DE1098575B - Arrangement for switching from the coarse channel to the fine channel in transmission systems - Google Patents

Description

Anordnung zur Umschaltung vom Grobkanal auf den Feinkanal bei Ubertragungssystemen Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zur Umschaltung vom Grobkanal auf den Feinkanal bei Übertragungssystemen, die mit zwei derartigen Kanälen versehen sind.Arrangement for switching from the coarse channel to the fine channel in transmission systems The invention relates to an arrangement for switching over from the coarse channel the fine channel in transmission systems that are provided with two such channels are.

Die Aufgabe eines Übertragungssystems, bei dem die vorliegende Erfindung angewendet wird, besteht darin, eine Größe, die sich durch einen räumlichen Winkel am Ort A abbilden läßt, ebenfalls durch einen räumlichen Winkel am Ort B darzustellen.The object of a transmission system in which the present invention is applied, consists of a size that is divided by a spatial angle can be mapped at location A, also represented by a spatial angle at location B.

Übertragungssysteme, die mit einem Grobkanal und einem Feinkanal arbeiten, gehören bereits zum Stande der Technik. Sie werden im Interesse einer genauen Abbildung der zu übertragenden Winkelstellung verwendet. Zunächst wird der am Ort B nachzubildende räumliche Winkel durch eine Abweichungsspannung des Grobkanals eingestellt. Sobald diese Abweichungsspannung einen bestimmten kleinen Vergleichswert unterschreitet, wird auf den Feinkanal umgeschaltet und über die vom Feinkanal gelieferte Abweichungsspannung eine Feineinstellung vorgenommen.Transmission systems that work with a coarse channel and a fine channel, are already state of the art. They are in the interest of an accurate figure the angular position to be transmitted is used. First, the one to be replicated at location B. spatial angle set by a deviation voltage of the coarse channel. As soon this deviation voltage falls below a certain small comparison value, is switched to the fine channel and via the deviation voltage supplied by the fine channel a fine adjustment made.

Zum Verständnis der Erfindung ist es zunächst erforderlich, eine zum Stande der Technik gehörende Anordnung ausführlich zu beschreiben. Eine solche bekannte Anordnung ist in Fig. 1 abgebildet, wenn man darin den mit 8 bezeichneten Transformator außer Betracht läßt. Am Ort A befindet sich eine elektrische Maschine 1, deren Ständer 1 a eine Drehstromwicklung 1 trägt und deren Läufer 1 b mit einer wechselstromerregten Einphasenwicklung versehen ist. Die räumliche Winkelstellung des Läufers 1 b stellt die zu übertragende Größe dar. Am Ort B befinden sich zwei Maschinen der gleichen Art wie am Ort A, deren Ständerwicklungen von dem in den Ständer 1 a erzeugten unsymmetrischen Drehspannungssystem erregt werden. Die Läufer 2 b und 3 b der Maschinen 2 und 3 werden nicht erregt. Sie sind über ein Getriebe 4 mit dem Übersetzungsverhältnis ü miteinander gekuppelt. Das unsymmetrische Drehspannungssystem erzeugt in den Maschinen 2 und 3 je ein stehendes Wechselfeld, dessen räumliche Lage der räumlichen Stellung des Läufers 1 b entspricht.To understand the invention, it is first necessary to use a State of the art arrangement to be described in detail. Such a well-known Arrangement is shown in Fig. 1, if one has the transformer designated 8 therein disregards. At location A there is an electrical machine 1, its stator 1 a carries a three-phase winding 1 and its rotor 1 b with an alternating current Single phase winding is provided. The spatial angular position of the rotor 1 b represents represents the size to be transferred. At location B there are two machines of the same type Kind as at location A, the stator windings of which are asymmetrical from the one generated in the stator 1 a Three-phase voltage system are excited. The rotors 2b and 3b of machines 2 and 3 are not aroused. You are about a gear 4 with the gear ratio ü coupled together. The asymmetrical three-phase voltage system generates in the machines 2 and 3 each have a standing alternating field, the spatial position of which corresponds to the spatial position of the runner 1 b corresponds.

Bei Drehung der Läufer 2b und 3b ändert sich die Amplitude der in ihre Läuferwicklungen induzierten Wechselspannungen nach einer Sinusfunktion. Wird der Läufer 3b um 360° räumlich gedreht, so durchläuft die Amplitude der in seiner Wicklung induzierten Spannung ebenfalls 360°. In Fig. 2 ist diese Spannungsamplitude Ü über dem räumlichen Bogenmaß x3 des Läufers 3 b aufgetragen und mit 9 bezeichnet. Bei einer Umdrehung des Läufers 3b macht der Läufer 2b entsprechend dem Übersetzungsverhältnis ü des Getriebes 4 ü Umdrehungen. Die Änderung der Amplitude der in seiner Läuferwicklung induzierten Spannung in Abhängigkeit von der Winkelstellung des Läufers 3b hat den in Fig.2 mit 10 bezeichneten Verlauf. Hierbei ist der Einfachheit halber für ü = 4 gesetzt worden. Im allgemeinen wird ü jedoch größer sein. Dreht man den Läufer 3 b nun so lange, daß die Amplitude der in ihn induzierten Wechselspannung zu Null wird, dann entspricht die eingenommene Lage des Läufers 3 b der abzubildenden Lage des Läufers 1 b. Solange die Amplitude der Grobabweichungsspannung 9, also der Spannung des Läufers 3b, hinreichend von Null verschieden ist, wird diese Spannung dazu benutzt, den Läufer 3 b in Richtung auf eine Verkleinerung der Grobabweichungsspannung zu verdrehen. In dem Umschaltglied 5 wird die Grobabweichungsspannung mit einer Vergleichsspannung 11 verglichen (Fig. 3). Sobald die Grobabweichungsspannung 9 bei ihrer Annäherung an den Nulldurchgang die Vergleichsspannung unterschreitet, wird über ein Relais 6 der Ausgang 7 vom Grobkanal auf den Feinkanal umgeschaltet, so daß die Feinannäherung an die abzubildende Lage durch die verhältnismäßig große Feinabweichungsspannung 10 vorgenommen wird. Die Verwendung eines Feinkanals ist also zur Erzielung einer großen Genauigkeit bei der Abbildung der Stellung des Läufers 1 b durch die Stellung des Läufers 3 b erforderlich. Die Grobabweichungsspannung in der Nähe des Nulldurchganges ist sehr klein und liegt unter dem Störpegel, der bedingt ist einerseits durch die unvermeidlichen Oberwellen, die in die Läuferwicklungen induziert werden, und andererseits durch den Störpegel des Verstärkers, dem die Ausgangsspannung 7 zugeführt wird.When the rotors 2b and 3b rotate, the amplitude of the alternating voltages induced in their rotor windings changes according to a sine function. If the rotor 3b is spatially rotated through 360 °, the amplitude of the voltage induced in its winding also runs through 360 °. In FIG. 2, this voltage amplitude U is plotted against the spatial radian dimension x3 of the rotor 3 b and denoted by 9. With one revolution of the rotor 3b, the rotor 2b makes 4 turns according to the transmission ratio ü of the transmission. The change in the amplitude of the voltage induced in its rotor winding as a function of the angular position of the rotor 3b has the curve denoted by 10 in FIG. Here, for the sake of simplicity, ü = 4 has been set. In general, however, ü will be larger. If the rotor 3 b is now rotated so long that the amplitude of the alternating voltage induced in it becomes zero, then the assumed position of the rotor 3 b corresponds to the position of the rotor 1 b to be mapped. As long as the amplitude of the coarse deviation voltage 9, ie the voltage of the rotor 3b, is sufficiently different from zero, this voltage is used to rotate the rotor 3b in the direction of a reduction in the coarse deviation voltage. In the switching element 5, the coarse deviation voltage is compared with a comparison voltage 11 (FIG. 3). As soon as the coarse deviation voltage 9 falls below the reference voltage as it approaches the zero crossing, the output 7 is switched from the coarse channel to the fine channel via a relay 6, so that the fine approximation of the position to be depicted is carried out by the relatively large fine deviation voltage 10. The use of a fine channel is therefore necessary to achieve a high level of accuracy in mapping the position of the rotor 1 b through the position of the rotor 3 b. The gross deviation voltage near the zero crossing is very small and is below the interference level, which is due on the one hand to the inevitable harmonics that are induced in the rotor windings and on the other hand to the interference level of the amplifier to which the output voltage 7 is fed.

Der Nachteil der soweit beschriebenen bekannten Anordnung besteht nun darin, daß der Winkel a, unter dem sich die Grobabweichungsspannung 9 mit der Vergleichsspannung 11 schneidet, sehr klein ist, so daß der Schnittpunkt über einen verhältnismäßig großen Bereich dx streut (Fig. 3). Die obere Grenze dieses Streubereiches darf jedoch auf keinen Fall in den Bereich des dem Nulldurchgang der Grobabweichungsspannung benachbarten Nulldurchganges 12 der Feinabweichungsspannung 10 gelangen, da dann der Läufer 3 b in dieser falschen Lage stehenbleiben würde. Man muß also den Schnittpunkt 13 verhältnismäßig weit an den Nulldurchgang der Grobabweichungsspannung heranlegen, was jedoch den Nachteil hat, daß man über eine verhältnismäßiggroße Strecke nicht die größere Feinabweichungsspannung ausnutzen kann, sondern sich mit der bereits sehr kleinen Grobabweichungsspannung begnügen muß.The disadvantage of the known arrangement described so far is that the angle a at which the coarse deviation voltage 9 intersects with the reference voltage 11 is very small, so that the point of intersection spreads over a relatively large area dx (FIG. 3). The upper limit of this scatter range must, however, under no circumstances come into the range of the zero crossing 12 of the fine deviation voltage 10 adjacent to the zero crossing of the coarse deviation voltage, since the rotor 3 b would then stop in this wrong position. The point of intersection 13 must therefore be placed relatively close to the zero crossing of the coarse deviation voltage, which has the disadvantage, however, that the larger fine deviation voltage cannot be used over a relatively large distance, but has to be satisfied with the already very small coarse deviation voltage.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht nun darin, den Steuerbereich dx des Schnittpunktes 13 zwischen der Grobabweichungsspannung 9 und der Vergleichsspannung 11 zu verkleinern.The object underlying the invention is now the Control area dx of the point of intersection 13 between the coarse deviation voltage 9 and the comparison voltage 11 to reduce.

Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung vor, von der Grobabweichungsspannung 9 vor ihrem im Umschaltglied 5 stattfindenden Vergleich mit der Vergleichsspannung 11 die über einen Transformator 8 vorzugsweise im Verhältnis 1/ü untersetzte Feinabweichungsspannung 10 zu subtrahieren, wobei i% das Übersetzungsverhältnis zwischen Fein- und Grobkanal, also im allgemeinen das Übersetzungsverhältnis des Getriebes ü ist.To solve this problem, the invention proposes that the coarse deviation voltage 9 before it is compared with the comparison voltage taking place in the switching element 5 11 the fine deviation voltage reduced via a transformer 8, preferably in the ratio 1 / g 10 to subtract, where i% is the transmission ratio between fine and coarse channel, so in general the transmission ratio of the transmission is ü.

Die Fig. 1 stellt unter Berücksichtigung des Transformators 8 ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dar. Die Spannung des Grobkanals, also die Spannung des Läufers 3 b, wird mit der Sekundärwicklung 8 a des Transformators 8 derart in Reihe geschaltet und dem Umschaltglied 5 zum Vergleich mit der Vergleichsspannung zugeführt. Die Primärwicklung des Transformators 8 liegt an der Spannung des Feinkanals, also der Spannung des Läufers 2b. In Fig. 4 sind die sich im Umschaltglied 5 ergebenden Spannungsverhältnisse eingetragen für den Fall, daß der Transformator das gleiche Übersetzungsverhältnis ü wie das Getriebe 4 besitzt. Die Grobabweichungsspannung 9 wird mit der Ausgangsspannung 14 des Transformators 8 addiert, wobei diese Ausgangsspannung den negativen untersetzten Wert der Feinabweichungsspannung 10-darstellt. Man erkennt, daß die resultierende Spannung 15 einen viel größeren Schnittwinkel mit der Vergleichsspannung 11 bildet als die Grobabweichungsspannung 9 und daß der Streubereich dx des Schnittpunktes 13 sich entsprechend verkleinert.Fig. 1 shows, taking into account the transformer 8, an embodiment of the invention. The voltage of the coarse channel, so the voltage of the rotor 3 b, is connected in series with the secondary winding 8 a of the transformer 8 and the switching element 5 for comparison with the Comparison voltage supplied. The primary winding of the transformer 8 is connected to the voltage of the fine channel, that is to say the voltage of the rotor 2b. In FIG. 4, the voltage ratios resulting in the switching element 5 are entered for the case that the transformer has the same transmission ratio ü as the transmission 4. The coarse deviation voltage 9 is added to the output voltage 14 of the transformer 8, this output voltage representing the negative reduced value of the fine deviation voltage 10−. It can be seen that the resulting voltage 15 forms a much larger intersection angle with the comparison voltage 11 than the coarse deviation voltage 9 and that the scatter range dx of the intersection point 13 is correspondingly reduced.

Der Schnittwinkel a läßt sich noch weiter vergrößern, wenn man das Übersetzungsverhältnis des Transformators etwas kleiner als das Übersetzungsverhältnis des Getriebes 4 wählt. Die Steigung der resultierenden Spannung 15 hat dann im Nullpunkt nicht mehr den Wert Null wie in Fig. 4, sondern einen negativen Wert, so daß die resultierende Spannung 15 zunächst unterhalb der Abszisse x3 verläuft.The cutting angle a can be increased even further if you do this The transformation ratio of the transformer is slightly smaller than the transformation ratio of the transmission 4 selects. The slope of the resulting voltage 15 then has the zero point no longer has the value zero as in FIG. 4, but a negative value, so that the resulting voltage 15 initially runs below the abscissa x3.

Claims (2)

PATENTANSPRÜCHE: 1. Anordnung zur Umschaltung vom Grobkanal auf den Feinkanal bei Übertragungssystemen, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verkleinerung des Streubereiches dx des für die Umschaltung entscheidenden Schnittpunktes zwischen der Grobabweichungsspannung (9) und der Vergleichsspannung (11) von der Grobabweichungsspannung (9) vor ihrem Vergleich mit der Vergleichsspannung (11) die über einen Transformator (8) vorzugsweise im Verhältnis 1/ii untersetzte Feinabweichungsspannung (10) subtrahiert wird, wobei ü das Übersetzungsverhältnis zwischen dem Fein- und dem Grobkanal ist. PATENT CLAIMS: 1. Arrangement for switching from the coarse channel to the Fine channel in transmission systems, characterized in that for reduction in size of the scatter range dx of the intersection between the coarse deviation voltage (9) and the comparison voltage (11) from the coarse deviation voltage (9) before comparing it with the comparison voltage (11) via a transformer (8) subtracted fine deviation voltage (10), preferably in the ratio 1 / ii where ü is the transmission ratio between the fine and coarse channels. 2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Übersetzungsverhältnis des Transformators (8) etwas kleiner ist als das Übersetzungsverhältnis zwischen dem Fein- und dem Grobkanal. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 699 620, 923 673.2. Arrangement according to claim 1, characterized in that the transmission ratio of the transformer (8) is slightly smaller than the transformation ratio between the fine and coarse channels. Publications considered: German Patent Specifications No. 699 620, 923 673.