CH370830A - Device for the automatic operation of a three-phase motor that drives an ultracentrifuge directly - Google Patents

Device for the automatic operation of a three-phase motor that drives an ultracentrifuge directly

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CH370830A
CH370830A CH6077858A CH6077858A CH370830A CH 370830 A CH370830 A CH 370830A CH 6077858 A CH6077858 A CH 6077858A CH 6077858 A CH6077858 A CH 6077858A CH 370830 A CH370830 A CH 370830A
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CH
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motor
frequency
phase
voltage
phase motor
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Application number
CH6077858A
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German (de)
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Erwin Dr Ing Wiedemann
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Sandoz Ag
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P27/00Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage
    • H02P27/04Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage
    • H02P27/06Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage using dc to ac converters or inverters

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
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Description

  

   <Desc/Clms Page number 1> 
    Einrichtung   für den automatischen Betrieb eines eine    Ultrazentrifuge   direkt antreibenden    Drehstrom-Motors   Die Erfindung bezweckt, eine Einrichtung für den automatischen Betrieb eines eine Ultrazentrifuge direkt antreibenden    Drehstrommotors,   zu schaffen,    mit   welcher die Drehzahl des    Drehstrommotors   vorgewählt werden kann und welche dafür sorgt, dass diese Drehzahl sehr genau eingehalten wird.

   Die    Einrichtung   nach der Erfindung zeichnet sich aus durch einen nach dem    Oberlagerungsprinzip   arbeitenden Einphasen-Tonfrequenzgenerator mit    kapazitiver   Abstimmung und nachgeschaltetem    Phasenspaltungs-      Netzwerk,   von dem der    Drehstrommotor   über Verstärkungsstufen gespeist wird;

   durch einen mittels zweier parallel geschalteter Drehkondensatoren auf eine feste Frequenz    abstimmbaren      Oszillator,   dessen Frequenz durch einen    Diskriminator   überwacht wird, wobei der eine Kondensator von Hand    einzustellen   ist und der andere in Abhängigkeit vom Ausgangssignal des    Diskriminators   mittels eines Drehfeldmotors gedreht wird, bis die genannte feste Frequenz erreicht ist;

   und durch einen weiteren, von diesem    Drehfeldmotor   angetriebenen Drehkondensator, der zur    Abstimmung   des    EinphasenyTonfrequenzgenera-      tors   dient, so dass durch die Einstellung des von Hand einzustellenden    Kondensators   die    Generatorfrequenz   und damit die Drehzahl des    Drehstrommotors   gewählt werden kann. 



  Vorzugsweise wird diese Einrichtung durch eine Reihe von weiteren, anhand der Zeichnung beispielsweise erläuterter Massnahmen so ausgebildet,    .dass   sie die automatische Durchführung eines vollständigen    Arbeitsprogrammes   für die    Ultrazentrifuge   gestattet, wobei dann insbesondere die Dauer der    Zentrifugie-      rung,   die Temperatur des vom    Drehstrommotor   angetriebenen Rotors der Zentrifuge und dergleichen vorbestimmt werden können. In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des    Erfindungsgegenstandes.   dargestellt.

   Es ist:    Fig.   1 ein Blockdiagramm einer Einrichtung für den automatischen Betrieb eines zum Antrieb einer Ultrazentrifuge dienenden    Drehstrommotors,      Fig.   2 die Schaltung eines    Netzanschlussgerätes   (7 von    Fig.   1),    Fig.   3 die Schaltung eines zweiten    Netzanschluss-      gerätes   (8 von    Fig.   1),    Fig.4   die Schaltung eines Drehstromgenerators (1 von    Fig.   1),    Fig.   5 die einphasige Schaltung zweier Verstärkungsstufen (2 und 3 von    Fig.   1) und eines dritten    Netzanschlussgerätes   (9 von    Fig.   1),

      Fig.   6 die    Schaltung   eines    Doppeldiskriminators   (6 von    Fig.   1),    Fig.   7 die Schaltung eines Steuergerätes (5 von    Fig.   1) und    Fig.   8    eine   schematische Ansicht der Frontplatte dieses Steuergerätes. 



  Der Rotor einer nicht dargestellten Ultrazentrifuge    wird   von einem    Drehstrommotor   4 (siehe    Fig.   1) direkt angetrieben, der eine Leistung von    etwa   2000 Watt hat und der über drei Phasenleitungen X, Y, Z von    einem   elektronischen Drehstromgenerator 1 gespeist wird, dessen    Ausgangsleistung   in einer Treiberstufe 2    und   in einer Endstufe 3 verstärkt wird. Der Drehstromgenerator 1 wird nach    einem   Programm gesteuert, das an einem Steuergerät 5 eingestellt wird, dem ein    Doppeldiskriminator   zugeordnet ist. Die notwendigen Gleichspannungen werden von drei    Netzanschlussgeräten   7, 8 und 9 geliefert.

   Das Gerät 7 liefert Spannungen von 370 Volt und 320 Volt für den    Doppeldiskriminator   6, das Steuergerät 5 und den Drehstromgenerator 1. Das Gerät 8 

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 liefert der Treiberstufe 2 eine Spannung von 385 Volt und das Gerät 9 speist die Endstufe 3. 



  In    Fig.   2 ist das    Netzanschlussgerät   7    näher   dargestellt. Eine Netzspannung von 220 wird einem Transformator 12 mit mehreren Sekundärwicklungen    zugeführt.   Eine dieser Sekundärwicklungen speist zwei parallel geschaltete Doppeldioden 10. Der gleichgerichtete Ausgangsstrom der Dioden 10 wird durch Drosselspulen 13, Widerstände 14 und Kondensatoren 15    geglättet.   Das Gerät liefert eine    un-      stabilisierte   Gleichspannung von 370 Volt und eine mittels dreier Neonstabilisatoren 16 stabilisierte Gleichspannung von 320 Volt. Der Transformator 12 liefert über die weiteren Sekundärwicklungen niedrige Spannungen für den Betrieb des    Doppeldiskrimina-      tors   6.

   Die betreffenden    Ausgangsklemmen   sind mit P, Q, R, N, T, 1, B, J und O    bezeichnet   und entsprechend    bezeichnete   Klemmen sind in den    Fig.   6 und 7 zu finden. 



  Das zweite    Netzanschlussgerät   8, das in    Fig.3   näher dargestellt ist, liefert Heizspannungen für andere Teile der Einrichtung und eine Gleichspannung von 385 Volt für die Treiberstufe 2. Die Netzspannung von 220 wird einem Transformator 18 zugeführt, der    sekundärseitig   drei parallel geschaltete Doppeldioden 17 speist, deren gleichgerichteter Ausgangsstrom durch eine Drosselspule 19 und Kondensatoren 20 geglättet wird. 



  Der elektronische Drehstromgenerator 1, der in    Fig.   4 näher dargestellt ist, liefert an den Klemmen X, Y, Z die drei Phasenspannungen zur Speisung des Motors 4. Der Drehstromgenerator umfasst einen    Einphasen-Tonfrequenzgenerator,   der von zwei    Hart-      ley      Oszillatoren   gebildet ist, von denen der eine auf eine feste Frequenz abgestimmt ist, während der andere auf eine variable Frequenz    abstimmbar   ist. Der variable    Hartley-Oszillator   weist eine Triode 21, einen Transformator 22 und Kondensatoren 23 auf. Ferner ist ein variabler Kondensator C6 vorgesehen, der zu einem fest eingestellten Kondensator C7 parallel geschaltet ist, und über Klemmen S angeschlossen ist.

   Der variable Kondensator C6 wird von einem Motor Ml des Steuergerätes 5 (siehe    Fig.7)   angetrieben. Der fest abgestimmte    Hartley-Oszillator   umfasst eine Triode 24, einen Transformator 25 und Kondensatoren 26. Die    Sekundärwicklung   des Transformators 25 ist mit einem    Phasenspaltungs-Netzwerk   verbunden, das drei parallel geschaltete Zweige aufweist, die je aus einem    Widerstand   27 und einem damit in Serie geschalteten Kondensator 28 bestehen. Der Verbindungspunkt der Elemente 27 und 28 eines jeden Zweiges ist mit dem ersten Steuergitter des    Hexodenteiles   einer diesem Zweige zugeordneten    Hexoden-Triodenmischröhre   30 verbunden.

   Der Ausgang des variablen    Hartley-Oszillators   21-23 ist mit den zweiten Steuergittern der    Hexodenteile   der Röhren 30 verbunden. Das    Phasenspaltungs-Netzwerk   27, 28 ist so ausgelegt, dass es drei um l20  gegeneinander in der Phase verschobene    Spannungen   liefert, während der variable    Hartley-Oszillator   jeder der Mischröhren 30 die gleiche Spannung zuführt. Am Ausgang des    Hexodenteiles   jeder Röhre 30 tritt infolge der    überlagerung   der Frequenzen der beiden    Hartley-Oszillatoren   eine Differenzfrequenz auf, die durch Veränderung der Frequenz des variablen    Hartley-Oszillators   in einem Bereiche von 0 bis 1500 Hz einstellbar ist.

   Das Ausgangssignal des    Hexodenteiles   wird in einem Filternetzwerk, das eine    Induktivität   31, Kapazitäten 32 und Widerstände 33    aufweist,   gesiebt, bevor es über ein variables    Potentiometer   34 und Verbindungen    U1U   bzw.    V,V   bzw.    W1W   dem Steuergitter des    Triodenteiles   der Mischröhre 30 zugeführt wird. Die Anoden der    Triodenteile   der drei Röhren 30 liefern den Klemmen X, Y, Z die drei    Drehstromphasen.   Die drei    Poterntiometer   34 sind von Hand einstellbar und gestatten, die    Ausgangsspannung   zwischen 0 und 20 Volt einzustellen. 



  Die drei    Drehstromspannungen   werden bei X, Y, Z abgenommen und getrennt in je zwei Verstärkerstufen 2 und 3 verstärkt, die in    Fig.   5 für eine Phase gezeigt sind. Die    Verstärkerstufen   für die beiden anderen Phasen sind in gleicher Weise ausgeführt. Die Treiberstufe 2 weist gemäss    Fig.   5 eine    Kathoden-      Verstärkerstufe   mit zwei Trioden 35 in einer gemeinsamen Hülle (Doppeltriode) und eine    Gegentakt-Ver-      stärkerstufe   mit zwei    Pentoden   36 auf.

   Die Ausgangsspannung der betreffenden Phase des Drehstromgenerators wird dem Gitter der ersten Triode 35 zugeführt, wenn diese Spannung zwischen 0 und 1 Volt liegt, oder dem Gitter der zweiten Triode 35, wenn diese Spannung zwischen 1 und 15 Volt liegt. Die Anode der zweiten Triode 35 ist über einen Kondensator 37 mit dem Steuergitter der einen    Pentode   36 verbunden, während an einem Kathodenwiderstand 38 dieser Triode eine Spannung abgenommen wird, die über einen Kondensator 39 dem Steuergitter der anderen    Pentode   36 zugeführt wird. 



  Ein Ausgangstransformator 40 der Treiberstufe 2 hat zwei Sekundärwicklungen, deren Spannungen den Steuergittern zweier in der Endstufe 3 vorgesehener, im Gegentakt geschalteter    Tetroden   41 zugeführt werden. Die Ausgangsspannung der    Tetroden   41 wird über einen abwärts transformierenden Transformator 42 dem Motor 4 zugeführt, zugleich mit den entsprechenden Ausgangsspannungen der beiden anderen Phasen, wobei. die Phasen in Stern oder in Dreieck geschaltet sein können. 



  Die Gleichspannungen für den Betrieb der Endstufe 3 werden durch das im unteren Teil von    Fig.   5 dargestellte    Netzanschlussgerät   9 geliefert, das zur Erzeugung der Anodenspannung zwei Dioden 43 sowie die üblichen    Glättungsdrosseln   und    -kondensatoren   aufweist. Ferner wird von einer    Gleichrichterbrücke   100 den Steuergittern der    Tetroden   41 eine negative    Vorspannung   zugeführt, und zwar über    Potentio-      meter   101 bzw. 102 sowie über die Sekundärwicklungen des Transformators 40.

   Eine weitere Gleichrichterbrücke 103 liefert den Schirmgittern der 

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    Tetroden   41 eine Gleichspannung, und    zwar   über    Potentiometer   104    bzw.   105. 



  Die kurz     Doppeldiskriminator    genannte Vorrichtung nach    Fig.   6 umfasst hauptsächlich zwei Diskriminatoren, von denen der erste eine Wicklung eines    Drehfeldmotors   Ml (siehe    Fig.   7) und der andere eine Wicklung eines    Drehfeldmotors   M2 (siehe    Fig.7)   speist. Dem ersten    Diskriminator   ist ein    Hartley-Oszillator   vorgeschaltet, der eine Triode 44, zwei miteinander gekoppelte    Induktivitäten   45 und 47, einen festen Kondensator 46    umfasst   und. mittels zweier variabler Kondensatoren C1 und C2 (siehe    Fig.7)   abgestimmt und die über eine Klemme A mit dem Kondensator 46 verbunden sind.

   Die Kapazität des Kondensators C2 wird durch Drehung des Motors Ml verändert. Der    Hartley-Oszillator   44-47 ist auf eine feste Frequenz von 470    kHz   abgestimmt. Zwei    Pentoden-Verstärkerstufen   48 und 49 sind nacheinander an den    Hartley-Oszillator   angeschlossen und auf die Frequenz von 470    kHz   abgestimmt. Die Ausgangsspannung dieser Stufen, wird einem    Riegger-      Diskriminator   zugeführt, der eine    Triode-Pentode   50 und eine    Doppeltriode-Triode   51, ein    Diskriminator-      filter   52 sowie zugehörige Schaltungselemente aufweist.

   Der Trioden- und der    Pentodenteil   der Röhre 50 und der Doppeldioden- bzw. der    Triodenteil   der Röhre 51 sind in    Fig.   6 aus zeichnerischen    Gründen   getrennt    voneinander   angeordnet; die Zusammengehörigkeit der entsprechenden Teile wird durch die gemeinsamen Bezeichnungen 50 bzw. 51 und durch die gestrichelte Darstellung einer Seite der Röhrenhüllen zum Ausdruck gebracht. Das von der    Pentodenstufe   49 kommende Signal, das eine    Frequenz   von etwa 470    kHz   hat, wird dem Gitter des    Triodenteiles   der Röhre 50 zugeführt, die mit dem Eingang des    scharf   auf 470    kHz   abgestimmten    Diskriminatorfilters   52 verbunden ist.

   Dem Gitter dieses    Triodenteiles   wird ferner vom Netzanschlussgerät 7 aus über die Klemmen O und B sowie Widerstände 53 bzw. 54 eine Wechselspannung von 50 Hz zugeführt. Das    Hochfrequenzsignal   von etwa 470    kHz   wird also mit 50 Hz moduliert. Eine    Demodulation   dieses Signals erfolgt in dem    Doppeldiodenteil   der Röhre 51, deren    Ausgangssignal   eine    50-Hz-Wechsel-      spannung   ist, deren Phasenlage von der Verstimmung des    Hartley-Oszillators      44-47   gegenüber der Sollfrequenz von 470    kHz   ist.

   Das    demodulierte   Signal wird dem    Pentodenteil   der Röhre 50 zugeführt, unter gewissen, später näher erläuterten Umständen zusammen mit einer zusätzlichen Wechselspannung von 50 Hz, die von der Klemme C kommt. Die Phasenbeziehung zwischen diesen zwei    Wechselspannungen   von 50 Hz ist so gewählt, dass dieselben entweder miteinander in gleicher oder in entgegengesetzter Phase sind, so dass nach der Verstärkung im    Pen-      todenteil   entweder die Summe oder die Differenz dieser Spannungen der Feldwicklung 55 des Motors Ml (siehe    Fig.   7) über die Klemmen F, E, D zugeführt wird.

   Die zusätzliche    Wechselspannung      wird      mittels   des    Triodenteiles   der Röhre 51 abgeschaltet, der als elektronisches Relais wirkt, wenn die Spannungen in Phasenopposition sind und der    Diskriminationspunkt   erreicht ist, das heisst der    Hartley-Oszillator   44-47 mit der festen Frequenz von 470    kHz   arbeitet. 



  Eine negative Spannung wird von der Klemme G dem Gitter des    Triodenteiles   der Röhre 51 über einen Widerstand 56 zugeführt, der bei Abwesenheit irgendeiner anderen    Spannung   den    Triodenteil   in der Ausschaltlage (Sperrlage) hält. Der    Triodenteil   kann durch eine positive Spannung    entsperrt   werden, die seinem Gitter über die mit der Mitte der Feldwicklung 55 verbundene    Klemme   E und den Gleichrichter 106 zugeführt werden kann. Wenn die zwei dem Gitter des    Pentodenteiles   der Röhre 50 zugeführten Wechselspannungen in Phase sind, dann wird der durch die Feldwicklung 55 fliessende, verstärkte    Strom   über E, 106 diese    Entsperrung   bewirken.

   Sobald jedoch diese Spannungen um 180  gegeneinander verschoben sind, tritt keine oder nur eine    vernachlässigbare   Spannung an der Klemme E auf und der    Triodenteil   wird durch die von der    Klemme   G kommende Vorspannung gesperrt. Wenn somit aus später ersichtlichen Gründen eine gewünschte Stellung des Abstimmkondensators Cl vorgewählt worden ist, und ferner die Phasenlage der zusätzlichen    50-Hz-Span-      nung   so gewählt ist, dass der    Abstimmkondensator   C2 durch den Motor Ml bei    Zuführung   dieser Spannung zum    470-k1z-Diskriminationspunkt   hin bewegt wird, so wird schliesslich durch den    Triodenteil   der Röhre 51 die zusätzliche    50-Hz-Spannung   abgeschaltet.

   Die    50-Hz-Spannung,   die noch an der Wicklung 55 des    Drehfeldmotors   Ml wirksam ist und vom    Diskrimi-      nator   her kommt, bewirkt dann die    Scharfabstimmung   auf den    Diskriminationspunkt   und widersetzt sich jeder Abweichung von demselben. Da der Kondensator C6 des elektronischen    Drehstromgenerators   1 ebenfalls durch den Motor Ml betätigt wird, kann die Frequenz des Drehstromgenerators 1, und somit die    Geschwindigkeit   des    Drehstrommotors   4, mittels des einstellbaren Kondensators Cl gewählt werden, worauf diese Frequenz bzw. Geschwindigkeit automatisch erreicht und festgehalten wird. 



  Der zweite    Diskriminator,   der in dem unteren Teil der    Fig.   6    (links   und in der Mitte) gezeigt ist, speist eine Wicklung 57 des    Drehfeldmotors   M2 (siehe    Fig.7).   Dieser    Diskriminator   dient zur kontinuierlichen Regelung und Anzeige der Temperatur des nicht dargestellten    Zentrifugenrotors,   welche bestimmt wird durch die Veränderung des Widerstandswertes eines temperaturabhängigen Widerstandes 58, der an diesem Rotor montiert ist. Der Widerstand 58 bildet einen Arm einer    Wechselstrom-Messbrücke.   Ein anderer Arm dieser    Brücke   wird durch zwei    in   Serie geschaltete    Potentiometer   59 und 60 (siehe    Fig.   7) gebildet.

   Die Brücke wird durch eine Sekundärwicklung des Transformators 12 (siehe    Fig.   2) gespeist,    indem   eine Klemme N dieser Wicklung mit einem Ende des Widerstandes 58 und ihre andere    Klemme   

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 R mit einem Ende des    Potentiometers   60 verbunden ist. Die Verbindungsklemme M der beiden Arme 58 bzw. 59-60 der    Messbrücke   ist mit einem Verstärker 61-63 von hohem Verstärkungsfaktor verbunden, der die Wicklung 57 des Motors M2 speist.

   Wenn die Brücke ausgeglichen ist, hat die Klemme M das Potential der Erde (Masse), so dass der Wicklung 57 des Motors M2 keine Spannung zugeführt    wird.   Der    Anzapfpunkt   des variablen    Potentiometers   60 wird durch den Motor, 2    verstellt.   



  Die an der Klemme M auftretende Spannung wird dem Gitter einer Triode 61 zugeführt und in einer Triode 62 und einer    Pentode   63    verstärkt,   die vorzugsweise in einer gemeinsamen Röhre untergebracht sind. Die Ausgangsspannung der    Pentode   63 wird über die Klemmen K und L der Wicklung 57 des Motors M2 zugeführt. Dieser Motor M2 bewegt dann den    Anzapfpunkt   des    Potentiometers   60, bis die Brücke im Gleichgewicht, ihre Ausgangsspannung an der Klemme M also Null ist. Da bei Durchgang durch den    Nullpunkt   eine Phasenumkehr stattfindet, bewirken Temperaturschwankungen des Widerstandes 58    kompensierende   Bewegungen des Motors M2 und des    Potentiometers   60    (Nachlaufsteuerung).   



     Fig.   7 zeigt Einzelheiten des Steuergerätes 5. Dieses Gerät enthält ausser den    diskriminatorgesteuerten   Motoren Ml und M2 eine    Anzahl   von Vorrichtungen, die für den Betrieb, die Steuerung und den Schutz der    Ultrazentrifugenanlage   notwendig oder wenigstens erwünscht sind. Die Arbeit der    Diskri-      minatoren   wird durch eine Anzeigeröhre ( magisches    Auge:>)   76 angezeigt, deren Leuchtfläche beim Durchgang durch den Nullpunkt am kleinsten ist. Ein Schalter 56 gestattet, den einen oder den anderen    Diskriminator   über die Klemmen D bzw.

   K der Wicklungen 55 bzw. 57 an das Steuergitter der Anzeigeröhre 76    anzuschliessen.   Eine weitere Anzeigeröhre 78 gestattet mit Hilfe eines Wahlschalters S7, die drei Phasen der erzeugten    Drehspannung      paarweise   miteinander zu vergleichen.

   Die Amplitude der Spannungen, die der Anzeigeröhre 78 zugeführt werden, kann mittels der    Potentiometer   34 (siehe auch    Fig.4),   (Klemmen U, V, W und    U1,      V1,      W1)   von Hand eingestellt werden, und wird den Betriebsbedingungen (Verzögerung, Beschleunigung oder konstante Geschwindigkeit des    Drehstrommotors   4) automatisch    angepasst   mit Hilfe der an die Drehstromleitungen X, Y, Z    angeschlossenen   Kondensatorensätze (C3, C4, C5, von denen entweder der Satz C4 oder der Satz C5 mittels eines magnetischen Relais 65 parallel    zum   Satz C3 geschaltet werden kann. 



  Das magnetische Relais 65 ist in der nicht erregten Mittelstellung dargestellt. Es kann in eine obere und eine untere Erregungsstellung gebracht werden,    in   der seine oberen bzw. unteren    Kontakte   geschlossen sind. Die    zusätzliche      50-Hz-Spannung   steht an    einer      Ausgangsklemme   C des Relais 65 in zwei entgegengesetzten Phasenlagen zur    Verfügung,   je nachdem diese Klemme durch entsprechende Re-    laiskontakte   und zu    Potentiometern   r, r' gehörige Widerstände r mit der einen oder der anderen von zwei Eingangsklemmen J oder T verbunden wird (siehe auch    Fig.   3).

   Die gewünschte Phasenlage wird durch Umlegen eines in der Mittellage gezeichneten Umschalters    W1   nach rechts oder links gewählt, worauf ein Druckknopfschalter    S1   momentan zu schliessen ist. Je nach der Wahl wird der Relaisanker durch die eine oder die andere der beiden vertikalen Spulen 66 nach oben oder unten bewegt, worauf die von den Klemmen G, H aus erregte horizontale Spule 67 den Anker in seiner Stellung hält. Die Abschaltung erfolgt, wenn eine    Diskriminator-      spannung   von    entgegengesetzter      Phase   auftritt, welche die horizontale Spule 67 mittels des über die Klemmen G und H mit ihr verbundenen, elektronischen Relais 51 stromlos macht; das Relais 65    fällt   dann in die gezeigte, zentrale Stellung zurück. 



  Der    Drehfeldmotor   Ml betätigt nicht nur den Abstimmkondensator C2 des ersten    Diskriminators   und den Kondensator C6 des Drehstromgenerators, sondern auch einen Nocken 69 eines    Nockenschalters   68. Der    Nockenschalter   68 ist unter anderem vorgesehen, um zu verhindern, dass .die Frequenz die Grenzen von 0 und 1500    Hz   überschreiten kann, wobei das überschreiten der Grenze 0    Hz   natürlich eine Phasenumkehr bedeuten würde.

   Dies bewirkt der Nocken 69, wenn    seine   rein schematisch dargestellten Erhöhungen bei Erreichung der unteren bzw. oberen Grenze den oberen bzw. den unteren Endkontakt 68a bzw. 68b des Schalters 68 schliessen, worauf in beiden Fällen eine Zusatzwechselspannung wirksam wird, die das Relais abschaltet wie früher beschrieben, aber von T bzw. J direkt nach C, auch dass die Frequenz nicht 50 Hz überschreiten kann,    wenn   ein mit einem Schalter S4 verbundenes Schutzgehäuse für den Motor 4 nicht geschlossen und eine der Zentrifuge zugeordnete, mit einem Schalter S5 verbundene Vakuumvorrichtung nicht in Betrieb ist, weil dann ein Schaltkontakt 68c den Stromkreis der Haltespule 67 kurz schliessen kann.

   Andere Schaltkontakte 68d des    Nok-      kenschalters   68 dienen zur Betätigung von Relais 71 und 70, deren Spulen im Stromkreis einer an zwei Klemmen P und Q (siehe auch    Fig.   2) angeschlossenen Niederspannung liegen. Dieselbe Niederspannung dient auch zum Erregen der Spulen 66 des magnetischen Relais 65 im    W1   und    S1   enthaltenden Stromkreis (P und Q kommen in    Fig.   7 je zweimal vor). Die Relais 71 und 70 dienen zum Einschalten von nicht gezeigten    Hilfsvorrichtungen   1 und 11, die z. B. zum Kühlen oder zur Erzeugung von Vakuum dienen können. Die gleiche Niederspannung speist auch    Lampen      L1-L4   und Synchronmotoren M3, M4 und M5, deren Zweck später erläutert wird. 



  Die Bedienung der Einrichtung beschränkt sich auf die    Vorwahl   der Geschwindigkeit durch Einstellung des Kondensators C1 und auf die Einstellung der Dauer der    Zentrifugierung,   mit    Hilfe   einer    Zeitwählscheibe   91, die durch eine Rutschkupplung 92 mit einem Synchronmotor M3 verbunden ist, der 

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 diese Scheibe 91 in ihre    Anfangslage      zurückbringt,   wenn das Programm durch Schliessen des Schalters S 1 gestartet und die vorgewählte Geschwindigkeit erreicht worden sind.

   Der Schalter    W1   und der Druckknopfschalter S1 für die    Vorwahl   der    Zusatz-      wechselspannung   und damit der Beschleunigung oder Verzögerung des Motors 4 sind mit dem Laufzeitwerk M3, 91, 92 auf nicht näher dargestellte Weise so gekuppelt, dass bei Ablauf des eingestellten Zeitintervalls diejenige Zusatzspannung eingeschaltet wird, welche die    Generatorfrequenz   auf Null zurückführt und damit den Motor 4    stillsetzt.   



  Anstelle des Umschalters WI und des Druckknopfschalters    S1   könnten für die Einschaltung der netzfrequenten    Zusatzspannung   von wählbarer Phase natürlich auch zwei Druckknopfschalter mit in bezug aufeinander gekreuzten Anschlüssen vorgesehen sein. Im Stromkreis des Synchronmotors M3 ist    ein   Schalter S3 vorgesehen, mit dem der Motor M3 abgeschaltet werden kann. 



     Wenn   die Einrichtung eingeschaltet wird, wird die Betriebsbereitschaft durch das Aufleuchten der Lampe L1 angezeigt. Nach Vorwahl der Geschwindigkeit mittels des Kondensators Cl und der    Experi-      mentierzeit   mittels der am    Zeitgebermotor   M3 angebrachten Scheibe wird das    magnetische   Relais 65 durch Schliessen des Schalters    S1   erregt. Das Relais 65 bleibt dann    infolge   des in der horizontalen Spule fliessenden Stromes in der oberen Stellung, bis der erste    Diskriminator   diesen Strom unterbricht; infolgedessen wird der    Drehfeldmotor   Ml abgestellt, wenn die gewünschte    Geschwindigkeit   erreicht ist.

   Während dieser Zeit arbeitet der Motor M3 nicht; dagegen zeigen die Lampen L2 und L4 durch ihr Aufleuchten die Drehrichtung des Motors Ml, das heisst eine Beschleunigung bzw. Verzögerung der Geschwindigkeit des    Zentrifugenmotors   4 an. Das Abfallen des Relais 65, das stattfindet, wenn die gewünschte Geschwindigkeit erreicht worden ist, hat folgende Wirkungen: 1. Die erreichte Geschwindigkeit wird durch den ersten    Diskrimmator   konstant gehalten. 



  2. Der Synchronmotor M3, dessen Schalter S3 normalerweise geschlossen ist, wird gestartet und das vorgewählte    Arbeitszeitintervall      beginnt.   



  3. Eine elektronische    Sekunden-Zählvorrichtung   77 (siehe    Fig.   8), die durch einen Synchronmotor M4 angetrieben wird,    beginnt   den    Istwert   des Arbeitszeitintervalls zu messen, dessen Sollwert am Zeitlaufwerk M3, 91, 92 eingestellt worden war. Diese    Se-      kundenzählvorrichtung   kann mit einer Vorrichtung zur Auslösung photographischer Aufnahmen in vorbestimmten Zeitintervallen versehen sein, um die im    Zentrifugenrotor   in durchsichtigen Röhren untergebrachten Proben der    zu      zentrifugierenden   Lösungen zu    photographieren.   



  4. Die Lampe L2 oder L4 erlischt und die    Lampe   L3 leuchtet auf, um    anzuzeigen,   dass die    vorgewählte      Geschwindigkeit      erreicht   worden ist.    Wenn   die Zeitwählscheibe 91 durch den Motor M3 in ihre    Anfangslage   zurückgedreht worden ist, ergibt sich    folgendes:   1. Das    magnetische   Relais 65 wird so erregt, dass es    in   die untere  bremsende  Stellung kommt, was eine Rückstellung des    Drehfeld'motors   Ml    einleitet.   



  2. Die Synchronmotoren M3 und M4 werden abgeschaltet. 



  3. Die    Sekundenzählvorrichtung,   die durch den Motor M4    angetrieben   wurde, wird nun durch den Motor M5 auf Null    zurückgestellt.   



  4. Die    Lampe   L3    erlischt   und die    Lampe   L4 leuchtet auf, um die    Verzögerung   des    Zentrifugen-      motors   4    anzuzeigen.   



  Wenn auf diese Weise die Frequenz und Geschwindigkeit Null erreicht worden    sind,   wird durch den    Nockenschalter   68 folgendes    bewirkt:   1. Das magnetische Relais 65 fällt ab, wodurch der Motor Ml abgestellt wird. 



  2. Der Motor M5 wird abgeschaltet. 3. Die Lampe L4    erlischt.   



  4. Die Relais 70 und 71 fallen ab. Der Anfangszustand ist    somit   wieder erreicht. 



  Die Frontplatte des Steuergerätes ist in    Fig.   8 gezeigt. Der Kondensator Cl und die Motoren Ml, M2 und M3 sind über nicht dargestellte, untersetzende Getriebe mit    Zeigern   72', 73', 74' und 75'    verbunden,   die auf Skalen 72-75 deren    Winkellage      anzeigen.   Die    Sekundenzählvorrichtung   77 ist zwischen den magischen Augen 76 und 78 angeordnet. Unter den Skalen 72-75 sind die vier Lampen    L1   L4    angeordnet.   Bei den unteren Ecken der    Frontplatte      sind   Einstellknöpfe 79 und 80 für den Kondensator Cl    zur   Wahl der Geschwindigkeit bzw. für die    Zeitwählscheibe   91 zur Wahl der Arbeitszeit vorgesehen.

   Die übrigen    Druckknöpfe   81-84 dienen zum Unterbrechen der Verbindungen an den    Klemmen   P, Q und für die Schalter S3, S6    und:   S7. 



  Mit der beschriebenen Einrichtung werden    alle   erforderlichen Veränderungen des Drehstromes in bezog auf Frequenz, Spannung und Stromstärke entsprechend    einem      vorbestimmten   Programm vollständig automatisch durchgeführt. Die    Einrichtung   arbeitet äusserst genau und geräuschlos, braucht wenig Platz, ist frei von    Vibrationen   und .durch    Verriege-      lungsmittel   und automatische Schalter für den Fall von    Störungen   oder Unterbrechung der Netzspannung    geschützt.  



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    Device for the automatic operation of a three-phase motor directly driving an ultracentrifuge The aim of the invention is to create a device for the automatic operation of a three-phase motor directly driving an ultracentrifuge, with which the speed of the three-phase motor can be preselected and which ensures that this speed is reached is adhered to very precisely.

   The device according to the invention is characterized by a single-phase audio frequency generator operating according to the superimposition principle with capacitive tuning and a downstream phase splitting network from which the three-phase motor is fed via amplification stages;

   by means of an oscillator which can be tuned to a fixed frequency by means of two parallel-connected rotary capacitors, the frequency of which is monitored by a discriminator, one capacitor being set by hand and the other being rotated depending on the output signal of the discriminator by means of a rotating field motor until the said fixed frequency is reached;

   and by a further rotary capacitor driven by this rotary field motor, which is used to tune the single-phase tone frequency generator so that the generator frequency and thus the speed of the rotary current motor can be selected by setting the capacitor to be set manually.



  This device is preferably designed by a series of further measures, for example explained with reference to the drawing, so that it allows the automatic execution of a complete work program for the ultracentrifuge, in which case the duration of the centrifugation, the temperature of the rotor driven by the three-phase motor the centrifuge and the like can be predetermined. The drawing shows an embodiment of the subject matter of the invention. shown.

   It is: FIG. 1 a block diagram of a device for the automatic operation of a three-phase motor used to drive an ultracentrifuge, FIG. 2 the circuit of a power supply unit (7 from FIG. 1), FIG. 3 the circuit of a second power supply unit (8 from Fig. 1), Fig. 4 the circuit of a three-phase generator (1 of Fig. 1), Fig. 5 the single-phase circuit of two amplification stages (2 and 3 of Fig. 1) and a third power supply unit (9 of Fig. 1),

      6 shows the circuit of a double discriminator (6 from FIG. 1), FIG. 7 shows the circuit of a control device (5 from FIG. 1) and FIG. 8 shows a schematic view of the front panel of this control device.



  The rotor of an ultracentrifuge, not shown, is driven directly by a three-phase motor 4 (see FIG. 1), which has a power of about 2000 watts and which is fed via three phase lines X, Y, Z from an electronic three-phase generator 1, the output of which is in a Driver stage 2 and in an output stage 3 is amplified. The three-phase generator 1 is controlled according to a program that is set on a control unit 5 to which a double discriminator is assigned. The necessary DC voltages are supplied by three power supply units 7, 8 and 9.

   The device 7 supplies voltages of 370 volts and 320 volts for the double discriminator 6, the control device 5 and the three-phase generator 1. The device 8

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 supplies driver stage 2 with a voltage of 385 volts and device 9 feeds output stage 3.



  The power supply unit 7 is shown in greater detail in FIG. 2. A mains voltage of 220 is fed to a transformer 12 with several secondary windings. One of these secondary windings feeds two double diodes 10 connected in parallel. The rectified output current of the diodes 10 is smoothed by choke coils 13, resistors 14 and capacitors 15. The device supplies an unstabilized direct voltage of 370 volts and a direct voltage of 320 volts stabilized by means of three neon stabilizers 16. The transformer 12 supplies low voltages for the operation of the double discriminator 6 via the further secondary windings.

   The output terminals in question are labeled P, Q, R, N, T, 1, B, J and O and correspondingly labeled terminals can be found in FIGS. 6 and 7.



  The second mains connection device 8, which is shown in more detail in FIG. 3, supplies heating voltages for other parts of the device and a direct voltage of 385 volts for the driver stage 2. The mains voltage of 220 is fed to a transformer 18 which feeds three parallel-connected double diodes 17 on the secondary side whose rectified output current is smoothed by a choke coil 19 and capacitors 20.



  The electronic three-phase generator 1, which is shown in more detail in FIG. 4, supplies the three phase voltages to the terminals X, Y, Z for feeding the motor 4. The three-phase generator comprises a single-phase audio frequency generator which is formed by two Hartley oscillators, one of which is tuned to a fixed frequency while the other is tunable to a variable frequency. The Hartley variable oscillator has a triode 21, a transformer 22 and capacitors 23. Furthermore, a variable capacitor C6 is provided, which is connected in parallel to a fixed capacitor C7 and is connected via terminals S.

   The variable capacitor C6 is driven by a motor Ml of the control unit 5 (see FIG. 7). The permanently tuned Hartley oscillator comprises a triode 24, a transformer 25 and capacitors 26. The secondary winding of the transformer 25 is connected to a phase splitting network which has three branches connected in parallel, each consisting of a resistor 27 and a series connected to it Capacitor 28 exist. The connection point of the elements 27 and 28 of each branch is connected to the first control grid of the hexode part of a hexode triode mixing tube 30 assigned to this branch.

   The output of the Hartley variable oscillator 21-23 is connected to the second control grids of the hexode parts of the tubes 30. The phase splitting network 27, 28 is designed in such a way that it supplies three voltages which are shifted in phase with respect to one another by 120, while the Hartley variable oscillator supplies each of the mixing tubes 30 with the same voltage. At the exit of the hexode part of each tube 30, due to the superposition of the frequencies of the two Hartley oscillators, a difference frequency occurs which can be set in a range from 0 to 1500 Hz by changing the frequency of the variable Hartley oscillator.

   The output signal of the hexode part is filtered in a filter network, which has an inductance 31, capacitors 32 and resistors 33, before it is fed to the control grid of the triode part of the mixer tube 30 via a variable potentiometer 34 and connections U1U or V, V or W1W . The anodes of the triode parts of the three tubes 30 supply the terminals X, Y, Z with the three three-phase phases. The three potentiometers 34 are adjustable by hand and allow the output voltage to be set between 0 and 20 volts.



  The three three-phase voltages are taken off at X, Y, Z and are amplified separately in two amplifier stages 2 and 3, which are shown in FIG. 5 for one phase. The amplifier stages for the other two phases are designed in the same way. According to FIG. 5, the driver stage 2 has a cathode amplifier stage with two triodes 35 in a common casing (double triode) and a push-pull amplifier stage with two pentodes 36.

   The output voltage of the relevant phase of the alternator is fed to the grid of the first triode 35 when this voltage is between 0 and 1 volt, or to the grid of the second triode 35 when this voltage is between 1 and 15 volts. The anode of the second triode 35 is connected to the control grid of one pentode 36 via a capacitor 37, while a voltage is tapped at a cathode resistor 38 of this triode and is fed to the control grid of the other pentode 36 via a capacitor 39.



  An output transformer 40 of the driver stage 2 has two secondary windings, the voltages of which are fed to the control grids of two push-pull tetrodes 41 provided in the output stage 3. The output voltage of the tetrodes 41 is fed to the motor 4 via a step-down transformer 42, at the same time as the corresponding output voltages of the other two phases, wherein. the phases can be connected in star or in delta.



  The DC voltages for operating the output stage 3 are supplied by the power supply unit 9 shown in the lower part of FIG. 5, which has two diodes 43 and the usual smoothing chokes and capacitors to generate the anode voltage. Furthermore, a negative bias voltage is fed from a rectifier bridge 100 to the control grids of the tetrodes 41, specifically via potentiometers 101 or 102 and via the secondary windings of the transformer 40.

   Another rectifier bridge 103 supplies the screen grids of

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    Tetrodes 41 supply a DC voltage via potentiometer 104 or 105.



  The device according to FIG. 6, known for short as the double discriminator, mainly comprises two discriminators, the first of which feeds a winding of a rotating field motor Ml (see FIG. 7) and the other a winding of a rotating field motor M2 (see FIG. 7). The first discriminator is preceded by a Hartley oscillator which comprises a triode 44, two inductors 45 and 47 coupled to one another, and a fixed capacitor 46. tuned by means of two variable capacitors C1 and C2 (see FIG. 7) and which are connected to the capacitor 46 via a terminal A.

   The capacitance of the capacitor C2 is changed by rotating the motor Ml. The Hartley oscillator 44-47 is tuned to a fixed frequency of 470 kHz. Two pentode amplifier stages 48 and 49 are connected one after the other to the Hartley oscillator and tuned to the frequency of 470 kHz. The output voltage of these stages is fed to a Riegger discriminator which has a triode pentode 50 and a double triode triode 51, a discriminator filter 52 and associated circuit elements.

   The triode and the pentode part of the tube 50 and the double diode or the triode part of the tube 51 are arranged separately from one another in FIG. 6 for reasons of drawing; the belonging together of the corresponding parts is expressed by the common designations 50 and 51 and by the dashed representation of one side of the tube casing. The signal coming from the pentode stage 49, which has a frequency of approximately 470 kHz, is fed to the grid of the triode part of the tube 50, which is connected to the input of the discriminator filter 52, which is sharply tuned to 470 kHz.

   An alternating voltage of 50 Hz is also fed to the grid of this triode part from the power supply unit 7 via terminals O and B and resistors 53 and 54, respectively. The high frequency signal of around 470 kHz is modulated with 50 Hz. This signal is demodulated in the double diode part of the tube 51, the output signal of which is a 50 Hz AC voltage, the phase position of which is from the detuning of the Hartley oscillator 44-47 with respect to the nominal frequency of 470 kHz.

   The demodulated signal is fed to the pentode part of the tube 50, under certain circumstances which will be explained in more detail below, together with an additional AC voltage of 50 Hz, which comes from the terminal C. The phase relationship between these two alternating voltages of 50 Hz is chosen so that they are either in the same or in opposite phase with each other, so that after the amplification in the pod part either the sum or the difference of these voltages of the field winding 55 of the motor Ml (see Fig. 7) is fed via the terminals F, E, D.

   The additional alternating voltage is switched off by means of the triode part of the tube 51, which acts as an electronic relay when the voltages are in phase opposition and the discrimination point has been reached, i.e. the Hartley oscillator 44-47 operates at the fixed frequency of 470 kHz.



  A negative voltage is applied from the terminal G to the grid of the triode part of the tube 51 via a resistor 56 which, in the absence of any other voltage, holds the triode part in the off position (blocking position). The triode part can be unlocked by a positive voltage which can be fed to its grid via the terminal E connected to the center of the field winding 55 and the rectifier 106. If the two alternating voltages supplied to the grid of the pentode part of the tube 50 are in phase, then the amplified current flowing through the field winding 55 via E, 106 will cause this unblocking.

   However, as soon as these voltages are shifted from one another by 180, no or only a negligible voltage occurs at terminal E and the triode part is blocked by the bias voltage coming from terminal G. If a desired position of the tuning capacitor Cl has been preselected for reasons that will become apparent later, and the phase position of the additional 50 Hz voltage is selected so that the tuning capacitor C2 is driven by the motor Ml when this voltage is supplied to the 470-k1z- Is moved towards the discrimination point, the additional 50 Hz voltage is finally switched off by the triode part of the tube 51.

   The 50 Hz voltage, which is still active on the winding 55 of the rotating field motor Ml and comes from the discriminator, then effects the sharp adjustment to the discrimination point and opposes any deviation from it. Since the capacitor C6 of the electronic three-phase generator 1 is also operated by the motor Ml, the frequency of the three-phase generator 1, and thus the speed of the three-phase motor 4, can be selected by means of the adjustable capacitor Cl, whereupon this frequency or speed is automatically reached and retained .



  The second discriminator, which is shown in the lower part of FIG. 6 (left and in the middle), feeds a winding 57 of the rotating field motor M2 (see FIG. 7). This discriminator is used to continuously regulate and display the temperature of the centrifuge rotor, not shown, which is determined by the change in the resistance value of a temperature-dependent resistor 58 which is mounted on this rotor. The resistor 58 forms one arm of an alternating current measuring bridge. Another arm of this bridge is formed by two potentiometers 59 and 60 connected in series (see FIG. 7).

   The bridge is fed by a secondary winding of transformer 12 (see Fig. 2) by connecting a terminal N of that winding to one end of resistor 58 and its other terminal

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 R is connected to one end of potentiometer 60. The connecting terminal M of the two arms 58 and 59-60 of the measuring bridge is connected to an amplifier 61-63 of high gain, which feeds the winding 57 of the motor M2.

   When the bridge is balanced, the terminal M has the potential of earth (ground) so that no voltage is applied to the winding 57 of the motor M2. The tapping point of the variable potentiometer 60 is adjusted by the motor, 2.



  The voltage appearing at the terminal M is fed to the grid of a triode 61 and amplified in a triode 62 and a pentode 63, which are preferably accommodated in a common tube. The output voltage of the pentode 63 is fed to the winding 57 of the motor M2 via the terminals K and L. This motor M2 then moves the tapping point of the potentiometer 60 until the bridge is in equilibrium, so its output voltage at terminal M is zero. Since a phase reversal takes place when passing through the zero point, temperature fluctuations in the resistor 58 cause compensating movements of the motor M2 and of the potentiometer 60 (follow-up control).



     Fig. 7 shows details of the control device 5. In addition to the discriminator-controlled motors M1 and M2, this device contains a number of devices that are necessary or at least desirable for the operation, control and protection of the ultracentrifuge system. The work of the discriminators is indicated by a display tube (magic eye:>) 76, the luminous area of which is smallest when passing through the zero point. A switch 56 allows one or the other discriminator via the terminals D or

   K of the windings 55 and 57 to be connected to the control grid of the display tube 76. A further display tube 78 allows the three phases of the three-phase voltage generated to be compared in pairs with the aid of a selector switch S7.

   The amplitude of the voltages that are fed to the display tube 78 can be set manually by means of the potentiometer 34 (see also FIG. 4), (terminals U, V, W and U1, V1, W1) and is dependent on the operating conditions (delay , Acceleration or constant speed of the three-phase motor 4) automatically adjusted with the help of the capacitor sets (C3, C4, C5 connected to the three-phase lines X, Y, Z, of which either set C4 or set C5 by means of a magnetic relay 65 parallel to set C3 can be switched.



  The magnetic relay 65 is shown in the de-energized center position. It can be brought into an upper and a lower energized position in which its upper and lower contacts are closed, respectively. The additional 50 Hz voltage is available at an output terminal C of the relay 65 in two opposite phase positions, depending on this terminal through corresponding relay contacts and resistors r belonging to potentiometers r, r 'with one or the other of two input terminals J or T is connected (see also Fig. 3).

   The desired phase position is selected by moving a switch W1 drawn in the central position to the right or left, whereupon a push-button switch S1 must be closed momentarily. Depending on the choice, the relay armature is moved up or down by one or the other of the two vertical coils 66, whereupon the horizontal coil 67 excited by the terminals G, H holds the armature in its position. The switch-off occurs when a discriminator voltage of opposite phase occurs, which de-energizes the horizontal coil 67 by means of the electronic relay 51 connected to it via the terminals G and H; the relay 65 then drops back into the central position shown.



  The rotating field motor Ml operates not only the tuning capacitor C2 of the first discriminator and the capacitor C6 of the alternator, but also a cam 69 of a cam switch 68. The cam switch 68 is provided, among other things, to prevent the frequency from exceeding the limits of 0 and 1500 Hz, whereby exceeding the limit 0 Hz would of course mean a phase reversal.

   This is caused by the cam 69 when its purely schematically illustrated elevations close the upper or lower end contact 68a or 68b of the switch 68 when the lower or upper limit is reached, whereupon an additional AC voltage becomes effective in both cases, which switches off the relay like described earlier, but from T or J directly to C, also that the frequency cannot exceed 50 Hz if a protective housing for the motor 4 connected to a switch S4 is not closed and a vacuum device assigned to the centrifuge and connected to a switch S5 is not is in operation because then a switch contact 68c can short-circuit the circuit of the holding coil 67.

   Other switching contacts 68d of the cam switch 68 serve to actuate relays 71 and 70, the coils of which are in the circuit of a low voltage connected to two terminals P and Q (see also FIG. 2). The same low voltage is also used to energize the coils 66 of the magnetic relay 65 in the circuit containing W1 and S1 (P and Q appear twice in FIG. 7). The relays 71 and 70 are used to switch on auxiliary devices 1 and 11, not shown, which, for. B. can be used for cooling or for generating a vacuum. The same low voltage also feeds lamps L1-L4 and synchronous motors M3, M4 and M5, the purpose of which will be explained later.



  The operation of the device is limited to the preselection of the speed by setting the capacitor C1 and the setting of the duration of the centrifugation, with the help of a time dial 91, which is connected by a slip clutch 92 to a synchronous motor M3, the

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 this disc 91 returns to its initial position when the program has been started by closing switch S 1 and the preselected speed has been reached.

   The switch W1 and the push-button switch S1 for preselecting the additional AC voltage and thus the acceleration or deceleration of the motor 4 are coupled to the run time mechanism M3, 91, 92 in a manner not shown so that that additional voltage is switched on when the set time interval has elapsed , which returns the generator frequency to zero and thus stops the motor 4.



  Instead of the changeover switch WI and the push-button switch S1, two push-button switches with crossed connections could of course also be provided for switching on the mains-frequency additional voltage of a selectable phase. A switch S3 with which the motor M3 can be switched off is provided in the circuit of the synchronous motor M3.



     When the device is switched on, the operational readiness is indicated by the lighting up of the lamp L1. After preselecting the speed by means of the capacitor C1 and the experiment time by means of the disk attached to the timer motor M3, the magnetic relay 65 is excited by closing the switch S1. The relay 65 then remains in the upper position as a result of the current flowing in the horizontal coil until the first discriminator interrupts this current; As a result, the rotating field motor Ml is switched off when the desired speed is reached.

   During this time the motor M3 does not work; on the other hand, the lights L2 and L4 indicate the direction of rotation of the motor Ml by their lighting up, that is to say an acceleration or deceleration of the speed of the centrifuge motor 4. The dropping out of the relay 65, which takes place when the desired speed has been reached, has the following effects: 1. The speed reached is kept constant by the first discrimmator.



  2. The synchronous motor M3, whose switch S3 is normally closed, is started and the preselected working time interval begins.



  3. An electronic seconds counter 77 (see FIG. 8), which is driven by a synchronous motor M4, begins to measure the actual value of the working time interval, the nominal value of which was set on the timer M3, 91, 92. This second counter can be provided with a device for triggering photographic recordings at predetermined time intervals in order to photograph the samples of the solutions to be centrifuged, which are accommodated in transparent tubes in the centrifuge rotor.



  4. Lamp L2 or L4 goes out and lamp L3 lights up to indicate that the preselected speed has been reached. When the time dial 91 has been turned back to its starting position by the motor M3, the following results: 1. The magnetic relay 65 is excited so that it comes into the lower braking position, which initiates a reset of the rotating field motor Ml.



  2. The synchronous motors M3 and M4 are switched off.



  3. The seconds counter, which was driven by motor M4, is now reset to zero by motor M5.



  4. The lamp L3 goes out and the lamp L4 lights up to indicate the deceleration of the centrifuge motor 4.



  When the frequency and speed zero have been reached in this way, the following is effected by the cam switch 68: 1. The magnetic relay 65 drops out, whereby the motor Ml is switched off.



  2. The motor M5 is switched off. 3. The L4 lamp goes out.



  4. The relays 70 and 71 drop out. The initial state is thus reached again.



  The front panel of the control unit is shown in FIG. The capacitor C1 and the motors Ml, M2 and M3 are connected to pointers 72 ', 73', 74 'and 75', which indicate their angular position on scales 72-75, via reducing gears (not shown). The seconds counter 77 is arranged between the magic eyes 76 and 78. The four lamps L1 L4 are arranged below the scales 72-75. At the lower corners of the front panel adjustment knobs 79 and 80 are provided for the capacitor C1 to select the speed and for the time dial 91 to select the working time.

   The remaining push buttons 81-84 are used to interrupt the connections at terminals P, Q and for switches S3, S6 and: S7.



  With the device described, all necessary changes in the three-phase current with respect to frequency, voltage and current intensity are carried out completely automatically in accordance with a predetermined program. The device works extremely precisely and noiselessly, takes up little space, is free from vibrations and is protected by locking devices and automatic switches in the event of malfunctions or interruption of the mains voltage.

 

Claims (1)

PATENTANSPRUCH Einrichtung für den automatischen Betrieb eines eine Ultrazentrifuge direkt antreibenden Drehstrommotors, gekennzeichnet durch einen nach dem über- lagerungsprinzip arbeitenden Einphasen Tonfrequenzgenerator (21-26) mit kapazitiver Abstimmung (C6, C7; 26) und nachgeschaltetem Phasenspaltungs-Netz- werk (27, 28), von dem der Drehstrommotor (4) über Verstärkungsstufen (2, 3) gespeist wird; PATENT CLAIM Device for the automatic operation of a three-phase motor directly driving an ultracentrifuge, characterized by a single-phase audio frequency generator (21-26) with capacitive tuning (C6, C7; 26) and a downstream phase-splitting network (27, 28) operating according to the superimposition principle ), from which the three-phase motor (4) is fed via amplification stages (2, 3); durch einen mittels zweier parallel geschalteter Drehkondensatoren (Cl, C2) auf eine feste Frequenz (470 kHz) <Desc/Clms Page number 6> abstimmbaren Oszillator (44-47), dessen Frequenz durch einen Diskriminator (50-52) überwacht wird, wobei der eine Kondensator (Cl) von Hand ein- zustellen ist und der andere (C2) in Abhängigkeit vom Ausgangssignal des Diskriminators (50-52) mittels eines Drehfeldmotors (Ml) gedreht wird, bis die genannte feste Frequenz erreicht ist; by means of two variable capacitors (Cl, C2) connected in parallel to a fixed frequency (470 kHz) <Desc / Clms Page number 6> tunable oscillator (44-47), the frequency of which is monitored by a discriminator (50-52), one capacitor (C1) being set by hand and the other (C2) depending on the output signal of the discriminator (50-52) ) is rotated by means of a rotating field motor (Ml) until said fixed frequency is reached; und durch einen weiteren, von diesem Drehfeldmotor (Ml) angetriebenen Drehkondensator (C6), der zur Abstimmung des Einphasen-Tonfrequenzgenerators (21-26) dient, so dass durch die Einstellung des von Hand einzustellenden Kondensators (Cl) die Generatorfre- quenz und damit die Drehzahl des Drehstrommotors (4) gewählt werden kann. UNTERANSPRÜCHE 1. and by a further variable capacitor (C6) driven by this rotating field motor (Ml), which is used to tune the single-phase audio frequency generator (21-26), so that the generator frequency and thus the generator frequency by setting the capacitor (Cl) to be set by hand the speed of the three-phase motor (4) can be selected. SUBCLAIMS 1. Einrichtung nach Patentanspruch, dadurch ge- kennzeichnet, dass im D'iskriminator (50-52) die Frequenz des Oszillators (44-47) mit einer Spannung von Netzfrequenz moduliert und das so erhaltene Modulationsprodukt nach Durchgang durch ein auf die genannte feste Frequenz abgestimmtes Filter (52) demod'uliert wird, so dass das Ausgangssignal durch eine netzfrequente Spannung gebildet wird, deren Phase von der Verstimmung des Oszillators (44-47) in bezug auf die feste Frequenz (470 kHz) abhängt, und dass ferner Mittel (W1, S1) Device according to patent claim, characterized in that in the discriminator (50-52) the frequency of the oscillator (44-47) is modulated with a voltage of the mains frequency and the modulation product thus obtained after passing through a filter tuned to the said fixed frequency (52) is demodulated so that the output signal is formed by a line-frequency voltage, the phase of which depends on the detuning of the oscillator (44-47) with respect to the fixed frequency (470 kHz), and that further means (W1, S1) vorgesehen sind, um dem Drehfeld'motor (Ml) eine netzfrequente Zusatzspannung von wählbarer Phase zuzuführen, um denselben in Richtung auf den Diskriminationspunkt hin in Bewegung zu setzen. 2. Einrichtung nach Unteranspruch 1, gekennzeichnet durch ein Zeitlaufwerk (M3, 91, 92), an dem der Sollwert eines Zeitintervalls eingestellt werden kann, während dem sich der Drehstrommotor (4) mit der gewählten Drehzahl dreht, wobei dieses Zeitlaufwerk abzulaufen beginnt, wenn der Diskrimi- nationspunkt erreicht ist, und bei Ablauf des eingestellten Zeitintervalls diejenige Zusatzspannung einschaltet, are provided in order to supply the rotating field motor (Ml) with an additional mains-frequency voltage of selectable phase in order to set the same in motion in the direction of the discrimination point. 2. Device according to dependent claim 1, characterized by a timing mechanism (M3, 91, 92) on which the setpoint value of a time interval can be set during which the three-phase motor (4) rotates at the selected speed, this timing mechanism beginning to expire when the discrimination point has been reached and the additional voltage is switched on when the set time interval has elapsed, welche die Generatorfrequenz auf Null zurückführt und damit den Drehstrommotor (4) stillsetzt. 3. Einrichtung nach Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mit dem Drehfeldmotor (Ml) eine Nockenscheibe verbunden ist, die Schaltkontakte (68a, 68b) betätigt, die sowohl bei der Frequenz Null als bei der höchsten vorgesehenen Frequenz (1500 Hz) des Generators über ein Relais (65) die Stromzuführung zum Drehfeldmotor (4) unterbrechen. 4. Einrichtung nach Unteranspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Nockenscheibe auch mit Schaltkontakten (68d) zusammenarbeitet, die zur Einschaltung von Hilfsvorrichtungen (I, 1I) z. which reduces the generator frequency to zero and thus stops the three-phase motor (4). 3. Device according to dependent claim 1, characterized in that a cam disk is connected to the rotating field motor (Ml), the switching contacts (68a, 68b) actuated, which are both at the frequency zero and at the highest intended frequency (1500 Hz) of the generator a relay (65) interrupt the power supply to the rotating field motor (4). 4. Device according to dependent claim 3, characterized in that the cam disc also cooperates with switching contacts (68d) which, for the activation of auxiliary devices (I, 1I), for. B. einer Kühlvorrichtung oder einer Vakuumvorrichtung die- nen. 5. Einrichtung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass Sicherheitsschalter (S4, S5) vorgesehen sind, welche den Betrieb der Einrichtung verhindern, wenn eine zur Kühlung des Drehstrommotors (4) dienende Vorrichtung ausfällt oder ein Sicherheitsgehäuse dieses Motors nicht geschlossen ist. 6. Einrichtung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass im Zuge der Speiseleitungen (X, Y, Z) des Drehstrommotors (4) mittels eines Relais (65) einschaltbare Impedanzen (C3; C4; B. a cooling device or a vacuum device. 5. Device according to claim, characterized in that safety switches (S4, S5) are provided which prevent the operation of the device if a device used to cool the three-phase motor (4) fails or a safety housing of this motor is not closed. 6. Device according to claim, characterized in that in the course of the feed lines (X, Y, Z) of the three-phase motor (4) by means of a relay (65) switchable impedances (C3; C4; C5 vorgesehen sind, welche die diesem Motor zugeführte Leistung verändern, je nachdem, ob derselbe beschleunigt oder verzögert wird oder mit konstanter Geschwindigkeit arbeitet. 7. Einrichtung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel (68d, 70 oder 71) vorgesehen sind, um eine Vakuumvorrichtung automatisch zu betätigen. B. Einrichtung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass eine Temperaturmess'brücke (58 bis 60) mit motorischer Nachführung (M2, 60) zur Regelung und Anzeige der Temperatur des vom Drehstrommotor (4) angetriebenen Rotors vorgesehen ist. 9. C5 are provided, which change the power supplied to this motor, depending on whether the same is accelerated or decelerated or works at constant speed. 7. Device according to claim, characterized in that means (68d, 70 or 71) are provided in order to automatically operate a vacuum device. B. Device according to claim, characterized in that a Temperaturmess'brücke (58 to 60) with motorized tracking (M2, 60) for regulating and displaying the temperature of the rotor driven by the three-phase motor (4) is provided. 9. Einrichtung nach Unteranspruch 2, gekennzeichnet durch einen Motor (M4), der bei Beginn des eingestellten Zeitintervalls eingeschaltet und bei Ablauf desselben abgeschaltet wird, und der ein Sekundenzählwerk antreibt, das den Istwert des genannten Zeitintervalls misst. 10. Einrichtung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass sie mit einer Vorrichtung zur Auslösung photographischer Aufnahmen in vorbestimmten Zeitintervallen versehen ist. 11. Einrichtung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass sie mit einer elektronischen Dreh- zahl-Messvorrichtung zur Messung der Drehzahl des Drehstrommotors ausgestattet ist. Device according to dependent claim 2, characterized by a motor (M4) which is switched on at the beginning of the set time interval and switched off when it expires, and which drives a seconds counter which measures the actual value of said time interval. 10. Device according to claim, characterized in that it is provided with a device for triggering photographic recordings at predetermined time intervals. 11. Device according to patent claim, characterized in that it is equipped with an electronic speed measuring device for measuring the speed of the three-phase motor.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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EP0176810A2 (en) * 1984-09-27 1986-04-09 Hoechst Aktiengesellschaft Process and device for removing the filter cake from a pressure disc filter
EP0176810A3 (en) * 1984-09-27 1988-07-06 Hoechst Aktiengesellschaft Process and device for removing the filter cake from a pressure disc filter

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