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Die Erfindung geht aus von einer Einrichtung zum Synchronisieren und
Aufrechterhalten des phasentreuen Gleichlaufs zweier Kommutatoren, die durch zwei
asynchron anlaufende Synchronmotoren angetrieben werden und je N (von 1 bis
N durchnumerierte) Schaltstellungen in einem Abstand, der einen Schritt (d.
h. eine Einheit zwischen den Ordnungszahlen ihrer jeweiligen Positionen) nicht überschreiten
darf, aufweisen und jeweils abwechselnd um eine Position vorrücken, mit einer ersten
Untereinheit zur Grobregulierung, die beim Anlassen einen Abstand sicherstellt,
der kleiner als ein Schritt ist, und einer zweiten Untereinheit zur Feinregulierung,
die den wechselnden Vorschub der Kommutatoren derart steuert, daß jeweils einer
von ihnen in einem vorbestimmten Augenblick der stationären Periode des anderen
um einen Schritt vorrückt.
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Derartige Kommutatoren bezwecken bekanntlich, die Kodierung einer
bestimmten Anzahl von Analogiegrößen im Laufe eines jeden ihrer Zyklen zu ermöglichen.
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Ein Kodierungskommutator besitzt einen mechanischen Kommutator mit
einem Kontaktarm, der in regelmäßiger Folge die Kontakte einer bestimmten Anzahl
von Kommutierungseinheiten im Laufe eines vollständigen Zyklus betätigt, der während
einer Zeit von T Sekunden abläuft. Die Kontakte, deren Zahl mit N bezeichnet sei,
sind während einer Zeitdauer z geschlossen. Die Änderung der Verbindung über den
Kontaktarm des Kommutators von einer Stellung in eine andere erfolgt in regelmäßig
wiederkehrenden Zeitintervallen mit Hilfe eines Mechanismus für Schnellauslösung,
der durch die Stellung einer von einem Motor angetriebenen Welle gesteuert wird.
Ein solcher Mechanismus ist bereits in einer älteren Erfindung vorgeschlagen worden
(deutsche Auslegeschrift 1183 330). In jeder einzelnen Stellung wird eine
bestimmte Anzahl n von Größen kodiert, so daß während der Drehung des Kontaktarmes
N - n Größen, d. h.
je Sekunde kodiert werden.
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Es ist bekannt (britische Patentschrift 842 340), zwei Motoren und
zwei von diesen Motoren angetriebene rotierende Elemente nach Drehzahl und Phase
zu synchronisieren, indem an jedem Motor in einer bestimmten Winkelstellung seiner
Welle ein Markierungsimpuls erzeugt und die Lage der Markierungsimpulse zueinander
festgestellt wird. Falls keine zeitliche Übereinstimmung zwischen den Impulsen besteht,
bewirkt ein Grobregler, daß der Lauf eines der Motoren verzögert wird, bis die beiden
Markierungsimpulse mindestens annähernd zeitlich übereinstimmen. Mit Hilfe eines
Feinreglers werden dann die zwei Markierungsimpulse zeitlich in volle Deckung gebracht,
indem der Stator eines der Motoren entsprechend verdreht wird. Diese bekannte Einrichtung
ist jedoch insbesondere hinsichtlich ihrer Art der Grobmessung für sich schrittweise
drehende Kommutatoren ungeeignet.
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Es ist auch bei einer Drehzahl- und Phasenregelung stetig umlaufender
Teile bekannt (deutsche Auslegeschrift 1057 869), rotierende Kommutatorlamellen,
die auf um den Umfang sich ändernden Spannungen liegen, abzugreifen und auf Grund
einer dabei festgestellten Spannungsdifferenz die Energiespeisung eines der Motoren
zu steuern. Diese Regelung allein bringt jedoch nur einen für viele Zwecke unzureichenden
Phasensynchronismus und ist für schrittweise Umdrehungen ungeeignet, bei denen der
eine Kommutator bei halber Verweilzeit des anderen kommutiert werden soll.
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Die Möglichkeit, zwei Kodierungskommutatoren miteinander zu verbinden,
um über die gleichen Stromkreise die doppelte Anzahl von Informationen zu übertragen,
bewirkt, daß die Zeit, die für den Übergang des Kontaktarmes über eine Stellung
eines Kommutators benötigt wird, nicht in die Gesamtzeit bei der Messung und bei
der Speicherung der Größen eingeht; es muß für den Zeitraum der Entstehung der Ströme
in den Verstärkern und in den Filtern eine tote Zeit vorgesehen werden, so daß die
für die Messung erforderliche Zeit merklich kleiner ist als
. Dadurch wird es möglich, diese tote Zeit für die Messung und für die Speicherung
in einem zweiten Kommutator zu verwenden, um .eine passende Phasenlage der Kontaktarme
der beiden Kommutatoren zueinander herzustellen.
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Da die verschiedenen Gruppen von Messungen in einer vorgeschriebenen
Reihenfolge übertragen werden müssen, ergibt sich, daß die Stellung der beiden Kontaktarme
so sein muß, daß der zweite Kontaktarm der Messung einer Gruppe des Kommutators
I auf die Messung einer ganz bestimmten Gruppe des Kommutators II folgen muß und
daß die für die Messung erforderliche Zeit an dem Kommutator II, die unmittelbar
auf die Zeit für die Messung an dem Kommutator I folgt, in das Intervall der toten
Zeit fällt, welches auf die Zeit zur Vornahme der Messung an dem Kommutator I erforderlich
ist. Hieraus ergibt sich die Notwendigkeit, daß auf eine erste grobe Regulierung
für die Einstellung der Phasenlage eine zweite äußerst präzise Regulierung folgen
muß.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese genauen Regulierungen
zu bewerkstelligen.
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Diese Aufgabe wird bei der eingangs genannten Einrichtung dadurch
erreicht, daß erfindungsgemäß die Untereinheit zur Grobregulierung auf der Welle
jedes Kommutators zum Feststellen der Winkelposition eine von einer Gleichspannungsquelle
gespeiste Meßvorrichtung aufweist, die aus einem von der Gleichspannung gespeisten
Spannungsteiler mit in Reihe geschalteten Widerständen und N von dem entsprechenden
Kommutator nacheinander abgegriffenen Abgriffen besteht und die eine Vergleichsvorrichtung
zum Vergleich der Spannungen umfaßt, die mittels einer Differenzschaltung die Differenz
zwischen den von den beiden Kommutatoren abgegriffenen Spannungen bildet und einen
elektrischen Impuls liefert, sobald die Differenz zwischen den durch die Meßvorrichtungen
gelieferten Spannungen im Begriff ist, ihr Vorzeichen zu wechseln, daß dieser Impuls,
wenn einer der beiden Kommutatoren zuvor angelassen worden ist, die Einschaltung
des Motors des zweiten Kommutators hervorruft; weiterhin ist diese Einrichtung gekennzeichnet,
daß die Untereinheit zur Feinregulierung für jeden Kommutator eine magnetische Meßvorrichtung
umfaßt, die jeweils mit den die Kommutatorarme antreibenden Wellen verbunden ist
und Impulse liefert, welche logische Kreise steuern, die in dem Fall, in dem die
den Impulsen entsprechende Position nicht mit der vorbestimmten Einstellung übereinstimmt,
Mittel betätigen, die vorübergehend den Motor des Kommutators
verzögern,
der dem anderen vorläuft, bis die genaue Einstellung erreicht ist.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird in der nun folgenden Beschreibung,
in der auf die Figuren der Zeichnung Bezug genommen werden wird, erläutert. In der
Zeichnung ist F i g.1 eine Zusammenstellung von Diagrammen, welche die Verteilung
der Meßzeiten der beiden miteinander verbundenen Kodierungskommutatoren wiedergeben,
F i g. 2 das Diagramm für die Phasenlage der beiden Kommutatoren zueinander, F i
g. 31 und 32 schematische Darstellungen der Steuerwellen der beiden Kommutatoren
mit ihren Folgestellungen, F i g. 4 eine schematische Darstellung der Vorrichtung
für die Feinregelung, F i g. 5 eine schematische Darstellung der beiden Widerstandsketten,
welche die Analogiespannungen liefern, die ihrerseits die Stellungsinformation der
beiden Kommutatoren angeben, F i g. 6 bzw. 7 jeweils eine Zusammenstellung der Diagramme
der Signale, die von den einzelnen Elementen der Vorrichtung zur Vorregelung geliefert
werden, und F i g. 8 ein Schaltbild einer Ausführungsform der Vorrichtung nach der
Erfindung.
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Um die Beschreibung nicht unnötig zu belasten und das Verständnis
der Erfindung zu erleichtern, wird im folgenden nur eine ganz bestimmte Auswahl
der Größen T, N, n und v angegeben, wobei zu beachten ist, daß hier nur auf
ein einziges Ausführungsbeispiel Bezug genommen ist.
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Jeder der beiden Kommutatoren besitzt 164 Stellungen (N = 164),
an denen neun Messungen (n T 9) vorgenommen werden. Die in jeder Stellung
benötigte Zeit beträgt 400 Millisekunden, derart, daß die Periode T des Kontaktarms
des Kommutators gleich 164 - 0,4 = 65,6 Sekunden ist, eine Periode, während der
1476 Messungen kodiert werden können.
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Die Änderung der Stellung des Kontaktarms wird durch einen Mechanismus
für rasche Auslösung bewirkt, der von der Stellung einer Welle gesteuert wird, die
von einem Zahnradgetriebe (eine Umdrehung in 800 Millisekunden) über einen Motor
angetrieben wird, der sich mit einer Drehzahl von 1500 Umdrehungen je Minute (eine
Umdrehung in 40 Millisekunden) dreht. Zweimal je Umdrehung in Abständen von 400
Millisekunden bewirkt der Mechanismus für Schnellauslösung einen Stellungswechsel
der Kommutatorwelle.
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In F i g. 1 sind die Diagramme für eine ideale Verteilung der Meßzeiten
der beiden miteinander verbundenen Kodierungskommutatoren dargestellt. In F i g.
1 a begrenzen die Kerben ml, n1, m1' und ni die Intervalle von 400 Millisekunden,
die jeweils zu einer Stellung des Hebels des Kommutators I gehören. Die F i g. 1
b zeigt in den Bereichen p1 q1, p1' q1', pi" q," die toten Zeiten, während
derer die Messungen durch die Übergangserscheinungen blockiert sind. Das Diagramm
der F i g. 1 c zeigt in den Bereichen xi yi, xi' yi , xi" yi" die Zeiten, die für
die Messungen und die Speicherung benötigt werden.
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Die Diagramme der F i g. 1 d, 1 e, 1 f entsprechen den vorhergehenden
Diagrammen für den Kommutator II. In F i g. 1 f sind zwei Meßperioden x2 y" xz y2'
in aufeinanderfolgenden Stellungen in der idealen Stellung der Verschiebung von
200 Millisekunden gegenüber den Stellungen des K ommutators I gezeichnet.
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Betrachtet man in F i g. 1 g die Augenblicke to und 01 zwischen den
beiden aufeinanderfolgenden Kommutierungsintervallen des Kommutators I und den Bereichen
von 40 Millisekunden, die bei to und 01 liegen, nämlich ho ko und hl k1,
dann würde sich eine zufriedenstellende Phasenlage für die Trennung der Messungen
ergeben, wenn die Kommutierungsaugenblicke m2 n2 innerhalb dieser Bereiche liegen
würden. Da aber bei den beiden Kommutatoren eine bestimmte Reihenfolge der erhaltenen
Messungen eingehalten werden muß, ergibt sich folgendes: Angenommen, das Kommutierungsintervall
m1 n1 gehöre zu einer ganz bestimmten Stellung, beispielsweise der Stellung 164
an dem Kommutator I, und das Intervall m. n2 gehöre zu der entsprechenden Stellung
an dem Kommutator II, dann müßte ein in dem Augenblick t2, in welchem der Kontaktarm
des Kommutators II im Punkt n. die Stellung 164 verläßt, abgegebener Impuls in dem
Intervall h1 k1 liegen. Unter diesen Bedingungen könnte man 2952 Messurigen in 65,6
Sekunden kodieren.
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Ist to' der nach 800 Millisekunden auf to folgende Augenblick und
ist eine Vorregelung auf weniger als ± 400 Millisekunden begrenzt, d. h. auf den
denkbar größten Abstand zwischen der wirksamen Stellung des Kontaktarms des zweiten
Kommutators und seiner idealen Stellung, dann ist man sicher, daß der Augenblick
t2 notwendigerweise in dem Intervall to to liegt; angenommen A (F i g. 2)
sei dif Zone to hl von 380 Millisekunden, dann ist B dar
zentrale Intervall
h1 k1 von 40 Millisekunden. Dif Phasenlage wäre korrekt, und die beiden Kommu. tatoren
wären synchronisiert, wenn t2 in dem Bereich B läge. Liegt t2 in dem Bereich
A, dann eilt der Kommutator I dem Kommutator II vor, und wenn er in der Zone
G liegt, dann eilt er nach.
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Die Augenblicke to to' und die der Zeit 01 zugeordnete Zone
B, die zur Zeit t1 -Z- 01 - 20 ms beginnt, sind durch die im folgenden noch näher
zu beschreibenden Hilfsmittel entsprechend gekennzeichnet. Hierbei ermöglichen es
besondere Elemente, die Phasenlage der beiden Kommutatoren zueinander zu definieren.
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Es wurde bereits oben kurz angedeutet, daß die Wellen, welche die
schrittweise Fortschaltung des Kontaktarms eines jeden Kommutators bewirken, in
800 Millisekunden eine Umdrehung ausführen und über einen Nockenmechanismus die
Fortschaltung des Kommutatorarms in zwei entgegengesetzten Stellungen auslösen,
und zwar im Augenblick des Durchgangs eines Bezugsdurchmessers der beiden Wellen
(F i g. 3) durch die zentralen Zonen über f1 und J; oder J2 und J2'.
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Für die zu dem Kommutator I gehörende Welle (F i g. 31) entspricht
die Stellung f1 in regelmäßiger Folge m1 m1' . . . und die Stellung J,' den Punkten
n1 ni usw.
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Die Augenblicke to to' sind gegeben durch den Durchgang des Bezugsdurchmessers
durch die Stellung To, die in bezug auf J1 um
im Sinne einer Drehung des Pfeiles verschoben ist (ein Augenblick, der 200 Millisekunden
nach demjenigen von m1 liegt); die Augenblicke t1 und t1' = t1 + 800 ms sind
gegeben durch den Durchgang desselben Durchmessers
durch die Stellung
T1, die gegenüber
verschoben ist.
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Impulse werden in den Augenblicken to to, t1 ...
durch
Einrichtungen gegeben, die im folgenden an einem Beispiel erläutert werden sollen,
und der Bereich B ist gekennzeichnet durch die Änderung des Schaltzustands eines
monostabilen Stromkreises, sobald zur Zeit t1 der Impuls an dessen Eingang ankommt,
und durch seine Rückkehr in seinen vorhergehenden Zustand 40 Millisekunden später.
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Für den zweiten Kommutator (F i g. 32), bei dem der Durchgang eines
Bezugsdurchmessers durch J2 und J2 den Kommutierungsaugenblicken m2 m2 der F i g.
1 d entspricht, ist der Augenblick t2 durch den Durchgang des Bezugsdurchmessers
durch die Stellung J2 definiert.
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Um eine korrekte Phasenlage der beiden Kommutatoren zu erhalten oder
herbeizuführen, sind Einrichtungen vorgesehen, die es ermöglichen, je nach Stellung
des Impulses t2 des zweiten Kommutators in bezug auf die Intervalle A, B, C,
die durch den ersten Kommutator definiert sind, die Verzögerungen des Motors zu
bestimmen, welcher die Fortschaltung des einen oder des anderen der beiden Kommutatoren
steuert, also des Kommutators 1I in dem Bereich A oder des KommutatorsI in dem BereichC,
oder überhaupt keine Wirkung in dem Bereich B auszuüben.
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Diese Vorgänge zur Verzögerung werden durch den Zustand der bistabilen
Stromkreise BBZi, BBZ2 (F i g. 4) gesteuert, die auf entsprechende Weise mit den
Organen verbunden sind, welche die Drehzahl der beiden Motoren steuern und deren
Eingänge im Augenblick der Aussendung des Impulses zur Zeit t2 Signale empfangen,
die von der Stellung dieses Impulses abhängig sind. Die Ankunft des Signals 1 an
einem der Ausgänge, beispielsweise 0, bestimmt die Verzögerung des ersten
bzw. des zweiten Motors.
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Die logischen Stromkreise, welche dieses Resultat ermöglichen, sind
in F i g. 4 dargestellt. Sie bestehen aus zwei logischen Kreisen »ODER« und vier
logischen Stromkreisen »UND« mit Dioden bekannter Bauart. Mit Ao, A1, A2 sind Verstärker
bezeichnet, welche an ihren entsprechenden Eingängen die in den Zeitpunkten
to t1 t2 gegebenen Impulse empfangen. BBi ist ein bistabiler Stromkreis,
dessen Eingänge mit den Ausgängen vonAo, A1 verbunden sind. Die binären Signale,
die an den Ausgängen dieses bistabilen Stromkreises erscheinen, sind im folgenden
mit a und ä bezeichnet; entsprechend den Bereichen nehmen sie folgende
Werte an: Bereich A . . . . . . . . . . . . a = 1,-a = 0
Bereich
B und C ...... a = 0, ä = 1
BM, ist ein monostabiler Stromkreis
mit Zeitkippfunktion, auf dessen Eingang das Signal ä gegeben wird; der von dem
Signal zur Zeit t1 registrierte negative Impuls ändert den normalen Zustand dieses
Stromkreises für die Dauer von 40 Millisekunden, nämlich für die Dauer des Intervalls
B. In dem Bereich B steht am Ausgang von BM, also ein Signal b = 1 an; in
den anderen Bereichen ist b = 0.
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Der Ausgang des Verstärkers A2 ist an den Eingang eines monostabilen
Stromkreises BM, angeschlossen, dessen Ausgangssignal c den Wert 1 nur am Augenblick
t2 des Impulses annimmt. Der logische »ODER«-Stromkreis und der inverse Stromkreis
»In« liefern Ausgangssignale, welche die Werte (a+b) und a+ darstellen; die Stromkreise
ET" ET., ET., ET4 liefern Ausgangssignale gemäß den Werten ac, ca,
c (a+b), c (a-+-'5). Der bistabile Stromkreis BBZi empfängt an seinem
Eingang 0 das Signal c (a+ b) und an seinem Eingang 1 das Signal c
(a-+--5). Der bistabile Stromkreis BBZ2 empfängt an seinem Eingang 0 das Signal
cä und an seinem Eingang 1 das Signal a - c.
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Man sieht also, daß an den beiden Klemmen eines jeden dieser binärenStromkreise
zurZeit der Impulse (t2) Signale empfangen werden, die immer entgegengesetzte binäre
Zahlen darstellen, von denen logischerweise nur eine einzige wirksam ist.
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In dem Bereich B stellen ca und c (a+b) den Wert 1 dar. Bei
Eingabe eines Signals auf die Eingangsklemmen 0 erscheint das Signal 0 an
den Ausgangsklemmen 0 der beiden bistabilen Stromkreise BBZi, BBZ2. Es wird daher
überhaupt keine Verzögerungswirkung auf die Motoren ausgeübt, wie dies auch sein
muß, um eine korrekte Stellung aufrechtzuerhalten.
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In dem Bereich A ist ca = 1; dies hat zur Folge, daß auf den Null-Ausgang
von BBZ2 ein Signal 1 gegeben wird und man erhält auf diese Weise die Verzögerung
für den zweiten Motor. Andererseits wird, wenn c (a+b) = 1 bleibt,
keinerlei Wirkung auf den ersten Motor ausgeübt.
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In dem Bereich C stellt a+7 die binäre Ziffer 1 dar, die am Ausgang
0 von BBZ1 erscheint, woraus sich die Verzögerung des ersten Motors ergibt;
da nun ca auf dem Null-Eingang von BBZ2 gleich 1 ist, wird keinerlei Wirkung auf
den zweiten Motor ausgeübt.
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Die beschriebenen logischen Stromkreise gestatten es daher, in einwandfreier
Weise die gewünschten Gleichlaufwirkungen zu erzielen.
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Im folgenden soll nun das Prinzip der Vorrichtung zur Vorregelung
(der sogenannten Grobregelung) beim Anlassen der Motoren beschrieben werden, die
außer Betrieb genommen wird, wenn ein genügend reduzierter Phasenabstand hergestellt
worden ist, worauf die Vorrichtung zur Feinregelung an Stelle der Vorrichtung zur
Grobregelung in Tätigkeit tritt.
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Die Arbeitsweise ist folgende: Beim Anlassen der Motoren wird der
zu dem Kommutator I gehörige Motor mit voller Leistung gespeist, während der zweite
Motor überhaupt nicht gespeist wird. Die 164 Stellungen des Kommutators sind durch
Spannungen gekennzeichnet, die sich von der Stellung 1 bis zu der Stellung 164 linear
ändern. Da der Kontaktarm des Kommutators II angehalten ist, zeigt er eine feste
Gleichspannung an, die seiner Stellung entspricht; der Kontaktarm des Kommutators
I zeigt eine Stufenspannung an; eine Vergleichsvorrichtung löst im Augenblick der
Gleichheit dieser Spannungen den Anlauf des Kommutators II aus.
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Die Vorrichtung zur Feinregelung wird erst etwa 1 Sekunde nach dem
Anlassen des zweiten Motors in den Stromkreis eingeschaltet, um es diesem zu ermöglichen,
seine volle Drehzahl zu erreichen.
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Im folgenden sollen nun Ausführungsbeispiele für die Feinregelung
und die Vorregelung oder Grobregelung gegeben werden.
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Für die Feinregelung werden die Impulse für die phasengerechte Steuerung
der Kontaktarme der Kommutatoren aus der Bewegung eines magnetischen
Hebelarmes
vor magnetischen Köpfen gewonnen, die so angeordnet sind, daß sie sich für den ersten
Kommutator in den mit To und T1 in der F i g. 31 gekennzeichneten Stellungen befinden
und für den zweiten Kommutator in der Stellung, die in F i g. 32 mit J2 bezeichnet
ist.
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Die Vorrichtungen zur Verzögerung der Motoren hängen von der Art der
benutzten Motoren ab, die voraussetzungsgemäß synchronisierte Asynchronmotoren sind.
Da diese reichlich dimensioniert sind, bleiben sie im Tritt, wenn die Synchronisation
erst einmal erreicht ist. Um die Synchronisierung herbeizuführen, wird der Schlupf
des Motors, der verzögert werden soll, dadurch erreicht, daß man seinen Speisestrom
durch Einsetzen einer Gruppe von Widerständen, die in jeder Phasenleitung in Reihe
geschaltet sind, herabsetzt, wodurch die Nacheilung bewirkt wird.
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Die Ausgänge der bistabilen Stromkreise BBZI, BBZZ sind an die Wicklungen
zweier Relais angeschlossen, welche die Kornmutatoren steuern und die Einschaltung
der Widerstände in die Speiseleitungen des betreffenden Motors bewirken.
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Unter Bezugnahme auf F i g. 5 und die folgenden Figuren soll nun der
Stromkreis zur Vorregelung oder Grobregelung näher beschrieben werden: F i g. 5
zeigt die beiden Sätze von 163 gleichen Widerstände R, welche die Analogiespannungen
liefern, die ihrerseits die Information bezüglich der Stellung der beiden Kommutatoren
geben. Diese beiden Sätze oder Gruppen werden aus der gleichen Stromquelle (beispielsweise
24 Volt) gespeist und werden von dem gleichen Strom durchflossen.
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Widerstände r1 und r., liegen an den beiden Widerstandsgruppen auf
der Seite der 24-Volt-Klemme; sie bringen die Spannungsdifferenz an den Klemmen
der Widerstandssätze in die Gegend von 8 Volt, während ein Widerstand
zwischen die Nullklemme und den Anfang des zweiten Satzes von Widerständen eingeschaltet
ist.
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Die Spannungsdifferenz zwischen zwei aufeinanderfolgenden Stellungen
beträgt an den beiden Widerstandssätzen
Volt, aber wegen des Vorhandenseins des zusätzlichen Widerstandes
sind die entsprechenden Spannungsstufen in den beiden Kommutatoren um eine halbe
Stufe gegeneinander verschoben.
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F i g. 6 zeigt in dem Diagramm 6 a die Treppensignale, die man für
Kommutatoren erhält, die für den Fall, daß es sich um die ideale Verstellung der
Kontaktarme handeln würde, nur vier Stellungen haben würden.
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Diese Signale werden auf den Eingang eines Differentialverstärkers
AD (F i g. 8) gegeben, an dessen Ausgang man die Spannungskurve erhält, die
in F i g. 6 b wiedergegeben ist; sie enthält Absätze von 200 Millisekunden, die
gleiche und regelmäßige Abstände voneinander haben, ausgenommen den Augenblick der
Rückkehr der Analogiespannungen auf Null, der jeweils einem leeren Zwischenraum
entspricht.
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In dem Diagramm 6c sind positive Impulse dargestellt, die an einem
Eingang eines bistabilen Stromkreises anliegen, der mit dem Ausgang des Differentialverstärkers
AD verbunden ist, wobei dieser bistabile Stromkreis nur auf die positiven
Impulse anspricht. Diese Impulse haben einen Abstand von 400 Millisekunden voneinander
mit Ausnahme des Rückgangs der Analogiespannungen auf Null, bei dem ein Abstand
von 800 Millisekunden festzustellen ist.
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Dieses Ergebnis ist nicht an das Beispiel von F i g. 6 gebunden und
gilt auch für jede beliebige Anzahl von Stellungen des Kommutators.
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In F i g. 7 erkennt man in den Diagrammen 7 a und 7 b die Änderung,
die sich für diese Kurven bei einer Verschiebung von 800 Millisekunden bei dem zweiten
Kommutator nach rückwärts in bezug auf seine ideale Stellung ergibt.
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Das Diagramm 7 c zeigt die entsprechenden positiven Impulse, deren
Zeit der Aufeinanderfolge gleich der Periode der Kommutatoren ist, ein Ergebnis,
welches allgemeine Gültigkeit besitzt.
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F i g. 8 zeigt die Schaltanordnung der ganzen Vorrichtung in ihrer
bevorzugten Ausführungsform. MCl, MC2 bezeichnen die beiden Anordnungen aus Motoren
und Kommutatoren. Der erste Motor wird aus den Klemmen 1, 2. 3 einer dreiphasigen
Spannungsquelle an seinen Anschlußklemmen 11, 12, 13 gespeist. Der zweite Motor
wird bei 31, 32, 33 aus den Ausgangskontakten eines Hauptkontaktgebers S1 gespeist.
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Mit 4 und 5 sind die Klemmen der Anordnung MCl bezeichnet, an denen
die Impulse in den Zeitpunkten to und t1 auftreten, die bei der Feinregelung zur
Anwendung gelangen; mit 6 ist die Klemme der Anordnung MC2 bezeichnet, auf welche
der Impuls zur Zeit t2 gegeben wird. 7 und 8 sind diejenigen Klemmen von MCl und
MC2, an denen die Analogiespannungen auftreten, welche die Stellungsinformation
geben.
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Mit 9 ist die Vorrichtung zur Feinregelung bezeichnet, die in F i
g. 4 dargestellt ist und deren Ausgänge 10 und 20 die Null-Ausgänge der bistabilen
Stromkreise BBZl, BBZ2 sind, die über die Wicklungen der Relais 14 und 24 an den
negativen Pol der Speisebatterie angeschlossen sind. Die Kontakte der Relais öffnen
in ihrer Arbeitsstellung den Stromkreis zwischen den Punkten 32 und 33 und trennen
damit die Wicklungen von Kontaktgebern 15 und 25 für die Verzögerung ab. Auf diese
Weise wird die Einschaltung der Verzögerungswiderstände 16 und 26 bestimmt, die
an die Kontakte der Kontaktgeber 15 bzw. 25 angeschlossen sind.
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Die Schließung des Kontaktgebers S1 wird durch den Startknopf M bewirkt.
Der Kontaktgeber, der eine Selbsthaltung besitzt, sichert die Speisung des ersten
Motors dadurch, daß er den Nulleingang des bistabilen Stromkreises BB2 im Punkt
27 an Erde legt. Hierdurch wird eine Nullspannung an den Ausgang 1 von BB2 gelegt,
das Relais 30 zwischen diesem Ausgang und dem negativen Pol der Spannungsquelle
erregt und damit der Speisestromkreis des zweiten Motors über einen Kontaktgeber
S2 unterbrochen.
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Gleichzeitig bringt das Anlegen einer Klemme 34 der Vorrichtung 9
zur Feinregelung an Erdpotential die bistabilen Stromkreise BBZl, BBZ2 der Vorrichtung
zur Feinregelung (F i g. 4) in diejenige Stellung, in der sich die Relais 14 und
24 in Ruhestellung befinden; dies hat wiederum zur Folge, daß die Verzögerungswiderstände
16 und 26 kurzgeschlossen werden.
Die Klemmen 7 und 8 der Anordnungen
MCl und MC2 werden an die Eingangsklemmen 7 bzw. 8 des Differentialverstärkers
AD angeschlossen. Sobald die Analogiespannungen an den Eingangsklemmen des
Differentialverstärkers AD gleich groß sind, zeigt die zinnenförmige Kurve
6 b (F i g. 6) eine Unstetigkeitsstelle; es erscheint ein Impuls am Ausgang 29 des
Differentialverstärkers AD, der, wenn er positiv ist und auf den Eingang
1 des bistabilen Stromkreises BB2 gegeben wird, dessen Schaltzustand ändert (F
f g. 6 c) und- die Rückkehr des Kontaktes des Relais 30 in die Ruhestellung
bewirkt. Der Steuerstromkreis des Kontaktgebers S2 ist nunmehr geschlossen, hält
sich selbst, und der zweite Motor und Kommutator MC2 läuft an. Gleichzeitig wird
die Erdung bei 34 angehoben, so daß der Stromkreis für die Feinregelung 9 frei wird.
Da dieser Stromkreis das Hochlaufen der Motoren auf ihre normale Drehzahl verzögern
soll, ist eine Verzögerungsvorrichtung aus Ohmschem Widerstand und Kapazität vorgesehen,
die eine Zeitkonstante von etwa 1 Sekunde hat.
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Der präzise Synchronismus der Anordnungen MCl, MC2 wird durch Erlöschen
einer roten Signallampe und das Aufleuchten einer grünen Signallampe angezeigt.
Zu diesem Zweck empfängt ein bistabiler Stromkreis BB3 an seiner Eingangsklemme
1 etwa alle 800 Millisekunden Impulse (t2), während seine Null-Eingangsklemme mit
dem Ausgang 29 des Differentialverstärkers AD verbunden ist. Der Ausgang
0
des bistabilen Stromkreises BB3 ist an den negativen Pol der Stromquelle
über eine Verzögerungsvorrichtung 35 und die Wicklung eines Relais 36 angeschlossen,
dessen Kontakt in seiner Ruhestellung eine grüne Signallampe Y und in seiner Arbeitsstellung
eine rote Signallampe R speist.
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Ein auf den Eingang 1 des bistabilen Stromkreises B B 3 gegebener
positiver Impuls (t.) hat das Auftreten einer Spannung am Ausgang 0 von BB3 in der
Nähe von Null zur Folge. Hierdurch wird die Wicklung 36 erregt und die rote Lampe
R an Spannung gelegt. Ein auf den Eingang 0 von BB3 gegebener positiver Impuls,
der bei 29 auftritt, ändert den Zustand des bistabilen Stromkreises BB3, ruft eine
negative Spannung am Null-Ausgang von BB3 und hierdurch das Abfallen des Relais
36 und das Aufleuchten der grünen Signallampe V hervor.
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Man sieht also, daß der Impuls t" in dem Augenblick entsteht, in welchem
der Mechanismus für den raschen Anlauf des zweiten Kommutators zu wirken beginnt;
t2 bewirkt also die Änderung der Stellung des zweiten Kommutators für eine Zeitdauer,
die je nach Genauigkeit des Mechanismus 5 bis 25 Millisekunden betragen kann. Im
Falle des genauen Synchronismus der Anordnungen MCi und MC2 (F i g. 6) folgt auf
den Impuls t2 immer ein Impuls, der von dem Ausgang des Verstärkers AD in
einem Zeitintervall herkommt, das nicht größer ist als 25 Millisekunden (F i g.
6 d). Die Verzögerungseinrichtung 35 verhindert das Ansprechen des Relais 36 während
dieser Zeit, so daß die grüne Signallampe andauernd leuchtet.
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Dagegen erscheinen bei fehlendem Synchronismus positive Impulse nur
ein einziges Mal je Periode der Kommutatoren am Null-Ausgang von BB3, d. h. bei
einer Periode von 65,6 Sekunden im Falle von 164 Stellungen; man sieht aus F i g.
7 d, daß der Zustand dieses bistabilen Stromkreises im allgemeinen durch die Impulse
t2 gegeben ist, weil die positiven Impulse am Ausgang AD nur das Aufleuchten
der grünen Signallampe während einer Zeitdauer hervorrufen können, die offensichtlich
kleiner ist als 800 Millisekunden.
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Ist kein echter Synchronismus vorhanden, so betätigt man den Druckknopf
A für die allgemeine Stillsetzung der Vorrichtung und beginnt sämtliche Vorgänge
von neuem. Dies ist natürlich eine Ausnahme und kann nur dann geschehen, wenn Störströme
am Eingang des Verstärkers AD auftreten.
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Die Kontakte 37 und 38, die von den Kontaktgebern 15 und 25 für die
Verzögerung bei der Feinregelung geschlossen werden, bewirken das Aufleuchten einer
orangefarbenen Signallampe 0r, die somit die Regulierungsperioden anzeigt.