DE821514C

DE821514C - Wegabhaengige Regeleinrichtung mit Verstellmotor

Info

Publication number: DE821514C
Application number: DEP17537A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Alfred Lang; Dipl-Ing Walter Sussebach
Original assignee: Elektro Mechanik GmbH; ELMEG Elektro Mechanik GmbH
Current assignee: Elektro Mechanik GmbH; ELMEG Elektro Mechanik GmbH
Priority date: 1948-10-09
Filing date: 1948-10-09
Publication date: 1951-11-19

Description

Wegabhängige Regeleinrichtung mit. Verstellmotor Wegabhängige Regeleinrichtungen mit Verstellmotor arbeiten bisher im allgemeinen unter Benutzung von Leonardsätzen als Verstärkungsglieder, um die geforderte Leistung an die Arbeitsmaschine abgeben zu können. Diese Anordnungen haben den Nachteil eines hohen zusätzlichen Gewichtes, bedingt durch den Leonardsatz, und den weiteren Nachteil der hohen, die Reglereigenschaften verschlechternden Zeitkonstanten des Leonardgenerators.
Nach der Erfindung wird an Stelle des Leonardsatzes ein mit einer bestimmten Vibrationsfrequenz arbeitendes Kontaktglied als Verstärker im Steuerkreis des Verstellmotors verwendet, und es werden diesem Kontaktverstärker außer den eigentlichen Steuerimpulsen zur Erhöhung der Vibrationsfrequenz weitere elektrische Impulse entsprechend der zeitlichen Änderung der Verstellmotorgeschwindigkeit zugeführt. Hieraus ergibt sich eine Regelanordnung kleinsten Leistungsgewichtes, wobei die Vibrationsfrequenz durch eine elektrische Rückführung aus dem Regelkreis heraus so stark erhöht wird, daß der Verstellmotor auch bei kleinsten Regelgeschwindigkeiten gleichförmig, ohne zu rucken, läuft.
Die Zeichnung zeigt in den Abb. i und 2 zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung. In Abb. i bedeutet i den Verstellmotor mit seiner konstant erregten Feldwicklung 2. Er wird durch ein polarisiertes Vibrationsrelais 4 mit den Umschaltekontakten 3 gesteuert. 5 ist die Polarisationswicklung, 6° und,66 sind die Steuerwicklungen des Vibrationsrelais 4. Die Aussteuerung des Vibrationsrelais erfolgt durch eine phasenempfindliche Röhrenschaltung mit den Röhren 7 und 8, in deren Anodenkreis die Wicklungen des Anodentransformatorsg liegen. Die Steuerwechselspannung wird über den Steuertransforma-tor io nach Maßgabe der Relativverdrehung von Steuermeßwerk 12 zu Rückführmeßwerk i i auf die Gitter der Röhren 7 und 8 gegeben. 13 stellt eine Tachometermaschine dar, deren Erregerwicklung 14 ebenfalls an konstanter Gleichspannung liegt, und die eine der Verstellmotordrehzahl proportionale Gleichspannung liefert. 15 ist eine konstante Gleichstromquelle. 16 ist eine elektrische Brückenschaltung, über die die Spannung der Maschine 13 auf den Röhreneingang gegeben wird. 17 sind Löschkondensatoren für die Kontakte des Vibrationsrelais.
Die Wirkungsweise der phasenempfindlichen Röhrenschaltung in Verbindung mit dem übertragungssystem ist bekannt. Bei Rechtsdrehung des Steuermeßwerkes 12 werde das Rohr 7 ausgesteuert, die Steuerteilwicklung 6a des Vibrationsrelais 4 führt Strom, und der Umschalter 3 legt sich nach oben, wodurch der Verstellmotor i so an die Gleichspannung 15 gelegt wird, daß er ebenfalls rechtsherum läuft, und zwar mit voller Geschwindigkeit. Durch das Nachlaufen des Motors i wird das Rückführmeßwerk i i nachgedreht. Sobald dieses die Stellung des Steuermeßwerkes 12 erreicht hat, wird der Umschalter 3 seine Mittellage einnehmen, wodurch der Motor i vom Netz abgeschaltet wird. Infolge der Massenträgheit des Motors i läuft er etwas weiter, wodurch das Meßwerk i i gegen das Meßwerk 12 etwas vorgedreht wird. Dadurch wird das Rohr 8 ausgesteuert, und der Umschalter 3 legt sich nach unten, der Motor i fängt an linksherum zu laufen, bis sich das Spiel wiederholt. Im eingelaufenen Zustand käme also der Motor i infolge seiner mechanischen Trägheit nicht zum Stehen, er pendelt vielmehr mit einer Frequenz von einigen Hz um die Sollage. Ähnlich verhält es sich, wenn das Steuermeßwerk mit einer konstanten Geschwindigkeit angetrieben wird, die unterhalb der Höchstgeschwindigkeit des Verstellmotors ist. Letztere tritt auf, wenn der Motor i dauernd an der Netzspannung 15 liegt. Die mittlere Geschwindigkeit des Motors stellt sich durch das Ein- und Ausschalten des Vibrationsrelais auf die Steuergeschwindigkeit ein, da aber die Vibrationsfrequenz sehr niedrig ist, läuft der Motor ruckweise, d. h. der mittleren Geschwindigkeit ist eine sinusförmig wechselnde Geschwindigkeit mit der Vibrationsfrequenz überlagert.
Erfindungsgemäß wird dieser Nachteil dadurch beseitigt, daß dem Vibrationsrelais außer den eigentlichen Steuerimpulsen aus der übertragungseinrichtung weitere elektrische Impulse zugeführt werden, die dem Regelkreis entnommen werden und die eine wesentliche Erhöhung der Vibrationsfrequenz zur Folge haben, so daß keinerlei Rückwirkungen auf den Verstellmotor auftreten. Zu diesem Zweck wird der Differentialquotient der Motorgeschwindigkeit gebildet und zusätzlich auf das Vibrationsrelais gegeben. Dadurch wird sofort die Größe jeder Geschwindigkeitsänderung erfaßt und im Sinne einer Rückführung auf das Vibrationsrelais gegeben, so daß dieses umschaltet, ehe sich der vorausgegangene Schaltimpuls voll ausgewirkt hat, und zwar um so früher wieder umschaltet, je stärker die Geschwindigkeitsänderung, also die Beschleunigung war. Dadurch wird erreicht, daß die Vibrationsfrequenz wesentlich zunimmt und Werte von 2o bis 5o Hz erreicht, die auf die stetige Arbeitsweise des Verstellmotors,keinen störenden Einfluß mehr haben.
Die Zusatzimpulse zur Erhöhung der Vibrationsfrequen7 können entweder direkt auf das Vibrationsrelais mittels einer Zusatzwicklung gegeben werden oder indirekt, wie in Abb. i dargestellt, über die Röhren. Letzteres hat den Vorteil, daß die Tachomaschine 13 nur eine sehr kleine Leistung abzugeben hat. Die Differentiation der Geschwindigkeit erfolgt in der Brückenschaltung 16. An sich würde zur Erhöhung der Vibrationsfrequenz ein Kondensator im Leitungszug derTachomaschine 13 zur Röhreneingangsschaltung genügen, die Brückenschaltung bietet noch den bekannten Vorzug, daß eine Kompensation des Geschwindigkeitsnachlauffehlers des wegabhängigen Reglers möglich ist.
Bei der Ausführung der Abb.2 stellen 18 den Steuerdrehteiler mit dem Abgriff i9 und 2o den Rückführdrehteiler mit dem Abgriff 21 dar. Letzterer wird durch den Motor i so lange nachgedreht, bis er mit dem Abgriff iy übereinstimmt. Die Umschaltschwinge 3 trägt die Umschaltkontakte 22 und 23, die mit dem Gleichstromnetz verbunden sind. Zur Erhöhung der Vibrationsfrequenz wird wieder eine geschwindigkeitsproportionale Spannung mittels der Maschine 13 gebildet, indem deren Ankerspannung über den Kondensator 24 differenziert wird. Sie wird einer besonderen Wicklung 25 des Vibrationsrelais zugeführt. Die Polarisationswicklung (5 in Abb. i) des Vibrationsrelais ist nicht eingezeichnet.
Der Regler nach Abb.2 eignet sich besonders für einfache Wegsteuerungen mit wenig Aufwand, z. B. Ferneinstellung des Pumpenhubes einer hydraulischen Pumpe.
Der Vorteil der beschriebenen Kontaktverstärker in Wegsteuerungen liegt außerdem durch die hohe Verstärkungszahl (iooo- bis 5oooofach) bedingten geringen Leistungsgewicht und dem geringen.Aufwand in dem Umstand, daß die wirksame elektromechanische Zeitkonstante des Verstellmotors durch das Kontaktprinzip wesentlich herabgesetzt wird, was eine beträchtliche Verkleinerung des Nachlauffehlers solcher mit Kontaktverstärkern ausgerüsteten Regler zur Folge hat. Der Nachteil der beschränkten Lebensdauer der Kontakte kann durch Auswechseln nach einer bestimmten Betriebsdauer oder durch Arbeiten der Kontakte im Vakuum behoben werden.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Wegabhängige Regeleinrichtung mit Verstellmotor, dadurch gekennzeichnet, daß im Steuerkreis des Verstellmotors ein nach dem Vibrationsprinzip arbeitender Kontaktverstärker Anwendung findet, dem außer den eigentlichen Steuerimpulsen zur Erhöhung der Vibrationsfrequenz weitere elektrische Impulse entsprechend der zeitlichen Änderung der Verstellmotorgeschwindigkeit zugeführt werden.
2. Einrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschleunigungsimpulse von einer mit dem Verstellmotor gekuppelten elektrischen Maschine ausgehen, deren geschwindigkeitsproportionale Spannung über einen Kondensator differenziert wird.
3. Einrichtung nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zusätzliche Beeinflussung des Kontaktverstärkers über das Vibrationsrelais steuernde Röhren erfolgt (Abb. i). q.
Einrichtung nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die geschwindigkeitsproportionale Zusatzspannung zur- Erhöhung der Vibrationsfrequenz über eine Brückenschaltung mit Kondensator dem Röhreneingang und damit dem Vibrationsrelais zugeführt wird, wodurch neben der Erhöhung der Vibrationsfrequenz in bekannter Weise eine Kompensation des Geschwindigkeitsnachlauffehlers möglich ist.
5. Einrichtung nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zusätzliche Beeitiflussung des Kontaktverstärkers direkt über eine besondere Wicklung des Vibrationsrelais erfolgt (Abb. 2). .
6. Einrichtung nach Anspruch i bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Vibrationsrelais in einem Glas- oder Metallkolben eingeschmolzen ist und im Vakuum betrieben wird. Angezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 231328, 542 530.