AT100940B - Selbsttätige, durch einen elektrischen Regelmotor angetriebene Regeleinrichtung. - Google Patents

Description

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  Selbsttätige, durch einen elektrischen   Regelmotor angetriebene Begeleinrichtnng.   



   Gegenstand der Erfindung bezieht sich auf selbsttätige Regeleinrichtungen, deren Regler durch einen Elektromotor betätigt wird, in dessen Stromkreis zwei oder mehrere Spannungen (z. B. eine   kon-   stante und eine dem Ist-Wert der zu regelnden Grösse proportionale) bei Übereinstimmung von Ist-und Sollwert der zu regelnden Grösse einander das Gleichgewicht halten. Die bekannten   Ausführungen   dieser Art genügen nur in den seltensten Fällen den Forderungen der Praxis, da sie nebst anderen Nachteilen eine grosse Unempfindlichkeit besitzen. Der Regelmotor braucht nämlich, um das Regelorgan zu bewegen, eine gewisse Mindeststromstärke, die bei diesen Anordnungen aber erst bei einer dieser entsprechenden Abweichung des Ist-und Sollwertes erreicht werden kann.

   Ausserdem ergibt sich natürlich bei einer solchen Regeleinrichtung noch der Nachteil, dass die Regelgeschwindigkeit von der jeweils im Regelmotorstromkreis auftretenden Differenzspannung abhängt und daher nicht begrenzt werden kann, was unter Umständen eine Überregelung mit all ihren Nachteilen hervorruft. Man ist ferner nicht in der Lage, das Regelgesetz im Bedarfsfalle zu ändern. 
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 spannungsquelle vorgesehen ist, welche störende Nebeneinflüsse kompensiert, oder sonstige   zusätzliche   Regelvorgänge ermöglicht. 



   Einige Ausführungsformen der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt. Fig. 1 zeigt das Schaltschema einer Anordnung zur Drehzahlregelung mit grosser Empfindlichkeit und innerhalb des Regelbereiches konstanter Regelgesehwindigkeit. Die Maschine B besitzt einen Drehzahlregler G, der vom elektrischen Regelmotor R eingestellt wird. Im Stromkreis des Regelmotors   Rliegen   zwei einander entgegenwirkende Spannungsquellen L und   T.   Die erste gibt eine konstante Spannung (Leitspannung) ab, die den angestrebten Soll-Wert der zu regelnden Drehzahl bestimmt ; die zweite ist eine mit der zu regelnden Maschine B gekuppelte Tourendynamo, ihre Spannung entspricht also dem   tatsächlich   vorhandenen Ist-Wert der Drehzahl.

   Die Tourendynamo   T   ist so bemessen, dass ihre Spannung bei Übereinstimmung von Ist-und Sollwert der Drehzahl der Spannung des   Leitgenerators   L das Gleichgewicht hält. Der Stromkreis des Regelmotors   R   enthält im Sinne der Erfindung noch eine weitere Spannungquelle   K : Durch entsprechende   Wahl dieser Zusatzspannungsquelle kann man   beliebige Eigenschaften   der Regeleinrichtung, wie z. B. höhere Empfindlichkeit, begrenzte oder konstante Regelgeschwindigkeit erreichen.

   Zur Erzielung grosser Empfindlichkeit allein genügt es, die Ohmschen Widerstände des Regel-   motorstromkreises   mittels der zusätzlichen Spannungsquelle zu kompensieren. hiebei tritt schon bei einem geringen Unterschied zwischen Ist-und Sollwert der zu regelnden Grösse im Regelmotorstromkreis ein zum Ingangsetzen des Regelmotors genügend starker Strom auf. Andererseits kann man die Regelgeschwindigkeit dadurch beeinflussen, dass man die dem Regelmotor   R aufgedrückte Summenspannung   mitHilfe   derzusatzspannungs quelle K in eine beliebig wählbareabhängigkeit   von der Abweichung zwischen Ist-und Sollwert der zu regelnden Grösse bringt. Auf diese Weise erreicht man z. B. konstante Regel- 
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 spannung der Maschinen L und T auf eine praktisch konstante Spannung ergänzt.

   Die Maschine   K   (im folgenden Kompensationsgenerator genannt) besitzt zu diesem Zweck zwei voneinander unabhängige magnetische Kreise, denen je eine   Erregerwicklung     P2   bzw. Fi zugeordnet ist.   Die Erregerwicklung. F   

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 ist vom Regelstrom durchflossen und ihr magnetischer Kreis ist stark gesättigt, so dass die dadurch erzeugte Teilspannung im Regelbereich annähernd konstant ist.   Die Erregerwicklung F] hingegen Ist   an die jeweils auftretende   Differenzspannung E   gelegt und ihr magnetischer Kreis ist   schwach gesätt ; gt,   so dass die von diesem erzeugte Teilspannung der Drehzahldifferenz ungefähr proportional ansteigt.

   Die beiden Erregungen sind so angeordnet, dass die von ihnen erzeugten Teilspannungen einander entgegenwirken und somit eine Gesamtspannung E'ergeben, die in Summe mit der Differenzspannung E im Regel- 
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 die für jede Drehzahldifferenz   11" Fich   ergebende, dem Motor aufgedrückte   Summenspannung A. Durch   den Einbau eines   Kompensationsgenerators. K in   den Regelstromkreis wird die Empfindlichkeit ver- 
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 mit Kompensationsspannungsquelle schon bei viel kleineren Drehzahlabweichungen erreicht wird, als bei den bekannten Anordnungen. 



   An Stelle des bisnun beschriebenen Kompensationsgenerators kann man auch zwei einander entgegengeschaltete Teilspannungsquellen verwenden. Die eine ist dann eine starkgesättigte Serienmaschine und die andere eine schwachgesättigte Nebenschluss- oder fremderregte Maschine, deren Erregung von der Abweichung zwischen Ist-und Sollwert der zu regelnden Grösse abhängt, also z. B. an der D'fferenzspannung E liegt. Die starkgesättigte   Serienmaschine   kann auch durch eine nur während des Regelvorganges wirkende konstante Spannungsquelle ersetzt werden, der dann d'e   sehwaehgesättigte   Nebenschlussmaschine   entgegengecl1altet   ist.

   Diese Zusatzspannungsquelle kann man auch so bemessen, dass sie nur die Ohmschen Widerstände kompensiert, dann muss man aber zur Begrenzung des Regelstromes oder auch zur Konstanthaltung der Regelgeschwind gkeit in den   Regelstromkreis énen Strombegrenzer   einbauen, der so bemessen sein muss, dass der Strom nur bis zu einem bestimmten Wert ansteigen kann, bzw. im Regelbereich konstant gehalten wird. 



   Fig. 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung in Anwendung auf einen Glefehstromantrieb mit Steuerdynamo. Die schon beschriebenen Regeleinrichtungen werden hier verwendet, um den eindeutigen Zusammenhang zwischen der Drehzahl des Arbeitsmotors   if   und der Spannung der Steuerdynamo S (bzw. der aus der Steuerdynamo S und dem   Netz N hervorgebrachten Summenspannung)   herzustellen. Die durch letztere gegebene Solldrehzahl des   Arbeitsmotors M   ist also nicht wie im ersten Ausführungsbeispiel eine Konstante, sondern wird dem Steuervorgang entsprechend verändert.

   Es muss daher im Regelkreis, dessen Anordnung und Bezeichnung in der Figur vollkommen dem früheren Aus-   führungsbeispiel entspricht,   eine proportional mit der Spannung der Steuerdynamo S   veränderliche     Leit-   
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 vorgesehen, der mit dem die Spannung der Steuerdynamo beherrschenden Steuerwiderstand   Ifs   zwangläufig gekuppelt ist. Mit dem Arbeitsmotor M ist wie früher eine Tourendynamo T gekuppelt, der Leitgenerator L und der Kompensationsgenerator K können einen besonderen Antrieb erhalten oder gleich 
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 einander verschiedenen Werten gleichgehalten werden sollen, ist   beispielsweise In einer Papiermaschine   mit Mehrmotorenantrieb gegeben. Die Anordnung ist in Fig. 4 gezeichnet, wobei der Einfachheit halber drei Motoren M angenommen wurden.

   Diese sind in Leonardschaltung mit dem Steuergenerator S ver- 
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   pensationsgeneratoren AI sind   miteinander gekuppelt und werden von   einem Gleichstromnebenschluss-   motor gemeinsam angetrieben, der gleichfalls elektrisch vom   Steuergenerator S   abhängt. Die Tourendynamos T sind mit den Antriebsmotoren M gekuppelt. Sämtliche Feldwicklungen werden von der Erregermaschine B des   Steuergenerators   gespeist. 



   Die Zugregelung der Papiermaschine wird durch Änderung der Erregung der entsprechenden Tourendynamo T eingestellt.   Z.'B.   wird die Sollgeschwindigkeit eines Antriebsmotors erhöht, indem durch den Nebenschlussregler WT das Feld von T   geschwächt wird ; dadurch   sinkt die Spannung von T und es folgt eine Geschwindigkeitszunahme. Die so erreichte neue   Geehwind'gkeit   wird dann, wie bereits geschildert, vom Regelkreis konstant gehalten. Das beschriebene Regelverfahren lässt sich auch auf   Drehstromkollektormotoren   anwenden. Es wirkt dann der   Regelmotor R auf   deren verstellbare Bürsten-   brÜcken   ein. 

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   Die Fig. 5 zeigt eine Ausführungsform der Erfindung zur Konstanthaltung des Leistungsfaktors einer   Wechsdstromanlage.   C ist der den kompensierenden Blindstrom liefernde Synchronmotor, dessen Blindstromabgabe in bekannter Weise durch Regelung seines   Erregerstromes   verändert wird. Zu diesem Zweck ist in den Erregerkreis des Motors C ein Regelwiderstand   W c eingeschaltet,   der durch den Regelmotor R verstellt werden kann. Im Stromkreis dieses Motors liegen wieder die Leitspannungsquelle L, die   Kompensationsspannungsquelle     J   und eine vom Phasenzeiger beeinflusste Spannungsquelle T. Die Spannungsquellen T und L sind einander entgegengesehaltet und ihre Spannungen halten sich bei Übereinstimmung von Ist-und Sollwert des cos   (p   das Gleichgewicht.

   Die Dynamomaschinen T, L und K werden mit konstanter Drehzahl, z. B. vom Synchronmotor C angetrieben. Der an das Netz angeschlossene Phasenzeiger ist derart bemessen, dass er den mit ihm mechanisch gekuppelten Regelwiderstand   IFs,   der im Erregerkreis der Dynamo T liegt, verstellen kann. Dadurch wird bei einem Abweichen des cos   tp   von seinem Sollwert der Regelwiderstand   WB   verstellt und dementsprechend der Erregerstrom und damit die Spannung der Dynamo T geändert und dadurch wie früher der Regelvorgang eingeleitet. Der Regel-   motor R verstellt hiebei den Erregerkreiswiderstand l so lange, bis der vom Synchronmotor Cgelieferte Blindstrom dem gewünschten Wert des cos (p entspricht.   



   PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Selbsttätige, durch einen elektrischen Regelmotor angetriebene Regeleinrichtung, in dessen Stromkreis zwei oder mehrere Spannungen bei Übereinstimmung von Ist-und Sollwert der zu regelnden Grösse einander das Gleichgewicht halten, gekennzeichnet durch eine weitere, den Regelmotor beeinflussende Spannungsquelle zur Erzielung zusätzlicher Regelvorgänge.

Claims (1)

1. 2. Ausführungsform nach Anspruch l, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusatzspannungsquelle derart selbsttätig veränderlich ist, dass sie die Ohmschen Spannungsabfälle im Regelsystem, insbesondere im Hauptstromkreis des Motors kompensiert.

   3. Ausführungsform nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusatzspannungsquelle derart selbsttätig veränderlich ist, dass die Regelgeschwindigkeit praktisch unabhängig vom Betrage der Differenz zwischen Ist-und Sollspannung, vorzugsweise konstant gehalten wird.

   4. Ausführungsform nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusatzspannungsquelle aus zwei Teilspannungsquellen zusammengesetzt ist, von denen die erste eine vom Strom oder von der Differenz zwischen Ist-und Sollspannung abhängige Spannung erzeugt, während die andere vom Strom oder der Differenzspannung unabhängig ist.

   5. Ausführungsform nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusatzspannungsquelle zusammengesetzt ist aus einer starkgesättigten Serienmaschine und einer schwachgesättigten Nebenschluss-oder fremderregten Maschine, deren Erregung von der Abweichung zwischen Ist-und Sollwert der zu regelnden Grösse abhängt.

   6. Ausführungsform nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusatzspannungsquelle (K) als eine einzige Maschine ausgebildet ist, die zwei voneinander unabhängige magnetische Kreise verschiedener Sättigung und zwei diesen zugeordnete Erregungen besitzt, wovon die eine (lJ'2) vom Strom und die andere von der Abweichung zwischen Ist-und Sollwert der zu regelnden Grösse abhängt (Fig. 1).

   7. Ausführungsform nach den Ansprüchen 1 bis 6, gekennzeichnet, durch einen Strom-oder Spannungsbegrenzer im Regelmotorstromkreis, der den Strom bzw. die Klemmenspannung des Regelmotors und damit die Regelgeschwindigkeit im Regelbereich praktisch konstant hält.

   8. Ausführungsform für Arbeitsmotoren, deren Drehzahl durch die Spannung eines Steuergenerators bestimmt wird (z. B. Leonardantrieb), mit selbsttätiger Nachrcgelung des Arbeitsmotors nach den Ansprühen 1 bis 7, gekennzeichnet durch eine mit dem Arbeitsmotor (M) gekuppelte Tourendynamo (T), einen mit dem Steuergenerator (S) gekuppelten Leitgenerator (L) als Vergleichsspannungsquelle, dessen Spannung zugleich mit der des Steuergenerators verändert wird, und eine mit der Tourendynamo, dem Leitgenerator und einem Regelmotor (R) in Reihe liegende, gleichfalls mit dem Steuergenerator gekuppelte Zusatzmaschine (Kompensationsgenerator K) (Fig. 3).

   9. Ausführungsform nach den Ansprüchen 1 bis 7, für mehrere zugleich zu regelnde Arbeitsmotoren, dadurch gekennzeichnet, dass die Kompensationsgeneratoren (K) und die Leitgeneratoren (L) mehrerer Motoren unmittelbar miteinander gekuppelt sind und von einem gemeinsamen Motor angetrieben werden.

   10. Ausführungsform nach Anspruch 9, insbesondere für Mehrmotorenantrieb von Arbeitsmaschinen, wie Papiermaschinenantriebe u. dgl., dadurch gekennzeichnet, dass für mehrere Regelstromkreise ein gemeinsamer Leitgenerator verwendet wird (Fig. 4).

   11. Ausführungsform nach den Ansprüchen 1 bis 7, zur Regelung des Leistungsfaktors von Wechselstromanlagen, dadurch gekennzeichnet, dass im Anker-oder Erregerstromkreis eines die Phasenver- schiebung in an sich bekannter Weise beeinflussenden Regelmotors (R) eine Leitspannungsquelle (L) EMI3.1