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Schaltungsanordnung zur Impuls-Modulation
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rungsgeschwindigkeit des Stellstromes) gearbeitet werden muss. Da bei unstetigen Reglern die Impulslänge und der Impulsabstand durch die Regelabweichung xw bestimmt wird, ergibt sich im flachen Teil der Ventilkennlinie, bedingt durch die geringe Änderungsgeschwindigkeit des Stellstromes, ein wesentlich grösserer Stellweg und somit auch eine grössere Zeit, um die Regelabweichung x. auszuregeln. Bei manchen Prozessen kann diese grosse Ausregelzeit unzulässige Auswirkungen auf die Qualität des Produktes haben.
Aufgabe der Erfindung ist die Beseitigung dieser Mängel, indem mittels einer Widerstandskombination, bestehend aus einem Fest- und einem Drehwiderstand vorbestimmbarer Kennlinie, die Impulsdauer und der Impulsabstand, bezogen auf eine Regelabweichung xw in Abhängigkeit vom Sollwert, der nichtlinearen Kennlinie eines Stellgliedes od. dgl. so veränderlich sind, dass die Änderungsgeschwindigkeit des Stellstromes unabhängig von der Stellung des Stellgliedes und die Grösse der Regelabweichung xw vorbestimmt werden kann, bei der das Stellglied einen Dauerimpuls erhält.
Die Erfindung wird im folgenden an Hand eines Schaltschemas als Ausführungsbeispiel näher erläu-
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einschaltung aufgebauten Modulator Mo beaufschlagt.
Je nach der Polarität des am Eingang anliegenden Gleichstromes bzw. der Summe aller Gleichströme J-J (die Gleichströme J-J, können hiebei die verschiedensten Regelgrössen, wie Istwert, Sollwert, Hilfsregelgrösse usw. darstellen) erscheint am Ausgang U ein Wechselspannungssignal Ue, dessen Amplitude proportional der Grösse des anliegenden. Eingangsstromes JE bzw. der Summe der Gleichströme J.- J4 ist und dessen Phasenlage zur Betriebsspannung UN eines Demodulators De je nach Polarität des Eingangsstromes 0 bzw. 1800 beträgt.
Die so gewonnene kleine Wechselspannung beaufschlagt über einen stetig einstellbaren Spannungsteiler P5 einen Transistorverstärker Tv, dessen Ausgangskreis durch eine Schaltrelais A und B enthaltende phasenempfindliche Demodulatorstufe De gebildet ist, die je nach der Phasenlage der Eingangswechselspannung Ue zur Betriebsspannung UN des Demodulators De entweder das Relais A oder B schaltet. Ist
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nung Ue gleich Null, so sind beide Schaltrelais A, B abgefallen.
Es liegt somit ein Dreipunktschalter vor, der sich aus dem Modulator Mo, dem Transistorverstärker Tv und dem Demodulator De mit den Schaltrelais A, B zusammensetzt. Ein Netzteil W dient zur Erzeugung der erforderlichen Betriebsspannung Ussi-Ug.
Wird nun durch eine Regelabweichung XW beispielsweise Schaltrelais A zum Anziehen gebracht, so liegt über einen Widerstand R10 und einen Kontakt al eine Betriebsspannung UBl an einem Kondensator Cl, der nach der Funktion
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aufgeladen wird, wobei ucl die Spannung am Kondensator Cl des RC-Gliedes, t die Zeit und A die Auf-
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nun der Kondensator C. über den Widerstand R1 nach der Entladefunktion
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Hiebei ist T =Entlade-Zeitkonstante des RC-Gliedes R /yR,,. Cl (WK < KR kann vernachlässigt werden), Ucl = Spannung am Kondensator Cl zum Zeitpunkt des Relaisabfalles. In einem bestimmten Zeitpunkt ist dann der der Spannung ucl am Kondensator proportionale Rückfuhrstrom in um den mit P5 ein-
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Bei einer konstanten Regelabweichung xw ist die Impuls- und Pausendauer prinzipiell mit den Aufund Entladezeitkonstanten des R-C-Gliedes einstellbar.
Erfindungsgemäss kann durch eine parallel zur Gegenkopplungswicklung WGK des Modulators Mo liegende Widerstandskombination WK mit vorbestimmbarer Kennlinie die Impuls- und Pausendauer in Abhängigkeit vom Widerstandsverhältnis zur Gegenkopplungswicklung WGK verändert werden. Wird nun die Grösse der Widerstandskombination WK nach einer eventuell nichtlinearen Kennlinie, z. B. der eines Ventils, oder nach Sollwert verändert, so gelangt ein mehr oder weniger grosser Teil des Rückfi. lhrstromes in (JGK) auf die Wicklung WGK, wodurch die Länge der Impulse sowie der Impulsabstand ausser von der Regelabweichung Xw auch noch von der Grösse der Widerstandskombination WK abhängt und somit eine Linearisierung der nichtlinearen Kennlinie des Ventils od. ähnl. möglich ist.
Soll an totzeitbehafteten Regestrecken die Totzeit TT eliminiert werden, so kann dies dadurch erfolgen, dass in bestimmten Zeitabständen Ts, die grösser als die Totzeit TT sind, Startimpulse von zirka 0, 2 sec von einem Taktgeber Tg auf ein Relais C des unstetigen Reglers gegeben werden. (Die Überbrückung D des Kontaktes Cl ist aufgehoben.) Dabei wird kurzzeitig eine Spannung UB6 an eine Wicklung des Relais C gelegt, wodurch dieses anzieht und den Kontakt Cl schliesst. Damit werden an den Demodulator De die Betriebsspannungen Ussg und U B4 gelegt.
Bei einer gleichzeitig anliegenden Regelabweichung xw am Eingang des Modulators Mo zieht nun je nach Polarität entweder das Schaltrelais A oder B, wodurch das Relais C über Kon-
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pensation der entgegengesetzt gerichteten Ströme JGK und J bzw. Jl-=- J4, erfolgt, wodurch das Schaltrelais A oder B und somit auch Relais C abfällt. Erst nach einem neuen Startimpuls des Taktgebers Tg wiederholt sich der gleiche Vorgang. Hiemit ist bei gleichen Zeitabständen Ts eine Impuls-Breitenmodulation
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lais C nur der erste Impuls zur Regelung herangezogen.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Schaltungsanordnung zur Impulsmodulation, bei der eine mit der Regelgrösse veränderliche elektrische Spannung einer Vorrichtung zugeführt wird und wobei Rückführungsimpulse eines diese Vorrichtung speisenden Impulsgebers in Abhängigkeit vom Wert der Spannung verändert werden, gekennzeichnet durch eine in Abhängigkeit von der nichtlinearen Kennlinie eines Stellgliedes einstellbare, aus einem Festwiderstand und einem mit dem Öffnungsgrad des Stellgliedes veränderlichen ohmschen Widerstand beliebiger Kennlinie bestehende, parallel zur Rückführwicklung eines Modulators (Mo) liegende Widerstandskombination (WK), durch welche Impulsdauer und-abstand, bezogen auf eine Regelabweichung (x.), so veränderlich sind,
dass unabhängig vom Öffnungsgrad des Stellgliedes eine der Regelabweichung proportionale Änderungsgeschwindigkeit des Stellstromes gewährleistet ist.