DE3424475C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Regeleinrichtung mit PI-Verhalten zum Regeln der Drehzahl eines von einem Umkehrstromrichter gespeisten Gleichstromantrie­ bes, bei der die Differenz zwischen Drehzahlsoll- und Drehzahlistwert über einen Proportionalverstärker ge­ führt ist, dessen Ausgang einmal direkt und einmal über einen Integrierverstärker mit Eingangswiderstand mit den Eingängen eines Summierverstärkers verbunden ist, an den seinerseits der oder die Steuersätze angeschlossen sind, bei der durch einen dem Proportionalverstärker und einen dem Integrierverstärker zugeordneten Feldeffekttransis­ tor mit steigendem Drehzahlsoll- und/oder -istwert die Proportio­ nalverstärkung verringerbar und die Integrierzeit ver­ größerbar ist und umgekehrt und die Steuereingänge der Feldeffekttransistoren an einen einstellbaren Funktions­ geber angeschlossen sind, dessen getaktete Ausgangsspan­ nung im Puls-Pausenverhältnis umgekehrt proportional dem Betrag des Drehzahlsoll- und/oder -istwertes ist.

Mit diesem Oberbegriff wird auf eine Anordnung Bezug genommen, wie sie beispielsweise aus der DE 23 62 961 C3 bekannt ist.

Mit einer derartigen adaptiven Schaltung kann das Regel­ verhalten an die Eigenschaften der Strecke angepaßt wer­ den.

Bei der bekannten Schaltung sind durch die Feldeffekt­ transistoren Spannungsteiler steuerbar, die jeweils in der Rückführung des Proportionalverstärkers und des Integrierverstärkers angeordnet sind. Beim Integrier­ verstärker wird also die Integrierzeit durch getaktetes Verändern des Spannungsteilers am Ausgang des Integra­ tors an die Regelstrecke angepaßt. Dies hat den Nach­ teil, daß im getakteten Übergangsbereich der Integra­ tionskondensator in seiner Spannung ständig umgeladen wird, so daß unter Umständen kein reines Integrations­ verhalten mehr zustande kommt.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Verbesserung des Integrationsverhaltens der ein­ gangs genannten Schaltung auf sehr einfache Weise zu schaffen.

Diese Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Regeleinrichtung durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs gelöst.

Hierbei wird von der Tatsache ausgegangen, daß die Inte­ grierzeit gleich dem Produkt aus der Kapazität des Rück­ führkondensators und des Eingangswiderstandes ist und daher auch durch Verändern des Eingangswiderstandes ver­ kleinert oder vergrößert werden kann. Diese Veränderung wird erfindungsgemäß durch das Takten des Feldeffekt­ transistors bewirkt, der die Funktion eines Schalters hat. Ist der Schalter geschlossen, so ergibt sich ein niedriger Eingangswiderstand und damit eine kleine Inte­ grierzeit; ist dagegen der Schalter offen, so ergibt sich ein höherer Eingangswiderstand und damit eine größere Integrierzeit. Durch eine entsprechende Pulsbreitenmodu­ lation ist damit eine nahezu stetige Eingangswiderstands­ änderung und damit eine nahezu kontinuierliche Verände­ rung der Integrationszeit im interessierenden Bereich möglich.

Anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungs­ beispiels sei die Erfindung näher erläutert: Der Umkehrstromrichter 2 ist an ein Drehstromnetz RST angeschlossen und speist eine Gleichstrommaschine 1. Das von der Tachometermaschine 4 abgenommene, dem Dreh­ zahlistwert n_i proportionale Signal liegt zusammen mit dem Drehzahlsollwert n* an den Eingängen eines gestrichelt umrandet gezeichneten, selbstanpassenden Drehzahlreglers 8, der direkt an seinem Ausgang die Führungsgrößen für den Steuersatz 6 des Umrichters 2 liefert.

Der Drehzahlregler 8 besteht aus drei Verstärkern, und zwar einem Proportionalverstärker 9, einem Integrier­ verstärker 10, mit dem aus den beiden Teilwiderständen 22 und 23 bestehenden Eingangswiderstand, und einem Summierverstärker 11.

Der Proportionalverstärker 9 besteht aus dem eigent­ lichen Operationsverstärker V, an dessen Ausgang ein steuerbarer Spannungsteiler - Widerstand 13 und Potentiometer 12 - angeschlossen ist. Der am Potentiometer 12 anstehende Teil der Ausgangsspannung wird über einen Widerstand 14 zusammen mit der Differenz zwischen Drehzahlsoll- und Drehzahlistwert an den Eingang des Verstärkers V gegeben. Die Proportionalverstärkung ist dabei durch die Einstel­ lung des steuerbaren Spannungsteilers bestimmt. Die Aus­ gangsspannung am Ausgang des Proportionalverstärkers 9 wird einmal direkt an den Summierverstärker 11 und ein­ mal über den Integrierverstärker 10 an den Summierver­ stärker 11 geführt. Der Integrierverstärker 10 besteht aus dem eigentlichen Operationsverstärker V, dessen Aus­ gangsspannung über einen steuerbaren Spannungsteiler, bestehend aus Widerstand 20 und Potentiometer 21, gegen Masse geschaltet ist. Ein einstellbarer Teil dieser Spannung wird über einen Kondensator 19, der das Inte­ grierverhalten des Integrierverstärkers 10 mitbestimmt, an den Eingang zurückgeführt. Durch die Verwendung der Potentiometer 12 und 21 ist das Proportionalverhalten und das Integralverhalten individuell jeweils für sich einstellbar.

Darüber hinaus soll das Proportionalverhalten und das Integralverhalten in Abhängigkeit von Änderungen der Regelstreckenverstärkung selbsttätig verändert werden, und zwar sollen niederen Drehzahlen eine hohe Verstär­ kung und eine kleine Integrierzeit des Drehzahlreglers, dagegen hohen Drehzahlen eine geringere Verstärkung und eine größere Integrierzeit zugeordnet sein.

Die Veränderung des Proportionalverhaltens wird dadurch erreicht, daß das Potential zwischen dem Widerstand 13 und dem Potentiometer 12 durch einen Feldeffekttransis­ tor 16 ausgesteuert wird, der über einen einstellbaren Widerstand 15 mit Masse verbunden ist und von einem Funktionsgeber 18 getaktet wird.

Das Integrationsverhalten des Integrierverstärkers 10 wird dadurch gesteuert, daß parallel zum Teileingangs­ widerstand 22 eine Reihenschaltung, bestehend aus Feld­ effekttransistor 26 und einstellbaren Widerstand 27 an­ geordnet wird. Dieser Feldeffekttransistor 26 wird eben­ falls vom Funktionsgeber 18 getaktet. Dem Eingang des Funktionsgebers 18 wird ein dem Drehzahlsollwert und/oder -istwert proportionales Signal zugeführt, so daß sich entsprechend den geforderten Bedingungen ein ent­ sprechendes Puls-Pausenverhältnis zur Taktung der Feld­ effekttransistoren 16 und 26 ergibt.

Claims (1)

1. Regeleinrichtung mit PI-Verhalten zum Regeln der Dreh­ zahl eines von einem Umkehrstromrichter gespeisten Gleich­ stromantriebes, bei der die Differenz zwischen Drehzahl­ soll- und Drehzahlistwert über einen Proportionalver­ stärker geführt ist, dessen Ausgang einmal direkt und einmal über einen Integrierverstärker mit Eingangswider­ stand mit den Eingängen eines Summierverstärkers verbun­ den ist, an den seinerseits der oder die Steuersätze an­ geschlossen sind, bei der durch einen dem Proportional­ verstärker und einen dem Integrierverstärker zugeordneten Feldeffekttransistor mit steigendem Drehzahlsoll- und/oder -istwert die Proportionalverstärkung verringerbar und die Integrierzeit vergrößerbar ist und umgekehrt und die Steuereingänge der Feldeffekttransistoren an einen einstellbaren Funktionsgeber angeschlossen sind, dessen getaktete Ausgangsspannung im Puls-Pausenverhältnis umgekehrt proportional dem Betrag des Drehzahlsoll- und/oder -istwertes ist, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zu einem Teilwiderstand (22) des Eingangswiderstandes (22, 23) des Integrierverstärkers (10) ein aus der Serienschaltung des dem Integrierverstärker (10) zugeordneten Feldeffekttransistors (26) und eines einstellbaren Widerstandes (27) bestehender Zweig zur Veränderung der Integrierzeit angeordnet ist.