DE660741C - Einrichtung zur selbsttaetigen Regelung von Stromerzeugern - Google Patents

Description

Es ist bekannt, bei Reglern, bei welchen der Regelimpuls von dem Vergleich des gewünschten Sollwertes mit dem gemessenen Istwert abgeleitet wird, nach der Auslösung des Regelimpulses den Istwert im Sinne einer Verminderung der Differenz zwischen Ist- und Sollwert zu fälschen, um dem Regler Zeit zu geben, die Auswirkung des Regelimpulses abzuwarten. Bei den bekannten Einrichtungen ist die Fälschung des Istwertes konstant. Infolgedessen treten Pendelungserscheinungen auf, wenn bei Einleitung eines Regelimpulses die Abweichung zwischen Ist- und Sollwert nicht der Fälschung des Istwertes entspricht. Diese Nachteile werden gemäß der Erfindung dadurch beseitigt, daß die Einstellung der Vorrichtung zur Fälschung des Istwertes bezüglich, des Maßes der Istwertfälschung von der Größe der Abweichung zwischen Ist- und Sollwert derart abhängig gemacht ist, daß bei größeren Abweichungen zwischen Ist- und Sollwert eine größere Istwertfälschung vorgenommen wird als bei kleineren Abweichungen. Durch diese Anpassung der im Verlauf eines Regelvorganges erreichten Istwertfälschung an die jeweils bei Einleitung eines Regelvorganges herrschenden Verhältnisse wird die Neigung des Reglers zum Pendeln unterdrückt.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Abbildung dargestellt. Es ist dabei angenommen, daß es sich z. B. um die Regelung eines Stromerzeugers auf konstante Leistung handelt. Die vom Stromerzeuger abgegebene Leistung wird dabei an beliebiger Stelle gemessen. Der Meßwert wird in eine Impulsfolge umgewandelt, deren Häufigkeit ein Maß für die Größe des Meßwertes ist. Diese Impulsfolge wird über die Leitungen 1 und 2 einem Relais 3 zugeführt, das den Kondensator 69 periodisch umlädt. Die Stromquelle ist mit 70 bezeichnet. Der Ladestromkreis des Kondensators 69 ist in zwei Parallelzweige unterteilt, von welchen der eine über- die Wicklung 71 eines Gleichstromzählers geführt ist, während der andere über einen Widerstand 72, eine Kontaktbrücke 73 und eine Kontaktbahn 74 verläuft. Die Kontaktbrücke 73 ist an einer Spindelmutter 75 befestigt, die außerdem eine zweite Kontaktbrücke 76 trägt und durch Drehen einer Spindel yy verstellt werden kann. 78 ist ein Doppelkollektormotor, der über einen Zahntrieb 79 die Spindel yy bewegt. 80 ist ein Relais, das im Ankerstromkreis des Motors 78 eingeschaltet ist und einen Kontakt 81 steuert. Mit 82 ist der rotierende Teil eines Gleichstromzählers bezeichnet. Dieser treibt über einen Zahntrieb 83 unmittelbar die Welle 18 an, auf der das Zahnrad 19 befestigt ist. Das Zahnrad 19 steht mit dem Zahnrad 21 in Eingriff, das mit Hilfe einer in der

*) Von dem Patentsucher ist als der Erfinder angegeben worden:

Dipl.-Ing. Erich Dahnken in Berlin-Charlottenburg.

Zeichnung nicht dargestellten Rutschkupplung mit der Welle 22 gekoppelt ist. Gleichachsig mit der Welle 22 ist eine Welle 23 angeordnet. Zwei an den Wellen 22 und 23 be-. festigte Arme 24 und 25 tragen an ihren Enden die Kontakte 26, 27 und 28, die mit Schleifringen 29, 30 und 31 leitend verbunden sind. Die Welle 23 erhält ihren Antrieb durch ein Zahnrad 32, das über ein Zahnrad 33 von einem Motor 34 mit einstellbarer Geschwindigkeit angetrieben wird. Mit der Welle 18 ist eine Magnetkupplung 20 verbunden, deren Anker 35 an einer gleichachsig mit der Welle 18 verlaufenden Welle 36 befestigt ist. Die das Zahnrad 33 tragende Welle 37 wird ebenso wie die Welle 23 vom Motor 34 in Bewegung gesetzt. An den Wellen 36 und 37 befestigte Arme 38 und 39 tragen Kontakte 40, 41 und 42, die mit den Schleifringen 43, 44 und 45 verbunden sind. 49 und 50 sind zwei Relais. 51 ist der Anker und 52 das Feld eines Motors, der z. B. den Dampf zutritt zur Antriebsturbine des Stromerzeugers steuert. 53 ist ein. Zeitrelais, dessen Wirkungsweise darauf beruht, daß eine Spule 54 einen Magnetkern 55 anzieht und dabei eine Scheibe 56 im Sinne des eingezeichneten Pfeiles dreht, bis ein auf dieser Scheibe befestigter Nocken einen Kontakt 58 öffnet und dadurch den Relaisstromkreis unterbricht. Von der Feder 59 wird die Scheibe 56 wieder in ihre Ausgangsstellung zurückgezogen.

Die Anordnung arbeitet in folgender Weise: Der Anker 82 des Gleichstromzählers läuft mit einer Geschwindigkeit um, welche dem Istwert der zu regelnden Größe entspricht. Der Teil des Ladestromes des Kondensators 69, der über die Wicklung 71 fließt, ist dabei vom Widerstandsverhältnis der Widerstände 71 und 72 abhängig. Die Geschwindigkeit des Ankers 82 wird über den Zahntrieb 83 und die Welle 18 sowohl auf den Arm 24 als auch auf den Arm 38 übertragen, Infolgedessen sind die Umlaufsgeschwindigkeiten der Arme 24 und 38 vom Istwert der zu regelnden Größe abhängig. Die Arme 25 und 39 werden von dem Motor 34 mit einer Geschwindigkeit angetrieben, welche dem SoIlwert der zu regelnden Größe entspricht. Solange der Istwert dem gewünschten Sollwert entspricht, laufen die Arme 38 und 39 und die Arme 24 und 25 mit gleicher Geschwindigkeit um, so daß es zu einer Berührung zwischen dem Kontakt 40 mit einem der Kontakte 41 oder 42 und dem Kontakt 26 mit einem der Kontakte 27 oder 28 nicht kommen kann. Sobald aber der Istwert vom Sollwert abweicht, werden infolge der Veränderung der Geschwindigkeiten der Arme 24 und 38 z. B. die Kontakte 26 und 27 und die Kontakte 40 und 41 miteinander in Berührung gebracht. Über die Kontakte 40 und 41 und die zugehörigen Schleifringe 43 und 44 wird ' :"d|s Relais 49 an Spannung gelegt. Dadurch .■vfifi der Anker des Motors 51 an seine •Stromquelle geschaltet. Gleichzeitig erhält die Magnetkupplung 20, deren Stromkreis parallel zum Motoranker 51 geschaltet ist, Spannung, so daß sie vorübergehend gelöst wird. Gleichzeitig wird über den obersten Kontakt des Relais 49 ein Haltestromkreis geschlossen, der über die Spule 54 und den Kontakt 58 verläuft. Das Relais 49 bleibt also unabhängig von der Dauer des Kontaktschlusses der Kontakte 40 und 41 so lange erregt, bis das Zeitrelais 53 den Kontakt 58 öffnet. Während derselben Zeitspanne läuft auch der Motor 51 und verstellt dadurch die Energiezufuhr zur Antriebsmaschine um einen gewünschten Betrag. Durch die Erregung der Magnetkupplung 20 ist die Welle 36 von der Welle 18 abgekoppelt worden. Eine der Übersichtlichkeit halber nicht dargestellte Federanordnung, welche die Arme 38 und 39 elastisch miteinander koppelt, führt die ursprüngliche Normalstellung der beiden Arme wieder her, so daß nach dem Abfallen des Relais 49 der Vergleich zwischen Ist- und Sollwert von neuem beginnen kann. Gelingt es mit Hilfe der beschriebenen Regelung innerhalb eines oder weniger Regelschritte die Übereinstimmung zwischen Istglied und Sollglied wieder herzustellen, dann trennen sich auch die zu Beginn der Regelung geschlossenen Kontakte 26 und 27. Solange die Berührung zwischen den Kontakten 26 und 27 aber bestehenbleibt, wird ein Stromkreis geschlossen, der vom Pluspol der Batterie über das Relais 80, den Schleifring 29, die Kontakte 26 und 27, den Schleifring 31 und den rechten Kollektor des Motors 78 zum Minuspol der Stromquelle verläuft. Der Motor fängt also an zu laufen und verschiebt dabei die Spindelmutter 75 nach rechts, und zwar so lange, wie die Kontakte 26 und 2 7 geschlossen bleiben. Eine Fälschung des Istwertes tritt zunächst nicht ein, weil die Kontaktbrücke 73 während des ersten Abschnittes ihrer Bewegung eine Änderung des der Wick- no lung Ji des· Zählers parallel geschalteten Widerstandes nicht hervorruft. Erst wenn wenige Regelschritte nicht hinreichen, um die Übereinstimmung zwischen Ist- und Sollwert wieder herbeizuführen, wird die Kontaktbrücke an den Anfang des Widerstandes 72 geführt. Von jetzt ab wird mit zunehmender eitdauer der Parallelwiderstand zur Erregerspule verkleinert, so daß der Zähler immer langsamer läuft. Der Istwert wird also im Sinne einer Verkleinerung gefälscht. Sobald nun der gefälschte Wert die Größe des Soll-

wertes erreicht hat, werden die Kontakte 26 und 27 geöffnet. Infolgedessen wird der Motor 78 stillgesetzt. Gleichzeitig wird auch das Relais 80 stromlos. Dadurch wird- ein Stromkreis geschlossen, der vom Pluspol ;:cTer Stromquelle über den Kontakt 81, eine Kontaktbahn 85, die Kontaktbrücke 76, eine Kontaktbahn 87 und den rechten Kollektor des Motors 78 zum Minuspol der Stromquelle führt. Der Motor beginnt also in umgekehrter Richtung zu laufen und schaltet den Widerstand 72 allmählich wieder ein. Die Geschwindigkeit dieser Schaltbewegung kann mit der Trägheit der Regelung, d. h. dem Nacheilen des Stromerzeugers, in Übereinstimmung gebracht werden. Sobald die Spindelmutter 75 ihre Mittelstellung erreicht hat, hat auch die Kontaktbrücke 76 die Kontaktbahn 87 verlassen. Dadurch wird der Motor 78 stromlos, und die Anordnung hat ihre Ruhestellung eingenommen.

Ist die Abweichung zwischen Ist- und Sollwert in umgekehrtem Sinn als beschrieben, so kommen die Kontakte 26, 28 bzw. 40, 42 in Berührung, und die Kontaktbrücke 73 bewegt sich nach links und vergrößert dadurch den der Wicklung 71 parallel geschalteten Widerstand, so daß die Umlaufsgeschwindigkeit des Ankers 82 steigt. Die übrigen Vorgänge finden sinngemäß statt.

Claims (4)

1. Patentansprüche:

   i. Einrichtung zur selbsttätigen Regelung von Stromerzeugern auf einen gewünschten Wert einer Betriebsgröße, bei der die Regelvorgänge von dem Vergleich des gewünschten Sollwertes mit dem gemessenen Istwert der Betriebsgröße abgeleitet werden und eine Vorrichtung zur Fälschung des Istwertes im Sinne einer Verringerung der Abweichung während der Regelung vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstellung der Vorrichtung zur Fälschung des Istwertes bezüglich des Maßes der Istwertfälschung von der Größe der Abweichung zwischen Ist- und Sollwert derart abhängig ist, daß bei größeren Abweichungen zwischen !stund Sollwert eine größere Istwertfälschung vorgenommen wird als bei kleineren Abweichungen.
2. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, bei der die Regelvorgänge von dem Geschwindigkeitsvergleich zweier Glieder abgeleitet werden, deren eines, das Istglied, mit einer dem Istwert und das andere, das Sollglied, mit einer dem Sollwert entsprechenden Geschwindigkeit umläuft, gekennzeichnet durch Mittel, die bis zur Beendigung des Regelvorganges die Geschwindigkeit des Istgliedes um einen Betrag fälschen, der sie der Sollgeschwindigkeit nähert.
3. 3. Einrichtung nach Anspruch 2, bei der das Istglied, z. B. bei der Fernübertragung des Istwertes mit Hilfe einer Impulsfolge, deren Häufigkeit dem Istwert entspricht, schrittweise angetrieben wird, gekennzeichnet durch ein zwischen das Istglied und seinen Antrieb geschaltetes Summengetriebe, über das eine von einer beliebigen Vorrichtung erzeugte Zusatzgeschwindigkeit zu der Antriebsgeschwindigkeit addiert oder von ihr subtrahiert werden kann.
4. 4. Einrichtung nach Anspruch 2, wobei dem Triebwerk des Istgliedes die elektrische Energie stetig zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zu dem Triebwerk ein Nebenschluß angeordnet ist, der dem Triebwerk einen bei der Eichung berücksichtigten Teil der Energie entzieht, und daß dieser Nebenschluß veränderlich ist, so daß er zur Fälschung des Istwertes dienen kann.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen