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Einrichtung zum Vergleich der örtlichen Lage zweier insbesondere längsbewegter Organe für Anzeige-oder Regelzwecke
Die bisher bekannten Einrichtungen zum Ver- gleich der örtlichen Lage zweier Organe gestatten im allgemeinen nicht die unmittelbare Erzeugung grösserer Drehmomente und versagen besonders dann, wenn die festzustellende relative gegen- seitige Lageänderung der Organe nur einen kleinen Bruchteil ihrer gesamten betriebsmässigen
Lageveränderung ausmacht. Die Erfindung vermeidet diese Nachteile durch Verwendung eines sogenannten elektrischen Differentials, dessen Anwendung in anderem Zusammenhang an sich bekannt ist.
Gemäss der Erfindung ist mit jedem der in ihrer gegenseitigen Lage zu vergleichenden Organe ein Drehfeldinduktor (Phasenschieber) verbunden, deren induzierte Teile bei Lageabweichungen der Organe relativ zueinander verstellt werden und die beide je eine Wicklung eines dritten Drehfeldinduktors speisen, der auf die gegenseitige Phasenverschiebung der in seinen Wicklungen erzeugten Drehfelder anspricht und dadurch ein Anzeige-oder Steuerglied betätigt. Unter Drehfeldinduktor ist hiebei jede Einrichtung zu verstehen, bei der eine feste und eine bewegliche Wicklung unter Vermittlung von Drehfeldem induzierend (oder motorisch) aufeinander wirken.
Ein aus drei derartigen Drehfeldinduktoren, u. zw. Induktionsmotoren bestehendes elektrisches Differential ist für die Geschwindigkeitsregelung z. B. von Papiermaschinenantrieben bekannt. Dort kommt es jedoch praktisch nicht auf die Feststellung von relativen Lageabweichungen zweier längsbewegter Organe auf Grund gegenseitiger Phasenverschiebung zweier Drehfelder an, sondern auf einen Geschwindigkeitsvergleich umlaufender Teile auf Grund des sich bei Geschwindigkeitsabweichungen ergebenden Frequenzunterschiedes.
Die Erfindung ist an Hand eines Ausführungsbeispiels in der Zeichnung erläutert, das eine Klappensteuerung zur Druckregelung betrifft.
1 und 2 sind zwei Druckgeber, die unter Vermittlung von Zahntrieben 3 bzw. 4 mit dem beweglichen induzierten Teil je eines Phasenschiebers 5 und 6 verbunden sind. Primärseitig sind beide Phasenschieber aus dem gleichen Netz 7 gespeist, sekundärseitig sind sie je an eine Wicklung eines weiteren Phasenschiebers 8 angeschlossen, dessen drehbarer Teil unmittelbar die Regelklappe 9 trägt.
Verstellt sich der Druckgeber 1 aus der Sollage, während der Druckgeber 2 diese Lage beibehält, so wird der induzierte Teil des Drehfeldinduktors 5 in gleichem Mass verstellt. Dies verursacht eine Phasenverschiebung der in der beweglichen Wicklung des Drehfeldinduktors 5 erzeugten EMK, die in weiterer Folge eine Phasenverschiebung des Drehfeldes bedingt, welches von der aus dem Drehfeldinduktor 5 gespeisten Wicklung des Phasenschiebers 8 erzeugt wird. Der Phasenunterschied der beiden Drehfelder im Phasenschieber 8 bewirkt eine Verstellung des beweglichen Teiles dieses Phasenschiebers, die eine Verstellung der Regelklappe 9 und damit eine entsprechende Druckveränderung herbeiführt.
Der wesentliche Vorteil einer solchen Anordnung gegenüber den bisher für solche Zwecke benützten Einrichtungen besteht darin, dass mit den auf die Veränderungen unmittelbar ansprechenden Elementen der Einrichtungen selbst (im vorliegenden Fall mit den Drehfeldinduktoren) derart grosse Kräfte bzw. Drehmomente hervorgebracht werden können, dass zusätzliche Einrichtungen wie Servomotoren od. dgl. entfallen können. Hiedurch wird die Einrichtung einfacher und billiger, desgleichen die Zahl der Fehlerquellen vermindert.
Die Erfindung ist anwendbar bei allen Regelund Anzeigevorrichtungen, denen die Aufrechterhaltung eines bestimmten Verhältnisses der örtlichen Lage zweier Organe zugrunde liegt z. B. bei Druck-, Mengen-, Kesselreglern usw. Sie ist nicht nur auf Anlagen beschränkt, bei denen die in ihrer Lage zu vergleichenden Organe betriebsmässig in Ruhe sind, sondern auch bei Anlagen anwendbar, bei denen die Organe betriebs- mässig eine Längsbewegung ausführen, wie z. B. die Laufräder beider Seiten einer Kranbrücke, wo zur Verhinderung des Schrägstellens der Brücke stets eine gewisse gegenseitige örtliche Lage der beiderseitigen Laufräder aufrechterhalten werden muss.
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Device for comparing the local position of two, in particular, longitudinally moved organs for display or control purposes
The previously known devices for comparing the local position of two organs generally do not allow the direct generation of larger torques and fail particularly when the relative mutual change in position of the organs to be determined is only a small fraction of their total operational
Change in location. The invention avoids these disadvantages by using a so-called electrical differential, the use of which is known per se in another context.
According to the invention, a rotating field inductor (phase shifter) is connected to each of the organs to be compared in their mutual position, the induced parts of which are adjusted relative to one another in the event of positional deviations of the organs and each of which feeds a winding of a third rotating field inductor that responds to the mutual phase shift of the in its windings responding to rotating fields generated and thereby actuates a display or control element. A rotating field inductor is to be understood as any device in which a fixed and a movable winding induce (or motor) one another by means of rotating fields.
One of three such rotating field inductors, u. Between induction motors existing electrical differential is used for speed control z. B. known from paper machine drives. There, however, it is practically not a matter of determining relative positional deviations of two longitudinally moved organs due to mutual phase shifts of two rotating fields, but rather a comparison of the speed of rotating parts due to the frequency difference resulting from speed deviations.
The invention is explained using an exemplary embodiment in the drawing, which relates to a flap control for pressure regulation.
1 and 2 are two pressure transducers, which are connected to the movable induced part of a phase shifter 5 and 6 by means of gear drives 3 and 4, respectively. On the primary side, both phase shifters are fed from the same network 7; on the secondary side, they are each connected to a winding of a further phase shifter 8, the rotatable part of which directly carries the control flap 9.
If the pressure transmitter 1 moves out of the desired position while the pressure transmitter 2 maintains this position, the induced part of the rotating field inductor 5 is adjusted to the same extent. This causes a phase shift of the EMF generated in the movable winding of the rotating field inductor 5, which subsequently causes a phase shift of the rotating field which is generated by the winding of the phase shifter 8 fed from the rotating field inductor 5. The phase difference between the two rotating fields in the phase shifter 8 causes an adjustment of the movable part of this phase shifter, which brings about an adjustment of the control valve 9 and thus a corresponding change in pressure.
The main advantage of such an arrangement compared to the devices previously used for such purposes is that with the elements of the devices themselves that respond directly to the changes (in the present case with the rotating field inductors), such large forces or torques can be generated that additional devices like servomotors or the like. Can be omitted. This makes the installation simpler and cheaper, and also reduces the number of sources of error.
The invention is applicable to all control and display devices which are based on maintaining a certain ratio of the local position of two organs, e.g. B. for pressure, volume, boiler etc. It is not only restricted to systems in which the organs to be compared in their position are operationally at rest, but can also be used in systems in which the organs perform a longitudinal movement such as B. the running wheels on both sides of a crane bridge, where a certain mutual local position of the running wheels on both sides must always be maintained to prevent the bridge from tilting.
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