DD260636A3 - CIRCUIT ARRANGEMENT FOR THE ADAPTIVE SPEED CONTROL OF A FORMAT AND SLUDGE SYSTEM - Google Patents

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DD260636A3
DD260636A3 DD29359486A DD29359486A DD260636A3 DD 260636 A3 DD260636 A3 DD 260636A3 DD 29359486 A DD29359486 A DD 29359486A DD 29359486 A DD29359486 A DD 29359486A DD 260636 A3 DD260636 A3 DD 260636A3
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Erhard Voeckel
Rainer Kolb
Josef Sternkopf
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Elektroprojekt Anlagenbau Veb
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur adaptiven Drehzahlregelung einer Wucht- und Schleuderanlage, die mittels eines bzw. zwei gekuppelter Leonardantriebe angetrieben wird, wobei der Drehzahlregler zur Erreichung einer stabilen Arbeitsweise und guter Dynamik aus der Reihenschaltung eines PI-Reglers mit einem Verzoegerungsglied erster Ordnung und mit einem P-Verstaerker, dessen Ausgangsspannung veraenderbar begrenzt wird, besteht. Fig. 2The invention relates to a circuit arrangement for adaptive speed control of a balancing and spin system, which is driven by one or two coupled Leonardantriebe, wherein the speed controller to achieve a stable operation and good dynamics from the series connection of a PI controller with a delay element first order and with a P-amplifier whose output voltage is veraenderbar limited exists. Fig. 2

Description

Hierzu 3 Seiten ZeichnungenFor this 3 pages drawings

Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung für einen gesteuerten adaptiven Stromregler für eine drehzahlgeregelte Wucht- und Schleuderanlage, die über einen oder zwei gekuppelte Leonard-Antriebe angetrieben wird und bei der infolge unterschiedlicher Prüflinge sowie unterschiedlicher Gelenkwellen und Betriebsarten Änderungen der mechanischen Konstanten in einem großen Bereich auftreten.The invention relates to a circuit arrangement for a controlled adaptive current controller for a speed-controlled balancing and spin system, which is driven by one or two coupled Leonard drives and in which occur due to different specimens and different propeller shafts and operating modes changes in the mechanical constant in a large area.

Charakteristik der bekannten technischen LösungenCharacteristic of the known technical solutions

Bei industriellen Antrieben mit stromrichtergespeisten Gleichstrommotoren wird oft die angestrebte Regeldynamik eines idealen Gleichstromantriebes nicht erreicht. Das schlechtere dynamische Verhalten wird u.a. durch die Abhängigkeit der Struktur der Regelstrecke vom mechanischen Aufbau der Anlage und durch Änderungen der Parameter der Regelstrecke verursacht. Während beim idealen Gleichstromantrieb eine starre Verbindung zwischen Motor und Arbeitsmaschine angenommen wird, befinden sich beim realen Antrieb zwischen dem Motor und der Arbeitsmaschine elastische Verbindungsglieder wie Wellen, Kupplungen und Getriebe. Bei diesen Verbindungsgliedern tritt häufig noch eine Lose in Form von Kupplungs- bzw. Getriebespiel auf. Die mechanischen Teile des Antriebes bilden in diesem Falle ein schwingungsfähiges, schwach gedämpftes Mehrmassensystem. Optimiert man solche Antriebe nach üblichen Optimierungskriterien, (z. B.In industrial drives with converter-fed DC motors often the desired control dynamics of an ideal DC drive is not achieved. The worse dynamic behavior is u.a. caused by the dependence of the structure of the controlled system on the mechanical structure of the system and by changes in the parameters of the controlled system. While the ideal direct current drive assumes a rigid connection between the engine and the working machine, the real drive between the engine and the working machine has elastic connecting links such as shafts, couplings and gears. In these links often occurs still a lot in the form of clutch or gear play on. The mechanical parts of the drive form in this case a vibratory, weakly damped multi-mass system. If one optimizes such drives according to usual optimization criteria, (eg

Betragsoptimum oder symmetrisches Optimum), so können starke Schwingungen in der Drehzahl auftreten, die zu einer starken Belastung der mechanischen Teile des Antriebes und u. U. zur Instabilität der Drehzahlregelung führen.Magnitude optimum or symmetrical optimum), so strong vibrations in the speed can occur, which leads to a heavy load on the mechanical parts of the drive and u. U. lead to the instability of the speed control.

Bei einfachen Mehrmassensystemen, z. B. Zweimassensystemen, läßt sich das unzulässige dynamische Verhalten ohne zusätzliche Maßnahmen meist nur beseitigen, indem auf Kosten der Anregelzeit die Verstärkung des Drehzahlreglers verringert und die Rückführzeitkonstante des Reglers erhöht wird. Dies ist z.B. aus den „Technischen Mitteilungen" AEG-Telefunken 60For simple multi-mass systems, eg. As two-mass systems, the impermissible dynamic behavior without additional measures can usually only be eliminated by reducing the gain of the speed controller at the expense of Anregelzeit and the return time constant of the controller is increased. This is e.g. from the "technical communications" AEG-Telefunken 60

(1970) S. 369 bis 372 bekannt. Die Anregelzeit des Drehzahlreglers wird dabei um so größer, je größer das Verhältnis von Lastträgheitsmoment zu Motorträgheitsmoment ist.(1970) pp. 369-372. The rise time of the speed controller is the greater, the greater the ratio of load moment of inertia to engine moment of inertia.

Weitere bekannte Maßnahmen zur Unterdrückung der Schwingungen bei einfachen Systemen sind der Einbau eines elektrischen Filters hinter dem Drehzahlregler für den Fall, daß die mechanische Eigenfrequenz in der Nähe der Eigenfrequenz der Stromregelung liegt. Siehe hierzu „Regelungstechnische Praxis", 1974, Heft 10, S. 255-262. Zu den Maßnahmen zur Unterdrückung der Schwingungen gehört auch die Erhöhung der Federsteifigkeit des elastischen Teiles, wobei die letztere Maßnahme nur in der Phase der mechanischen Konstruktion der Anlage möglich ist.Other well-known measures for suppressing the vibrations in simple systems are the installation of an electrical filter behind the speed controller in the event that the mechanical natural frequency is close to the natural frequency of the current control. See "Regulatory Practice", 1974, No. 10, pp. 255-262 The measures for suppressing the vibrations also include increasing the spring stiffness of the elastic member, the latter being possible only in the mechanical design phase of the system ,

Ferner ist ein niedriges Verhältnis von Lastträgheitsmoment zu Motorträgheitsmoment durch möglichst geringe Getriebeübersetzung anzustreben, d. h. es sind Motoren mit hoher Nenndrehzahl bei schnell laufenden Antrieben auszuwählen.Furthermore, a low ratio of load moment of inertia to engine moment of inertia should be aimed at by the lowest possible gear ratio, ie. H. Motors with high rated speed must be selected for high-speed drives.

Zur Stabilisierung der Drehzahl von Antrieben mit veränderlichem Trägheitsmoment ist aus „Geregelte Gleichstromantriebe" von Langhoff, Raatz; erschienen im Elitera-Verlag Berlin, 1977, S. 159, bekannt, den P-Anteil des Pl-Drehzahlreglers entsprechend dem minimalen Trägheitsmoment einzustellen und die Rückführzeitkonstante des Reglers entsprechend dem Verhältnis von maximalem Gesamtträgheitsmoment zu Motorträgheitsmoment zu vergrößern.To stabilize the speed of drives with variable moment of inertia is from "Regulated DC drives" by Langhoff, Raatz; published in Elitera-Verlag Berlin, 1977, p 159, known to adjust the P-component of the Pl-speed controller according to the minimum moment of inertia and the To increase the feedback time constant of the controller according to the ratio of the maximum total moment of inertia to the moment of inertia of the motor.

Dabei ergeben sich jedoch bei großen Fremdträgheitsmomenten relativ lange Anregelzeiten beim Führungsverhalten sowie eine Verschlechterung des Störverhaltens.In the case of large external moments of inertia, however, relatively long rise times in the guiding behavior and a deterioration of the disturbance behavior result.

-2- 260 63b-2- 260 63b

In der DE-PS 3036658, H 02 P, 5/06 wird eine Schaltungsanordnung beschrieben, die bei einer Drehzahlregelung eines Gleichstrommotors Änderungen des Trägheitsmomentes und des Feldes erfaßt und deren Einfluß auf die Regeldynamik ausgleicht. Der Drehzahlregler besitzt dabei keinen Integralanteil und ist als reiner P-Regler ausgebildet. Bei der Schaltungsanordnung wird mittels einer modellmäßigen Nachbildung der Regelstrecke A in Form eines Beobachters B eine dem Lastmoment proportionale und dem Summenträgheitsmoment umgekehrt proportionale Größe a gewonnen, welche zur Ausgangsspannung des Drehzahlreglers in einem Mischglied addiert wird. Eine weitere Ausgangsgröße b des Beobachters ist proportional dem Motorerregerfeld und umgekehrt proportional dem Summenträgheitsmoment und wird als Nennerspannung einem Dividierer zugeführt;der zwischen dem o.g. Mischglied und einem Begrenzungsglied angeordnet ist, dessen Ausgangsspannung den Ankerstromsollwert darstellt. Dem Beobachter werden als Eingangsgrößen der Ankerstromistwert und der Drehzahlistwert zugeführt. Unter der Voraussetzung eines schnellen Ankerstromregelkreises bleibt das dynamische Verhalten der Drehzahlregelung unbeeinflußt von Änderungen des Lastmomentes, von Änderungen des .Summenträgheitsmomentes und von Änderungen des Motorfeldes. Die vorgeschlagene Schaltungsanordnung berücksichtigt zwar Änderungen des Summenträgheitsmomentes, sie stellt aber keine Lösung für Antriebe dar, die infolge elastischer Verbindungsglieder ein schwingungsfähiges, schwach gedämpftes Mehrmassensystem darstellen. Der gerätemäßige Aufwand für den Beobachter (zwei Multiplikatoren, drei Integratoren, ein P-Verstärker und zwei Summierverstärker) sowie in der weiteren Regeleinrichtung (ein Dividierer, ein Summierverstärker, ein Verstärker mit Begrenzung) ist erheblich.In DE-PS 3036658, H 02 P, 5/06 a circuit arrangement is described which detects changes in the moment of inertia and the field at a speed control of a DC motor and compensates their influence on the control dynamics. The speed controller has no integral component and is designed as a pure P controller. In the circuit arrangement, by means of a model simulation of the controlled system A in the form of an observer B, a variable proportional to the load moment and inversely proportional to the sum moment of inertia is obtained, which is added to the output voltage of the speed controller in a mixing element. A further output b of the observer is proportional to the motor exciter field and inversely proportional to the moment of inertia of the summation and is fed as a denominator voltage to a divider; Mixing member and a limiting member is arranged, whose output voltage represents the armature current setpoint. The observer receives the actual armature current value and the actual speed value as input variables. Assuming a fast armature current loop, the dynamic behavior of the speed control remains unaffected by changes in the load torque, changes in the moment of inertia of the inertia and changes in the field of the motor. Although the proposed circuit arrangement takes into account changes in the moment of inertia of the summation, it does not represent a solution for drives which, as a result of elastic connecting links, constitute an oscillatory, weakly damped multiple mass system. The device overhead for the observer (two multipliers, three integrators, one P-amplifier and two summing amplifiers) as well as in the further control device (a divider, a summing amplifier, an amplifier with limitation) is considerable.

Ziel der ErfindungObject of the invention

Das Ziel der Erfindung ist die Vermeidung der Nachteile der bekannten Anordnungen und Methoden und die Schaffung eines adaptiven Drehzahlreglers für eine drehzahlgerechte Wucht- und Schleuderanlage, die über einen oder zwei gekuppelte Leonardsätze angetrieben wird.The object of the invention is to obviate the disadvantages of the known arrangements and methods and to provide an adaptive speed governor for a variable speed balancer which is driven by one or two coupled Leonard sets.

Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention

Die technische Aufgabe, die durch die Erfindung gelöst wirdThe technical problem which is solved by the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, unter Verwendung eines Drehzahlreglers eine Schaltungsanordnung für einen adaptiven Drehzahlregler für eine drehzahlgeregelte Wucht-und Schleuderanlage zu schaffen die mittels eines oder zwei gekuppelter Leonardsätze über Gelenk- und Zwischenwellen, Kupplungen und Getriebe angetrieben wird und bei der durch den Einsatz verschiedener Gelenkwellen zum Ankuppeln der Prüflinge sowie durch die Prüflinge selbst Änderungen der Trägheitsmomente und der Federzeitkonstanten in einem größeren Bereich auftreten und sich die Struktur der Regelstrecke in Abhängigkeit von den Betriebsarten ändert.The invention has for its object to provide using a speed controller, a circuit arrangement for an adaptive speed controller for a variable speed balancing and spin system which is driven by means of one or two coupled Leonard sets on joint and intermediate shafts, clutches and gearbox and in the by the use different propeller shafts for coupling the specimens and by the specimens themselves changes in the moments of inertia and the spring time constants occur in a wider range and changes the structure of the controlled system depending on the operating modes.

Merkmale der ErfindungFeatures of the invention

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird in der Weise gelöst, daß als Drehzahlregler die Reihenschaltung eines Pl-Reglers mit einem Verzögerungsglied erster Ordnung und einem P-Verstärker, dessen positive und negative Ausgangsspannung mittels eines Begrenzungsverstärkers und eines Umkehrverstärkers veränderbar begrenzt wird, wobei der P-Anteil des P-Verstärkers und/oder der I-Anteil des Pl-Reglers in direkter Kombination mit der Begrenzungsveränderung der Ausgangsspannung des P-Verstärkers in Abhängigkeit von unterschiedlichen Prüflingen und Gelenkwellen, Einzelmotorantrieb oder Doppelmotorantrieb und Betrieb ohne Prüfling verändert werden, vorgesehen ist. Gemäß weiterer Ausbildung der Erfindung wird die Ausgangsspannung des P-Verstärkers in einstellbaren Stufen begrenzt. Die Ausgangsspannung des P-Verstärkers wird in Abhängigkeit vom maximal zulässigen Moment der jeweils vorgesehenen Gelenkwelle begrenzt. Die Begrenzungswerte für die Ausgangsspannung des P-Verstärkers werden über ein Steuersignal in Abhängigkeit von den Betriebsarten Einzelmotorbetrieb und Doppelmotorbetrieb umgeschaltet.The object underlying the invention is achieved in such a way that is limited as a variable speed controller, the series connection of a PI controller with a delay element of the first order and a P-amplifier whose positive and negative output voltage by means of a limiting amplifier and an inverting amplifier changeable, wherein the P Portion of the P-amplifier and / or the I-portion of the PI controller in direct combination with the Begrenzungsveränderung the output voltage of the P-amplifier in response to different specimens and PTO shafts, single motor drive or dual motor drive and operation without specimen are changed is provided. According to a further embodiment of the invention, the output voltage of the P-amplifier is limited in adjustable stages. The output voltage of the P-amplifier is limited depending on the maximum allowable torque of the respective propeller shaft provided. The limiting values for the output voltage of the P-amplifier are switched via a control signal depending on the operating modes single motor operation and double motor operation.

Ausführungsbeispielembodiment

Die Erfindung wird an Hand der Fig. 1 bis 3 in einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.The invention will be explained in more detail with reference to FIGS. 1 to 3 in one embodiment.

Fig. 1: zeigt ein Prinzipbild der Mechanik einer Wucht- und Schleuderanlage; Fig. 2: zeigt das Prinzipschaltbild der Drehzahlregelung einer Wucht-und Schleuderanlage; Fig. 3: zeigt das Schaltbild des adaptiven Drehzahlreglers.Fig. 1: shows a schematic diagram of the mechanics of a balancing and centrifugal system; Fig. 2: shows the schematic diagram of the speed control of a balancing and centrifugal system; Fig. 3: shows the circuit diagram of the adaptive speed controller.

Die Wucht- und Schleuderanlage nach Fig. 1 wird über einen oder zwei gekuppelte Leonardsätze angetrieben. Die Gelenkwelle muß in Abhängigkeit von der Größe der Prüflinge gewechselt werden. In einem konkreten Anwendungsfall gelangen fünf verschiedene Gelenkwellen zum Einsatz. Die Motordrehzahl wird durch ein Getriebe für den angesprochenen Anwendungsfall im Verhältnis 1:5 hochgesetzt. Der Antrieb stellt ein schwingungsfähiges Mehrmassensystem dar, dessen Ordnungszahl sich in Abhängigkeit von den Betriebsarten ändert. Während bei Doppelmotorbetrieb (Motor 1 und Motor 2 erzeugen ein Moment) das System in Näherung als Dreimassensystem betrachtet werden kann, stellt das System bei Einmotorbetrieb (Motor 1 oder Motor 2 erzeugt ein Moment) näherungsweise ein Viermassensystem dar. Beim Betreiben der Anlage ohne Prüfling, wie es z. B. bei der Durchführung von Reparatur- und Wartungsarbeiten erforderlich ist, stellt das System näherungsweise ein Zweimassensystem dar. Durch unterschiedliche Prüflinge und Gelenkwellen und durch das Hochsetzen der Drehzahl über das Getriebe ergibt sich ein großer Änderungsbereich für das Trägheitsmoment des Antriebes. Ferner ergeben sich durch das Einsetzen unterschiedlicher Gelenkwellen unterschiedliche Federzeitkonstanten und damit in Verbindung mit dem sich ändernden Trägheitsmoment1 is powered by one or two coupled Leonard sets. The PTO shaft must be changed depending on the size of the DUTs. In a specific application, five different cardan shafts are used. The engine speed is increased by a gear for the application mentioned in the ratio 1: 5. The drive is an oscillatory multi-mass system whose atomic number changes depending on the operating modes. While in dual engine operation (engine 1 and engine 2 generate a moment), the system can be approximated as a three-mass system, the system in single engine operation (engine 1 or engine 2 produces a moment) approximately a four-mass system. When operating the equipment without DUT, as it is z. B. is required in the implementation of repair and maintenance, the system is approximately a two-mass system. By different DUTs and drive shafts and by increasing the speed through the transmission results in a large range of change for the moment of inertia of the drive. Furthermore, the use of different propeller shafts results in different spring time constants and thus in conjunction with the changing moment of inertia

unterschiedliche Eigenfrequenzen des frei beweglichen mechanischen Systems. Zu berücksichtigen sind ferner das Kupplungsund Getriebespiel, das Spiel der Gelenkwellen und der Verlauf des Widerstandsmomentes der Wucht- und Schleuderanlage in Abhängigkeit von der Drehzahl.different natural frequencies of the freely movable mechanical system. Also to be considered are the clutch and gear play, the play of the cardan shafts and the course of the moment of resistance of the balancing and spin system as a function of the speed.

Nach Fig. 2 bilden der Motor M1 und der Generator G1 einen Leonardumformersatz und der Motor M 2 und Generator G 2 einen weiteren Leonardumformsatz. Die gekuppelten Leonard-Motoren M 1 und M 2 treiben eine Wucht- und Schleuderanlage nach Fig. 1 an. Die Felder 18,12 der Leonardgeneratoren GI, G 2 werden über je zwei Stromrichter in kreisstromfreier Antiparallelschaltung gespeist. Die Zweirichtungs-Stromrichterschaltung ermöglicht eine kontaktlose Feldumkehr und damit ein Betreiben der Wucht- und Schleuderanlage in beiden Drehrichtungen sowie eine Regelung des Ankerstromes der Leonardmaschinen auf ca. OA bei stillstehendem Antrieb. Die Feldwicklungen der Motoren M1 und M 2 sind nicht dargestellt, sie sind in Reihe geschaltet und werden über einen Einrichtungs-Stromrichter versorgt. Die Drehzahlregelung ist nach dem Prinzip der unterlagerten Regelkreise aufgebaut. Es sind drei Regelkreise vorhanden. Der innere Regelkreis für den Generatorfeldstrom mit dem Feldstromregler 5, der Ansteuereinrichtung 6, dem Strommeßglied 7, dem Stellglied 11 und der Feldwicklung 12. Dem Generator-Feldstromregelkreis ist der Ankerstromregelkreis mit dem Ankerstromregler 3, dem Betragsbildner 4 und dem Ankerstrommeßglied 10 überlagert. Generator-Feldstrom- und Ankerstromregelkreis sind je Umformersatz einmal vorhanden. Beiden Ankerstromregelkreisen ist ein gemeinsamer Drehzahlregelkreis überlagert. Der Drehzahlregler 2 besteht aus dem erfindungsgemäßen adaptiven Drehzahlregler. Der Drehzahlistwert wird von einer Tachomaschine 15, die an den Motor M 2 angekuppelt ist, geliefert. Der Drehzahlsollwert wird über einen Führungsgeber 1 vorgegeben. Die Ausgangsspannung des Drehzahlreglers 2 stellt den Ankerstromsollwert Usoim bzw. lAs0|l2 für die beiden Umformersätze dar. Eine Umschaltlogik'9 gibt in Abhängigkeit von der Polarität der Ausgangsspannung des Ankerstromreglers 3 über die Ansteuereinrichtung 6 den Feldstromrichter SR1 oder SR2 zur Stromführung frei. Eine Umschaltung zwischen den Stromrichtern ist nur bei stromlosen Ventilen möglich. Der stromlose Zustand wird über einen Nullstromtrigger 8 signalisiert. Der Block 20 enthält die Informationselektronik für die Ankerstrom-und Feldstromregelung sowie den Feldstromrichter für den Umformersatz2undder Block 21 die gleichen Funktionseinheiten wie Block 20 für den Umformersatz 1.According to Fig. 2, the motor M1 and the generator G1 form a Leonardumformersatz and the motor M 2 and generator G 2 another Leonardumformsatz. The coupled Leonard motors M 1 and M 2 drive a balancing and centrifugal system according to FIG. 1. The fields 18,12 of the Leonard generators GI, G 2 are fed via two power converters in non-circular anti-parallel circuit. The bidirectional converter circuit allows a contactless field reversal and thus an operation of the balancing and centrifugal system in both directions of rotation and a control of the armature current of Leonard machines to about OA with a stationary drive. The field windings of the motors M1 and M 2 are not shown, they are connected in series and are supplied via a device converter. The speed control is based on the principle of subordinate control loops. There are three control loops available. The inner control circuit for the generator field current with the field current controller 5, the drive means 6, the current measuring 7, the actuator 11 and the field winding 12. The generator field current control loop of the armature current control loop with the armature current controller 3, the magnitude generator 4 and the Ankerstrommeßglied 10 is superimposed. Generator field current and armature current control circuit are available once each Umformersatz. Both armature current control circuits are superimposed on a common speed control loop. The speed controller 2 consists of the adaptive speed controller according to the invention. The speed actual value is supplied by a tachometer 15, which is coupled to the motor M 2. The speed setpoint is preset via a master encoder 1. The output voltage of the speed controller 2 sets the armature current setpoint Usoim or l As0 | l2 for the two Umformersätze . A Umschaltlogik'9 releases depending on the polarity of the output voltage of the armature current controller 3 via the control device 6, the field converter SR1 or SR2 for current conduction. Switching between the converters is only possible with de-energized valves. The de-energized state is signaled via a zero-current trigger 8. The block 20 contains the information electronics for the armature current and field current control and the field current converter for the Umsetzersatz2und the block 21, the same functional units as block 20 for the Umsetzersatz 1.

Nach Fig. 3 wird den Drehzahlregler aus der Reihenschaltung eines Pl-Reglers2.1 mit einem Verzögerungsglied erster Ordnung 2.2 und mit einem P-Verstärker 2.3 gebildet. Die positive und negative Ausgangsspannung des Drehzahlreglers wird vorzugsweise in einstellbaren Stufen über einen Begrenzungsverstärker 2.4 und einen Umkehrverstärker 2.5 begrenzt. Die Begrenzungswerte der einzelnen Stufen sind dem maximal zulässigen Moment der jeweils verwendeten Gelenkwelle zugeordnet. In dem ausgewählten Anwendungsfall beträgt die Anzahl der Begrenzungsstufen fünf, weil insgesamt fünf verschiedene Gelenkwellen mit einem zugeordneten Prüflingsbereich zum Einsatz gelangen. Durch das Schließen eines derfünf Vorwahlschalter 1 a bis 5a auf einem zentralen Steuerpult zieht eines der ReIais KR1 bis KR 5 mit seinen Kontakten k 1.1 und k5.1 und k1.2 bisk4.2 an und über jeweils einen der Einstellregler R1 bis R 5 wird am Eingang des Begrenzungsverstärkers 2.4 eine Eingangsspannung vorgegeben, die einen Begrenzungswert am Ausgang des Begrenzungsverstärkers 2.3 entsprechend der verwendeten Gelenkwelle zur Folge hat. In direkter Kombination mit der Umschaltung der Begrenzungswerte wird der P-Anteil des P-Verstärkers 2.3 aufwerte umgeschaltet, die die Stabilität und notwendige Dynamik der Drehzahlregelung bei der jeweiligen Gelenkwelle und dem dieser Gelenkwelle zugeordneten Prüflingsbereich gewährleisten. Im Ausführungsbeispiel ist diese Kombination dadurch realisiert, daß dem Rückführwiderstand R6, dessen Wert für einen Betrieb mit der größten Gelenkwelle und den dazugehörigen größten Prüflingen dimensioniert wurde, über Kontakte der Relais KR1 bis KR4 Widerstände parallel geschaltet werden. Anstelle des Relais können auch elektronische Schalter verwendet werden, die über entsprechende logische Signale angesteuert werden. Über den Steuereingang S 6 kann die Integrationszeitkonstante des Pl-Reglers2.1 geändert werden. Dabei besteht sowohl die Möglichkeit, den Steuereingang S 6 zu einem oder mehreren der Steuereingänge S1 bis S 5 parallel zu schalten und damit die Integrationszeitkonstante in Abhängigkeit von der jeweiligen mechanischen Konfiguration zu ändern oder den Steuereingang S6für spezielle Zwecke zu verwenden. So kann es sich z.B. als notwendig erweisen, die Integrationszeitkonstante für den Fall zu ändern, daß die Wucht- und Schleuderanlage für Reparatur- und Wartungszwecke ohne Prüfling betrieben wird. Die Begrenzungswerte für die Ausgangsspannung des P-Verstärkers 2.3 werden in Abhängigkeit von den Betriebsarten Einzelmotorbetrieb und Doppelmotorbetrieb über ein Steuersignal S7 geändert. Bei Doppelmotorbetrieb zieht das Relais KR7 an und der P-Anteil des Begrenzungsverstärkers 2.4 wird auf die Hälfte des ursprünglichen Wertes reduziert, so daß eine Überlastung der Gelenkwellen verhindert wird.According to FIG. 3, the speed controller is formed from the series connection of a PI controller 2.1 with a first order delay element 2.2 and with a P amplifier 2.3. The positive and negative output voltage of the speed controller is preferably limited in adjustable stages via a limiting amplifier 2.4 and a reversing amplifier 2.5. The limiting values of the individual stages are assigned to the maximum permissible torque of the propshaft used in each case. In the selected application, the number of limiting stages is five, because a total of five different cardan shafts are used with an associated Prüflingsbereich used. By closing one of the five preselection switches 1 a to 5 a on a central control panel, one of the relays KR1 to KR 5 attracts with its contacts k 1.1 and k5.1 and k1.2 bisk4.2 and via each one of the adjustment regulators R1 to R5 at the input of the limiting amplifier 2.4 preset an input voltage, which has a limiting value at the output of the limiting amplifier 2.3 according to the propeller shaft used. In direct combination with the changeover of the limiting values, the P-component of the P-amplifier 2.3 is switched over to values which ensure the stability and necessary dynamics of the speed control in the respective propeller shaft and the specimen area assigned to this propeller shaft. In the exemplary embodiment, this combination is realized in that the return resistor R6, whose value was dimensioned for operation with the largest propeller shaft and the associated largest test specimens, are connected in parallel via contacts of the relays KR1 to KR4 resistors. Instead of the relay and electronic switches can be used, which are controlled by corresponding logic signals. The integration time constant of the PID controller 2.1 can be changed via the control input S 6. In this case, it is possible both to switch the control input S 6 to one or more of the control inputs S1 to S5 in parallel and thus to change the integration time constant as a function of the respective mechanical configuration or to use the control input S6 for special purposes. So it can be e.g. prove necessary to change the integration time constant in the event that the balancing and spin system for repair and maintenance purposes is operated without DUT. The limiting values for the output voltage of the P-amplifier 2.3 are changed depending on the operating modes single motor operation and double motor operation via a control signal S7. In dual-motor operation, the relay KR7 is energized and the P-portion of the limiting amplifier 2.4 is reduced to half the original value, so that an overload of the propeller shafts is prevented.

Die mit der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung erzielten Vorteile sind insbesondere darin zu sehen, daß eine stabile Arbeitsweise und eine ausreichende Dynamik der Drehzahlregelung für alle Betriebsfälle der Anlage sowie ein sicherer Schutz der jeweils verwendeten Gelenkwelle und des Prüflings gegen Momentenüberlastung gewährleistet sind und daß die Einstellung von hohen P-Anteilen, wie sie insbesondere bei Wucht- und Schleuderanlagen erforderlich sind, mit einem relativ geringen schaltungstechnischen Aufwand realisierbar ist.The advantages achieved by the circuit arrangement according to the invention are particularly to be seen in the fact that a stable operation and sufficient dynamics of the speed control for all operating cases of the system and safe protection of the propshaft and the test specimen used against torque overload are guaranteed and that the setting of high P -Anteilen, as they are required in particular in balancing and spin systems, with a relatively low circuit complexity is feasible.

Claims (4)

- I - £DU OOO- I - £ DU OOO Patentansprüche:claims: 1. Schaltungsanordnung zur adaptiven Drehzahlregelung einer Wucht- und Schleuderanlage, die mittels eines Leonardsatzes bzw. zwei gekuppelten Leonardsätzen über Gelenk- und Zwischenwellen, Kupplungen und Getriebe angetrieben wird, unter Verwendung eines Drehzahlreglers, dadurch gekennzeichnet, daß als Drehzahlregler (2) die Reihenschaltung eines Pl-Reglers (2.1) mit einem Verzögerungsglied erster Ordnung (2.2) und einem P-Verstärker (2.3), dessen positive und negative Ausgangsspannung mittels eines Begrenzungsverstärkers (2.4) und eines Umkehrverstärkers (2.5) veränderbar begrenzt wird, wobei der P-Anteil des P-Verstärkers (2.3) und/oder der I-Anteil des Pl-Reglers (2.1) in direkter Kombination mit der Begrenzungsveränderung der Ausgangsspannung des P-Verstärkers (2.3) in Abhängigkeit von unterschiedlichen Prüflingen und Gelenkwellen, Einzelmotorbetrieb oder Doppelmotorbetrieb und Betrieb ohne Prüfling verändert werden, vorgesehen ist.1. A circuit arrangement for adaptive speed control of a balancing and spin system, which is driven by means of a Leonardsatzes or two coupled Leonard sets on joint and intermediate shafts, clutches and gears, using a speed controller, characterized in that the speed controller (2), the series circuit Pl controller (2.1) having a first order delay element (2.2) and a P amplifier (2.3) whose positive and negative output voltage is variably limited by means of a limiting amplifier (2.4) and an inverting amplifier (2.5), wherein the P component of the P amplifier (2.3) and / or the I component of the PI controller (2.1) in direct combination with the change in the limiting voltage of the P amplifier (2.3) as a function of different DUTs and cardan shafts, single motor operation or dual motor operation and operation without DUT be changed, is provided. 2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangsspannung des P-Verstärkers (2.3) in einstellbaren Stufen begrenzt wird.2. A circuit arrangement according to claim 1, characterized in that the output voltage of the P-amplifier (2.3) is limited in adjustable stages. 3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangsspannung des P-Verstärkers (2.3) in Abhängigkeit vom maximal zulässigen Moment der jeweils vorgesehenen Gelenkwelle begrenzt wird.3. A circuit arrangement according to claim 1 and 2, characterized in that the output voltage of the P-amplifier (2.3) is limited in dependence on the maximum permissible torque of the respective propeller shaft provided. 4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Begrenzungswerte für die Ausgangsspannung des P-Verstärkers (2.3) über ein Steuersignal (S7) in Abhängigkeit von den Betriebsarten Einzelmotorbetrieb und Doppelmotorbetrieb umgeschaltet werden.4. Circuit arrangement according to claim 1 to 3, characterized in that the limiting values for the output voltage of the P-amplifier (2.3) via a control signal (S7) depending on the operating modes single motor operation and dual motor operation are switched.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE102017008380A1 (en) 2016-09-22 2018-03-22 Sew-Eurodrive Gmbh & Co Kg A system comprising a first inverter and a second inverter

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