DE865610C

DE865610C - Device for electrical remote adjustment or remote control

Info

Publication number: DE865610C
Application number: DES6255A
Authority: DE
Inventors: Carl-Theodor Dr-Ing Buff
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1950-06-10
Filing date: 1950-06-10
Publication date: 1953-02-02

Description

Einrichtung zur elektrischen Fernverstellung oder Fernregelung Die Erfindung bezieht sich auf Einrichtungen zur elektrischen Fernverstellung oder Fernregelung und hat besondere Bedeutung für Steuerungen elektrischer Rudermaschinen auf Schiffen. Bei den vorbekannten, mit Gleichstrom betriebenen elektrischen Rudermaschinensteuerungen müssen für die Steuerung des zur Verstellung des Ruders dienenden Motors Kontakte irgendwelcher Art in häufiger Folge geschlossen und geöffnet werden. Da im Schiffsbetrieb Verstellhäufigkeiten in der Größenordnurng von Millionen im Jahr vorkommen, ist auch bei bester Konstruktion eine Abnutzung der Kontakte unvermeidlich und zur Erhaltung der Betriebssicherheit eine regelmäßige, zuverlässige Wartung unerläßlich. Die Praxis hat erwiesen, daß durchweg die für die Rudermaschinensteuerun:gen benutzten elektrischen Maschinen weit länger aushalten als die Kontakte -der Schleifbürsten und Kontaktbahnen.Device for electrical remote adjustment or remote control The Invention relates to devices for electrical remote adjustment or remote control and is of particular importance for the controls of electrical steering gear on ships. In the case of the previously known electrical steering gear controls operated with direct current Contacts must be used to control the motor used to adjust the rudder of some kind are closed and opened in frequent succession. Since in ship operation Adjustment frequencies on the order of millions per year occur Even with the best construction, wear on the contacts is unavoidable and necessary for maintenance Regular, reliable maintenance is essential for operational safety. The practice has proven that the electrical ones used for the steering gear controls are consistently used Machines can withstand much longer than the contacts of the grinding brushes and contact strips.

Die Erfindung eröffnet einen Werg zur Schaffung von Verstell- und Regeleinrichtungen, deren Steurung einfach und betriebssicher und insbesondere auch ohne Kontakt möglich ist. Das Kennzeichen der Erfindung besteht darin, daß der Verstellmotor unmittelbar oder über eine Verstärkereinrichtumg an die Differenz der Ankerspannungen zweier regelbarer ,Generatoren angeschlossen ist, von denen der eine mittels, eines Kommandoorgans bzw. Sollwertgebers, der andere mittels eines Rückführorgans bzw. Istwe.rtgebers geregelt wird. Alls Generatoren zur Erzeugung der Steuerspannungen kann man hierbei ohne !Kontaktbetätigung stufenlos regelbare elektrische Maschinen verwenden, die erfindungs, gemärß zwei gegenüber dem Generator.anker (Rotor) in .axialer Richtung relativ verschiebbare Feldpolsysteme mit festem gegenseitigen Abstand und um ri8,o ,elektrische Grade gegeneinander versetzte Polpaare haben. Eine andere Ausführungsmöglichkeit hierfür geeigneter regelbarer el'e'ktrischer Maschinen besteht nach der weiteren Erfindung darin, @däß die Maschine einen gegenüber dem Feldpolsystem in axialerRichtung relativ verschiebbaren Doppelanker mit gegeneinander geschalteten Wicklungshälften aufweist.The invention opens up a tow for the creation of adjustment and Control devices, the control of which is simple and reliable and in particular also without contact is possible. The feature of the invention is that the adjusting motor directly or via an amplifier device to the difference in armature voltages two controllable generators are connected, one of which means, one Command organ or setpoint generator, the other by means of a feedback organ or Actual encoder is regulated. All generators for generating the control voltages one can use continuously variable electrical machines without contact actuation use the invention, according to two opposite the generator anchor (Rotor) in .axial direction relatively displaceable field pole systems with fixed mutual Have a distance and pole pairs offset from one another by ri8, o, electrical degrees. Another possible embodiment for this is a controllable electrical system that is suitable for this According to the further invention, machines consists in the fact that the machine is opposite one another the field pole system in the axial direction relatively displaceable double armatures with one another having switched winding halves.

Irn folgenden ist die Erfindung an Hand der Zeichnung näher erläutert.The invention is explained in more detail below with reference to the drawing.

Die Fig. z und 3 zeigen ein Ausführungsbeispiel der Erfindung in Gestalt deiner Ruderma'schinensteuerung; Fig. 2 stellt eine andere Ausführungsform der dabei verwendbaren regelbaren Steuermaschinen dar. Der Anker .des Rudermotors R, der über eine Rutschkupplung K mittels einer auf den Schneckenradquadranten O arbeitenden Schnecke das Ruderblatt B verdreht, ist mit den Ankern eines. hier als Steuergenerator bezeichneten Generators G1 und eines, weiteren, a.lls Rückführgenerator bezeichneten Generators G2 in Reihe geschaltet. Die R aufgedrückte Ankerspannung entspricht ,der Differenz der Ankerspannungen von G1 und G2-G, und G, werden angetrieben, durch die vom Bordnetz, also in der Regel mit Gleichstrom gespei.sten Umformermotoren Ui und U2, und zwar mit möglichst genau übereinstimmenden Drehzahlen. Diese übereinstimmung kann in bekannter Weise durch Gegenkompoundwicklungen auf den Feldpolen von U1 und U2 angenähert oder durch Synchronisierung von U1 und U2 mittels elektrischer Verbindungen von auf ihren Ankern angeordneten Schleifringsystemen vollständig erreicht werden.Figs. Z and 3 show an embodiment of the invention in shape your rowing machine control; Fig. 2 shows another embodiment of this usable controllable steering machines. The anchor .des rudder motor R, which over a slip clutch K by means of one working on the worm wheel quadrant O. If the screw turns the rudder blade B, it is one with the anchors. here as a control generator designated generator G1 and a further, a.lls designated feedback generator Generator G2 connected in series. The R impressed armature voltage corresponds to the Difference in armature voltages from G1 and G2-G, and G, are driven by the converter motors supplied by the on-board network, i.e. usually with direct current Ui and U2, with speeds that match as closely as possible. This match can in a known manner by counter compound windings on the field poles of U1 and U2 approximated or by synchronizing U1 and U2 by means of electrical connections can be fully reached by slip ring systems arranged on their anchors.

Die Generatoren G1 und G2 erhalten je zwei Feldpolsysteme mit um z8o elektrische Grade gegeneinander versetzten Polen, die mit einem gewissen Abstand voneinander in Achsrichtung angeordnet sind. Diese Feldpolsysteme fassen sich axial relativ zum Anker derart verschieben, daß der durch senkrechte Schraffur hervorgehobene aktive Teil des Ankers entweder unter die Einwirkung des einen oder des anderen Feldpolsystems. gebangt. Mittels, dieser Axialverschiebung kann man die in den Ankerstäben induzierte elektromotorische Kraft kontinuierlich von einem positiven bis zu einem negativen Höchstwert verändern.The generators G1 and G2 each receive two field pole systems with around z8o electrical degrees offset from one another by poles with a certain distance are arranged from each other in the axial direction. These field pole systems summarize axially move relative to the anchor so that the highlighted by vertical hatching active part of the anchor either under the action of one or the other Field pole system. anxious. By means of this axial displacement, one can see that in the anchor rods induced electromotive force continuously from positive to one change negative maximum value.

Der Umformersatz U1 mit 'Steuergenerator G1 wird in der Nähe des Steuerstandes so aufgestellt, daß eine kurze mechanische Verbindung mit der Steuersäule geschaffen werden kann, um die erwähnte Axialverschiebung der Feldpolsysteme durchzuführen, beispielsweise, wie in Fig. r gezeigt, durch einen Schraubenspindelantrieb X, ider von dem Handsteuerrad H bewegt wird. Befanden sich d'ie Feldpolsys:teme von G1 und G2 zuvor in der Mittellage, wobei ihre beiden Anker spannungsfrei liefen, so tritt bei einer Axialverschiebung des Feldpolsystems von G1 durch das Handsteuerrad eine Spannung allein am Anker von. G1 auf. Dadurch setzt sich der Rudermotor in `,Bewegung und verstellt über den Quadrantantrieb das Ruder. Gleichzeitig verschiebt ein von der Ruderstellung abhängiges Rückführgestänge Y die Fe'fdpölsysteme des in der Nähe des Rudermotors aufgestellten Rückführgenerators G2 so lange, bis, die Spannung von G2 mit umgekehrten Vorzeichen ebenso .groß ist wie die von G1; dann ist die resultierende Spannung am Anker des Rudermotors gleich Null, und der Rudermotor kommt zum Stillstand. Die Einrichtung .verhält sich also ebenso wie sonstige vorbekannte, als Wegsteuerungen oder Folgesteuerungen bezeichnete Steuersysteme, ermöglicht jedoch die Durchführung der Rudermanöver ohne Öffnung und Schließung irgendwelcher Kontakte.The converter set U1 with the control generator G1 is set up near the control station in such a way that a short mechanical connection with the control column can be created in order to carry out the aforementioned axial displacement of the field pole systems, for example, as shown in FIG. ider is moved by the hand control wheel H. If the field pole systems of G1 and G2 were previously in the central position, with their two armatures running free of tension, when the field pole system of G1 is axially displaced by the manual control wheel, tension occurs only at the armature of. G1 on. This sets the rudder motor in motion and adjusts the rudder via the quadrant drive. At the same time, a return linkage Y, which is dependent on the rudder position, shifts the Fe'fdpölsysteme of the return generator G2 set up near the rudder motor until the voltage of G2 is just as great with the opposite sign as that of G1; then the resulting voltage at the armature of the rudder motor is zero and the rudder motor comes to a standstill. The device. Behaves in the same way as other previously known control systems known as path controls or sequence controls, but enables the rudder maneuvers to be carried out without opening and closing any contacts.

Fg. 2 zeigt eine andere Ausführungsform für die Generatoren G1 und G2, bei welcher anstatt eines einfachen Ankers mit zwei Feldpolsystemen ein Doppelanker mit zwei _ gegeneinandergeschalteten Hälften in Verbindung mit nur einem Feldpol-System verwendet ist; die Wirkung ist grundsätzlich die gleiche.FIG. 2 shows another embodiment for the generators G1 and G2, in which instead of a simple armature with two field pole systems, a double armature with two halves connected against each other in connection with only one field pole system is used; the effect is basically the same.

Brei größeren Anlagen kann man, um zu vermeiden, daß -die Ströme in .den Leitungen vom Steuerstand zum Rudermotor ebenso wie auch die Verschiebekräfte für die Feldpolsysteme unerwünscht groß ausfallen, die Differenzspannung von G1 und G2 statt unmittelbar auf den Anker von R auf .die Felderregung eines Leonardgenerators wirken lassen, der dann seinerseits den Strom für den Rudermotor R zu liefern hat.One can use larger plants in order to avoid -the currents in .the lines from the steering position to the rudder motor as well as the displacement forces for the field pole systems turn out to be undesirably large, the differential voltage of G1 and G2 instead of directly on the armature of R on .the field excitation of a Leonard generator let act, which in turn has to supply the current for the rudder motor R.

In den Figuren sind die Feldwicklungen der Maschinen Ui, U2 und R und die Anschlüsse von Ur und U2 an das Gleichstrombord'netz nicht mit dargestellt, um die Übea-sichtlichkeit nicht durch zu viele Einzelheiten zu beeinträchtigen.In the figures, the field windings of the machines Ui, U2 and R are and the connections from Ur and U2 to the DC on-board network are not shown, so as not to impair the visibility with too many details.

Die Möglichkeiten zur Anwendung und Ausführung der Erfindung beschränken sich nicht auf Ruwdermaschihensteuerungen entsprechend dem beschriebenen Ausführungsbeispidl, vielmehr ist die Erfindung auch z. B. für selbsttätige Regeleinrichtunigen anwendbar, derart, #daß der Istwertgeber die zueinander relativ beweglichen Teile der einen und der Sollwertgeber (die der anderen Steuermaschine be.ei'nflußt.Limit the possibilities for using and carrying out the invention do not rely on rotary machine controls in accordance with the exemplary embodiment described, rather, the invention is also z. B. applicable to automatic control systems, in such a way # that the actual value transmitter controls the relatively movable parts of the one and the setpoint generator (which influences the other control machine.

Die Erfindung kann in der Regel immer dann Anwendung finden, wenn eine Fernverstellung oder Fernregelung irgendwelcher Maschinen oder Geräte mit Hilfe von Gleichstrom vorgenommen werden soll, insbesondere in der Verkehrstechnik, Fördertechnik; Energietechnik und Ferusteuertechnik, namentlich für industrielle Zwecke. Die Antriebsmaschinen der Steuergeneratoren, d. h. also die Umformermotoren, können mit einer beliebigen Stromart betrieben werden.The invention can generally always be used when a remote adjustment or remote control of any machines or devices with the help to be made of direct current, especially in traffic engineering, materials handling technology; Energy technology and remote control technology, especially for industrial purposes. The prime movers the control generators, d. H. So the converter motors, can with any Type of current operated.

Claims

PATENT CLAIMS: - z. Device for electrical remote adjustment or remote control using an adjusting motor, characterized in that the adjusting motor is connected directly or via an amplifier device to the difference between the armature voltages of two controllable generators (G1, G2), one of which (G1) is connected by means of a command organ or Setpoint generator (control wheel H with spindle X), the other (G2) is regulated by means of a feedback device or actual value generator (rudder blade 3. with articulated rod Y).

2. Without contact activation controllable eIcktrische machine, in particular generator for generating control voltages for devices according to claim r, characterized by two opposite the rotor the electrical machine relatively displaceable in the axial direction field pole systems with a fixed mutual distance and with about 18o electrical degrees from one another staggered pole pairs.

3. Electric machine controllable without contact actuation, in particular generator for generating control voltages for facilities according to Claim i, characterized by one opposite the field pole system in the axial direction relatively displaceable double armature with two opposing winding halves (Fig. 2). q ..

Device for electrical remote adjustment according to claims i and 2 or 3, characterized by its use as a rudder machine control.

5. Set up after Claim i, characterized in that the difference in armature voltages.: The two controllable generators, the field winding of one that feeds the variable displacement motor Leonard generator is connected.

6. Device according to claim i, characterized in that d'ass the generators (G1, G2) of converter motors preferably operated with direct current (Ui, U2) are driven, with means for approximate or complete synchronization the speeds are provided.