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Anordnung zur träghe-itsfreien Erzeugung einer Rückführspannung bei
Fernsteuerungen Fernsteuerungen(Drehwinikelübertragungen) werden häufig so ausgebildet,
daß sie nach dem Phasenverfahren arbeiten, d. h. der jeweils zu übertragende Drehwinkel
durch die Phasenlage einer Wechselspannunggegenüber einer Bezugsspannung dargestellt
wird. Auf der Empfangsseite wird ebenfalls eine Wechselspannung erzeugt, deren Phasenlage
gegenüber der gleichen Bezugsspannung dem Drehwinkel' des Empfängergerätes entspricht.
Die im Geber und die im Empfänger erzeugten Wechselspannungen müssen demnach, wenn
Geber-und Empfangsgerät gleiche Winkelstellung haben, auch gleiche Phasenlage aufweisen.
Ist dies nicht der Fall, so wird aus dem Unterschied in der Phasenlage ein Nachstelleinfluß
abgeleitet, der zur motorischen Nachstellung des Empfängers dient. Häufig verfährt
man dabei so, daB aus der Phasendifferenz Impulse .gebildet werden, die nach Glättung
eine Gleichspannung liefern., die der Phasenverschiebung proportional ist und zur
Steuerung des Nachstellmotors des Empfängers dient. Bei solchen Anordnungen ist
zum Zwecke der Stabilisierung eine Rückführung erforderlich, und zwar meist in der
Form, daß eine Rückführspannung von einer dem Augenblickswert der Regelgeschwindigkeit
proportionalen vorzeichenrichtigen Gleich-
Spannung hergeleitet
wird. Zu dem Zweck kuppelt man mit dem Nachstellmotor -des Empfängers eine Tachometermaschine_,
die im Verlauf eines Verstellvorganges eine der jeweiligen Regelgeschwindigkeit
proportionale Gleichspannung liefert. Der Rückführungseinfluß selbst wird in .der
Weise zur Wirkung gebracht, ,daß aus der Gleichspannung der Taehometermaschine eine
Wechselspannung gebildet wird, deren Frequenz konstant ist, deren Amplitude sich
aber mit der Gleichspannung ändert. Diese Wechselspannung wird zum Zwecke der Rückführung
auf den Eingang des Phäsenvergleichsgerätesgegeben. Die Erzeugung dieser Wechselspannung
;kann so erfolgen, daß die Gleichspannung der Tachometermäschine mittels einer vorgespannten
Gleichrichterbrücke im Takt der Meß:frequenz phasenrichtig zerhackt wird. Die erwähnte
Erzeugung .der Rückführspannung ist wegen der verschiedenen Umformungen mit einer
Zeitkonstante behaftet, die um Pendelüngen zu vermeiden, so klein wie möglich gehalten
werden müß. In dieser Beziehung ist aber die erwähnte Rückführanordnung ungünstig.
Man kann nämlich die Wechselspannung selbst praktisch nicht mit beliebig kleiner
Zeitkonstante erzeugen. Außerdem tritt aber durch die Einführung dieser Wechselspannung
am Eingang des Phasenvergleichsgerätes eine weitere Zeitkonstante auf.
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Ein anderer Weg, die Rüakführspannung zu erzeugen, besteht ,darin,
die geschwindigkeitsproportionale Gleichspannung der Tachometerrnaschine unmittelbar
den Endröhren zuzuführen. Bei der zweckmäßig als Antiparallelschaltung arbeitenden
Gleichstromverstärkerendstufe für die Motorspeisung sind hierzu aber zwei verhältnismäßig
hohe potentialfreie Gleichspannungen erforderlich. Um diese Möglichkeit zu verwirklichen,
sind also zusätzlich zwei Gleichstromverstärker und zwei Gleichspannungserzeuger
(Tachometermaschinen) erforderlich. Allerdings hat diese Anordnung den Vorteil,
daß die Spannungen verzögerungsfrei erzeugt und dem Motor zugeführt -werden.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die Nachteile der erwähnten
Anordnungen zu vermeiden, aber ihre Vorteile auszunutzen. Die Erfindung betrifft
demgemäß eine Anordnung zur trägheitsfreien Erzeugung einer Rückführungsspannung
bei nach dem Phasenverfahren arbeitenden Fernsteuerungen. Erfindungsgemäß sind zwei
an .der von einer Tachometermaschine od. dgl. gelieferten, der Verstellgeschwindigkeit
proportionalen Gleichspannung liegende Gleichrichterbrücken vorgesehen, die mit
der Netzfrequenz oder der Meßfrequenz vorgespannt sind.
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In Fig. i und 2 sind zwei Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen
Anordnung schematisch dargestellt, die Diagramme in Fig. 3 bis 6 dienen zur Erläuterung.
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In Fig. i bezeichnet T eine Tachometermaschine, die mit .dem Nachstellmotor
im Empfänger einer Fernsteuereinrichtung gekuppelt ist und während eines Verstellvorganges
eine der jeweiligen Verstellgeschwindigkeit proportionale Gleichspannung ' liefert.
R" ist ein Vorwiderstand. Die Gleichspannung wird über diesen Vorwiderstand an zwei
Gleichrichterbrücken gelegt, von denen die eine aus den Gleichrichtern I und II
und dem Widerstand Ri, die andere aus den Gleichrichtern III und IV sowie aus dem
Widerstand R2 besteht. Diese beiden Gleichrichterbrücken -werden entweder mit der
Netzfrequenz von 5o Hz oder auch mit der Meßfrequenz gegenphasig vorgespannt. Es
sind hierbei insgesamt vier Gleichrichter erforderlich. Dieser Aufwand kann etwas
verringert werden, wenn eine Schaltung nach Fig. 2 gewählt wird. Sie unterscheidet
sich von der Schaltung nach Fig: i dadurch, daß die Widerstände R1 und R2 der Gleichrichterbrücken
außen liegen, während nur zwei Gleichrichter V und VI verwendet werden, die nach
innen gelegt sind. Zur Erläuterung der Wirkun;gsweise wird auf die Diagramme (Fig.3
bis 6) Bezug genommen und im übrigen die Schaltung nach Fig, i betrachtet. Der Widerstandsverlauf
der Gleichrichter in .dieser Schaltung ist durch die Kennlinie gemäß Fig. 3 gegeben.
Die über den Vorwiderstand R1, an die beiden Gleichrichterbrücken angelegte Gleichspannung
kann an den Klemmen A und B nur dann auftreten, wenn beide Gleichrichterpaare
gleichzeitig hochohmig sind. Auf Grund der erwähnten Gleichrichterkennlinie (Fig.
3) ergibt sich nun für die Gleichrichter I und II ein Widerstandsverlauf, wie er
in Abhängigkeit von der Zeit im Teil a der Fing. 4 dargestellt ist. Entsprechend
ergibt sich .für das Gleichrichterpaar III und IV auf Grund der Gleichrichterkenn-Linie
ein Widerstandsverlauf, wie er im Teil b der Fig. q. dargestellt ist. Man erkennt
daraus,, daß sich der Widerstandsverlauf der beiden so überlappt, daß kurzzeitige
Impulse positiver oder auch negativer Richtung .auftreten (Fig. 4c). Die Höhe dieser
Impulse entspricht dem jeweiligen Gleichspannungswert; ihr Vorzeichen richtet sich
nach Odem Vorzeichen der Gleichspannung. Eine entsprechende Wirkung ergibt sich
sinngemäß unter Zugrundelegung der Schaltung nach Fig. z.
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Die so erzeugten Impulse (Fig. q.c) können zur Spannungserhöhung und
Potentialtrennung beliebig transformiert werden. Wegen der kurzzeitigen Dauer dieser
Impulse tritt eine merkliche Nullpunktverschiebung bei der Transformation nicht
auf. Die auf diese Weise gebildeten Impulse werden nun mit auf den Gitterkreis,
z. B. in Reihe mit den eigentlichen, von der Phasendifferenz herrührenden Steuerimpulsen
gegeben. Sie überlagern sieh diesen Impulsen, und zwar wandern sie über diese hinweg
mit einer Geschwindigkeit, die der Frequenzdifferenz zwischen den beiden Spannungen
entspricht.
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Zuvor werden die eigentlichen Steuerimpulse geglättet, so daß für
sie ein Verlauf gemäß Fig. 5 entsteht. Daher -werden zusätzliche Impulse, die die
Höhe ca nicht überschreiten, keine wesentliche Gleichspannungsänderung hervorrufen.
Gemäß einer weiteren Erfindung wird daher auf die in Fig. i dargestellte Gleichrichteranordnung
in Reihe
mit der Gleichspannung der Tachometermaschine eine Wechselspannung
gegeben, die die gleiche Frequenz hat wie die zur Vorspannumg verwendete Wechselspannung,
aber dieser gegenüber eine Phasenverschiebung von 9o` besitzt. Im ausgeregelten
Zustand, d. h. wenn die Tachometermaschine keine Gleichspannung liefert, ergeben
sich daraus Spannungsimpulse wechselnder Richtung (Fig. 6 a), die beim Auftreten
einer Gleichspannung je nach der Richtung dieser Gleichspannung nach der einen Seite
vergrößert, nach der anderen Seite verkleinert werden (Fig.6b). Auf diese Weise
gelingt es, die Gleichspannung der Tachometermaschine ohne Reizschwelle zur Wirkung
zu bringen. An die Schaltung zur Drehung der erwähnten Zusatzspannung um 9o'°' werden
keine besonderen Anforderungen gestellt. Hierfür können an sich bekannte Phasendrehschaltungen
Verwendung finden.
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Die für die Wirkung der erfindungsgemäßen Anordnung wesentlichen Gleichrichter'brücken
brauchen nur für die Ausgangsgleichspannung bemessen zu werden.
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Die Anordnung ist speziell für die Erzeugung der Rückführspannung
bei kontinuierlichen Fernsteuerungen beschrieben worden. Sie kann jedoch in jedem
Fall angewendet werden, wo es sich darum handelt entweder Spannungsimpulse aus einer
Gleichspannung amplituden- und vorzeichenrichtig zu erzeugen oder aus einer gegebenen
Gleichspannung mehrere potentialfreie Spannungen herzuleiten oder eine Gleichspannung
in eine solche höherer Spannung umzuwandeln.