DE581821C

DE581821C - Automatic electric regulator

Info

Publication number: DE581821C
Application number: DE1930581821D
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Siegfried John
Original assignee: Siemens and Halske AG; Siemens AG
Current assignee: Siemens and Halske AG; Siemens AG
Priority date: 1930-06-19
Filing date: 1930-06-19
Publication date: 1933-08-03

Description

Selbsttätiger elektrischer Regler Gegenstand der Erfindung ist eine elektrische Regelanordnung, die empfindlich ist und bei der trotzdem ein zu häufiges Ansprechen vermieden wird.Automatic electrical regulator The subject of the invention is a electrical control arrangement which is sensitive and which is nevertheless too frequent Addressing is avoided.

Gemäß der Erfindung wird die zu regelnde Größe sowohl in Abhängigkeit von ihrem Momentanwert als auch ihrem Zeitintegral beeinflußt. Dadurch wird erreicht, daß der Regler weder bei kurzzeitigen, aber ziemlich großen Abweichungen der zu regelnden Größe vom Sollwert, noch bei geringfügigen, aber lange andauernden Abweichungen der zu regelnden Größe vom Sollwert anspricht. Nur bei Abweichungen, die einen bestimmten Wert überschreiten und auch eine gewisse Zeit dauern, spricht der Regler gemäß der Erfindung an. Es wird also jedes unnötige Regeln vermieden und die Steuervorrichtung für die zu regelnde Größe geschont.According to the invention, the variable to be controlled is both dependent influenced by their instantaneous value as well as their time integral. This achieves that the controller does not respond to short-term, but rather large deviations of the regulating variable from the target value, even with minor, but long-lasting deviations responds to the variable to be controlled from the setpoint. Only in the case of deviations that affect a certain Exceed the value and also last a certain time, the controller speaks according to the Invention. So it is avoided any unnecessary regulation and the control device spared for the size to be regulated.

Es hat sich als zweckmäßig erwiesen, die Regelung in Abhängigkeit von der Anzeige zweier Meßinstrumente durchzuführen, von welchen das eine den Momentanwert der zu regelnden Größe und das andere ihr Zeitintegral mißt. Die beiden Meßinstrumente, die in bekannter Weise mit Regelkontakten ausgerüstet sind, werden zweckmäßig so zusammengeschaltet, daß der Regelvorgang nur zustande kommt, wenn die Angaben der beiden Geräte einen bestimmten Wert über- oder unterschreiten.It has proven to be useful to depend on the scheme from the display of two measuring instruments, one of which is the instantaneous value the size to be regulated and the other measures its time integral. The two measuring instruments which are equipped in a known manner with control contacts, are expediently so interconnected that the control process only comes about if the information of the both devices exceed or fall below a certain value.

In der Abbildung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch dargestellt. Mit z ist das Meßgerät für das Zeitintegral, mit z das Meßgerät für den Momentanwert bezeichnet. Beide Geräte sind in an sich bekannter Weise ausgebildet. Das Meßgerät r enthält die Fortschaltwerke 3 und q.. Die Urnlaufsgeschwindigkeit des Fortschaltwerkes 3 hängt von der zu regelnden Größe ab, die Umlaufsgeschwindigkeit des Fortschaltgerätes q. wird so eingestellt, daß sie dem Sollwert der zu regelnden Größe entspricht. Das Fortschaltwerk 3 treibt die umlaufende Gabel 5 an, zwischen deren Enden der Kontaktarm 6 liegt. Dieser Kontaktarm wird von dem Fortschaltwerk q. angetrieben. 7 ist eine Magnetkupplung, mit deren Hilfe der Kontaktarm 6 von dem Fortschaltwerk q. entkuppelt werden kann, so daß er unter dem Einfluß einer in der Abbildung nicht dargestellten Feder in seine Ruhelage in bezug zu der Gabel 5 geht.In the figure, an embodiment of the invention is schematically shown. With z the measuring device for the time integral, with z the measuring device for denotes the instantaneous value. Both devices are designed in a manner known per se. The measuring device r contains the indexing units 3 and q .. The initial speed of the indexing mechanism 3 depends on the size to be controlled, the rotational speed of the switching device q. is set so that it corresponds to the setpoint of the to be controlled Size corresponds. The indexing mechanism 3 drives the rotating fork 5 between the ends of which the contact arm 6 is located. This contact arm is from the switching mechanism q. driven. 7 is a magnetic coupling with the aid of which the contact arm 6 of FIG the indexing unit q. can be uncoupled so that he is under the influence of a in the figure not shown spring in its rest position with respect to the fork 5 goes.

Bei der beschriebenen Einrichtung ist der von der Gabel 5 zurückgelegte Weg dem Zeitintegral der zu regelnden Größe proportional. Der von dem Arm 6 zurückgelegte Weg dagegen ist dem Sollwert des Zeitintegrals der zu regelnden Größe proportional. Bei Abweichungen zwischen beiden kommt der Kontakt 6 mit der Gabel 5 in Berührung und stellt eine leitende Verbindung zwischen den Schleifringen 8 und g her.In the device described, the is covered by the fork 5 Path proportional to the time integral of the variable to be controlled. The one covered by the arm 6 Distance, on the other hand, is the setpoint of the time integral to be regulated Size proportional. If there are deviations between the two, the contact 6 comes with the Fork 5 in contact and provides a conductive connection between the slip rings 8 and g ago.

Das Meßgerät 2 kann als normaler Fallbügelregler ausgebildet sein. Das Meßsystem für die zu regelnde Größe ist mit io bezeichnet. i i ist der von diesem Meßsystern angetriebene Zeiger, der sich über den Kontaktbahnen 12, 13, 14 und i5 bewegen kann. 16 ist ein Fallbügel, mit dessen Hilfe der Zeiger i i mit den erwähnten Kontaktbahnen in Berührung gebracht werden kann. 17 ist ein Elektromagnet, der die Bewegung des Fallbügels herbeiführt. Wenn die zu regelnde Größe dem Sollwert entspricht, so nimmt der Zeiger i i die in der Abbildung dargestellte Lage ein. Bei einer genügend großen Differenz zwischen dem Ist- und denk Sollwert liegt er dagegen über einer der Kontaktbahnen 12 bis 15 und kann durch den Fallbügel mit einer dieser Kontaktbahnen in Berührung gebracht werden.The measuring device 2 can be designed as a normal drop bracket regulator. The measuring system for the variable to be controlled is denoted by io. i i is that of this one Measuring system driven pointer, which is located over the contact tracks 12, 13, 14 and i5 can move. 16 is a drop bracket, with the help of which the pointer i i with the mentioned Contact tracks can be brought into contact. 17 is an electromagnet that controls the Brings about movement of the drop arm. If the variable to be controlled corresponds to the setpoint, so the pointer i i assumes the position shown in the figure. With one enough On the other hand, it is greater than one when there is a large difference between the actual and the theoretical setpoint of the contact tracks 12 to 15 and can through the drop bracket with one of these contact tracks be brought into contact.

Der Magnet 17 des Fallbügels erhält seinen Strom über die Schleifringe 8 und g des Meßgerätes i, so daß er den Fallbügel niederdrückt, sobald der Kontaktarm 6 mit der Gabel 5 in Berührung kommt, d. h. wenn eine genügend große Differenz zwischen dem Sollwert und dem Istwert des Zeitintegrals der zu regelnden Größe vorhanden ist. i8 ist ein Hilfsrelais, dessenMagnetwicklungimStromkreis des Fallbügelmagneten 17 liegt und dessen Kontakte beim Ansprechen des Fallbügelmagneten den Stromkreis der Magnetkupplung 7 öffnen, so daß der Arm 6 in die Ruhelage geht und der Vergleichsvorgang zwischen dem Zeitintegral der zu regelnden Größe und dem Sollwert von neuere beginnt.The magnet 17 of the drop bracket receives its current via the slip rings 8 and g of the measuring device i, so that it depresses the drop bracket as soon as the contact arm 6 comes into contact with the fork 5, d. H. if there is a sufficiently large difference between the setpoint and the actual value of the time integral of the variable to be controlled is. i8 is an auxiliary relay whose magnet winding is in the circuit of the drop stirrup magnet 17 is and its contacts when the drop stirrup magnet responds, the circuit the magnetic coupling 7 open so that the arm 6 goes into the rest position and the comparison process between the time integral of the variable to be controlled and the nominal value of the newer one begins.

Man erkennt leicht, daß ein Regelvorgang nur dann ausgelöst wird, wenn einerseits der Zeiger i i genügend weit von der Nullage abweicht, d. h. eine genügend große Abweichung des Istwertes der zu regelnden Größe vorhanden ist und wenn gleichzeitig eine Abweichung zwischen Ist- und Sollwert so lange gedauert hat, daß auch das Meßgerät i anspricht und dadurch den Fallbügel 16 gegen eine der Kontaktbahnen 12 bis 15 drückt.It is easy to see that a control process is only triggered when if, on the one hand, the pointer i i deviates sufficiently far from the zero position, d. H. one there is a sufficiently large deviation in the actual value of the variable to be controlled and if, at the same time, a deviation between the actual and target value has lasted so long, that also the measuring device i responds and thereby the drop bracket 16 against one of the contact tracks Presses 12 to 15.

Zwecks Beeinflussung der zu regelnden Größe kann man die Kontaktbahnen 12 bis 15 mit den Relais i9, 2o, 21 und 22 verbinden, welche die eigentlichen Steuerrelais 23 und 24 steuern. Die Relais 23 und 24 wirken mit Hilfe ihrer Kontakte unmittelbar auf den zur Verstellung der zu regelnden Größe dienenden Motor, und zwar während einer bestimmten Zeit. Diese Zeit wird durch die Verzögerungsrelais 25, 26 festgelegt. Die Relais i9 bis 22 besitzen die Selbsthaltekontakte 27, 28, 29, 3o. Die Relais i9 und 22 sind über die Kontakte des Relais 25 an den einen Pluspol einer Stromquelle angeschlossen, dagegen erhalten die Relais 2o und 21 über die Kontakte des Zeitrelais 26 Strom. Die Relais i9 bis 22 können ihre Anker unter dem Einfluß der Selbsthaltekontakte 27 bis 3o also nur so lange halten, wie die Relais 25 und 26 ihre Anker anziehen. Die Magnetwicklung des Relais 25 erhält über die in Reihe geschalteten Kontakte 31 und 32 der Relais i9 und 22 Strom. Die Magnetwicklung des Relais 26 erhält über die Kontakte 33 und 34 der Relais i j und 2,1 Strom. Die Kontakte 35 und 36 der Relais i9 und 2o sind parallel geschaltet und liegen im Stromkreis des Steuerrelais 23. Die Kontakte 37 und 38 - der Relais 21, 22 sind ebenfalls parallel geschaltet und liegen im Stromkreis des Steuerrelais 24. Es sei angenommen, daß beim Schließen der Kontakte 35 oder 36 die zu regelnde Größe im Sinne einer Erhöhung, beim Schließen der Kontakte 37, 38 im- Sinne einer Verringerung ihres Wertes beeinflußt wird. Da es erwünscht ist, daß bei großen Abweichungen- vom Sollwert die zu regelnde Größe in stärkerem Maße beeinflußt wird als bei geringeren Abweichungen, so wird die Verzögerungsdauer des Zeitrelais 25 größer eingestellt als die des Zeitrelais 26, denn das Relais 25 wird von den Kontakter 31, 32 der Relais i9, a2 gesteuert, die an die Kontaktstücke 14 und 15 angeschlossen sind, welche der Zeiger ii nur bei ziemlich großen Abweichungen vom Sollwert berühren kann.In order to influence the variable to be controlled, the contact paths 12 to 15 can be connected to the relays i9, 20, 21 and 22, which control the actual control relays 23 and 24. With the help of their contacts, the relays 23 and 24 act directly on the motor which is used to adjust the variable to be controlled, and indeed for a certain period of time. This time is determined by the delay relays 25, 26. The relays i9 to 22 have the self-holding contacts 27, 28, 29, 3o. The relays i9 and 22 are connected to one positive pole of a power source via the contacts of the relay 25, whereas the relays 2o and 21 receive current via the contacts of the timing relay 26. The relays 19 to 22 can therefore only hold their armature under the influence of the self-holding contacts 27 to 3o as long as the relays 25 and 26 attract their armature. The magnet winding of the relay 25 receives current via the series-connected contacts 31 and 32 of the relays i9 and 22. The magnet winding of the relay 26 receives current via the contacts 33 and 34 of the relays ij and 2,1. The contacts 35 and 36 of the relays i9 and 2o are connected in parallel and are in the circuit of the control relay 23. The contacts 37 and 38 - the relays 21, 22 are also connected in parallel and are in the circuit of the control relay 24. It is assumed that the Closing the contacts 35 or 36 affects the variable to be controlled in the sense of an increase, when the contacts 37, 38 close in the sense of a decrease in its value. Since it is desirable that the variable to be controlled is influenced to a greater extent in the case of large deviations from the setpoint value than in the case of smaller deviations, the delay time of the timing relay 25 is set greater than that of the timing relay 26, because the relay 25 is controlled by the contact 31 , 32 of the relays i9, a2 controlled, which are connected to the contact pieces 14 and 15, which the pointer ii can only touch in the event of fairly large deviations from the nominal value.

Die Einrichtung arbeitet in folgender Weise: Es sei angenommen, daß der Istwert der zu regelnden Größe vom Sollwert so weit abweicht, daß der Zeiger ii die gestrichelte Lage einnimmt. Nach Ablauf einer gewissen Zeit spricht das Meßgerät i_ an, so daß der Fallbügel 16 den Zeiger gegen das Kontaktstück 12 drückt. Dadurch wird der Stromkreis der Magnetwicklung des Relais 2o geschlossen, und zwar fließt der Strom vom Minuspol einer in der Abbildung nicht dargestellten Batterie über den Zeiger i i, das Kontaktstück 12, die Magnetwicklung des Relais 2o und die Kontakte des Zeitrelais 26 zum Pluspol der Batterie _ , Xurz nach dein Ansprechen des Meßgerätes i öffnet das Relais 18 seinen Kontakt und unterbricht den Stromkreis der Magnetkupplung 7. Dadurch wird der Arm 6 veranlaßt, in seine Ruhelage zu gehen, so daß -dadurch der Stromkreis des Fallbügelmagneten 17 'unterbrochen wird. Der Fallbügel geht in seine Ruhelage, so daß die Verbindung zwischen dem Zeiger i i und dem Kontaktstück i2 aufgehoben wird. Der Anker des Relais 2o fällt jedoch nicht ab, weil das Relais über den Selbsthaltekontakt 28 Strom erhält. über den Kontakt 36 des Relais 2o erhält das Steuerrelais 23 Strom und führt eine Veränderung der Meßgröße herbei. Die Beeinflussung der Meßgröße dauert jedoch nur so lange, bis der Anker des Zeitrelais 26 abfällt. Durch das Abfallen des Ankers des Relais 26 wird der Haltestromkreis des Relais 2o unterbrochen, so daß sein Anker abfällt und die Kontakte 28, 33, 36 geöffnet werden.The facility operates in the following way: Assume that the actual value of the variable to be controlled deviates from the nominal value so far that the pointer ii is in the dashed position. After a certain time, the measuring device speaks i_ so that the drop bracket 16 presses the pointer against the contact piece 12. Through this the circuit of the magnet winding of the relay 2o is closed, namely flows the current from the negative pole of a battery not shown in the figure the pointer i i, the contact piece 12, the magnetic winding of the relay 2o and the contacts of the timing relay 26 to the positive pole of the battery _, X shortly after your response of the measuring device i the relay 18 opens its contact and interrupts the circuit of the magnetic coupling 7. This causes the arm 6 to go into its rest position, so that -thereby the circuit of the drop stirrup magnet 17 'is interrupted. The drop bar goes in its rest position, so that the connection between the pointer i i and the contact piece i2 is canceled. However, the armature of relay 2o does not drop out, because the relay receives power via the self-holding contact 28. via contact 36 des Relay 2o receives the control relay 23 current and changes the measured variable come here. However, influencing the measured variable only lasts until the anchor of the timing relay 26 drops. By dropping the armature of the relay 26 is the Holding circuit of the relay 2o interrupted, so that its armature drops and the contacts 28, 33, 36 can be opened.

Kommt der Zeiger i i mit dem Kontaktstück 13 in Berührung, so spielt sich im wesentlichen der gleiche Vorgang ab, nur mit dem Unterschied, daß nun durch den Kontakt 37 das Steuerrelais 24 erregt wird, welches eine Veränderung der zu regelnden Größe im entgegengesetzten Sinne hervorruft wie das Relais 23. Wenn bei größeren Abweichungen der zu regelnden Größe vom Sollwert der Zeiger i i mit einer der Kontaktbahnen 1q. oder 15 in Berührung kommt, so spielt sich im wesentlichen ebenfalls der beschriebene Vorgang ab. Ein Unterschied besteht nur insofern, als dann durch die Kontakte 31 oder 32 der Stromkreis des Zeitrelais 25 unterbrochen wird, das eine längere Abfallzeit besitzt als das Relais 26, so daß die Steuerrelais 23 bzw. 2,4 längere Zeit im Sinne einer Erhöhung oder Verminderung der zu regelnden Größe wirken.If the pointer ii comes into contact with the contact piece 13 , essentially the same process takes place, the only difference being that the control relay 24 is now excited by the contact 37, which causes a change in the variable to be controlled in the opposite sense the relay 23. If, in the case of larger deviations of the variable to be controlled from the nominal value, the pointer ii with one of the contact tracks 1q. or 15 comes into contact, the process described essentially also takes place. There is only a difference insofar as the circuit of the timing relay 25 is interrupted by the contacts 31 or 32, which has a longer fall time than the relay 26, so that the control relays 23 and 2, 4 longer time in the sense of an increase or decrease the size to be controlled.

Der Regler gemäß der Erfindung kann beispielsweise dazu verwendet werden, um die Frequenz in einem Starkstromnetz konstant zu halten. In diesem Fall würde beispielsweise der Zeiger i i von einem Frequenzmesser bewegt. An Stelle der Fortschaltwerke 3 könnte ein mit dem Netz gekuppelter Synchronmotor verwendet werden. An Stelle des Fortschaltwerkes q. könnte eine Uhr treten.The controller according to the invention can be used for this purpose, for example in order to keep the frequency constant in a power network. In this case for example, the pointer i i would be moved by a frequency meter. Instead of Incremental units 3, a synchronous motor coupled to the network could be used. Instead of the indexing unit q. could kick a clock.

>, Der Regler kann. auch zur Einstellung-einer =Leistung, z. B. der Üb'ergäbeleistung zwischen zwei' Eriergieverteilungsnetzen dienen. In diesem Fall kann die umlaufende Gabel 5 unmittelbar von einem Wattstundenzähler angetrieben werden. Man kann aber das Fortschaltwerk 3 von dem Wattstundenzähler in an sich bekannter Weise durch Impulse (Fernmessung) steuern. Zum Antrieb des Armes 6 kann eine Uhr oder ein mit konstanter Geschwindigkeit umlaufender Motor dienen. Die Umlaufsgeschwindigkeit dieses Motors kann auch durch einen Fahrplan verändert werden. In diesem Falle wäre auch die Kontaktbahn des Geräts 2 durch einen Fahrplan zu verschieben.>, The controller can. also for setting-a = performance, z. B. the Serve transfer power between two 'energy distribution networks. In this case the rotating fork 5 can be driven directly by a watt-hour meter will. But you can switch the 3 of the watt-hour meter in itself control in a known way by impulses (remote measurement). To drive the arm 6 can a clock or a motor rotating at constant speed are used. The speed of rotation this engine can also be changed by a timetable. In this case it would be also move the contact path of the device 2 by a schedule.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Automatic electrical regulator, in particular for regulating the output of power generators, characterized in that. the influencing of the adjusting device for the variable to be controlled as a function of both from one the instantaneous value of the variable to be controlled and from one the time integral the size-determining device takes place in such a way that the control process is only triggered when the instantaneous value and the time integral of the to be controlled Size exceed or fall below a certain value.

2. Regulator according to claim i, characterized in that the measuring device for the time integral is the control process influencing circuit of the device measuring the instantaneous value controls.

3. Regulator according to claim 2, characterized in that a The drop stirrup instrument is used, the drop stirrup magnet of which determines the time integral Device -controlled. q .. Regulator according to claim: 2 and 3, characterized in that that the control arrangement the adjusting device in the event of large deviations from the nominal value influenced to a greater extent for the size to be controlled than for small deviations.