DE665157C

DE665157C - Device for switching a manually operated electrical control to an automatic fine control that is connected in parallel and works with discharge paths

Info

Publication number: DE665157C
Application number: DES109114D
Authority: DE
Inventors: Dr Rudolf Berthold; Wilhelm Blumentritt
Original assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens AG
Current assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens AG
Priority date: 1933-04-22
Filing date: 1933-04-22
Publication date: 1938-09-21

Description

Einrichtung zum Umschalten einer handbetätigten elektrischen Steuerung auf eine zu dieser parallel geschaltete und mit Entladungsstrecken arbeitende selbsttätige Feinsteuerung Es sind Einrichtungen zur Regelung der Erregerspannung bzw. des Erregerstromes von Hauptmaschinen oder der Erregerspannung bzw. des Erregerstromes von die Feldwicklung der Hauptmaschinen speisenden Hilfsmaschinen bekannt, in denen Elektronenröhren benutzt werden. Diese als Feinregelung wirkenden Einrichtungen dienen in der Hauptsache dazu, durch Beeinflussung der Erregerspannung bzw. des Erregerstromes eine Betriebsgröße der zu regelnden Maschine, insbesondere die Umlaufzahl, auf einen konstanten Wert einzuregeln bzw. auf diesem Wert zu erhalten. Würde nun die Elektronenr öhreneinrichtung auch dazu benutzt werden, die Regelung der Maschine während des Anlaufes vorzunehmen, so würde die Regeleinrichtung, insbesondere die Röhrenschaltung, sehr verwickelt werden. Aus diesem Grunde werden die genannten Maschinenregelschaltungen vielfach derart eingerichtet, daß der Anlauf der zu regelnden Maschine durch eine handbetätigte Steuerung vorgenommen und daß die Regelung nach Erreichen des Sollwertes der zu regelnden Größe auf die vermittels der Elektronenröhren selbsttätig wirkende Feinsteuerung umgeschaltet wird. Diese Umschaltung setzt sehr gut geschultes Bedienungspersonal und betriebssicher wirkende Einrichtungen voraus, wenn bei der Umschaltung Störungen des Betriebes der Anlage nach Möglichkeit vermieden werden sollen. Auch bei vollkommener Erfüllung dieser Voraussetzungen ist jedoch immer noch die Tatsache gegeben, daß während des Umschaltvorganges die zu regelnde Maschine sich selbst überlassen bleibt, so daß Schwankungen der zu regelnden Betriebsgröße unvermeidlich sind und ein Durchgehen des Motors oder anderer angeschlossener Apparate eintreten kann.Device for switching over a hand-operated electrical control to an automatic one connected in parallel to this and working with discharge paths Fine control There are devices for regulating the excitation voltage or the excitation current from main machines or the excitation voltage or the excitation current from the field winding of the main machines feeding auxiliary machines, in which electron tubes to be used. These devices, which act as fine control, are mainly used in addition, an operating variable by influencing the excitation voltage or the excitation current of the machine to be controlled, in particular the number of revolutions, to a constant value to regulate or to maintain this value. Would now the electron tube device can also be used to regulate the machine during start-up, so the control device, especially the tube circuit, would be very intricate will. For this reason, the machine control circuits mentioned become multiple set up so that the start of the machine to be controlled by a manually operated Control made and that the control after reaching the setpoint of the to regulating variable to the fine control that works automatically by means of the electron tubes is switched. This switchover requires very well trained operators and operationally reliable devices ahead if there are faults during the switchover the operation of the system should be avoided if possible. Even with perfect However, the fact that During the switching process, the machine to be controlled is left to itself, so that fluctuations in the operating size to be regulated are inevitable and runaway of the engine or other connected equipment.

Die vorliegende Erfindung betrifft nun eine Einrichtung zum Umschalten einer handbetätigten elektrischen Steuerung auf eine zu dieser parallel geschaltete und mit Entladungsstrecken arbeitende selbsttätige Feinsteuerung, durch die die vorgenannten Nachteile vermieden werden, und zwar wird dies erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die aus der handbetätigten Steuerung und dem damit in Reihe geschalteten zu regelnden Kreis bestehende Regelanordnung mit der selbsttätigen, bereits vor der Umschaltung von der Sollgröße gesteuerten Regelanordnung, die aus der Feinsteuerung und einem damit in Reihe geschalteten Ersatzwiderstand besteht, durch eine Brückenschaltung mit einer ein Vergleichsgerät enthaltenden Ausgleichsleitung derart verbunden ist, daß die Umschaltung der handbetätigten Steuerung auf die durch die Ersatzschaltung vorbereitete selbsttätige Feinsteuerung nach Maßgabe der vom Vergleichsgerät festgestellten Abgleichung der in den beiden Parallelschaltungen fließenden Ströme jederzeit ohne Unterbrechung der Regel wirkung und vollkommen stoßfrei erfolgen kann.The present invention now relates to a device for switching a manually operated electrical control to one connected in parallel to this and automatic fine control working with discharge paths through which the the aforementioned disadvantages can be avoided, and this is achieved according to the invention achieved that the manually operated control and the connected in series with it to be controlled circuit existing control arrangement with the automatic, already before the switchover from the setpoint controlled control arrangement, from the fine control and an equivalent resistor connected in series with it, by means of a bridge circuit is connected to an equalizing line containing a comparison device in such a way that that the switchover of the manually operated control to that by the equivalent circuit prepared automatic Fine control according to the comparison device established adjustment of the currents flowing in the two parallel circuits take effect at any time without interruption of the rule and completely bumpless can.

Einrichtungen zur möglichst stoßfreien Umschaltung von einer Regelanordnung auf eine andere sind an sich bereits bekannt. So ist es beispielsweise bekannt, einen von einem Dreileitersystem gespeisten Motor stoßfrei von Teilspannung auf Gesamtspannung umzuschalten. Bei dieser Umschaltung wird der an der Teilspannung liegende Motor zunächst von Hand so umgeschaltet, daß er gleichzeitig sowohl an der Teilspannung als auch an der durch einen Regelwiderstand stark gedrosselten Gesamtspannung liegt. Alsdann wird der im Stromkreis der Gesamtspannung liegende Regelwiderstand nach und nach willkürlich so weit verringert, daß die Speisung des Motors mehr und mehr von der Teilspannung auf die Gesamtspannung übergeht. Ist schließlich der von der Teilspannungsquelle gelieferte Strombetrag auf einen geringen Kleinstwert herabgesunken, so wird die Teilspannung mit Hilfe eines Minimalschalters vom Motor abgeschaltet, DiesebekannteEinrichtungermöglicht jedoch noch keineswegs eine vollkommen stoßfreie Umschaltung. Sowohl beim Hinzuschalten der Gesamtspannung als auch später beim selbsttätigen Abschalten der Teilspannung ist ein wenn auch geringer Stromstoß im Motor unvermeidlich. Die bekannte Einrichtung mag daher wohl für die Steuerung von Kalanderantrieben u. dgl., für welche sie gedacht ist, ausreichend sein, für die Umschaltung von mit Entladungsstrecken arbeitenden selbsttätigen Feinsteuerungen dagegen ist sie ungeeignet. Außerdem liegt der bekannten Einrichtung im Gegensatz zum Erfindungsgegenstand eine ganz andere Aufgabe zugrunde. Daher besteht bei der bekannten Einrichtung die Umschaltung in einer Regelvorrichtung, während durch die Einrichtung nach der Erfindung eine Umschaltung von einer Regelvorrichtung auf eine andere so vorbereitet wird, daß sie jederzeit ohne besondere zusätzliche Regelvorrichtung vorgenommen werden kann. Somit ist auch die Ausbildung der Einrichtung nach der Erfindung gegenüber der Ausbildung der bekannten Einrichtung grundverschieden. Bei der bekannten Einrichtung überwacht das Minimalstromgerät lediglich den Strom der Teilspannungsstromquelle, während bei der Einrichtung nach der Erfindung das Minimalstromgerät zwei getrennte Stromkreise miteinander vergleicht.Devices for switching from a control arrangement as smoothly as possible on another are already known per se. For example, it is known a motor fed by a three-wire system without bumplings from partial voltage To switch overall voltage. With this switchover, the voltage is applied to the partial voltage lying motor first switched by hand so that it is both on at the same time the partial voltage as well as the strongly throttled by a rheostat Total voltage is. Then the one in the circuit of the total voltage becomes The rheostat is gradually reduced arbitrarily so that the supply of the The motor changes more and more from the partial voltage to the total voltage. Is finally the amount of current supplied by the partial voltage source to a low minimum value sunk, the partial voltage is reduced by the motor with the help of a minimum switch switched off, this known device does not yet allow a complete bumpless switching. Both when switching on the overall voltage and later when the partial voltage is switched off automatically, there is a current surge, albeit a small one inevitable in the engine. The known device may therefore be used for the control of calender drives and the like, for which it is intended to be sufficient for the switchover of automatic fine controls that work with discharge paths on the other hand, it is unsuitable. In addition, the known device is in contrast the subject of the invention is based on a completely different task. Therefore, the known device switching in a control device, while by the Device according to the invention, a switchover from a control device to one others are prepared in such a way that they can be operated at any time without a special additional control device can be made. Thus, the training of the facility is also based on the Invention compared to the design of the known device fundamentally different. at the known device monitors the minimum current device only the current of the Partial voltage power source, while in the device according to the invention, the minimum current device compares two separate circuits with each other.

Es ist ferner bekannt, bei elektrischen Mehrmotorantrieben parallel zu dem selbsttätigen Regler, welcher die Drehzahl eines Teilmotors mit einer unveränderlichen Sollgröße vergleicht und entsprechend regelt, einen Handregler vorzusehen. Dieser Handregler dient jedoch lediglich dazu, die Erregung des Teilmotors bei dessen Anfahren von Hand bis in den verhältnismäßig k"l@znen Reglerbereich des selbsttätigen Reglers hineinzuführen. Die eigentliche Regelung des Motors findet jedoch einzig und allein durch den 'selbsttätigen Regler statt. Eine Handregelung ist bei der bekannten Einrichtung überhaupt nicht möglich, ohne daß gleichzeitig der selbsttätige Regler die von Hand ausgeführte Regelverstellung sofort wieder rückgängig macht. Somit findet bei der bekannten Regeleinrichtung im Gegensatz zur Einrichtung nach der Erfindung auch niemals eine Umschaltung einer handbetätigten Regelsteuerung auf eine selbsttätige Regelsteuerung statt.It is also known to work in parallel with electric multi-motor drives to the automatic controller, which the speed of a sub-motor with a constant Compares target size and regulates accordingly, providing a handheld controller. This The hand controller only serves to excite the sub-motor when it starts up by hand down to the relatively small controller range of the automatic controller to lead in. The actual regulation of the motor takes place only and alone by the 'automatic regulator. A manual control is in the known device Not possible at all without the automatic controller operating by hand at the same time immediately reverses the rule adjustment that has been carried out. Thus, the known control device in contrast to the device according to the invention never switching from a manually operated control to an automatic one Rule control instead.

In der beiliegenden Figur ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.In the accompanying figure is an embodiment of the invention shown.

In dieser bedeutet 4 eine Hilfsmaschine, die die Spannung für die Erregerwicklung der Hauptmaschine i liefert. Die Hauptmaschine i besitzt die Erregerwicklung 2, die über einen veränderlichen Widerstand 3 mit der Spannungsquelle 4, beispielsweise einem Gleichstromgenerator, verbunden ist. Zwischen die Feldwicklung 2 und den veränderlichen Widerstand 3 ist der Schalter 5 eingefügt. Parallel zu der Feldwicklung 2 mit dem regelbaren Widerstand 3 liegt als Ersatzschaltung der Widerstand 6, der Schalter 5a und der automatische Regler 7, der z. B. aus einer gittergesteuerten Hochvakuumelektronenröhre besteht. Das Steuergitter ä der Elektronenröhre 7 ist über eine Kompensationsbatterie 15 und den Spannungsteiler 9 mit einer Tachometermaschine io verbunden, die auf der gleichen Welle wie der Läufer der Hauptmaschine i angebracht ist und Dauermagnete - besitzt. Zwischen der Feldwicklung 2 und dem veränderlichen Widerstand 3 liegt der Verbindungsleiter ii mit einem Schalter 12 und einem Nullanzeigeinstrument 13. Die Spannungsquelle 4 besitzt die Feldwicklung 14. Die Wirkungsweise der Einrichtung ist nun folgende: Die Hauptmaschine i wird z. B. im Ankerkreis angelassen. Der Erregerstrom nimmt seinen Weg von der Spannungsquelle 4 über die Feldwicklung 2 zu dem veränderlichen Widerstand 3 zurück zur Spannungsquelle 4. Nach Erreichen des gewünschten Betriebswertes der Maschine i, beispielsweise einer bestimmten Tourenzahl, wird durch die Tachometermaschine io und den Spannungsteiler 9 das Gitter des Entladungsgefäßes 7 auf eine derartige Spannung gebracht, daß gleichfalls ein Stromfluß durch den Ersatzwiderstand 6 und die Entladungsröhre 7 eintritt. Die Abgleichung der beiden Stromkreise kann nun mit Hilfe des vera - n ;derlichen Spannungsteilers 9 geschehen. In dem Augenblick, in dem beide Erregerstromkreise, nämlich einerseits die Feldwicklung 2 und der veränderliche Widerstand 3 und andererseits der Ersatzwiderstand 6 und die Elektronenröhre 7, den gleichen Strom führen, wird das Nullanzeigeinstrument 13 keinen Strom anzeigen, da die beiden Stromkreise gegeneinander abgeglichen sind. Nun kann ohne Gefahr des . Auftretens einer Betriebsstörung der Schalter 12 ".In this, 4 means an auxiliary machine which supplies the voltage for the excitation winding of the main machine i. The main machine i has the excitation winding 2, which is connected to the voltage source 4, for example a direct current generator, via a variable resistor 3. The switch 5 is inserted between the field winding 2 and the variable resistor 3. In parallel to the field winding 2 with the controllable resistor 3 is the equivalent circuit of the resistor 6, the switch 5a and the automatic controller 7, the z. B. consists of a grid-controlled high vacuum electron tube. The control grid ä of the electron tube 7 is connected via a compensation battery 15 and the voltage divider 9 to a tachometer machine io, which is mounted on the same shaft as the rotor of the main machine i and has permanent magnets. Between the field winding 2 and the variable resistor 3 is the connecting conductor ii with a switch 12 and a zero display instrument 13. The voltage source 4 has the field winding 14. The operation of the device is now as follows: The main machine i is z. B. started in the anchor circle. The excitation current takes its way from the voltage source 4 via the field winding 2 to the variable resistor 3 back to the voltage source 4. After reaching the desired operating value of the machine i, for example a certain number of revolutions, the tachometer machine io and the voltage divider 9 form the grid of the discharge vessel 7 brought to such a voltage that a current flow through the equivalent resistor 6 and the discharge tube 7 also occurs. The match of the two circuits can now using the vera - n; sary voltage divider 9 happen. At the moment when both excitation circuits, namely on the one hand the field winding 2 and the variable resistor 3 and on the other hand the equivalent resistor 6 and the electron tube 7, carry the same current, the zero display instrument 13 will not display any current, since the two circuits are balanced against each other. Now you can without the risk of. Occurrence of a malfunction of the switch 12 ".

eingelegt und der Schalter 5 und 5a ausgeschäl= tet werden, so daß nun der Erregerstrom seinen Weg von der Spannungsquelle q über die Feldwicklung 2 und die Elektronenröhre 7 nimmt. Ein Verändern des eingestellten Betriebswertes innerhalb gewisser Grenzen ist nun auf einfache Weise durch ein Verändern des Spannungsteilers 9 möglich.inserted and the switches 5 and 5a are switched off, so that now the excitation current makes its way from the voltage source q via the field winding 2 and the electron tube 7 takes. Changing the set operating value within certain limits is now easy by changing the voltage divider 9 possible.

An Stelle der Umschalter 5, 5a und 12 können, wie leicht ersichtlich, auch Widerstände, die von Null bis Unendlich bzw. umgekehrt veränderlich sind, eingeschaltet werden.Instead of the switches 5, 5a and 12, as can be easily seen, resistors that can be changed from zero to infinity or vice versa are also switched on will.

Schließlich sei darauf hingewiesen, daß an Stelle der Gleichstromtachometermaschine auch eine Wechselstrommaschine verwendet werden kann, die über Gleichrichter und Siebketten mit der Kompensationsbatterie verbunden ist.Finally, it should be noted that instead of the DC tachometer machine an alternator can also be used, which has rectifiers and Sieve chains are connected to the compensation battery.

Durch die beschriebene Einrichtung wird also auf einfachste Weise eine Umschaltung einer handbetätigten Regelung in eine automatische Regelung möglich, ohne daß hierbei die Hauptmaschine sich selbst überlassen bleibt und somit Schwankungen der zu regelnden Betriebsgröße auftreten können.The device described is therefore in the simplest possible way switching from a manually operated control to an automatic control is possible, without the main engine being left to its own devices and thus fluctuations the size of the company to be regulated.

Die Einrichtung nach der Erfindung ist nicht nur zur Regelung von Betriebsgrößen elektrischer Maschinen mit Vorteil anwendbar, sondern auch zur Regelung von Betriebsgrößen beliebiger anderer elektrischer Stromverbraucher, beispielsweise zur Temperaturfeinregelung elektrischer Ofen und anderer elektrischer Heizeinrichtungen.The device according to the invention is not only for controlling Operating parameters of electrical machines can be used with advantage, but also for regulation of operating parameters of any other electrical power consumer, for example for fine-tuning the temperature of electric ovens and other electric heating devices.

Claims

PATENT APPLICATION: i. Device for switching a hand-operated electrical control to an automatic fine control connected in parallel with this and working with discharge paths for regulating operating parameters of electrical power consumers, in particular for regulating electrical machines, characterized in that the control arrangement consisting of the hand-operated control and the circuit to be regulated connected in series with the automatic control arrangement already before the Switching from the setpoint controlled control arrangement, which consists of the fine control and an equivalent resistor connected in series with it, is connected by a bridge circuit to an equalizing line containing a comparison device in such a way that the switching of the manually operated control to the automatic fine control prepared by the equivalent circuit according to the adjustment of the currents flowing in the two parallel circuits determined by the comparison device at any time without interruption of the Control effect and can take place completely smoothly.

2. Device according to claim i, characterized in that that the equivalent circuit apart from the automatic fine control (7) has an equivalent resistor (6) whose resistance value corresponds to the resistance value of the circuit to be controlled (2) is the same, so that the equalizing line containing the comparison device (i3) (ix) _ represents the equalizing line of a bridge circuit, which from the to regulating circuit and the manually operated control on the one hand and from the Equivalent resistance and the automatic fine control on the other hand is formed.

3. Device according to claim i, characterized in that as a switch for the Switching resistors are provided which are variable from zero to infinity are.