DE1763549B1 - Vorrichtung zur gemeinsamen Verstellung mehrerer Sollwerte - Google Patents

Description

• Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur gemeinsamen Verstellung mehrerer galvanisch getrennter Gleichspannungs- bzw. Gleichstromsollwerte für Regler. ; ,.
• In vielen Fällen der Regelungstechnik müssen mehrere Sollwerte zugleich verstellt werden. Sofern die Reglereingänge potentialfrei sind, kann die Verstellung an einem gemeinsamen Stellwiderstand oder Potentiometer erfolgen, wobei als Sollgröße ein Strom oder eine Spannung dient. Viele Meßfühler, wie z. B. Thermoelemente, liegen jedoch auf Masse- bzw. Erdpotential oder müssen zumindest erdbar sein. Eine galvanische Verbindung aller Regler über einen gemeinsamen Sollwertsteller :mit Stehwiderstand oder Potentiometer muß daher, verhindert werden. Da in der Praxis, vor allem in 'der Kunststoffindustrie, bis zu 50 Anlagen oder Maschinen parallel arbeiten und mit gleichartigen Reglern ausgerüstet sind, würde eine Verstellung aller Ernzelsöllwerte von Hand eine erhebliche Belastung für das Bedienungspersonal bedeuten.
• Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine universell einsetzbare Vorrichtung zur gemeinsamen Verstellung beliebig vieler Sollwerte zu schaffen.
• Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß ein Wechselstromgenerator mit einstellbarer Amplitude vorgesehen ist, der in Reihe geschaltete Primärwicklungen von Stromwandlern speist, und daß an jede Sekundärwicklung eine einen Sollwert liefernde Gleichrichteranordnung angeschlossen ist.
• Eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, daß ein weiterer Stromwandler vorgesehen ist, dessen Primärwicklung mit den übrigen in Reihe liegt und dessen gleichgerichteter Strom an einem Widerstand eine Vergleichsspannung erzeugt, und daß die Differenz zwischen der Vergleichsspannung und einer einstellbaren Sollspannung auf den Eingang des Wechselstromgenerators geschaltet ist. Man erhält somit geregelte Sollwerte mit dem Vorteil, daß Fehler der Stromwandler und die störenden Rückströme der Gleichrichter nicht in die Messung eingehen.
• Auf dem Gebiet der Regelungstechnik ist ein Proportionalverstärker bekanntgeworden, der zwecks Verzweigung des Regelsignals einen Ausgangstransformator mit einer Primärwicklung und mehreren auf Gleichrichter wirkenden Sekundärwicklungen aufweist. Eines der Ausgangssignale wird als Gegenkopplung in den Verstärker zurückgeführt. Die Ausgangsstufe dient also der, Spannungsbeaiüschlagung von verschiedenen Stellgliedern. Dieser Schaltung lag die Aufgabe zugrunde, mehrere galvanisch getrennte Ausgänge ohne besondere Genauigkeitsansprüche zu schaffen. Die Ausgangsschaltung dieses Verstärkers weist zwar eine gewisse Ähnlichkeit mit der Vorrichtung nach der Erfindung auf, jedoch ist bei letzterer die andersgeartete Aufgabenstellung und Lösung hervorzuheben. Danach soll ein gemeinsamer Sollwertsteller mit mehreren galvanisch getrennten und recht genauen Ausgängen geschaffen werden, was u. a. durch Verwendung mehrerer Stromwandler gelingt, die vom gleichen Primärstrom durchflossen werden und deren eingeprägte Ströme lastunabhängig sind.
• Die Erfindung wird an Hand von Ausführungsbeispielen gemäß F i g. 1 bis 4 der Zeichnung erläutert. Einander entsprechende Teile sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
• In F i g. 1 ist mit WG ein in der Amplitude veränderbarer Wechselstromgenerator angedeutet, der in vielerlei Ausführungsformen realisierbar ist. Dieser Wechselstromgenerator wird-mit einer Gleichspannung versorgt und liefert an den Ausgangsklemmen K3, K2 einen Wechselstrom, dessen Amplitude von der Größe einer Steuergleichspannung an den Eingangsklemmen K,., K2 abhängt. Mit den Ausgangsklemmen K, K4 ist die Reihenschaltung der Primärwicklungen von Stromwandlern SW, SW,, SW,... SW. verbunden. Die Sekundärwicklungen der Stromwandler speisen Graetzgleichrichterschaltungen Go, G1, G, . . . G..
• An den Ausgangsleitungen der Gleichrichter liegen Siebkondensatoren Ca, C1, Cz . . . C. und Arbeitswiderstände Ro, R1, R2 . . . Rn,. An den Widerständen R1, Ra . . . R. sind die galvanisch getrennten Sollwertspannungen S1, S2 . . . S" abgreifbar.
• Die Spannung am Widerstand R, dient als Referenzspannung. Sie ist einer Sollspannung entgegengeschaltet, die an einem Potentiometer P abgegriffen wird. Zur Speisung des Potentiometers dient eine Konstantspannungsquelle E. Die Differenz zwischen der Sollspannung und der Referenzspannung liegt an den Eingangsklemmen K1, K2 des Wechselstromgenerators WG. Dieser verändert seinen Ausgangsstrom so lange, bis die Eingangsspannung praktisch gleich Null ist. Wenn alle Stromwandler und Gleichrichter von gleicher Bauart sind, erreicht man mit der beschriebenen Sollwertregelung eine hohe Genauigkeit der Sollwertvorgabe für die nachgeschalteten, nicht dargestellten Regler.
• F i g. 2 stellt ein Ausführungsbeispiel für den Wechselstromgenerator WG dar. Er besteht aus einer Varicap-Diodenbrücke B, einem Verstärker V und einem Sinusgenerator SG. Verstärker und Sinusgenerator liegen an einer Speisegleichspannung. Der Sinusgenerator SG speist die aus zwei ohmschen Widerständen und zwei Kapazitätsvariationsdioden bestehende Brücke B. Die Kapazität der Dioden hängt von der Größe der an den Klemmen K1, KZ zugeführten Gleichspannung ab. Die modulierte Wechselspannung wird über einen als Gleichspannungssperre dienenden Kondensator C dem Eingang des Verstärkers V zugeführt, der an den Klemmen K3, K4 eine von der Eingangsgleichspannung abhängige Wechselspannung abgibt. Diese wiederum speist - wie in F i g. 1 dargestellt - die Stromwandlerprimärwicklungen.
• Der Wechselstromgenerator gemäß F i g. 3 besteht aus einem elektrischen Regler R und einem Magnetverstärker V. Beide werden aus dem Wechselstromnetz gespeist. Der Ausgangsstrom des Reglers beaufschlagt die Steuerwicklung des Magnetverstärkers. Die Primärwicklungen der nicht dargestellten Stromwandler liegen in Reihe mit der Arbeitswicklung des Magnetverstärkers am Netz, so daß ihnen ein amplitudengeregelter Wechselstrom zugeführt wird, dessen Größe von dem zentral eingestellten Sollwert (siehe F i g. 1) abhängt.
• In F i g. 4 ist ein Wechselstromgenerator WG dargestellt, der aus einem elektrischen Regler R, einem Stellmotor M und einem Stelltransformator ST besteht. Die Amplitude der Wechselspannung an den Klemmen K3 und K4 hängt von der Sollwerteinstellung ab.
• Die gemeinsam einstellbaren Gleichspannungs- oder Gleichstromsollwerte können gleich groß oder auch verschieden sein. Im letzteren Falle haben die Widerstände R,_ - Rn (F i g. 1) abweichende Werte. An die Stelle von Festwiderständen R1 - Rn, können auch einstellbare Widerstände treten. Die beschriebenen Schaltungen haben den Vorteil, daß Änderungen der Frequenz des Wechselstromgenerators keinen Fehler verursachen, solange die Eigenschaften der Stromwandler SWo - SW" gleich sind.
• Da sekundärseitig eingeprägte Gleichströme gewonnen werden, sind die Sollwerte unabhängig von der Spannungskurve des Versorgungsnetzes, von Netzspannungsschwankungen, von der Kurvenform des Magnetverstärkers sowie von Last- und Temperaturschwankungen. Die Länge der Zuleitungen zu den nachgeschalteten Reglern ist unkritisch.
• Wenn man Verstärker oder Regler mit hoher Ansprechempfindlichkeit verwendet, erfüllt der beschriebene Sollwertgeber höchste Genauigkeitsansprüche.

Claims (5)

1. Patentansprüche: 1. Vorrichtung zur gemeinsamen Verstellung mehrerer galvanisch getrennter Gleichspannungs-bzw. Gleichstrom-Sollwerte für Regler, d adurch gekennzeichnet, daß ein Wechselstromgenerator (WG) mit einstellbarerAmplitude vorgesehen ist, der in Reihe geschaltete Primärwicklungen von Stromwandlern (SW, - SW") speist, und daß an jede Sekundärwicklung eine einen Sollwert liefernde Gleichrichteranordnung (G1 - G.) angeschlossen ist.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein weiterer Stromwandler (SW(,) vorgesehen ist, dessen Primärwicklung mit den übrigen in Reihe liegt und dessen gleichgerichteter Strom an einem Widerstand (R,) eine Vergleichsspannung erzeugt, und daß die Differenz zwischen der Vergleichsspannung und einer einstellbaren Sollspannung auf den Eingang des Wechselstromgenerators geschaltet ist.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Wechselstromgenerator aus einem Sinusgenerator (SG, F i g. 2), einer von diesem gespeisten Varicap-Dioden-Brücke (B) und einem von der Brücke ausgesteuerten Verstärker (V) besteht, daß die Differenz zwischen der Vergleichsspannung und der einstellbaren Sollspannung am Brückeneingang liegt und daß der Verstärker die Stromwandlerprimärwicklung speist.
4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 2,dadurch gekennzeichnet, daß die Differenz zwischen der Vergleichsspannung und der einstellbaren Sollwertspannung auf den Eingang eines elektrischen Reglers (R) geschaltet ist, der über einen Magnetverstärker (M v) den Primärstrom der Stromwandler beeinflußt.
5. 5. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Differenz zwischen der Vergleichsspannung und der einstellbaren Sollwertspannung auf den Eingang eines elektrischen Reglers geschaltet ist, der über einen Stellmotor (M) einen die Stromwandler speisenden Stelltransformator (ST) betätigt.