DE1231749B

DE1231749B - Verfahren und Anordnung zur Phasensteuerung von Synchronreaktionsmotoren in Fernsehbild-aufzeichnungs- und -wiedergabeanlagen

Info

Publication number: DE1231749B
Application number: DEL40708A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Wolfgang Rank
Original assignee: Loewe Opta GmbH
Current assignee: Loewe Opta GmbH
Priority date: 1961-12-12
Filing date: 1961-12-12
Publication date: 1967-01-05
Also published as: GB977446A; US3239741A

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. α.:

H04n

Deutsche Kl.: 21 al - 32/11

Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:

L 40708 VIII a/21 al
12. Dezember 1961
5. Januar 1967

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur selbsttätigen Einstellung der Phasengleichheit zwischen der Drehbewegung eines durch einen Synchron-Reaktionsmotor angetriebenen Magnetkopfrades und der Motorwechselspannung in Fernsehbildaufzeichnungs- und -wiedergabeanlagen.

Bei der magnetischen Aufzeichnung und Wiedergabe von Fernsehbildsignalen'' läuft ein Magnetogrammträger an einem oder mehreren auf einem rotierenden Kopfrad befestigten Aufzeichnungs-/ Wiedergabemagnetköpfen vorbei. Während der Aufzeichnung der Fernsehbildsignale steuern die Bildwechselimpulse und während der Bildwiedergabe auf den Magnetogrammträger aufgezeichneten Synchronimpulse die Drehzahl des Kopfradmotors. Eine genaue Synchronisierung liegt jedoch nur dann vor, wenn nicht nur die Drehzahl, sondern auch die Phasenlage der den Motor steuernden Impulse und des Kopfrades übereinstimmen. Aus diesem Grunde hat man bisher Synchronmotoren verwendet, die diese Aufgabe einwandfrei erfüllen.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, als Antriebsmotor für ein Kopfrad einen gegenüber einem Synchronmotor erheblich billigeren ungepolten Synchronmotor, einen sogenannten Reaktionsmotor zu verwenden, der darüber hinaus wegen seiner günstigen Dämpfungseigenschaften und seines hohen Einspring-Drehmomentes für den vorliegenden Anwendungszweck besonders geeignet ist. Dieser Motor weist jedoch den Nachteil auf, daß sein Läufer beim Einschalten entweder in Phase mit der Ständerspannung oder um 180° zu dieser versetzt läuft. Für die Anwendung eines derartigen Motors muß also die Unsicherheit hinsichtlich der möglichen Phasenlage des Läufers beseitigt werden.

Es ist eine fotoelektrische Abtastung der Phasenlage eines Magnetkopfrades bei Fernsehbildaufzeichnungs- und -Wiedergabegeräten bekannt, und zwar wird bei der Aufnahme und Wiedergabe die fotoelektrisch abgetastete Frequenz mit einer festen Bezugsfrequenz verglichen. Bei einer Differenz zwischen beiden Frequenzen wird eine Steuerspannimg erzeugt, die die Frequenz des Motorwechselstroms so lange ändert, bis Phasengleichheit auftritt. Mit dieser Maßnahme soll der Schlupf innerhalb des Betriebes zwischen Motor und Kopfrad kompensiert werden. Die bekannte Maßnahme wird also während des Betriebes des Gerätes fortlaufend zur Korrektur kiemer Phasenfehler angewendet.

Es ist ferner eine Vorrichtung zur Einstellung bestimmter Phasenwinkel zwischen den Läufern mehrerer synchron laufender Maschinen bekannt. Ein

Verfahren und Anordnung zur Phasensteuerung von Synchronreaktionsmotoren inFernsehbildaufzeichnungs- und -wiedergabeanlagen

Anmelder:

Loewe Opta

Gesellschaft mit beschränkter Haftung,

Berlin 46, Teltowkanalstr. 1-4

Als Erfinder benannt:

Dipl.-Ing. Wolfgang Rank, Kronach

bestimmter Phasenwinkel zwischen den bewegten Teilen der einzelnen Maschinen wird dabei durch mit einem besonderen Impulsgeber erzeugte Bezugsimpulse herbeigeführt. Die Vorrichtung arbeitet in der Weise, daß ζ. Β. vom Schwungrad jedes Motors auf fotoelektrischem Wege je Umdrehung ein Impuls abgeleitet wird, der mit den Bezugsimpulsen vorgegebener Phasenlage verglichen wird. Weicht die Lage eines Schwungrades von ihrer festgelegten Phasenlage ab, so werden über elektromagnetische Relais die Erregerwicklungen des betreffenden Motors umgepolt, wodurch sich seine Phasenlage um eine Polteilung verschiebt. Schließlich ist auch ein gegenüber der vorstehend beschriebenen Vorrichtung verbesserter Impulsgeber bekannt, der aus einer umlaufenden Blende besteht, die z. B. einen auf ein fotoelektrisches Organ fallenden Lichtstrahl periodisch unterbricht und wieder freigibt und somit periodische Impulse erzeugt.

Erfindungsgemäß ist ein Verfahren zur selbsttätigen Einstellung der Phasengleichheit zwischen der Drehbewegung eines durch einen Synchron-Reaktionsmotor angetriebenen Magnetkopfrades und der Motorwechselspannung in Fernsehbildaufzeichnungsund -wiedergabeanlagen so ausgebildet, daß beim Einschalten des Motors die Phasenlage des Magnetkopfrades in bekannter Weise durch einen Lichtstrahl abgetastet wird, der je Umdrehung des Kopfrades einmal kurzzeitig auf ein lichtempfindliches Organ trifft, das mit einer durch Einweggleichrichtung aus der Motorspeisespannung gewonnenen Halbwellenspannung gespeist wird und das bei Phasengleichheit eine Steuerspannung liefert, mit der Mittel zum Abbremsen des Motors ausgeschaltet werden, die bei ungleicher Phasenlage und fehlender Steuerspannung

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die Motordrehzahl bis zum Erreichen der Phasengleichheit verringern.

Die automatische Steuerung der Phasenlage erfolgt in der Praxis nur einmal beim Einschalten des Antriebsmotors, weil nach der phasenrichtigen Steuerung die Phasenlage zwischen dem Ständerdrehfeld und der Läuferdrehbewegung auf Grund der Synchronlaufeigenschaften des Reaktionsmotors konstant bleibt.

Nähere Einzelheiten der Erfindung werden an Hand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles erläutert.

F i g. 1 zeigt ein Prinzipschaltbild der Phasensteuerung,

Fig. 2a bis 2d die Spannungs- und Stromverhältnisse am lichtempfindlichen Organ bei Phasengleichheit und

F i g. 3 a bis 3 d die Spannungs- und Stromverhältnisse am lichtempfindlichen Organ bei Phasendifferenz.

Ein ungepolter Synchronmotor (Reaktionsmotor) 1 für den Antrieb eines nicht mit dargestellten Magnetkopfrades in einem magnetischen Bildaufzeichnungs- und -wiedergabegerät ist mit dem Wechselstromnetz 2 oder mit einem bei der Bildaufzeichnung die Bildwechselimpulse des Bildsignales und bei der Wiedergabe die auf dem Aufzeichnungsträger enthaltenen Synchronisierimpulse verstärkenden Leistungsverstärker elektrisch verbunden. Da der Läufer eines Reaktionsmotors zwei verschiedene, um 180° versetzte Stellungen zur Phasenlage des Ständerdrehfeldes einnehmen kann, sind optisch-elektrische Mittel vorgesehen, die den Läufer in eine der möglichen Lagen, beispielsweise gleichphasig zur Ständerspeisespannung bzw. zum Ständerdrehfeld steuern. Hierzu dient eine auf dem Läufer 3 befestigte Blenden-, scheibe 4, durch deren Blendenöffnung 5 je Umdrehung des Läufers ein Lichtstrahl 6 einer Lichtquelle 7, z. B. einer Glühlampe, auf ein lichtempfindliches Organ 8, z. B. einen Fotowiderstand oder eine Fotozelle, fällt.

Aus dem Speisestromkreis des Motors bzw. dem Netz 2 wird über einen Trenntransformator 9, einen in Reihe mit der Fotozelle liegenden Einweggleichrichter 10 und einen Fotozellenverstärker 11 die Betriebsspannung für die Fotozelle gewonnen.

Ein Fotostrom fließt nur dann, wenn — wie es aus den Fig. 2a bis 2d und 3a bis 3d zu entnehmen ist — die durch die gleichgerichtete Motorspeisespannung (F i g. 2 a) gewonnene Halbwellenspannung so (Fig. 2b) für die Speisung der Fotozelle die gleiche Phasenlage aufweist wie die Lichtstrahlimpulse (Fig. 2c). Der einen Gleichstromwert zV_mittel aufweisende impulsförmige Fotostrom (F i g. 2 d) wird mit dem Fotozellenverstärker 11 soweit verstärkt, daß er zur Steuerung eines Schaltrelais 12 ausreicht. Ein Schaltkontakt 13 des Relais überbrückt beim Fließen eines Fotostromes, d. h. im Falle der Gleichphasigkeit, einen Motorvorwiderstand 14, so daß der Motor an der vollen Netzspannung bzw. Leistungs- So Verstärkerspannung liegt.

Stimmen die Phasenlage der Ständerspannung und des Läufers nicht überein, so fließt nach F i g. 3 a bis 3 d kein Fotostrom (i_F — 0), und das Relais 12 wird stromlos. Der Kontakt 13 öffnet und schaltet damit den Vorwiderstand 14 in den Motorstromkreis ein. Der dadurch verringerte Motorstrom setzt die Läuferdrehzahl soweit herab, bis wieder Gleichphasigkeit vorliegt und der Vorwiderstand 14 überbrückt wird. Der Reaktionsmotor läuft dann wieder synchron mit der Netzfrequenz bzw. der Bild- oder Synchronisierimpulsfrequenz.

An Stelle einer Blendenscheibe 4 kann auch ein Spiegel auf der Läuferwelle befestigt sein, der den Lichtstrahl der Lichtquelle 7 jeweils nur in einer bestimmten Winkelstellung des Läufers auf die Fotozelle 8 richtet. Weiterhin, ist es möglich, auf eine optische Übertragung zu verzichten und dafür auf dem Läufer ein Kontaktsteuerorgan vorzusehen, das beispielsweise einen an Stelle der Fotozelle angeordneten Arbeitskontakt je Umdrehung des Läufers einmal kurzzeitig schließt. Bei Phasengleichheit wird dann der Verstärker und das Relais 12 über den geschlossenen Kontakt durch die Halbwellenspannung (Fig. 2b) ausgesteuert. Der Verstärker 11 kann auch gegebenenfalls entfallen, und die Steuerwicklung 12 direkt in den Steuerstromkreis 15 eingeschaltet sein. Schließlich ist es auch möglich, den Läufer 3 durch einen das Relais 12 ersetzenden Kraftmagneten mechanisch abzubremsen. Der Vorwiderstand 14 ist in diesem Falle überflüssig.

Claims

Patentansprüche:

1.Verfahren zur selbsttätigen Einstellung der Phasengleichheit zwischen der Drehbewegung eines durch einen Synchron-Reaktionsmotor angetriebenen Magnetkopfrades und der Motorwechselspannung in Fernsehbildaufzeichnungsund -wiedergabeanlagen, dadurch gekennzeichnet, daß beim Einschalten des Motors (1) die Phasenlage des Magnetkopfrades in bekannter Weise durch einen Lichtstrahl (6) abgetastet wird, der je Umdrehung des Kopfrades einmal kurzzeitig auf ein lichtempfindliches Organ (8) trifft, das mit einer durch Einweggleichrichtung (10) aus der Motorspeisespannung gewonnenen Halbwellenspannung gespeist wird und das bei Phasengleichheit eine Steuerspannung liefert, mit der Mittel zum Abbremsen des Motors ausgeschaltet werden, die bei ungleicher Phasenlage und fehlender Steuerspannung die Motordrehzahl bis zum Erreichen der Phasengleichheit verringern.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verringerung der Motordrehzahl durch einen mittels eines Relaiskontaktes (13) in den Speisestromkreis des Motors (1) einschaltbaren Vorwiderstand erreicht wird und daß das Relais (12) von der Steuerspannung beeinflußt wird.

3. Anordnung zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Läufer (3) des Reaktionsmotors (1) zur Erzeugung eines Lichtimpulses je Umdrehung des Läufers bzw. des Magnetkopfrades eine Blendenscheibe (4) mit einer Blendenöffnung (5) trägt.

4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Stromkreis des lichtempfindlichen Organs (8) und der Erregerwicklung des Relais (12) ein Verstärker (11) vorgesehen ist.

5. Anordnung zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Läufer ein Spiegel so angeordnet ist, daß je Umdrehung des Läufers ein Lichtstrahl einer Lichtquelle auf das lichtempfindliche Organ fällt.

6. Anordnung zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß das lichtempfindliche Organ eine Fotozelle oder ein Fotowiderstand ist.

7. Anordnung zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Speisestromkreis des Motors (1) und dem Stromkreis des lichtempfindlichen Organs (8) ein Trenntransformator (9) vorgesehen ist.

8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Phasenvergleich mit elektrisch-mechanischen Mitteln vorgenommen wird.

9. Anordnung zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch8, dadurch gekennzeichnet, daß

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die Läuferwelle (3) ein Kontaktsteuerorgan aufweist, das je Läuferumdrehung einen Kontakt in dem vom Motorstromkreis abgeleiteten Steuerstromkreis betätigt.

10. Anordnung zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,. daß zur Herabsetzung der Läuferdrehzahl ein Kraftmagnet vorgesehen ist, der den Läufer mechanisch abbremst.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 700 634, 715 387;
deutsche Auslegeschrift Nr. 1034 684;
»Electronics«, vom 20. 6.1958, S. 96.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen