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Elektrische Folgesteuerung mit hoher Verstellgeschwindigkeit.
Zur genauen Einstellung von Gegenständen ist bei Folgesteuerungen eine möglichst geringe Steuerungsträgheit notwendig, da andernfalls starke Einstellfehlwinkel zwischen Geber und Empfänger auftreten und der ferngesteuerte Gegenstand mit seinem Arbeitsmotor zu Pendelungen um seine Sollage neigt.
Bei bekannten Einrichtungen hat man diese Nachteile dadurch zu vermeiden versucht, dass man zur Stabilisierung des Einstellvorganges noch zusätzliche Regelgrössen zur Hauptregelgrösse hinzufügte, z. B. solehe, die von der Geschwindigkeit der sich einstellenden Welle oder von der ersten Ableitung der Hauptregelgrösse nach der Zeit abhängen. Die hiezu notwendigen Einrichtungen gestalten aber die Folgesteuerungen oft sehr verwickelt und kostspielig. Ferner hat man bei bekannten Einrichtungen bereits versucht, die mechanische Trägheit des Arbeitsmotors dadurch zu verringern, dass man hochtourige Gleichstrommotoren der üblichen Bauart mit sehr langen Ankern von geringem Durchmesser ausführte.
Es ist auch bekannt, einen dauernd laufenden Arbeitsmotor mit steuerbaren elektromagnetischen Kupplungen anzuwenden.
Um ohne besondere Zusatzregelgrössen ein genaues und pendelfreies Arbeiten der Folgesteuerung zu erreichen, muss man die mechanischen und elektrischen Trägheiten der einzelnen Bauteile der Folgesteuerung von Anfang an möglichst gering machen. Die erwähnten Trägheiten treten hiebei hauptsächlich bei der Leonardsteuerung auf, u. zw. als elektrische Trägheit in der Erregerwicklung und im
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die mechanische Trägheit des durch die Steuerung zu beschleunigenden Ankers hinzukommt. Die Erfindung ist nun auf die Ausbildung einer z.
B. mit einem Leonardgenerator betriebenen elektrischen Folgesteuerung mit hoher Verstellgeschwindigkeit und herabgesetzter Steuerungsträgheit gerichtet, die eine ausserordentlich geringe elektrische und mechanische Trägheit besitzt.
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dadurch erreicht wird, dass man, wie oben erwähnt, 0 möglichst klein macht. Erfindungsgemäss wird nun als Arbeitsmotor für die Folgesteuerung eine an sich bekannte raschlaufende Unipolarmaschine verwendet, deren glockenförmig ausgebildeter Anker um einen konischen und mit einer Ölschicht bedeckten Lagerschildansatz umläuft. Bei einer solchen Unipolarmaschine ist man in der Lage, das
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werden. Diese Anordnung der Leiter hat eine sehr geringe Trägheit des umlaufenden Teiles zur Folge, da der Eisenkern des Ankers stehen bleiben kann.
Die geringe elektrische Trägheit des Ankerstromkreises wird hauptsächlich durch eine Kompensationswicklung erreicht.
Ein in der Zeichnung dargestelltes Ausführungsbeispiel zeigt eine solche gemäss der Erfindung verwendbare Unipolarmaschine im Längsschnitt in Fig. 1 und in verkleinertem Massstab im Querschnitt in Fig. 2, während Fig. 3 und 4 Abänderungen derselben darstellen. Danach besteht die Unpolarmaschine aus einem festen, die Erregerwicklung tragenden Teil 1 und aus dem glockenförmig ausgebildeten Anker 2.
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ausgebildeten Teil 6, der vom Lagerschild 7 getragen wird. Bei J ist die Stromrichtung im Anker angedeutet, N und fi zeigen die Magnetpole. Zur Lagerung der Ankerwelle dient das Lagerschild mit den Kugellagern 9, während der Anker selbst auf einer umlaufenden Ölschicht des Teiles 6 ruht.
Das Öl gelangt durch Unterdruckförderung von einem Behälter 11 am Lagerschild 7 durch einen Kanal 12 des konisehen Teiles 6 in einen Raum 13 und wird von hier aus durch die Zentrifugalkraft nach aussen in die Auffangbleche 14 geschleudert, um schliesslich wieder in den Behälter 11 zurück- zufliessen.
Die Stromzuführung geschieht über Bürsten und zwei Schleifringe. u. zw. liegt z. B. der Pluspol der Spannungsquelle über eine am Lagersehild 8 befestigte Bürste 15 an dem Schleifring 16 auf der Welle 10, während der Minuspol über mehrere am Lagerschild 7 befestigte Bürsten 17 mit einem Schleifring 18 auf dem Anker verbunden ist.
An Hand der in Fig. 2 dargestellten Richtungen des magnetischen Flusses und des Stromes ist leicht zu erkennen, dass das auf den Anker ausgeübte Drehmoment eine Linksdrehung hervorruft.
Zur Unterdrückung des die elektrische Trägheit des Ankerstromkreises hervorrufenden Ankerflusses lassen sich verschiedene Mittel anwenden. Besonders zweckmässig wird die Unterteilung des konischen Polschuhes 4 durch einen Luftspalt sein (Fig. 2), so dass der vom Anker ausgehende Fluss sich nicht über den gesamten Umfang schliessen kann. Der Luftspalt soll so klein sein, dass die Gleichmässigkeit der Verteilung des Erregerfeldes über den Ankerumfang nicht wesentlich gestört wird. Ebenso trägt eine Vergrösserung des Luftspaltes 5 zu einer Herabsetzung der Ankerrückwirkung bei - das Erregerfeld ist so stark, dass es durch einen vergrösserten Luftspalt nur unwesentlich geschwächt wird.
Das wirksamste Mittel ist die Anbringung einer Kompensationswicklung in Form von isolierten Stäben oder von einem isolierten Metallbecher 18 in Polschuhring 4 nach Fig. 3.
Mit der dargestellten Unipolarmaschine lassen sich ausserordentlich hohe Drehzahlen erzielen, da bei einer höchstmöglichen Induktion im Luftspalt von etwa 15000 Gauss und der nur ausnutzbaren einfachen Ankerleiterlänge hohe Geschwindigkeiten dieser Ankerleiter nötig sind, um zu praktisch notwendigen Spannungen von 30 bis 50 Volt zu kommen. Die Ölschicht auf der Innenseite des umlaufenden Teiles soll vor allem als Stützlager beim Durchgang durch die kritischen Drehzahlen dienen.
Statt des Aufbaues der Erregerwicklung nach Fig. 1 und 2 kann natürlich die bekannte Anordnung eines Topfmagneten nach Fig. 4 verwendet werden.