Schaltanordnung zur Fernübertragung von Winkelstellungen über lange
Leitungen Zur Fernübertragung von Winkelstellungen ist die Verwendung von D-rehwandlersystemen
u. a. in der Weise bekannt, d!aß ein netzgespeister Geberdrehwand'ler ein System
von mindestens drei in ihrem gegenseitigen Amplitudenverhältnis von der Geberstellung
abhängigen gleichphasigen Wechselspann-ungen erzeugt, die im Empfängerdrehwandler
ein resultierendes Feld aufbauen, das seinerseits in der Siekundärwicklung eine
Wechselspannung erzeugt, die nach Größe und Richtung vom Winkelunterschied zwischen
Geber und Empfänger abhängt. Soll mit einer derartigen Regelwechselspannung der
Verstellantrieb des Empfängers dem Geber jeweils nachgesteuert werden, so ist außer
der Erfassung der Amp.litudenänderungen auch ein Phasenvergleich mit einer Bezugsspannung
erforderlich, die von dem den Geber speisenden Netz abzuleiten ist. Bei vielen Anwendungen
steht dieses Netz auch am Empfängerort ohne weiteres zur Verfügung. Erfolgt dagegen
die Fernübertragung über größere Entfernungen, so muß entweder der Empfänger aus
einem anderen Netz versorgt werden als der Geber, oder aber es ist bei Anschluß
an das gleiche Netz mit Phasenschwankungen zwischen Geber- und Empfängerort zu rechnen,
vor alilem dann, wenn das betreffende Netz stark belastet ist. In solchen Fällen
hat man schon vorgeschlagen, vorn Geber zum Empfänger eine unbelastete Kontrollspannung
zu übertragen, die am Empfängerort Regeleinrichtungen steuert, mittels deren dem
Netz
eine Spannung zur Speisung des Empfangsverstärkers entnommen
wird, die mit der Kontrollspannung gleichfrequent und angenähert gleichphasig ist.
Die Erfindung befaßt sich mit der Ausbildung einer besonders einfachen Frequenz-
und Phasenregelvorrichtung fürderartige Zwecke.Switching arrangement for the remote transmission of angular positions over a long period of time
Lines For the remote transmission of angular positions, the use of rotary converter systems
i.a. Known in the way that a mains-fed rotary encoder converter was a system
of at least three in their mutual amplitude ratio from the encoder position
dependent in-phase alternating voltages generated in the receiver rotary converter
build up a resulting field, which in turn is a
Alternating voltage generated, the magnitude and direction of the angular difference between
Giver and receiver depends. Should with such a control alternating voltage the
Adjustment drive of the receiver to be readjusted to the encoder, so is except
the acquisition of the amp
required, which is to be derived from the network supplying the encoder. In many applications
this network is also readily available at the recipient location. Is done against it
the long-distance transmission over longer distances, either the receiver must
a different network than the encoder, or it is with connection
expect phase fluctuations between the transmitter and receiver locations on the same network,
especially when the network in question is heavily loaded. In such cases
it has already been suggested that an unloaded control voltage be applied from the transmitter to the receiver
to transmit, which controls control devices at the recipient location, by means of which the
network
a voltage for supplying the receiving amplifier is taken
which is at the same frequency and approximately in phase with the control voltage.
The invention is concerned with the formation of a particularly simple frequency
and phase control apparatus for such purposes.
Erfindungsgemäß wird sowohl aus der zum Empfänger übertragenen Kontrollspannung
als auch aus der Spannung des 'am Empfängerort vorhandenen Netzes je ein Dreiphasensystem
gebildet, gegebenenfalls unter Verwendung von Kunstschaltungen und, soweit es die
Kontrollspannung betrifft, mach vorheriger Verstärkung derselben, und Frequenz und
Phase dieser beiden Spannungssysteme werden in einer elektrischen oder mechanischen
Differentialanordnung miteinander verglichen, deren freie Welle einen vom Netz am
Empfängerort gespeisten Drehtransformator verstellt. Dieser Drehtransformator liefert
sekundärseitig die mit der Kontrollspannung frequenz- und phasengleiche Betriebsspannung
für den Empfängerdes Fernübertragungssystems (z. B. einen Steuerverstärker zum Betrieb
des Verstellmotors). Als Differentialanordnung kann entweder ein doppelt gespeister
Asynchronmotor oder ein mechanisches Differentialgetriebe dienen, welches durch
zwei Synchronmotoren angetrieben ist.According to the invention, both the control voltage transmitted to the receiver
as well as a three-phase system from the voltage of the network present at the recipient location
formed, if necessary using art circuits and, as far as it is the
Control voltage concerns, do previous amplification of the same, and frequency and
These two voltage systems are in an electrical or mechanical phase
Differential arrangement compared with each other, whose free shaft one from the network on
Rotary transformer fed to the receiver location misaligned. This rotary transformer delivers
on the secondary side, the operating voltage with the same frequency and phase as the control voltage
for the receiver of the remote transmission system (e.g. a control amplifier for operation
of the adjusting motor). As a differential arrangement, either a double fed
Asynchronous motor or a mechanical differential gear are used, which by
two synchronous motors is driven.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt.
In der Abbildüng ist die bekannte grundsätzliche Fernübertragungsschaltung mit einem
Geberdrehwandler i und Einem entsprechenden Empfängerdrehwandler 2 dargestellt,
der mit dem nachzustellenden Verstellgegenstand 3 und .einem Verstellmotor q. gekuppelt
ist. Die dem Empfängerdrehwandler 2 entnommene Regelwechselspannung wird im Steuerverstärker
5 zur Beeinflussung ödes Verstellmotors q. benutzt. Erfindungsgemäß erfolgt die
Stromversorgung des Steuerverstärkers 5 aus einem Drehtransformator 6. Dieser wird
im Ausführungsbeispiel aus einem Drehstromnetz 7 am Empfängerort gespeist, welches
von dem Wechselstromnetz 8 am Geberort vollkommen getrennt sein möge und daher weder
frequenz- noch phrasengleich mit dem letzteren zu sein braucht. Die für die richtige
Arbeitsweise des Steuerverstärkers 5 erforderliche Frequenzgleiehheit und ungefähre
Phasenübereinstimmung zwischen der Stromversorgung,des Verstärkers und der vom Geberdrehwandler
i zugeführten Regelwechselspannung wird erfindungsgemäß dadurch hergestellt, daß
eine vom Geberort her, d. h. dem Netz 8 entnommene, nicht belastbare Kontrollspannung
am Empfangsort einen Synchronmotor 9 speist, der zusammen mit einem zweiten, vom
- Netz 7 gespeisten Synchronmotor io ein Differentialgetriebe i i antreibt. Die
Ausgangswelle 12 dies Differentialgetriebes ist mit dem Läufer des Drehtransformators
6 gekuppelt. Die vom Geberher übertragene Kontrollspannung wird zweckmäßig am Empfangsort
in einem Verstärker 13 vorvers.tärkt. Normalerweise wird zur Übertragung
der Kontrollspannung nur eine Einphasenspannung benutzt werden. Aus dieser läßt
sich im Verstärker 13 oder dahinter die für den Betrieb dies Synchronmotors 9 erforderliche
Mehrphasenspannungdurch eine bekannte Kunstschaltung bilden. Desgleichen werden
auch der Synchronmotor io und der Drehtransformator 6 über eine entsprechende Kunstschaltung
an das Netz 7 angeschlossen, falls am Empfängerort nur ein Einphasenrnetz zur Verfügung
steht.An embodiment of the invention is shown in the drawing. In the illustration, the known basic teletransmission circuit is shown with an encoder rotary converter i and a corresponding receiver rotary converter 2, which is connected to the adjusting object 3 and .einem adjusting motor q. is coupled. The control alternating voltage taken from the receiver rotary converter 2 is used in the control amplifier 5 to influence the adjusting motor q. used. According to the invention, the control amplifier 5 is supplied with power from a rotary transformer 6. In the exemplary embodiment, this is fed from a three-phase network 7 at the receiver location, which may be completely separated from the alternating current network 8 at the transmitter location and therefore does not need to have the same frequency or phrase as the latter. The frequency equality and approximate phase correspondence between the power supply, the amplifier and the control AC voltage supplied by the encoder rotary converter i required for the correct operation of the control amplifier 5 is produced according to the invention in that a non-loadable control voltage taken from the encoder location, ie the network 8, is a synchronous motor at the receiving location 9 feeds which, together with a second synchronous motor io fed by the network 7, drives a differential gear ii. The output shaft 12 of this differential gear is coupled to the rotor of the rotary transformer 6. The control voltage transmitted by the transmitter is expediently vorvers.tärkt in an amplifier 13 at the receiving location. Normally only a single-phase voltage is used to transmit the control voltage. From this, the polyphase voltage required for the operation of this synchronous motor 9 can be formed in the amplifier 13 or behind it by means of a known artificial circuit. The synchronous motor and the rotary transformer 6 are also connected to the network 7 via a corresponding artificial circuit if only a single-phase network is available at the receiver location.
Solange die Frequenz der beiden Netze 8 und 7 die gleiche ist, drehen
sich die beiden Synchronmaschinen 9 und io gleich schnell, so d!aß die Welle 12
stillsteht. Die Winkellage der Welle 12 und damit des Transformators 6 hängt dabei
von der gegenseitigen Phasenlage der beiden Netzspannungen ab. Ist die Frequenz
des Netzes 7 von der des Netzes 8 verschieden, so laufen die Welle 12, und der Läufer
des Drehtransformators 6 mit einer solchen Drehzahl um, daß die Frequenz der an
den Klemmen A, B gelieferten Speisespannung für den Steuerverstärker stets
mit der Frequenz des Netzes. 8 übereinstimmt. Durch bekannte, nur einmal einzustellende
Mittel zur Phasendrehung beispielsweise:im Zuge der Kontrollspannung läßt sich dabei
leicht erreichen, daß die erforderliche Phasenübereinstimmung zwischen den beiden
dem Steuerverstärker 5 zugeführten Wechselspannungen hergestellt wird. -An Stelle
der in der Zeichnung dargestellten Ausführung mit zwei Synchronmotoren g und zo
und einem Differentialgetriebe i i kann auch eine Differentialanordnung verwendet
werden, die radial aus einer doppelt gespeisten Asynchronmaschine besteht. Der Läufer
dieser Maschine ist beiGpielsweise in der Abbildung an den Verstärker 13, der Ständer
an das Netz 7 angeschlossen zu denken. Der Läufer dieser Asynchronmaschine ist mit
der Welle 12 der Abbildung, d. h. mit dem Läufer des Transformators.6, gekuppelt.
Die Wirkungsweise dieser Anordnung ist die gleiche wie die der in der Zeichnung
dargestellten Schaltung.As long as the frequency of the two networks 8 and 7 is the same, the two synchronous machines 9 and 10 rotate at the same speed, so that the shaft 12 stands still. The angular position of the shaft 12 and thus of the transformer 6 depends on the mutual phase position of the two mains voltages. If the frequency of the network 7 is different from that of the network 8, the shaft 12 and the rotor of the rotary transformer 6 rotate at such a speed that the frequency of the supply voltage supplied to the terminals A, B for the control amplifier always corresponds to the frequency of the network. 8 matches. By known means for phase rotation, which can only be set once, for example: in the course of the control voltage, it can easily be achieved that the required phase correspondence between the two alternating voltages supplied to the control amplifier 5 is established. Instead of the embodiment shown in the drawing with two synchronous motors g and zo and a differential gear ii, a differential arrangement can also be used which consists of a radially double-fed asynchronous machine. The rotor of this machine can be thought of as connected to the amplifier 13, for example in the figure, and the stator to the network 7. The rotor of this asynchronous machine is coupled to the shaft 12 in the figure, ie to the rotor of the transformer.6. The operation of this arrangement is the same as that of the circuit shown in the drawing.
Beim praktischen Aufbau der Anordnung ist darauf zu achten, daß das
Übersetzungsverhältnis zwischen den der Differentialanordnung zugeführten Frequenzen
und der an. den Klemmen A, B erzeugten Frequenz gleich i : i : i ist. Bei der in
der Zeichnung dargestellten Ausführung mit mechanischem Differentialgetriebe muß
also beispielsweise mit Rücksicht auf das Differentialgetriebe der Drehtransformator
6 ein Vorgelege im übersetzungsverhältnis i :2 erhalten, wenn der Drehtransformator
6 und die beiden Synchronmaschinen 9 und io sämtlich einpolig ausgeführt sind.When setting up the arrangement in practice, it must be ensured that the
Transmission ratio between the frequencies fed to the differential arrangement
and the on. the frequency generated across terminals A, B is i: i: i. At the in
The version shown in the drawing with a mechanical differential gear must
So for example with regard to the differential gear of the rotary transformer
6 a reduction gear with a gear ratio i: 2 is obtained if the rotary transformer
6 and the two synchronous machines 9 and io are all single-pole.
Die Anordnung hat unter anderem auch. den Vorteil, daß für die Verstärkung
der Kontrollspannung 13 Verstärker üblicher Bauart verwendet werden können,
deren Leistung nicht ausreichen würde, um etwa unmittelbar die Versorgung des Steuerverstärkers
5 übernehmen zu können.The arrangement also has, among other things. The advantage that amplifiers of conventional design can be used for amplifying the control voltage 13 , the power of which would not be sufficient to be able to take over the supply of the control amplifier 5 directly, for example.