Anordnung zur weitgehenden Konstanthaltung eines Zustandes, z. B.
des physikalischen Zustandes eines Staudruckes in Gebläseanlagen Die Erfindung betrifft
eine Anordnung zur weitgehenden Konstanthaltung eines physikalischen Zustandes,
der mittels durch gittergesteuerte, dampf- oder gasgefüllte Entladungsstrecken in
Gleichrichterschaltung gespeister Gleichstrommotoren geschaffen wird, wie z. B.
des Staudruckes in dem Windkanal einer Gebläseanlage, der durch einen über einen
gittergesteuerten Gleichrichter gespeisten Geblä-semotor -erzeugt wird. Es ist bekannt,
die Gitter eines einen Motorspeisenden Gleichrichters in Abhängigkeit von einer
physikalischen Größe zu steuern. Ebenso ist es auch bekannt, in Abhängigkeit von
einer Betriebsgröße trägheitslos und auch in Abhängigkeit von zwei elektrischen
Betriebsgrößen, wie z. B. Gleichspannung und Gleichstrom des Gleichrichters gleichartig
zu steuern. Der Staudruck in einem Windkanal ist jedoch hauptsächlich von der Drehzahl
des Gebläse-Motors, in zweiter Linie aber auch noch von anderen Faktoren, wie z.
B. der Temperatur, abhängig. Bisher hatte man zur Konstanthaltung des Staudruckes
eine Regelgröße vom Staudruck selbst mittels einer Staudruckwaage oder ähnliches
abgeleitet und diese Größe dem Gitterkreis des den Gebläsemotor speisenden Gleichrichters
zugeführt. Es erfolgt also die Regelung des Gleichrichters in Abhängigkeit vom Staudruck
selbst, d. h. in Abhängigkeit von einer physikalischen Größe, und zwar, wie ohne
weiteres einzusehen, mit ziemlicher Trägheit. Mit einer solchen Einrichtung ist
daher die Konstanthaltung des Staudruckes in weitgehendem Maße nicht möglich. Soll
dies nun geschehen,
so wird, wenn die Regelgröße vom Staudruck selbst
mittels einer träglieitsbehafteten über-@tachungseinrichtung abgeleitet wird, dies
bei den zu verlangenden großen Regelgeschwindigkeiten zti Pendelungen und Übererregungen
mit der Gefahr von Luftschwingungen führen.Arrangement for largely keeping a state constant, e.g. B.
the physical state of dynamic pressure in blower systems. The invention relates to
an arrangement for largely keeping a physical state constant,
by means of grid-controlled, vapor or gas-filled discharge sections in
Rectifier circuit powered DC motors is created, such as. B.
of the back pressure in the wind tunnel of a blower system, which is generated by a
grid-controlled rectifier-fed fan motor -generated. It is known,
the grid of a rectifier feeding a motor as a function of a
control physical quantity. Likewise, it is also known depending on
one operating variable inertialess and also dependent on two electrical
Operational variables, such as B. DC voltage and DC current of the rectifier are similar
to control. The dynamic pressure in a wind tunnel is mainly due to the speed
of the fan motor, but also of other factors, such as
B. the temperature, depending. So far, one had to keep the dynamic pressure constant
a controlled variable from the dynamic pressure itself by means of a dynamic pressure balance or the like
derived and this size to the grid circle of the rectifier feeding the fan motor
fed. The rectifier is therefore regulated as a function of the dynamic pressure
itself, d. H. depending on a physical quantity, like without
to see further, with considerable indolence. With such a facility is
therefore it is largely impossible to keep the dynamic pressure constant. Intended to
this will happen now,
so if the controlled variable is from the dynamic pressure itself
is derived by means of a slow monitoring device, this
at the required high control speeds, there are fluctuations and overexcitations
with the risk of air vibrations.
Zur Vermeidung dieser Schwierigkeiten und zur Erzielung einer m-eitgehenden
Konstanthaltung des Staudruckes wird daher gemäß der Erfindung die Regelung in zwei
zueinander nicht gleichberechtigte Teilregelungen in der Weise zerlegt, daß bei
Schwankungen des physikalischen Zustandes zufolge Änderungen der Betriebsgröläen
des Motors die Regelung der Drehzahl des letzteren Tiber die Steuerung der Gleichrichterentladungsstreck-n
sofort und praktisch trägheitslos, bei Sclnvankungen. des physikalischen Zustandes
zufolge Änderung einer ihn sonst noch beeinflussenden physikalischen Gröle. z. B.
der Temperatur, die IinnstantregeIung mit nicht vernachlässigbarer Trägheit ebenfalls
über die Steuerung der Gleichrichterentladungsstrecken erfolgt. Es wird also gemäß
der Erfindung bewußt die Regelung in zwei nebeneinander .nicht gleichberechtigte
Teile, wobei die bevorzugte Regelung träglieitslos, die andere mit Trägheit vor
sich geht. nämlich in. eine schnell wirkende Drebzalilregelung und eine langsam
wirkende Staudruckkorrektur, zerlegt. Auf diese Weise wird eine weitgehende Konstanthaltung
des Staudruckes erzielt, da man unabhängig von den Störungsmöglichkeiten im Windkanal
wird und auch vermeidet, daß diese Störungen zusätzlich durch die Regeleinrichtung
angeregt werden. Weiterhin ist der Regler gemäß der Erfindung mit einem besonderen
Organ ausgcriistet. das nach einem gröläeren Regelvorgang, wobei der Regler in ungünstigere
Verhältnisse für sein weiteres Arbeiten gekommen ist, eine Rückstellung in günstigere
Betriebsverhältnisse langsam und ohne die ztt regelnde Größe zu beeinflussen, vornimmt.To avoid these difficulties and to achieve a common goal
Keeping the dynamic pressure constant is therefore, according to the invention, the regulation in two ways
Partial regulations that are not equal to each other are broken down in such a way that
Fluctuations in the physical condition due to changes in the operational sizes
of the motor the regulation of the speed of the latter Tiber the control of the rectifier discharge path-n
immediately and practically inertia, in the event of fluctuations. the physical state
as a result of a change in a physical quantity that otherwise influences it. z. B.
the temperature, the instant regulation with non-negligible inertia as well
takes place via the control of the rectifier discharge paths. So it becomes according to
the invention consciously regulates two side by side .not equal
Parts, with the preferred regulation sluggishly, the other with sluggishness
is going. namely in. a fast-acting Drebzalil control and a slow
effective back pressure correction, disassembled. In this way it is largely kept constant
of the back pressure is achieved, as one is independent of the possibility of interference in the wind tunnel
is and also avoids that these disturbances are additionally caused by the control device
be stimulated. Furthermore, the controller according to the invention is special
Organ encrusted out. that after a larger control process, with the controller in less favorable
Conditions for his further work has come, a provision in more favorable
Operating conditions slowly and without influencing the ztt regulating variable.
Die Erfindung ist in der Zeichnung an dem auch bisher schon zugrunde
gelegten Ausführungsb.eispiel, und -zwar einer G--bläseanlage, deren Staudruck in
#'t-eit-ehendem Mabe konstant gehalten werden soll, erläutert. Der Gehläsemotor
i wird vom Drehstromnetz 2 über ein meliranodiges, gittergesteu@ert:s und als Gleichrichter
arbeitendes Dampf- oder Gasentladungsgefäß 3 gespeist. Dieser Hauptgleichrichter,
von dem nur eine Anode gezeichnet ist, wird mit Hilfe einer Röhrensteuerung geregelt,
die der Cbersichtlichkeit halber ebenfalls nur für eine der sechs Phasen dargestellt
ist. Sie besteht im wesentlichen aus den als Steuerröhren arbeitenden g@ttergesteuertenHilfsentladungsstrecken
mit Dampf-oder Gasfüllung 4, dem Gittertransformator und dem Drehregler 6, der von
dein Hilfsmotor 7 verstellt werden kann. Den Gittern des Hauptgleichrichters, die
durch eine nicht weiter bezifferte Gleichspannung vorgespannt sind, werden die Wechselspannungen
mittels des Gittertransformators 5 zugeführt. Zur Speisung des Anodenkreises der
Steuerröhren dient der Transformator B. während die Gitterwechselspanming vom Transformator
g geliefert wird. Die Regelung der Drehzahl des Gleichstrommotors und damit die
K:)nstanthaltung des Staudruckes erfolgt durch Veränderung der im allgemeinen negativen
Steuergleichspannung der Steuerröhreii. Diese Steuergleichspannung wird durch Gegenschaltung
einer konstanten Gleichspannung, die einer Stabilisatorröhre io entnommen wird,
und einer der Drehzahl des Motors proportionalen Gleichspannung erhalten. Die Differenz
dieser beiden Spannungen wird in einem Gleichstromverstärker genügend verstärkt
und unmittelbar zwischen Sternpunkt des Transformators q und der Kathode der Steuerröhren
eingefügt. Die der Drehzahl des Motors proportionale Spannung wird durch eine Tourendynamo
12 gewonnen. deren Wechselspannung durch das Entladungsgefäß mit eindeutiger Stroindurchlal3richtung
13
gleichgerichtet und mittels eines parallel zum Regelwiderstand 14 liegenden
Kondensators geglättet wird. Um zu vermeiden, daß durch diese Glättungseinrichtung
Verzögerungen im Regelvorgang auftreten können, wird die Frequenz der Tourendynamo
relativ hoch, etwa 5oo Hz, gewählt. Der Kondensator kann dann verhältnismäßig klein
gehalten i%-erden. Ist der Gebläsemotor für einen größeren Drehzahlbereich ausgelegt,
so ist das Getriebe zwischen Motor und Tourendynamo u,irischaltbar z. B. durch eine
Magnetkupplung einzurichten, damit auch hei den niedrigen Motordrehzahlen eine genügend
hohe Frequenz der Wechselspannung der Tourendynamo erhalten wird.The invention is explained in the drawing using the exemplary embodiment on which the basis has already been based, and indeed a G blower system, the back pressure of which is to be kept constant at a constant level. The Gehläsemotor i is fed from the three-phase network 2 via a meliranodiges, grid-controlled steam or gas discharge vessel 3 working as a rectifier. This main rectifier, of which only one anode is shown, is regulated with the aid of a tube control which, for the sake of clarity, is also only shown for one of the six phases. It essentially consists of the gate-controlled auxiliary discharge sections with steam or gas filling 4, which operate as control tubes, the grid transformer and the rotary control 6, which can be adjusted by the auxiliary motor 7. The AC voltages are fed to the grids of the main rectifier, which are biased by a direct voltage, which is not specified further, by means of the grid transformer 5. The transformer B. serves to feed the anode circuit of the control tubes, while the alternating grid voltage is supplied by the transformer g. The regulation of the speed of the DC motor and thus the maintenance of the dynamic pressure takes place by changing the generally negative DC control voltage of the control tube. This DC control voltage is obtained by counter-connecting a constant DC voltage, which is taken from a stabilizer tube, and a DC voltage proportional to the speed of the motor. The difference between these two voltages is sufficiently amplified in a direct current amplifier and inserted directly between the neutral point of the transformer q and the cathode of the control tubes. The voltage proportional to the speed of the motor is obtained by a touring dynamo 12. whose alternating voltage is rectified by the discharge vessel with a clear current flow direction 1 3 and smoothed by means of a capacitor lying parallel to the regulating resistor 14. In order to avoid delays in the control process caused by this smoothing device, the frequency of the touring dynamo is selected to be relatively high, about 500 Hz. The capacitor can then be kept relatively small. If the fan motor is designed for a larger speed range, the transmission between the motor and the touring dynamo is u, irischaltbar z. B. set up by a magnetic coupling so that a sufficiently high frequency of the alternating voltage of the touring dynamo is obtained even at the low engine speeds.
Dis Wirkungsweise des Reglers ist nun folgende: Es sei zunächst der
Gleichgewichtszustand, bei dem die Motordrehzahl den gewünschten Weit aufweist,
betrachtet. Dann ist die Spannung am Widerstand 1:l im richtigen Verhältnis zur
konstanten Gegenspannung an der Stabilisatorröhre. Der Verstärker liefert für die
Steuerröhre eine solche Steuergleichspannung, daß die Anoden des Hauptgleichrichters
richtig bezüglich der gewünschten Drehzahl bzw. des gewünschten Staudruckes gezündet
werden. Nimmt nun aus irgendeinem Grunde, z. B. infolge steigender Netzspannung,
die Drehzahl des Gebläse-Motors i zu. so ändert sich die Spannung der Tourendynamo
12, infolgedessen die Eingangsspannung,
und entsprechend verstärkt
die Ausgangsspannung des Gleichstromverstärkers i i. Die negative Steuergleichspannung
der Steuerröhren wird vergrößert und damit ihr Zündeinsatz verzögert. Der Anodenstromkreis
der Steuerröhre liefert über den Gittertransformator die Steuerenergie den Gittern
des Hauptgleichrichters, so daß auch dessen Anoden später zünden und so die dem
Motar zugeführte Spannung in entsprechendem Maße sinkt. Da der Verstärker und die
Gittersteuerung praktisch trägheitslos arbeiten, ist eine Drehzahlschwankung des
Gebläsemotors und eine Staudruckänderungauf Grund von Drehzahlschwankungen praktisch
nicht vorhanden. Treten indes trotz der erreichten Drehzahlkonstanz noch Staudruckschwankungendurch
Änderung physikalischer Größen, z. B. durch Temperaturänderung, auf, so werden diese
dadurch ausgeglichen, daß an der Staudruckwaageeine Kontaktvorrichtung angebracht
wird, -durch die der dem Schiebekontakt des Widerstandes 1,1 betätigende Hilfsmotor
15 eingeschaltet wird. Damit wird die negative Steuergleichspannung der Steuerröhren
in ientsprechendem Sinne geändert und so die Regelung der dem Gebläsemotor zugeführten
Leistung ausgelöst. Diese Aasregelung der Staudruckschwankungen aus physikalischen
Ursachen erfolgt natürlich bei weitem langsamer als die Aasregelung der Drehzahlschwankungen,
sie kann es aber auch, da die Änderungen des Staudruckes aus physikalischen Ursachen
ebenfalls nur langsam vor sich gehen können. Die- Genauigkeit der Regelung wird
noch durch folgende Maßnahme erhöht: Für die Steuerung der Steuerröhren sind dann
die günstigsten Bedingungen vorhanden, wenn der Verstärker möglichst im mittleren
Teil der Charakteristik arbeitet und die vom Transformator gelieferte Wechselspannung
ihre größte zeitliche Steilheit bei der Zündung aufweist. Um dies zu erreichen,
wird der Drehregler 6 mit Hilfe des kleinen Motors 7 in Abhängigkeit von der Verstärkerausgangsspannung
langsam verdreht, wodurch bei gleichbleibender Drehzahl die negative Steuergleichspannung
wieder auf einen günstigen Wert zurückgebracht wird. Mit dem eigentlichen Regelvorgang
hat diese langsame Verstellung des Drehreglers aber nichts zu tun, da zuerst und
praktisch augenblicklich alle Abweichungen der Drehzahl vom Sollwert mit Hilfe des
Verstärkers und der übrigen Röhrensteuerung aasgeregelt werden. Sie dient nur zur
Schaffung günstiger Betriebsverhältnisse und erhöht dadurch die Zuverlässigkeit
der Regelung. Die Erfindung ist nicht auf das beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt,
sondern kann bei vielen ähnlich gelagerten Regelungen verwendet werden, z. B. auch
beim weitgehenden Gleichlauf mehrerer zu einer Walzenstraße gehöriger Motoren. deren
Gleichlauf zunächst durch Drehzahlregelung der Folgemotoren in Abhängigkeit von
der Drehzahl des Hauptmotors, dann aber in zweiter Linie noch durch Regelung der
Folgemotoren in Abhängigkeit vom Zug bzw. Druck des Walzgutes sichergestellt wird.The mode of operation of the controller is now as follows: First of all, let it be the
State of equilibrium, in which the engine speed has the desired range,
considered. Then the voltage across the resistor is 1: 1 in the correct ratio to
constant counter tension on the stabilizer tube. The amplifier delivers for that
Control tube such a DC control voltage that the anodes of the main rectifier
correctly ignited with regard to the desired speed or the desired dynamic pressure
will. Now takes for some reason, e.g. B. as a result of increasing mains voltage,
the speed of the fan motor i. this changes the tension of the touring dynamo
12, as a result the input voltage,
and reinforced accordingly
the output voltage of the DC amplifier i i. The negative DC control voltage
of the control tubes is enlarged and thus their ignition start is delayed. The anode circuit
The control tube supplies the control energy to the grids via the grid transformer
of the main rectifier, so that its anodes ignite later and so the dem
The voltage supplied to Motar decreases accordingly. Since the amplifier and the
Grid control work practically without inertia, is a speed fluctuation of the
Fan motor and a dynamic pressure change due to speed fluctuations are practical
unavailable. However, dynamic pressure fluctuations still occur despite the constant speed achieved
Change of physical quantities, e.g. B. by temperature change, so these are
compensated by the fact that a contact device is attached to the dynamic pressure compensator
-by the auxiliary motor actuating the sliding contact of the resistor 1,1
15 is switched on. This is the negative DC control voltage of the control tubes
changed in the corresponding sense and so the control of the fan motor supplied
Power triggered. This carrion control of the dynamic pressure fluctuations from physical
The causes are of course much slower than the control of the speed fluctuations,
But it can also because the changes in the dynamic pressure are due to physical causes
can also only go on slowly. The accuracy of the regulation is
still increased by the following measure: For the control of the control tubes are then
the most favorable conditions exist when the amplifier is in the middle if possible
Part of the characteristic is working and the alternating voltage supplied by the transformer
has its greatest temporal steepness during ignition. To achieve this,
the rotary control 6 with the help of the small motor 7 is dependent on the amplifier output voltage
slowly rotated, whereby the negative DC control voltage at constant speed
is brought back to a favorable value. With the actual control process
this slow adjustment of the rotary control has nothing to do with first and
practically instantly all deviations of the speed from the setpoint with the help of the
Amplifier and the rest of the tube control can be regulated. It is only used for
Creation of favorable operating conditions and thereby increases reliability
the scheme. The invention is not restricted to the exemplary embodiment described,
but can be used for many similar regulations, e.g. Belly
when several motors belonging to a rolling mill run largely synchronously. whose
Synchronization initially through speed control of the slave motors depending on
the speed of the main motor, but then in the second place by regulating the
Follow-up motors depending on the tension or pressure of the rolling stock is ensured.