DE1042720B

DE1042720B - Anordnung zur Regelung von durch eine elektrische Spannung oder Strom wiedergebbaren Groessen in Abhaengigkeit von gleichfalls durch Spannungen oder Stroeme wiedergebbaren Fuehrungsgroessen

Info

Publication number: DE1042720B
Application number: DES34640A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Wilhelm Scherer; Hans Vahl; Dipl-Phys Willy Zieten
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1953-08-01
Filing date: 1953-08-01
Publication date: 1958-11-06

Description

DEUTSCHES

In vielen Anwendungsfällen besteht die Aufgabe, eine bestimmte Größe, beispielsweise Drehzahl, Spannung, Strom, Drehwinkel od. dgl., während eines Arbeitsvorganges nach einer genau festgelegten Kennlinie zu regeln. Für diese Aufgabe sind verschiedene Lösungen angegeben worden, die im wesentlichen darauf beruhen, daß die zu regelnde Größe, z. B. mit Hilfe eines Tachometerdynamos in eine elektrische Spannung umgesetzt wird, wobei die Regelung an Hand des Vergleiches dieser Spannung mit einer anderen Spannung durchgeführt wird. Für die Durchführung dieser Regelung sowie insbesondere auch für die Beeinflussung der Vergleichsspannung nach der gewünschten Kennlinie sind verschiedene Vorschläge gemacht worden. Diese können aber in vielen Fällen nicht befriedigen, teils weil sie sich nicht für beliebige Kennlinienformen eignen, teils weil sie wegen des zu großen Aufwandes kaum in Betracht kommen.

Gemäß der Erfindung kann bei einer Anordnung zur Regelung von durch eine elektrische Spannung oder Strom wiedergebbaren Größen in Abhängigkeit von gleichfalls durch Spannungen oder Ströme wiedergebbaren Führungsgrößen, insbesondere nach einem vorbestimmten, vorzugsweise nichtlinearen Programm, bei der der Istwertgröße und Führungsgröße entsprechende Spannungen oder Ströme miteinander verglichen werden, die Regelung den jeweiligen Verhältnissen weitgehend dadurch angepaßt wird, daß unter an sich bekannter Verwendung eines polarisierten Mittelstellungsrelais eine Vergleichsschaltung vorgesehen ist, bei der die Führungsgröße über einen Vierpol derart geleitet wird, daß mit Hilfe dieses Vierpols ein der gewünschten Kennlinie entsprechendes Führungsverhalten der Istwertgröße zustande kommt.

Bei einem solchen Relais kann noch eine wertvolle zusätzliche Verbesserung angewendet werden, indem dem polarisierten Mittelstellungsrelais zur Änderung des Halteverhältnisses eine oder mehrere Zusatzwicklungen zugeordnet sind. Auf diese Weise wird eine Verstärkung der Durchflutung und damit eine Änderung des Halteverhältnisses des Relais erreicht. Diese zusätzliche Durchflutung kann je nach dem Anwendungsfall verschieden groß bemessen werden; es kann aber auch für die beiden Arbeitsrichtungen je eine getrennte zusätzliche Wicklung angeordnet werden, so daß für beide Richtungen andere Voraussetzungen bestehen. Unter Umständen kann es zweckmäßig sein, den zusätzlichen Wicklungen noch Vorschalt- bzw. Parallelwiderstände zuzuordnen, mit deren Hilfe eine genaue Einstellung auf die jeweils günstigsten Werte möglich ist. Wenn beispielsweise diese zusätzliche Durchflutung gleich groß wie die für das Ansprechen des Relais erforderliche Durchflutung gewählt wird, wird eine Regelung bis zu dem Sollwert möglich, da Anordnung zur Regelung

von durch, eine elektrische Spannung

oder Strom wiedergebbaren Größen

in Abhängigkeit von gleichfalls

durch Spannungen oder Ströme

wiedergebbaren Führungsgrößen

Anmelder:

Siemens-Schuckertwerke

Aktiengesellschaft,

Berlin und Erlangen,

Erlangen, Werner-von-Siemens-Str. 50

Dipl.-Ing. Wilhelm Scherer, Hans Vahl, Erlangen,

und Dipl.-Phys. Willy Zieten, Gießen/Lahn,

sind als Erfinder genannt worden

das Relais dann erst abfällt, wenn dieser Wert erreicht wird. Auf diese Weise kann also die Regelgenauigkeit gesteigert werden. Außerdem wird die Möglichkeit erschlossen, das Relais mit größerer Empfindlichkeit auszubilden, da die Beschränkungen, die sonst im Hin blick auf die Erwärmung der Spulen gegeben sind, in Fortfall kommen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist schematisch in der Zeichnung wiedergegeben.

Mit Ii₁ ist diejenige Spannung bezeichnet, die den Istwert der Regelgröße wiedergibt. U₂ stellt diejenige Spannung dar, die als Führungsgröße verwendet wird. Diese Spannung wird über einen Vierpol V geleitet und erhält dort einen der gewünschten Kennlinie entsprechenden Verlauf. Es ist hierbei zweckmäßig, als Spannung M₂ eine Wechselspannung zu verwenden, deren Frequenz sich mit der Drehzahl ändert. Der beispielsweise durch den Vierpol V bedingte Frequenzgang liefert sodann ein dem gewünschten Programm entsprechendes Führungsverhalten der Führungsgröße. Die aus dem Vierpol austretende Spannung, die also die Führungsgröße mit dem vorgeschriebenen Verlauf darstellt, wird über einen Gleichrichter G₂ gleichgerichtet und treibt über einen Widerstand W₂ einen Strom. Dieser Widerstand wird nach Art eines Potentiometers ausgeführt, so daß ein beliebiger Teil des

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Claims

Spannungsabfalles an diesem Widerstand abgegriffen werden kann. Die den Istwert wiedergebende Spannung^ wird — falls es sich auch hier um eine Wechselspannung handelt — über einen Gleichrichter G1 an einen Widerstand W1 gelegt, der ebenfalls nach Art eines Potentiometers ausgeführt ist. Die an den beiden Widerständen abgegriffenen Spannungen U1 und U2 werden in entgegengesetzter Richtung auf das Mittelstellungsrelais R geschaltet. Mit Ä" sind weiter noch Glättungs- einrichtungen zur Beseitigung der Oberwellen bezeichnet. Solange der Istwert dem Sollwert entspricht, sind die beiden entgegengerichteten Spannungen gleich groß, es fließt also durch das Relais keinerlei Strom, so daß es in seiner Mittelstellung bleibt. Bei einer Abweichung in der einen oder anderen Richtung wird jedoch das Relais ansprechen und dadurch einen dieser Abweichung entgegenwirkenden Regelvorgang einleiten. Das Relais ist hierbei, wie erwähnt, mit zusatzliehen Haltewicklungen für die beiden Arbeitsrichtungen ausgerüstet, die erst beim Ansprechen des Relais eingeschaltet werden. Die angegebene Anordnung kann für die Regelung beliebiger Größen verwendet werden. Es besteht hierbei auch die Möglichkeit, die Regelkennlinie zu ändern, und zwar kann durch die Änderung der Widerstandskombination eine Schwenkung um den Nullpunkt erreicht werden, außerdem kann durch Addition einer stabilisierten Zusatzspannung zwischen der Wider-Standskombination und dem Mittelstellungsrelais auch eine Parallelverschiebung der Regelkennlinie erreicht werden. Nichtlineare Kennlinien können durch Änderung der Impedanz des Vierpoles erzielt werden, da die Ausgangsgröße des Vierpols sich entsprechend dem Frequenzgang ändert, wenn die Eingangsgröße eine zusätzliche veränderliche Frequenz hat. Diese angedeuteten Möglichkeiten können auch beliebig miteinander kombiniert werden. Außerdem kann, beispielsweise wenn etwa über einen bestimmten Arbeitsbereich der Sollwert auf einem bestimmten Festwert konstant bleiben soll, diese Sollgröße dem Mittelstellungsrelais durch ein Stabilisierungsglied aufgegeben werden. Unter Umständen kann es auch zweckmäßig sein, beispielsweise bei polumschaltbaren Motoren, den Teil der Widerstandskombination, der der Sollwerteinstellung dient, in mehrere parallel liegende Zweige aufzuspalten, die dann entsprechend der Drehzahl des Motors in den Regelkreis eingeschaltet werden. Besondere Vorteile bietet die Anwendung der neuen Regelung bei automatischen Gleichlaufregelungen, beispielsweise bei Drehofenanlagen von Zementfabriken und ähnlichen Einrichtungen. Ρλτε χ τ λ ν s ρ ι: ü c η ε :

1. Anordnung zur Regelung von durch eine elektrische Spannung oder Strom wiedergebbaren Größen in Abhängigkeit von gleichfalls durch Spannungen oder Ströme wiedergebbaren Führungsgrößen, insbesondere nach einem vorbestimmten, vorzugsweise nichtlinearen Programm, bei der der Istwertgröße und Fülirungsgröße entsprechende Spannungen oder Ströme miteinander verglichen werden, dadurch gekennzeichnet, daß unter an sich bekannter Verwendung eines polarisierten Mittelstellungsrelais eine Vergleichsschaltung vorgesehen ist, bei der die Führungsgröße über einen Vierpol derart geleitet wird, daß mit Hilfe dieses Vierpols ein der gewünschten Kennlinie entsprechendes Führungsverhalten der Istwertgröße zustande kommt.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem polarisierten Mittelstellungsrelais zur Änderung des Halteverhältnisses ein oder mehrere Zusatzwicklungen zugeordnet sind.

3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Vierpol eine Wechselstromgröße zugeführt wird, die durch diesen einen dem gewünschten Programm entsprechenden Verlauf erhält und dann über Gleichrichter auf das Mittelstellungsrelais aufgegeben wird.

4. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß je eine Zusatzwicklung für die beiden Arbeitsrichtungen vorgesehen ist.

5. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß durch Änderung der Widerstandskombination die Führungskennlinie einen um den Nullpunkt geschwenkten Verlauf erhält.

6. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungskennlinie durch Addition einer stabilisierten Zusatzspannung zwischen Widerstandskombination und Mittelstellungsrelais beeinflußt wird.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 441 099, 537 195, 364, 629 547, 751 134.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen