DE964889C - Anordnung zur Regelung der Drehzahl eines zum Antrieb zweier Pumpen dienenden Elektromotors - Google Patents

Description

Die Erfindung· betrifft eine Anordnung· zur Regelung der Drehzahl eines zum Antrieb zweier Pumpen dienenden Elektromotors zur Erzielung bestimmter Fördermengen, in Mischanlagen. Solche Anordnungen werden beispielsweise dort benötigt, wo es darauf ankommt, laufend gewisse Stoffe miteinander in ganz bestimmtem Verhältnis zu mischen,. Man denke dabei beispielsweise an die chemische Industrie, wo sehr oft die Aufgabe besteht, in großen technischen Synthesen bestimmte Chemikalien in ganz bestimmten Gewichtsverhältnissen miteinander zu mischen; oder man denke an Stoffpumpen in der Papierindustrie.

Die Erfindung geht von dem bekannten Gedanken aus, Förderpumpen, durch einen drehzahlgeregelten Elektromotor anzutreiben,. Es liegt die Aufgabe zugrunde, dabei die Mischung gewisser Stoffe in. be^- stimmtem Verhältnis zu überwachein!, zu. kontrollieren und, zu korrigieren, also zu regeln, wobei jede einzelne Pumpenanordnung einen Stoff fördert.

Gemäß der Erfindung wird vorgeschlagen, daß die Summe zweier der Drehzahl der beiden Pumpen proportionaler Spannungen die Drehzahl des Elektromotors beeinflußt und eine Kupplung zwischen der einen Pumpe und dem Elektromotor steuert.

Es wird weiter vorgeschlagen, durch eine Zusatzspannung den Summeinwert der Tachometerspannungen derart zu beeinflussen,, daß im Regelbereich die von den Pumpen geförderte Stoffmenge direkt als Spannungswert dargestellt wird. Zur Er-

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höhung des Regelbereiches soll in den Stromkreisen jeder Tachometermaschine ein strom- oder spannungsempnndlich.es Glied eingeschaltet sein, das beim Überschreiten einer vorgegebenen Drehzahl eine weitere Pumpe zuschaltet und beim Unterschreiten einer vorgegebenen Drehzahl die betreffende! Pumpe abschaltet. Zur Anpassung der Anordnung der Erfindung an besondere Mischaufgaben wird weiterhin für solche Stoffpumpenregelungen eine gestaffelte Sollwertvorgabe vorgeschlagen, um prozentuale Anteile der einzelnen Stoffe am Gemisch vorgeben zu können.. Das wird derart erreicht, daß der Abgriff des folgenden Widerstandes mit einem festen Abgriff des vorausgehenden Widerstandes verbunden ist.

Der Reglervergleich zwischen Soll- und Istwert soll bei jeder Pumpenanordnung für einen. Förderstoff den Motorantrieb beeinflussen entweder durch Verstellung der Erregung eines Gegengenerators im Ankerkreis des Motors (großer Verstellbereich) oder bei einfacheren Anlagen durch Verstellung der Erregung oder der Ankerspannung des Antriebsmotor selbst.

Als weiterer Punkt der Erfindung wird bei Mischanlagen vorgeschlagen, den Gegenstand der Mischbütte derart zu regeln, daß die Sollwertvorgabe für alle Pumpen standabhängig geregelt wird, wodurch selbsttätig durch einen zweiten Regelkreis die Förderung der Pumpen gleichmäßig unterbunden werden kann, wenn die Mischbütte voll ist. Die Zeichnung zeigt ein, Ausführungsbeispiel der Erfindung. Innerhalb der gestrichelten Umrahmung I ist in. Fig. 1 die Pumpenanordnung für einen Stoff gezeichnet. Zu jedem weiteren Stoff des herzustellenden, Gemisches gehört je eine Pumpenanordnung.

Fig. 2 zeigt die Kennlinie der beiden Pumpen, P₁ und P₂. Es sei zunächst nur die Pumpe P₂ betrachtet. T₁ und T₂ sind zwei Tachometermaschinen, die die Drehzahl der Pumpen, messen. Die Kennlinien der Fig. 2 zeigen die-Fördermenge in Abhängigkeit von, der Drehzahl n. Man erkennt, daß die Fördermenge und die den Pumpendrehzahlen η proportionalen Tachometermaschinenspannungen einander nicht proportional sein können. Die erforderliche Kennliniensteilheit der Tachometermaschinenspannungen in Abhängigkeit von den Drehzahlen der Pumpen wird durch, die Erregung der beiden Tachometermaschinen in der Weise vorgegeben, daß die Addition der beiden. Spannungen als Maß für die von beiden Pumpen geförderten Stoffmengen dienen kann,. In den. Tachometermaschinenkreis wird eine Zusatzspannung 5" eingeführt, welche; die Kennlinie jeder einzelnen, aber auch beider Pumpen zusammen in der Weise verschiebt, daß ein Proportionalbereich, zwischen Stoffmenge und Tachometermaschinenspannung unter Ausnutzung der linearen Teile der Kennlinien nach Fig. 2 gegeben wird. Zur Beeinflussung der Regelanordnung werden nur die geraden Äste der Kennlinie benutzt. Damit ist der Istwert der Fördermenge im Regelkreis gegeben. Die Anordnung von zwei Pumpen statt einer dient zur Vergrößerung des Regelbereiches. Geht man von einer ^.aximalen Fördermenge aus, so sinkt diese mit der Drehzahl η zunächst gemäß der Kennlinie P₁ + P₂. Bei einer bestimmten Drehzahl W₂ wird die Pumpe P₁ entkuppelt (Kupplung K), so daß nunmehr die Kennlinie der Pumpe P₂ allein ausgefahren wird. Das kann beispielsweise derart geschehen, daß die Spannung des Taehometerdynamos durch ain spannungsabhängiges Relais überwacht wird, welches bei Unterschreiten einer bestimmten Spannung die Kupplungii, die z.B. eine Magnetpulverkupplung ist, öffnet.

Arbeitet dagegen die Pumpe P₂ zunächst allein, so soll■ ebenfalls z.B. spannungsabhängig (Spannung an T₂) ein Relais die Kupplung K schließen lassen. Das Relais ist etwa als Selbsthalterelais ausgebildet und fällt erst ab, wenn wieder spannungsabhängig (Spannung an T₁) durch das vorgenannte Relais die Kupplung K geöffnet wird.

Wie ersichtlich, ist mit dieser Anordnung die Möglichkeit gegeben, die Fördermengen durch elektrische Regelung zu beeinflussen. In diesem Sinne wird daher ein Sollwert, in der Zeichnung mit F bezeichnet, der Istwertspannung entgegengeschaltet. Die Differenz steuert einen. Röhrenverstärker. RV und dieser einen magnetischen Verstärker MV. Der Ausgang des magnetischen Verstärkers beeinflußt die Erregung eines Gegenschaltgenerators G, so daß die dem Anker des Motors M zugeführte Spannung verändert wird. Daher wird die Fördermenge verändert.

In der Praxis kommt es nun oft darauf an, nicht allein eine bestimmte Fördermenge eines bestimmten Stoffes zu regeln, sondern, die. Zusammensetzung eines Mischvorganges konstant zu halten. Die einzelnen zu mischenden Stoffe werden durch Pumpen, gefördert, z. B. nach Art der Anordnung I gemäß der Erfindung. Der in Fig. 1 umstrichelte Teil II zeigt eine diesbezügliche Sollwertvorgabe gemäß der Erfindung. P ist der Sollwert, der von der dargestellten Pumpenanordnung zu. fördernden Stoffmenge. Die Sollwertvorgabe entspricht einem bestimmten Anteil der Gesamtmenge des Gemisches. Die Gesamtmenge wird durch die feste Spannung U_g dargestellt. Innerhalb des verbleibenden Restes der Gesamtmenge sollen die weiteren Anteile des Gemisches, in diesem Falle drei, zueinander in bestimmtem Verhältnis stehen, und zwar soll der Stoff, dessen Sollwert mit A bezeichnet ist, in gleichbleibendem Verhältnis zu den übrigen noch verbleibenden Stoffen stehen, und schließlich sollen diese beiden letztgenannten Stoffe zueinander ein festes Verhältnis haben (Z und H). Die gestaffelten, Widerstände, wie sie die Anordnung zeigt, ermöglichen, nicht allein die Konstanthaltung' einer Fördermenge oder der Gesamtfördermenge, sondern auch der Verhältnisse der einzelnen Anteile zueinander. Bei Veränderung des Sollwertes des gesamten. Gemisches durch Verstellung des Vorwiderstandes W ändern sich die Sollwerte für die Komponenten A, H und Z proportional mit, so daß die vorher eingestellten relativen Verhältnisse zwischen ihnen unverändert erhalten bleiben.

Bei Veränderung des ^-Sollwertes bleibt der F-Sollwert unverändert, während der Sollwert

rr

H + Z bei konstant bleibendem Verhältnis -^- so

Zj

verändert wird, daß der ioo %-WertF + A + H + Z erhalten, bleibt.

Wird der Z-Sollwert verändert, so wird gleichzeitig dadurch nur der ii-Sollwert so verstellt, daß die Summe der Sollwertspannungen Z + H unverändert bleibt. Bei dieser Verstellung bleiben also

die vorher eingestellten Verhältnisse

A+H+z

und

konstant.

H+Z

Mit B ist die Mischbütte bezeichnet, in der die einzelnen Anteile gemischt werden. Ein Schwimmer Schw beliebiger Bauart, z. B. ein Schwimmhebel mit Gewichtsbelastung¹ oder ein fotoelektrischer oder magnetischer Standanzeiger, wirkt auf den. Widerstand W im Sollwertstromkreis derart ein, daß bei Absinken des Flüssigkeitsstandes in der Mischbütte die Gesamtsollspannung Ug und sämtliche Einzelsollwerte anwachsen, so' daß die Fördermenge aller Pumpen ebenfalls ahwächst. Bei Überschreitung eines bestimmten Flüssigkeitsstandes in der Mischbütte wird durch entsprechende Bemessung des Widerstandes W erreicht, daß die Gesamtsollwertspannung· U_g praktisch auf Null absinkt oder wenigstens so nahe an

3«- Null herankommt, daß nur sehr geringe Mengen gefördert werden» Die Sollwertvorgabe durch die gestaffelte Widerstandsanordnung sowie die Steuerung der Sollwerte durch die Änderung des Vorwiderstandes W kann natürlich, auch benutzt werden, wenn man. Pumpen verwendet, die schon von vornherein, eine lineare Kennlinie haben. Letztere sind jedoch selten.

Um auch den gebogenen Teil der Kennlinien: Fördermenge—Drehzahl bzw. Tachometerspannung so ausnutzen zu können, daß auch die Fördermenge Null regeltechnisch erfaßt wird, wird in einer Weiterbildung der Erfindung ein Fliehkraftregulator auf der Welle für die Pumpe P₂ vorgesehen, der der Tachometerspannung eine solche Spannung entgegenschaltet, daß die Abhängigkeit Drehzahl — Gesamtistwertspannung der Pumpe P₂ verzerrt wird. Das kann so erfolgen, daß ein Regler geschichtete Widerstände in Reihe mit einer Gegenspannungsquell« ein- oder abschaltet bzw. mittels Schleifen mehr oder weniger überbrückt. Es kann auch beispielsweise eine Gegengleichspannungsquelle mit diesen geschichteten Widerständen als Spannungsteiler und Betätigung des Abgriffes durch, den: Regulator vorgesehen sein. Man kann

auch einen Gegenschaltgenerator zur Tachometer- 55 maschine vorsehen, dessen Erregung durch die genanntem Widerstände und den Regulator gesteuert wird.

Claims (7)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Anordnung zur Regelung der Drehzahl eines zum Antrieb zweier Pumpen dienenden Elektromotors zur Erzielung bestimmter Fördermengen, in Mischanlagen, dadurch gekennzeichnet, daß die Summe zweier der Drehzahl der beiden Pumpen proportionaler Spannungen die Drehzahl dies Elektromotors beeinflußt und eine Kupplung zwischen der einen Pumpe und dem Elektromotor steuert.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehzahl der beiden Pumpen, durch zwei Tachometermaschinen gemessen wird, an deren Anker je ein strom- oder spannungsempfindliches Glied liegt, welches beim Überschreiten einer vorgegebenen Drehzahl die zweite Pumpe zuschaltet und bei Unterschreiten einer vorgegebenen Drehzahl die betreffende Pumpe abschaltet.

3. Anordnung zur Regelung nach, Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß mit den Tachometermaschiinenspantiungen eine Zusatzspannung in, Reihe geschaltet ist.

4. Anordnung zur Regelung nach Anspruch 1 und 2, dadurch- gekennzeichnet, daß zur Sollwertvorgabe der zu fördernden Stoff menge gestaffelte Widerstände vorgesehen sind, die an einer Gleichspannungsquelle liegen und bei denen der Abgriff des folgenden Widerstandes mit einem festen Abgriff des vorhergehenden Widerstandes verbunden ist.

5. Anordnung nach Anspruch 1 bis 4, da,-durch. gekennzeichnet, daß für jede Fördermenge ein. Regler vorgesehen, ist, der von der Differenz zwischen Soll- und Istwertspannung über Röhren,- und Magnetverstärker die Erregung des Antriebsmofors oder eines GegenschaJtgenerators steuert.

6·. Anordnung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die gesamte Mischanlage durch einen weiteren, Regelkreis geregelt wird, welcher auf die Sollwertgeber für die Pumpenregler einwirkt.

7. Anordnung nach Anspruch 1 bis 6, da,-durch gekennzeichnet, daß ein Fliehkraftstellglied geschichtete Widerstände mit nichtlinearer¹ Abhängigkeit zwischen Widerstand und Abgriffstellung einer Gegenspannungsquelle zur Tachometermaschine zu- und abschaltet.

Hierzu r Blatt Zeichnungen

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