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Anordnung zur Fernübertragung von Winkelwerten.
Es sind schon Einrichtungen zur Fernübertragung von Befehls-oder Messgrössen, insbesondere von Winkelwerten, vorgeschlagen worden, wobei im Geber eine nach Massgabe des zu übertragenden
Wertes veränderliche Wechselgrösse erzeugt wird, und einem oder mehreren Empfängern einerseits diese zeitlich veränderliche Wechselgrösse und anderseits eine räumlich veränderliche Wechselgrösse zugeführt wird. Hiezu ist auch schon die Anwendung eines besonderen, mit der Welle des Gebers gekuppelten Hilfsgenerators vorgeschlagen, der zur Lieferung der Spannungen dient, die in den Empfängereinrichtungen ein als Vergleichsgrösse dienendes Drehfeld konstanter Amplitude erzeugen.
Als Hilfsgenerator wird ein mit Gleichstrom erregter Synchrongenerator vorgesehen. Auf die Läufer der nach Art von Drehwandlern aufgebauten und mit sinusförmigem Wechselstrom gespeisten Empfängersysteme wird dabei solange kein resultierendes Drehmoment ausgeübt, als die räumliche Lage der Läufer mit der räumlichen Lage des Ständerdrehfeldes für denjenigen Augenblick übereinstimmt, in dem das im Läufer induzierte Weehselfeld seinen Scheitelwert durchläuft. Dabei ergibt sich die nachteilige Wirkung, dass wegen des sinusförmigen Verlaufes der beiden Felder jeweils vor bzw. nach dem erwähnten Augenblick momentane Drehmomente entgegengesetzter Richtung auftreten, die sich zwar im Mittel über eine volle Umdrehung des Drehfeldes aufheben, die jedoch zu Schwingungen der Empfängersysteme und damit der Anzeige führen.
Es ist nun bereits vorgeschlagen worden, zur Vermeidung dieses Nachteiles den Läufern der Empfänger eine stossartig verlaufende Spannung zuzuführen. Die Erfindung bezweckt eine noch weitergehende Verbesserung der genannten Anordnung, mit der erstens Systemschwingungen der beschriebenen Art weitgehend vermieden werden und die ausserdem die Leistungsfähigkeit der Anzeigeinstrumente bzw. des Hilfsgenerators, bezogen auf gleiche Grössenabmessungen, erhöht.
Gemäss der Erfindung wird die der vom Geber gelieferten Wechselgrösse entsprechende, vorzugsweise sinusförmige Wechselspannung in eine solche mit periodischen, steil ansteigenden Spannungsstössen umgeformt und sowohl den Empfängereinrichtungen, vorzugsweise deren Läufern, als auch-statt einer Gleichspannung-der Erregerwicklung des mit dem Geber gekuppelten Hilfsgenerators zugeführt. Zur Umwandlung der zu übertragenden, in ihrer Phasenlage vom Übertragungswert abhängigen Wechselspannung ist beispielsweise ein Kippschwinggerät vorgesehen, das gegebenenfalls mit einer Verstärkereinrichtung kombiniert ist.
Die Umwandlung kann jedoch auch mit andern Mitteln erfolgen, wie sie anderweitig für ähnliche Zwecke schon vorgeschlagen worden sind. So kann beispielsweise ein Kontaktapparat in beliebiger Ausführung vorgesehen sein, der synchron mit dem Geber angetrieben wird und die zu übertragende Wechselgrösse jeweils nur während kurzer Zeitabschnitte einschaltet, die im Verhältnis zur Periode der vom Geber erzeugten Wechselgrösse klein sind. Um dabei möglichst hohe Spannungsstösse zu erhalten, wird man zweckmässig die Einrichtung so ausbilden, dass die Einschaltung des Kontaktapparates jeweils in der Nähe des Scheitelwertes der vom Geber erzeugten Weehselgrösse erfolgt.
Eine andere Möglichkeit zur Umwandlung der zu übertragenden Wechselgrösse in Spannungen spitzer Kurvenform ist in der Anwendung gesättigter Induktivitäten gegeben, also beispielsweise in der Verwendung von Transformatoren oder Drosseln mit hoehgesättigtem Eisenkern. Werden solchen Induktivitäten beispielsweise sinusförmige Wechselspannungen zugeführt, so treten bekanntlich Sättigungserscheinungen auf, vermöge deren an der betreffenden Induktivität sekundähoeitig Span-
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Spannung mehr oder weniger kurzdauernde Spitzen aufweist.
Die Umformung der zu übertragenden Spannung geschieht mit einem festen Frequenzverhältnis, in erster Linie mit dem Verhältnis l : l, wobei die Phasenlage der den Empfängern bzw. dem Hilfs- generator zugeführten Spannungsstösse stets einem eindeutig festgelegten Phasenzeitpunkt der vom
Geber gelieferten Weehselgrösse zugeordnet ist.
Durch den, den Erfindungsgedanken verkörpernden Ersatz der Gleiehstromerregung des mit dem Geber gekuppelten Generators durch eine Erregung mit Hilfe der gleichen Kippspannung, die auch den Empfängern zugeführt wird, wird erreicht, dass in den Empfängern eine Drehmomentbildung sowohl von der Läuferseite als auch von der Ständerseite her nur in solchen Augenblicken erfolgen kann, in denen sie keine Fehlanzeige bzw. Abweichung des Läufers von einer tatsächlich innegehabten
Sollage bewirken kann. Die Arbeitsweise des Empfängers wird hiedurch insofern modifiziert, als gewissermassen aus dem im Ständer umlaufenden Drehfeld lediglich derjenige Teil herausgeschnitten und für die Anzeige wirksam gemacht wird, der allein für die richtige Anzeige notwendig und hinreichend ist.
Es tritt sowohl im Ständer als auch im Läufer jeweils zu gleichen Zeiten ein Stromstoss auf. Unter der Einwirkung der entsprechenden Ständer-und Läuferströme kann ein Einstellmoment nur dann entstehen, wenn die Stellung des Läufers von der vorgeschriebenen Sollage abweicht.
Zur näheren Erläuterung des Erfindungsgedankens möge das in der Zeichnung schematisch dargestellte Ausführungsbeispiel dienen. Der Geber 1, der aus einer in einem Magnetfeld beliebiger oder einstellbarer Richtung rotierenden Induktionsspule besteht, ist mit einem nach Art einer Synchronmaschine gebauten Generator 6 gekuppelt. Die dreiphasige Ständerwicklung des Generators 6 ist mit den Ständerwicklungen eines oder mehrerer Empfänger 2, 3 verbunden, die nach Art von Drehwandlern aufgebaut sind und deren Läufer beispielsweise einphasig über Schleifringe 4 und 5 in Abhängigkeit von der vom Geber 1 gelieferten Spannung gespeist werden.
In die Übertragungsleitung zwischen Geber und Empfängern ist ein Gerät 8, beispielsweise eine kombinierte Verstärker-und Kippschwingeinrichtung, eingebaut. Gemäss der Erfindung werden mit einer diesem Gerät entnommenen
Kippspannung nicht nur die Läufer sämtlicher Empfänger, sondern auch über Schleifringe 7 die Erregerwicklung des Hilfsgenerators 6 gespeist. Auf diese Weise erhalten nicht nur die Läuferwicklungen der
Empfänger 2 und 3, sondern auch ihre Ständerwicklungen jeweils zu gleichen Zeiten kurzzeitige Stromimpulse. Die vom Generator 6 bereitzustellende Leistung wird hiedurch bedeutend verringert, ohne dass die in den kritischen Zeitpunkten notwendige Bildung des Einstelldrehmomentes an den Empfängern hiedurch beeinflusst wird.
Umgekehrt können bei gleicher Grösse des Generators und der Empfänger wesentlich grössere Einstellmomente in letzteren erzeugt werden.
Wegen der guten induktiven Leistungsübertragung zwischen Ständer und Läufer bzw. umgekehrt, ist es bei Verwendung periodischer, scharfer Spannungsstösse nach der Erfindung möglich, den Läufer des Hilfsgenerators sowie die Läufer der Empfänger als glatten, zylindrischen, aus Blechen aufgeschichteten oder aus Spezial-, z. B. Hochfrequenzeisen angefertigten Eisenkörper mit umgelegter Wicklung auszubilden, oder nur als Drehspulrahmen auszuführen, der um einen solchen festen Kern rotiert. Diese Ausführungsformen haben den Vorteil, dass es mit ihrer Hilfe sehr viel leichter als mit den üblichen genuteten Läufern möglich ist, eine winkelgetreue Übertragung vom Geber auf die Empfänger zu erzielen.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Anordnung zur Fernübertragung von Winkelwerten mittels eines Gebers und eines oder mehrerer Empfänger unter Verwendung eines mit der Geberwelle gekuppelten Generators zur Lieferung der den Empfängern zuzuführenden Vergleichsspannung, dadurch gekennzeichnet, dass die der vom Geber gelieferten Wechselgrösse entsprechende, in ihrer Phase der zu übertragenden Winkelstellung verhältnisgleiche, vorzugsweise sinusförmige Wechselspannung einem Geräte zugeführt wird, das ihre Umformung in eine solche mit periodischen, steil ansteigenden Spannungsstössen bewirkt, und dass die erzeugten Spannungsstösse einerseits den Läufern der Empfängereinriehtungen, anderseits der Erregerwicklung des mit dem Geber gekuppelten Hilfsgenerators zugeführt werden.