CH220295A - Stabilizing device for automatic electrical regulators. - Google Patents

Stabilizing device for automatic electrical regulators.

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CH220295A
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CH
Switzerland
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dependent
rückführorga
damping
coils
electromagnets
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German (de)
Inventor
Cie Aktiengesellschaft Boveri
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Bbc Brown Boveri & Cie
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    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B1/00Comparing elements, i.e. elements for effecting comparison directly or indirectly between a desired value and existing or anticipated values
    • G05B1/01Comparing elements, i.e. elements for effecting comparison directly or indirectly between a desired value and existing or anticipated values electric
    • G05B1/02Comparing elements, i.e. elements for effecting comparison directly or indirectly between a desired value and existing or anticipated values electric for comparing analogue signals
    • G05B1/025Comparing elements, i.e. elements for effecting comparison directly or indirectly between a desired value and existing or anticipated values electric for comparing analogue signals using inductance means

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Dynamo-Electric Clutches, Dynamo-Electric Brakes (AREA)

Description

  

      Stabilisierungseinrichtung    für selbsttätige elektrische Regler.    Bei den bekannten selbsttätigen elektri  schen Reglern wird     die    Stabilisierung ge  wöhnlich mittels     Rückführfedern    und :damit  verbundener     Dämpfungseinrichtung    erzielt.

    Übt das bewegliche Glied des, Reglers eine  dem Weg dieses Gliedes.     propurtio@nale    Kraft  aus, so ist die Verwendung einer einfachen       Feder    für die     Rizekführung    richtig.     Folgt    die       Kraft-Weg-Kurve    des Reglers: aber einem  andern     Gesetz,    so stimmt :die     Rückführfeder     nur an einem     bestimmten        Wegpunkt..    Um die  Rückführung der     Reglercharakterietik    anzu  passen, :sind     verschiedene,    zum Teil sehr ver  wickelte Wege     eingeschlagen,    worden.  



  Nach -der Erfindung erfolgt diese An  passung in verhältnismässig einfacher Weise  durch ein     Rückführorgan    mit     magnetischer          Rückstellkraft,        zum        Zwecke,        die     des     Rückführorganes    derjenigen       des,    Reglers anpassen zu können.  



  In der Zeichnung sind zwei     Ausführun:gs-          beis:piel@e    für die Erfindung     .dargestellt,    und  zwar     Frequen.zregler,    die den     Servomotor     einer Wasserturbine     verstellen.    Der Regler    besitzt ein Drehsystem ohne Gegenkraft und  ist     mit,sechs)        Ständerspülen        ausgerüstet,    von  denen drei     (a)        über    Kondensatoren c und  drei<I>(b)</I> über     Drosselspulen   <I>d</I> an     das.    Dreh  stromnetz f angeschlossen sind\,

   dessen Fre  quenz konstant gehalten werden soll. Sein       Iäufer    e arbeitet über das     Hebelgestänge        ,g     auf den     Servomotor    h und- ist mit der magne  tischen     Rückführvorrichtung   <I>i,</I>     Ic,    m gekup  pelt. Deren permanent oder elektrisch magne  tisierter Drehanker i dreht     sieb,    im ebenfalls       schwenkbaren        Gehäuse    m, dessen Bewegun  gen durch     die,Ölbrems,e        7e    gedämpft werden.

    Da     daz    Drehmoment des!     Rückführmagneten     i, m weitgehend     von,der        Stellung        ,des    Ankers  <I>i</I> im     Polgehäuse   <I>m</I> abhängig ist und durch  verschiedene bauliche     Mittel,    wie     Polabmes-          @sungen:    und     Luftspaltges@taltung,    beeinflusst  werden kann, lässt sich leicht die     gewünschte          Rückführkennlinie        erreichen.     



       Statt        .des,    Ankers: i kann man auch das       G,ehäw,e        m    oder beide     magnetisieren.     Gemäss     Fig.    2 trägt das Gehäuse m des       Drehmagneten    eine     Erregerwicklung        n,    die      z. B. von der     Maschinenspannung    erregt sein  kann, und ist mit einem Zahnkranz ver  sehen,     .der    in das Zahnrad o eingreift, das  auf der Welle der     Dämpfungsvorrichtung     sitzt.

   Diese ist hier eine     el.ektrise.he    und so  ausgebildet"     @dass        sie    um so wirksamer wird,  je mehr die     Istfrequenz    von der Sollfrequenz  abweicht. Im     Ferraxisläufer        r    dieser Vorrich  tung werden durch. die Magnete<I>p</I> und<I>q</I>  Wirbelströme induziert, die seine Bewegung  bremsen.

   Ausserdem sind nun die Spulen       ,dieser        Magnete   <I>p</I> und<I>q</I> in Reihe mit zwei  Spulen a und b des     Reglers    geschaltet, die  an     -der    gleichen Phase des Netzes f liegen,  die eine über eine Kapazität c, die andere  über eine     Induktivität        d.    Bei der Sollfrequenz  wirken daher die Spulen<I>p</I> und<I>q</I> mit der  gleichen Kraft einander entgegen und erzeu  gen kein Drehmoment in der Scheibe r. In  diesem Falle bleibt aber auch der Läufer     e     .des Reglers. in Ruhe und übt keine Verstell  kraft auf da Gestänge g aus,.

   Wird nun der  Regler a, b, e durch     Frequenza.bweichung          vera,nl:asst        auszuschlagen,    so wird die Scheibe  r     nicht    nur .durch     ie    Wirbelströme gebremst,  sondern übt auch noch ein     frequenzabhängi-          ges,    Gegenmoment aus. Auf diese Weise wird  die     Dämpferwirkung    jeweils vorübergehend  verstärkt. Verzichtet man auf diese Ver  stärkung, so genügen für die Wirbelstrom  dämpfung     permanente    oder     Elektromagnete.     



  Statt in Reihe mit<I>a, b</I> könnten die Spulen  p, q auch parallel zu a, b geschaltet oder über  Kondensator     bezw.    Drossel     unmittelbar    ans  Netz f     angeschlossen    werden. Die     Rückfiihr-          einrichtung:    braucht natürlich kein Dreh  magnet zu sein, da. sieh auch Tauchmagnete  unter anderem zweckentsprechend verwenden  lassen.

   Sie kann zusätzlich von irgendeiner  andern Grösse, wie Spannung, Frequenz,  Leistung,     Leistunsfaktor    und andere mehr       beeinflusst    werden.'  Der beschriebene     Frequenzregler    arbeitet       richtig,    unabhängig von der     Spannung    und  von     Spannungs,s@chwa.nkungen.    Er braucht.  nicht ,die Bauart der Ausführungsbeispiele zu  haben.

   Auch Regler für andere     Messgrössen,     wie Spannung, Strom, Wirk-, Blind- oder         Scheinleistung,    Leistungsfaktor,     Beaufochla-          gung    der     Kraftmaschine        etc.    können mit der  neuen Rückführungsvorrichtung versehen  werden.



      Stabilizing device for automatic electrical regulators. In the known automatic electrical rule regulators, the stabilization is usually achieved by means of feedback springs and: associated damping device.

    Exercise the moving limb of the regulator in the path of this limb. proportional force, the use of a simple spring for the Rizekführung is correct. If the force-displacement curve of the controller follows: but a different law, then it is true: the return spring only at a certain waypoint .. In order to adapt the feedback to the controller characteristics: different, sometimes very complicated paths have been taken.



  According to the invention, this adjustment takes place in a relatively simple manner by a feedback element with a magnetic restoring force, for the purpose of being able to adapt the feedback element to that of the controller.



  In the drawing, two designs are shown for the invention, namely frequency regulators that adjust the servo motor of a water turbine. The controller has a rotating system without counterforce and is equipped with, six) stator sinks, three of which (a) via capacitors c and three <I> (b) </I> via choke coils <I> d </I> to the. Three-phase network f are connected \,

   whose frequency should be kept constant. Its runner e works via the lever linkage, g on the servo motor h and is coupled to the magnetic feedback device <I> i, </I> Ic, m. Their permanently or electrically magnetized rotating armature i rotates sieve in the likewise pivotable housing m, the movements of which are dampened by the oil brake e 7e.

    Since there is torque of the! Feedback magnet i, m largely depends on the position of the armature <I> i </I> in the pole housing <I> m </I> and is influenced by various structural means, such as pole dimensions and air gap design the desired feedback characteristic can easily be achieved.



       Instead of the anchor: i you can also magnetize the G, ehäw, e m or both. According to Fig. 2, the housing m of the rotary magnet carries an excitation winding n which z. B. can be excited by the machine voltage, and see ver with a ring gear .der engages in the gear o, which sits on the shaft of the damping device.

   This is an electrical current here and is designed in such a way that it becomes more effective the more the actual frequency deviates from the nominal frequency. In the ferraxis runner r of this device, the magnets <I> p </I> and <I> q </I> induces eddy currents that slow down its movement.

   In addition, the coils, these magnets <I> p </I> and <I> q </I> are now connected in series with two coils a and b of the controller, which are connected to the same phase of the network f, the one via a capacitance c, the other via an inductance d. At the setpoint frequency, the coils <I> p </I> and <I> q </I> therefore counteract each other with the same force and do not generate any torque in the disk r. In this case, however, the slider of the controller also remains. at rest and does not exert any adjustment force on the linkage g.

   If the controller a, b, e is deflected by frequency deviation vera, nl: asst, the disk r is not only braked by eddy currents, but also exerts a frequency-dependent counter-torque. In this way, the damping effect is temporarily increased. If this reinforcement is not used, permanent magnets or electromagnets are sufficient for eddy current damping.



  Instead of being in series with <I> a, b </I>, the coils p, q could also be connected in parallel to a, b or via a capacitor, respectively. Choke can be connected directly to the network f. The return device: Of course, there is no need to be a rotating magnet because. see also Let solenoids be used appropriately, among other things.

   It can also be influenced by any other variable, such as voltage, frequency, power, power factor and others. ' The frequency controller described works correctly, regardless of the voltage and voltage fluctuations. He needs. not to have the style of the embodiments.

   Controllers for other measured variables, such as voltage, current, active, reactive or apparent power, power factor, load on the engine, etc., can also be provided with the new feedback device.

 

Claims (1)

PATENTANSPRUCH: Stabilisierungseinrichtung für selbsttätige elektrische Regler, die aus einem Rückführ- organ mit Dämpfung besteht, gekennzeichnet. durch ein Rückführorgan mit magnetischer Rückstel'.lkraft, zum Zwecke, .die Kraft-Weg- Kennlinie des Rückführorganes derjenigen des Reglers anpassen zu können. <B>UNTERANSPRÜCHE:</B> 1. PATENT CLAIM: Stabilization device for automatic electrical regulators, which consists of a feedback element with damping, marked. by means of a feedback element with magnetic restoring force, for the purpose of being able to adapt the force-displacement characteristic of the feedback element to that of the controller. <B> SUBClaims: </B> 1. Einrichtung nach Patentanspruch, da ,durch gekennzeichnet, dass das, Rückführorga.n a1,9 Tauchmagnet ausgebildet ist. 2. Einrichtung nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass das Rückführorga.n als Drehmagnet ausgebildet ist. 3. Einrichtung nach Patentanspruch, da- ,durch gekennzeichnet, dass das Rückführorga.n durch einen permanenten Magneten erregt ist. 4. Device according to claim, characterized in that the, Rückführorga.n a1,9 is designed as a solenoid. 2. Device according to claim, characterized in that the Rückführorga.n is designed as a rotary magnet. 3. Device according to claim, characterized in that the Rückführorga.n is excited by a permanent magnet. 4th Einrichtung nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, .dass das,Rückführorga.n durch eine Elektroma.gnetspule erregt ist. 5. Einrichtung nachi Unteranspruch 2, d:a- durch gekennzeichnet, dass das. Drehmagnet ausgeprägte Pole besitzt. 6. Device according to patent claim, characterized in that the return organ is excited by an electro-magnetic coil. 5. Device nachi dependent claim 2, d: a- characterized in that the rotary magnet has pronounced poles. 6th Einrichtung nach Patentanspruch, da- ,durch gekennzeichnet, dass das Rückführorgan mit einer mechanischen Dämpfung versehen ist. 7. Einrichtung nach Patentansp.ru.ch, da durch gekennzeichnet, dass das Rückführorga.n mit einer elektrischen, Dämpfung versehen ist. B. Einrichtung nach Unteranspruch 7, da- en gekennzeichnet, dass das Rückführ- organ mit Wirbel@stromdämpfung versehen ist. 9. Device according to patent claim, characterized in that the return member is provided with mechanical damping. 7. Device according to Patentansp.ru.ch, characterized in that the Rückführorga.n is provided with electrical damping. B. Device according to dependent claim 7, characterized in that the return member is provided with eddy current damping. 9. Einrichtung nach Unteranspruch 8, da durch gekennzeichnet, dass die Wirbelströme durch Elektromagnete erzeugt werden. 10. Einrichtung nach Unteranspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Elektro magnete entgegengesetzt auf den Wirbel- stromläufer einwirken und bei verschieden- starker Erregung in ihm ein der Rückführ- Bewegung entgegengesetztes Drehmoment er zeugen. 11. Device according to dependent claim 8, characterized in that the eddy currents are generated by electromagnets. 10. Device according to dependent claim 8, characterized in that two electric magnets act in opposite directions on the eddy current rotor and generate a torque opposite to the return movement in the case of different levels of excitation in it. 11. Einrichtung nach Unteranspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Spulen .der beiden Elektromagnete von dem zu regelnden Netz erregt werden. 12. Einriehtung nach Unteranspruch 11, dadurch gekennzeiehnet, dass die Spulen der beiden Elektromagnete mit entsprechenden Spulen des Beglem in Reihe geschaltet sind. Device according to dependent claim 10, characterized in that the coils of the two electromagnets are excited by the network to be regulated. 12. Einriehtung according to dependent claim 11, characterized gekennzeiehnet that the coils of the two electromagnets are connected in series with corresponding coils of the Beglem.
CH220295D 1941-08-02 1941-08-02 Stabilizing device for automatic electrical regulators. CH220295A (en)

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