DE895267C - Anordnung zur Erhoehung der Anzeigegenauigkeit bei Gleichstromfolgezeigern - Google Patents

Anordnung zur Erhoehung der Anzeigegenauigkeit bei Gleichstromfolgezeigern

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DE895267C
DE895267C DEA8694D DEA0008694D DE895267C DE 895267 C DE895267 C DE 895267C DE A8694 D DEA8694 D DE A8694D DE A0008694 D DEA0008694 D DE A0008694D DE 895267 C DE895267 C DE 895267C
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DE
Germany
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resistance
receiver
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receiver coil
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Application number
DEA8694D
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English (en)
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Gerd Dipl-Ing Hempel
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AEG AG
Original Assignee
AEG AG
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    • GPHYSICS
    • G08SIGNALLING
    • G08BSIGNALLING OR CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
    • G08B5/00Visible signalling systems, e.g. personal calling systems, remote indication of seats occupied
    • G08B5/22Visible signalling systems, e.g. personal calling systems, remote indication of seats occupied using electric transmission; using electromagnetic transmission

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)

Description

  • Anordnung zur Erhöhung der Anzeigegenauigkeit bei Gleichstroraf olgezeigern Es sind zahlreiche Gleichstromfolgezeigersysteme bekannt; die nach dem Spannungsteilerprinzip arbeiten, bei denen der Geber also als Spannungsteiler ausgebildet ist und von einer Gleichspannung gespeist wird. Neben Gebern, die als Ringspannungsteiler ausgebildet sind, sind auch solche bereits bekannt, die auf zwei gegenüberliegenden Abschnitten des Ringes Kontaktsegmente von beispielsweise go' für zweiphasige Systeme oder i2o' Breite für dreiphasige Systeme besitzen, zwischen denen im Restbereich der Spannungsteilerwiderstand ausgelegt ist. An diesem Ring wird in geeigneter Weise über Kontaktarme neben einer oder mehreren festen Spannungen mindestens eine veränderliche Spannung abgegriffen, die in dem aus mehreren Spulen aufgebauten Empfängersystem die jeweils erforderliche Felddrehung hervorruft und dadurch das Einstellglied in die jeweilige Sollage dreht. Die Empfängerspulen können beispielsweise in Stern oder im Dreieck oder gegebenenfalls nach Art einer Zweiphasenwicklung geschaltet sein. Im folgenden sind diese gleichstromgespeisten Spulensysteme einfach als Mehrphasensysteme bezeichnet.
  • Bei grob beanspruchten Anlagen, z. B. Ruderlagenzeiger, werden mit Rücksicht auf die Betriebssicherheit die Spannungen vom Geber zweckmäßig über Kontakte abgegriffen, die zu Anzapfungen des Spannungsteilerwiderstandes führen. Dementsprechend wird sich also die Spannung und Einstellung des Empfängers von Stufe zu Stufe sprunghaft ändern. Von den meisten `Anordnungen dieser Art wird nun verlangt, daß die Drehung des Empfängers dem Drehwinkel am Geber von Kontakt zu Kontakt genau entspricht. In der Praxis hat sich jedoch gezeigt, daß diese Forderung im allgemeinen nicht streng eingehalten werden kann. Der Grund hierfür ist darin zu erblicken, daß der Empfängereinstellwinkel av sich wegen der Eigenart der Parallelschaltung von Geber-und Empfängerwiderständen nicht proportional mit dem jeweils abgegriffenen Widerstand Ra des Gebers bzw. dem Geberdrehwinkel a, sondern nach einem Tangenzgesetz mit Ra ändert. Um trotzdem eine der Geberverstellung genau entsprechende Einstellung des Empfängers zu erreichen, hat man bereits angegeben, den Geberwiderstand nicht gleichmäßig, sondern in ungleichmäßige, auf empirischem Wege ermittelte Stufen zu unterteilen, so daß also der jeweilige Widerstand R, dem jeweiligen Sollwinkel des Empfängers angepaßt ist. Die ungleichmäßige Unterteilung der Spannungsteilerstufen bietet also, allerdings nur in besonderen Fällen, eine Möglichkeit, den Empfängerdrehwinkel aB wieder in lineare Abhängigkeit vom Geberdrehwinkel a zu bringen. Bei Zweiphasensystemen ist eine vollständige Beseitigung des erwähnten Fehlwinkels für den ganzen Steuerbereich des Gebers nur möglich, wenn entweder besondere Kompensationswiderstände oder anderweitige Schaltmaßnahmen vorgesehen werden, die jedoch zusätzliche Übertragungsleitungen erfordern. Bei Dreispulsysteinen kann durch entsprechende ungleichmäßige Unterteilung des Geberwiderstandes R die elektrische Fehlerfreiheit der Ernpfängereinstellung stets erreicht werden.
  • Die ungleichmäßige Unterteilung des Geberwiderstandes R macht sich jedoch bei der Fabrikation erschwerend und verteuernd bemerkbar. Die Widerstandsstufen müssen alle einzeln abgeglichen werden, und außerdem besteht die Gefahr, daß einzelne Stufen, die ja äußerlich kaum zu unterscheiden sind, beim Einbau verwechselt werden.
  • Die Erfindung betrifft nun eine Verbesserung derartiger Gleichstromfolgezeigersysteme, die den verwickelten Abgleich und Einbau ungleichmäßig abgestufter Geberspannungsteiler vermeidet und gleichwohl die gewünschte, praktisch völlig fehlerfreie Einstellung des Empfängers in jeder Sollage gewährleistet. Erfindungsgemäß wird an Stelle der umständlichen Kompensation der an den einzelnen Abgriffen vorhandenen Fehler durch Verstimmung der einzelnen Stufenwiderstände die Gesamtheit sämtlicher Fehler dadurch in einfachster Weise auf ein Minimum herabgesetzt, daß der Widerstand des Empfängerspulensystems auf ein ganz bestimmtes, innerhalb eines verhältnismäßig engen Bereichs liegendes Widerstandsverhältnis zu dem im übrigen linear abgestuften Geberwiderstand gebracht wird.
  • Wie diese Bemessung der Geber- und Empfängerwiderstände nach der Erfindung im einzelnen vorzunehmen ist, soll an Hand der Figuren im folgenden beispielsweise an einem dreiphasigen Gleichstromfolgezeigersystem erläutert werden.
  • Fig. i a zeigt die Prinzipschaltung und Fig. x b das Schaltschema eines solchen Gleichstromfolgezeigersystems, bei dem der Geber in bekanhfer Weise als Spannungsteiler ausgebildet ist, während das Einstellglied des Empfängers dreiphasig z. B. in Dreieckschaltung mit den Enden und dem Abgriff des Spannungsteilerwiderstandes verbunden ist. Der Einfachheit halber ist im Ausführungsbeispiel der Erregerteil als Pennanentmagnet angenommen. Den drei Spulen des Empfängersystems werden also in wechselnder Folge eine feste und zwei veränderliche Spannungen zugeführt. Das räumliche Vektorenbild der Feldstärken A W im Empfänger ist in Fig. 2 dargestellt. Als Resultierende der drei Feldstärken A W, A W, AW, die in einem anderen Maßstab auch die Größe der treibenden Spannungen wiedergeben, ergibt sich der resultierende Vektor AW, dessen Endpunkt bei Drehung des Gebers um 36o' eiii Sechseck umschreibt. Legt man die aus Fig. 2 ersichtlichen Bezeichnungen zugrunde und berücksichtigt man, daß stets die Strecke v gleich dem Betrag des Vektors A W, ist, dann läßt sich mit der vom Winkel a-r abhängigen Veränderlichen x (vgl. Fig. 2 a) für ac l#c--= i folgende Gleichung ableiten: 2 Rx- (R + R_,) RR_, - x R, - R - = 0, wobei mit R der Gesamtwiderstand des Geberspannungsteilers und mit R_v der Widerstand je einer Empfängerspule bezeichnet ist. Damit ist also die Abhängigkeit des Geberwiderstandes Ra von x und damit über eine Tangensfunktion auch vom Empfängerwinkel a-v festgelegt. Die Feldstärke AW, ist für den Gültigkeitsbereich der Gleichung von o bis iL 30' konstant. Diese Gleichung läßt erkennen, daß bei linearer Unterteilung von R für ein bestimmtes Verhältnis von Geber- und Empfängerwiderstand der Fehlwinkel einen kleinsten Wert annimmt. Eingehende Versuche haben ergeben, daß bei dreiphasigen Systemen in Dreieckschaltung der Fehlwinkel etwa bei einem Widerstandsverhältnis von sein Minimum besitzt und bis auf wenige Bogensekunden verschwindet. Für diesen Fall ändert sich also der Empfängerdrehwinkel al,; angenähert proportional dem jeweils abgegriffenen Widerstand R..
  • In entsprechender Weise läßt sich für Sternschaltung des Empfängers bei linearer Unterteilung von R zeigen, daß der Fehler praktisch gleich Null wird, wenn das Widerstandsverhältnis etwa auf ein Drittel des bei Dreieckschaltung angegebenen Werts bemessen ist.
  • Bei richtigem Verhältnis - ist es also auch bei linearer Unterteilung des Geberwiderstandes R mit drei Spulensystemen praktisch möglich, den Geberwinkel ohne jeden Fehler auf den Empfänger zu übertragen. Aus dem Schaubild nach Fig. 3 ist der Verlauf der Fehlerkurve in Abhängigkeit von dem veränderlichen Widerstandsverhältnis ersichtlich. Die beiden Kurvenzweige auf der positiven bzw. negativen Seite der Ordinatenachse gehen aber nicht stetig ineinander über, sondern sie schließen, wie die vergrößerte Darstellung nach Fig. 4 zeigt, einen Bereich ein, in welchem für ein bestimmtes Widerstandsverhältnis 31-' das Fehlerminimum liegt. Die Schau-R bilder gelten grundsätzlich sowohl für Dreieckschaltung als auch für Sternschaltung; bei letzterer wäre lediglich ein anderer Abszissenmaßstab zugrunde zu legen. Beim Anschluß mehrerer Empfänger an einen Geber ist die Gesamtzahl der parallel geschalteten Empfängerwiderstände ebenfalls dem hier dargestellten Verhältnis des Empfängerwiderstandes zum Geberwiderstand anzupassen.
  • In ganz ähnlicher Weise wie bei einem dreiphasigen System läßt sich der Erfindungsgedanke auch bei zweiphasigen Systemen verwirklichen, wie sie beispielsweise in den Fig. 5 und 6 dargestellt sind. Die Anwendung eines zweiphasigen Systems bedingt allerdings etwas größere Restfehler zwischen av und a, die bei günstigster Auslegung der Widerstandsstufen im Empfänger etwa -# i' betragen. In Anbetracht der Einfachheit der zur Verwirklichung des Erfindungsgedankens erforderlichen Maßnahmen ist die Erfindung gleichwohl auch hier mit Vorteil zu benutzen. Außerdem macht sich gerade bei zweiphasigen Systemen nach der Erfindung gegenüber bisher bekannten Anordnungen der Vorteil bemerkbar, daß die Leistungsaufnahine des Gebers unter Annahme gleicher Leistungsabgabe am Empfänger verhältnismäßig sehr gering ist. Gemäß der Erfindung liegt für zweiphasige Systeme mit Kompensationswicklungen nach Fig. 5 der günstigste Wert des Widerstandsverhältnisses etwa bei 0,55 für Systeme nach Fig. 6 etwa bei (R # gesamter Spannungsteilerwiderstand).
  • Die Erfindung bringt also für Gleichstromfolgezeigersysteme, die nach dem Spannungsteilerprinzip arbeiten, wesentliche Vorteile mit sich. Es ist z. B. vielfach erwünscht, am Geber eine sehr fein unterteilte Einstellmöglichkeit oder gar eine stetige Verstellbarkeit statt einer Reihe von mehr oder weniger grob unterteilten Kontaktstufen vorzusehen. Da man bisher aber zur Beseitigung des elektrischen Fehlwinkels am Empfänger den Spannungsteilerwiderstand des Gebers in ungleichmäßige Stufen unterteilen mußte, so war damit eine stetige Einstellung des Empfängers von vornherein ausgeschlossen. Gemäß der Erfindung kann dagegen der Spannungsteilerwiderstand des Gebers fortlaufend gewickelt werden, so daß also mittels eines Schiebekontaktes der Geber ohne weiteres stetig einstellbar ist. Soll, wie es für stark beanspruchte Steuerungen erwünscht ist, die Unterteilung in einzelne Kontaktstufen beibehalten werden so wird durch die Erfindung die 'Herstellung des Spannungsteilerwiderstandes, wie schon eingangs erwähnt, weitgehend vereinfacht, da lediglich in genau gleichen Abständen bzw. nach einer jeweils gleichen Anzahl von Windungen Anzapfungen zu den entsprechenden Kontakten geführt werden. Durch den Wegfall einer Eichung wird die Herstellung wesentlich verbilligt. Die Erfindung gibt also einerseits überhaupt erst die Möglichkeit, eine stetige Einstellung des Gebers bei praktisch völliger Beseitigung des elektrischen Fehlwinkels am Empfänger zu verwirklichen, und andererseits trägt sie zu einer wesentlichen Vereinfachung des Herstellungsverfahrens bei.

Claims (1)

  1. PATENTANSPRÜCHE: i. Anordnung zur Erhöhung der Einstellgenauigkeit bei Gleichstromfolgezeigern nach dem Spannungsteilerprinzip, insbesondere solchen mit dreiphasigem Empfängerspulensystem, dadurch gekennzeichnet, daß der Geberwiderstand für linearen Abgriff ausgebildet ist und daß der Widerstand der Empfängerspulen im Verhältnis zum Geberwiderstand derart bemessen ist, daß sämtliche bei einer vollen Umdrehung des Systems auftretenden Einstellfehler des Empfängers einen Kleinstwert annehmen. :z. Anordnung nach Anspruch i für Dreispulsystem in Dreieckschaltung, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis des Widerstands einer Empfängerspule zum Geberwiderstand etwa größer als 4,5 und kleiner als 5,5 bemessen ist. 3. Anordnung nach Anspruch i für Dreispulsystem in Sternschaltung, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis des Widerstands einer Empfängerspule zum Geberwiderstand etwa auf % des für die Dreieckschaltung nach Anspruch 2 angegebenen Wertes bemessen ist. 4. Anordnung nach Anspruch i für zweiphasige Empfängerspulensysteme mit Kompensationsspulen nach Fig. 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis des Widerstands einer Empfängerspule zum Geberwiderstand etwa größer als 0,55 und kleiner als ojo bemessen ist. 5. Anordnung nach Anspruch i für zweiphasige Empfängerspulensysteme nach Fig. 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis des Widerstands einer Empfängerspule zum Geberwiderstand etwa größer als i,o5 und kleiner als i,3o bemessen ist.
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