DE731481C - Verfahren zur Verhinderung einer Fehlregelung beim Ausbleiben einer Steuergroesse inPegelregelanordnungen - Google Patents

Description

DEUTSCHE'S REICH

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

KLASSE 21a² GRUPPE

162746 VIIIa/2ia²

ist als Erfinder genannt worden.

Hans-Bodo Willers in Berlin

in Pegelregelanordnungen

Patentiert im Deutschen Reich vom 27. Oktober 193S an Patenterteilung bekanntgemacht am 7. Januar 1943

ist in Anspruch genommen.

In langen Übertragungssystsmen ist es notwendig, an einem oder mehreren Punkten Regeleinrichtungen vorzusehen, die die Dämpfungsänderungen des Systems ausgleichen. Für diese Zwecke sind verschiedene Anordnungen bekanntgeworden, die mit Hilfe von Potentiometeranordnungen oder durch Gitterpotentialverlagerung das Übertragungsmaß von Regelanordnungen, beispielsweise Regelverstärkern, derart steuern, daß die Dämpfungsänderungen des Systems ausgeglichen werden. Zur Steuerung der Regeleinrichtungen werden entweder die Signale selbst oder besondere Steuerfrequenzen benutzt.

Ein Nachteil der bisher bekannten Einrichtungen dieser Art besteht darin, daß bei Ausbleiben der Regelgröße die Einrichtung nicht den vorher erreichten Regelzustand beibehält, sondern in einem Endzustand weiterregelt.

_ao Eine derartige Eigenschaft ist jedoch unerwünscht, da Übersteuerungen des Systems die Folge sind.

Diese Nachteile werden gemäß der Erfindung dadurch beseitigt, daß die Regelimpulse über eine Speicher- bzw. Auf zeichnungsanordnung auf das Regelglied zur Einwirkung gebracht werden. Bleibt der Regelimpuls dabei aus, so richtet sich die Einwirkung auf das Regelglied nach der zuletzt aufgespeicherten bzw. aufgezeichneten Regelgröße. Die Aufspeicherung bzw. Aufzeichnung der Regelimpulse kann dabei mit an sich für andere Zwecke bekannten Speicher- oder Aufzeichnungsanordnungen vorgenommen werden. Als besonders zweckmäßig haben sich Einrichtungen erwiesen, in denen eine magnetische Aufzeichnung der Regelimpulse stattfindet. Dies kann beispielsweise mit Hilfe eines umlaufenden Stahldrahtes oder mit Hilfe einer umlaufenden Scheibe, auf der polarisierbare

Magnete angeordnet sind, erfolgen. An Stelle der magnetischen Aufzeichnung kann jedoch auch eine elektrostatische Aufzeichnung bzw. Speicherung durch Aufladung von Kondensatoren stattfinden.

In Abb. ι ist ein Ausführungsbeispiel einer Regelanordnung gemäß der Ei findung dargestellt, bei der die Speicherung, mit Hilfe von umlaufenden Einzelmagneten vorgenomto men wird. Die Magnetisierungskurve der polarisierbaren Einzelmagnete ist in Abb. 3 dargestellt. Abb. 2 zeigt den zeitlichen Verlauf eines Regelimpulses und die Reihenfolge des Ansprechens bzw. Abfallens der die An-Ordnung steuernden Relais.

Das in Abb. 1 dargestellte Beispiel zeigt die Anwendung der Erfindung auf der Endstation eines Übertragungssystems. Die Regelanordnung ist zwischen dem Ende der Leitiingen 11 und 12 und dem Empfangsapparat 16 eingeschaltet. Als Regelglied dient der Regel verstärker 14! dessen Ausgang über den Transformator 15 mit der Empfangsapparatur 16 verbunden ist. Der Verstärkungsgrad des Regelverstärkers wird durch den Spannungsabfall an dem im Gitterkreis des Verstärkers liegenden Widerstand 18 geregelt. Es kommt eine sogenannte Rückwärtsregelung zur Anwendung, indem vom Ausgangskreis des Verstärkers über den Transformator 51 die Regelimpulse einem Verstärker 49 und einer Gleichrichteranordnung 46 zugeführt werden, von wo aus die Beeinflussung der Einzelmagnete ' 21 stattfindet, die auf der umlaufenden Scheibe 20 angeordnet sind. Die Magnetisierung der Einzelmagnete 21 beeinflußt über die Abnahmeeinrichtung 54, 61, den Verstärker 55, den Gleichrichter 56 den Spannungsabfall am Widerstand 18. An Stelle dieser Rückwärtsregelung kann auch eine Vorwärtsregelung zur Anwendung gelangen. Weitere Einzelheiten der Anordnung werden bei der im folgenden durchgeführten Beschreibung der Wirkungsweise näher erläutert.
Die Anordnung ist in Abb. 1 für den Fall dargestellt, daß durch einen vorausgehenden Regelvorgang der Verstärkungsgrad des Regelverstärkers 14 auf den zur Erzielung der vorgeschriebenen Spannung am Empfangsapparat 16 notwendigen Wert eingestellt ist. Es fließt infolgedessen ein gleichgerichteter Strom durch den Widerstand 18, der der in der Abnahmevorrichtung 54, 61 von den Magneten 21 induzierten Spannung entspricht. Die Spannung an dem Widerstand 18 hat dabei einen solchen Wert, daß die dadurch zu- ' sammen mit der Gittervorspannungsquelle 17 herbeigeführte Vorspannung" des Verstärkers der gewünschten Ausgangsspannung entspricht. Die für die Steuerung des Regelvorganges vorgesehene Steuerfrequenz, die in Form von Stromstößen übertragen wird, liegt vorzugsweise in der Mitte des zu übertragenden Signalfrequenzbandes. Gelangt ein derartiger Steuerf requenzstromstof.i zu der Regeleinrichtung, so wird ein Teil über die Leitungen 62, 63, die über Dämpfungswiderstände 66 an die Übertragungsleitungen 11. 12 angeschlossen sind, der Primärwicklung des Übertragers 64 zugeführt. \~on hier aus gelangen die Stromstöße über den Verstärker 65 und dessen Ausgangsübertrager 67 zu den beiden parallel geschalteten Stromwegen A und B. Die in diesen beiden Stromwegen liegenden Resonanzkreise 71 und 76 sind auf die Frequenz des Steuerstromes abgestimmt. Es gelangt daher der Steuerstromstoß nach Gleichrichtung in der Gleichrichteranordnung 69 zu der Wicklung 72 des polarisierten Relais ~^. Die Wicklung 77 des Relais wird dagegen durch den Steuerstrom nicht erregt, da der Resonanzkreis 76 den oberen Übertragungsweg B für die Steuerfrequenz sperrt, so daß an dem Ausgang des Gleichrichters 75 keine merkliche Spannung auftreten kann. ⁸S

Das polarisierte Relais 73 spricht infolgedessen an und schließt den Kontakt 82. Hierdurch wird ein Stromkreis für das Relais 39 geschlossen, der von dem Erdungspunkt 90 über den Anker des Relais 73, den Kontakt 82, die Wicklung des Relais 39, die Leitung 91, den Kontakt 83 zur Batterie 92 verläuft. Das Relais 39 schließt seinen Kontakt 38, wodurch der Kurzschluß des Gleichrichterausganges 46 aufgehoben und ein Stromkreis für ^g5 die Wicklung 35 der Vormagnetisierungseinrichtung 40 geschlossen wird. Dieser Stromkreis enthält die Batterie 36.

Durch die Vormagnetisierungseinrichtung 40 erhalten die Magnete 21 während ihres Vorbeilaufes an dieser Einrichtung eine bestimmte Vormagnetisierung. Die die Magnete tragende Scheibe20 wird durch den Motor 26 über die Antriebsorgane 25, 24 und die Welle 22 angetrieben. Die Drehachse der Scheibe ^1O5 20 ist mit 2^ bezeichnet.

Ein anderer Teil des Steuerstromes gelangt über den Regelverstärker in den Polarisierungsstromkreis 28, Hier entsteht ein Gleichstromfluß durch die Wicklung 45 des Polari- "° sierungsmagneten 53. Der auf die Steuerfrequenz abgestimmte Schwingungskreis 47 bewirkt, daß lediglich der Steuerstiom auf den Polarisierungsmagneten einwirken kann.

Durch die Einwirkung der Vormagnetisierungseinrichtung 40 erhalten die Magnete 21 eine Sättigung, die etwa dem Wert 32 in Abb. 3 entspricht. Nach Verlassen der Vormagnetisierungseinrichtung fällt die Magnetisierung auf den Wert 33 ab. Dieser Wert ist durch die magnetischen Eigenschaften der Magnete 21 und durch die vorausgehende

Sättigung bedingt. Unter der Einwirkung des Polarisierungsmagneten 53 geht die Magnetisierung der Magnete 21 auf den Wert 34 herunter. Sobald die Magnete aus dem Einwirkungsbereich des Magneten S3 herausgelangt sind, steigt die Magnetisierung auf den Wert 41 an.. Die Abnahme der Magnetisierung von dem Betrag 33 auf den-Betrag 41 entspricht dem durch die Wicklung45 fließenden Strom und damit der Amplitude der Steuergröße. Die Magnetisierung 41 auf den Einzelmagneten 21 stellt demnach eine Aufspeicherung bzw. Aufzeichnung der Regelgröße dar.

'5 Gelangen die» so magnetisierten Magnete zu dem Abnahmemagneten 61, so wird in dessen Wicklung 54 eine Spannung induziert, die der Regelgröße proportional ist. Diese Spannung wird mit Hilfe des Verstärkers 55 verstärkt und im Gleichrichter 56 gleichgerichtet. Nach Glättung durch den Widerstand 57 und den Kondensator 52 entsteht an dem Widerstand 18 ein Spannungsabfall, der ebenfalls der Regelgröße entspricht. Da die Gittervorspannung des Regelverstärkers 14 von dem Spannungsabfall am Widerstand 18 abhängt, entsteht somit eine Steuerung des Verstärkungsgrades des Regelverstärkers in Abhängigkeit von der im Ausgang dieses Verstärkers vorhandenen Amplitude des Steuerstromes.

Nimmt die Amplitude des empfangenen Steuerstromes zu, so steigt im "selben Maße der durch die Polarisationswicklung 45 hindurchfließende Strom, wodurch eine entsprechende Verminderung der Magnetisierung der Einzelmagnete 21 eintritt. Damit nimmt auch die in der Wicklung 54 induzierte Spannung und infolgedessen der Spannungsabfall an dem Widerstand 18 ab. Da dieser Spannungsabfall der durch die Vorspannungsquelle 17 erzeugten Spannung entgegengesetzt ist, steigt die resultierende negative Vorspannung, so daß sich der Arbeitspunkt des Regelverstärkers 14 in negativer Richtung verlagert. Der Verstärkungsgrad des Regelverstärkers 14 nimmt ab und damit auch die Amplitude der im Ausgangskreis dieses Verstärkers auftretenden Regelgröße. Der soeben beschriebene Vorgang spielt sich entsprechend in entgegengesetztem Sinne ab, sobald die Amplitude der Steuergröße im AuSgangskreis des Regelverstärkers 14 abnimmt. Mit der dargestellten Anordnung ist also ein Ausgleich der Dämpfungsschwankungen in Abhängigkeit von der' Amplitude der Regelgröße möglich.

Aus dem Vorstehenden ergibt sich, daß die

in der Wicklung 54 induzierte Spannung ein Maximum besitzt, wenn die Magnetisierung der Magnete 21 den Wert 33 (s. Abb. 3) aufweist und keine zusätzliche Polarisierung durch einen in der Wicklung 45 fließenden Strom stattfindet. Fließt jedoch ein Strom durch die Wicklung 45, so findet in jedem Fall eine Verringerung der Magnetisierung der Einzelmagnete 2i auf Werte unterhalb des Betrages 33 statt. Solange dieVormagnetisierungs- und die Polarisierungseinrichtung wirksam sind, bewirkt die Magnetisierung der 71) Magnete 21, die der Amplitude der Steuergröße entspricht, eine proportionale Änderung der in der Wicklung 54 induzierten Spannung und damit eine den Amplitudenänderungen der Steuergröße entgegengesetzte Änderung des Verstärkungsgrades des Regelverstärkers 14.

Nach einer gewissen Anzahl von Umdrehungen der Scheibe 20 erreicht die Magnetisierung der Magnete 21 einen bestimmten stabilen Wert, der eine ebenfalls stabile Spannung an dem Eingang des Empfangsapparates 16 zur Folge hat.

Beim Ansprechen des Relais 39 wurdegleichzeitig mit dem. Öffnen des Kontaktes 99 der Kontakt 85 geschlossen. Hierdurch entstand ein Stromkreis für das Relais 86, der von dem Erdungspunkt 93 über den Kontakt 85, die Wicklung des Relais 86 zur Batterie 94 verläuft. Das Relais 86 schließt dabei seinen Kontakt 87, der seinerseits wieder einen Stromkreis für das Relais 84 über die Batterie 92 und die Erdverbindung 95 schließt. Das Relais 84 gelangt zum Ansprechen und hält sich mit Hilfe seines Kontaktes 96 selbst. Der Haltastromkreis verläuft von der Batterie 92 über die Wicklung des Relais 84, den Kontakt 96, die Leitung 97, den bei Abfallen des Relais 80 geschlossenen Kontakt 98 zum Erdungspunkt 100. Der vom Erdungspunkt 90 über den Anker des polarisierten Relais 73, den Kontakt 81, die Wicklung des Relais 80, die Batterie 101 verlaufende Stromkreis des Relais 80 war beim Ansprechen des polarisierten Relais durch Unterbrechen des Kontaktes 81 geöffnet worden, so daß der Anker des Relais 80 abfallen und damit den Kontakt 98 schließen mußte.

Das Ansprechen des Relais 84 bewirkt eine Öffnung des Kontaktes 83, wodurch der vor- no her beschriebene Stromkreis für das Relais 39 unterbrochen wird. Der Anker des Relais 39 fällt schnell ab und öffnet den Kontakt 38, während gleichzeitig der Kontakt 99 wieder geschlossen wird. Die Zeitkonstante dieser Relaisanordnung ist so gewählt, daß etwa in der gleichen Zeit wie die Aussendung des Steuerstromstoßes auf der nicht dargestellten Sendeseite unterbrochen wird. Da jetzt der Vormagnetisierungsstromkreis der Einrichtung4o unterbrochen und die Polarisierungswicklung 45 kurzgeschlossen ist, kana. vor

Eintreffen des nächsten Steuerstromstoßes eine Änderung der Magnetisierung der Magnete 21 nicht herbeigeführt werden. Die eingestellte Gittervorspannung am Regelverstärker 14 bleibt daher erhalten.

Nach dem Aufhören des Steuerstromstoßes wird der Anker des polarisierten Relais 73 umgelegt, so daß der Kontakt 82 geöffnet und der Kontakt 81 geschlossen wird. Außerdem ist durch Abfallen des Relais 39 dessen Kontakt 85 geöffnet worden. Durch Schließen des Kontaktes 81 wird das Relais 80 wieder zum Ansprechen und damit der Kontakt 98 zur Öffnung gebracht. Dies hat eine Unterbrechung des Selbsthaltestromkreises für das Relais 84 zur Folge. Der Anker dieses Relais fällt infolgedessen ab, so daß der Kontakt 83 geschlossen und damit wieder die Ausgangsbedingung für das Eintreffen eines neuen Regelstromstoßes hergestellt ist.

Die Zeitkonstante des beschriebenen Relaisstromkreises ist so gewählt, daß die Wirkung der Vormagnetisierungs- und Polarisierungseinrichtungen ausreicht, um die Magnete 21 auf einen der Amplitude der Regelgröße entsprechenden Wert zu polarisieren. Sobald dieses Ziel erreicht ist, werden die Wicklungen 35 und 45 in der vorher beschriebenen Weise durch Öffnen bzw. Kurzschließen der zugehörigen Stromkreise unwirksam gemacht.

Die für den gewünschten zeitlichen Ablauf ! der einzelnen Schaltvorgänge erforderliche ! Reihenfolge in dem Ansprechen bzw. Abfallen i der Relais ist in Abb. 2 in Zusammenhang j mit dem zeitlichen Verlauf eines Steuerstromstoßes dargestellt. Die Kurve α zeigt den Verlauf eines Steuerstromstoßes. Die unter die Steuerstromkurve geschriebenen Zahlen entsprechen den in Abb. 1 verwendeten Bezeichnungen für die einzelnen Relais, Die obere der beiden Zahlenreihen läßt den zeitlichen Verlauf und die Reihenfolge des Ansprechens und die untere Zahlenreihe des Abfallens der Relais erkennen.
Enthalten die zu übertragenden Signalströme einen Strom von der Frequenz des Steuerstromes, so werden durch den Übertragungsweg B der Schaltungsanordnung 30 sämtliche Ströme der von der S teuer frequenz abweichenden Frequenzen übertragen, während der Strom, dessen Frequenz der des Steuerstromes entspricht, über den unteren Weg^-i übertragen wird. Die Empfindlich-. keit der beiden Wege A und .B wird, mit Hilfe der veränderbaren Dämpfungseinrichtungen I 68 bzw. 74 so eingestellt, daß während der Signalübertragung die über den Wegß zu der Wicklung yy des polarisierten Relais gelangenden Ströme verhindern, daß Ströme von der Frequenz des Steuerstromes über den Weg A eine Fehlbetätigung des Relais hervorrufen können. Dies hat zur Folge, daß das Ansprechen des polarisierten Relais auf diejenigen Zeiträume beschränkt wird, in denen ein Steuerstromstoß für die Zwecke der Steuerung empfangen wird.

Der erläuterte Grundgedanke der Erfindung kann in gleicher Weise Anwendung finden, wenn, andere Regeleinrichtungen, beispielsweise gesteuerte Trockengleichrichter, gesteuerte Dämpfungseinrichtungen o. dgl., für die Pegelregelung benutzt werden. In allen diesen Fällen tritt derselbe \^rorzug der Erfindung in Erscheinung, nämlich, daß in einem rein elektromagnetisch und stetig arbeitenden Pegelregler auch nach Abschaltung des Steuerstromes die vorher eingestellte Spannung bis zum Eintreffen des nächsten Steuerstromstoßes dauernd bestehen bleibt.

Claims (6)

1. Patentansprüche:

   i. Verfahren zur Verhinderung einer Fehlregelung beim Ausbleiben einer Steuergröße in Pegelregelanordnungen, bei denen das Übertragungsmaß in Abhängigkeit von der Steuergröße selbsttätig geregelt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuergröße auf das Regelglied über eine Speicheranordnung zur Einwirkung gebracht wird und die zuletzt gesteuerte Steuergröße so lange aufgespeichert bleibt und auf das Regelglied einwirkt, bis wiederum eine neue Steuergröße eintrifft.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelimpulse elektromagnetisch aufgezeichnet werden.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß Magnete, die auf einer ständig umlaufenden Scheibe befestigt sind, entsprechend den Regelimpulsen polarisiert werden.
4. 4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein endloses Stahlband, das ständig umläuft, entsprechend den Regelimpulsen polarisiert wird.
5. 5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufzeichnungsträger vor der Polarisierungsstelle der Wirkung einer Vormagnetisie- no rungseinrichtung ausgesetzt wird.
6. 6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Vormagnetisierungseinrichtung nur zur Wirkung gebracht wird, wenn Regelimpulse vornanden sind.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

   OERUN- GEDRUCKT IN DE[I