Motors bewirkt. Die Haupterregung des Generators erfolgt hierbei
in Abhängigkeit vom Wegfehler und die Zusatzerregung in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit
der vorgegebenen Bewegung. Ferner ist noch eine Steuerungseinrichtung mit zwei additiv
-wirkenden Antrieben für den anzutreibenden Gegenstand bekannt. Hierbei sind zwei
Steuergeneratoren mit (lern Einstellmotor in Re:ilie geschaltet, von dem einer eine
Selbsterregertvicklung besitzt.
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Es ist weiterhin vorgeschlagen worden. den Einstellmotor unmittelbar
mit Hilfe von gittergesteuerten Gas- oder Dampfentladtui-sröhren zu speisen, die
ihrerseits von einer 4lie Richtun- zweier Bewegungen miteinander vergleichenden
Einrichtung gesteuert «-erden. Diese Wegvergleichseinrichtung liefert im Falle eines
Stellungsunterschiedes zwisrheii vorgegebener und nachgebildeter ßetvegun eine Fehlerspannung.
die auf die Gitter zweierentgegengesetzt parallel geschalteter Gas-oder Dampfentladungsröhren
gegeben wird, je nachdem, welche Entladungsröhre zündet. beginnt der Einstellmotor
nach rechts oder nach links umzulaufen.
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Liegt aber der Anker des Einstellmotor: i:i Reihe mit einer Gas- oder
Dampfentladungsröhre. so wirkt letztere wie ein veränderlicher Widerstand, und zwar
in Abhängigkeit voni Schließungsverhältnis. Diese Tatsache hat aber für den Einstellmotor
eine schlechte Fesselung zur Folge, die zudem noch veränderlich ist und aus diesem
Grunde erfahrungsgemäß leicht zu Pendelurigen fülii-t_ Zurückzuführen ist dies darauf.
daß der Einstellmotor hierbei Hauptstromcliarakter annimmt und demzufolge lastabhängi.-
-wird. Es ist daher -weiterhin vorgeschlagen -worden. eine dem Z@Tegfehler proportionale
Wechselspannung über Verstärkerröhren zwei gittergesteuerten Gas- oder Dampfentladungsröhren
zuzuführen, die ihrerseits die Erregerkreise eines den Einstellmotor speisenden
Generators steuern.
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Bei der Erfindung -wird nun darüber hinaus noch ein zusätzliches Steuerungsmittel
entsprechend der abgeleiteten Geschwindigkeit auf die Erregung des Generators zur
Einwirkung gebracht. Dieses Steuerungsmittel besteht vorzugsweise aus einer in ihrer
Größe regelbaren Selbsterregerwicklung. Bei der Einrichtung nach der Erfindung herrscht
in dem die Steuerung des Einstellmotors durch einen besonderen Generator be«-irlzenden
Stromkreis ein ständiger Kurzschluß. der unabhängig vom Schließun.-sverhältnis der
gittergesteuerten Gas- oder Dampfentladtnigsrö'hre ist. Bei dieser Schaltung ist
also stets eine gleichmäßige Fesselung des Einstellmotors vorhanden, sein Nebenschlußcharakter
bleibt erhalten und seine 1;eigun,@ zu Pendelungen ist -weitgehend vermindert. Die
Ver--vendung einer regelbaren Sell>sterregertt-icklung bringt aber -weiterhin den
großen Vorteil mit sich. daß mit sehr einfachen und betrietassicheren Mitteln die
Steuergenauigkeit ti:id die Geschwindigkeit der Einstellung erhöht wird. In der
Zeichnung ist ein Atisfülii-tings7aeispiel des Erfindun@s@edanhens dargestellt.
Der
Anker des Gebers i führt die vorgegebene Bewegung aus, indem er beispielsweise von
Hand entsprechend der Bewegung eines Fol.gezeigersystems, :gedreht wird. Der Anker
des Empfängers 2 ist mit dem zu steuernden Ei.nstelqmo.tor 3 gekuppelt. Die beiden
genannten Anker besitzen in an sich bekannter Weise eine Dreiphasenwi.cklung und
sind gegeneinandergeschaltet. Die Ständerwicklungen eines. jeden der beiden Geräte
i und 2blilden jeedheelektromagnetiischeBrrüclre, deren jede aus einer Wechselstromquell'e
4 über einen Phasenschieber 5 gespeist wird. Die verbleibenden Diagonglpunktpaare
sind untereinander verbunden. Von ihnen wird über die Leitung 6 die Steuerspannung
abgenommen. Es ist leicht einzusehen, daß die. Steuerspannung bei entsprechender
Einstellung der Schaltung gleich Null ist, wenn die Anker der beiden Geräte i und
2 gleichphasig stehen und demgemäß die Wegdifferenz zwischen der vorgegebenen und
der durch dien Einstellmotor 3 nac'hgebil'deten Bewegung gleich Nul!1 ist. Tritt
indes eine Wegdifferenz oder mit anderen Worten ein Wegfehler auf, so wird über
die Leitung 6 eine Steuerspannung geliefert, die in fester Phasenbeziehung zu der
Phase der Wechselstromquelle 4 steht. Jedoch tritt bei einer Änderung der Richtung
des Wegfehlers eine Phasenverschiebung ,:der über die Leitung 6 abgenommenen Steuerspannung
um iSo° ein. Mit anderen Worten, die Steuerspannung bei positivem Vorzeichen des
Wegfehlers -ist um i8o° in der Phase versetzt zu der Steuerspannung bei negativem
Wegfehler.
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Mit Hilfe der über die Leitung 6 abgenommenen Steuerspannung werden
die Gitterkreise zweier gittergesteuerter Gas-oder Dämpfentladungsröhren 7 und 8
gesteuert, die in der dargestellten Schaltung die eine oder die andere der beiden
Fel'dwic'klungen 9a und 9b des Generators g aus der Wechselstromquelle io mit Gleichstrom
speisen. Der Generator g speist seinerseits den Einstellmotor 3. Die Spannung :der
Wechselstromquelle io ist kohärent mit der Spannung der Wechsdl@stromqueIlle 4.
Gegebenenfalls können die beiden Wechselstromquellen 4 und io miteinander identisch
sein. Folglich besitzt die über die Leitung 6 abgenommene Steuerspannung eine feiste
Phasenlage zu der Spannung der WechselstromqueIle io, abgesehen von der Umkehr der
Richtung der Steuerspannung bei einer Um'ke'hr der Richtung des Wegfehlers. Bei
Erregung des Generators g über -dieErregerwicklung 9a ist die von diesem gelieferte
Spannung entgegengesetzt gerichtet der Spannung, die bei Erregung des Generators
g über die Erregerwicklung 9b auftritt.
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Durch den Einbau einer oder mehrerer Kurzschlüßwmcldungen 9e auf den
Feldspulen des Generators werden die Spannungsspitzen abgerundet, und die 'hierdurch
bedingte geringe Zeitkonstante erhöht zusätzlich die Ankerspannung der Maschine.
Wie aus der Zeichnung ersichtlich, besitzt der Generator g neben den Fremderregerwicklungen
ga und gb eine Selbsterregerwicklung gd. Die Größe der Selbsterregung ist durch
einen mit der Wicklung 9d in Reihe liegenden Widerstand 9e einstellbar. Die Selbsterregung
kann so weitherangezogen werden, daß noch keine wesentliche Dämpfungsverminde@rung
eintritt.