DE899822C

DE899822C - Electric control circuit for regulating the speed of flow machines

Info

Publication number: DE899822C
Application number: DEL3750A
Authority: DE
Original assignee: Joseph Lucas Ltd
Current assignee: ZF International UK Ltd
Priority date: 1948-04-13
Filing date: 1950-09-16
Publication date: 1953-12-17

Description

Elektrische Steuerschaltung zur Regelung der Geschwindigkeit von Strömunclsmaschinen Die Erfindung bezieht sich auf eine elektrische Steuerschaltung zur Regelung der Geschwindigkeit von Strömungsmaschinen.Electric control circuit for regulating the speed of turbomachines The invention relates to an electrical control circuit for regulating the Speed of fluid flow machines.

Erfindungsgemäß sind zwei Stromkreise vorgesehen, die parallel von einem von der zu regelnden Strömungsmaschine angetriebenen Wechselstromgenerator gespeist werden und von denen der eine eine von der Spannung und Frequenz des Wechselstromgenerators abhängige Spannung und der andere eine nur der Spannung des Generators entsprechende Spannung liefert. Der Geschwindigkeitsregler wird in Abhängigkeit von der Differenz der so erzeugten Spannungen betätigt. In den Zeichnungen sind in den Fig. i bis 5 Ausführungsformen der Erfindung schematisch dargestellt.According to the invention, two circuits are provided that run in parallel from an alternator driven by the turbomachine to be controlled are fed and one of which is one of the voltage and frequency of the alternator dependent voltage and the other one only corresponding to the voltage of the generator Voltage supplies. The speed controller is dependent on the difference the voltages generated in this way. In the drawings are in Figs 5 embodiments of the invention shown schematically.

Bei der Ausführungsform nach Fig. i sind die Primärwicklungen zweier Transformatoren b und c an die Klemmen a eines von -der zu regelnden Strömungsmaschine angetriebenen, hier nicht näher dargestelltenWechselstromgenerators angeschlossen. Die Spannung des Generators kann sich entweder über einen weiten Geschwindigkeitsbereich ändern oder praktisch konstant bleiben; die Frequenz jedoch ändert sich notwendigerweise mit der Geschwindigkeit. Der Generator kann auch mit den beiden, das wesentliche Erfindungsmerkmal bildenden Stromkreisen unmittelbar verbunden sein. Für gewöhnlich ist es jedoch günstiger, ihn mit diesen beiden Kreisen durch einen oder zwei Transformatoren zu koppeln. Bei der Ausführungsform nach Fig. i erfolgt die Ankopplung mit Hilfe zweier Transformatoren b und c. Die Sekundärwicklung des Transformators b ist mit einem Stromkreis verbunden, der einen veränderlichen Widerstand d und einen Kondensator e enthält, die in dargestellter Weise derart hintereinander- und zur Sekundärwicklung parallel geschaltet sind, daß die in ihm erzeugte Spannung der Spannung und der Frequenz des Generators entspricht. Dagegen hängt die Spannung, die in dem mit der Sekundärseite des Transformators c verbundenen Stromkreis erzeugt wird, nur von der Spannung des Generators ab.In the embodiment of FIG. I, the primary windings are two Transformers b and c to terminals a of one of the turbomachines to be regulated driven, not shown here connected alternator. The voltage of the generator can either vary over a wide speed range change or remain practically constant; however, the frequency necessarily changes with speed. The generator can also work with the both, the electrical circuits forming the essential feature of the invention must be directly connected. Usually, however, it is cheaper to go through one of these two circles or to couple two transformers. In the embodiment according to FIG the coupling with the help of two transformers b and c. The secondary winding of the Transformer b is connected to a circuit that has a variable resistance d and contains a capacitor e, which in the manner shown one behind the other and are connected in parallel to the secondary winding that the voltage generated in it corresponds to the voltage and frequency of the generator. On the other hand, the tension depends generated in the circuit connected to the secondary of transformer c depends only on the voltage of the generator.

Die beiden Kreise sind über eine Anordnung von Zweiweggleichrichtern fmit Potentiometern g und h verbunden. Die Verbindung der beiden Kreise ist fernerhin derart, daß sie gegeneinander arbeiten, so daß infolgedessen die an den Potentiometern abgenommene Spannung der Differenz der beiden Spannungen und damit nur der Frequenz des Generators entspricht.The two circuits are connected via an arrangement of full-wave rectifiers fwith potentiometers g and h . The connection of the two circuits is also such that they work against each other, so that as a result the voltage taken from the potentiometers corresponds to the difference between the two voltages and thus only to the frequency of the generator.

Die anderen Enden der Potentiometer sind, vorzugsweise über ein übliches, mit i bezeichnetes Filter, mit dem Gitter und der Kathode einer Elektrodenröhre j verbunden, so daß die an das Gitter gelegte Spannung der Frequenz des Generators entspricht. Kathode und Anode der Röhre sind über die Klemmen k mit einer passenden Spannungsquelle verbunden, wobei die Spannung gegebenenfalls ebenso wie bei den ersten Kreisen über einen TransY formator und Gleichrichter vom Generator entnommen werden kann. Kathode und Anode der Röhre sind fernerhin mit irgendeinem passenden, im Schaltbild mit -in bezeichneten Kraftverstärker verbunden, dessen Strom der Wicklung n eines Solenoids oder eines anderen zur Steuerung der Regelmittel einer Strömungsmaschine geeigneten Elektromagneten zugeführt wird.The other ends of the potentiometers are, preferably via a conventional, Filter marked i, with the grid and the cathode of an electrode tube j connected so that the voltage applied to the grid corresponds to the frequency of the generator is equivalent to. The cathode and anode of the tube are connected via the terminals k with a matching one Voltage source connected, the voltage possibly as well as with the taken from the generator via a transformer and rectifier can be. The cathode and anode of the tube are also connected to some suitable, in the circuit diagram connected to the power amplifier marked -in, its current of the winding n of a solenoid or another for controlling the regulating means of a turbo machine suitable electromagnet is supplied.

Bei .der Ausführungsform nach Fig. i bestehen die Regelmittel in bekannter Weise aus einem Zylinder o mit einem durch die Feder q belasteten Kolben p, dessen Schaft r dazu dient, die Kolbenbewegung auf den zu betätigenden Teil zu übertragen. Die beiden Zylinderkammern stehen durch eine verengte Öffnung s untereinander in Verbindung, und der einen Zylinderkammer wird bei t die Arbeitsflüssigkeit durch eine Pumpe oder eine andere Quelle zugeführt. Die andere Zylinderkammer ist mit einem Flüssigkeitsauslaß versehen, dessen Verschlußglied u mit dem Anker v des Solenoids n verbunden ist und von ihm bewegt werden kann. Die Anordnung ist derart getroffen, daß bei geschlossenem Ventil der Flüssigkeitsdruck beiderseits des Kolbens ausgeglichen ist und der. Kolben daher durch die Feder s in einer Richtung verschoben wird. Beim Öffnen des Ventils u bewegt der auf der anderen Kolbenseite überwiegende Flüssigkeitsdruck den Kolben gegen die Wirkung der Feder. Die Bewegung des Kolbens kann dazu benutzt werden, die Leistung einer Pumpe zu regeln, durch die flüssiger Brennstoff zur Verbrennungskammer einer Strömungsmaschine gefördert wird, oder um ein Drosselventil od. dgl. im Brennstofffördersystem zu betätigen.In the embodiment according to FIG. I, the control means consist in a known manner of a cylinder o with a piston p loaded by the spring q, the shaft r of which is used to transmit the piston movement to the part to be actuated. The two cylinder chambers are in communication with one another through a narrowed opening s, and the one cylinder chamber is supplied with the working fluid by a pump or other source at t. The other cylinder chamber is provided with a liquid outlet, the closure member u of which is connected to the armature v of the solenoid n and can be moved by it. The arrangement is made such that when the valve is closed, the fluid pressure on both sides of the piston is balanced and the. Piston is therefore displaced in one direction by the spring s. When valve u is opened, the predominant liquid pressure on the other side of the piston moves the piston against the action of the spring. The movement of the piston can be used to regulate the output of a pump through which liquid fuel is conveyed to the combustion chamber of a fluid flow machine, or to operate a throttle valve or the like in the fuel delivery system.

Bei dem in Fig.21 dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Kondensator e in Reihe und ein fester Widerstand d parallel in den Sekundärstromkreis des Transformators b geschaltet. Die Spannung ist daher ebenso wie beim Ausführungsbeispiel nach Fig. i von der Spannung und der Frequenz des Generators abhängig. Im anderen Stromkreis ist nur ein veränderlicher Widerstand Z in Reihe eingeschaltet, so daß die Ausgangsspannung nur von der Spannung des Generators abhängig ist. Beide Kreise besitzen je einen Halbweggleichrichter f und gewünschtenfalls einen Glättungswiderstand 2 und Kondensator 3. Zur weiteren Verringerung der Welligkeit des Stromes können im zweiten Kreis ein zusätzlicher Reihenwiderstand 4 und Kondensator 5 vorgesehen sein.In the embodiment shown in Figure 21, the capacitor e in series and a fixed resistor d in parallel in the transformer's secondary circuit b switched. The voltage is therefore just as in the embodiment according to Fig. i depends on the voltage and the frequency of the generator. In the other circuit only a variable resistor Z is connected in series, so that the output voltage depends only on the voltage of the generator. Both circles have one each Half-wave rectifier f and, if desired, a smoothing resistor 2 and capacitor 3. To further reduce the ripple of the current, the second circle an additional series resistor 4 and capacitor 5 can be provided.

Die beiden Kreise sind über ein Filter i mit dem Gitter einer Elektronenröhre j verbunden, die ihrerseits wie beim Beispiel i an einen Kraftverstärker und an die Elektromagnetwindungen n angekoppelt ist.The two circles are through a filter i with the grid of an electron tube j connected, which in turn, as in the example i, to a power amplifier and to the electromagnet windings n is coupled.

Die abgeänderte Ausführungsform nach Fig.3 gleicht der nach Fig. i mit Ausnahme folgender Einzelheiten: Zur Speisung der beiden Kreise ist an Stelle zweier Transformatoren nur ein einziger vorhanden, der eine einzige, bei a mit dem Generator verbundene Primär- und zwei sekundäre Wicklungen 6. und 7 besitzt. Die Wicklung 6 steht mit dem nur auf die Spannung des Generators ansprechenden Stromkreis und die Wicklung 7 mit dem auf Spannung und Frequenz des Generators ansprechenden Stromkreis inVerbindung. In diesem zweiten Kreis ist der früher beschriebene Kondensstore durch eine Selbstinduktion 8 ersetzt, während der oben beschriebene, veränderliche Widerstand d aus Fig. i bei 9 parallel zu dem Potentiometer g und in Reihe mit einem Widerstand io liegt. Ein Glättungskondensator i i kann in jedem Kreis vorgesehen sein. Die beiden Hauptkreise sind in der in Fig. 3 dargestellten Weise miteinander gekoppelt. Die übrigen Angaben in der Beschreibung der Fig. i passen auch auf die Fig.3.The modified embodiment according to FIG. 3 is similar to that according to FIG with the exception of the following details: To feed the two circuits is in place two transformers only one available, the one single, with a with the Generator connected primary and two secondary windings 6th and 7th has. the Winding 6 is connected to the circuit that only responds to the voltage of the generator and the winding 7 with the responsive to the voltage and frequency of the generator Circuit in connection. In this second circle is the condenser described earlier replaced by a self-induction 8, while the variable described above Resistance d from Fig. I at 9 parallel to the potentiometer g and in series with one Resistance is ok. A smoothing capacitor i i can be provided in each circuit be. The two main circles are in the manner shown in Fig. 3 with each other coupled. The other information in the description of FIG. I also fit the Fig. 3.

Bei der abgeänderten Ausführungsform nach Fig.4 fallen die obenerwähnten Transformatoren fort, und die beiden Hauptkreise sind direkt an die Eingangsklemmen a angeschlossen. Der auf Spannung und Frequenz ansprechende Stromkreis enthält einen Kondensator e. Die eine Seite .dieses Kondensators ist mit einem Widerstand 12 und einem Gleichrichter 13, die beiden Stromkreisen angehören, verbunden. Diese gemeinsamen Teile sind mit dem einen Gleichrichter 14 enthaltenden Stromkreis über ein einstellbares Potentiometer 15 verbunden. Der Abgriff des Potentiometers und die andere Seite des den Kondensator e enthaltenden Stromkreises sind über ein Filter i mit der Röhre j verbunden, wobei gegebenenfalls, wie dargestellt, ein Glättungskondensator 16 eingeschaltet sein kann. Die übrige Anordnung zwischen dem Röhrenkreis und der Elektromagnetwindung n ist ähnlich der in den Fig.i bis 3 beschriebenen.In the modified embodiment according to FIG. 4, the transformers mentioned above are omitted, and the two main circuits are connected directly to the input terminals a. The circuit, which is responsive to voltage and frequency, contains a capacitor e. One side of this capacitor is connected to a resistor 12 and a rectifier 13, which belong to both circuits. These common parts are connected to the circuit containing a rectifier 14 via an adjustable potentiometer 15. The tap of the potentiometer and the other side of the circuit containing the capacitor e are connected to the tube j via a filter i , it being possible for a smoothing capacitor 16 to be switched on, as shown. The rest of the arrangement between the tube circuit and the electromagnet winding n is similar to that described in FIGS.

Die den bisher beschriebenen Ausführungsformen der Erfindung gemeinsamen Glieder sind die Röhre j und der angeschlossene Kraftverstärker vn. Diese Elemente sind jedoch nicht erfindungsbedingt und können durch einen geeigneten magnetischen Verstärker, ein Brückensystem von Windungen, ein Relais oder durch ähnliche Mittel ersetzt werden, durch die Energie auf die Windungen n übertragen werden kann in Abhängigkeit von der Differenz der in den beiden Hauptkreisen auftretenden Spannungen. Eine derartige Anordnung ist schematisch in Fig. 5 dargestellt. Bei dieser Ausführungsform sind die Elemente der beiden Hauptkreise den in Fig. i dargestellten ähnlich, mit Ausnahme der Halbweggleichrichtung. Die beiden Kreise sind mit der mit 17 bezeichneten Brücke oder entsprechend wirkenden Einrichtung derart verbunden, daß diese auf die Spannungsdifferenz in den beiden Kreisen anspricht. Die Windung n wird vom Teil 17 mit Energie versorgt.The embodiments of the invention that are common to the previously described embodiments The links are the tube j and the connected force amplifier vn. These elements however, are not related to the invention and can be replaced by a suitable magnetic Amplifier, a bridge system of windings, a relay, or by similar means be replaced by the energy can be transferred to the turns n in Dependence on the difference between the voltages occurring in the two main circuits. Such an arrangement is shown schematically in FIG. In this embodiment the elements of the two main circles are similar to those shown in Fig. i, with Except for half-wave rectification. The two circles are marked with 17 Bridge or correspondingly acting device connected in such a way that this on the Voltage difference responds in the two circles. The turn n is from the part 17 supplied with energy.

Durch die Erfindung kann also in sehr zuverlässiger und zufriedenstellender Weise eine genaue Regelung der Geschwindigkeit einer Strömungsmaschine bewirkt werden.The invention can therefore be very reliable and satisfactory Way an exact regulation of the speed of a turbo machine can be effected.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Electrical control circuit for regulating the speed of turbomachines, characterized in that two circuits are provided: which are fed in parallel by an alternating current generator driven by the turbomachine to be regulated and of which one is a voltage dependent on the voltage and frequency of the alternating current generator and the other supplies a voltage corresponding only to the voltage of the generator, and that the speed regulator is actuated as a function of the difference between the voltages generated in this way. Circuit according to Claim i, characterized in that one circuit contains a transformer secondary winding, a rectifier, a capacitor and a variable resistor and the other contains a transformer secondary winding and a rectifier (Fig. I). 3. A circuit according to claim i, characterized in that the one circuit contains a transformer secondary winding, a rectifier, a self-induction and a variable resistor and the other a transformer secondary winding and a rectifier (Fig. 3). 4. A circuit according to claim 3, characterized in that both circuits are fed by a transformer with a primary and two secondary windings. 5. A circuit according to claim i, characterized in that the one circuit is a transformer secondary winding, a capacitor, a fixed. Resistor and a rectifier and the other circuit comprises a transformer secondary winding, a variable resistor and a rectifier (Fig. Z). 6. A circuit according to claim i, characterized in that the two circuits have a common resistance and that one circuit contains an adjustable potentiometer and a rectifier and the other circuit contains a capacitor and a rectifier (Big. 4). Cited pamphlets: German Patent Nos. 752 525, 354 877, 691 89o, 641 131; Austrian patent specification No. 134191.