DE392471C - Anlage zur gleichzeitigen und synchronen Fernsteuerung von beweglichen Wellen - Google Patents

Description

In der französischen Patentschrift 517323 vom 18. Februar 1919 hat die Erfinderin eine Anlage zur gleichzeitigen und synchronen Fernsteuerung von beweglichen Wellen gezeigt, durch welche man gleichzeitig um gleiche oder proportionale Beträge gewisse Organe, wie Anzeigevorrichtungen, Lichtsignale oder akustische Signale verstellen kann.

Die in dem französischen Patent 517323 gezeigte Anordnung gibt auch eine Lösung der Aufgabe der gleichzeitigen und synchronen Fernsteuerung von beweglichen Wellen mittels einphasiger Wechselstrommotoren, deren Anker wie die Anker von Gleichstrommotoren ausgebildet sind, wobei jeder Motor außer seinem Stromsammler eine beliebige Anzahl von Ringen besitzt, welche im gleichen Abstand gehaltenen Punkten des Ankers entsprechen. Die Zahl der verwendeten Ringe ist die gleiche für alle Motoren, und die entsprechenden Ringe jedes Motors sind untereinander verbunden.

Unter diesen Bedingungen wird bei Einführung von Strom in die Feldmagnete und, wenn die Anker der verschiedenen Motoren nicht alle die gleiche Stellung einnehmen, durch das Umlaufen des Stromes in dem Verbindungsstromkreis ein Kräftepaar erzeugt, welches alle Anker in eine gleichartige Stellung überführt.

Wenn man die Achse eines dieser Motoren umlaufen läßt, müssen die anderen. Motoren den gleichen Umlauf machen, so daß in jedem Augenblick eine gemeinsame homologe Stellung gewahrt wird.

Sobald die Geschwindigkeit, mit weicher man die Motoranker antreibt, sich der der Sipeisungsfrequenz entsprechenden Geschwindigkeit nähert, bleiben die relativen Stellungen des Magnetfeldes und der Anker im wesentliehen konstant bezüglich des Wechselstroms; der in der Sekundärspule des so gebildeten Transformators induzierte Strom hat das Bestreben, gleich Null zu werden; infolgedessen

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wird der in dein \"erbiudungsstrouikreis umlaufende Strom ungenügend, um das nötige Kräftepaar zur Erhaltung des Synchronismus zu erzeugen. Man kann diesen Mißständen 5 offensichtlich dadurch begegnen, indem man zuläßt, daß die maximale Xonnalgeschwindigkeit eines solchen Systems genügend niedriger im Verhältnis zu der der Frequenz entsprechenden ist, um zu erreichen, daß der in ίο dem Verbindungsstromkreis induzierte Strom immer genügt, um den Synchronismus zn sichern.

Gegenstand der Erfindung ist die Ausdehnung der Geschwindigkeitsgrenze, bei welcher man die einem solchen System angehörig;n Motoren in Umlauf versetzen kann, und zwar unter .Sicherung eines konstanten oder nahezu konstanten Kräftepaares für den Synchronismus bei einem solchen System. Es muß hierbei beachtet werden, daß das Kräftepaar für den Synchronismus der in der angeführten Patentschrift 517323 beschriebenen Motoren sich verringert, wenn die Geschwindigkeit steigt, und daß es seinen Höchstwert in der Ruhe erreicht, während es bei deiner Speisefrequenz entsprechenden Geschwindigkeit gleich Null wird. Bei einem elektrischen Fernsteuersystem mittels einer schon früher vorgeschlagenen analogen Anordnung, welche aber von mit Gleichstrom gespeisten Motoren gebildet wird, sind die Anker in Verbindung gebracht durch auf jedem der Anker angebrachte homologe Ringe, indem entsprechende Ringe untereinander verbunden sind. .Bei einem solchen System entwickeln sich, sobald die Motoren umlaufen, zwischen den Ringen des gleichen Ankers wechselnde Spannungen, und das System wird synchron gehalten , durch den Umlauf des Stromes in dem A'erbindungsstromkreis, wobei dieser Umlauf normal XuIl sein muß und nur dann vorhanden sein kann, wenn einer oder mehrere der Motoren von dem Synchronismus abweichen. Infolgedessen ergibt sich aus der Betrachtung dieser Anordnungen, daß die zuletzt genannte Anordnung die umgekehrten Eigenschaften besitzt, als die Anordnung gemäß der französischen Patentschrift 517323, indem das Kräftepaar für den Synchronismus in der Ruhe gleich XuIl ist und mit der Geschwindigkeit wächst. Der Erfindungsgegenstand verwirklicht die oben gezeigte Verbesserung, indem er die Grundlagen der Einrichtung nach dem französischen Patent 517323 mit der anderen oben geschilderten Einrichtung kombiniert.

Einige Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes sind in der Zeichnung dargestellt.

Abb. ι zeigt zwei gekuppelte Motoren, deren einer, A, beispielsweise ein Gleichstrommotor der oben gezeigten vorbenutzten Art ist, der also mit Gleichstrom durch, seine Bürsten χ und 2 gespeist wird, der ferner durch Gleichstrom durch seinen Feldmagneten 3 erregt wird und drei Ringe 4, 5 und O trägt. Der Motor B dagegen gehört zu der in der französischen Patentschrift 517323 gezeigten Art; er umfaßt einen Anker mit drei Ringen 7, 8 und ·> und einen Feldmagneten 10, der mit Wechselstrom gespeist wird. Die Achsen der Motoren A und 'B werden durch beliebige mechanische .Mittel in ein konstantes WinkelverhäH-nis gebracht.

Wenn mau unter diesen Bedingungen eine derartige Motorgruppe bildet und zwischen den Motoren jeder Art, also beispielsweise den Motoren Λ, die nötigen Verbindungen für die synchrone Wirkung vorsieht und gleiche Verbindungen zu dem gleichen Zweck zwischen allen Motoren der Gruppe B anordnet, woIki die Motoren A. als Gleichstrommotoren, die Motoren B als Wechselstrommotoren wirken, kann man den Umlauf des Systems hervorrufen, dessen synchronisierendes Kräftepaar die algebraische Summe der synchronisierenden Kräftepaare darstellt, welche von jeder Motorgruppe erzeugt werden. Diese Kräftepaare besitzen umgekehrte Eigenschaften, so daß die Summe im wesentlichen !constant bleibt. Es muß aber bemerkt werden, daß die Motoren der Gruppe B in der Ruhe eine genau festgelegte Stellung haben, sobald sie erregt sind, und daß die Motoren der Gruppe A in der Ruhe beliebige Stellungen einnehmen können, wobei die Einstellung in die homologe Stellung nicht bewirkt wird, ehe das System in Gang gesetzt ist.

Es ist deshalb zweckmäßig, bei einer derartigen Anlage ein konstantes Winkelverhältnis zwischen den Motoren A und B jeder Gruppe zu schaffen, derart, daß die Anker aller Motoren der Gruppe A in der Ruhe homologe Stellungen einnehmen, wenn die .Motoren der Gruppe B erregt sind und infolgedessen ihre gemeinsame Stellung einnehmen. Infolge dieser Maßnahme wird die Synchronverbindung vollständig gemacht und genügt den oben gestellten Bedingungen.

Bei dem obenerwähnten früheren System ist die Anordnung vorgesehen, daß man, um Kurzschlüsse infolge ungünstiger Anlauf Stellungen zu vermeiden, in den Verbindungsstromkreis der nach der Erfindung angeordneten Gleichstrommotoren Transformatoren einschalten kann, deren Zweck es ist, eine ungewollte Rückkehr des Speisestromes durch den Verbindungsstromkreis zu verhindern.

Bei dem Gegenstand der Erfindung genügt es, vor dem Anlassen eines solchen Systems den Strom in alle Wechselstrommotoren zu schicken, welche selbsttätig eine homologe Stellung einnehmen und auf diese Weise die

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Gleichstrommotoren in dieser homologen Stellung in konstantes Winkelverhältnis zu sich zu bringen; die Anwendung solcher Transformatoren wird hierdurch überflüssig. Es ist einleuchtend, daß man zur Schaffung einer Anlage gemäß der Erfindung vollständig verschiedene Motoren verwenden kann, die mechanisch durch beliebige Mittel gekuppelt .-ind. Man kann derart diese Motoren in dem ίο gleichen Gehäuse vereinigen, wobei man ihre relative Unabhängigkeit bezüglich ihrer elektrischen Stromkreise wahrt. Schließlich kann man elektrische Stromkreise verwenden, welche einer so kombinierten Maschine die Eigenschäften der beiden obenerwähnten Systeme verleihen.

Abb. 2 zeigt beispielsweise eine abgeänderte Ausführungsform dieses Systems. Es ist hier ein zweipoliger Motor mit zwei getrennten FelJpolsystenien gezeigt, deren eines durch die Spulen 11 und 12 gebildet und mit Gleichstrom erregt wird; es bildet die Feldpolanordnung des Gleichstrommotors, dessen nicht gezeigter Anker eine Gleichstrommotorwicklung trägt, welche einerseits mit Ringen und anderseits mit einem Stromsammler ausgerüstet ist. Die .Spulen 13 und 14 dagegen werden mit Wechselstrom erregt. Das von ihnen erzeugte Feld steht senkrecht zu dem der Spulen 11 und 12 und kann infolgedessen ohne Wirkung auf den Lauf der Maschine sein, solange der Motor mit Gleichstrom läuft; dagegen induziert es in den Windungen des Ankers elektromotorische Kräfte, die sich über die für den Gleichstrommotor erzeugten Kräfte in dem Verbin-■lungsstromkreis legen.

Eine abgeänderte Ausführung dieser Anordnung ist in Abb. 3 gezeigt; diese umfaßt vier Spulen 15, 16, 17 «und i8, die alle miteinander verbunden und bei E₁ F mit Gleichstrom, bei G, Ii mit Wechselstrom gespeist werden. Unter diesen Bedingungen werden die Spulen 16 und 17, beispielsweise gleichnamige Pole, die Spulen 15 und 18 unter sich ebenfalls gleichnamige Pole darstellen, die aber denen durch die Spulen 16 und 17 gebildeten entgegengesetzt sind.

Der Anker einer solchen Maschine wird also

zwei senkrecht aufeinanderstellenden Feldern '.

unterworfen, deren Wirkungen die gleichen |

sein werden wie die gemäß dem vorigen Aus- !

führungsbeispiel. j

Die in Abb. 2 und 3 gezeigten Ausführungs- j

beispiele setzen voraus, daß die Felder zuein- ; ander senkrecht stehen; es können aber auch !

andere Anordnungen getroffen werden. i

Es ist klar, daß aus Konstruktionsrücksichten man gezwungen sein kann, mehrere zweipolige Motoren mit vierpoligen Motoren beispielsweise zu verbinden. In diesem Falle wird die Umlaufzahl des Ankers eines vierpoligen Motors offensichtlich die Hälfte der in der gleichen Zeit von dem Läufer eines zweipoligen Motors zurückgelegten Umlaufszahl sein.

Wenn man beispielsweise ein System ins Auge faßt, welches nur einen einzigen Sender und einen einzigen Empfänger umfaßt, wobei der Sender vierpolig und der Empfänger zweipolig ist, so wird der Sender einen Umlauf machen, während der Empfänger deren zwei macht. Es ist klar, daß das System auch durch die Kupplung einer beliebigen Zahl von Motoren gebildet werden kamij die eine beliebige Anzahl von Polpaaren besitzen.

Claims (4)

1. Patent-Ansprüche:

   i. Anlage zur gleichzeitigen und synchronen Fernsteuerung von beweglichen Wellen, bei der für die Steuerung jeder Achse zwei Motoren (A_s B) verbunden sind, von denen jeder einen Teil eines vielphasigen synchronen elektrischen Verbindungssystems entsprechend seiner Art bildet und die synchronisierenden Momente der beiden Motoren jedes Paares sich zuzählen, dadurch gekennzeichnet, daß der eine (B) der Motoren eine einphasige Feldwicklung und eine vielphasige Ankerwicklung in gemeinsamer elektrischer Verbindung mit den vielphasigen Wicklungen der Motoren gleieher Type jedes der Paare besitzt, während der andere Motor (A) mit Gleichstrom mit vielphasigen Anschlüssen versehen ist, die in gemeinsamer elektrischer Verbindung mit den Motoren gleicher Type jedes Paares stehen.
2. 2. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Motoren (A₁ B) jedes Paares zu einer einzigen Maschine besonderer Art vereinigt sind, die zu diesem Zweck ein doppeltes Magnetfeldsystem ο besitzt, wobei die beiden Anker ebenfalls zu einem einzigen vereinigt werden können.
3. 3. Anlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Feldmagnetanlagen (11-1,2 bzw. 13-14) getrennt und unabhängig sind (Abb. 2).
4. 4. Anlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Feldmagnetanlagen (15-16-17-18, Abb. 3) mittels geeigneter Verbindungen vereinigt sind.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.