DE945098C

DE945098C - Anordnung zur Veraenderung des Sollwertes bei elektrischen Reglern

Info

Publication number: DE945098C
Application number: DEA7085D
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Johannes Foerster
Original assignee: AEG AG
Current assignee: AEG AG
Priority date: 1942-05-19
Filing date: 1942-05-20
Publication date: 1956-06-28

Description

Anordnung zur Veränderung des Sollwertes bei elektrischen Reglern Eine Regelung auf Konstanz einer Betriebsgröße wird im allgemeinen folgendermaßen durchgeführt: Die Betriebsgröße wird gemessen und mit einem Normal verglichen. Die Differenz wird verstärkt und beeinflußt einSteuerorgan, das eine aufgetretene Abweichung wieder beseitigt. Die Höhe des konstant zu haltenden Wertes der Betriebsgröße, der Sollwert, muß gewöhnlich veränderlich sein. Das läßt sich dadurch erreichen, daß man entweder das Normal verändert, indem man beispielsweise mit einem Potentiometer nur einen Teil davon abgreift, oder dadurch, daß man nur einen Teil des Meßwertes mit dem konstanten Normalwert vergleicht.
Der Nachteil der ersten Möglichkeit besteht darin, daß eine stetige Veränderung des Normals gewöhnlich wegen der Nichtbelastbarkeit dieses Normals nicht möglich ist. Außerdem - und das ist noch wichtiger -ist bei statischer Regelung der Regelfehler bei verändertem Normal für die einzelnen Sollwerte prozentual nicht der gleiche, sondern bei niedrigen Werten höher als bei höheren Werten. Das bedeutet aber, daß die Statik der Regelung von der Höhe des jeweiligen Sollwertes abhängig ist. Dies ergibt sich aus folgender Überlegung: Zum Durchlaufen des gesamten Regelbereiches muß eine bestimmte Differenz zugelassen werden. Das Verhältnis dieser Differenz zum Normalwert ergibt den Regelfehler, der demnach für verschiedene Normalwerte ebenfalls verschieden ist.
Aus diesem Grunde wird hauptsächlich die zweite Möglichkeit der Sollwertverstellung angewandt, also der Vergleich eines Meßwertteiles mit dem konstanten Normalwert, wobei es meistens nicht nachteilig ist, daß mit dieser Anordnung der Sollwert Null nicht eingestellt werden- kann.
Die Erfindung betrifft nun eine Anordnung zur Veränderung des Sollwertes bei elektrischen Reglern, bei denen ein mit einem Potentiometer einstellbarer Teil des Meßwertes (Istwertes) mit einem konstanten Normalwert verglichen wird. Gemäß der Erfindung wird der Abgriff des Meßwertpotentiometers durch '.einen Motor verstellt,. dessen Drehzahl zur Erreichung einer möglichst gleichmäßigen Sollwertverstellung von der Stellung-des Pbtentiometerabgriffes abhängig ist.
Die Abbildung zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung. Der Abgriff des über dem Meßglied i liegenden Potentiometers 2 wird durch einen kleinen Motor 5 verstellt. Die Spannung am Teilabgriff a wird mit der Normalspannung 3 verglichen. Die Differenz beider Spannungen wird dem- Verstärker q. zur weiteren Betätigung des Steuerorgans zugeführt.
Würde der Verstellmotor 5 in jeder Stellung des Potentiometerabgriffes gleichmäßig schnell laufen, so wäre die Sollwertänderung nicht konstant. Sie würde mit verkleinertem Abgriff quadratisch ansteigen, denn bei kleinem Regelfehler, wenn also die Spannung am Abgriff ac ungefähr gleich der Normalspannung 3 ist, gilt das Gesetz wobei U die Meßspannung am Potentiometer 2, R der Gesamtwiderstand und a der abgegriffene Widerstand des Potentiometers 2 ist. Mit U" ist die abgegriffene Spannung bezeichnet. Letztere soll aber gleich sein der festen Vergleichs- und Normalspannung 3. Bezeichnet man diese Normalspannung mit UN, so wird d. h. also, daß die Meßspannung proportional einer Konstanten Cl und umgekehrt proportional der jeweiligen Größe des abgegriffenen Widerstandes a ist.
Die Änderung von U entlang a bei einer Verstellung um ein Teilstück da ergibt das Differential Soll z. B. der Sollwert im Bereich i : 5 einstellbar sein, so verändert sich dabei die Änderung des Sollwertes pro Wegeinheit bei konstanter Drehzahl des Verstellmotors im Verhältnis i : 25. Das würde eine genaue Einstellung sehr erschweren, außerdem bei Anlaßvorgängen zu sehr hohen Strömen führen, falls man nicht von vornherein eine ganz langsame Verstellung vorsieht.
Die Verstellgeschwindigkeit soll derart sein, daß die Änderung des Sollwertes in der Zeiteinheit ,konstant ist, d. h., daß nach Einschalten des Verstellmotors 5 die Änderung konstant bleibt. In der Zeit t verstellt der Motor -mit der Drehzahl n den Abgriff um die Strecke a. Unter Berücksichtigung einer z. B. durch das Getriebe gegebenen Konstanten ergibt sich also a = C2 - n - t; (5) somit ist da= C2n-dt. (6) Setzt man diesen Wert für da in die Gleichung (q.) ein, so erhält man Damit der Bedingung genügt wird, muß n - Ca . aa (8) oder sein. Dann ergibt sich bei Einsetzen dieses Wertes in die . Gleichung (7) d. h. also, daß die Änderungsgeschwindigkeit von U entlang a konstant ist, wenn a2 = K - n ist.
Um das zu erreichen, wäre ein verhältnismäßig großer Aufwand erforderlich. In der Abbildung ist als Ausführungsbeispiel der Erfindung eine Anordnung dargestellt, mit der schon eine befriedigende Gleichförmigkeit der Sollwertverstellung erzielt werden kann. In Reihe mit dem Reihenschlußmotor 5 ist ein veränderlicher Widerstand 6 geschaltet, der etwa durch eine Spindel 7 in gleicher Weise wie das Potentiometer2 von dem Motor verstellt wird. Für eine Sollwertverstellung von z. B. i : 5 würde dabei die Ungleichförmigkeit unterhalb des i,8fachen liegen, während sie bei gleichmäßig schnell laufendem Motor das 25fache erreichen würden. Der Widerstand 6 muß sich in diesem Falle im Verhältnis i : 25 ändern.
Soll eine noch größere Gleichförmigkeit der Sollwertverstellung auch bei noch größerem Regelbereich erzielt werden, so kann der Widerstand 6 in Einzelwiderstände zerlegt werden, die über eine Kontaktbahn geschaltet werden und mit verkleinertem a quadratisch in ihren Werten zunehmen. Völlige Kontinuität besteht schließlich dann, wenn der Widerstand 6 als Einzelwiderstand quadratischen Verlauf hat.
Dieselben Gesichtspunkte haben auch dann Gültigkeit, wenn die Motorspannung von einem Potentiometer abgenommen wird, dessen Abgriff entsprechend verändert wird.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Anordnung zur Veränderung des Sollwertes bei elektrischen Reglern, bei denen ein mit einem Potentiometer einstellbarer Teil des Meßwertes (Istwert) mit einem konstanten Normalwert verglichen wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Abgriff des Meßwertpotentiometers durch einen Motor verstellt wird, dessen Drehzahl zur Erreichung einer möglichst gleichmäßigen Sollwertverstellung von der Stellung des Potentiometerabgriffes abhängig ist.
2. Anordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß gleichzeitig mit der Verstellung des Potentiometerabgriffes ein Widerstand oder ein Potentiometer im Motorkreis verstellt wird.