AT201722B - Schaltung für Regler - Google Patents

Description

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  Schaltung für Regler 
Bei stetigen Reglern erfolgt die Verstellung des Stellgliedes z. B. eines Elektromotors'bei Auftreten einer Regelabweichung in der einen oder anderen Richtung vom. Sollwert mit Hilfe einer am Reglerausgang liegenden Schalteinrichtung, die so lange Dauerkontakt im Schaltkreis des Stellgliedes gibt, bis die Regelabweichung wieder verschwunden ist. 



  Diese Schalteinrichtung im Reglerausgang besteht im allgemeinen aus zwei Relais, von denen eines bei Überschreiten des Sollwertes und das andere bei Unterschreiten des Sollwertes anspricht. Die 
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 des Stellgliedesführt jedoch bei trägen Regelkreisen   vielfach   zu   Pendelungen   um den eingestellten Sollwert, die unerwünscht sind. 



   Gegenstand der Erfindung ist eine Schaltung für Regler, deren Eingangskreis mit einer der Regelabweichung entsprechenden Spannung oder einem ihr entsprechenden Strom beaufschlagt ist und in   dessen Ausgangskreis   eine das Stellglied steuernde   Schalteimichtung   liegt, die die oben genannten Nachteile vermeidet.

   Erfindungsgemäss ist der Regler mit einem weiteren Eingangskreis versehen, der durch Kontakte der im   Ausgangskreis   liegenden Schalteinrichtung gesteuert wird und einen der 
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 speisten ersten Eingangskreises zeitabhängig aufhebt, wobei der zeitliche Verlauf dieses Gegenstromes im Verhältnis zu dem der Regelabweichung entsprechenden Strom im ersten Eingangskreis so ausgebildet ist,   dass     als Stellgrösse   Impulse entstehen und die Dauer bzw. die zeitlichen Abstände dieser 
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 durch Stellimpulse, die   bei kleiner Regelabwei-   chung kurz sind und lange Pausen haben, bei grösserer   Regelabweichung bei verkürzter   Pause lang und schliesslich bei grossen Regelabweichunggen zum Dauerkontakt werden.

   Es ist hiedurch ein Pendeln des Regelvorganges um den eingestellten Sollwert praktisch vollkommen vermieden und eine besonders feinfühlige Regelung erreicht. 



    Die Ernnd'ung wird im folgenden an Hand der in den Figuren der Zeichnung dargestellten Aus-   führungsbeispiele näher erläutert. Bei den Schaltungsbeispielen nach den Fig.   l,   2 und 3 findet als Regler ein Magnetverstärker Anwendung, während Fig. 4 ein Beispiel mit einem   Relaisverstärker   in Form eines Drehspulrelais als Regeleinrichtung betrifft. 



   In Fig.   l. bedeutet   1 einen   M3 ! gnetverstärker mit   zwei Eingangswicklungen W1 und W2, von denen die Wicklung   W1 in   an sich bekannter Weise von der Regelabweichung beaufschlagt ist. Die Regelabweichung tritt an den Klemmen 2 in Form einer Spannung oder eines Stromes auf. Im Ausgangs-   kreis des. Magnetverstärkers liegt   eines aus den Relais R1 und   R2   aufgebaute Schalteinrichtung. Die zwischen dem Eingang und dem Ausgang liegenden Schaltelemente des Magnetverstärkers sind für das Verständnis der Erfindung nicht wesentlich und daher nicht dargestellt. Eines der Relais im   Ausgangskreis   ist positiven und das andere negativen Regelabweichungen zugeordnet.

   Die zweite   Eingangswicklung W 2 führt   einen der   Regelabwei-   chung   entgegengerichteten   und ihr zeitlich nacheilenden Strom. Das zeitliche Nacheilen dieses   Gegenstromes gegenüber   der Regelabweichung ist im vorliegenden Fall durch die Eigenzeit des Verstärkers gegeben, die der Magnetisierungszeit der   Drosselspulen des Magnetverstärkers zuzüglich   der Umschlagzeit des jeweils erregten Relais im Ausgangskreis entspricht. Die Eigenzeit des Verstärkers ist so gross, dass sich die der Regelabweichung entsprechende Magnetisierung der Drosselspulen des   Verstärkers   bereits ausgebildet hat, wenn der Gegenstrom durch die Relaiskontakte eingeschaltet wird. 



   Die Schaltung   nach Fig. l   ist so getroffen, dass die Gegenwicklung W2 über die parallel geschalteten Kontakte   Tl   und   T2   der im Ausgangskreis 
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R ;, gegensinnig anGeoenwicklung W2 liegt ausserdem ein regelbarer Widerstand 5. 



   Die Einrichtung arbeitet wie folgt : Bei Auftre- 

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 ten einer Regelabweichung an den Klemmen 2   fliesst   ein entsprechender Strom durch die Ein-   gangswick1ung   g W1, der am Verstärkerausgang nach einer durch die   Eigenzeit des Verstärkers bestimm-   ten Verzögerung in Erscheinung tritt und je nach seiner Polarität das Relais   Ri odeur   das Relais R2 zum Ansprechen bringt. Über Kontakt   r, oder i-"   des jeweils eingeschalteten Relais wird nun die 
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W 2angeschlossen. Nach einer bestimmten Zeit kommt der durch die Wicklung W2   fliessende   Gegenstrom voll zur Wirkung und der Verstärkerausgang wird stromlos, so dass das Relais R1 oder R2 abfällt.

   Der Stromkreis der Gegenwicklung wird durch den zugehörigen Relaiskontakt r1 bzw. r2 wieder   geöffnet.   



    Die Dauer der Relaiseinschaltung entsprioht   einem Stellimpuls für das Stellglied, das von weiteren 
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 wird. Wenn der der Regelabwei-er die   Wirkung des den ersten Eingangskreis spei-   senden Stromes auShebt und der Ausgang stromlos wird. Wenn die Regelabweichung grösser ist und der Strom im   Ausgangskreis   die Ansprechstromstärke der Relais um einen grösseren Betrag übersteigt, so muss auch der Gegenstrom in der zweiten Eingangswicklung, der die   Wirkung des Stro-   mes in der ersten   Eingangswicllung   aufhebt, auf einen   grösseren   Wert ansteigen, um den Ausgangskreis wieder stromlos zu machen. Dafür ist aber   eins längere Zeit erforderlich   als im ersten Fall.

   Es ist somit die Zeitdauer, während welcher der Ausgangskreis stromdurchflossen ist und die Relais angezogen sind, je nach der Grösse der Regelabweichung verschieden, wodurch aber auch die Dauer der   Stellimpulss von   der   Regelabweichung abhän-   gig ist. Nach öffnen des   Kontaktes   oder r2 
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 es bei WeiterbestehenAufladung der Kondensator 3 und der Widerstand 4 massgebend sind. Während der   Aufladung   des Kondensators 3   fliesst   durch die Gegenwicklung Strom, der ein neuerliches Anziehen des entsprechenden Relais im Ausgangskreis verhindert, auch wenn eine Regelabweichung an den Klemmen 2 noch aufrecht ist. Dieser Zustand entspricht einer Pause zwischen den Stellimpulsen für das Stellglied.

   Zu einem neuerlichen Ansprechen eines der Relais im Ausgangskreis kommt es bei aufrechter   Regelabwei-   chung erst dann, wenn der der Regelabweichung entsprechende. Strom durch die Wicklung W, den Ladestrom des Kondensators   3, der über die Wick-     lung W fliesst und   mit zunehmender Aufladung langsam kleiner wird, soweit überwiegt, dass im   Verstärkerausgang die Ansprechstromstärke   für eines der Relais erreicht ist. Das trifft nach einer umso kürzeren Zeit ein, je grösser die Regelabweichung ist, so dass sich bei grossen Regelabweichun- gen kurze Impulspausen und bei   Meinen Regelab-   weichungen langere Impulspausen einstellen. Mit dem Widerstand 4 kann der Ladestrom des Kondensators 3 und damit die Dauer der Impulspausen verändert werden. 



   Bei grossen Regelabweichungen ist der an den Klemmen 2 auftretende Strom so gross, dass die Drosselspulen des   Magnetverstärkers   weit im Sätti-   gungsgebiet   arbeiten. Der über die Wicklung W2   nisbende   Gegenstrom kann mit Hilfe des Widerstandes 5 so eingestellt werden, dass im Ausgangskreis der zum Halten der Relais erforderliche Strom bestehen bleibt, auch, wenn der Gegenstrom seine volle Höhe erreicht hat. In diesem Fall bleibt das Relais angezogen und gibt solange Dauerkontakt im Schaltkreis des Stellgliedes, bis die Regelabweichung wieder so klein geworden ist, dass der Gegenstrom den der Regelabweichung entsprechenden Strom soweit schwächt, dass das Relais abfallen kann.

   Es kommen dann wieder auf die oben ge- 
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Während in der Schaltung nach Fig. 1 der Gegenstrom von dem der Regelabweichung entsprechenden Strom oder der entsprechenden Spannung 
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 beiFig. 2 und 3 eine fremde Spannungsquelle vorgesehen. Die Gegenwicklung W2 liegt hier in der Diagonale einer Brückenschaltung, die über die Klemmen 6 und 7 und das Potentiometer 8 mit Gleichspannung versorgt wird. Die   Brückenschal-   tung selbst ist   aus   den paarweise praktisch gleichen   Widerständen   9,   9'und   den ebenfalls praktisch gleichen Kondensatoren 10, 10'mit regelbaren   Ladewiderständen     11,   11'aufgebaut.

   Die Konden-   satoren   10 und 10'mit den zugehörigen Ladewiderständen 11, 11'sind durch Kontakte   T1   bzw.   T2   zweier Relais   Überbrückt,   die, wie im Beispiel nach Fig. 1, die im   Verstärkerausgangskreis liegende   Schalteinrichtung bilden. Diese Relais sind in Fig. 2 
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 dargestsllt.weichung in der einen Richtung und das andere einer Regelabweichung in der anderen Richtung zugeordnet. Die Regelabweichung tritt als Strom oder Spannung an den Klemmen 2 der Eingangswicklung W1 des Magnetverstärkers auf. 



   Wenn die Kontakte   T1. und 72   offen sind, wer- 
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 einer Regelabweichung an, dann wird z. B. der Kontakt   r 1. geschlossen   und durch die Wicklung W2 fliesst ein Gegenstrom zum Strom in der Wicklung W, vom Pluspol an der Klemme 7 über die Widerstände 9'und 12 die Wicklung W2, und weiter über den Kontakt 1 und den Abgriff des Widerstandes 8 zum Minuspol an der Klemme 6. 



  Dies hat zur Folge, dass das Relais im Ausgangskreis des Verstärkers wieder abfällt, weil der Gegenstrom, der dem der Regelabweichung entsprechenden Strom entgegenwirkt, den Ausgang des Magnetverstärkers stromlos macht. 

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   Gleichzeitig mit dem Schliessen des Kontaktes   r,   wird der Kondensator 10 entsprechend der durch seine Kapazität und die Grösse des Widerstandes 11 gegebenen (Zeitkonstante entladen. Beim öffnen des Kontaktes   Tl   wird nun der   Kondensator   10 wieder aufgeladen. Der Ladestrom fliesst auch über die Wicklung W2 und hält den Verstärkerausgang auch bei bestehender Regelabweichung stromlos. 



  Das entspricht einer Pause zwischen den vom RelaisimVerstärkerausgangabgegebenenStellimpulsen an das Stellglied. Die Länge der Pause ist von der Bemessung des Kondensators 10, des Widerstandes 11 und   de. r Grösse der Regelabweichung   abhängig. Erst wenn der Kondensator 10 aufgeladen oder praktisch aufgeladen ist, wird die Ge-   genwicklung W2   stromlos und sofern noch eine Regelabweichung an den Klemmen 2 vorhanden ist, spricht das zugeordnete Relais im Ausgang wieder an und gibt einen weiteren Stellimpuls an das Stellglied ab, wobei sich die geschilderten Vor- 
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   Der in Serie mit der Wicklung   W2   liegende Widerstand 12 dient zur Begrenzung des Gegenstromes und bestimmt den Grad der Regelabweichung, bei dem der Gegenstrom die Relais im Aus-   gangskreis   mehr zum Abfallen bringen kann, so dass sie im Schaltkreis des Stellgliedes Dauerkon-   tal' ; geben.    



   Die Schaltung nach Fig. 3 arbeitet im Prinzip ähnlich wie die Schaltung nach Fig. 2. Sie stellt insofern eine Vereinfachung gegenüber der Schaltung nach Fig. 2 dar, als der Widerstand 14 beiden Kondensatoren 13, 13'gemeinsam als Ladewiderstand   zugeordnet ist.'Die   im Ausgangskreis des Verstärkers liegenden zwei Relais weisen je zwei Kontakte   Tl   und r1' bzw. r2 und r2' auf.

   Der Kontakt   Tl.   bzw. r2 überbrückt unmittelbar den Kon-   densato : 13 bzw. 13'und   die Kombination Kondensator und Ladewiderstand wird in beiden Brückenhälften durch einen weiteren Relaiskontakt 
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    fsich dar   entsprechende Kondensator über den beiden Kondensatoren gemeinsamen Widerstand 14 auf, wobei der Ladestrom über die Gegenwicklung W, fliesst und, wie in der Schaltung nach Fig. 2, die Pause zwischen zwei Stellimpulsen bewirkt. 



   In den Schaltungen nach Fig. 2 und 3 ist die Grösse der an der   Brückenschaltung   liegenden Gleichspannung mit Hilfe des Potentiometers 8 einstellbar. Durch Veränderung dieser Spannung ist neben der Einstellmöglichkeit durch die Widerstände 11,   il', 12,   14 eine weitere Einstellmöglichkeit sowohl für die Dauer der Stellimpulse als auch für die Dauer der Impulspausen gegeben, so dass die dargestellten Schaltungen an verschiedene Regelanlagen angepasst werden können. Ausserdem vemindert der Widerstand 8'einen Kurzschluss der Stromquelle 6,7 wenn im Störungsfall beide Relaiskontakte   Tl   und r2 bzw.   r/, r ;/ geschlossen   sein sollten. 



   Fig. 4 zeigt eine Ausführungsform der Erfindung bei einem Regler mit Drehspulrelais. Es besitzt zwei   gegensinnig geschaltete Eingangswick-   lungen. Die eine Wicklung D1 wird in bekannter Weise von dem der Regelabweichung entsprechenden Strom oder der entsprechenden Spannung über die Klemmen 15, 16 beaufschlagt. Die andere Wicklung D2 arbeitet als Gegenwicklung dazu und ist über einen regelbaren Vorwiderstand 17 und 
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 densator 18 und einen regelbaren Widerstand 19   überbrückt.   Bei Auftreten einer Regelabweichung in der einen Richtung spricht z. B. das Relais R1 an und schliesst neben dem Stellglied steuernden Kontakt (nicht dargestellt) den   Kontakt f .

   Der   nach Aufladung des Kondensators durch die Gegenwicklung D2 fliessende Strom wirkt dem Strom in der Wicklung D1 entgegen und die   Drehspulen   werden in ihre   Ausgangslage zurückgestellt. Dabei     fälh   das Relais Ri ab und öffnet seinen Kontakt   Tl.   Die Entladung des Kondensators 18 über den Widerstand 19 und die Wicklung D2 hält diesen einer Pause zwischen zwei Stellimpulsen   entspre-   chenden Zustand aufrecht. Nach Entladung des Kondensators bewirkt eine an den Klemmen 15, 16 vorhandene. Regelabweichung ein neuerliches Ansprechen des Relais R, und die Abgabe eines weiteren Stellimpulses.

   Durch Bemessung des Widerstandes 17 kann die   Grösse des Gegenstromes   so eingestellt werden, dass es bei starker Regelab- 
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 genwirkung der Wicklung W2 nicht. ausreicht, die   Wicklung D   in ihre Ausgangslage zurückzustellen. Bei Auftreten einer Regelabweichung in die andere Richtung spricht das Relais   R2   an und die   geschilderten Vorgänge wiederholen   sich analog.   Durch die Grösse   des Kondensators 18 und des Widerstandes 19 können Dauer und Pause der   Stellimpulse   in   gewünschter   Weise eingestellt werden. 

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Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE : 1. Schaltung für Regler deren Eingangskreis mit einer der Regelabweichung entsprechenden Spannung oder einem entsprechenden Strom beaufschla, gt ist und in deren Ausgangskreis eine ein Stellglied steuernde. Sohalteinrichtung liegt, da-1 durch gekennzeichnet, dass ein weiterer Eingangskreis {W Dg) vorgesehen ist, der durch Kontakte (r1, r2) der im Ausgangskreis liegenden Schalt- <Desc/Clms Page number 4> einrichtung (R1, R2) gesteuert wird und einen der Regelabweichung entgegengerichteten Strom führt, der die Wirkung des von der Regelabweichung ge- speisten ersten Eingangskreises (W1, D1) zeitabhängig.

   aufehbt, wobei der zeitliche Verlauf dieses Gegenstromes im Verhältnis zu dem der Regelabweichung entsprechenden Strom im ersten Ein- gangskreis so ausgebildet ist, dass als Stellgrösse Impulse entstehen und die Dauer bzw. die zeitlichen Abstände dieser Impulse vom Ausmass der Regelabweichung abhängig gemacht sind.

   2. Schaltung nach Anspruch l, dadurch gekennzeichnet, dass ein Magnetverstärker (1) mit zwei EMI4.1 (Wj, WJvon der Regelabweichung beaufschlagt ist, während die andere (W2) den der Regelabweichung entgegenwirkenden Strom (Gegenstrom) führt (Fig. 1).

   3. Schaltung nach Anspruch 2, dadurch gekenn- zeichnet, dass die zweite Eingangswicklung (W2) (Gegenwicklung) über Kontakte (r1,r2) der im Ausgang liegenden Schalteinrichtung (R, R2) an die erstgenannte Eingangswicklung (WJ anschaltbar ist, wodurdh der Gegenstrom von der der Regelabweichung entsprechenden Spannung oder dem entsprechenden Strom abgeleitet ist.

   4. Schaltung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die im Stromkreis der Gegenwicklung (W2) in Parallelschaltung angeordneten Kontakte (r1, T2) der im Ausgangskreis liegenden Schalteinrichtung (Rl'R2) durch einen Konden- sator (3) und einen vorzugsweise regelbaren Widerstand (4) überbrückt sind.

   5. Schaltung nach Anspruch 2,3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass im Stromkreis der Gegenwicklung (W2) ein regelbarer Widerstand (5, 12) vorgesehen ist.

   6. Schaltung nach Anspruch 2, dadurch ge- kennzeichnet, dass die Gegenwicklung (W2) in der Diagonale einer Brückenschaltung mit eigener Spannungsquelle liegt, deren Brückenzweige aus paarweise im wesentlichen gleichen Widerständen (9, 9') und Kondensatoren (10, 20'bzw. 23, 23' ; mitregelbarenVorwiderständen (11,11'bzw.14) aufgebaut sind, wobei in den die Kondensatoren mit regelbaren Vorwiderständen enthaltenen Brückenzweigen Kontakte (r1, r1', r2, r2') der im Ausgangskreis des Verstärkers liegenden Schalteinrichtung angeordnet sind.

   7. Schaltung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontakte (r, r2) der im Ausgangskreis liegenden Schalteinrichtung jeweils die Kondensatoren (10, 10') mit zugeordneten Vorwiderständen (11, 22') überbrücken (Fig. 2).

   8. Schaltung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Kondensatoren (13, 13') einen gemeinsamen Vorwiderstand (14) aufweisen, wobei jeder Kondensator durch einen Kontakt (rl bzw. r2) und die Kombination Kondensator und Vorwiderstand jeweils durch einen weiteren Kontakt EMI4.2 r2')zeichnet, dass ein Drehspuloelais mit zwei Wicklungen (D1, D2) vorgesehen ist, von denen eine (dol) in bekannter Weise von der Regelabweichung beaufschlagt ist, während die andere (D) als Gegenwicklung geschaltet ist und über einen regelbarenVorwiderstand (17)durchKontakte(r1, r2) der am Ausgang des Drehspulrelais liegenden Schalteinrichtung an die der Regelabweichung entsprechende Spannung oder den entsprechenden Strom anschaltbar ist, wobei die letztgenannte Wicklung (D2)

   des Drehspulrelais durch einen Kondensator (18) und einen regelbaren Widerstand (19) überbrückt ist (Fig. 4).