DE1293305B

DE1293305B - Time-delayed limiting circuit

Info

Publication number: DE1293305B
Application number: DE1964L0047576
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Hans; Junior
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1964-04-14
Filing date: 1964-04-14
Publication date: 1969-04-24

Description

Die Erfindung betrifft eine zeitverzögerte Begrenzungsschaltung, insbesondere zur überstrombegrenzung von Generatoren, die bei über- oder Unterschreiten eines vorgegebenen Wertes der zu überwachenden Größe Regelimpulse erzeugt, erst nach mehreren Impulsen eingreift und bei der die Breite der Regelimpulse proportional der Abweichung vom Grenzwert ist.The invention relates to a time-delayed limiting circuit, in particular to limit the overcurrent of generators, which are activated when a predetermined value of the variable to be monitored generated control pulses, only after several Pulses intervenes and in which the width of the control pulses is proportional to the deviation from the limit value.

Die Impulsbreitenmodulation, bei der die Breite der Regelimpulse proportional- der Abweichung von einem vorgegebenen Wert ist, ist bei Regelschaltungen bekannt.Pulse width modulation, in which the width of the control pulses is proportional to the deviation from a predetermined value is known in control circuits.

Weiter ist bereits eine selbsttätige elektrische Einrichtung zur Regelung physikalischer Größen mit Hilfe eines Relais bekanntgeworden, das bei über-oder Unterschreiten eines bestimmten Wertes der zu regelnden Größe fortlaufend Regelimpulse aussendet. Die Impulse beeinflussen dabei verzögerte Zwischenrelais, die erst nach mehreren fortlaufend gegebenen Impulsen die gewünschte Regelung einleiten und bei Unterbrechung der Impulsgabe nach einer bestimmten Zeit wieder öffnen. Starke Schwankungen der zu regelnden Größe bewirken daher in gewünschter Weise kein Eingreifen der Regeleinrichtung.There is also an automatic electrical device for regulation physical quantities have become known with the help of a relay, which at over or Continuous control pulses falling below a certain value of the variable to be controlled sends out. The pulses influence delayed intermediate relays, which only after several continuously given impulses initiate the desired regulation and with If the impulse is interrupted, open it again after a certain time. Strong fluctuations the variable to be controlled therefore does not cause the control device to intervene in the desired manner.

Nachteilig ist bei der bekannten Einrichtung, daß diese unabhängig von der Größe der Abweichung von dem vorgegebenen Wert gleich stark eingreift, obwohl ebenfalls unabhängig von der Größe der Abweichung das Eingreifen um eine bestimmte Zeit verzögert wird. Diese Zeitverzögerung wirkt sich zwar bei kurzzeitigen Abweichungen für die Regelung günstig aus, bei länger andauernden starken Abweichungen ergeben sich jedoch unerwünschte bzw. unzulässig große Abweichungen zwischen Soll-und Istwert. Außerdem wird die Regelfläche groß.The disadvantage of the known device is that it is independent on the size of the deviation from the specified value intervenes equally, although also, regardless of the size of the deviation, intervention by a certain one Time is delayed. This time delay is effective in the case of short-term deviations favorable for the regulation, result in longer lasting strong deviations However, there are undesirable or impermissibly large deviations between the setpoint and actual value. In addition, the ruled area becomes large.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die vorstehend dargelegten Nachteile zu vermeiden und eine zeitverzögerte Begrenzungsschaltung zu erstellen, bei der auch länger andauernde starke Abweichungen des Sollwertes vom Istwert keine große Regelfläche hervorrufen.The invention is based on the object set out above To avoid disadvantages and to create a time-delayed limiting circuit, in the case of long lasting strong deviations of the setpoint from the actual value none produce a large ruled surface.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Regelimpulse ein UND-Glied sowie eine Zeitverzögerungsschaltung beaufschlagen, deren Ausgang ebenfalls mit einem Eingang des UND-Gliedes verbunden ist.According to the invention, this object is achieved in that the control pulses act on an AND gate and a time delay circuit, the output of which is also connected to an input of the AND gate.

Als Grenzwertgeber dient vorteilhafterweise ein durchflutungsgesteuerter Magnetverstärker.A flow-controlled device is advantageously used as the limit value transmitter Magnetic amplifier.

Im folgenden soll die Erfindung an Hand des in der Abbildung schematisch dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert werden.In the following, the invention is to be based on the in the figure schematically illustrated embodiment are explained in more detail.

Die zeitverzögerte Begrenzungsschaltung besitzt als Grenzwertgeber 1 einen durchflutungsgesteuerten Magnetverstärker. Dieser wird von einem nicht dargestellten Wechselrichter gespeist, der Rechteckimpulse mit einer Frequenz von beispielsweise 400 Hz liefert. Sollen bei Überschreiten bzw. Unterschreiten eines vorgegebenen Wertes vom Magnetverstärker -Impulse abgegeben werden, ist durch den Sollwert-Strom IS der Magnetverstärker zuzusteuern bzw. aufzusteuern. Der Istwert-Strom I, wirkt jeweils entgegengesetzt. Der vorgegebene Grenzwert entspricht dabei einer Einstellung auf den unteren Knickpunkt der Kennlinie des durchflutungsgesteuerten Magnetverstärkers, bei dem dieser gerade noch zugesteuert ist und noch keine Impulse abgibt.The time-delayed limiting circuit acts as a limit value transmitter 1 a flow-controlled magnetic amplifier. This one is not shown Inverter fed, the square-wave pulses with a frequency of for example 400 Hz supplies. Should be exceeded or fallen below a specified The value of the magnetic amplifier pulses emitted is determined by the setpoint current IS to control or open the magnetic amplifier. The actual value current I acts each opposite. The specified limit value corresponds to a setting to the lower knee point of the characteristic curve of the flow-controlled magnetic amplifier, in which this is just closed and does not yet emit any impulses.

Wird dieser Grenzwert im aufzusteuernden Sinne überschritten, liefert der Magnetverstärker Regel--.impulse, deren Breite proportional der Abweichung vom Grenzwert ist. Diese Impulse werden dem UND-Glied 5 sowie einer Zeitverzögerungssehaltung 6 zugeführt, deren Ausgang ebenfalls mit einem weiteren Eingang des UND-Gliedes 5 verbunden ist. Am bejahenden Ausgang (dem A-Ausgang) des UND-Gliedes 5 erscheint ein Ausgangssignal, sobald an beiden Eingängen desselben ein Eingangssignal vorliegt. Dies tritt nach Ablauf der Zeitverzögerung ein, sofern vom Magnetverstärker noch Impulse geliefert werden.If this limit value is exceeded in the sense to be controlled, supplies the magnetic amplifier control -. pulses, the width of which is proportional to the deviation from Limit is. These pulses are the AND gate 5 and a time delay circuit 6, the output of which is also connected to a further input of the AND element 5 is connected. At the affirmative output (the A output) of the AND element 5 appears an output signal as soon as there is an input signal at both inputs. This occurs after the time delay has elapsed, provided that it is still from the magnetic amplifier Impulses are delivered.

Die Rückstellung der Zeitverzögerungsschaltung 6 geschieht mittels eines vom B-Ausgang (dem verneinenden Ausgang) des UND-Gliedes abgeleiteten Signals. In F i g. 1 ist das Verneinen durch einen Punkt am Ausgang des UND-Gliedes 5 dargestellt.The time delay circuit 6 is reset by means of a signal derived from the B output (the negative output) of the AND element. In Fig. 1 the negative is represented by a point at the output of the AND gate 5.

Die Zeitverzögerungsschaltung 6 besteht aus einem Speicherglied 2, einem ersten Zeitglied 3 sowie einem weiteren Zeitglied 4. Dabei ist ein Löscheingang des Speichergliedes 2 an den Ausgang des Magnetverstärkers angeschlossen. Sobald von dem Magnetverstärker ein Impuls abgegeben wird, erscheint unabhängig von der Länge desselben am Ausgang des Speichergliedes 2 und damit am Eingang des Zeitgliedes 3 ein Signal. Nach Ablauf der Verzögerungszeit des Zeitgliedes 3, dessen A-Ausgang (bejahender Ausgang) mit einem Eingang des UND-Gliedes 5 verbunden ist, liefert dieses ein Signal. Am A-Ausgang des UND-Gliedes 5 erscheint dann ein Signal, dessen Breite proportional der Abweichung vom Grenzwert ist.The time delay circuit 6 consists of a memory element 2, a first time element 3 and a further time element 4. A clear input of the memory element 2 is connected to the output of the magnetic amplifier. As soon as a pulse is emitted by the magnetic amplifier, a signal appears at the output of the memory element 2 and thus at the input of the timing element 3, regardless of its length. After the delay time of the timing element 3, the A output (affirmative output) of which is connected to an input of the AND element 5, the latter supplies a signal. A signal then appears at the A output of the AND element 5, the width of which is proportional to the deviation from the limit value.

Die Rückstellung der Zeitverzögerungsschaltung 6 wird durch ein vom B-Ausgang des UND-Gliedes 5 abgeleitetes Signal bewirkt, das einem Eingang des UND-Einganges des weiteren Zeitgliedes 4 zugeführt wird. Der zweite Eingang des UND-Einganges ist an den A-Ausgang des ersten Zeitgliedes 3 angeschlossen. Liegen beide Eingangssignale vor, läuft die eingestellte Verzögerungszeit ab. Diese ist mindestens gleich der halben Periode der vom Wechselrichter an den Magnetverstärker gelieferten, gleichgerichteten Rechteckimpulse gewählt. - Da bei Wegfall des Eingangssignals das Zeitglied 4 unverzögert zurückgestellt wird, wird so eine Rückstellung der Zeitverzögerungsschaltung 6 durch die Lücken zwischen aufeinanderfolgenden Impulsen vermieden. Erst wenn während der gesamten Dauer der eingestellten Verzögerungszeit die Impulse vom Magnetverstärker ausbleiben, erscheint am A-Ausgang (bejahender Ausgang) des Zeitgliedes 4 ein Signal. Dieses wirkt auf einen Speichereingang des Speichergliedes 2, womit dessen Ausgangssignal verschwindet.The reset of the time delay circuit 6 is by a from B output of the AND gate 5 causes the derived signal that is an input of the AND input the further timing element 4 is supplied. The second input of the AND input is connected to the A output of the first timing element 3. Are both input signals before, the set delay time expires. This is at least equal to that half the period of the rectified one supplied by the inverter to the magnetic amplifier Square pulses selected. - Since the timing element 4 is instantaneous when the input signal is lost is reset, so a reset of the time delay circuit 6 is carried out the gaps between successive pulses avoided. Only if during the the pulses from the magnetic amplifier for the entire duration of the set delay time fail, a signal appears at the A output (affirmative output) of the timing element 4. This acts on a memory input of the memory element 2, whereby its output signal disappears.

Durch die vorstehend beschriebene Schaltung wird somit ein in gewünschter Weise zeitverzögertes Auftreten eines Signals am A-Ausgang des UND-Gliedes 5 erreicht. Dieses Signal wird einer nicht dargestellten Regel- oder Steuereinrichtung zugeführt. Da die Breite der Impulse proportional der Abweichung vom Grenzwert (innerhalb des Aussteuerbereiches des Magnetverstärkers) ist, kann vorteilhafterweise die Regel- oder Steuereinrichtung in Abhängigkeit von der jeweiligen Abweichung optimal eingreifen.The circuit described above thus makes a desired Way time-delayed appearance of a signal at the A output of the AND gate 5 is achieved. This signal is fed to a regulating or control device (not shown). Since the width of the pulses is proportional to the deviation from the limit value (within the Control range of the magnetic amplifier), the control or control device intervene optimally as a function of the respective deviation.

Die durch das Zeitglied 4 bewirkte Verzögerung wird bei einer zweckmäßigen Einstellung desselben größer als eine Periode des zu regelnden Kreises gewählt, wobei für schwach gedämpfte Kreise größere Verzögerungen bevorzugt werden. Da durch das Speicherglied 2 das Eingangssignal für das Zeitglied 3 auch nach einem Verschwinden der vom Magnetverstärker abgegebenen Impulse während der Verzögerungszeit des Zeitgliedes 4 aufrechterhalten wird, ist so ein erneutes, unverzögertes Eingreifen der Begrenzungsschaltung sichergestellt, sofern bei einem Einschwingen der zu regelnden Größe diese wieder den Grenzwert überschreitet. - In verschiedenen Fällen dürfte es günstig sein, die Verzögerungszeit des Zeitgliedes 3 vom Reziprok-Wert der Abweichung von dem vorgegebenen Grenzwert abhängig zu machen. Dies läßt sich beispielsweise dadurch erzielen, daß die Aufladung des zeitbestimmenden Kondensators des Zeitgliedes 3 proportional mit der Breite der vom Magnetverstärker abgegebenen Impulse zunimmt. Damit wird die Verzögerungszeit des Zeitgliedes 3 verkürzt und die Begrenzungsschaltung greift um so schneller ein, je größer das über- bzw. Unterschreiten des Grenzwertes ist.The delay brought about by the timing element 4 is selected to be greater than a period of the circuit to be controlled when it is appropriately set, with greater delays being preferred for weakly damped circuits. Since the input signal for the timing element 3 is maintained by the memory element 2 even after the impulses emitted by the magnetic amplifier have disappeared during the delay time of the timing element 4 , renewed, instantaneous intervention of the limiting circuit is ensured, provided that the variable to be controlled settles in again exceeds the limit. In various cases it should be advantageous to make the delay time of the timing element 3 dependent on the reciprocal value of the deviation from the predetermined limit value. This can be achieved, for example, in that the charging of the time-determining capacitor of the timing element 3 increases proportionally with the width of the pulses emitted by the magnetic amplifier. The delay time of the timing element 3 is thus shortened and the limiting circuit intervenes the faster the greater the overshoot or undershoot of the limit value.

Claims

Claims: 1. Time-delayed limiting circuit, in particular for limiting the overcurrent of generators, which generates control pulses when the value to be monitored is exceeded or undershot, only intervenes after several pulses and in which the width of the control pulses is proportional to the deviation from the limit value, characterized that the control pulses act on an AND element (5) and a time delay circuit (6), the output of which is also connected to an input of the AND element (5). z. Limiting circuit according to Claim 1, characterized in that a flow-controlled magnetic amplifier is provided as the limit value transmitter (1). 3. Limiting circuit according to claim 1 or 2, characterized in that the time delay circuit (6) can be reset by means of a signal derived from the B output of the AND element (5). 4. Limiting circuit according to claim 1 or one of the following, characterized in that the time delay circuit (6) consists of a memory element (2), a first time element (3) connected downstream of this and a further time element (4). 5. Limiting circuit according to claim 4, characterized in that the memory element (2) has a clear input connected to the output of the limit indicator (1) and a memory input connected to the A output of the further timing element (4), that the first timing element (3) is connected to the memory element (2) and its A output supplies an input signal for the AND element (5) and that the AND input of the further timing element (4) with the A output of the first timing element (3) and with the B output of the AND gate is connected.