DE891564C

DE891564C - Control value converter for frequency or speed control

Info

Publication number: DE891564C
Application number: DES24291A
Authority: DE
Inventors: Richard Dipl-Ing Helbing
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1951-08-05
Filing date: 1951-08-05
Publication date: 1953-09-28

Description

Die Erfindung bezieht sich auf die Frequenz- oder Drehzahlregelung insbesondere von Drehstromgeneratoren und Umrichtern. Sie betrifft einen Steuerwertumformer zur Umwandlung der zu regelnden Frequenz oder Drehzahl in einen mechanischen Anzeige- oder Steuerwert und ist gekennzeichnet durch ein dynamometrisches elektrisches Anzeige- oder Steuerwerk, von dem zwei die Anzeige bewirkende Spulen über je einen Parallelschwingkreis verschiedener Eigenfrequenz an eine der zu regelnden Frequenz oder Drehzahl verhältige Spannung angeschlossen sind.The invention relates to frequency or speed control especially of three-phase generators and converters. It concerns a tax value converter for converting the frequency or speed to be controlled into a mechanical display or control value and is characterized by a dynamometric electrical display or control unit, of which two coils causing the display each have a parallel resonant circuit different natural frequency to one of the frequency or speed to be controlled Voltage are connected.

- Bei der Drehzahlregelung wechselstromerzeugender Generatoren kann die Einrichtung direkt an die Spannungsklemmen des Generators angeschlossen werden; soll dagegen die Drehzahl irgendeines anderen Generators oder einer beliebigen umlaufenden Maschine oder eines Maschinenteils geregelt werden, so wird man von der Drehzahl zunächst eine elektrische Wechselspannung drehzahlverhältig ableiten, z. B. mittels eines Wechselstromtachometerdynamos, und diese der Einrichtung nach der Erfindung zuführen.- When regulating the speed of alternating current generating generators the device can be connected directly to the voltage terminals of the generator; should, however, be the speed of any other generator or any rotating one Machine or a machine part are controlled, so one is of the speed first derive an electrical alternating voltage in relation to the speed, e.g. B. by means of an alternating current tachometer dynamo, and this the device according to the invention respectively.

Ein Ausführungsbeispiel zur Frequenz- bzw. Drehzahlregelung eines Drehstromgenerators ist an Hand der beiden Figuren der Zeichnung im folgenden näher beschrieben.An embodiment for frequency or speed control of a Three-phase generator is based on the two figures of the drawing in more detail below described.

In Fig, i bezeichnen die Buchstaben R, S und- T die drei Phasenleiter eines Drehstromgenerators i. Die beiden Parallelschwingkreise 2 und 3 sind einerseits an den Phasenleiter S und andererseits an je eine Spule des dynamometrischen Anzeige- oder Steuerwerkes 4 angeschlossen. Die beiden Schwingkreise bestehen je aus einer Induktivität L1 und einer Kapazität-C, bzw. L2 und C2 und weisen eine etwas unterschiedliche Eigenfrequenz auf.In Fig, i, the letters R, S and -T denote the three phase conductors an alternator i. The two parallel resonant circuits 2 and 3 are on the one hand to the phase conductor S and, on the other hand, to one coil each of the dynamometric display or control unit 4 connected. The two oscillating circuits each consist of one Inductance L1 and a capacitance-C, respectively L2 and C2 and have a slightly different one Natural frequency.

Fig. 2 zeigt im oberen Teil die Abhängigkeit der Scheinwiderstände Z2 @ und 7.3 der Schwingkreise 2 bzw. 3 (Fig. i) und im unteren Teil die Abhängigkeit der Ströme J2 und J3 durch die beiden Spulen des Anzeige-oder Steuerwerkes 4 von der Frequenz za der Generatorspannung U. Es ,kann vorteilhaft sein, die Eigenfrequenzen n2 res und % ,.es der Schwingkreise 2 und 3 so zu wählen, daß die beiden Kurvenstücke links und rechts vom gemeinsamen Schnittpunkt S etwa bis zu den Scheitelpunkten der Kurven möglichst geradlinig und symmetrisch verlaufen. Es ergibt sich so eine im Arbeitsbereich des dynamometrischen Anzeige-oder Steuerwerkes 4 gleichmäßige Abhängigkeit der erzeugten Verstellkräfte unter- und oberhalb der zu regelnden Frequenz no. Es kann aber auch entgegen der vorgenannten Maßnahme günstig sein, den Arbeitsbereich ganz oder teilweise in einem gekrümmten Teil der Kurven U2 bzw. U3 zu wählen, um dem Verstellmoment des Anzeige- oder Steuerwerkes und damit der Regelung eine andere Abhängigkeit zu geben. Der Arbeitsbereich des Steuerwertumformers kann durch die Wahl der Schwingkreiseigenfrequenzen verändert werden; die Steilheit der Resonanzkurven durch Wahl- des. L-C-Verhältnisses der Schwingkreise oder durch Änderung der Verlustwiderstände der Schwingkreise.In the upper part, FIG. 2 shows the dependence of the apparent resistances Z2 @ and 7.3 of the oscillating circuits 2 and 3 (FIG. I) and in the lower part the dependence of the currents J2 and J3 through the two coils of the display or control unit 4 on the frequency za of the generator voltage U. It can be advantageous to choose the natural frequencies n2 res and%, .es of the oscillating circuits 2 and 3 so that the two curve pieces to the left and right of the common intersection point S are as straight as possible and as far as the apexes of the curves run symmetrically. This results in a uniform dependence of the generated adjustment forces below and above the frequency to be regulated no in the working area of the dynamometric display or control unit 4 Select curves U2 or U3 in order to give the adjustment torque of the display or control unit and thus the control a different dependency. The working range of the control value converter can be changed by selecting the resonant circuit natural frequencies; the steepness of the resonance curves by choosing the LC ratio of the oscillating circuits or by changing the loss resistances of the oscillating circuits.

Der durch den Steuerwertumformer erzeugte mechanische Anzeige- bzw. Steuerwert kann entweder unmittelbar oder, wie es in der Regeltechnik zumeist üblich ist, nach gehöriger Verstärkung mittelbar zur Beeinflussung der Frequenz oder der Drehzahl der zu regelnden Einrichtung zugeführt werden. Im beschriebenen Beispiel nach Fig. i würde also die Beaufschlagung der nicht mit dargestellten Antriebsmaschine des Drehstromgenerators i beeinfiußt werden.The mechanical display resp. Control value can either be immediate or, as is usually the case in control technology is, after appropriate amplification, indirectly influencing the frequency or the Speed of the device to be controlled are supplied. In the example described According to FIG. i, the application of the drive machine, which is not shown, would be of the alternator i can be influenced.

Das dynamometrische Anzeige- oder Steuerwerk kann z. B. nach Art eines Leistungsmessers mit teilweise fesfen und teilweise beweglichen Spulen ausgeführt sein. Es wird vorteilhaft ein solches Anzeige-oder Steuerwerk gewählt, das wie ein Nullinstrument ausgebildet ist mit Ausschlag nach zwei Seiten je nach der Abweichung der einzuregelnden Frequenz unter oder über den Sollwert. Es eignen sich jedoch auch andere, z. B. nach Art von Phasenvergleichsmessern ausgebildete Anzeige- oder Steuerwerke.The dynamometric display or control unit can, for. B. in the manner of a Power meter with partially fixed and partially movable coils be. Such a display or control unit is advantageously chosen which, like a Zero instrument is designed with deflection on two sides depending on the deviation the frequency to be regulated below or above the setpoint. However, they are suitable also others, e.g. B. trained in the manner of phase comparison meters display or Control units.

Ein Hauptvorteil, der durch den Steuerwertumformer nach der Erfindung erzielt wird; besteht darin, daß bei seiner Verwendung in einer Regeleinrichtung ein besonderer Sollwert- oder Sollvergleichswerterzeuger, z. B. die zumeist verwendete hochkonstante Anodenbatterie, überflüssig wird. Der Steuerwertumformer erzeugt sich seinen Sollwert selbst. - Dieser ist durch die Wahl der- Schwingkreiseigenfrequenzen der Einrichtung eingeprägt. Eine Regelung wird unabhängig von der Höhe der Spannung des den Vergleichswert erzeugenden Generators auf den durch den Schnittpunkt der Schwingkreisresonanzkurven bestimmten Wert bewirkt.A main advantage achieved by the control value converter according to the invention is achieved; is that when it is used in a control device a special setpoint or setpoint comparison value generator, e.g. B. the mostly used high constant anode battery, becomes superfluous. The control value converter is generated its setpoint itself. - This is due to the choice of the resonant circuit natural frequencies impressed on the establishment. Regulation becomes independent of the voltage level of the generator generating the comparison value to the point of intersection of the Resonant circuit resonance curves caused a certain value.

Claims

PATENT APPLICATION: i. Control value converter for frequency or speed control, especially in three-phase generators and converters, characterized by a dynamometric -electrical display or control unit, of which two coils that effect the display are connected via a parallel resonant circuit with different natural frequencies to a voltage that is related to the frequency or speed to be controlled.

2. Control value converter according to claim i, characterized in that the natural frequencies the oscillating circuits are symmetrical to the frequency to be controlled.