DE889188C

DE889188C - Device for measuring the deviation of a frequency from a nominal value, in particular for control purposes

Info

Publication number: DE889188C
Application number: DES7066D
Authority: DE
Inventors: Erich Dipl-Ing Dahnken; Walter Dipl-Ing Dyes; Hans Dr-Ing Poleck
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1940-06-27
Filing date: 1940-06-27
Publication date: 1953-09-07

Description

Einrichtung zum Messen der Abweichung einer Frequenz von einem Sollwert, insbesondere für Regeizwecke Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum Messen der Abweichungen einer Frequenz von einem Sollwert, insbesondere für Regelzwecke. Die Regelung der Frequenz ist bei \Vechiselstromkraftanlagen von großer Bedeutung, und an die Genauigkeit und Schnelligkeit der Regelung sind insbesondere dann sehr hohe Anforderungen zu stellen, wenn mehrere Generatoren parallel arbeiten, weil die Lastverteilung in diesem Falle von der Frequenzregelung in hohem Maße beeinflußt wird. Besonders schwierig werden die Verhältnisse, wenn mehrere parallel arbeitende Niaschinen frequenzgeregelt werden sollen.Device for measuring the deviation of a frequency from a nominal value, especially for rainy purposes The present invention relates to a device for measuring the deviations of a frequency from a nominal value, in particular for Control purposes. The regulation of the frequency is of great importance in \ Vechiselstromkraftanlagen Significance, and the accuracy and speed of regulation are particular to have very high requirements when several generators are working in parallel, because in this case the load distribution is influenced to a great extent by the frequency control will. The situation becomes particularly difficult when several people are working in parallel Riveting machines are to be frequency controlled.

Wenn die Regelung von einem Frequenzmeßwerk abgeleitet werden soll. so hat man in der Regel von diesem einen Elektromotor gesteuert, der die Regelorgane entsprechend verstellt. Andererseits sind bereits Anordnnngen bekanntgeworden, bei denen, um die zum Anlaufen der Hilfsmotoren, erforderliche Zeit zu sparen und dadurch die Regelung zu beschleunigen, ein entsprechend kräftig gestaltet es Frequenzmeßwerk unmittelbar das betreffende Steuerorgan eines die Regelung bewirkenden Servomotors verstellt. If the regulation is to be derived from a frequency measuring mechanism. so one has usually controlled an electric motor from this, which the regulating organs adjusted accordingly. On the other hand, arrangements have already become known at those to save the time required to start the auxiliary motors and thereby To accelerate the regulation, a correspondingly powerful frequency measuring mechanism designed it directly the relevant control element of a servomotor that effects the regulation adjusted.

Es sind Einrichtungen zum Messen der Abweichungen einer Frequenz von einem Sollwert bekannt, bei denen ein elektrodynamisches Meßwerk benutzt wird, dessen einer Stromkreis einen auf die Sollfrequenz abgestimmten Resonanzkreis enthält und in dessen anderem Stromkreis ein Strom fließt, der gegen den Resonanzstrom in der Phase um 90° verschoben ist. So sind Frequenzmesser bekannt, deren Feldwicklung mit einer Drosselspule und einem Kondensator in Reihe geschaltet ist, wobei der so entstehende Relsomanzkreis auf die Sollfrequenz abgestimmt ist. Andererseits liegt an der gleichen Speisespannung die bewegliche Meßwerkspule in Reihe mit phasenverschiebenden Mitteln, die so bemessen sind, daß der Strom in der beweglichen Spule der Speisespannung um 90° vor- oder nachteilt. Dabei ist noch eine zweite, als Richtspule dienende bewegliche Meßwerkspule vorgesehen, die über einen Scheinwiderstand geschlossen ist. They are devices for measuring the deviations of a frequency from a setpoint known in which an electrodynamic measuring mechanism is used, one circuit of which has a resonance circuit tuned to the target frequency and in the other circuit of which a current flows against the resonance current is shifted in phase by 90 °. Frequency meters are known, their field winding is connected in series with a choke coil and a capacitor, the the resulting Relsomanzkreis is matched to the target frequency. on the other hand the movable measuring unit coil is connected to the same supply voltage in series with phase-shifting ones Means which are dimensioned so that the current in the movable coil of the supply voltage ahead or at a disadvantage by 90 °. There is also a second one that serves as a directional coil movable measuring coil provided, which is closed via an impedance is.

Eine ähnliche Anordnung ist in Fig. 1 der Zeichnung schematisch dargestellt. Dort ist an die Spannung des Generators 1, dessen Frequenz überwacht werden soll, einerseits die Feldwicklung 2 und andererseits die bewegliche Spule 3 eines elektrodynamischen Meßwerks über einen Kondensator 4 und eine Drosselspule 5 enthaltenden Resonanzkreis angeschlossen, der auf den Sollwert der Frequenz abgestimmt ist. Die Richtkraft kann durch eine besondere bewegliche Richtspule, aber auch durch eine Richtfederanordnung erzeugt werden. A similar arrangement is shown schematically in FIG. 1 of the drawing. There is the voltage of generator 1, the frequency of which is to be monitored, on the one hand the field winding 2 and on the other hand the movable coil 3 of an electrodynamic Measuring mechanism via a capacitor 4 and a choke coil 5 containing resonance circuit connected, which is matched to the setpoint of the frequency. The straightening force can be achieved by a special movable straightening coil, but also by a straightening spring arrangement be generated.

Anordnungen dieser Art haben den Vorteil, daß die Messung bzw. Regelung der Frequenz infolge der Verwendung eines Resonanzkreises von der Kurvenform unabhängig ist. Außerdem zeichnen diese bekannten Anordnungen sich durch eine besonders hohe Meßempfindlichkeit aus. Dies beruht darauf, daß beim Durchgang der Frequenz durch die Resonanzlage ein sogenannter Phasensprung entsteht. Wenn die Frequenz den Sollwert erreicht, so ist die Spannung Uc an dem Kondensator 4 gleich grolß, aber in der Phase entgegenge.setzt der Spannung UD an der D-rosselspule 5, und der Strom J in der beweglichen Spule 3 liegt in Phase mit der an den Ohmschen Widerständen des Resonanzkreises herrschenden Teilspannung UR und damit auch in Phase mit der Speisespannung U. Arrangements of this type have the advantage that the measurement or control the frequency is independent of the waveform due to the use of a resonance circuit is. In addition, these known arrangements are characterized by a particularly high level Measurement sensitivity off. This is due to the fact that when the frequency passes through the resonance position a so-called phase jump occurs. When the frequency is the setpoint reached, the voltage Uc across the capacitor 4 is the same, but in the Phase opposite to the voltage UD at the D-rosselspule 5, and the current J in the movable coil 3 is in phase with that of the ohmic resistances of the Partial voltage UR prevailing in the resonance circuit and thus also in phase with the supply voltage U.

Wenn nun die Frequenz f um einen kleinen Betrag d f z. B. zunimmt, so wird die Spannung Uc kleiner und die spannung UD zugleich größer, weil der kapazitive Widerstand sich verkleinert und der induktive Widerstand sich vergrößert. Dabei ändert sich zunächst die Spannung UR und damit auch der Strom nur sehr wenig. Dagegen dreht sich der Stromvektor in erheblichem Maße nach der einen oder anderen Richtung je nach der Richtung der Frequenzabweichung #f. If now the frequency f by a small amount d f z. B. increases, the voltage Uc is lower and the voltage UD is higher at the same time, because the capacitive Resistance decreases and inductive resistance increases. Included the voltage UR and thus the current change only very little at first. Against it the current vector rotates to a considerable extent in one direction or the other depending on the direction of the frequency deviation #f.

Man kann nun den Stromvektor J' in zwei Komponenten zerlegen, deren eine in Richtung der Speisespannung U liegt und mit J bezeichnet werden möge, Ida sie dem Strom bei der Sollfrequenz f entspricht. Die Komponente J liegt also in Phase mit der Speisespannung Um die andere Komponente ist der Frequenzänderung Af proportional und soll mit #J bezeichnet werden. Das betreffende Vektordiagramm ist in Fig. 2 dargestellt. Dabei ist noch das - Feld # der Wicklung 2 eingezeichnet, das in der Phase der Speisespannung U nahezu um go" nacheilt. The current vector J 'can now be broken down into two components, whose one lies in the direction of the supply voltage U and may be denoted by J, Ida it corresponds to the current at the setpoint frequency f. The component J is therefore in Phase with the supply voltage Around the other component is the frequency change Af proportional and should be designated with #J. The vector diagram in question is shown in FIG. The field # of winding 2 is also drawn in, which in the phase of the supply voltage U almost lags behind by go ".

Fig. 3 zeigt nun die Augenblickswerte der Größen J, #J und #, wobei die Stromkurven durch ausgezogene Linien angedeutet sind. Außerdem sind die mit # . J und # . #J bezeichneten Kurven durch eine strichpunktierte bzw. eine gestrichelte Linie eingezeichnet. Dabei entspricht die Kurve # . #J den durch die zu messende Freqeunzänderting #f hervorgerufenen Nutzkräften, während die Größe # 1 von der Frequenzänderung nicht beeinflußt wird. Fig. 3 now shows the instantaneous values of the sizes J, #J and #, where the current curves are indicated by solid lines. Besides, they are with #. J and #. #J denoted curves by a dash-dotted line or a dashed line Line drawn. The curve corresponds to #. #J the through the to be measured Freqeunziertering #f generated useful forces, while the size # 1 of the Frequency change is not influenced.

Wie man aus der Darstellung in Fig. 3 erkennt, treten also unabhängig. von der zu messenden Frequenz änderung df Kräfte sehr erheblicher Größe auf, die zwar im Gegensatz zu den Nutzkräften #.#J keine Dauerablenkung der beweglichen Meßwerkspule 1 hervorrufen können, da der Mittelwert dieser Kräfte gleich Null ist, aber das Meßwerk mechanisch mit der doppelten Sollfrequenz durch entsprechende Schüttelkräfte belasten. Dabei ist zu beachten, sodaß es sich ja um die Messung sehr kleiner Frequenzänderungen, z. B. von 49 bis 50 Hz, handelt, wobei also der Höchstwert der Frequenzabweichung #f nur 2% der Sollfrequenz ist. Daraus ergibt sich, daß die nutzlosen Schüttelkräfte stets um eine Größenordnung größer sind als die Nutzkräfte. As can be seen from the illustration in FIG. 3, so occur independently. from the frequency to be measured change df forces very considerable size on the In contrast to the useful forces #. # J, there is no permanent deflection of the movable measuring mechanism coil 1 because the mean value of these forces is zero, but that Mechanical measuring mechanism with twice the nominal frequency by appropriate shaking forces burden. It should be noted that it is a matter of measuring very small frequency changes, z. B. from 49 to 50 Hz, is the maximum value of the frequency deviation #f is only 2% of the nominal frequency. It follows that the useless shaking forces are always an order of magnitude greater than the useful forces.

Man hat deshalb bisher in solchen Fällen, wo zwecks Regelung der Frequenz das Meßwerk unmittelbar das betreffende Steuerorgan eines die Regelung bewirkenden Servomotors verstelllen soll und dazu verhältnismäßig große Nutzkräfte erforderlich sind, auf die Empfindlichkeitssteigerung durch Benutzung eines Resonanzkreises verzichtet. One has therefore so far in such cases, where for the purpose of regulating the Frequency the measuring mechanism directly the relevant control element of the regulation causing servo motor to adjust and relatively large useful forces are required to increase the sensitivity by using a resonance circuit waived.

Infolgedessen war aber ein verhältnismäßig großer Aufwand erforderlich, um die geforderte Empfinadlichkeit zu erreichen.As a result, however, a relatively large amount of effort was required to achieve the required sensitivity.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist nun eine Einrichtung zum Messen der Abweichungen einer Frequenz von einem Sollwert, insbesondere für Regelzwecke, mit einem elektrodynamischen Meßwerk, dessen einer Stromkreis einen auf die Sollfrequenz abgestimmten Resonanzkreis enthält und in dessen anderem Stromkreis ein Strom fließt, der gegen den Resonanzstrom in der Phase um 900 verschoben ist. Dabei werden die das Meßwerk unnötigerweise belastenden Schüttelkräfte, die von der in dem Resonanzkreis fließenden, in Phase mit der Speisespannung liegenden Stromkomponente J herrühren, gemäß der Erfindung durch von einem Strom entgegengesetzter Phasenlage erzeugte elektrodynamische Kräfte kompensiert. The present invention is a device for Measuring the deviations of a frequency from a target value, especially for control purposes, with an electrodynamic measuring mechanism, one circuit of which is set to the setpoint frequency contains a tuned resonance circuit and in the other circuit of which a current flows, which is shifted in phase by 900 in relation to the resonance current. The the measuring mechanism unnecessarily burdensome shaking forces caused by that in the resonance circuit flowing current component J in phase with the supply voltage, according to the invention by generated by a current of opposite phase position compensated for electrodynamic forces.

Zu diesem Zweck könnte man ein besonderes Kompensationsmeßwerk benutzen, daß mit dre beweglichen Spule des Frequenzmeßwerks mechanisch gekuppelt ist. Das Kompensationsmeßwerk kann dann so bemessen und angeordnet werden, daß die elektrodynamischen Kräfte sich gegenseitig aufheben. Zweckmäßig ist aber im allgemeinen eine Anordnung, bei der der Kompensationsstrom in in einer parallel zu der in dem Resonanzkreis 1 legenden Meßwerkwicklung angeordneten und mit dieser mechanisch verbundenen Gegenwicklung fließt. Der Kompensationsstrom kann aber auch in einer an sich bekannten Überlagerungsschaltung der in dem Resonanzstromkreis liegenden Meßwerkwicklung unmittelbar zugeführt werden. A special compensation measuring mechanism could be used for this purpose, that is mechanically coupled with three moving coil of the frequency measuring mechanism. That Compensation measuring mechanism can then be dimensioned and arranged so that the electrodynamic Forces cancel each other out. In general, however, one is useful Arrangement, where the compensation current in in a parallel to that in the resonance circuit 1 laying measuring mechanism winding arranged and mechanically connected to this counter-winding flows. The compensation current can, however, also be used in a superposition circuit known per se directly fed to the measuring mechanism winding located in the resonance circuit.

In den Fig. 1, 4, 5 und 6 der Zeichnung sind einige Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes in Schaltbildern dargestellt. 1, 4, 5 and 6 of the drawings are some exemplary embodiments of the subject matter of the invention shown in circuit diagrams.

Bei der Anordnung nach Fig. 1 ist zur Kompensation der Schüttelkräfte ein Doppelspulmeßwerk vorgesehen, wobei die mit der Meßspule 3 mechanisch verbundene Kompensationsspule 6 über einen abgleichbaren Ohmschen Widerstand 7 an die Speisespannung U angeschlossen ist. Wenn die Kompensationsspule in entgegengesetzter Richtung vom Strom durchflossen wird wie die Meßspule, so werden die von dem Strom 1 herrührenden elektrodvnamischen Kräfte durch die von dem KompNensationsstrom herrührenden aufgehoben wenn die Amperewindungen beider Spulen gleich groß sind. In the arrangement of FIG. 1 is to compensate for the shaking forces a Doppelspulmeßwerk provided, which with the measuring coil 3 mechanically connected Compensation coil 6 via an adjustable ohmic resistor 7 to the supply voltage U is connected. If the compensation coil is in the opposite direction from Current flows through the same way as the measuring coil, so are those originating from the current 1 electrodynamic forces are canceled out by the compensation current when the ampere turns of both coils are the same.

Fig. 4 zeigt im Gegensatz zu der Amperewindungskompensation nach Fig. 1 eine unmittelbare Stromkompensation in der beweglichen Meßwerkspule 3. Zu diesem Zweck liegt parallel zu der Meßwerkspule die Sekundärwicklung 8 eines Übertragers 9, dessen Primärwicklung 10 über einen abgleichbaren Widerstand 11 an der Speisespannung liegt. In der Sekundärwicklung 8 wird dann ein Strom erzeugt, dessen Richtung und Stärke so gewählt werden kann, daß er den Strom 1 in der Spule 3 kompensiert. Diese Anordnung bat gegenüber der Ausführung nach Fig. 1 den Vorteil einer besseren Raumausnutzung für die bewefgliche Meßwerkwicklung. Andererseits kommt die der Frequenzänderung #f entsprechende Stromkomponente #J, die gewissermaßen in dem Resonanzkreis 4, 5 erzeugt wird, in der Meßwerkspule 3 zur Wirkung, wobei allerdings die Primärwicklung 10 des Übertragers g einschließlich des Regelwiderstandes 11 als Vorwiderstand wirqit. 4 shows in contrast to the ampere turn compensation Fig. 1 shows a direct current compensation in the movable measuring mechanism coil 3. To for this purpose, the secondary winding 8 of a transformer is parallel to the measuring mechanism coil 9, the primary winding 10 of which is connected to the supply voltage via an adjustable resistor 11 lies. A current is then generated in the secondary winding 8, its direction and Strength can be selected so that it compensates for the current 1 in the coil 3. These Arrangement offered the advantage of better space utilization compared to the embodiment according to FIG. 1 for the moving measuring mechanism winding. On the other hand, there is the change in frequency #f corresponding current component #J, which to a certain extent in the resonance circuit 4, 5 is generated, in the measuring mechanism coil 3 to the effect, although the primary winding 10 of the transformer g including the control resistor 11 as a series resistor wirqit.

Dieser Nachteil wird vermieden durch eine Ausbildung nach Art einer Brückenschaltung, wie sie z. B. in Fig. 5 dargestellt ist. Dabei sind, um die Ableitung aus der Schaltung nach Fig. 4 zu zeigen, die gleichen Teile mit entsprechenden Ziffern bezeichnet. Man erkennt dann, daß der Unterschied im wesentlichen darin besteht, daß die Meßwerkspule 3 nicht mehr beiderseitig parallel zu der Sekundärwicklung 8' des Übertragers 9' liegt, sondern parallel zu der Reihenschaltung der Wicklungen 8' und i'o' des Übertragers. Die Bedeutung der in Reihe mit der beweglichen Meßwerkspule 3 liegenden Wicllttng 12 soll später erläutert werden. This disadvantage is avoided by training in the manner of a Bridge circuit as it is, for. B. is shown in FIG. There are to the derivation from the circuit of Fig. 4 to show the same parts with corresponding numerals designated. You can then see that the difference is essentially that the measuring mechanism coil 3 is no longer parallel to the secondary winding on both sides 8 'of the transformer 9', but parallel to the series connection of the windings 8 'and i'o' of the transformer. The importance of being in series with the moving measuring mechanism coil 3 lying Wicllttng 12 will be explained later.

Eine ebenfalls brauchbare Schaltung würde sich durch eine Vertauschung der beiden Brückendiagonalen ergeben.A circuit that can also be used would be reversed of the two bridge diagonals.

Die in Fig. 6 gezeichnete Schaltung unterscheidet sich von der in Fig. 5 {dargestellten nur dadurch, daß der Widerstand 11' durch einen Stromresonanzkreis, bestehend aus einem Kondensator I3 und einer dazu parallel geschalteten Drosselspule 14, ersetzt ist. Dadurch entsteht eine Anordnung ähnlich der bekannten Robinsonfrequenzbrücke, die den Vorteil hat, daß die Wirkung einer Frequenzänderung durch das Hinzufügen des zweiten Resonanzkreises gewissermaßen verdoppelt wird. The circuit shown in Fig. 6 differs from that in Fig. 5 {shown only in that the resistor 11 'is through a current resonance circuit, consisting of a capacitor I3 and a choke coil connected in parallel 14, is replaced. This creates an arrangement similar to the well-known Robinson frequency bridge, which has the advantage that the effect of a frequency change by adding of the second resonance circuit is doubled, so to speak.

Wie aus Fig. 2 und den diesbezüglichen Darlegungen hervorgeht, kann eine vollständige Aufhebung der störenden Schüttelkräfte nur dann erfolgen, wenn das Feld # um 900 gegen die Speisespannung U verschoben ist. Beträgt dielse Verschiebung weniger als 900, so treten zwar im allgemeinen auch nur kleine, die Nutzwirkung kaum behindernde Schüttelkräfte auf. Wenn aber gleichzeitig, beispielsweise durch Änderung Ider Raumtemperatur, der Widerstand der kompensierenden Wicklungen sich ändert und infolgedessen die Kompensation des Stromes J nicht mehr genau stimmt, so ergeben sich Kräfte, die im gleichen bzw. im entgegengesetzten Sinn wie die Nutzkräfte wirken und bei der hohen Empfindlichkeit der Anordnung sehr störend sind. Das gleiche tritt ein, wenn die Kompensation bei größeren Frequenzänderungen in folge der Phasenverschiebung zwisehen J und J' nicht mehr stimmt. Es kann daher geboten sein, die Feldwicklung 2 an die Speisespannung U über eine an sich bekannte Schaltung anzuschließen, die eine Phasenverschiebung von genau 90° zwischen dem Feld und der Speisespannung erzeugt. Zu diesem Zweck kann man z. B. der Feldwicklung 2 eine Drosselspule vor- und einen Ohmschen Widerstand parallel schalten, wobei die Widerstände so gewählt werden können, daß das Feld um genau 90° in der Phase gegen die Speisespannung U verschoben ist. As can be seen from FIG. 2 and the explanations relating thereto, the disruptive shaking forces can only be completely eliminated if the field # is shifted by 900 against the supply voltage U. This is the shift less than 900, the useful effect is generally only small hardly any hindering shaking forces. But if at the same time, for example through If the room temperature changes, the resistance of the compensating windings itself changes and as a result the compensation of the current J is no longer exactly correct, this results in forces that are in the same or opposite sense as the useful forces act and are very annoying given the high sensitivity of the arrangement. The same occurs when the compensation for larger frequency changes as a result of the phase shift between J and J 'is no longer correct. It may therefore be necessary to use the field winding 2 to be connected to the supply voltage U via a circuit known per se, which creates a phase shift of exactly 90 ° between the field and the supply voltage. For this purpose you can z. B. the field winding 2 and a choke coil in front Connect ohmic resistance in parallel, whereby the resistances can be chosen so that the field is shifted by exactly 90 ° in phase with respect to the supply voltage U.

Wird die Stromverteilung in einer solchen Schaltung dadurch gestört, daß die Widerstände der einzelnen Zweige verschiedene Temperaturen annehmen und daher ihren Betrag verändern, so kann dieser Fehler dadurch beseitigt werden, daß in an sich bekannter Weise Heißleiter (Widerstände mit negativen Temperaturbeiwerten) in einen oder mehrere Zweige der Schaltung eingegefügt werden. Die Konstanten dieser Widerstände können dann so gewählt werden, daß dile Stromverteilung bei allem in Betracht kommenden Temperaturverhältnissen stets die gleiche bleibt und sich dementsprechend auch die Phasenverschiebung nicht ändert. If the current distribution in such a circuit is disturbed, that the resistances of the individual branches assume different temperatures and therefore change their amount, this error can be eliminated by in a manner known per se NTC thermistors (resistors with negative temperature coefficients) be inserted into one or more branches of the circuit. The constants of this Resistors can then be chosen so that the current distribution in everything in The temperature conditions under consideration always remains the same and changes accordingly also the phase shift does not change.

Das elektrodynamische Meßwerk kann z. B. als eisengeschlossenes Drehspulmeßwerk ausgebildet werden. Wenn es aber zu Regelzwecken benutzt und unmittelbar mit dem in der Regel verschiebbar gelagerten Steuerglied eines Servomotors der üblichen Bauart gekuppelt werden soll, so ist es zweckmäßig, den Eisenkörper des elektrodynamischen Meßwerks so auszubilden, daß die elektrodynamischen Kräfte auf beide Seiten der beweglichen Meßwerkspule in gleicher Richtung wirken. The electrodynamic measuring mechanism can, for. B. as an iron-closed moving coil measuring mechanism be formed. But if it is used for control purposes and directly with the usually displaceably mounted control member of a servo motor of the usual If the type of construction is to be coupled, it is appropriate to use the iron body of the electrodynamic Train the measuring mechanism so that the electrodynamic forces on both sides of the movable measuring mechanism coil act in the same direction.

Die Meßwerkspule kann dann derart mit dem gerade geführten Steuerglied des Servomotors verbunden werden, daß die beiden Seiten der rahmenförmigen, einen Eisenkern umschließenden Spule sich unter dem Einfluß der elektrodynamischen Kräfte in je einem Luftspalt des Eisenkörpers geradlinig verschieben. Besonders vorteilhaft ist eine Ausbildung des Eisenkörpers als Doppelmantelkern in der Weise, daß die je eine Seite der rahmenförmigen, verschiebbar gelagerten Meß werkspule durchsetzenden Kraftlinien doppelseitig eisengeschlossen sind.The measuring mechanism coil can then in this way with the control member that has just been guided of the servomotor are connected that the two sides of the frame-shaped, one Coil surrounding the iron core themselves under the influence of electrodynamic Shift forces in a straight line in one air gap in the iron body. Particularly It is advantageous to design the iron body as a double jacket core in such a way that that one side of the frame-shaped, displaceably mounted measuring work coil penetrating lines of force are closed by iron on both sides.

Ein Ausführungsbeispiel dieser Art ist in Fig. 7 schematisch dargestellt. Dabei besteht der in der üblichen Weise aus Blechen geschichtete Eisenkörper 15 gewissermaßen aus zwei symmetrisch zur Mittelachse A angeordneten Mantelkernen; die durch je eine Feldwicklung 2 bzw. 2' magnetisiert werden. Die Stromrichtung in den beiden Feld wicklungen ist einander entgegengesetzt, so daß auch die Kraftlinien in entgegengesetzter Richtung verlaufen, und sich z. B., wie in Fig. 7 durch die Pfeile angedeutet, in jeder Hälfte des - Doppelmantelkerns beiderseitig schließen. Infolgedessen greifen an den beiden Seiten der Spule 3 Kräfte gleicher Richtung an, die eine geradlinige Verschiebung der Spule in Richtung der Mittelachse A bewirken. An embodiment of this type is shown schematically in FIG. The iron body 15, which is layered from metal sheets in the usual manner, consists here as it were from two jacket cores arranged symmetrically to the central axis A; which are magnetized by a field winding 2 or 2 '. The direction of the current in the two field windings are opposite to each other, so that the lines of force run in the opposite direction, and z. B., as in Fig. 7 by the Arrows indicated, close on both sides in each half of the double jacket core. As a result, forces act in the same direction on both sides of the coil 3 which cause a rectilinear displacement of the coil in the direction of the central axis A.

Eine solche Anordnung wirkt gewissermaßen als Transformator, wobei in der die Sekundärwicklung bildenden rahmenförmigen Meßwerkspule 3 in unerwünschter Weise Ströme induziert werden, Idie nur von der Erregung des Feldes abhängen, nicht aber von der zu messenden Frequenzänderung. Die in Fig. 7 dargestellte Ausbildung der beiden Hälften des Eisenkörpers I5 in der Weise, daß die je eine Seite der Meßwerkspule 3 durchsetz,enden Kraftlinien doppelseitig eisengeschlossen sind, hat nun den Vorteil, daß die in den Windungen je einer Hälfte der Meßwerkspule durch die Induktion entstehenden Spannungen entgegengesetzt gerichtet sind und die entsprechenden Ströme sich daher gegenseitig aufheben. Such an arrangement acts as a transformer, so to speak in the frame-shaped measuring mechanism coil 3 forming the secondary winding in undesirable Wise currents are induced, which do not depend only on the excitation of the field but of the frequency change to be measured. The training shown in FIG of the two halves of the iron body I5 in such a way that each side of the measuring mechanism coil 3 enforced, the ends of the lines of force are closed by iron on both sides, now has the advantage that each half of the measuring coil in the windings is produced by induction Voltages are directed in opposite directions and the corresponding currents are therefore different cancel each other out.

Andererseits wirkt die Meßwerkspule 3 giewissermaßen als eisengeschlossene Drosselspule, wodurch der Widerstand der Spule in unerwünschter Weise vergrößert wird. Dieser Nachteil kann dadurch beseitigt werden, daß auf dem Eisenkörper 15 Gegenwicklungen 12 zum Aufheben des induktiven Widerstandes der beweglichen Meßwerkspule 3 angeordnet sind. Diese werden, wie es z. B. in Fig. 5 und 6 angedeutet ist, zweckmäßig unmittelbar mit der beweglichen Meßwerkspule 3 in Reihe geschaltet und dann so bemessen, daß sie die gleiche Amperewindungszahl wie diese haben. Die Gegenwicklungen 12 sind bei der in Fig. 7 dargestellten Ausführungsform des Eisenkörpers 15 auf die den beiden Mantelkernen gemeinsamen Schenkel verteilt angeordnet. Der induktive Widerstand der Meßwerkspule 3 kann aber auch dadurch verringert werden, daß in dem von der rahmenförmigen beweglichen Meßwerkspule 3 umschlossenen Teil des Eisenkörpers I5 ein Luftspalt 16 vorgesehen ist. On the other hand, the measuring mechanism coil 3 acts as it were as a closed iron Choke coil, which undesirably increases the resistance of the coil will. This disadvantage can be eliminated in that on the iron body 15 Counter windings 12 to cancel the inductive resistance of the movable measuring mechanism coil 3 are arranged. These are, as it is z. B. in Fig. 5 and 6 is indicated, appropriate connected directly in series with the movable measuring mechanism coil 3 and then dimensioned so that that they have the same ampere-turns as this. The counter windings 12 are in the embodiment of the iron body 15 shown in Fig. 7 on the two sheath cores common legs arranged distributed. The inductive resistance the measuring mechanism coil 3 can also be reduced in that in that of the frame-shaped movable measuring mechanism coil 3 enclosed part of the iron body I5 an air gap 16 is provided.

Um für Regelzwecke bereits bei einer sehr kleinen Frequenzänderung die zum Bewegen des Steuergliedes erforderliche verhältnismäßig große Kraft zu erreichen, wird man die Meßwerkspule möglichst hoch mit Strom belasten. Wenn nun in Störungsfällen die Frequenz sich stark ändert, so würde eine unzulässige Überlastung der Meßwerkspule entstehen. Um -dies zu verhindern, können an sich bekannte Mittel zum Begrenzen des Stromes in der Meßwerkspule vorgesehen werden. Ein besonders einfaches Mittel dieser Art besteht, vorausgesetzt, daß man einen Übertrager entsprechend Fig. 5 oder 6 vorsieht, darin, dessen Eisenkern g' so zu bemessen, daß er beim Überschreiten Ender bei dem Sollwert der Frequenz fließenden Stromstärke gesättigt ist. To be used for control purposes even with a very small change in frequency to achieve the relatively large force required to move the control element, one will load the measuring mechanism coil as high as possible with current. If now in malfunctions If the frequency changes significantly, this would result in an inadmissible overloading of the measuring mechanism coil develop. In order to prevent this, means known per se can be used for limiting of the current can be provided in the measuring coil. A particularly simple means of this type exists, provided that a transformer according to FIG. 5 or 6 provides for its iron core g 'to be dimensioned in such a way that when it is exceeded Ender at the setpoint of the frequency flowing current is saturated.

Claims

CLAIMS: I. Device for measuring the deviation of a frequency from a setpoint value, especially for control purposes, with an electro-dynamic one Measuring mechanism, one circuit of which has a resonance circuit tuned to the target frequency, s and in the other circuit of which a current flows against the resonance circuit is shifted in phase by 90l °, characterized in that the from Ider in the resonance circuit (4, 5) flowing in phase with the supply voltage (U) Current component (J) originating, acting on the movable measuring mechanism coil (3) electrodynamic forces generated by a current of opposite phase position electrodynamic forces are compensated.

2. Device according to claim I, characterized in that the compensation current in a parallel to the measuring mechanism winding (3) located in the resonance circuit and flows with this mechanically connected counter-winding (6).

3. Device according to claim I, characterized in that the compensation current in a superposition circuit known per se of those lying in the resonance circuit Measuring mechanism winding (3) is supplied directly.

4. Device according to claim 2, characterized by an electrodynamic Doppclspulmeßwerk, whose one measuring mechanism coil (3) is in the Resonarizlcreis (5, 5) and its other measuring mechanism coil (6), preferably via an adjustable ohmic Series resistor (7) is connected to the same .supply voltage (U).

5. Device according to claim 3, characterized in that in parallel to the measuring mechanism coil (3) of the electrodynamic one in the resonance circuit (4, 5) Measuring mechanism, the secondary winding (8) of a transformer (9) is located, the primary winding of which (10), preferably via an adjustable ohmic series resistor (11), to the same supply voltage (U) is connected.

6. Device according to claim 3, characterized in that the movable Measuring mechanism coil (3) of the electrodynamic measuring mechanism in the diagonal one to the Supply voltage (U) connected bridge circuit, which is in the two branches on the one hand a winding (8 ', ID') of a transformer (9 ') and on the other hand the resonance circuit (4, 5) or a resistor (11').

7. Device according to claim 6, characterized in that the iron core (g ') of the transformer when the value flowing at the setpoint of the frequency is exceeded Current is saturated to avoid overloading the moving measuring element coil (3) to avoid.

8. Device according to claim 6 or 7, characterized in that the resistor (III ') is replaced by a current resonance circuit (13, 14).

9. Device for regulating a frequency to a setpoint according to one of claims I to 8 with an iron-enclosed electrodynamic measuring mechanism, characterized by such an arrangement of the iron body (I5) that the electrodynamic Forces on both sides of the movable measuring mechanism coil (3) act in the same direction.

10. Device according to claim 9, characterized by the training of the iron body (15) as a double jacket core in such a way that each side of the frame-shaped displaceably mounted measuring mechanism coil (3) by setting lines of force are closed by iron on both sides.

II. Device according to claim 10, characterized in that on the iron body (15) counter-windings (I2) to cancel the inductive resistance the movable EMeßwerkspule (3) are arranged. tr2. Device according to claim 11, characterized in that the counter-windings (I12) with the movable measuring mechanism coil (3) are connected in series and have the same number of turns.

13. Device according to claim 12, characterized in that the Counter-windings (12) distributed on the legs common to the two casing cores are.

14. Device according to claim 10, characterized in that in the part of the iron body enclosed by the frame-shaped movable measuring mechanism coil (3) (15) an air gap (116) is provided to reduce the inductive resistance the movable measuring coil.

I / 5. Device according to one of Claims I to 14, characterized in that that the field winding (2) of the electrodynamic measuring mechanism to the supply voltage (U) is connected via a circuit known per se, which has a phase shift of 90 ° between the field and the supply voltage.

16. Device according to claim 15, characterized in that in one or more branches of the circuit in a manner known per se are inserted that the current distribution under all possible temperature conditions remains the same.