DE2218903B2 - Anordnung zur Gleichlaufregelung zwischen einem Haupt- und einem Folgemotor - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zur Gleichlaufregelung zwischen einem Haupt- und einem Folgemotor, bei der der Sollwerteingang des Drehzahlreglers des Hauptmotors mit dem versteilbaren Abgriff eines Sollwertpotentiometers verbunden ist und am Sollwerteingang des Drehzahlreglers des Folgemotors der Drehzahl-Istwert des Hauptmotors anliegt.

Anordnungen der obengenannten Art sind bekannt (BBC-Nachrichten, April bis September 1952, S. 67 und 68) und werden für kontinuierliche Fertigungen verwendet, z. B. in der Textilindustrie. In diesem Fall verlangen die Arbeitsvorgänge einen genauen Gleichlauf des Folgemotors mit dem Hauptmotor. Dieser kann in der eingangs erwähnten Weise erreicht werden oder in der Weise, daß, wie ebenfalls bekannt (Der Elektromeister, 1957, S. 384 bis 386), der Drehzahl-Sollwert des Folgemotors gemeinsam mit dem Drehzahl-Sollwert des Hauptmotors eingestellt wird. Letzteres Verfahren hat jedoch den Nachteil, daß Drehzahlschwankungen des Hauptmotors nicht auf den Folgemotor übertragen werden, so daß ein Gleichlauf der Motoren bei Einwirkung einer Störgröße auf den Hauptmotor nicht mehr gegeben ist. Aber auch beim eingangs genannten Verfahren treten Schwierigkeiten auf. Wenn der Hauptmotor einen Tachodynamo zur Abgabe des Drehzahl-Istwertes antreibt, dann reicht beim Hochfahren der Motoren, also bei Drehzahlen von weniger als 100 Umdrehungen pro Minute die Ausgangsspannung des Tachodynamos für eine wirksame Regelung des Folgemotors nicht aus, und ein Gleichlauf kann während dieser Zeit nicht gewährleistet werden.

Daher liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung der eingangs erwähnten Art so auszubilden, daß auch während des Hochfahrens der Motoren ein Gleichlauf zwischen Haupt- und Folgemotor erhalten wird, bis die Ausgangsspannung eines Drehzahlmeßgerätes am Hauptmotor für eine wirksame Gleichlaufregelung der Motoren ausreicht.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß während des Hochfahrens der Motoren der Sollwerteingang des Drehzahlreglers des Folgemotors zunächst mit dem Abgriff eines weiteren Potentiometers, dessen Verstellung gleichsinnig mit der des Sollwert-Potentiometers vorgenommen ist, verbunden ist, und daß eine Umschalteinrichtung vorgesehen ist, die bei Erreichen einer bestimmten Drehzahl des Hauptoder Folgemotors den Sollwerteingang des Drehzahlreglers des Folgemotors umschaltet, so daß er jetzt mit dem Drehzahl-Istwert des Hauptmotors verbunden ist. Jetzt steht beim Hochfahren der Motoren auch für den Folgemotor eine genügende Spannung von einer Spannungsquelle zur Verfügung, die von einem Potentiometer gleichsinnig mit der Sollwerteinstellung für den Hauptmotor abgegriffen wird, so daß der Gleichlauf schon in dieser Phase vermittelt werden kann. Sobald sich dann eine für die Regelung genügend hohe Drehzahl entweder des Hauptmotors oder des Folgemotors einstellt, wird automatisch der Sollwerteingang des Drehzahlreglers des Folgemotors auf den Drehzahl-Istwert des Hauptmotors umgeschaltet. Somit ist der Nachteil beim Hochfahren einer Anordnung der eingangs erwähnten Art beseitigt.

Die Erfindung wird nun an einem Ausführungsbeispiel und an Hand der Figuren näher erläutert. Es stellen dar

F j g. 1 und 2 je ein Blockschaltbild mit den verschiedenen Anordnungen der erfindungsgemäßen Schaltung und

F i g. 3 die Einzelheiten einer Schaltung der in F i g. 2 allgemein dargestellten Einrichtung.

F i g. 1 zeigt eine erste Schaltungsanordnung, mit einem Hauptmotor 10 und einem Folgemotor 11 für verschiedene Aufgaben. Die Motoren können entweder Gleich- oder Wechselstrommotoren sein. Der Hauptmotor 10 ist als Gleichstrommotor dargestellt, dessen Feldwicklung 10/4 mit einem nicht gezeigten Drehzahlregler verbunden sein kann, der seinerseits den Drehzahl-Sollwert von einem Sollwertpotentiometer 13 über eine Leitung 12 empfängt. Bei einem Wechselstrommotor kann dieser Drehzahl-Sollwert zur Regelung der Frequenz der Ausgangsimpulse eines gleichspannungsgesteuerten Oszillators verwendet werden. Die genaue Ausführung eines Drehzahlreglers für den Hauptmotor, dessen Sollwerteingang mit dem verstellbaren Abgriff des Sollwertpotentiometers 13 verbunden ist, ist nicht erfindungswesentlich. Das Drehzahlsignal für den Folgemotor 11 liegt an der Feldwicklung 11/4 von einem Drehzahlregler 15 des Folgemotors über eine Leitung 14 an. Der Drehzahlregler 15 kann z. B. ein Verstärker sein, der ein Gleichspannungssignal an seinem Sollwerteingang über eine Leitung 16 empfängt und zur Regelung eines Wechselstrommotors dieses in ein Wechselspannungssignal umsetzt.

Erfindungsgemäß ist eine Einrichtung 20 vorgesehen, die über eine Leitung 17 den Drehzahl-Istwert von einem über eine Verbindung 19 mit dem Hauptmotor verbundenen Tachodynamo 18 empfängt. Es sind auch andere Drehzahlmeßgeräte möglich.

Erfindungsgemäß besitzt die Einrichtung 20 ein Potentiometer 21, das mit dem Sollwertpotentiometer 13 mechanisch über die durch die gestrichelte Linie 22 dargestellte Verbindung gekuppelt ist, so daß die Verstellung des Potentiometers 21 gleichsinnig mit der des Sollwertpotentiometers 13 vorgenommen wird. Wären die Potentiometer durch elektronische Register ersetzt, dann könnten sie elektrisch gekoppelt werden, um ein Digitalsignal voll elektrisch zu übertragen. Weiterhin ist in der Einrichtung 20 eine Umschalteinrichtung 24 vorgesehen, die entweder in Abhängigkeit vom Dreh-

zahl-Istwert des Hauptmotors 10, wie in F i g. 1 gezeigt, oder in Abhängigkeit vom Drehzahl-Istwert des Folgemotors 11, wie in Fig.2 gezeigt, den Sollwerteingang des Drehzahlreglers 15 des Folgemotors entweder mit dem Abgriff des Potentiometers 21 oder mit dem Drehzahl-Istwert des Hauptmotors auf der Leitung 17 verbindet. Dafür kann in der Umschalteinrichtung 24 der Drehzahl-Istwert mit einer festen Bezugsspannung verglichen werden, wobei während des Hochfahrens der Motoren der Sollwerteingang des Drehzahlreglers für den Folgemotor mit dem Potentiometer 21 verbunden ist, und die Umschaltung auf den Drehzahl-Istwert dann erfolgt, sobald der Drehzahl-Istwert die Bezugsspannung überschreitet. In F i g. 2 ist außerdem die Ableitung des Drehzahl-Istwerts von der Ankerspannung des Folgemotors 11 gezeigt, die der Umschalteinrichtung über eine Leitung 23 zugeführt ist.

Fig.3 zeigt die Schaltungseinzelheiten eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Einrichtung 20. Über die Leitung 17 liegt der Drehzahl-Istwert vom Tachodynamo 18 an und über die Leitung 23 der von der Ankerspannung abgeleitete Drehzahl-Istwert des Folgemotors. Die Leitung 17 über die Reihenschaltung mit der Diode 30 und den Widerständen 31, 32 an einem Ruhekontakt 33 eines Relais geführt, das außerdem noch einen Ruhekontakt 34 und ein bewegliches Kontaktstück 35 aufweist. Wie die gestrichelte Linie 37 zeigt, läßt sich das bewegliche Kontaktstück entweder mit dem Ruhekontakt 33 oder mit dem Ruhekontakt 34 durch die Erregerwicklung 38 des Relais verbinden, wie nachstehend näher erläutert wird. Der Ruhekontakt 34 ist an den Abgriff des Potentiometers 21 gekoppelt.

Ein Kondensator 40 ist zwischen Masse und dem Verbindungspunkt der beiden Widerstände 31 und 32 geschaltet. Ein Potentiometer 41 und ein Potentiometer 42 sind in Reihe zwischen dem beweglichen Kontaktstück 35 und Masse geschaltet, die in dieser Schaltung als gemeinsamer Bezugspunkt dient. Das Potentiometer 42 erleichtert den Abgleich der Schaltung nach ihrer Fertigstellung und das Potentiometer 41 gestattet die Grobeinstellung. Der Abgriff des Potentiometers 41 ist mit der Leitung 16 verbunden,· die zum Sollwerteingang des Drehzahlreglers 15 für den Folgemotor führt.

Die Leitung 23 ist über einen Widerstand 43 an einen gemeinsamen Schaltungspunkt 44 geführt. Zwischen Punkt 44 und Masse sind ein Glättungskondensator 45. ein Widerstand 46 und vier Dioden 47 bis 50 geschaltet. Diese Dioden vermitteln einen Bezugswert, mit dem das Signal auf der Leitung 23 verglichen wird, um das Ende der Einschaltperiode festzustellen. Zwischen Punkt 44 und der Basis eines ersten NPN-Transistors 52 liegt ein Widerstand 51, wobei der Transistor 52 mit einem zweiten NPN-Transistor 53 zu einer Schmitt-Trigger-Schaltung gekoppelt ist. Der Kollektor des Transistors 52 ist über einen Widerstand 54 an eine Spannungsversorgungsleitung 55 geführt sowie über eine Parallelschaltung aus einem Widerstand 56 und einem Kondensator 57 an die Basis des Transistors 53. Ein Widerstand 58 ist zwischen die Basis des Transistors 53 und Masse geschaltet. Die Emitter der Transistören 52 und 53 sind miteinander verbunden und dann über eine Diode 60 an Masse geführt. Der Kollektor des Transistors 53 ist über eine Reihenschaltung aus einem Widerstand 61 und der Erregerwicklung 38 mit der Spannungsversorgungsleitung 55 verbunden. Ein Widerstand 62 ist zum Widerstand 61 und der Erregerwicklung parallel geschaltet.

Im Betrieb wird die Einrichtung zuerst durch eine Spannung auf der Leitung 55 erregt. Jetzt stehen noch der Haupt- und der Folgemotor, und die Potentiometer 13 und 21 befinden sich in ihren Nullstellungen. Von der Spannungsversorgungsleitung 55 fließt Strom über den Spannungsteiler mit den Widerständen 54,56 und 58 an Masse, wodurch eine Vorspannung an der Basis des Transistors 53 anliegt. Über den Widerstand 62 sowie über die mit dem Widerstand 61 in Reihe geschaltete Erregerwicklung 38 gelangt die Spannung an den Kollektor des Transistors 53. In diesem Schaltzustand sperrt der Transistor 52, jedoch ist der Transistor 53 durchgeschaltet, wobei sein Kollektorstrom durch die Erregerwicklung 38 fließt. Das Relais zieht an, wobei der bewegliche Kontakt 35 vom Kontakt 33 auf den Ruhekontakt 34 umschaltet. Dementsprechend wird das Signal bei erregtem Relais 38 vom Potentiometer 21 abgegriffen. Dann wird das Sollwert-Potentiometer 13 schrittweise verstellt, um sowohl den Hauptmotor 10 als auch den Folgemotor 11 anzulassen, wodurch diese mit niedriger Drehzahl anfahren können, und womit die Einstellung z. B. einer Textilverarbeitungsmaschine oder anderer Bearbeitungsvorgänge in Abhängigkeit von den durch die Motoren gesteuerten Funktionen gestattet ist.

Wenn die Drehzahl beider Motoren schrittweise zunimmt, erhöht sich entsprechend die auf der Leitung 23 anliegende Ankerspannung des Folgemotors 11. Damit erhöht sich auch der Wert der über den Widerstand 43 an den Schaltungspunkt 44 geführten Spannung, bis sie den Spannungsabfall an den Dioden 47 bis 50 übersteigt. Bei Erreichen des vorgegebenen Sollwerts gelangt dann ein Signal über den Widerstand 51 an den Transistor 52, der darauf schnell durchsteuert. Nach der bekannten Wirkung des Schmitt-Triggers sperrt der Transistor 53 und über die Erregerwicklung 38 fließt kein Strom. Der Kontakt 35 fällt auf den Kontakt 33 zurück, wodurch der Stromkreis geschlossen wird, in welchem der Drehzahl-Istwert auf der Leitung 17 über den Kontakt 33 und das Kontaktstück 35 an die Leitung 16 gelangt, jetzt wird die Drehzahl des Folgemotors durch den Tachodynamo 18 geregelt.

Wie allgemein in F i g. 1 gezeigt wird, kann die Umschalteinrichtung auch direkt mit der Leitung 17 verbunden werden, so daß das Signal zum Schalten von der gleichen Quelle abgeleitet wird, die auch den Drehzahl-Istwert des Hauptmotors abgibt. Die in F i g. 2 gezeigte Schaltanordnung stellt wegen des leichten Einbaus in eine Nachführung mit dem Tachodynamo, ohne Rücksicht darauf, ob die Ausgangsspannung des Tachodynamos 18, 50 oder 100 V je 1000 U/min beträgt, das bevorzugte Ausführungsbeispiel der Erfindung dar. Zu berücksichtigen ist, daß die Genauigkeit am Ausgang des Tachodynamos selbst eine Funktion der Laständerungen ist, die an den Ausgangsklemmen des Tachodynamos anliegen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Anordnung zur Gleichlaufregelung zwischen einem Haupt- und einem Folgemotor, bei der der Sollwerteingang des Drehzahlreglers des Hauptmotors mit dem verstellbaren Abgriff eines Sollwertpotentiometers verbunden ist und am Sollwerteingang des Drehzahlreglers des Folgemotors der Drehzahl-Istwert des Hauptmotors anliegt, dadurch gekennzeichnet, daß während des Hochfahrens der Motoren (10, 11) der Sollwerteingang des Drehzahlreglers (15) des Folgemotors (11) zunächst mit dem Abgriff eines weiteren Potentiometers (21), dessen Verstellung gleichsinnig mit der des Sollwertpotentiometers (13) vorgenommen ist, verbunden ist und daß eine Umschalteinrichtung (24) vorgesehen ist, die bei Erreichen einer bestimmten Drehzahl des Haupt- oder Folgemotors den Sollwerteingang des Drehzahlreglers des Folgemotors (11) umschaltet, so daß er jetzt mit dem Drehzahl-Istwert des Hauptmotors (10) verbunden ist.