DE954620C

DE954620C - Measuring element for comparing setpoint and actual value in control circuits

Info

Publication number: DE954620C
Application number: DEL17152A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Werner Blase; Dipl-Ing Hans Junior
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1953-11-17
Filing date: 1953-11-18
Publication date: 1956-12-20

Description

Bei Regeleinrichtungen sollen die Meßglieder der Regler so ausgeführt sein, daß kleine Änderungen dien Eingangsgröße als, große Änderungen der Ausgangsgröße an dasi Stellglied werden. Zur Erreichung dieses Zieles verwendet man gern ParaRelschaltungen ausi linearen und, nicht linearen! Widerständen. Als nicht lineare Widerstände werden vorzugsweise statrk gesättigte Drosseln benutzet, deren! Kern aus! einem ferro@-magnetischen Material mit nach: Möglichkeit rechteckiger Magnetisäerungsschleife besteht. Fig. z a zeigt eine solche bekannte Anordnung. Um stellt die zu messende Wechselspannung darr, die übe den verstellbaren Widerstand R die! Gleichric!hteranordnung G1 und über die je nach! Größe von! U", mehr oder weniger vormagnetisierte Drossel Dr die Gleichriahteranordnung G2 speist. Während dar- Gleichstrom JR linear mit der Meßgröße Um wächst, hängt der Gleichstrom JD,. infolge der Drosselwirkung für nicht linearer Weise von der Meßgröße U. ab. Der magnetische Verstärker M ,wird durch die Differenz der Ströme JD,-JR g e - steuert. Fug. i b zeigt die Kenntinien der Anordnumg nach Fig. i a. Da die Drossel Dy nicht nur einen spannungsabhängigen, sondern auch einen frequ:enzabhängigen Widerstand darstellt, erhält man einen stark frequenzabhängigen Drosselstrom, wie in Fsg. i b, durch" die gestrichelten Linien angedeutet ist. Diese Frequenzabhängigkei,t kann man zwar mit Hilfe von Resonanzkreisen für gewisse Erequenzb erenche- beseitigen, jedoch benötigt man dafür einen ziemlich großen Aufwand.In the case of regulating devices, the measuring elements of the regulators should be designed in such a way that small changes serve as input variables and large changes in the output variables act on the actuator. To achieve this goal one likes to use parallel circuits consisting of linear and non-linear ones! Resistances. Statrk saturated chokes are preferably used as non-linear resistors. Core off! a ferro @ -magnetic material with the possibility of a rectangular magnetization loop. Fig. Za shows such a known arrangement. Um represents the alternating voltage to be measured, which is via the adjustable resistance R which! Rectifier arrangement G1 and via the Size of! U ", a more or less pre-magnetized choke Dr, feeds the rectifier arrangement G2. While direct current JR increases linearly with the measured variable Um , the direct current JD depends on the measured variable U in a non-linear manner as a result of the choke effect , is controlled by the difference in the currents JD, -JR g e - . Fig. 1b shows the characteristic lines of the arrangement according to Fig. 1a. Since the choke Dy represents not only a voltage-dependent, but also a frequency-dependent resistance, one obtains a strongly frequency-dependent choke current, as indicated in Fig. 1b by "the dashed lines. This frequency dependency can indeed be eliminated with the help of resonance circles for certain frequency ranges, but it requires quite a lot of effort.

In der erfindungsgemäßen Anordnung wird zur Vermeidung dieser Nachteile ein Meßglied verwendet, bei welchem Soll- und Istwort von Strom oder Spannung am je eine Gleichrichteranordnung gelegt sind und in, den Ausgangskreisen der Gleichrichter zwecks Kommutierung ein gemeinsamer Kopplungswiderstand und zwei. Steuerwicklungen eines Magaetverrstärkers ! derart angeordnet sind, daß der Widerstand, von der Summe diel Ausgangsströme durchflossen wird, während diese Ströme die Steuerwicklungen gegeneinander wirkend durchfließen.In the arrangement according to the invention, in order to avoid these disadvantages a measuring element is used, in which nominal and actual word of current or voltage on a rectifier arrangement are each placed and in, the output circuits of the rectifier one common coupling resistor and two for commutation. Control windings of a magaet amplifier! are arranged such that the resistance, from the sum the output currents flow through them, while these currents flow through the control windings flow through acting against each other.

In Fig. 2 a ist die Erfindung an Hand :eines. Ausführungsbeispiels erläutert. Außer der Istspannung Ujst isst eine davon: unabhängiger Sollspannung Usott vorhanden, die mittels: einer Konstantspannungsquslle erzeugt wird. Die beiden Spannungen wirken auf GleiohTichteranordnungen G1 und G2. Die Ausgangsströme J1 undr J2 der Glekhrichter durchfließen: gemeinsam einen Kopplungswiderstand; R und getrennt die Steuerwicklungen i und 2 eines Magnetverstärkers M. Die Stromrichtung in: den Steuerwicklungen -ist so gewählt, daß die Ströme J1 und J2 den Magnetverstärker . gegensinnig steuern. Im Magnetverstärker wird: also! die Differenz J2-J1 als Steuergleichstrom Jst wirksam. Der Widerstand R, der wesentlich größer ist als. der ahmsche Widerstand der Steuerwicklungen:, hat die Aufgabe, die Gleichrichter zu. kommutieren. Bei Ujst< Usott ist der von. 12 im Widerstand R verursachte Spannungsabifall größer als: der von 1, verursachte Spannungsabfall. Dies bedeutet pTaktisch, daß dem, Gleichrichter G1 eine so große Spannung entgegengeschaltet ist, daß sein Ausgangss trom J1 zu Null wird. Analog liegen, die Verhältnisse bei UjSt> Usott. In diesem Falle wird 12 gleich Null.In Fig. 2a the invention is on hand: one. Embodiment explained. In addition to the actual voltage Ujst, an independent setpoint voltage Usott is also available, which is generated by means of: a constant voltage source. The two voltages act on the funnel arrangements G1 and G2. The output currents J1 and J2 of the rectifiers flow through: together a coupling resistor; R and separate the control windings i and 2 of a magnetic amplifier M. The current direction in: the control windings -is chosen so that the currents J1 and J2 the magnetic amplifier. steer in opposite directions. In the magnetic amplifier: so! the difference J2-J1 is effective as control direct current Jst. The resistance R, which is much greater than. the ahhmic resistance of the control windings, has the task of the rectifier too. commute. When Ujst <Usott is the from. 12 voltage drop caused in resistor R greater than: the voltage drop caused by 1. This means that the rectifier G1 is opposed to such a large voltage that its output current J1 becomes zero. The situation is analogous for UjSt> Usott. In this case, 12 becomes zero.

Die S.teuerungsverhäknds.se sind in Fig. 2b, dargestellt. Der Steuerstrom Jst = J2 - J1 ist als Funktion der Istspannung UjSt aufgetragen. Solange UjSt kleiner als Usott ist, ist der Strom J2 konstant, da, ja voraussetzungsgemäß Usatt konstant ist. Der Strom 1, ist dagegen; Null. Nähert sich nun die Istspannung der Sollspannung, so wird; J2 sehe- schnell kleiner, während f1 ansteigt. Sobald nach einem verhältnismäßig eng begrenzten Übergangsbereich die Istspannung :größer ist als die Sollspannung, ist 12 gleich Null, und der Stimm J1 steigt linear mit einer durch den! Nullpunkt gehenden Geraden aal. Da nun im Magnetverstärken die Differenz. der Steuerströme J2-11 wirksam wird, ergibt sich als. Steuerstromkennlinie die sehr steile strichpunktiert gezeichnete Linie.The S.teuerungsverhäknds.se are shown in Fig. 2b. The control current Jst = J2 - J1 is plotted as a function of the actual voltage UjSt. As long as UjSt is smaller as Usott is, the current J2 is constant, since, yes, according to the assumption, Usatt is constant is. The stream 1 is against it; Zero. If the actual voltage approaches the target voltage, so will; J2 see- quickly smaller, while f1 increases. Once after a proportionate tightly limited transition area the actual voltage: is greater than the nominal voltage, 12 equals zero, and the voice J1 increases linearly with one through the! Zero point walking straights eel. There now the difference in magnet amplification. of the control flows J2-11 takes effect results as. Control current characteristic the very steep dash-dotted line drawn line.

Als Gleichrichter werden vorzugsweise Trockengleichrichter verwendet, die bei den in Kraftnetzen üblichen ,Frequenzen praktisch frequenzuriabhängig sind.. Damit isst aber auch das gesamte Meßglied frequenzunabhängig. Durch entsprechende Di:mensionierung der Gleichrichter G1 und G2 und des Widerstandes R kann der Regelbereich beliebig begrenzt werden.Dry rectifiers are preferably used as rectifiers, which in the case of the frequencies usual in power networks are practically frequency-independent .. However, this means that the entire measuring element also eats independently of the frequency. Through appropriate The control range can control the dimensions of the rectifiers G1 and G2 and the resistor R can be limited as required.

Da sich deine Regelkenulinie aus der Überlagerung zweier Gleichriahterkennlinien ergibt, ist ihr Verlauf sehr steil, so, daß kleine Änderungen der Eingangsgröße Ujst große Änderungen im, Magnetverstärker hervorrufen.Since your rule line is made up of the superposition of two equal characteristic curves results, its course is very steep, so that small changes in the input variable Ujst cause major changes in the magnetic amplifier.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Measuring element for comparison; from. Setpoint and actual value in shelf positions, characterized in that the setpoint and actual value of current or voltage are each applied to a rectifier arrangement (Gi and G2) and in the output circuits; the rectifier has a common coupling resistor (R) and, two, control windings of a magnetic amplifier. (M) are arranged in such a way that the resistor (R) is traversed by the sum of the output currents (J1 and J2) of the rectifier, while these currents flow through the control windings acting against one another.

2. Arrangement according to claim: i, marked by the use of dry rectifiers with a particularly steep characteristic.

3. Arrangement according to AnSPTUOh i and 2, through characterized in that the coupling resistance (R) is significantly greater than the ohmic one Resistance of the control windings,