DE19606971C2 - Vorrichtung und Verfahren zum Betreiben eines Resonanzschwingungssystems - Google Patents
Vorrichtung und Verfahren zum Betreiben eines ResonanzschwingungssystemsInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Betreiben eines Resonanzschwingungs
systems mit einer ersten Hauptmasse und dieser gegenüber schwingfähig angebrachten,
während des Betriebes nicht unbedingt ein gleichbleibendes Gewicht aufweisenden zweiten
Hauptmasse und mit einer von einer Stellgröße beeinflußten elektrischen Antriebseinrichtung
zur Erzeugung von Schwingungsbewegungen. Ferner bezieht sich die Erfindung auf eine
Vorrichtung mit einem Resonanzschwingungssystem mit einer ersten Hauptmasse und einer
dieser gegenüber schwingfähig angebrachten, während des Betriebes nicht unbedingt ein
gleichbleibendes Gewicht aufweisenden zweiten Hauptmasse und mit einer von einer
Stellgröße beeinflußten elektrischen Antriebseinrichtung zur Erzeugung der Schwingungs
bewegungen.
Ein Resonanzschwingungssystem der vorstehend beschriebenen Art ist aus der Firmen
druckschrift Krause, Reinhard: Grundbegriffe der Schwingfördertechnik, v/B.8.08./1771,
AEG-Telefunken, Fachbereich Vibrationstechnik, Goldsteinstraße 238, Frankfurt am Main bekannt.
Bei dieser Firmendruckschrift handelt es sich um einen Sonderdruck aus der "CHEMIKER-
ZEITUNG", 95 (1971) 8, Seiten 364-372. Eine Regelung des Schwingungsverhaltens wird
nicht erwähnt.
Aus der DE 29 35 739 A1 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Steuerung einer
Resonanzschwingrinne mit einer Arbeitsmasse und einer Resonanzmasse bekannt, die durch
eine rotierende Unwucht, insbesondere durch einen Unwuchtmotor, in Schwingung versetzt
werden, wobei die Schwingweite in der Arbeitsmasse konstant gehalten wird.
In der CH 666 359 A5 ist eine Vorrichtung zur Steuerung von magnetisch angetriebenen
Massenschwingsystemen beschrieben. Die Vorrichtung weist einen Elektromagneten auf, mit
dem das System auf eine gewünschte Schwingungsamplitude einstellbar ist.
Die GB 2 213 293 A bezieht sich auf eine elektronische Ansteuerung für einen Schwingungs
erzeuger. Die Schaltung erzeugt Signale zur Ansteuerung einer induktiven Last wie z. B. eines
Elektromagneten eines Schwingungserzeugers. Dabei wird ebenfalls auf eine konstante
Schwingweite geregelt.
In der GB 2 030 731 A ist ein Schwingungsförderer beschrieben. Der Antrieb ist ebenfalls
als Elektromagnet ausgebildet, wobei über einen elektrischen Schaltkreis eine konstante
Schwingweite geregelt wird. Es ist vorgesehen, hierzu entweder die wirklich gemessene
Schwingweite oder eine zur Schwingweite proportionale Größe wie die Spannung oder den
Strom durch den Elektromagneten zu verwenden.
Durch die bekannten Maßnahmen kann ein Überschreiten eines Maximalwertes für die
Summe der Schwingweiten der Massen nicht verhindert werden.
Aus der DE 38 13 387 ist ein Resonanzschwingungssystem bekannt, das eine Regeleinrich
tung hat, mit der die Gesamtschwingbreite der gegeneinander schwingenden Massen im Be
triebsbereich zwischen unbeladenem Zustand und dem Zustand bei maximaler Fördergut
belastung (an einer der beiden Massen) konstant gehalten wird.
Das bekannte Resonanzschwingungssystem, das als Zweimassenschwingsystem ausgebildet
ist, hat eine Eigen- bzw. Resonanzfrequenz, die sich mit zunehmender Gesamtmasse (der
beiden schwingenden Massen) zu kleineren Werten verschiebt.
Wenn das Resonanzschwingungssystem in der Fördertechnik angewandt wird, ist beispiels
weise eine Schwingrinne Bestandteil der einen schwingenden Masse. Auf einer Schwingrinne
wird körniges Fördergut transportiert. Wenn die Menge des Fördergutes erhöht wird, steigt
zum einen die Massenankopplung an der Schwingrinne und zum anderen die Dämpfung. Bei
vermehrtem körnigen Fördergut wird nämlich die Reibung der Körner untereinander in ihrer
Gesamtheit vergrößert und damit eine Erhöhung der Dämpfung hervorgerufen. Die Resonanz
kurve des Resonanzschwingungssystems verläuft um so flacher, je größer die Dämpfung ist.
Ein Betrieb des Resonanzschwingungssystems im Resonanzbereich ist hinsichtlich der
Schwingungsamplitude um so kritischer bzw. labiler, je geringer die Dämpfung ist. Anderer
seits wird eine möglichst geringe Dämpfung angestrebt, um die Verlustleistung gering zu
halten. Der Arbeitspunkt wird daher üblicherweise in den unterkritischen oder überkritischen
Bereich der Resonanzkurve gelegt.
Bei einem Betrieb im unterkritischen Bereich ist die Eigenfrequenz größer als die Antriebs
frequenz. Mit zunehmender Dämpfung findet eine Verringerung der Schwingungsamplitude
statt. Durch die Massenankopplung nähert sich der Arbeitspunkt des Resonanzschwingungs
systems dem Resonanzpunkt, der durch den Maximalwert der Schwingungsamplitude gekenn
zeichnet ist. Zugleich verringert die Massenankopplung die Schwingungsamplitude der
Schwingrinne.
Dämpfung und Massenankopplung wirken folglich bezüglich der Schwingungsamplitude
einander entgegen, was zu einer Stabilisierung des Betriebs im Sinne einer Kompensation der
beiden Effekte ("selbsthelfendes System") führt. Da im Resonanzfall die Schwingung instabil
sein kann, wird das bekannte System so eingestellt, daß unter Berücksichtigung aller
Einflüsse durch die Belastung der Abstand zur Resonanz so groß ist, daß sich ein stabiler
Betrieb ergibt. Um den Einfluß der Ankopplung und Dämpfung durch das Fördergut mög
lichst gering zu halten, besteht die Möglichkeit, die beiden Hauptmassen des Resonanz
schwingungssystems möglichst groß zu wählen. Dadurch wird auch in Resonanznähe eine
gute Schwingungsstabilität erzielt. Die hohe Gesamtmasse ist allerdings von der Handhabung
her und aus Kostengründen unerwünscht.
Die Gesamtschwingbreite eines Resonanzschwingungssystems, bei dem eine Freimasse und
eine Arbeitsmasse gegeneinander schwingen, ist die den Systemzustand beschreibende
Kenngröße. Es ist zwischen der Gesamtschwingbreite, also der Summe der Schwingbreite der
Freimasse und der Schwingbreite der Arbeitsmasse, und der Schwingbreite der Arbeitsmasse
- mit dem Nutzgerät, beispielsweise einer Schwingrinne, als Bestandteil - zu unterscheiden.
Die Gesamtschwingbreite als Kenngröße hat den Vorteil, daß sie zur Vermeidung des
Anschlagbetriebs, also dem Aufeinanderschlagen von Freimasse und Arbeitsmasse, her
angezogen werden kann. Ein solches Aufeinanderschlagen ist unbedingt zu vermeiden. Dies
wird durch die Regelung der Gesamtschwingbreite auf einen konstanten Sollwert erreicht.
Diese Regelungsart hat den Vorteil, daß der Sicherheitsabstand zwischen den schwingenden
Hauptmassen zugunsten höherer Magnetzugkraft erheblich reduziert werden kann, d. h. die
Eigenfrequenz kann bei einem Schwingfördergerät im Leerlauf so eingestellt werden, daß die
Eigenfrequenz bei maximaler Fördergutbelastung gleich der Antriebsfrequenz ist. Bei der
Gesamtschwingbreitenregelung ist allerdings der oben beschriebene Vorteil des selbsthelfen
den Systems (größere Streckenverstärkung bei zunehmender Beladung) nicht vorhanden. Eine
variable Abstimmung der Eigenfrequenz an die jeweiligen Gegebenheiten des Einsatzes des
Schwingfördergeräts ist bei der Gesamtschwingbreitenregelung nicht möglich.
Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, ein Verfahren zum Betreiben eines Resonanz
schwingungssystem mit zwei gegeneinander schwingenden Hauptmassen bereitzustellen, mit
dem ein Überschreiten eines Maximalwertes für die Summe der Schwingbreiten beider
Hauptmassen verhindert und eine möglichst große und sichere Ausnutzung der vorgegebenen
Verbrauchsleistung für die Erzeugung von Schwingungen erreicht wird, selbst dann, wenn
während des Betriebes die eine Hauptmasse kein gleichbleibendes Gewicht behält. Ferner ist
eine Vorrichtung zur Durchführung eines derartigen Verfahrens anzugehen.
Das Problem wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren nach Anspruch 1 und durch eine
Vorrichtung nach Anspruch 5 gelöst.
Das Verfahren arbeitet im unterkritischen Betrieb bis die Antriebsfrequenz gleich der
Eigenfrequenz ist. Bei dem Verfahren handelt es sich um eine ablösende Regelung: zunächst
ist die Betriebsspannung die Regelgröße und bei Überschreiten eines Grenzwertes für die
Gesamtschwingbreite wird die Gesamtschwingbreite zur Regelgröße.
Das erfindungsgemäße Verfahren bietet den Vorteil, daß zum einen die Vorzüge eines
"selbsthelfenden Systems" vorhanden sind und zugleich trotz Überwachung der Gesamt
schwingbreite die eigentliche Nutzgröße, nämlich die Schwingbreite des Nutzgerätes, konstant
bleibt.
Im Falle der Anwendung des Verfahrens bei einem Schwingfördergerät mit einem Magnet
antrieb tritt im unterkritischen Betrieb zunächst der selbsthelfende Effekt mit konstantem
Förderstrom bei unterschiedlicher Beladung mit Schüttgut auf; der Förderstrom ist von
Netzspannungsschwankungen und Beladung unabhängig. Bei dieser Betriebsweise (mit einer
Regelung der Betriebsspannung) entsteht mit zunehmender Gesamtschwingbreite die Gefahr
eines Aufeinanderschlagens der beiden Hauptmassen (Freimasse und Arbeitsmasse).
Zur Vermeidung des Aufeinanderschlagens löst - bei Überschreiten eines Grenzwertes für die
Gesamtschwingbreite - eine Gesamtschwingbreitenregelung die Betriebsspannungsregelung
ab ("ablösende Regelung"), bevor es zur Gerätezerstörung kommen kann. Somit läßt sich bei
bestmöglichem Betriebsverhalten und geringem Sicherheitsabstand zwischen Magnetkern und
Anker des Magnetvibrators auskommen, d. h. die Leistung des Schwingfördergeräts wird
optimal ausgenutzt. Der Gesamtschwingbreitenwert kann beliebig bis zur Nennschwingbreite
des Resonanzschwingungssystems eingestellt werden. Eine Verringerung der Eigenfrequenz
führt nun aufgrund der Streckenverstärkung zu einer früheren Ablösung der Regelungsart. Die
Schwingbreite kann nicht über den im Nennzustand vorgegebenen Sollwert ansteigen.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform werden der Istwert der Stellgröße und der Istwert der
Gesamtschwingbreite nach einer Gewichtung wenigstens eines Istwertes miteinander ver
glichen, wobei der größere Wert als Regelgrößen-Istwert von einem vorgebbaren Sollwert zur
Bestimmung der Regelabweichung subtrahiert wird, die einem Regler zugeführt wird.
Durch den Vergleich der beiden erfaßten Werte und durch die Berücksichtigung lediglich des
größeren Wertes bei der Regelung wird erreicht, daß bei einem Wechsel von der einen
Regelungsart in die andere Regelungsart (Stellgrößenregelung/Gesamtschwingbreitenregelung)
kein Sprung bei der Gesamtschwingbreite herbeigeführt wird.
Der Ablösepunkt (für den Wechsel der Betriebsarten) liegt also bei dem Verfahren in Bezug
auf das Betriebsverhalten immer an der optimalen Stelle.
Es besteht also die Möglichkeit der Regelung nach zwei Systemgrößen in allen Arbeits
punkten ohne Istwertsprung bei Wechsel der Führungsgröße mit folgenden zusätzlichen
Vorteilen:
- - Es ist nur ein Regelkreis erforderlich.
- - Alle Systemeinstellungen können an einer Gewichtungsstelle vorgenommen werden.
- - Für einen Magnetvibrator können hier die heute bekannten Regelungsarten (Betriebs spannungsregelung und Gesamtschwingbreitenregelung) eingestellt werden.
Die erfindungsgemäße "ablösende Regelung" weist im Falle der Anwendung in einem System
zum Bewegen/Rütteln von Schüttgut gegenüber den bisherigen Regelungsarten ein verbes
sertes Betriebsverhalten ("selbsthelfendes System" mit dem Effekt von beladungsunab
hängigem Förderstrom) bei gleichzeitig optimaler Ausnutzung der theoretischen Reserven
(durch den Anschlagschutz) auf.
In extremen Einsatzfällen besteht gegenüber der reinen Gesamtschwingbreitenregelung die
Möglichkeit der variablen Abstimmung der Eigenfrequenz des Resonanzsystems bei gleich
zeitiger Anschlagüberwachung. Damit wird die Anpassung an nicht durchschnittliche
Bedingungen möglich.
Ein Betrieb ohne einen Aufnehmer für die Gesamtschwingbreite ist ohne eine Einstellungs
änderung ebenfalls möglich. Sollte ein Anwender einen solchen Aufnehmer nicht wünschen,
beispielsweise bei Anlagen in Übersee, oder sollte der Aufnehmer funktionsunfähig werden,
kann die Anlage ohne irgendwelche Anpassungsmaßnahmen weiter betrieben werden.
Da die Gesamtschwingbreite geregelt wird und nicht einfach eine obere Begrenzung darstellt,
kann durch Wechsel des Aufnehmers mit demselben Gerät auch ein System zur Regelung der
Nutzschwingbreite aufgebaut werden.
Durch Veränderung der Gewichtung der an die Vergleichseinrichtung geführten Werte des
Effektivwerts der Betriebsspannung läßt sich der Ablösepunkt, d. h. der Grenzwert für die
Gesamtschwingbreite, verschieben.
Dabei verschlechtert sich das Betriebsverhalten wegen des zuvor oben erwähnten Vergleichs
der (gewichteten) Istwerte und der Berücksichtigung lediglich des größeren Wertes nicht.
Trotz Verschiebung des Ablösepunktes wird kein Sprung bei den Istwerten verursacht.
Das oben beschriebene Verfahren hat zusätzlich den Vorteil, daß bei nicht durchschnittlichen
Fördergutbelastungen das Gerät mit einer entsprechend angepaßten Abstimmung betrieben
werden kann. Das Förderorgan läßt sich somit optimal den jeweiligen Einsatzbedingungen
anpassen. So wird bei einer Erhöhung der Eigenfrequenz der Ablösepunkt später erreicht.
Resonanzschwingsysteme mit einem Magnetantrieb können im spannungsgeregelten Betrieb
eingesetzt werden. Es wird hierbei der Effektivwert der Betriebsspannung (für den Magnet
antrieb) auf einen gleichbleibenden Wert geregelt. Diese Maßnahme schränkt das erwähnte
selbsthelfende System in keiner Weise ein: bei einer Zunahme der Arbeitsmasse (z. B. durch
Fördergutbeladung im Falle eines Schwingförderers) wird die Regelstreckenverstärkung des
Schwingsystems, d. h. die von der Antriebseinrichtung aufgebrachte Wirkung, automatisch
angehoben. Dies führt zu einer erhöhten Schwingleistung. Dieser Effekt ist im praktischen
Einsatz, beispielsweise bei einer Schwingrinne sehr vorteilhaft, da der Austrag des Schütt
gutes von Schwingrinnen somit nahezu von Beladungen unabhängig und damit konstant ist.
Magnetantriebe als Antriebseinrichtungen für Resonanzschwingungssysteme sind sehr
empfindlich, was Netzspannungsänderungen betrifft, da diese direkt eine überproportionale
Erhöhung oder Erniedrigung der Magnetzugkraft bewirken.
Eine Spannungsregelung gleicht diese Schwankungen aus, indem als Stellgröße - z. B. der
Phasenwinkel des Thyristors in einem dem Magnetantrieb vorgeschalteten Stromrichter - mit
dem Ziel konstanter Magnetzugkraft korrigiert wird.
Magnetantriebe werden im Werk auf das Fördergerät abgestimmt. Dabei wird die Eigen
frequenz des Resonanzsystems eingestellt. Die Abstimmung am leeren Gerät erfolgt unter
Annahme durchschnittlicher Schüttgutbeladungen, die das spätere Systemverhalten beein
flussen.
Dieser Durchschnittswert trifft natürlich nicht immer auf die tatsächlichen Einsatzfälle zu, so
daß sowohl eine Überlastung, die zum Anschlag gegeneinander schwingender Teile führt, als
auch eine Unterauslastung vorkommen kann. Sind diese Einsatzfälle bekannt, so kann man
durch eine Modifizierung der Abstimmung diese Sonderfälle berücksichtigen. Bezogen auf
das leere Gerät liegt dann eine andere Schwingbreite als die Nennschwingbreite vor.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann für die Durchführung des oben beschriebenen
Verfahrens eingesetzt werden. Es ist jedoch auch möglich, den Istwertgeber für die Ge
samtschwingbreite oder die Erfassungsvorrichtung für den Effektivwert der Betriebsspannung
wegzulassen und die Vorrichtung nur im betriebsspannungs- oder nur im gesamtschwing
weitengeregelten Betrieb einzusetzen, wenn dies für bestimmte Anwendungsfälle ausreichend
ist.
Die Erfindung wird im folgenden an Hand eines in drei Abbildungen dargestellten Aus
führungsbeispiels näher beschrieben, aus dem sich weitere Einzelheiten, Merkmale und
Vorteile ergeben.
Es zeigen:
Fig. 1 schematisch ein Resonanzschwingungssystem mit einem Magnetvibratorantrieb,
Fig. 2 ein Blockschaltbild einer Vorrichtung zum Betrieb des Resonanzschwingungssystems
und
Fig. 3 ein Diagramm zur Veranschaulichung der Lage des Arbeitspunktes bei zwei ver
schiedenen Grenzwerten für die Gesamtschwingbreite.
Ein Resonanzschwingungssystem enthält einen Magnetantrieb 1 ("Magnetvibrator") mit einem
Anker 2 und einem schwingfähig zu dem Anker 2 angebrachten Magnetkern 3. Der Anker
2 ist mit seinem Gehäuse Bestandteil einer Freimasse mF. Über eine Feder 4 (mit einer Feder
konstante c) ist an die Freimasse mF eine Arbeitsmasse mA gekoppelt. Zur Arbeitsmasse
gehört der Magnetkern 3, eine (nicht im einzelnen dargestellte) Förderrinne und Schüttgut 5,
welches in der Förderrinne transportiert werden soll.
Die Eigenfrequenz fe des Schwingfördergeräts ergibt sich nach der Formel
fe = (c/mR)1/2,
wobei die resultierende Masse mR nach der Beziehung
mR= mF×mA/(mF + mA)
bestimmt wird.
Die Eigenfrequenz fe kann durch Veränderung der Federkonstante c oder der Freimasse mF
auf gewünschte Wert eingestellt werden. Bei Einstellung im Leerlauf ist dabei die maximale
Fördergutbelastung in Betracht zu ziehen.
Nach Fig. 2 enthält der Magnetvibrator 1 die Spule 6 des Magneten. Die Spule 6 ist an einen
Thyristorsteller 7 angeschlossen, der z. B. als Frequenzumrichter arbeitet, d. h. aus der
Netzfrequenz eine für den Betrieb des Schwingfördergeräts gewünschte Antriebsfrequenz
erzeugt, die beispielsweise 33 Hz betragen kann. Gespeist wird der Thyristorsteller 7 aus dem
Netz 8 mit z. B. 50 Hz.
Mittels des Thyristorstellers 7 wird durch Phasenanschnittsteuerung der Spannung aus dem
Netz die Betriebsspannung u des Magnetvibrators 1 verstellt.
Dem Thyristorsteller 7 ist eingangsseitig ein PID-Regler 9 vorgeschaltet, dem von einer
Summierstelle 10 die Regelabweichung zugeführt wird. Die Summierstelle 10 wird von
einem Sollwert w beaufschlagt. Weiterhin erhält die Summierstelle einen Istwert 11, der von
einer Vergleichsanordnung 12 angegeben wird, dem eingangsseitig zwei Istwerte zugeführt
werden. Die Vergleichseinrichtung 12 prüft, welcher der eingespeisten Istwerte größer ist und
leitet den größeren zur Summierstelle 10 weiter; dort wird der größere Istwert 11 von einem
Sollwert w zur Bildung einer Regelabweichung subtrahiert.
Der eine Istwert wird durch Erfassen der Ausgangsspannung des Thyristorstellers 7 erzeugt,
d. h. Regelgröße ist in diesem Fall der Effektivwert der Betriebsspannung des Magnetvibra
tors 1. Die Betriebsspannungswerte werden in einer Einrichtung 13 gewichtet, d. h. mit einem
von Hand vorgebbaren Faktor multipliziert, bevor sie der Vergleichseinrichtung 12 zugeführt
werden, die analoge Werte verarbeitet. Ein Istwertgeber 15 für die Gesamtschwingweite Sg
zwischen Magnetkern 3 und Anker 2 des Magnetvibrators 1 ist über eine Abtastschaltung 16
mit dem anderen Eingang der Vergleichsschaltung 12 verbunden.
Das oben beschriebene Schwingfördergerät arbeitet nach folgendem Verfahren:
Das Schwingfördergerät wird durch die Freimasse mF und die Federkonstante c bei einer bestimmten Antriebsfrequenz fA für den unterkritischen Betrieb eingestellt. Mittels des Sollwerts w und der Einrichtung 13 wird eine geregelte Betriebsspannung eingestellt, die eine große Gesamtschwingbreite Sg hat, die jedoch nicht zu einem Aufeinanderschlagen von Anker 2 und Magnetkern 3 führt. Die Einstellung kann insbesondere die Nennschwingweite bei einer bestimmten Frequenz, vorzugsweise nahe der Eigenfrequenz fe sein.
Das Schwingfördergerät wird durch die Freimasse mF und die Federkonstante c bei einer bestimmten Antriebsfrequenz fA für den unterkritischen Betrieb eingestellt. Mittels des Sollwerts w und der Einrichtung 13 wird eine geregelte Betriebsspannung eingestellt, die eine große Gesamtschwingbreite Sg hat, die jedoch nicht zu einem Aufeinanderschlagen von Anker 2 und Magnetkern 3 führt. Die Einstellung kann insbesondere die Nennschwingweite bei einer bestimmten Frequenz, vorzugsweise nahe der Eigenfrequenz fe sein.
Im betriebsspannungsgeregelten Betrieb arbeitet das Schwingfördergerät dann mit automa
tischer Verstärkung bei zunehmender Fördergutbelastung, so daß eine höhere Schwingungs
leistung entsteht. Ab einem durch die Einrichtung 14 einstellbaren Istwert der Betriebs
spannung übersteigt der Istwert des Istwertgebers 15 (für die Gesamtschwingungsbreite) den
Effektivwert der Betriebsspannung, so daß nunmehr die Spannungsregelung von einer
Gesamtschwingweitenregelung abgelöst wird. Diese Gesamtschwingweitenregelung tritt dann
an die Stelle der Spannungsregelung, wenn die Eigenfrequenz nahe an der Antriebsfrequenz
liegt. Es wird hierdurch ein Anschlagen von Anker 2 und Magnetkern 3 vermieden, obwohl
ein Betrieb im Resonanzfall möglich ist.
Das Schwingfördergerät wird somit nach zwei Regelstrategien betrieben. Bis zu einer
beliebigen einstellbaren Gesamtschwingbreite, z. B. die Nennschwingbreite wird das Gerät mit
der Spannungsregelung betrieben. Bei Überschreiten des Ablösepunktes erfolgt die Führung
nicht mehr anhand des Effektivwertes der Betriebsspannung, sondern anhand der Gesamt
schwingbreite Sg.
Fig. 3 zeigt in einem Diagramm die Abhängigkeit der Gesamtschwingbreite Sg von dem
Sollwert w nach Fig. 2, und zwar in Kurve 17 im Falle einer Regelung auf eine konstante
Gesamtschwingbreite (Gesamtschwingbreitenregelung) und in den Kurven 18 und 19 für den
Fall einer Regelung auf eine gleichbleibende Betriebsspannung (Betriebsspannungsregelung),
wobei in den Kurven 18 und 19 zwei verschiedene Gewichtungen für den Effektivwert
berücksichtigt sind (die Gewichtungen werden nach Fig. 2 in der Einrichtung 13 eingestellt).
In den Schnittpunkten der Kurve 17 mit den beiden Kurven 18 und 19 liegen die Ablöse
punkte AP und AP′, an denen der Übergang von der Betriebsspannungsregelung zu der
Gesamtschwingbreitenregelung vollzogen wird. Mittels der Vergleichseinrichtung 12 nach
Fig. 2 und durch die Berücksichtigung nur des größeren der beiden Eingangswerte bei der
Regelung wird stets an dem jeweiligen Ablösepunkt AP bzw. AP′ der Wechsel der Rege
lungsart vollzogen.
Jedem der beiden Ablösepunkte AP und AP′ entspricht ein Grenzwert S′Gr und SGr für die
Gesamtschwingbreite Sg.
Die Gesamtschwingbreitenregelung nach Kurve 17 sorgt dafür, daß ein bestimmter maximaler
Grenzwert Smax für die Gesamtschwingbreite Sg nicht überschritten wird; ein Aufeinander
schlagen von Freimasse mF und Arbeitsmasse mA wird dadurch verhindert.
Claims (9)
1. Verfahren zum Betreiben eines Resonanzschwingungssystems mit einer ersten
Hauptmasse und einer dieser gegenüber schwingfähig angebrachten, während des
Betriebes nicht unbedingt ein gleichbleibendes Gewicht aufweisenden zweiten Haupt
masse und mit einer von einer Stellgröße beeinflußten elektrischen Antriebsein
richtung zur Erzeugung von Schwingungsbewegungen,
wobei zunächst ein Grenzwert (SGr) für eine Gesamtschwingbreite (Sg) der beiden
Hauptmassen (mF, mA) eingestellt wird, anschließend unabhängig vom aktuellen
Gewicht der zweiten Hauptmasse (mA) bei Gesamtschwingbreiten (Sg) bis zu dem
eingestellten Grenzwert (SGr) auf einen gleichbleibenden Wert der Stellgröße geregelt
wird und wobei bei Überschreiten des Grenzwertes die Gesamtschwingbreite (Sg) auf
einen gleichbleibenden Wert geregelt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Stellgröße und der Istwert der Gesamtschwingbreite (Sg) erfaßt und nach
einer Gewichtung wenigstens eines der beiden Werte miteinander verglichen werden,
daß der größere Wert von beiden als Regelgrößen-Istwert von einem vorgegebenen
Sollwert (w) subtrahiert wird und daß die daraus gewonnene Regelabweichung einem
Regler (9) für die Stellgröße bzw. für die Gesamtschwingbreite (Sg) zugeführt wird.
3. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die elektrische Antriebseinrichtung ein Magnetantrieb (1) ist und daß die Stell
größe der Effektivwert der den Magnetantrieb (1) speisenden Betriebsspannung ist.
4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Antriebseinrichtung ein Schubkurbelantrieb mit einem Elektromotor ist und
daß die Stellgröße die Frequenz der den Elektromotor speisenden Betriebsspannung
ist.
5. Vorrichtung mit einem Resonanzschwingungssystem mit einer ersten Hauptmasse und
einer dieser gegenüber schwingfähig angebrachten, während des Betriebes nicht
ungedingt ein gleichbleibendes Gewicht aufweisenden zweiten Hauptmasse und mit
einer von einer Stellgröße beeinflußten elektrischen Antriebseinrichtung zur Erzeu
gung der Schwingungsbewegungen, insbesondere zur Durchführung eines Verfahrens
nach Anspruch 1 oder 2,
wobei ein Istwertgeber (15) für die Gesamtschwingbreite (Sg) und eine Erfassungsvor
richtung (14) für die Stellgröße an eine Vergleichseinrichtung (12) angeschlossen
sind, die den größeren der erfaßten Werte zu einer Summierstelle (10) weiterleitet,
die mit einem Sollwert (w) eine Regelabweichung bildet, die einen Regler (9) beauf
schlagt, dem ein Anschlußgerät (7) nachgeschaltet ist, mit dem die elektrische An
triebseinrichtung (1, 6) verbunden ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Werte für die Gesamtschwingbreite (Sg) und die Stellgröße in ständiger
Wiederholung zunächst digitalisiert und danach verglichen werden.
7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Anschlußgerät ein Thyristorsteller (7), die elektrische Antriebseinrichtung
ein Magnetantrieb (1) und die Stellgröße der Effektivwert des den Magnetantrieb (1)
speisenden Betriebsstroms ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß die elektrische Antriebseinrichtung ein Schubkurbelantrieb mit einem Elektromo
tor und die Stellgröße die Frequenz der den Elektromotor speisenden Betriebsspan
nung ist.
9. Verwendung der Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 8 bei einem Vibrierge
rät, einem Schwingfördergerät oder bei einer Rüttelsiebeinrichtung.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19606971A DE19606971C2 (de) | 1996-02-16 | 1996-02-24 | Vorrichtung und Verfahren zum Betreiben eines Resonanzschwingungssystems |
EP97102474A EP0790198A3 (de) | 1996-02-16 | 1997-02-15 | Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben eines Resonanzschwingungssystems |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19605789 | 1996-02-16 | ||
DE19606971A DE19606971C2 (de) | 1996-02-16 | 1996-02-24 | Vorrichtung und Verfahren zum Betreiben eines Resonanzschwingungssystems |
Publications (2)
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DE19606971A1 DE19606971A1 (de) | 1997-08-21 |
DE19606971C2 true DE19606971C2 (de) | 1997-12-18 |
Family
ID=7785600
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE19606971A Expired - Lifetime DE19606971C2 (de) | 1996-02-16 | 1996-02-24 | Vorrichtung und Verfahren zum Betreiben eines Resonanzschwingungssystems |
Country Status (1)
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Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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Family Cites Families (5)
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DE2935739A1 (de) * | 1979-09-05 | 1981-03-26 | Klöckner-Humboldt-Deutz AG, 51063 Köln | Verfahren und vorrichtung zur steuerung einer resonanzschwingrinne |
CH666359A5 (de) * | 1984-10-05 | 1988-07-15 | Arthur Kobler | Vorrichtung zur steuerung von magnetisch angetriebenen massenschwingsystemen. |
GB8727070D0 (en) * | 1987-11-19 | 1987-12-23 | Nat Res Dev | Electrical drive circuits |
DE3813387C3 (de) * | 1988-04-21 | 1995-06-29 | Licentia Gmbh | Schwingfördergerät mit magnetisch angetriebenem Zweimassensystem |
-
1996
- 1996-02-24 DE DE19606971A patent/DE19606971C2/de not_active Expired - Lifetime
Also Published As
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