DE904991C - Schaltanordnung zur Fernuebertragung von Winkelstellungen - Google Patents

Schaltanordnung zur Fernuebertragung von Winkelstellungen

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DE904991C
DE904991C DEA7480D DEA0007480D DE904991C DE 904991 C DE904991 C DE 904991C DE A7480 D DEA7480 D DE A7480D DE A0007480 D DEA0007480 D DE A0007480D DE 904991 C DE904991 C DE 904991C
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DE
Germany
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phase
voltage
receiver
switching arrangement
transmitter
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Expired
Application number
DEA7480D
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English (en)
Inventor
Dr-Ing Max Nolte
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AEG AG
Original Assignee
AEG AG
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Publication date
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    • 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
    • G05D3/121Control of position or direction using feedback using synchromachines (selsyns)
    • G05D3/122Control of position or direction using feedback using synchromachines (selsyns) without modulation

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Arrangements For Transmission Of Measured Signals (AREA)

Description

  • Schaltanordnung zur Fernübertragung von Winkelstellungen Zur Fernübertragung von Winkelstellungen, insbesondere für den Fernantrieb von Verstellgegenständen nach Maßgabe der Einstellung eines Gebergeräts, ist die Verwendung von Drehwandlersystemen bekannt. Diese können entweder so geschaltet sein, daß sie eine amplitudenfeste Wechselspannung erzeugen, deren Phasenlage von der j eweiligen Winkeleinstellung der Welle abhängt, oder aber so, daß zwei oder mehr in der symmetrisch gewickelten Zweitwicklung erzeugte Wechselspannungen phasenfest, und zwar sämtlich gleichphasig oder gegenphasig sind und in ihrem Amplitudenverhältnis nach Größe und Richtung stetig von der jeweiligen Winkeleinstellung der Welle abhängen. Die Systeme der letztgenannten Art werden besonders häufig für Fernverstellantriebe verwendet. Man hat für Sonderzwecke, insbesondere zur Fernübertragung über große Leitungslängen, wo der Zwang zur Ersparnis von Übertragungsleitungen vordringlich wird, schon den Vorschlag gemacht, Drehwandlersysteme zu benutzen, bei denen beispielsweise geberseitig- drei phasenfeste, in ihrem Amplitudenverhältnis veränderliche Wechselspannungen erzeugt und durch eine Umwandlungsvorrichtung in eine einzige amplitudenfeste und in ihrer Phase veränderliche Wechselspannung umgewandelt werden. Die phasenveränderliche Spannung wird zusammen mit einer einzigen Vergleichswechselspannung fester Phasenlage leitungssparend übertragen, um am Empfangsort wieder in ein System von mehreren phasenfesten, in ihrem gegenseitigen Amplitudenverhältnis veränderlichen Wechselspannungen rückverwandelt zu werden, welche ihrerseits in der üblichen Weise mit dem zweiten Drehwandlersystem zusammenarbeiten; welches mit der Welle des Verstelläntriebs gekuppelt ist.
  • Bei Anlagen der letztgenannten Art sind für die Rückverwandlung einer phasenveränderlichen Spannung in mehrere amplitudenveränderliche Spannungen verhältnismäßig umfangreiche Einrichtungen, vorzugsweise ganze elektrische Maschinensätze, erforderlich: Die Erfindung beschreibt eine andere neuartige Einrichtung,welche in gleicherWeisewie der genannte ältere Vorschlag die Vorteile der nachdem sogenannten Amplitudenverfahren arbeitenden Drehwandlersysteme mit den Vorteilen des sogenannten Phasenverfahrens für die Übertragung über lange Leitungen verbindet; dabei aber mit einem geringeren Aufwand auskommt. Erfindungsgemäß werden auf der Geber- und Empfängerseite die Drehwandler an :ein einphasiges Wechselstromnetz angeschlossen. Zweckmäßig ist dies das gleiche Netz: Falls dies wegen räumlicher Trennung nicht möglich ist, ist eine Synchronsteuerung der einen Netzspannung durch die andere erforderlich, da die Speisespannung der beiden Drehwandlersysteme gleichzeitig als Bezugsspannung für. einen Phasenvergleich zu dienen hat. Die mehrphasig gewickelten Zweitwicklungen der beiden Drehwandlersysteme sind, für jedes System getrennt, jeweils an zwei in Reihe liegende gemischte Spannungsteiler angeschlossen, die beispielsweise aus je einem Ohmschen.und einem kapazitiven Widerstand bestehen. Das Widerstands-'Verhältnis zwischen Wirk- und Blindwiderständen dieser Spannungsteiler hängt davon ab, ob die speisende Drehwandlerzweitwicklung zweiphasig oder dreiphasig gewickelt ist. Im ersten Falle müssen sich die Wirk- und Blindwiderstände jedes Spannungsteilers wie r : z verhalten. Bei dreiphasig gewickeltem Drehwandlerläufer dagegen ist dieses Verhältnis z :1/3, und zwar jeweils beim einen Spannungsteiler zwischen Wirk- und Blindwiderstand und bei dem in Reihe dazu liegenden Spannungsteiler zwischen Blind-und Wirkwiderstand. An den Verbindungspunkten zwischen Wirk- und Blindwiderständen der beiden Spannungsteilerpaare jedes Drehwandlers wird in an sich schonfrüher vorgeschlagener Weise je eine amplitudenfeste Spannung abgegriffen, die in ihrer Phasenlage von der Stellung der Geberwelle bzw. von. der Stellung der Empfängerwelle abhängig ist. Erfindungsgemäß werden diese beiden geber- bzw.: empfangsseitig gewonnenen Spannungen einem zweckmäßig am Empfangsort angeordneten Phasenvergleichsgerät zugeführt. Dieses Gerät kann als reines Anzeigegerät ausgebildet sein. Vorzugsweise wird man jedoch als Phasenvergleichsgerät einen phasenempfindlichen Richtverstärker vorsehen, der den Antrieb des Verstellgegenstandes jeweils so lange steuert, bis der Stellungsunterschied zwischen Geber und Empfänger und damit der Phasenunterschiedzwischen den beiden dem Vergleichsgerät zugeführten Spannungen verschwindet.
  • Als Richtverstärker dient gemäß einer Weiterbildung der Erfindung zweckmäßig ein Röhrenverstärker, dessen Eingangsstufe gitterseitig von der einen Vergleichsspannung gesteuert wird, während die zweite Vergleichsspannung, gegebenenfalls in Verbindung mit einer weiteren festen Gleich- oder Wechselspannung als Anodenwechselspannung, der Eingangsstufe dient.
  • In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Mit der Geberwelle z, die im Ausführungsbeispiel durch eine Handkurbel 2 verstellbar sein möge, ist ein Drehwandler 3 gekuppelt, dessen Ständer einphasig an das Wechselstromnetz io angeschlossen ist. Der Läufer besitzt eine mehrphasige Wicklung, die z: B. zwei- oder dreiphasig ausgeführt sein kann. In jedem Falle werden die erzeugten Spännurgen über mindestens drei getrennte Leitungen herausgeführt.
  • In gleicher Weise ist mit dem Verstellgegenstand 4 bzw. dem Verstellmotor 5 ein Empfängerdrehwandler 6 gekuppelt. Dieser ist mit seinem Ständer gegebenenfalls an das Netz ro angeschlossen, wobei angenommen ist, daß die Netzspannung vom Geberort zum Empfängerort übertragbar ist. Falls dies nicht durchgeführt werden kann, läßt sich entsprechend anderweit gemachten Vorschlägen die Spannung eines Wechselstromnetzes am Empfängerort nach Frequenz und Phase synchron in Abhängigkeit von der Netzspannurig am Geberort mit Hilfe einer wenig belasteten; fernübertragenen Vergleichsspannung synchron steuern.
  • Auch der Drehwandler 6 besitzt eine gleichartige Zweitwicklung wie der Drehwandler 2, die über mindestens drei Leitungen herausgeführt ist. An beide Drehwandler sind je. zwei in Reihe liegende gemischte Spannungsteiler angeschlossen, beispielsweise an den Drehwandler 3 die Spannungsteiler R1, Cl und R2, C2. An den Verbindungspunkten zwischen Wirk- und Blindwiderstand jedes Spannungsteilers wird jeweils eine Spannung abgenommen, die amplitudenfest ist und in ihrer Phasenlage von der Stellung der Geberseite z bzw. des Verstellgegenstandes 4 abhängig ist. Die beiden phasenveränderlichen Spannungen werden einem Phasenvergieichsgerät 7 zugeführt. Zu diesem Zweck muß die eine, beispielsweise die geberseitig erzeugte Spannung, fernübertragen-werden. Wie die Fig. i erkennen läßt, sind also zur Fernübertragung der Geberstellung zum Empfänger bzw. zur Nach- i steuereng des letzteren nur zwei Übertragungskanäle erforderlich, die bei Drahtübertragung mit drei ,Leitern auskommen, gegebenenfalls sogar mit zwei Leitern, wenn von einem Trägerfrequenzverfabren od. dgl. Gebrauch gemacht wird. Das Phasenvergleichsgerät 7 ist im Ausführungsbeispiel ein Richt-'Verstärker, der auf Phasenunterschied der beiden zügeführten Spannungen nach Größe und Richtung anspricht und ausgangsseitig beispielsweise die Erregung eines Leonardgeneratörs nach Größe und Richtung steuert, der seinerseits die Speisespannung für den Verstellmotor 5 des Verstellgegenstandes 4 liefert.
  • Die Bemessung der Spannungsteiler, mit deren Hilfe das System amplitudenveränderlicher Drehwandlerausgangsspannungen am Geber und am Empfänger jeweils in eine einzige phasenveränderliche Wechselspannung umgewandelt wird, hängt von der Phasenzahl der Drehwandlerzweitwicklungen ab. Bei dreiphasig gewickelten Drehwandlerläufern ist ein Widerstandsverhältnis der Wirk- und Blindwiderstände von vorzusehen, und zwar derart, daß beispielsweise am Geberort R,: Cl = C2: R2 sich jeweils wie verhält. Damit ergibt sich ein Vektorschaubild für die Spannungsteilerteilspannungen gemäß Fig. 2, welches vor allem dadurch gekennzeichnet ist, daß die beiden zur Bildung der phasenveränderlichen Spannung Up, herangezogenen Teilspannungen Uo 1 und UR 2 um i2o° gegeneinander in der Phase verschoben sind. Das gezeichnete Vektorschaubild gilt für den Sonderfall, daß bei geeigneter Einstellung der Welle i die beiden dem Drehwandler entnommenen Spannungen U1 und U2 gerade gleich groß und gleichphasig sind. Beim Durchdrehen der Welle = ändert sich sowohl die Größe als auch das Vorzeichen dieser beiden Spannungen und damit auch die resultierende Spannung Up 1, und zwar, wie sich gezeigt hat, die letztere derart, daß sie bei fester Amplitude ihre Phasenlage mit sin ändert, wenn a die jeweilige Winkeleinstellung der Welle i bedeutet. Die Phasenlage der Spannung Up, ist also eindeutig der jeweiligen Winkelstellung der Welle i proportional. Das gleiche gilt entsprechend für die Spannung Up 2 der Empfängerseite, so daß Phasengleichheit am Richtgerät 7 nur dann feststellbar ist, wenn der Geber und der Empfänger die gleiche Winkellage einnehmen.
  • Sind die Drehwandler 3 und 6 mit zweiphasig gewickelten Zweitwicklungen versehen, so ist das Verhältnis zwischen Wirk- und Blindwiderstände der angeschlossenen gemischten Spannungsteiler jeweils wie i : i zu bemessen. Fig. 3 zeigt das entsprechende Schaubild, welches an Hand des zu Fig. 2 Gesagten ohne weiteres verständlich ist. Wesentlich ist, daß durch die Bemessung der Spannungsteiler in diesem Falle die beiden zur Bildung der Spannung Up 2 herangezogenen Teilspannungen UG 1 und UR, den Phasenwinkel go° miteinander einschließen, d. h. also wiederum den gleichen Winkel, um den die einzelnen Teilwicklungen der Drehwandlerzweitwicklung gegeneinander räumlich versetzt sind. Für die erzeugte Spannung Up 1 bzw. Up 2 läßt sich im Falle der Fig.3 nachweisen, daß sie sich mit sin ändert, d. h. daß sie gegebenenfalls eindeutig in ihrer Phasenlage von der Winkelstellung der Geber- bzw. Empfängerwelle abhängt.
  • Die Erfindung hat den besonderen Vorzug, daß Geber- und Empfängergeräte mit den normalen, nach dem Amplitudenverfahren arbeitenden Drehwandlerübertragungssystemen, wie sie vielfach in größerer Zahl vorhanden sind, auch dann eingesetzt werden können, wenn im Einzelfall die Fernsteuerung oder Fernanzeige über große Entfernungen erfolgen muß und infolgedessen die übliche Übertragung mehrerer in ihrem Amplitudenverhältnis veränderlicher phasengleicher Wechselspannungen eine zu große Zahl von Übertragungskanälen erforderlich machen würde. Der einzige zusätzliche Aufwand sind die aus allereinfachsten Schaltelementen bestehenden und sehr leicht herzustellenden Spannungsteiler zur Umwandlung der amplitudenveränderlichen Spannungen in eine phasenveränderliche Spannung. Das Vergleichsgerät, welches in jedem Fall vorhanden sein muß, muß lediglich statt auf Amplitudenunterschied auf Phasenunterschied ansprechen und entsprechend ausgebildet sein.

Claims (3)

  1. PATENTANSPRÜCHE: i. Schaltanordnung zur Fernübertragung von Winkelstellungen, insbesondere zum Fernantrieb von Verstellgegenständen nach Maßgabe der Einstellung eines Gebergeräts, unter Verwendung von Drehwandlern als Übertragungssystemen, dadurch gekennzeichnet, daß auf Geber- und Empfängerseite die Drehwandler durch eine einphasige Wechselspannung, gegebenenfalls durch zwei zueinander synchrone Wechselspannungen, erregt und mit ihrer dreiphasig gewickelten Zweitwicklung an j e zwei in Reihe liegende gemischte Spannungsteiler mit einem Widerstandsverhältnis der Wirk- und Blindwiderstände von i : 173- angeschlossen sind und daß die an den Verbindungen zwischen Wirk- und Blindwiderständen der beiden Spannungsteilerpaare abgegriffenen, amplitudenfesten, in ihrer Phasenlage von der Stellung der Geber- bzw. Empfängerwelle abhängigen Spannungen einem Phasenvergleichsgerät zugeführt werden, beispielsweise einem Anzeigegerät oder einem Richtverstärker, der den Antrieb des Verstellgegenstandes jeweils so lange steuert, bis der Stellungsunterschied zwischen Geber und Empfänger und damit der Phasenunterschied der beiden dem Vergleichsgerät zugeführten Spannungen verschwindet.
  2. 2. Abänderung der Schaltanordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die mit dem Geber und dem Empfänger gekuppelten Drehwandler mit zweiphasig gewickelten Zweitwicklungen ausgerüstet sind und daß die an die Drehwandler angeschlossenen Spannungsteiler derart bemessen sind, daß das Widerstandsverhältnis zwischen Wirk- und Blindwiderstand jedes Spannungsteilers gleich i : i ist.
  3. 3. Schaltanordnung nach Anspruch r oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Richtverstärker zur Steuerung des empfängerseitigen Verstellantriebes ein Röhrenverstärker dient, dessen Eingangsstufe gitterseitig von der einen Vergleichsspannung gesteuert wird, während die zweite Vergleichsspannung, gegebenenfalls in Verbindung mit einer weiteren festen Gleich- oder Wechselspannung, als Anodenwechselspanrung der Eingangsröhre oder -röhren dient. q.. Schaltanordnung nach einem der Ansprüche i bis 3, gekennzeichnet durch die Verwendung zur leitungssparenden Fernübertragung von Winkelstellungen über sehr große Entfernungen:
DEA7480D 1943-03-31 1943-03-31 Schaltanordnung zur Fernuebertragung von Winkelstellungen Expired DE904991C (de)

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