CH379612A - Schaltungsanordnung zur Erzeugung von Motorimpulsen - Google Patents

Description

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 Schaltungsanordnung zur Erzeugung von Motorimpulsen Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung zur Erzeugung von Motorimpulsen, bei der der Motor mit einem Anker und einem Erregerfeld ausgerüstet ist und von einer    Wechselstromquelle   aus mit Strom beschickt ist. In    Servo-Systemen   ist es besonders vorteilhaft, einen Motor zu verwenden, der seine Kraft in einer Reihe von Impulsen im Unterschied zu fortgesetzter Kraftwirkung erzeugt, da die Impulswirkung dazu geeignet ist, für grössere Empfindlichkeit im Betrieb einer Vorrichtung oder eines Elementes zu sorgen, der bzw. dem die Kraft zuzuführen ist.

   Wo der Impulseffekt elektrisch im Motor entwickelt wird, ist dieser mit einer Einrichtung zu vergleichen, mit der mechanisch durch Anstossen erreicht wird, diesen Teil genau in eine bestimmte Lage zu bringen. Es hat sich herausgestellt, dass ein Teil in genaue Lage bezüglich eines anderen leichter durch solch ein mechanisches Anstossen in einer Reihe von Schlägen geringer Stärke bewegt werden kann, als wenn er in kontinuierlicher Bewegung bewegt und angehalten würde, wenn er die genaue oder vorher bestimmte Lage erreicht hat. 



  Im Fall eines    Servo-Systems,   bei dem beispielsweise der Motor zum Antrieb einer Anzeigevorrichtung ausgebildet ist, ermöglicht die Tatsache, dass der Motor nach der Erfindung seine Kraft in einer Reihe von Impulsen entwickelt, eine hochgradige Genauigkeit für das angetriebene Element, so dass es genauer und schneller in die gewünschte Endstellung gebracht werden kann, als wenn der Motor so betrieben wird, dass er das Element mit einer kontinuierlichen Kraft antreibt. 



  Es ist ein Zweck der Erfindung, eine Schaltungsanordnung zur Erzeugung von Motorimpulsen zu schaffen, die einfach im Aufbau, in ihren Steuerstromkreisen frei von umlaufenden oder sich bewegenden Teilen und verlässlich und zufriedenstellend im Betrieb ist. 



  In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der erfindungsgemässen Schaltungsanordnung dargestellt. Es zeigen:    Fig.   1 eine Ausführungsform, die einen Gleichrichter in dem Stromkreis der Feldwicklung benutzt;    Fig.   2 eine weitere Ausführungsform, die die Benutzung eines Kondensators zur Unterstützung des Gleichrichters nach    Fig.   1 zeigt;    Fig.   3 ein Ausführungsbeispiel, das zeigt, wie das magnetische Feld über einen    Vollweggleichrichter   beschickt werden kann;

      Fig.   4 ein Ausführungsbeispiel, das die Benutzung eines    Permanent-Magnetfeldes   zeigt, und    Fig.   5 ein Ausführungsbeispiel, das einen abgewandelten Stromkreis zur Überwindung des mechanischen    Trägheitsmomentes   des Motorankers und der von ihm getriebenen Teile zeigt. 



  Nach    Fig.   1 ist eine    Wechselstromquelle   mit L1, L2 bezeichnet, die die Sekundärwicklung eines Transformators sein kann, dessen Primärwicklung von irgendeinem geeigneten Netz, beispielsweise einem    60-Hertz-Lichtnetz,   beschickt wird. Das Vorhandensein des Transformators ist nicht notwendig, es sei denn in Fällen, in denen es erwünscht ist, dem Motor die elektrische Energie mit einer Spannung zuzuführen, die sich von derjenigen des Netzes unterscheidet. 



  Die Feldwicklung F des Motors ist mit der Klemme    L1   über zwei Gleichrichter    R1   und R2 in Reihenschaltung verbunden, während das gegenüberliegende Ende der Feldwicklung unmittelbar mit der Klemme L2 verbunden ist. Es können irgendwelche geeignete Gleichrichter benutzt werden, vorzugsweise jedoch kommen Trockengleichrichter in Betracht. Ein dritter Gleichrichter R3 ist parallel zur Feldwicklung    Fgeschaltet   und in der dargestellten Richtung angelegt, so dass er den 

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    Stromfluss   von den Zuführungsleitungen durch R3    blok-      kiert,   aber einen umlaufenden Strom durch die Feldwicklung gestattet.

   Der Anker M des Motors ist, wie gezeigt, an einem Punkt zwischen den Gleichrichtern R 1 und R2 angeschlossen, während seine andere Seite zur entgegengesetzten Seite der Leitung L2 geführt ist. 



  Die Schaltung arbeitet in folgender Weise: Während abwechselnder Halbperioden    fliesst   der Strom von der Klemme    L1   über die Gleichrichter R1 und R2 in die Feldwicklung F und baut ein magnetisches Feld auf und speichert darin Energie. Dieser    Stromfluss   ist während der anderen Halbperioden blockiert. Wenn jedoch der    Stromfluss   durch die Feldwicklung aufhört und der magnetische Fluss beginnt zu zerfallen, induziert diese Änderung des magnetischen Flusses einen Strom in der Feldwicklung in der gleichen Richtung wie der    Original-      stromfluss,   und dieser Strom findet einen Weg über den Gleichrichter R3, so dass ein Ringstrom während solcher anderer Halbperioden fliesst.

   Auf diese Weise fliesst durch die in dem magnetischen Feld gespeicherte Energie ein Strom weiterhin durch die Feldwicklung, und das gleichgerichtete magnetische Feld wird während der gesamten Periode aufrechterhalten. 



  Der Anker kann Strom von der Zuführungsleitung    L1   über den Gleichrichter R1 nur während abwechselnder Halbperioden aufnehmen, und irgendwelches Bestreben, Strom über den Anker    zurückfliessen   zu lassen, wird durch die Wirkung des Gleichrichters R2 unterbunden. Es wird daher    Halbwellen-Strom   dem Anker zugeführt, und der Strom fliesst dort nur während der Zeiträume, die abwechselnden Halbperioden entsprechen. 



  Der Motor entwickelt so ein Drehmoment in Abhängigkeit von dem fortgesetzt beschickten magnetischen Feld und dem pulsierenden    Stromfluss   im Anker, was Kraftimpulse zum Ergebnis hat, und die so der    Abtriebswelle   des Motors zugeführt werden, um die gewünschte pulsierende Kraftabgabe zu erzeugen. 



     Fig.   2 zeigt einen Stromkreis, in dem ein Kondensator C mit dem Gleichrichter R3 kombiniert ist. Der Kondensator wirkt dahingehend, dass er eine elektrostatische Ladung während der Zeit speichert, wenn der Stromkreis über die Gleichrichter R1 und R2 leitend ist, und    schafft   einen örtlichen Stromkreis für einen Ringstrom über die Feldwicklung, um den    Stromfluss   durch diese aufrechtzuerhalten und so die Aufrechterhaltung eines fortgesetzten magnetischen Flusses im Feld sicherzustellen. Es hat sich Herausgestellt, dass dieser Stromkreis verbesserte Betriebsergebnisse liefert, um einen nahezu gleichförmigen    Stromfluss   durch die Feldwicklung aufrechtzuerhalten, der gleichförmiger ist, als wenn nur der Gleichrichter oder der Kondensator allein benutzt würde.

   Es hat sich herausgestellt, dass es vorteilhaft ist, den Kondensator C in jedem Fall    zu   benutzen, wenn der Anker des Motors mechanische Energie über dynamische Bremswirkung zu absorbieren hat. Beim dynamischen Bremsen kehrt sich der Stromfluss durch den Anker um, und eine Betrachtung des Stromkreises zeigt, dass ein solcher    Stromfluss   bestrebt ist, den    Magnetfluss   zu erhöhen, und dass der Konden-    sator   solche Stromstösse abfängt und für    gleichförmi-      geren   Betrieb sorgt. 



     Fig.   3 zeigt eine weitere abgeänderte Schaltung, bei der der Anker des Motors in gleicher Weise wie vorher über den Gleichrichter R1 beschickt wird, in der aber das Feld über einen    Vollweg-Gleichrichter   R4 erregt wird. Ein solches    Vollweg-Gleichrichten      schafft   eine ständig aufrechterhaltene Felderregung und ergibt einen hochgradig    zufriedenstellenden   Betrieb des Ankers mit den in ihm erzeugten Impulsen. 



     Fig.   4 zeigt eine weitere Ausführungsform, bei der der magnetische Fluss des Feldes durch einen Permanentmagneten erzeugt wird, während der Anker über einen    Einweg-Gleichrichter      R1   beschickt wird. Da ein    Permanent-Magnet   benutzt wird, können die Gleichrichter R2 bis R4 und der Kondensator C bei ähnlicher Entwicklung der Kraftimpulse entfallen. 



  Die beschriebene Schaltung zeichnet sich durch Einfachheit und Betriebssicherheit aus. Es benötigt keinerlei bewegliche Schalter oder Kontakte. Es hat sich herausgestellt, dass es für die beschriebenen Zwecke sehr zufriedenstellende Ergebnisse liefert. 



  In manchen Fällen kann es wünschenswert sein, die Wirkung des mechanischen    Trägheitsmomentes   im    Motor-Ankersystem   herabzusetzen oder zu überwinden, so dass jeder einzelne Kraftimpuls unabhängig von den vorhergehenden Impulsen seine Wirksamkeit entfaltet. Dies wird durch einen Widerstand X erreicht, der, wie in    Fig.   5 gezeigt, parallel zum Gleichrichter    R1   geschaltet ist. Es ist zu verstehen, dass der gleiche Widerstand auch in jeder der anderen Schaltungen, wie sie in der Zeichnung gezeigt sind, benutzt werden kann.

   Die Betrachtung dieser Schaltung zeigt, dass zusätzlich zu den Stromimpulsen, die durch den    Einweg-   Gleichrichter R1 übertragen werden, und die beispielsweise als positive Impulse bezeichnet werden können, der Widerstand X einen kleineren Strom während der anderen Halbperiode in umgekehrter Richtung    fliessen   lässt. Solche Stromimpulse sind dann bestrebt, Kraftimpulse in umgekehrter Richtung bzw. im negativen Sinne im Anker zu erzeugen. Durch geeignete Wahl oder Einstellung des Widerstandswertes können diese entgegengesetzten oder negativen Kraftimpulse so geregelt werden, dass sie das    Trägheitsmoment   des Ankers teilweise oder vollständig ausgleichen, und so die positiven Kraftimpulse im wesentlichen unabhängig voneinander halten. 



  Die oben beschriebenen Beispiele erschöpfen natürlich nicht die durch die Erfindung gegebenen Schaltungsmöglichkeiten. Es sind vielmehr die verschiedensten Abänderungen und anderen Ausführungsformen denkbar, ohne vom Erfindungsgedanken abzuweichen.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Schaltungsanordnung zur Erzeugung von Motorimpulsen, bei der der Motor mit einem Anker und einem Erregerfeld ausgerüstet und von einer Wechselstromquelle aus mit Strom beschickt ist, dadurch gekennzeichnet, dass Einrichtungen zum Aufrechterhalten eines fortgesetzten gleichgerichteten manetischen Er- cl <Desc/Clms Page number 3> regerflusses und Gleichrichtereinrichtungen zum Zuführen eines einweggleichgerichteten Stromes von der Stromquelle zu dem Anker zur Erzeugung von Kraftimpulsen vorgesehen sind.

   UNTERANSPRUCH Schaltungsanordnung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass Einrichtungen zum Zuführen einer Reihe kleinerer Stromimpulse von der Stromquelle zum Anker in umgekehrter Richtung in den Intervallen des gleichgerichteten Stromes vorgesehen sind, um kleine Kraftimpulse zu erzeugen, die dem Trägheits- moment des Ankers entgegenwirken und letzteres ausgleichen.