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Dämpfungseinrichtung für selbsttätige Regler Zur Erzielung günstiger
Stabilitätsverhältnisse werden tirrillartig arbeitende Regler mit Verstellmotor
häufig mit einer Rückführung ausgerüstet, d. h. die Stellung des Motors beeinflußt
die Steuerung des Motors, die in der Hauptsache durch die Kegelgröße I>estimtnt
wird, derart, claß seine Bewegung schon unterbroelien ist, bevor noch der Sollwert
der IZegelgriiße erreicht ist. Da. bei einer solchen sog. starren kückführung die
Regelung statisch arbeitet, also lastabhängig wird, beseitigt man in vielen Fällen
nachträglich mit einer gewissen Verzögerung (Rückführzeitkonstante) den l''influß
der Rückführung wieder, man macht d1,2 kückführung nacltgiebig. I)ie kückfiihrung
kann auf verschiedene Weise erfolgen, z. 1i. rein ntechanisch oder livclraulisch
()der elektrisch od. dgl., die verschiedensten Lösungen sind hierfür bekanntgeworden.
Als nachgiebiges Zwischenglied wird in den meisten Fällen bei Rückführzeitkonstanten
in der Größenordnung von Bruchteilen von Sekunden bis zu einigen Minuten eine einstellbare
Öl- oder Luftbrentse verwendet. Den Öl- oder Luftbremsen Haften nun verschiedene
unangenehme Mängel an, einige seien hier genannt.
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Die Bremskraft ist ]),ei allen Bremsen weitgehend von der "Cemperatur
abhängig, die Rückführzeitkonstante kann also bei gleicher Einstellung sehr verschiedene
Werte annehmen.
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Außerdem spielt bei Ölbremsen die verwendet; l)lsorte eine große Rolle.
Auswechseln des Öls bedeutet unter Uniständen vollkommen andere Zeit kt»tstln te.
Die Luftbremsen sind al>h'i1tgig v0111
Luftdruck, werden
infolgedessen unwirksam bei großen Höhen, etwa im Flugbetrieb. Bei allen Bremsen
ist eine sorgfältige Einpassung des Kolbens in den Bremszylinder erforderlich. Ist
der Kolbendurchmesser etwas zu groß, so tritt leicht einKlemmen ein, was ungenaueRegelung
bedeutet; ist der Durchmesser etwas zu klein, so wird. dis Bremswirkung geringer,
die erforderliche Zeitkonstante wird nicht mehr erreicht.
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Zur Vermeidung dieser Nachteile ist bereits eine rein elektrisch wirkende,
nachgiebige Rückführung vorgeschlagen worden. Bei Reglern mit Verstellmotor ist
hierfür ein Potentiometer vorgesehen worden, das bei einer Verstellung des Reglers
gleichzeitig so verstellt wird, daß zunächst eine Differenzspannung wirksam wird,
die auf das Meßwerk im Sinne einer vorzeitigen Unterbrechung des Regelvorganges
einwirkt. Das Potentiometersystem wird aber außerdem durch einen besonderen, mit
einer der Differenzspannung etwa proportionalen Geschwindigkeit laufenden Hilfsmotor
so nachgestellt, daß die Differenzspannung allmählich wieder verschwindet. Bei einer
anderen vorgeschlagener. rein elektrischen Rückführung für Tirrillregler liegt an
der Differenzspannung zwischen einer konstanten Vergleichsspannung und einer der
Erregerinaschine proportionalen Spannung eine Hilfswicklung des Reglerrelais und
ein konstant erregter Gleichstrommotor, der die der Erregerspannung proportionale
Spannung so verstellt, daß die Differenzspannung allmählich wieder verschwindet.
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Die Erfindung sieht eine andere Lösung der rein elektrischen Rückführung
vor, die darin besteht, daß ein als Speicher wirkender konstant erregter Hilfsgleichstrommotor,
dessen Anker in Reihe mit einer Rückführwicklung am Reglermeßwerk liegt, nur bei
Auftreten einer Abweichung der Meßgröße vom Sollwert eingeschaltet wird.
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Nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung für Regler mit Verstellmotor
liegt die Reihenschaltung der Rückführwicklung und. des Ankers des Speichermotors
parallel zum Verstellmotoranker.
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Der besondere Wert der Erfindung besteht darin, <laß der Speichermotor
nur läuft, wenn eine Al>-weichung der Meßgröße vom Sollwert eintritt; die Rückführwirkung
tritt urverzögert im Augenblick der Einschaltung der Spannung für den Verstellmotor
auf, so daß sich dämpfungsmäßig die günstigsten Verhältnisse ergeben. Der stationäre
Strom des Speichermotors kann, weil er konstant ist, durch eine weitere Hilfswicklung
auf dem Reglermeßwerk, die ebenfalls von der am Verstellmotor liegenden Spannung
gespeist wird, vollständig kompensiert werden, wodurch die Rückführw.irkung verstärkt
wird.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.
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Die Erregerwicklung 2 des Drehstromgenerators i wird von der Erregermaschine
3 gespeist, deren Erregung .4 mittels des Rheostatreglers 5 mit Verstellmotor 6
einstellbar ist. Der Verstellmotor 6 ist von der konstanten Hilfsspannungsquelle
7 konstant erregt und mittels der Umkehrkontakte 8, 9
und to des Umschaltrelais
in der einen oder anderen Drehrichtung einschaltbar.
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Der bewegliche Kontakt io des Umschaltrelais ist mittels einer Blattfeder
von den Stabilisierungsfedern 12, 13 getragen, die sich in den Endlagen des Umschaltrelais
gegen die einstellbaren Anschläge 13 legen. Die Spule a. des Umschaltrelais wird
über den temperaturunabhängigen Widerstand 1q, eine Gleichrichteraiwrdnung 1 5 und
den regelbaren Widerstand 16 für die S<)11«-erteinstellung der Generatorspannung
von der Spannung des Generators i erregt. Die Spule 1) des Umschaltrelais wird über
einen regelbaren \\'iderstand 17 zur Einstellung der Gesch-,vindigkeit des Verstellmotors
von der mit dem Verstellmotor gekuppelten Tachometermaschine iS gespeist. Die Spule
c liegt in Reihe mit dem veränderlichen Widerstand i9 zur Einstellung der Dämpfung
und dein Anker eines konstant erregten Speichermotors 20, der mit einer Schwungmasse
21 gekuppelt ist und dessen Anker einerseits an der Nulleitung der Spannungsquelle
7 und andererseits an dem Kontakt io des Umschaltrelais liegt. Die Spule d des Umschaltrelais
liegt in Reihe mit dein Umschaltkontakt und einem justierwiderstand 22 ebenfalls
an der gleichen Nulleitung.
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Zur Erläuterung der Wirkungsweise der Erfindung sei zunächst angenommen.
daß die Generatorspannung ihren durch den Widerstand 16 eingestellten Sollwert besitzt
und der bewegliche Kontakt to des Umschaltrelais sich in der Mittelstellung befindet.
Hierbei ist nur die Spule a. erregt, während die übrigen Spulen des Umschaltrelais
urerregt sind und sowohl der Speichermotor 20 als auch der Versteliniotor 6 von
der Hilfsspannungsquelle 7 abgeschaltet sind. Bei einer hrhöhung der Generatorspannung
über den Sollwert hinaus wird der Kontakt 8, io des Umschaltrelais geschlossen und
dadurch der Verstellmotor 6 in solcher Drehrichtung eingeschaltet, daß ein größerer
Teil des Widerstandes 5 der Erregerwicklung vorgeschaltet wird. Gleichzeitig wird
der Hilfsmotor 20 und die mit ihm in Reihe liegende Spule c an Spannung gelegt.
Da der Hilfsmotor im ersten Augenblick stillsteht, erhält die Spule c die volle
Spannung, und sie wirkt voll im Sinne der lZückführung. Mit zunehmender Drehzahl
des Speichermotors 2o nimmt der die Spule c durchHießende :liikerstroin nach einer
Exponentialfunktion bis auf den stationären Leerlaufstrom ab. Dieser Leerlaufstrom
wird durch die Wicklung d kompensiert, so daß im stationären Betrieb desSpeicherniotors
dieRückführgröße vollständig auf Null herabgeführt ist und die Regeleinrichtung
astatisch auf den Sollwert einregelt.
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Die Verstellinotorgeschwindigkeit wird durch die Wirkung der Spule
h proportional der Abweichung der Generat rspannung vom Sollwert eingestellt. Je
kleine; nämlich im angenommenen Fall einer Erhöhung der Generatorspannung deren
Abweichung vom Sollwert ist, um so eher wird die hierdurch bewirkte zusätzliche
Erregung der Spule a in ihrer Wirkung auf das Umschaltrelais durch die von der Tachometerma.schinenspannung
erregte Spule h ausgeglichen und der Kontakt 8, io wieder geöffnet
| und der Verstellniotor abgeschaltet, bevor er seine |
| durch (lie anrielcgtc I-lilfsspatniung gegebene End- |
| (Ireltzalil erreicht hat. 1>a hierdurch dieTachoineter- |
| tnascliine spannungslos wird, nimmt die Erregung |
| der Spule b schnell ab, und die nun wieder allein |
| wirkende Spuk° a schließt die Umschaltkontakte. |
| Das Uinsclialtrelais wird als tirrillartig mit einem |
| von der Abweichung der Generatorspannung vom |
| Sollwert alth<ingigen Verhältnis von Öffnungs- zur |
| Schlief.9ungszeit geöffnet und geschlossen, und da- |
| mit wird dei- Verstellmotor auf eine entsprechende |
| ll(ilie der Verstellgeschwindigkeit eingeregelt. |