DE1254740B - Verfahren und Schaltung zur Regelung der Drehzahl einer Antriebsmaschine - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:

G05b

G05f

Deutsche Kl.: 21c-46/50

E17968VIIIb/21c
17. Juli 1959
23. November 1967

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur elektrischen Zweipunktregelung der Drehzahl einer Antriebsmaschine, bei dem der Sollwert durch die Aufladezeit eines Kondensators, der Abwechselnd bis zu einer voreingestellten Schwellspannung aufgeladen und von einer Schaltvorrichtung wieder entladen wird, vorgegeben ist.

Es sind elektrische Regler bekannt, die mit veränderlichem Zeitabstand Regelimpulse senden, wobei die Dauer der Impulse proportional der zu korrigierenden Sollwertabweichung der zu regelnden Größe ist. Dabei speist eine periodisch ansteigende und wieder abfallende Spannung zwei mit Relais versehene Stromkreise, die identische Eigenschaften haben, so daß die Relais im Takt der ansteigenden und abfallenden Spannung gleichzeitig schließen bzw. öffnen. Zur Erzeugung der ansteigenden und abfallenden Spannung wird ein Kondensator über einen Vorwiderstand von einer konstanten Spannungsquelle aufgeladen und über von den Relais betätigte Kontakte entladen. Wird die Symmetrie der beiden Stromkreise durch Einspeisung einer die zu korrigierende Sollwertabweichung darstellenden Spannung gestört, so ergeben sich Schließzeitverschiebungen der bieden Relais, was das Aussenden der Regelimpulse zur Folge hat. Der Pegel der sägezahnförmigen Speisespannung für die Relais wird nämlich durch die Überlagerung der die zu korrigierende Sollwertabweichung darstellenden Spannung in bezug auf die Ansprechwerte der Relais verschoben, wodurch sich das unterschiedliche Schaltverhalten beider Relais ergibt. Derartige Anordnungen setzen voraus, daß der Istwert oder die Größe der Regelabweichung als Gleichspannung in den Regler eingegeben wird, was für die Drehzahlregelung ungünstig ist (deutsche Patentschrift 845 358, »Elektrische Rundschau«, 5/1956, S. 141).

Bei einer anderen bekannten Anordnung zur Umwandlung einer Steuergröße in eine zeitmodulierte Rechteckimpulsfolge mit der Steuergröße proportionalem Tastverhältnis wird der von einer konstanten Spannung über einen Ladewiderstand aufgeladene Kondensator über einen Entladewiderstand und ein Stromsteuerglied, beispielsweise eine Glimmröhre od. dgl, entladen, wobei das Stromsteuerglied bei Erreichen einer bestimmten Ladespannung des Kondensators anspricht und sperrt, wenn der Kondensator sich auf eine demgegenüber geringere Spannung entladen hat. Während jeder Entladung entsteht so im Entladekreis ein Rechteckimpuls. Durch geeignete Wahl bzw. Einstellung der Lade- und Entladewiderstände sowie der Schwellwerte des Stromsteuergliedes, bei welchen dieses anspricht bzw. wieder sperrt, kann Verfahren und Schaltung zur Regelung der
Drehzahl einer Antriebsmaschine

Anmelder:

filectricite de France, Service National, Paris

Vertreter:

Dipl. Phys. Dr. W. Andrejewski, Patentanwalt,

Essen, Kettwiger Str. 36

Als Erfinder benannt:

Raoul Marlot,

Saint-Jean-de-Luz, Basses-Pyrenees (Frankreich)

Beanspruchte Priorität:

Frankreich vom 28. Juli 1958 (770 516),

vom 24. Dezember 1958 (782 608),
vom 22. Januar 1959 (784 724),
vom 24. April 1959 (793 102),
vom 5. Juni 1959 (796 676),
vom 6. Juni 1959 (796 791)

die Dauer des Rechteckimpulses im Verhältnis zur Dauer des gesamten Lade- und Entladezyklus des Kondensators gewählt bzw. eingestellt werden, wodurch es möglich ist, im Entladestromkreis des Kondensators eine Impulsfolge zu erhalten, deren Tastverhältnis der Steuergröße, die beispielsweise die Größe der genannten Widerstände oder Schwellwerte beeinflußt, proportional ist. Jedoch kann die Steuergröße nicht direkt als elektrische Größe, sondern nur über die Verstellung der Schwellwerte und Widerstände in den Regler eingeführt werden (deutsche Auslegeschrift S 40402 VIII a/21 a¹).

Weiter ist es bei elektrischen Reglern, bei welchen Änderungen der Sollwertspannung mit bestimmtem, insbesondere linearem zeitlichem Spannungsverlauf in den Regelkreis eingeführt werden müssen, bekannt, dem Sollwertgeber ein elektrisches Integrationsglied nachzuschalten, das aus einem Kondensator mit in Serie geschalteter Konstantstromquelle besteht. Da hierbei der Kondensator nur mit konstantem Strom umgeladen werden kann, haben plötzliche Änderungen der Sollwertspannung einen linearen Spannungsanstieg bzw. -abfall am Kondensator zur Folge, wobei die Zeitkonstante für diesen Spannungsanstieg bzw.

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-abfall durch den Stromwert der Konstantstromquelle so daß diese zusätzliche Schaltung bei Überschreiten

und gegebenenfalls weitere, in Serie mit dem Konden- der vorgesehenen Drehzahl den Stellwerteingriff der

sator geschaltete Widerstände beeinflußt werden kann. von der Differenzfrequenz gespeisten Schaltung auf-

Auf die Art und Weise der Einführung des Sollwertes hebt.

und der Regelgröße selbst in den Regler ist aber eine 5 Im folgenden wird die Erfindung an Hand der in

derartige Integrationsschaltung ohne Einfluß (bei- der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele im

gische Patentschrift 555 520). einzelnen erläutert; es zeigt

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein F i g. 1 ein vereinfachtes Blockschaltbild der erfin-

Verfahren der eingangs genannten Art so auszu- dungsgemäßen Schaltung,

bilden, daß Soll- und Istwert rein elektrisch und der io F i g. 2 ein Impulsdiagramm zur Veranschau-Istwert entsprechend seiner Eigenschaft als Drehzahl lichung der in der Schaltung nach F i g. 1 auftretenin Form einer Impulsspannung in den Regler ein- den Impulszüge,
gegeben werden können. F i g. 3 ein einfaches Ausführungsbeispiel der

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch Schaltung nach F i g. 1,

gelöst, daß der Drehzahl-Istwert als Impulsfolge ein- 15 F i g. 4 ein Ausführungsbeispiel der Schaltung nach

geführt ist und jeder Istwertimpuls die sofortige Ent- F i g. 1 zur Regelung einer Turbine von Elektro-

ladung des Kondensators über die Schaltvorrichtung aggregaten,

bewirkt, so daß die Ladespannung oberhalb der F i g. 5 das Schaltbild einer Zusatzeinrichtung zur Schwellspannung über eine weitere Schaltvorrichtung Schaltungsanordnung nach F i g. 4, um das Überdas Eingreifen des Stellgliedes bis zur nächsten Ent- ao drehen der Turbine zu verhindern,
ladung durch einen Istwertimpuls verursacht, es sei Die Schaltanordnung nach F i g. 1 dient zur elekdenn, die Entladung ist, infolge entsprechender Größe trischen Zweipunktregelung der Drehzahl einer Andes Istwertes bzw. entsprechend niedrigem Sollwert, triebsmaschine 101. Mit der Antriebsmaschine ist ein bereits vor Erreichen der Schwellspannung erfolgt. Impulsgenerator 106 gekoppelt, dessen Impulsfrequenz

Eine zur Durchführung des erfindungsgemäßen 25 proportional der Istwertdrehzahl ist, so daß die vom Verfahrens geeignete Schaltung mit einem Konden- Impulsgenerator angegebene Impulsfolge den Drehsator, einer Entladeschaltvorrichtung für den Konden- zahl-Istwert darstellt. Der Sollwert wird durch die sator und einer an den Kondensator angeschlossenen, Aufladezeit eines Kondensators C vorgegeben, der das Eingreifen des Stellgliedes steuernden Schwellwert- abwechselnd bis zu einer voreingestellten Schwell-Schaltvorrichtung ist nach der Erfindung dadurch ge- 30 spannung aufgeladen und von einer Schaltvorrichtung kennzeichnet, daß zur Einstellung der den Sollwert 105 wieder entladen wird. Der Sollwert ist durch ein darstellenden Aufladezeit des Kondensators ein Soll- Potentiometer 104 od. dgl. einstellbar. Jeder Istwertwertpotentiometer, über das die Aufladung des Kon- impuls bewirkt die sofortige Entladung des Kondendensators erfolgt, und als Entladeschaltvorrichtung sators C über die Schaltvorrichtung 105. Soweit die ein Transistor mit von der Istwert-Impulsfolge ge- 35 Ladespannung des Kondensators C die Schwellsteuerter Basis vorgesehen sind, und daß die Schwell- spannung übersteigt, wird die Schwellschaltvorrichtung wert-Schaltvorrichtung aus einem mit der Basis an 103 geschaltet und verursacht das Eingreifen des Stellden Kondensator angeschlossenen Transistor besteht, gliedes 102 bis zur nächsten Entladung des Kondendessen Emitter zur Erzeugung der Schwellspannung sators C durch einen Istwertimpuls über die Entlade-Yorgespannt ist und dessen am Kollektor abgegriffene 4° schaltvorrichtung 105. Die Schwellschaltvorrichtung Schaltimpulse, nach geeigneter Formgebung und Ver- 103 schaltet nur dann nicht, wenn die Entladung Stärkung, das das Stellglied betätigende Relais be- infolge entsprechender Größe des Istwertes bzw. entaufschlagen. Soweit mit Beeinflussung des Sollwertes sprechend niedrigen Sollwertes bereits vor Erreichen durch die Stellung des Stellgliedes gearbeitet werden der Schwellspannung erfolgt. In F i g. 2 ist in der soll, sind zweckmäßig zwei parallelgeschaltete Soll- 45 ersten Zeile I die Istwertimpulsfolge dargestellt, wie wertpotentiometer vorgesehen, von welchen eines in sie durch den mit der Antriebsmaschine 101 verbunseiner Einstellung mit dem Stellglied gekuppelt, das denen Impulsgenerator 106 geliefert wird. In der andere von Hand einstellbar ist. Weiter sind in be- Zeile II ist der Verlauf der Ladespannung des Kondenvorzugter Ausführungsform zur Erzeugung der Ist- sators C dargestellt, wie sie sich ergibt, wenn die Entwert-Impulsfolge ein von der Antriebsmaschine an- 50 ladungsschaltvorrichtung 105 durch die Istwert-Imgetriebener Wechselspannungsgenerator und ein diesem pulsfolge nach I gesteuert wird. In Zeile III der nachgeschalteter Frequenzmultiplikator, ferner ein F i g. 2 ist der von der Schwellschaltvorrichtung 103 Oszillator fester Frequenz und ein dem Frequenz- gesteuerte Zustand des Stellgliedes 102 in Abhängigmultiplikator nachgeschalteter Modulator vorgesehen, keit von der Zeit dargestellt, und zwar für den eindem ein Tiefpaß für die Differenz der vom Oszillator 55 fachsten Fall, in dem das Stellglied zur augenblick- und dem Multiplikator an den Modulator abge- liehen Annahme des einen oder anderen von zwei gebenen beiden Frequenzen nachgeschaltet ist, wobei Zuständen A und B in der Lage ist. Dabei können die diese Differenzfrequenz eine die Istwert-Impulsfolge Verhältnisse etwa so getroffen sein, daß im Zustand A abgebende Differenzierschaltung speist. Um in diesem die Antriebsmaschine 101 beschleunigt und im Zu-FaIl der Ableitung der Istwert-Impulsfolge aus einer 60 stand B verlangsamt wird. Der Zustand B wird, wie Differenzfrequenz die Gefahr eines Überdrehens der die Figur zeigt, nur während der Zeiträume einge-Antriebsmaschine auszuschließen, ist die beschriebene schaltet, in welchen die Ladespannung des Konden-Schaltung mit einer weiteren Schaltung nach der sators C die Schwellspannung V der Schwellschalt-Erfindung kombiniert, deren Istwert-Impulsfolge je- vorrichtung 103 übersteigt.

doch nicht mit einer Frequenzdifferenz, sondern un- 65 Im Ausführungsbeispiel nach F i g. 3 ist zur Einmittelbar mit der Umdrehungszahl der Antriebs- stellung der den Sollwert darstellenden Aufladezeit maschine synchron ist und deren Relais im Betätigungs- des Kondensators CA ein Sollwertpotentiometer PA kreis des Stellgliedes liegende Schutzkontakte steuert, vorgesehen, über das die Aufladung des Konden-

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sators erfolgt. Als Entladeschaltvorrichtung ist ein Die negative Platte des Kondensators C ist mit der Transistor TR 4 A vorgesehen, dessen Basis durch die negativen Klemme der Stromquelle über einen Wider-Istwert-Impulsfolge DA gesteuert wird. Die Schwell- stand R3 verbunden, der mit seiner Größe die Lineariwert-Schaltvorrichtung besteht aus einem mit der tat der Ladung gewährleistet, sowie mit der Basis des Basis an den Kondensator CA angeschlossenen Tran- 5 Transistors TrI und dem Kollektor des Entladesistor77?l,4, dessen Emitter zur Erzeugung der transistorsTR4. Die Basis des letzteren ist direkt mit Schwellspannung durch eine Widerstands-Konden- dem Ausgang Dl der Differenzierstufe D und über sator-Kombination vorgespannt ist. Die am Kollektor einen Widerstand R4 mit einem Pol positiver Polarität dieses Transistors abgegriffenen Schaltimpulse beauf- verbunden. Die von D1 ausgehenden Impulse machen schlagen nach geeigneter Formgebung eine Ver- io den Transistor 77?4 leitend, wobei ihre Dauer ausstärkerstufe aus einem Transistor TRlA, in dessen reicht, um den Kondensator C vollständig zu entEmitter-Kollektor-Leitung ein das Stellglied betätigen- laden.

des Relais angeordnet ist. Diese Schaltung kann bei- Der Emitter des Transistors 77? 1, der durch einen spielsweise zur Regelung der Antriebsmaschine eines Spannungsteiler Pll mit einer Schwellspannung V Kraftfahrzeuges dienen. Die Entladeimpulse des Kon- 15 vorgespannt ist, wird jedesmal leitend, wenn die Ladedensators CA werden durch die Istwert-Impulsfre- spannung des Kondensators den Schwellwert V überquenz DA gesteuert, die proportional der Drehzahl schreitet. Der positive Impuls, der dann am Kollektor des Motors ist. Das Relais 10 ist in Ruhe, wenn die von 77?1 über den Widerstanden erscheint, wird Drehzahl des Motors größer ist als der Sollwert, der durch einen Koppelkondensator Cl an den Eindurch die Einstellung des Potentiometers PA bestimmt 20 gang El einer bistabilen Kippstufe mit zwei Tranist. Dagegen arbeitet das Relais, wenn die Drehzahl sistoren 77?2 und 77?3 geleitet, wobei dieser Eingang des Motors größer als der dem Sollwert entsprechende durch einen Spannungsteiler P12 negativ vorgespannt Bezugswert ist. Ein Elektromagnet DE für das Aus- ist. Der andere Eingang El dieser Kippstufe ist mit kuppeln des Motors wird entweder durch den nor- dem zweiten Ausgang Dl der Differenzierstufe D vermalerweise offenen Kontakt des Relais 10 betätigt 25 bunden. Sie leitet also normalerweise rechts und ist oder durch den manuellen Kontakt CE, der dem links gesperrt.

Relaiskontakt parallel geschaltet ist. Sobald die Dreh- Der Kollektor des linken Transistors 77? 2, der mit

zahl der Maschine unter den durch die Einstellung des dem Punkt A der Schaltung verbunden ist, besitzt

Potentiometers PA bestimmten Sollwert sinkt, wird daher ein normalerweise feststehendes Potential £".

das Relais 10 erregt und betätigt den Elektroma- 30 Kippt jedoch die Anordnung, sobald der Sperr-

gnetenD£zum automatischen Auskuppeln. Die Ma- transistor Ti? 1 leitend wird, so nimmt der Punkte

schine wird erneut eingekuppelt, sobald die Drehzahl ein anderes festes Potential E an. Beide Werte E und

den Sollwert übersteigt, da das Relais 10 dann nichj E' sind vom negativen Spannungspol aus gerechnet,

mehr erregt wird. Die Betätigung des manuellen Mit dem Punkt A sind über Widerstände R5 bzw. Rl

Kontaktes ermöglicht ein Auskuppeln des Motors 35 die Basen Her beiden Transistoren 77? 5 bzw. 77?7

von Hand. verbunden, die andererseits über die Kondensatoren

Im Ausführungsbeispiel nach F i g. 4 wird die C5 bzw. Cl am negativen Spannungspol liegen. Diese einem Wechselstromgenerator entnommene Fre- beiden Transistoren sind im Gegensatz zu den anderen quenz / über einen Sicherheitsschalter KS, der durch Transistoren vom Typ NPN, ihre Emitter sind durch ein Relais 5 betätigt wird, dem Eingang eines Fre- 40 Spannungsteiler P5 bzw. Pl auf ein negatives Zwiquenzmultiplikators M bekannter Art zugeführt, der schenpotential vorgespannt und ihre Kollektoren mit vier Verdopplerelemente besitzt. Dieser Multiplikator der Masse (positive Klemme) über entsprechende liefert am Ausgang eine Spannung mit der Frequenz Widerstände verbunden. Ihre Ausgänge S5 bzw. 56 16/, wenn / in der Nähe der Nennfrequenz, z. B. sind mit den Basen der beiden Transistoren 77?6 bzw. 50 Hz, liegt. Die Spannung mit der Frequenz 16/45 77?8 verbunden, von denen der erste über ein Öffnungswird einem der Eingänge eines Ringmodulators MA relais 1 und der zweite über ein Schließrelais 2 für das zugeleitet, während eine Wechselstromspannung mit Stellglied, also die Schützen, an den negativen Spanfeststehender Frequenz F, die durch einen Oszillator O nungspol gelegt sind. Ein Kontakt KO, der normalergeliefert wird, dem anderen Eingang dieses Modulators weise durch das Relais 1 geschlossen gehalten wird, zugeleitet wird. Am Ausgang dieses Modulators liegt 5° betätigt in Reihe mit einem Kontakt 32 den Öffnungsein Tiefpaßfilter FB, welches nur die Frequenz F-Id f kreis für das Stellglied, während ein Kontakt KF, der durchläßt. Diese Komponente wird einer Differenzier- normalerweise vom Relais 2 offengehalten wird, den stufe D zugeleitet, welche an ihren Ausgängen D1 und Schließkreis für das Stellglied betätigt, und zwar Dl zu Beginn jeder Periode einen Impuls liefert, der parallel mit einem Kontakt 31.
anfangs steil ansteigt und am Ende exponentiell ist, 55 Der normalerweise geschlossene Kontakt 31 und wobei dieser Impuls an D1 negativ und an D 2 positiv ist. der normalerweise geöffnete Kontakt 32 werden durch

Der Kondensator C wird von den beiden Spannun- ein Relais 3 betätigt, welches einem Schutzkreis zügen, die durch die Widerstände J?l bzw. J?2 an den geordnet ist, der in F i g. 5 dargestellt ist, in welcher Klemmen der Sollwertpotentiometer Pl bzw. P2 die gleichen Bezugszeichen mit dem Zusatz ρ gleiche erhalten werden, mit einer gewissen negativen Span- 60 oder gleichartige Elemente bezeichnen wie die vornung aufgeladen. Das Potentiometer P list mit seinem stehend beschriebenen. Die Basis des Entladetran-Läufer mechanisch mit dem Stellglied, hier den sistors TR4p ist mit dem Ausgang Dip einer Differen-Schützen der Turbine gekuppelt, wobei der Maximal- zierstufe Dp entsprechend der Differenzierstufe D verwert des Potentiometers der größten Öffnung und bunden, die unmittelbar an die Spannung des Wechselsein Minimalwert der kleinsten Öffnung entspricht, 65 Stromgenerators angeschlossen ist, so daß die Istwertmit der das Aggregat ohne Belastung angetrieben Impulsfolge (negative Impulse) die Drehzahlfrequenz / werden kann. Das Potentiometer P2 wird von Hand besitzt. Die Ausgangsspannung des Transistors TRIp, oder aus der Ferne eingestellt. integriert durch den Kreis R5p-C5p, schaltet das

Relais 3 mit Hilfe des zweistufigen Verstärkers TR5p-TR6p ein.

Die Schaltung nach den F i g. 4 und 5 arbeitet folgendermaßen:

Die Zeit t₀, die zum Aufladen des Kondensators C bis auf das Schwellpotential V erforderlich ist, gehorcht folgender Beziehung:

1 _

I₀ ~ ^{a +} ' ίο

Wenn ζ positiv wird, werden die beiden Transistoren TR5 und TRl leitend, die Relais 1 und 2 schalten sich gleichzeitig ein, wodurch KO geöffnet und KFgeschlossen werden: somit werden die Schütze geschlossen, wodurch P verringert wird und dadurch z. Auf diese Weise erreicht man eine Regelung, welche wie die mechanischen Regler folgender Beziehung gehorcht:

worm

α eine Konstante,

P die von der Turbine abgegebene Leistung (Öffnung des Schützes, dargestellt durch die Position des Läufers des Potentiometers Pl), und

b ein Faktor ist, der durch die Position des Läufers des Potentiometers P2, festgelegt ist.

Sobald diese Zeit t₀ größer ist als das Intervall der Istwertimpulse, die in Dl auftreten, bleibt der Tran- ao sistorTül dauernd geschlossen, der Punkte bleibt auf seinem negativen Ruhepotential E', die Transistoren TR5 bis TR8 sind blockiert und die Relais 1 und 2 in Ruhe; die Ruhelage des Relais 1 betätigt durch den Kontakt KO die Öffnung der Turbinenschütze.

Wenn die Zeit t₀ kleiner ist als das Intervall t der Istwertimpulse des Kondensators, wird der Schwellwert V von der Kondensatorspannung überschritten, wodurch TRl schaltet und der Punkte eine periodische Spannung von rechtwinkliger Form und einer Periode erhält. Diese Spannung hat den Wert E' während der Zeit t₀ und E während der Zeit M₀.

Da die Zeitkonstanten der Filter C5-R5 und Cl-Rl gegenüber Z groß sind, nehmen die Basen der Transistoren TR5 und TRl die gleiche negative Gleichspannung an,

u =

Wenn man davon ausgeht, daß diese beiden Transistoren die gleiche Vorspannung U des Emitters haben, bleiben sie blockiert, solange

E¹I₀+ E(t-i)₀

< U,

das heißt

E-E'

ist.
Daraus folgt:

A

F- 16/

<mt₀

(wobei m eine Konstante ist) oder auch

aP — b < m(F-16f)
oder auch

wenn man

₇ κ

16 m

und /₀<

16 16 m
setzt.

Solange die Größe ζ negativ bleibt, bleibt
Schütz offen, wodurch P, also auch ζ ansteigt.

das Als Beispiel setzt man F gleich 848 Hz. /„ kann zwischen 50 und 52 Hz eingestellt werden, und zwar mit Hilfe des Potentiometers P2. Selbstverständlich können auch andere Werte angenommen werden. Zu Beginn öffnet man langsam den Öffnungsbegrenzer der Schütze (nicht dargestellt). Die Turbine läuft an. Anfangs ist die Frequenz / zu klein, um den Multiplikator zu passieren. Der Kondensator wird nicht entladen, und die Schütze bleiben lediglich im Minimalwert offenstehen, da der volle Ladezustand des Kondensators eine Schließbewegung der Schütze zur Folge hätte, wenn sie über ihren Minimalwert geöffnet wären.

Sobald die Frequenz / den Multiplikator passiert, wird der Kondensator C entladen, und das Schütz würde sich bis zum Maximalwert öffnen, wenn es nicht durch den Öffnungsbegrenzer zurückgehalten würde. Die Frequenz steigt nun weiter an, bis / = /„ ist, wobei aber gleichzeitig die Schützstellung zum Minimalwert zurückgeführt wird. Man stellt also die Frequenz / auf /„, den Wert des Netzes, ein, indem man P2 verstellt. Dann kuppelt man den Wechselstromgenerator ein und schaltet sodann den öffnungsbegrenzer aus.

Von diesem Augenblick an ist die vom Wechselstromgenerator gelieferte Leistung durch den Wert /₀ festgelegt, der durch die Position des Potentiometers P2 bestimmt ist. Dieses Potentiometer kann weit entfernt von der Turbine untergebracht werden, beispielsweise auf einem Schaltpult, wo es die gebräuchlichen Zugschalter ersetzt. Man kann es auch mittels einer Fernregelanordnung bedienen.

Die Sicherheitsvorrichtungen der Turbine können das Relais 5 schalten, wodurch der Eingang der Frequenz/ abgeschaltet wird. Das Schütz schließt sich dann wieder bis auf seinen Mindestwert.

Aus dem Vorstehenden folgt, daß die Frequenz den Wert von 52 Hz nicht überschreiten kann, ohne daß die Turbine sich abschaltet. Steigt indessen die Frequenz plötzlich über den Wert ^- = 53 Hz an, so liefert in diesem Augenblick der Modulator die Frequenz 16/— F, d. h. so, daß das Schütz sich öffnet, so lange die Frequenz ansteigt. Das System ist dann instabil und muß durch eine Schutzvorrichtung gegen Überdrehen gesichert werden. Diese Aufgabe erfüllt die Vorrichtung nach F i g. 5, in der sich der Kondensator Cp von einer Spannung derart auflädt, die durch das Potentiometer Pp bestimmt ist, daß der Schwellwert des Reansistors TRp von der Kondensatorspannung gerade bei der Grenzfrequenz, also z. B. 52Hz, überschritten wird. Solange die Frequenz/ des Wechselstromgenerators unter dieser Grenzfrequenz bleibt, öffnet sich der Transistor TRIp periodisch, die erteilten Impulse halten eine bestimmte positive Spannung an den Klemmen des Kondensators C5p aufrecht, die Transistoren TR5p und TR6p leiten, und das Relais 3 bleibt eingeschaltet:

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Claims (5)

sein Kontakt 32 wird geschlossen und der Kontakt 31 offengehalten. Wenn / größer wird als die Grenzfrequenz, bleibt der Transistor 77? 1 geschlossen, und das Relais 3 kehrt in seine Ruhestellung zurück. Der Kontakt 32 unterbricht den Öffnungsstromkreis, während der Kontakt 31 den Schließkreis des Schützes schließt. Dasselbe tritt ein, wenn die Netzspannung ausfällt, wodurch eine wirklich vollständige Sicherheit der Schaltung gewährleistet wird. Patentansprüche:

1. Verfahren zur elektrischen Zweipunktregelung der Drehzahl einer Antriebsmaschine, bei dem der Sollwert durch die Aufladezeit eines Kondensators, der abwechselnd bis zu einer voreingestellten Schwellspannung aufgeladen und von einer Schaltvorrichtung wieder entladen wird, vorgegeben ist, dadurch gekennzeichnet, daß der so Drehzahl-Istwert als Impulsfolge eingeführt ist und jeder Istwertimpuls die sofortige Entladung des Kondensators über die Schaltvorrichtung bewirkt, so daß die Ladespannung oberhalb der Schwellspannung über eine weitere Schaltvorrichtung das Eingreifen des Stellgliedes bis zur nächsten Entladung durch einen Istwertimpuls verursacht, es sei denn, die Entladung ist infolge entsprechender Größe des Istwertes bzw. entsprechend niedrigen Sollwertes bereits vor Erreichen der Schwellspannung erfolgt.

2. Schaltung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 mit einem Kondensator, einer Entladeschaltvorrichtung für den Kondensator und einer an den Kondensator angeschlossenen, das Eingreifen des Stellgliedes steuernden Schwellwert-Schaltvorrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß zur Einstellung der den Sollwert darstellenden Aufladezeit des Kondensators (C, Cp, CA) ein Sollwertpotentiometer (Pl, P2, Pp, PA), über das die Aufladung des Kondensators (C, Cd, CA) erfolgt, und als Entladeschaltvorrichtung (105) ein Transistor [TRA, TRAp, TRAA) mit von der Istwert-Impulsfolge gesteuerter Basis vorgesehen sind und daß die Schwellwert-Schaltvorrichtung (103) aus einem mit der Basis an den Kondensator angeschalteten Transistor (TRl, TRIb, TRlA) besteht, dessen Emitter zur Erzeugung der Schwellspannung vorgespannt ist und dessen am Kollektor abgegriffene Schaltimpulse, nach geeigneter Formgebung und Verstärkung, das das Stellglied (102) betätigende Relais (1, 2, 3, 10) beaufschlagen.

3. Schaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwei parallelgeschaltete Sollwertpotentiometer (Pl, P2) vorgesehen sind, von welchen eines in seiner Einstellung mit dem Stellglied (102) gekoppelt, das andere von Hand einstellbar ist (F i g. 4).

4. Schaltung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Impulsgenerator (106) zur Erzeugung der Istwert-Impulsfolge ein von der Antriebsmaschine (101) angetriebener Wechselspannungsgenerator und ein diesem nachgeschalteter Frequenzmultiplikator (M), ferner ein Oszillator (O) fester Frequenz und ein dem Frequenzmultiplikator und dem Oszillator nachgeschalteter Modulator (MA) vorgesehen sind und dem Modulator ein Tiefpaß (FP) für die Frequenz der vom Oszillator (O) und dem Multiplikator (M) an den Modulator (MA) abgegebenen beiden Frequenzen nachgeschaltet ist und daß die Differenzfrequenz eine die Istwert-Impulsfolge abgebende Differenzierschaltung (D) speist (F i g. 4).

5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß sie mit einer Schaltung nach Anspruch 2 kombiniert ist, deren Istwert-Impulsfolge mit der Umdrehungszahl der Antriebsmaschine (101) synchron ist und deren Relais (3) im Betätigungskreis des Stellgliedes liegende Schutzkontakte (31,32 in Fig.!) steuert (F i g. 5).

in Betracht gezogene Druckschriften:

Deutsche Patentschrift Nr. 845 358;

deutsche Auslegeschrift S 40402
kanntgemacht am 27. 9.1956);

belgische Patentschrift Nr. 555 250;

Zeitschrift »Elektronische Rundschau«, 5. Jahrgang (1956), S. 140 bis 142.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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