DE1249977B - - Google Patents

Description

NDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

EUTSCHES

Circulet

PATENTAMT

iUSLEGES CHRIFT

Int. Cl.:

G 05 f

G05b

Deutsche Kl.: 21c-46/54

Nummer: 1 249 977

Aktenzeichen: G 46979 VIII b/21 c

Anmeldetag: 25. Mai 1966

Auslegetag: 14. September 1967

Die Erfindung betrifft eine Lageregeleinrichtung mit einem Stellmotor, der von einem Phasendiskriminator gesteuert wird und die Lage eines Maschinenelementes, z. B. des Werkzeugs einer Werkzeugmaschine, und zugleich die Einstellung eines Resolvers verstellt.

Zur Erläuterung der Erfindung wird auf eine bekannte Regeleinrichtung Bezug genommen, die in der USA.-Patentschrift 3 173 001 beschrieben ist. Bei dieser bekannten Einrichtung wird ein Maschinenelement, z. B. ein Werkzeug einer Werkzeugmaschine, in Richtung einer oder mehrerer Achsen durch Stellglieder verstellt, die mit Hilfe digitaler Informationen angetrieben werden, welche von einem Lochband oder einer Lochkarte stammen. Diese Informationen, die in Form von elektrischen Signalen vorliegen, werden in analoge Stellungen einer Welle mit Hilfe von Stellgliedern umgewandelt, die mit der Welle verbunden sind. Hierbei wird eine Schaltung mit Festkörperbauelementen verwendet, die mehrere digitale Ringzähler aufweist, welche schrittweise von einer gemeinsamen Impulsquelle betätigt werden. Einer der Zähler ist als Teiler ausgebildet, der stetig arbeitet und Rechteckimpulse liefert. Die dem Band oder der Lochkarte entnommene digitale Information wird dazu benutzt, einen weiteren Ringzähler, der auch als Sollzähler bezeichnet wird, zu betreiben, derart, daß die Zählwerte der beiden Zähler verglichen werden. Die Abweichung ist ein Maß für die gewünschte Verschiebung des Maschinenelementes. Die Ringzähler werden von einem Oszillator mit verhältnismäßig hoher Frequenz, z. B. 250 kHz, gespeist, und es sind logische Schaltungen vorgesehen, die den Zählwert der genannten Zähler in getrennte Rechteckschwingungen von 250 Hz umwandeln, die in ihrer Phase entsprechend den Augenblickswerten der Abweichung zwischen dem Sollwertzähler und dem Bezugswertzähier gegeneinander versetzt sind.

Der bei dieser Anordnung verwendete induktive Resolver hat zwei Wicklungen, die 90° Phasenverschiebung aufweisen und von Komponenten einer der obenerwähnten Rechteckschwingungen gespeist werden, die dem Bezugswertzähier entstammen; der Rotor des Resolvers ist über ein entsprechendes Getriebe mit der Welle des Maschinenbauelementes verbunden. Die Phase des dem Rotor des Resolvers entnommenen Signals wird dann in einem Diskriminator mit der Phase der Rechteckschwingung von 250 Hz des Sollwertzählers verglichen. Die Ausgangsspannung des Diskriminator wird verstärkt und dazu benutzt, das Stellglied anzutreiben, welches die Lage . Lageregeleinrichtung

Anmelder:

General Electric Company,
Schenectady, N. Y. (V. St. A.)

Vertreter:

Dr.-Ing. W. Reichel, Patentanwalt,

Frankfurt/M. 1, Parkstr. 13

Als Erfinder benannt:
George Leeman Rogers,
Waynesboro, Va. (V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:

V. St. v. Amerika vom 28. Mai 1965 (459 714)

des Maschinenelementes bestimmt, indem es so verstellt wird, daß die Phase des Rotorsignals in Übereinstimmung mit der Phase des Sollwertzählers gebracht wird.

Der Bezugswertzähier und der Sollwertzähler teilen bei der bekannten Anordnung das Signal von 25OkHz im Verhältnis 1000:1. Je höher die Frequenz des Oszillators ist, der die Zähler antreibt, um so feiner sind die Stellschritte der Einrichtung, da in der digital arbeitenden Einrichtung die relativen Phasenlagen der Ausgangssignale der Zähler durch die Differenz der numerischen Zählwerte bestimmt sind. Je höher die Zählwerte sind, um so feiner sind daher die Schritte der gegenseitigen Phasenverschiebung.

Bisher wurden bei digitalen Einrichtungen der beschriebenen Art die Resolver durch sinusförmige Signale gespeist, deren Schnittpunkte mit der Nullachse mit einem Signal geregelter Phase verglichen wurden, um die Verschiebung des Maschinenelementes zu ermitteln. Am Ausgang eines digitalen Zählers ergibt sich jedoch eine Rechteckschwingung. Die Aufgabe der Erfindung besteht daher darin, eine Resolvereinrichtung zu schaffen, die direkt von den Rechteckwellen betrieben werden kann, die in dem digitalen System vorhanden sind. Wenn die Statorwicklungen eines Resolvers gemäß der Erfindung durch diese Rechteckwellen erregt werden, enthält die dem Rotor entnommene Komponente,, die zwar keine Rechteckwelle ist, eine Grundfrequenz, deren Phasenlage eindeutig mit der Phasenlage der Grund-

i..' 709 64,7/413

schwingungen in Beziehung steht, die in der durch die Lage des Rotors modifizierten Rechteckwellenerregung enthalten ist. Wenn man daher die höheren Harmonischen des Rotors beseitigt, enthält die verbleibende Grundschwingung die gewünschte eindeutige Information über die Phasenlage und kann leicht so geformt werden, daß ein rechteckiges Rückführungssignal erzeugt wird, welches ebenfalls diese Phaseninformation aufweist.

Ein Vorteil der Verwendung der Rechteckschwingung für die Erregung der Resolverwicklungen besteht darin, daß Rechteckschwingungen leichter mit großer Genauigkeit sowohl bezüglich der Phase als auch der Amplitude erzeugt werden können. Wenn die Ausgangsspannungen an verschiedenen Stellen einer Zählkette in an sich bekannter Weise abgenommen werden, ist es einfach, eine einwandfreie Phasenverschiebungsregelung zwischen den beiden Rechteckwellen zu erhalten. Außerdem sind die Maßnahmen zur Regelung der Amplitude einer Rechteckschwingung mit Hilfe einer Schaltung aus Festkörperbauelementen ζ. Β. durch Amplitudenbegrenzung oder durch Verwendung von Sättigungserscheinungen sehr wirksam, um Signale konstanter Amplitude zu erzeugen.

Ein weiterer Vorteil bei der Speisung der um 90° phasenverschobenen Resolverwicklungen direkt aus den Zählketten ist der, daß um 90° phasenverschobene Rechteckwellen mit größerer Genauigkeit erzeugt werden können als elektronisch erzeugte Sinusschwingungen mit 90° Phasenverschiebung.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht also darin, eine Schaltung zur Speisung eines Resolvers anzugeben, bei der die stationären Resolverwicklungen direkt durch Rechteckschwingungen gespeist werden können.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Statorwicklungen des Resolvers an zwei Schaltungen zur Erzeugung phasenverschobener Rechteckschwingungen angeschlossen sind und daß die dem Rotor des Resolvers entnommene Schwingung über ein Oberwellenfilter geführt und als Istwertsignal von Rechteckform dem Diskriminator zum Vergleich mit dem rechteck form igen Sollwertsignal zugeführt ist.

Die Erfindung wird nunmehr auch an Hand von Figuren näher beschrieben.

Fig. 1 ist ein Blockschaltbild für eine Regeleinrichtung gemäß der Erfindung, und

Fig. 2 ist ein Schaltbild einer Einrichtung, die den Statorwicklungen des Resolvers eine Rechteckschwingung zuführt.

In Fig. 1 ist eine Einrichtung dargestellt, die eine vereinfachte Ausführung der in der USA.-Patentschrift 3173 001 beschriebenen Regeleinrichtung darstellt. Es handelt sich um eine digital arbeitende Einrichtung, bei der zwei im wesentlichen miteinander übereinstimmende Rechteckschwingungen verwendet werden, die gegeneinander zeitlich versetzt sind. Die eine Rechteckschwingung R bildet ein Bezugssignal und die andere Rechteckschwingung C das Sollwertsignal. Das Bezugssignal R entspricht dem Signal, das auf der Leitung 27 in F i g. 1 der genannten Hauptpatentschrift auftritt und nach rechts zu dem Kästchen 28 führt. Das Sollwertsignal C der vorliegenden Anordnung entspricht dem Signal auf der Leitung 19 in F i g. 1 der genannten Hauptpatentschrift; der Phasendiskriminator D der vorliegenden Anordnung entspricht dem Diskriminator 18 der Hauptpatentschrift.

Das Sollwertsignal C ist gegenüber dem Bezugssignal R um einen Betrag Z phasenverschoben, wobei dieser Betrag die Nullpunktverschiebung der einen Schwingung gegenüber der anderen darstellt. Diese Nullpunktverschiebung kann entweder von Hand durch eine Bedienungsperson eingestellt oder auch automatisch in die Einrichtung eingegeben

ίο werden. Der Betrag der Phasenverschiebung der Rechteckscliwingung C gegenüber der Rechteckschwingung R wird dazu benutzt, um ein Stellglied zu betätigen, welches ein Maschinenelement £ um einen bestimmten Betrag / gegenüber einer NuIl- oder Ausgangsstellung verschiebt. Die Nullstellung ist vorhanden, wenn das Sollwertsignal C mit dem Bezugssignal R in Phase übereinstimmt, so daß die Nullpunktverschiebung Z gleich Null ist.

Als Beispiel, wie die beiden Rechteckschwingungen R und C erzeugt und gegeneinander verschoben werden können, zeigt Fig. 1 zwei Ringzähler A und Ji. Der Bezugszähler A liefert die Rechteckschwingung R und der Sollwertzähler B die Rechteckschwingung C. Beide Zähler werden von einem gemeinsamen Taktgeberoszillator O angetrieben.

Im vorliegenden Fall liefert der Oszillator Impulse, die mit einer Frequenz von 250 kHz wiederkehren. Sowohl der Zähler A als auch der Zähler B bewirken eine Frequenzteilung von 1000:1, so daß der Zählwert in jedem Zähler mit einer Frequenz von 250 H/. gezählt wird. Wenn beide Zähler zuerst auf Null gebracht und dann mit dem gleichen Ausgangssignal des Oszillators O betrieben werden, dann stimmen die Rechteckschwingungen R und C in der Phase überein. Es sind jedoch Einrichtungen vorgesehen, mit denen man zu Beginn einen von Null abweichenden Zählwert in den Sollwertzähler B eingeben kann, um eine Phasenverschiebung zwischen den Rcchteckschwingungen C und R zu erzeugen.

Wenn z.B. der SollwertzählerB aus einer Kette von Multiplikatoren besteht, dann enthält eine Einrichtung M zur Eingabe des Zählwertes in den Sollwertzähler Schaltelemente, die mit jedem der Multiplikatoren verbunden sind und die den Leitfähigkeitszustand derselben beeinflussen und daher nach Wahl einen Zählwert in die Multiplikatorkette einführen, der der gewünschten Nullpunktverschiebung Z entspricht. Diese Eingabeeinrichtung M ist mit einer Handsteuerung S verbunden, die z. B. aus von Hand bedienbaren Dekadenschaltern besteht, die auf einer nicht dargestellten Schalttafel angeordnet sein können und dazu dienen, in dem Sollwertzähler B von Anfang an die gewünschte Nullpunktverschiebung einzustellen. Da der Hauptanwendungszweck der vorliegenden Einrichtung der Betrieb einer Werkzeugmaschine in Übereinstimmung mit einem vorgegebenen Programm ist, wird die Eingabeeinrichtung M bei normalem Betrieb von einem Bandlesegerät T betätigt, das gelochte Bänder oder Karten bzw. magnetisch aufgezeichnete Informationen ablesen kann.

Die Einrichtungen zur Erzeugung der Rechteckschwingungen JR und C mit der gewünschten gegenseitigen Phasenverschiebung Z werden im vorliegenden Fall als bekannt vorausgesetzt, da sie der obenerwähnten Hauptpatentschrift zu entnehmen sind. Die Rechteckschwingung R wird durch einen Ph äsen teiler 10 in zwei um 90° phasen verschobene

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KtThtivkM-lnvingungcn auf den Leitungen 12 und 14 so weit verringert, daß sie schließlich zu Null wird.

als Sinn·, mul kosiniiskomponente aufgeteilt. Diese Durch Änderung der Eingangsinformation an dem

I münzen ciselicinen auch oben in Fig. 2. Da aber SollwertzählerB zur Änderung der Nullpunktver-

/wi I.i-niiiicin erforderlich sind, um die Sinus- Schiebung der SollwertschwingungC gegenüber der

kiimpuiu'nu· zuzuführen, sind diese mit 12 und 12' 5 BezugsschwingungR kann erreicht werden, daß die

IuV₁-U ¹IiIIi'!, iiiul die beiden anderen Leitungen, die Lage oder Stellung des Maschinenelementes £ einer

du- Kiisiniiskoiiiponcnle zuführen, haben in Fig. 2 von Hand oder selbsttätig eingegebenen Bahn folgt,

ihr lUveu-lmimg 14 und 14'. Diese Sinus- und Kosi- Das Übersetzungsverhältnis der Zahnräder Gl,

iniMveliiei-kschwingungen, deren Phasenlage von der G2 und G3 wird vorzugsweise so gewählt, daß die

1»<·/ιψν.ι·1ι\νπ)ΐ·.ιιημ, Ii abhängt, werden über die erfrn- io gewünschte Amplitude und Feinheit der Regelung

iltiiij'.Nf'.niiül.lcn Kesolvcrspeiseschaltungen 20 und 40 der Schlittenbewegung erreicht wird, wenn der SoIl-

ilrn Siiiioiwicklungen 16 und 17 eines Resolvers 18 wertzähler einem vorbestimmten Programm folgt,

/tiedUlm, der eine Rotorwicklung 19 aufweist, wel- In der Praxis sind häufig mehrere Stellglieder und

ilu-r »-im· Ausgangsspannung entnommen wird, deren Resolver vorgesehen, um eine Grob-, Mittel- und

liinu-ulagc eine Funktion des Winkels ist, den der 15 Feineinstellung zu ermöglichen.

Kiiioi- I«) gerade i_n dem betreffenden Augenblick Die Abmessung des kleinsten Bewegungsschrittes,

(■!■(■niiilHi der Slatorwicklungen 16 und 17 ein- den die vorliegende Einrichtung ausführen kann, ist

iiunnii, durch die Anzahl der Zählwerte bestimmt, die jeder

Die Iinegerspannung für die Statorwicklungen 16 der Zähler Λ und B während eines vollständigen

uiul 17 wird von den zwei Schaltungen 20 und 40 20 Zählzyklus ausführt. Dies ist der Grund, warum ein

l'i-lu-leii, die in F i g. 2 im einzelnen dargestellt sind. Taktgeberoszillator von 250 kHz benutzt wird, um

I tu die Fi läuterung der Fig. 1 genügt es, darauf die Zähler anzutreiben, selbst wenn eine wesentlich

hinzuweisen, daß die Schaltungen 20 und 40 die Sta- niedrigere Frequenz von 250 Hz in dem Resolver

toiwk-kltmj-en 16 und 17 mit um 90° phasenverscho- und dem Stellglied verwendet wird. Da jeder Zäh-

Ικ-ικΊΐ Rccliteckimpulsen speisen, die phasenstarr 25 ler ^t und B 1000 Zählschritte pro Schwingung im

um der Reehteckschwingung JR gekoppelt sind. Ausgangskreis ausführt, ist die gesamte mögliche

I ):is angetriebene Maschinenelement E ist z. B. ein relative Phasenverschiebung zwischen der Rechteck Si-Iiliiien K einer Drehbank, der einen Werkzeug- schwingung C und der Reehteckschwingung R in halter /' trägt. Der Schlitten wird in Lagern von 1000 Einzelschritte unterteilt, und die Zahl der Eineiiier Leitspindel L geführt. Die Leitspindel ist mit 30 zelschritte, die eine bestimmte Nullpunktverschiei-inem Zahnradgetriebe Gl, GI, G3 verbunden, das bungZ darstellt, wird durch den Betrag wieder-111 it dem Rotor 19 des Resolvers gekoppelt ist, um gegeben, um den der Sollwertzähler gegenüber dem die Stellung des Schlittens K zu ermitteln. Das Zahn- Bezugswertzähler versetzt ist.
rad (H wird von einem Zahnrad G3 auf der Welle Unglücklicherweise ist die Ausgangsspannung der des Stellmotors/⁷ getrieben, der einen Teil des Stell- 35 Rotorwicklung 19 des Resolvers 18 tatsächlich keine flicdes bildet und den Schlitten K auf der Leitspin- Reehteckschwingung, und zwar aus verschiedenen del I. verschiebt. Der Phasendiskriminator D nimmt Gründen. Dazu gehört, daß der Frequenzgang der die Rechlcckschwingung C von der Leitung 2 auf. Wicklungen 16 und 17, die eine Transformatorwir-Ihm wird ferner auf der Leitung 3 eine Rechteck- kung gegenüber der Wicklung 19 haben, nicht ausschwingung W von dem Resolver 18 zugeführt. Er 4° reicht, um eine einwandfreie Reehteckschwingung zu vergleicht die Phasenbeziehung zwischen den beiden übertragen. Außerdem beeinflussen die internen Schwingungen. Die Reehteckschwingung W stellt das ohmschen und kapazitiven Widerstände den Ober-Istwertsignal dar, welches die Ist-Stellung des Zahn- wellengehalt des in der Rotorwicklung 19 fließenden rades G'2 und daher auch des Maschinenbauelemen- Stromes. Es ist jedoch wünschenswert, daß die Istles/;' wiedergibt. Wenn die Sollschwingung C und 45 wertschwingung W möglichst rechteckig ist, so daß die Istwertschwingung W in Phase sind, liefert der der Diskriminator die Phase der Istwertschwingung W Phasendiskriminator D die Ausgangsspannung Null in ihren Augenblickswerten mit der Phase der Rechtan den Verstärker 4, und der Motor F läuft nicht. eckschwingung C vergleichen kann. Aus diesem Dieser Zustand tritt ein, wenn das Maschinenbau- Grund wird eine Schaltung 6 zur Änderung des Kürelement E genau die von dem Sollwertsignal in dem 50 venverlaufs zwischen dem Rotor 19 und dem Pha-/.ähler B eingestellte Lage hat, so daß die Nullpunkt- sendiskriminator D eingeschaltet,
verschiebung Z gleich Null ist. Diese Schaltung 6 enthält ein Filter, welches die

Wenn jedoch die Phasenlage des Istwertsignals W Grundfrequenz des Ausgangssignals der Rotorwickin tier einen Richtung gegenüber der Phasenlage des lung 19 durchläßt. Dieses Filter enthält mehrere Sollwertsignals C am Diskriminator D verschoben ist, 55 Stufen, welche die Grundschwingungen hindurchwird ein Richtungssignal auf der Leitung 5 erzeugt lassen, aber im wesentlichen alle höheren Harmoiind durch den Verstärker 4 verstärkt, so daß der nischen dämpfen. Dieses Filter kann auch eine Stellmotor F in einer solchen Richtung angetrieben interne Phasenkorrektur enthalten, so daß seine wird, daß die Phasenverschiebung des Istwert- Nettophasenverschiebung gleich Null ist, oder es signals W gegenüber dem Sollwertsignal C vermin- 60 können auch unerwünschte, von außen erzeugte ilcrt wird. Wenn andererseits die Phasenlage des Ist- Phasenfehler korrigiert werden. Das Filter liefert werlsignals gegen das Sollwertsignal in der entgegen- daher eine Sinusschwingung der Grundfrequenz, gesetzten Richtung verschoben ist, dann wird die deren Schnittpunkt mit der Nullachse einer Phasen-Richtung der Ausgangsspannung auf der Leitung 5 lage entspricht, die dem Schnittpunkt der Rechteckdcs Phasendiskriminators D umgekehrt, so daß der 65 schwingung am Ausgang der Statorwicklungen 16 Stellmotor /·' in der entgegengesetzten Richtung an- und 17 mit der Nullachse entspricht. Das von dem getrieben wird. Hierdurch wird die Phasenverschie- Filter 6 abgegebene sinusförmige Signal wird dann bung zwischen den Rechteckschwingungen W und C durch entsprechende Verstärkung quadriert. In dem

Wellenfilter 6 sind auch Amplitudenbegrenzer enthalten, so daß ein rechteckig verlaufendes Istwertsignal W mit entsprechend liegenden Durchgängen durch die Nullachse geliefert wird. Auf diese Weise werden die Verzerrungen durch Oberwellen, die in dem Rotorstrom 19 vorhanden sind, beseitigt und durch künstlich erzeugte Oberwellen ersetzt, die nicht nur eine genau rechteckförmig verlaufende Schwingung des Signals W hervorrufen, sondern auch eine Wellenform liefern, deren Schnittpunkt mit der Nullachse die gleiche Lage wie die der Grundkomponente des Stromes in der Wicklung 19 aufweist.

Wie oben erwähnt wurde, haben die Ausgangsgrößen der Zähler A und B einen rechteckförmigen Verlauf und werden von dem mit Festkörperbauelementen ausgerüsteten digitalen Zähler geliefert. Es ist daher zweckmäßig, die Rechteckschwingungen direkt dazu zu benutzen, um die Statorwicklungen des Resolvers zu speisen, ohne daß sie in die Sinusform verwandelt zu werden brauchen. Darüber hinaus besteht der weitere Vorteil, daß in den Schaltungen 20 und 40 des Resolvers Transistoren verwendet werden können, die als Schaltglieder arbeiten, so daß nicht nur Schwierigkeiten bezüglich der Linearität des Ansprechens beseitigt werden, sondern daß auch die Schaltfunktion mit größerem Wirkungsgrad durchgeführt weiden kann, weil de /"Λ-Verluste in den Transistoren sehr niedrig sind, da die Werte der Innenwiderstände nahezu dauernd in der Nahe von Null liegen.

Fig. 2 zeigt, daß der Resolver 18 mit seiner Statorwicklung 16 an einen Belastungswiderstand angeschlossen ist, der von der Schaltung 20 gespeist wird, und daß die Statorwicklung 17 als Belastung für die Schaltung 40 dient. Die Schaltungen in den Kästchen 20 und 40 sind gleich ausgeführt, so daß lediglich das Kästchen 20 im einzelnen beschrieben wird.

Es sei angenommen, daß Gleichspannungsquolleii zur Verfügung stehen, die eine Spannung von 12 V an der Leitung 71, eine Spannung von 6 V an der Leitung 72, ferner — 6 V an der Leitung 73 und —18 V an der Leitung 74 erzeugen. Die Aufgabe der Schaltungen 20 und 40 besteht darin, die Statorwicklungen 16 und 17 zuerst zwischen die Leitung 72 mit +6 V und 73 mit —6 V zu legen und dann die Anschlüsse zwischen diesen beiden Drähten in einem späteren Augenblick umzukehren. Auf diese Weise wird die Wicklung 16 mit einer Rechteckschwingung wechselnder Polarität und mit einer Amplitude von 12 V gespeist. Das gleiche gilt für die Statorwickiung 17, jedoch mit der Abweichung, daß der Strom jeweils 90° phasenverschoben ist.

Diese periodische Umkehr der Anschlüsse der Wicklungen 16 und 17 gegenüber den Anschlußleitungen 72 und 73 wird durch Festkörperbauelemente, im vorliegenden Fall durch die Transistoren 21-23, 22-24, 41-43 und 42-44, erzeugt. Diese Transistoren liegen zwischen den Leitungen 72 und 73 in zwei benachbarten Zweigen, die je zwei Transistoren in Reihe mit den Mittelpunkten 16 c?, 166, 17 a, 176 enthalten. In einem gegebenen Augenblick ist eine Gruppe von diagonal verbundenen Transistoren, z. B. 21-23 oder 22-24, leitend, und das andere Paar ist nichtleitend, so daß sich die Wirkung eines zweipoligen Wechselschalters ergibt. Die Transistoren 31, 32, 51 und 52 am oberen Ende der Figur dienen nur zur Verstärkung und nehmen die rechteckförmig verlaufende Gegentaktschwingung von den Leitungen 12, 12' und 14, 14' auf und steuern die Leitfähigkeit der Schalttransistoren, die den Resolver 18 speisen.

In dem Kästchen 20 sind die Gegentaktsignale auf den Leitungen 12 und 12' um 180° in der Phase verschoben und steuern die pnp-Transistoren 31 und 32 ins Sättigungsgebiet bzw. bis zum Nullwert. Die

ίο Emitter dieser Transistoren befinden sich auf + 6 V, jedoch halten die Widerstände 33 und 34 die Phasen der Transistoren 31 und 32 beim Fehlen eines Eingangssignals in den Leitungen 12 und 12' positiv gegenüber den Emittern, so daß diese Transistoren beim Fehlen eines Signals gesperrt bleiben. Die Widerstände 36 und 38 dienen als Spannungsteiler, wenn sie mit den Widerständen 33 und 34 zusammen betrachtet werden, und die Kondensatoren 35 und 37 liegen parallel zu den Widerständen 36 und 38, um die Anstiegszeit der Impulse der Rechteckschwingung zu verbessern.

Zwei Zenerdioden 80 und 81 sind vorgesehen, um die Spannungsdifferenz zwischen den Drähten 72 und 73 genau auf 12 V zu regeln, indem ein Strom dem Innenwiderstand der Speiseschaltung entnommen wird. Wenn die Speisespannung geregelt ist, dann können die Zenerdioden 80 und 81 auch weggelassen werden. Die Transistoren 21, 22, 23, 24 und 41 bis 44 sind pnp-Transistoren, so daß sie gesperrt sind, wenn ihre Basis positiv gegenüber dem Emitter ist.

Die oberen Schalttransistoren 21, 24, 41 und 44 liegen mit ihren Emittern an einer konstanten Spannung von +6 V, und ihre Basiselektroden sind über Widerslände 25, 26, 45 und 46 an eine Leitung 71 mit I 12 V angeschlossen, so daß sie gesperrt werden. Die Dioden 25«, 26«, 45 a und 46« sind über Widerstände 29, 30, 49 und 50 mit einer Leitung 74 von ISV verbunden, und diese Widerstände haben einen niedrigeren Wert als die Widerstände 25, 26, 45 und 46. Beim Fehlen der Transistoren 31, 32, 51 und 52 wurden die Transistoren 21, 24, 4i und 44 leitend bleiben. Am Beginn der Rechtecksdiwiiigung, die in der Nähe der Anschlußdrähte 12, 12' dargestellt ist, wird die Basis des Transistors 31 vorübergehend negativ und die Basis des Transistor;; 32 positiv, so daß der erstere bis zum Sättigungswert leitend ist und der letztere gesperrt ist. Da beim Fehlen des Transistors 32 der Transistor 24 normalerweise durch den Widerstand 30 leitend gclialtcn wird, kann der Transistor 24 nun als leitend betrachtet werden, weil der gesperrte Transistor 32 keine Wirkung auf seine Verstärkung hat.

Der Transistor 31 jedoch ist gut leitend und hat daher einen sehr niedrigen inneren Widerstand, so daß die negative Spannung, die normalerweise am oberen Ende des Widerstandes 29 erscheint, im wesentlichen beseitigt ist, da dieser Punkt der Schaltung über den Transistor 31 mit einem Punkt von -f- 6 V verbunden ist. Die positive Vorspannung, die über den Widerstand 25 direkt der Basis des Transistors 21 zugeführt wird, überwiegt daher, so daß der Transistor 21 gesperrt ist.
Wie oben erwähnt wurde, wird der Transistor 21 gesperrt, wenn der Transistor 24 in der ersten Halbwelle der dargestellten Schwingung gesättigt ist. Da praktisch durch den Transistor 21 kein Strom fließt, erscheint auch kein Spannungsabfall an der Diode

Claims (3)

27 α, und der Widerstand 27 kann eine negative Vorspannung an der Basis des Transistors 22 von dem Punkt mit —18 V der Leitung 74 liefern. Da ein Sättigungsstrom über den Transistor 24 zum anderen Ende der Statorwicklung 16 fließt und seinen Weg durch diese Wicklung und vom oberen Ende der Leitung 16 über den Transistor 22 zur Leitung 73 nimmt, erzeugt er einen Spannungsabfall in der Diode 28«. Das obere Ende der Diode 28 a, welches mit der Basis des Transistors 23 verbunden ist, wird positiver als das untere Ende der Diode 28 a, welches an den Emitter des Transistors 23 angeschlossen ist; der Transistor 23 wird daher gesperrt. In dem betrachteten Augenblick sind daher die Transistoren 22 und 24 leitend und die Transistoren 21 und 23 gesperrt. Sie bleiben so, bis die durch die Leitungen 12 und 12' zugeführte Schwingung ihre andere Halbwelle annimmt, so daß die Leitung 12 positiv und die Leitung 12' negativ wird. Wenn dies eintritt, wird der Transistor 31 gesperrt und der Transistor 32 leitend, während der Transistor 21 leitend ist und der Transistor 24 gesperrt ist. An der Diode 28a tritt kein Spannungsabfall auf, so daß der Widerstand 28 den Transistor 23 vorspannt. Umgekehrt entsteht ein Spannungsabfall in der Diode 27a infolge des die Diode durchsetzenden Stromes, der über die Wicklung 16 und über den Emitter und den Kollektor des Transistors 23 zur Leitung 73 fließt. Der Spannungsabfall in der Diode 27 α macht die Basis des Transistors 22 positiv gegenüber dem Emitter, so daß der Transistor 22 gesperrt wird. Die Transistoren 21 und 23 leitend daher, wenn die Transistoren 22 und 24 gesperrt sind. Wenn die Spannung auf den Leitungen 12 und 12' zwischen positiven und negativen Weilen wechselt, kehrt der Strom in der Statorwicklung 16 seine Richtung entsprechend um. Da die leitenden Transistoren 21, 23 bzw. 22, 24 gesättigt sind, ist ihr innerer Widerstand sehr niedrig, und die Nennspannung von 12 V liegt fast vollständig an der Statorwicklung 16. Die Schaltung 40 hat den gleichen Aufbau wie die Schaltung 20, mit der Abweichung, daß die Statorwicklung 17 entsprechend der Kosinusfunktion der Rechteckschwingung an den Leitungen 14, 14' gespeist wird und daher die Phase des Rechteckstromes, der die Statorwicklung 17 durchfließt, gegenüber der Phase des Rechteckstromes durch die Statorwicklung 16 um 90° verschoben ist. Patentansprüche:

1. Lageregeleinrichtung mit einem Stellmotor, der von einem Phasendiskriminator gesteuert wird und die Lage eines Maschinenelementes, z. B. des Werkzeugs einer Werkzeugmaschine, und zugleich die Einstellung eines Resolvers verstellt, dadurch gekennzeichnet, daß die Statorwicklungen (16, 17) des Resolvers (18) an zwei Schaltungen (20, 40) zur Erzeugung phasenverschobener Rechteckschwingungen angeschlossen sind und daß die dem Rotor (19) des Resolvers (18) entnommene Schwingung über ein Oberwellenfilter geführt und als Istwcrlsignal von Rechteckform dem Diskriminator (/)) zum Vergleich mit dem lechlcckförniigen Sollwcrtsignal zugeführt ist.

2. Einrichtung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltungen (20, 40) zur Speisung des Resolvers mit Rcchlcckschwingungen je zwei Zweige aufweisen, die je zwei in Reihe liegende Transistoren (21, 22; 24, 23; 41, 42; 44, 43) enthalten, deren Vcrbindungspimkte mit den Slatorwicklungcn (16, 17) des Resolvers verbunden sind, daß feiner jeweils der /weile der beiden in Reihe liegenden Transistoren entgegengesetzten Leitfähigkeitszustand hat wie der erste und daß die beiden Zweige in Cicgcntakt nrhcitcn, so daß, wenn die einen Transistoren (22, 24) leitend sind, die anderen Transistoren (21. 23) gesperrt sind und umgekehrt.

3. Einrichtung nach Ansprüchen 1 und 2, dadadurcli gekennzeichnet, daß zwischen dem Rotor (19) des Resolvers und dem Diskriminator (D) eine Schaltung zur Änderung der Kurvenform angeordnet ist, die aus der Ausgangsspannung des Rotors eine im wesentlichen rechtcckförmig verlaufende Spannung erzeugt, deren Frequenz und Phase mit der Ausgangsspannung übereinstimmt.

In Betracht gezogene Druckschriften:
USA.-Patentschrift Nr. 3 173 001.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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