DE1523555C3

DE1523555C3 -

Info

Publication number: DE1523555C3
Application number: DE1523555A
Authority: DE
Inventors: Reiner Dr.-Ing. Foerst; Gerhard Dipl.-Ing. Heyner; Robert Prof.Dr.-Ing. 6100 Darmstadt Joetten; Winfried Dr.-Ing. Muttelsee; Yorck Dipl.-Ing. Rogowsky
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1966-02-18
Filing date: 1966-02-18
Publication date: 1974-04-04
Also published as: DE1523555A1; DE1523555B2; US3447066A; CA824267A; FR1511877A; GB1165584A; SE347588B

Description

Durch die Vornahme eines selbsttätigen Abgleiches wird außerdem die Gefahr verringert, daß eine Station auf Grund der zwangsweisen Erfüllung der physikalischen Bedingung überlastet wird. Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 ein Schema zum Abgleich von drei Größen entsprechend der Erfindung,

Die Fig. 2 bis 4 Weiterbildungen der Fig. 1.

Fig. 1 zeigt in schematischer Darstellung einen geschlossenen Regelkreis zum Abgleich von drei Größen. Grundsätzlich können jedoch auch beliebig viele Größen abgeglichen werden. Vorgegeben werden die Eingangswerte El bis E3, die eine beliebige Summe bilden können. Die entsprechenden Ausgangswerte /41 bis A3 sollen dagegen eine konstante einstellbare *5 Summe bilden. Die Ausgangswerte Al bis A3 werden im Summenbildner 4 addiert. Soll die Summe dieser Ausgangswerte Null sein, dann wird die vom Summenbildner 4 gelieferte Summe einem Verstärker 5 zugeführt, dessen Ausgangswert den Eingangswerten El bis E3 in den Summierungsgliedern 1 bis 3 derart zugeführt wird, daß die Ausgangswerte die gewünschte Summe Null bilden. Soll die Summe der Ausgangswerte Al bis A3 dagegen nicht Null betragen, sondern einen beliebigen Wert AA, entweder po- ^a5 sitiv oder negativ, dann wird im Summenbildner 4 diese gewünschte Summe AA subtrahiert und der Ausgangswert des Summenbildners 4 dem Verstärker 5 zugeführt. Die Verstärkung des Verstärkers 5 muß sehr groß sein, damit sein Ausgangswert auch dann die Summierungsglieder 1 bis 3 noch beaufschlagt, wenn der Ausgangswert des Summenbildners 4 nahezu Null ist. Zweckmäßigerweise verwendet man einen integralwirkenden Verstärker. Durch eine unterschiedliche Bemessung der Bewertungsglieder 7 bis 9 ist es möglich, die Beaufschlagung der Summierungsglieder 1 bis 3 unterschiedlich zu gestalten.

Die Möglichkeit, die Summe der Ausgangswerte Al bis A3 verschieden von Null vorzugeben, ist u. a. bei einem Regelverfahren bei einer Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragung (HGÜ) von Interesse. Bei diesem Regelverfahren bewirkt eine kleine Verstim-

§mung (AA) im Stromregelkreis, daß von η Stationen (n — 1) Stationen stromgeregelt werden und eine Station auf Grund ihrer Grenzlage die Spannung bestimmt.

In manchen Fällen kann es erwünscht sein, die Veränderung des Eingangswertes durch das AA nur bei einem Eingangswert wirksam werden zu lassen. Nach Fi g. 2 kann das dadurch geschehen, daß das AA dem 5<> entsprechenden Summierungsglied über einen Schalter 10 zusätzlich zugeführt wird. Die Wirkungsweise ist dann folgende: Ist die Summe der Eingangswerte gleich Null, dann wird die Summe der Ausgangswerte dadurch gleich AA, daß nur einer der Ausgangswerte von seinem Eingangswert um AA abweicht. Ist die Summe der Eingangswerte dagegen verschieden von Null, dann wird die von Null verschiedene Summe über den Verstärker 5 entsprechend den Bewertungsgliedern 7 bis 9 auf alle Summierungsglieder aufge- schal, et. Die gewünschte zusätzliche Größe AA dagegen wird nur einem einzigen der Summierungsgiieder 1 bis 3 über den Schalter 10 zugeführt. Die Wirkung ist dann derart, daß der Wert AA nur auf einen Ausgangswert Einfluß nimmt.

Damit im oben bereits erwähnten HGÜ-Regelverfahren die für das Verfahren notwendige kleine Verstimmung AA für die stromgeregelten Stationen nicht wirksam wird, wird sie nur der spannungsbestimmenden Station aufgeschaltet.

In F i g. 3 sind zwischen den Summierungsgliedem 1, 2 und 3 und dem Summenbildner 4 Begrenzungseinrichtungen 11, 12 und 13 vorgesehen, die verhindern, daß die Ausgangswerte Al bis A3 einen bestimmten einstellbaren Wert überschreiten. Durch die Anordnung der Begrenzungseinrichtungen zwisehen den Summierungsgliedern 1 bis 3 einerseits und dem Summenbildner 4 andererseits ist gewährleistet, daß die gewünschte Summe der Ausgangswerte Al bis A3 auch dann eingehalten wird, wenn einer dieser Ausgangswerte durch die Begrenzungseinrichtung begrenzt wird. Beim Ansprechen einer oder mehrerer Begrenzungseinrichtungen wird in dieser Schaltung die gewünschte Summe der Ausgangswerte über den Verstärker 5 eingestellt.

Nach F i g. 4 ist es jedoch auch möglich, beim Ansprechen einer Begrenzungseinrichtung die an dieser Begrenzungseinrichtung zwischen Eingang und Ausgang auftretende Differenz über einen Verstärker 14 und Bewertungsglieder 15 und 16 direkt den übrigen Summierungsgliedern zuzuführen.

In manchen Fällen kann es auch erwünscht sein, daß einer der Ausgangswerte, beispielsweise Al, einen bestimmten einstellbaren Wert beibehält, unabhängig davon, wie sich die zu den übrigen Ausgangswerten gehörenden Eingangswerte verändern. Das kann in einfacher Weise dadurch geschehen, daß der zum betreffenden Ausgangswert Al gehörende Eingangswert El mit Hilfe eines überlagerten Regelkreises ständig in der Weise verändert wird, daß der gewünschte Ausgangswert erhalten bleibt.

In F i g. 5 ist in Anlehnung an F i g. 1 eine derartige Schaltungsanordnung gezeigt. Natürlich können derartige Schaltungsmaßnahmen auch bei den in den F i g. 2 bis 4 dargestellten Schaltungsanordnungen vorgesehen werden. Man erkennt, daß der vom Summierungsglied 1 gelieferte Ausgangswert Al als Istwert A1_ÜL und der gewünschte Ausgangswert als Sollwert Al_soll einem Summierungsglied 18 zugeführt werden, dessen Ausgangswert über einen Verstärker 19 einem weiteren Summierungsglied 20 zugeführt wird, wodurch der dem Summierungsglied 1 zugeführte Eingangswert £1 in gewünschter Weise geändert wird.

Selbstverständlich ist es auch möglich, zwischen Verstärker 19 und Summierungsglied 20 eine Begrenzungseinrichtung zwischenzuschalten, um zu gewährleisten, daß der Eingangswert El bestimmte Werte nicht überschreiten kann.

Die erfindungsgemäße Anordnung ist durchaus nicht nur auf die Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragung beschränkt. Sie kann vielmehr auch beim Drehstrom-Verbundbetrieb in der Lastverteilung mit Vorteil angewendet werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Anordnung zum selbsttägigen Abgleich von Ausgangswerten, denen jeweils ein willkürlich veränderbarer Eingangswert zugeordnet ist, wobei die Ausgangswerte eine bestimmte einstellbare Summe bilden sollen, dadurch gekennzeichnet, daß ein geschlossener Regelkreis mit einem Regelverstärker (5) großer Verstärkung, einer Einrichtung für die Summenvorgabe (6), einstellbaren Bewertungsgliedern (7 bis 9), einem Summenbildner (4) und Summierungsgliedern (1 bis 3) vorgesehen ist, wobei die Ausgänge der Summierungsglieder (1 bis 3), an denen die Ausgangswerte (Al bis A3) entnommen werden, zusammen mit dem Ausgang der Einrichtung für die Summenvorgabe (6) über den Summenbildner (4) an den Eingang des Regelverstärkers (5) geschaltet sind, dessen Ausgang über die einstellbaren Bewertungsglieder (7 bis 9) mit je einem Eingang der Summierungsglieder (1 bis 3) verbunden ist, und wobei je einem weiteren Eingang der Summierungsglieder (1 bis 3) die willkürlichen veränderbaren Eingangswerte (El bis E3) zugeführt sind.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Wahlschalter (10) vorgesehen ist, dessen fester Kontakt mit dem Ausgang der Einrichtung für die Summenvorgabe (6) und dessen freie Kontakte jeweils mit einem weiteren Eingang der Summierungsglieder (1 bis 3) verbunden sind, so daß sich der eingestellte Summenwert der Ausgangswerte nur bei einem der Ausgangswerte auswirkt.

3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß einstellbare Begrenzungseinrichtungen (11 bis 13) vorgesehen sind, die zwischen dem Ausgang der Summierungsglieder (1 bis 3) und dem entsprechenden Eingang des Summenbildners (4) geschaltet sind.

4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die an den Begrenzungseinrichtungen auftretenden Differenzen zwischen den begrenzten und unbegrenzten Ausgangswerten jeweils einem Verstärker (z. B. 14) zugeführt werden, dessen Ausgang über Bewertungsglieder (z. B. 15 und 16) mit den übrigen Summierungsgliedern (z.B. 2 und 3) verbunden ist.

■ 5. Anordnung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein weiteres Summierungsglied (18) vorgesehen ist, dessen einem Eingang der vom Summierungsglied (1) gelieferte Ausgangswert (Al) als Istwert und dessen anderem Eingang der gewünschte Ausgangswert als Sollwert zugeführt wird, daß der Ausgang dieses Summierungsgliedes (18) mit dem Eingang eines Regelverstärkers (19) verbunden ist, dessen Ausgangswert mit einem Eingang eines Summierungsgliedes (20) verbunden ist, und daß der Ausgangswert dieses Summierungsgliedes (20) dem Summierungsglied (1) als Eingangswert (El) zugeführt wird.

In der Technik kommt es häufig vor, daß Anlagenwerte eines Systems, die aus bestimmten Gründen zu jedem Zeitpunkt eine feste Summe bilden müssen, möglichst unabhängig voneinander verstellt werden sollen. In manchen Fällen wird diese Bedingung durch das physikalische Verhalten des Systems erfüllt. In anderen Fällen muß die Bedingung künstlich erfüllt werden. Bisher mußte daher entweder eine willkürliche Änderung ausgeschlossen oder Abweichungen von der gewünschten Summe in Kauf genommen werden. Eine Hochspannungs-Gleichstrom-Ubertragung (HGU) stellt beispielsweise ein solches System dar. Das physikalische Verhalten dieses Systems erfordert, daß die Summe der vorzeichenbewerteten Stations-

¹S ströme gleich Null ist (stationärer Fall, Verluste vernachlässigt). Sollen die Gleichströme der einzelnen Stationen geregelt werden, so ist erforderlich, daß ihre Sollwerte derart aufeinander abgestimmt werden, daß die obengenannte physikalische Bedingung des Systems erfüllt wird. In diesem Fall stimmen die Sollwerte mit den entsprechenden Istwerten überein. Eine solche Abstimmung wird um so schwieriger, je mehr Stationen in einem solchen HGÜ-System beteiligt sind.

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5 Aus diesem Grunde wird eine selbsttätige Abstimmung angestrebt, so daß frei willkürlicher Änderung eines Sollwertes die Sollwerte der übrigen Stationen i. S. der physikalischen Bedingung angepaßt werden.

Eine vergleichbare Problematik liegt bei der Regelung von Mehrkomponentengemischen vor, bei der Flüssigkeiten, Gase oder feste Stoffe nach geforderter Gesamtmenge und Komponentenanteilen programmgesteuert dosiert werden. Derartige Gemischregler sind aus der deutschen Auslegeschrift 1120 552 und der deutschen Patentschrift 939 840 bekannt, bei denen die Aufgabe zugrunde lag, die geforderte Gesamtmenge aus Komponentenanteilen zusammenzusetzen, die der Gesamtmenge proportional sind.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Anordnung zum selbsttätigen Abgleich von Ausgangswerten bei willkürlich veränderbaren Eingangswerten zu schaffen, die es ermöglichen, daß bei Veränderung eines oder mehrerer Eingangswerte sich die zugeordneten Ausgangswerte in gewünschter Richtung ändern und alle übrigen Ausgangswerte derartig verändert werden, daß die gewünschte Summe erhalten bleibt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein geschlossener Regelkreis mit einem Regelverstärker großer Verstärkung, einer Einrichtung für die Summenvorgabe, einstellbaren Bewertungsgliedern, einem Summenbildner und Summierungsgliedern vorgesehen ist, wobei die Ausgänge der Summierungsglieder, an denen die Ausgangswerte entnommen werden, zusammen mit dem Ausgang der Einrichtung für die Summenvorgabe über den Summenbildner an den Eingang des Regelverstärkers geschaltet sind, dessen Ausgang über die einstellbaren Bewertungsglieder mit je einem Eingang der Summierungsgliedt, ■ crbuiut j ' ^: uiil wobei je einem weiteren Eingang der Summierungsglieder die willkürlichen veränderbaren Eingangswerte zugeführt sind.

Der mit der Erfindung hauptsächlich erzielte Vorteil besteht darin, daß die Ausgangswerte selbsttätig im gewünschten Sinn abgeglichen werden, wenn sich die Eingangswerte ändern.