DE724069C

DE724069C - Automatic regulator, especially speed regulator

Info

Publication number: DE724069C
Application number: DEM145670D
Authority: DE
Inventors: Andreas Gantenbein
Original assignee: Werkzeugmaschinenfabrik Oerlikon Buhrle AG
Current assignee: Rheinmetall Air Defence AG
Priority date: 1939-07-12
Filing date: 1939-07-25
Publication date: 1942-08-17

Description

Selbsttätiger Regler, insbesondere Geschwindigkeitsregler Es sind Reglungseinrichtungen, insbesondere für .die Geschwindigkeitsreglung von Turbinen bekannt, die zwecks Erreichung eines pendelüngsfreien Betriebes im Leerlauf der Maschinengruppe die Rückführung vergrößern. Diese Vergrößerung der Rückführung wirkt sich aber auf die Reglungsgeschwindigkeit ungünstig aus und wird,deshalb möglichst bald wieder freigegeben, so daß fast über dem ganzen Belastungsbereich mit normaler Rückführung gearbeitet wird. Besonders bei -Geschwindigkeitsreglern für Wasser- und Dampfturbinen zeigt es sich, daß nicht nur der Betrieb im Leerlauf eine größere Rückführung verlangt, sondern auch bei belasteten Maschinen kleine Belastungsschwankungen gerne Pendelungen anregen. Bei den bekannten Reglungseinrichtungen mußdeshalb die Rückführung verhältnismäßig groß sein, um, über,den ganzen Bereich stabilen Betrieb zu erhalten. Es ist bekannt, daß mit der Vergrößerung der Rückführung wohl der Betrieb stabiler, jedoch auch die Reglungsgeschwindi,gkeit kleiner wird.Automatic governor, especially speed governor There are Control devices, especially for the speed control of turbines known that in order to achieve a pendulum-free operation at idle Machine group increase the feedback. This increase in the return is effective but has an unfavorable effect on the control speed and is, therefore, if possible soon released again, so that almost over the entire load range with normal Repatriation is being worked. Especially with speed regulators for water and steam turbines, it turns out that not only the idle operation is a larger Feedback is required, but small fluctuations in load even with loaded machines like to stimulate swings. In the case of the known regulating devices, the Feedback should be relatively large in order to, over, the whole area stable operation to obtain. It is known that as the recirculation increases, the operation more stable, but the regulation speed is also lower.

Gemäß vorliegender Erfindung, die sich auf einen selbsttätigen Regler, insbesondere Geschwindigkeitsregler bezieht, ist derselbe mit einer Vorrichtung versehen, die bewirkt, daß jeweils am Anfang der Reglungsbewegung die Rückführung des Steuerorgans vergrößert wird und diese Vergrößerung der Rückführung nach einem bestimmten Reglungsweg wieder aufgehoben wird. Dieses hat den Vorteil, daß bei kleinen Reglungsbewegungen sowohl im Leerlauf als auch bei Vollast eine große Rückführung wirksam ist, während bei großen Reglungsbewegungen, wo insbesondere eine große Reglungsgeschwindigkeit wichtig ist, nur eine kleine Rückführung wirkt. Fig. i der beiliegenden Zeichnung- zeigt schematisch ein Ausführungsbeispiel eines selbsttätigen Reglers mit den Merkmalen gemäß der Erfindung, und, zwar in Anwendung bei einern Geschwindigkeitsregler für eine Wasserturbine.According to the present invention, which is based on an automatic controller, specifically refers to speed control is the same with a device provided, which causes the return at the beginning of the control movement of the control organ is enlarged and this enlargement of the return after a certain regulatory path is lifted again. This has the advantage that with small Regulating movements both at idle and at full load result in a large return is effective, while with large control movements, especially where a high control speed what is important is that only a small amount of regression is effective. Fig. I of the enclosed Drawing shows schematically an embodiment of an automatic controller with the features according to the invention, in application to a speed controller for a water turbine.

Das Fliehkraftpendel i wirkt bei einer Geschwindigkeitsänderung auf das Ventil der Vorsteuerung z. Bei einem Drehzahlabfall zieht die Vorsteuerung den Hebe13 um den Drehpunkt 4. nach oben und verstellt das Ventil der Hauptsteuerung 5. Dadurch wird eine entsprechende Menge Drucköl, das :durch eine Pumpe bei p hineingepreßt wird, zum Öldruckservomotor 6 geleitet. Der Drehflügel desselben setzt sich in Bewegung und verdreht die Reglungswelle7, wodurch das Laufzeug S in öffnendem Sinne verstellt wird. Gleichzeitig beginnt der Rückfiihrvorgang.The centrifugal pendulum i acts when the speed changes the valve of the pilot control z. If the speed drops, the feedforward control pulls the Lift 13 around the pivot point 4. upwards and adjust the valve of the main control 5. This creates a corresponding amount of pressurized oil, which: is pressed in by a pump at p is passed to the oil pressure servo motor 6. The rotating wing of the same starts to move and rotates the control shaft 7, whereby the rotor S adjusts in the opening direction will. The return process begins at the same time.

Der Zylinder 9 der Rückführungsvorrichtung ist fest angeordnet und mit Öl gefüllt. Mit der Rückführstange io ist ein Kolben i i verbunden, während ein demgegenüber kleinerer Kolben 12, dessen Hülse 12" in den Kolben i i hineingeschoben ist, mit dem Hebel 3 gelenkig verbunden ist. Die gezeichnete Mittelstellung der beiden Kolben i i und 1-2, bei welcher :die Schlitze 13 des großen Kolbens und die Schlitze 14 der Hülse des kleinen Kolbens gegeneinander verschoben sind, wird durch eine Doppelfederbüchse 15 hergestellt. Der Abstand der Schlitze 13 und 14 in axialer Richtung kann versteilbar gemacht sein, .so daß der Reglungsweg, auf welchem die vergrößerte Rückführung wirken soll, eingestellt werden kann. Die Form der Schlitze 13, 14. kann derart sein, daß eine fortgesetzte Veränderung des Durchflusses sich ergibt. 16 ist die Umlaufleitung des Zylinders 9, deren Durchlaß mittels des Hallns 1,~ geregelt werden kann.The cylinder 9 of the recirculation device is fixedly arranged and filled with oil. A piston i i is connected to the return rod io while a comparatively smaller piston 12, the sleeve 12 ″ of which is pushed into the piston i i is connected to the lever 3 in an articulated manner. The drawn middle position of the two pistons i i and 1-2, in which: the slots 13 of the large piston and the Slots 14 of the sleeve of the small piston are shifted from one another, is through a double spring socket 15 made. The distance between the slots 13 and 14 in the axial Direction can be made steeper, so that the control path on which the increased feedback should act, can be set. The shape of the slots 13, 14. can be such that a continued change in flow occurs results. 16 is the circulation line of the cylinder 9, its passage by means of the Hallns 1, ~ can be regulated.

Mit der Bewegung der Reglungswelle beginnt folgender Rückführvorgang. Die Rückführstange io drückt den .großen Kolben ii nach unten; der Hahn 1; sei geschlossen. Durch hydraulische Druckwirkung wird der kleine Kolben 12 um einen im Verhältnis der beiden Kolbenflächen größeren Weg als der Kolben i i nach unten bewegt, wobei sich die Federbüchse 15 dementsprechend verlängert. Dadurch kommt eine um ein Vielfaches vergrößerte Rückführung zustande. Nach dem Regelungsvorgang bringt die Federbüchse 15 die beiden Kolben i i und 1z wieder in die Mittelstellung zurück. Bei größeren Reglungsbewegungen werden die beiden Kolben i i und 1-2 weit gegeneinander verschoben, daß die Schlitze 13 und 14. zur Übereinstimmung kommen, so daß durch den entstandenen Durchlaß gerade so viel Öl abfließt, daß die Gegenkraft der in diesem Zustande gespannten Federn in der Büchse noch überwunden wird. In diesem Zustande hat der kleine Kolben 12 dieselbe Geschwindigkeit wie der große Kolben i i, d. h. es besteht die kleinste Rückführung.The following feedback process begins with the movement of the control shaft. The return rod io pushes the large piston ii downwards; the cock 1; be closed. By hydraulic pressure action, the small piston 12 is reduced by one in proportion of the two piston surfaces greater travel than the piston i i moves downwards, with the spring sleeve 15 is extended accordingly. As a result, one comes many times over increased repatriation. After the regulation process brings the spring sleeve 15 the two pistons i i and 1z back into the middle position. With larger ones Control movements, the two pistons i i and 1-2 are shifted far against each other, that the slots 13 and 14 come to coincide, so that by the resulting Passage just enough oil flows off that the opposing force of the tensioned in this state Springs in the can is still overcome. In this condition the little piston has 12 the same speed as the large piston i i, i.e. H. there is the smallest Return.

Fig. 2 zeigt eine weitere Anwendungsmöglichkeit der Erfindung. Die Rückfiihrbewegung wird hier nicht wie in Fig. i auf die Hauptsteuerung übertragen. An Stelle des Fliehkraftpendels ist ein elektrisches. frequenzempfindliches Meßorgan 2o angewendet. Die Rückführung der Hauptsteuerung erfolgt mittels einer starren Stange 21, während die veränderliche Rückführbewegung auf ein elektrisches Glied 22, das beispielsweise ein Ohmscher Widerstand, eine Induktivität, eine Kapazität o. dgl. sein kann, übertragen wird, so daß durch Beeinflussung des Meßorgans die Rückführung der Vorsteuerung bewirkt wird.Fig. 2 shows a further possible application of the invention. the The return movement is not transferred to the main control as in FIG. Instead of the centrifugal pendulum there is an electric one. frequency-sensitive measuring device 2o applied. The main control is returned by means of a rigid Rod 21, during the variable return movement to an electrical member 22, for example an ohmic resistance, an inductance, a capacitance O. The like. Is transmitted, so that by influencing the measuring element Feedback of the feedforward control is effected.

Es ist auch möglich, die vergrößerte Rückführung gleichzeitig sowohl mechanisch auf die Hauptsteuerung als auch elektrisch auf das Meßorgan wirken zu lassen. Ferner könnte an Stelle verschiedener Kolbenflächen bei ii-und 12 durch verschiedene Hebelübersetzung eine Vergrößerung .der Rückführung erzielt werden.It is also possible to have both the enlarged feedback at the same time act mechanically on the main control as well as electrically on the measuring element permit. Furthermore, in place of different piston surfaces at ii and 12 could through different leverage, an increase in the return can be achieved.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Self-acting regulator, especially speed regulator, characterized in that it is provided with a device which causes that in each case at the beginning of the re regulating movement, the return of the control member increases and this enlargement: the return according to a certain regulatory path again will be annulled. Controller according to claim i, characterized in that the control path, on which the enlarged return is to act by shifting the slots is made changeable for the control fluid in the recirculation device. 3. Regulator according to claim i, characterized in that after the expiry of the set Regulating way, the reduction of the return by special shaping of the slots for the control fluid in the recirculation device takes place continuously. q .. regulator according to claim i, characterized in that the return movement is directly mechanical on the tax or. Measuring organ acts. 5. Regulator according to claim i, characterized in that that the return movement is electrically transmitted to the measuring element via an ohmic resistance works. 6. Regulator according to claim i, characterized in that the The return movement acts electrically on the measuring element via an inductance. '7. Regulator according to Claim i, characterized in that the return movement takes place via a Capacity acts electrically on the measuring element. B. Regulator according to claim i, characterized characterized in that the increase in the return is caused by leverage will.