DE973769C

DE973769C - Follow-up motion control

Info

Publication number: DE973769C
Application number: DES16555D
Authority: DE
Inventors: Kurt Dipl-Ing Felgentreff; Ernst Arnold Voit; Heinrich Dipl-Ing Williges
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1942-02-12
Filing date: 1942-02-12
Publication date: 1960-06-02

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Folgebewegungssteuerung unter Zuhilfenahme von aus gittergesteuerten Gas- oder Dampfentladungsgefäßen bestehenden Regelorganen, deren Zündzeitpunkt in Abhängigkeit von einer dem Stellungsunterschied zwischen vorgegebenem und ausgeführtem Kommando verhältnisgleichen Wechselspannung mit Hilfe von gesättigten Transformatoren (Spitzentransformatoren) veränderbar ist, an welchen mit Hilfe einer Wechselstromvormagnetisierung aus einer Grundspannung und einer dem Stellungsunterschied bzw. der Regelabweichung proportionalen Wechselspannung die Zündimpulse für die Entladungsgefäße derart verschoben werden, daß der Stellungsunterschied bis auf einen geringen Wert ausgeregelt wird. Erfindungsgemäß wird bei einer solchen Anordnung auf die Spitzentransformatoren mittels einer aus dem Regelkreis hergeleiteten veränderbaren Gleichspannung eine zusätzliche Gleichstromvormagnetisierung zur Stabilisierung der Folgebewegung gegeben, die eine zusätzliche Verschiebung der von den Spitzentransformatoren abgegebenen Zündspannungsspitzen bewirkt. Auf diese Weise wird erreicht, daß Pendelbewegungen, die bekanntermaßen die Stabilisierung einer Regelung beeinträchtigen, bereits in ihrem Entstehungszustand beseitigt werden, indem das differenzierte Regelsignal unmittelbar die Zündimpulse beeinflußt.The invention relates to a following motion control with the aid of grid-controlled Gas or vapor discharge vessels existing regulating organs, their ignition point depending on of one in proportion to the difference in position between the given command and the command executed AC voltage can be changed with the help of saturated transformers (peak transformers) is to which with the help of an alternating current bias from a basic voltage and a the alternating voltage proportional to the position difference or the control deviation, the ignition pulses for the discharge vessels are shifted in such a way that the difference in position is down to a small value is regulated. According to the invention, in such an arrangement, the peak transformers an additional direct current bias by means of a variable direct voltage derived from the control loop given to stabilize the following movement, which is an additional shift of the output from the tip transformers Causes ignition voltage peaks. In this way it is achieved that pendulum movements that are known affect the stabilization of a regulation, are eliminated in their development state, in that the differentiated control signal directly influences the ignition pulses.

Zur näheren Erläuterung der Erfindung wird nunmehr auf die Figuren der Zeichnung Bezug genommen. Es zeigtFor a more detailed explanation of the invention, reference is now made to the figures of the drawing. It shows

Fig. ι eine Spitzensteuerung für einen Einstellmotor, Fig. Ι a top control for a setting motor,

009 522/18009 522/18

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Fig. 2 den Flußverlauf in den beiden Spulen eines Spitzentransformators,Fig. 2 shows the flow of flux in the two coils of a peak transformer,

Fig. 3 die Verschiebung der Spannungsspitze bei einer positiven Vormagnetisierung und Fig. 4 die Verschiebung der Spannungsspitze bei einer negativen Vormagnetisierung.3 shows the displacement of the voltage peak in the case of a positive premagnetization and 4 shows the displacement of the voltage peak in the case of a negative premagnetization.

Der Motor i, der einen nicht mitdargestellten Gegenstand entsprechend einer nach Größe und Richtung vorgegebenen Bewegung einstellen mag, ίο wird in an sich bekannter und in Fig. ι nicht dargestellter Weise über die beiden gittergesteuerten Gas- oder Dampfentladungsgefäße 2 und 3 gespeist. Die beiden Entladungsgefäße 2 und 3 können dabei in Antiparallelschaltung betrieben werden und den Anker des Motors 1 speisen, oder aber es speist jedes Entladungsgefäß, z. B. bei Verwendung der Leonardsteuerung, eine getrennte Erregerwicklung des zugehörigen Leonardgenerators. Aus einem Wechselstromnetz 4 wird die Primärwicklung 5 eines Transformators 6 gespeist, der mit vier Sekundärwicklungen 7, 8, 9 und 10 versehen ist. Die Sekundärwicklungen 7 und 8 liefern über die beiden nach Graetz geschalteten Gleichrichteranordnungen 11 und 12 die negativen Gittervorspannuhgen für die Entladungsgefäße 2 und 3. Mit 13 und 14 sind Glättungskondensatoren bezeichnet. Die Sekundärwicklungen 9 und 10 speisen die Primärwicklungen 15 und 16 der beiden Spitzentransformatoren 17 und 18. Um die Phasenlage der Vorerregungsspannung einstellen zu können, sind ein Widerstand 19 und ein Kondensator 20 vorgesehen. Die einem im einzelnen nicht dargestellten Stellungsvergleichssystem entnommene sogenannte Wegfehlerwechselspannung steht an den Klemmen 21 und 22 zur Verfügung. Ihre Phasenlage kann durch einen Kondensator 23 geändert werden. Die Schaltung ist dabei so getroffen, daß die Wicklungen 15 und 16 die Vorerregung und die Wegfehlerwechselspannung führen.
Als Spitzentransformator kann hierbei ein gesättigter Transformator mit abgestuftem Eisenkernquerschnitt Verwendung finden, bei dem der abgestufte Eisenkern, auf dessen Mittelschenkel die Wicklungen angebracht sind, von untereinander verschiedenen Blechsorten gebildet wird. Der von der Primärspule umflossene Teil des Eisenkernes hat dabei einen weitaus größeren Querschnitt als der von der Sekundärspule umschlossene Teil des Eisenkernes. Zwischen diesen beiden Spulen ist noch ein Streujoch angeordnet. Als Spitzentransformator kann aber auch ein gesättigter Transformator mit abgestuftem und von aus untereinander verschiedenen Blechsorten gebildetem Eisenkernquerschnitt Verwendung finden, bei dem die Sekundärspule so angebracht ist, daß in ihr durch das Streufeld keine Spannung induziert werden kann. Die Primärspule ist hierbei auf dem einen, die Sekundärspule auf dem anderen Seitenschenkel des Transformators angebracht, während der Mittelschenkel das Streujoch bildet. Ein Spitzentransformator letzterer Art findet bei der in der Fig. 1 gezeigten Schaltung Verwendung.The motor i, which may set an object (not shown) in accordance with a predetermined movement in terms of size and direction, ίο is fed via the two grid-controlled gas or vapor discharge vessels 2 and 3 in a manner known per se and not shown in FIG. The two discharge vessels 2 and 3 can be operated in anti-parallel connection and feed the armature of the motor 1, or it feeds each discharge vessel, e.g. B. when using the Leonard control, a separate field winding of the associated Leonard generator. The primary winding 5 of a transformer 6, which is provided with four secondary windings 7, 8, 9 and 10, is fed from an alternating current network 4. The secondary windings 7 and 8 supply the negative grid biases for the discharge vessels 2 and 3 via the two rectifier arrangements 11 and 12 connected to Graetz. With 13 and 14 smoothing capacitors are designated. The secondary windings 9 and 10 feed the primary windings 15 and 16 of the two peak transformers 17 and 18. In order to be able to set the phase position of the pre-excitation voltage, a resistor 19 and a capacitor 20 are provided. The so-called path error AC voltage taken from a position comparison system (not shown in detail) is available at terminals 21 and 22. Their phase position can be changed by a capacitor 23. The circuit is made so that the windings 15 and 16 lead the pre-excitation and the path error AC voltage.
A saturated transformer with a stepped iron core cross-section can be used as the tip transformer, in which the stepped iron core, on whose center leg the windings are attached, is formed from different types of sheet metal. The part of the iron core surrounded by the primary coil has a much larger cross section than the part of the iron core surrounded by the secondary coil. A scattering yoke is also arranged between these two coils. A saturated transformer with a stepped iron core cross-section formed from different types of sheet metal, in which the secondary coil is attached so that no voltage can be induced in it by the stray field, can also be used as the peak transformer. The primary coil is attached to one side and the secondary coil to the other side leg of the transformer, while the center leg forms the scattering yoke. A peak transformer of the latter type is used in the circuit shown in FIG.

Die im Anker des Motors 1 erzeugte und gleichzeitig die Istgeschwindigkeit bildende veränderliche Gleichspannung wird mit Hilfe eines Widerstandes 24 und eines Kondensators 25 geglättet und mit Hilfe eines weiteren Kondensators 26 differenziert. Die durch die Differentiation erhaltene Istbeschleunigungsspannung wird zwei weiteren Primärwicklungen 27 und 28 der Spitzentransformatoren 17 und 18 zugeführt. In diesem Stromkreis ist ferner noch ein aus einer Drosselspule 29 und einem Kondensator 30 bestehende Sperre, z. B. eine 50-Hz-Sperre, für die Frequenz des Wechselstromnetzes 4 bzw. der Wegfehlerspannung vorgesehen. Darüber hinaus besteht die Möglichkeit, daß außer der Istbeschleunigungsspannung noch andere, ebenfalls als veränderliche Gleichspannungen vorhandene Steuerkomponenten auf die Spitzentransformatoren zur Einwirkung gebracht werden. Hierzu können die weiteren Primärwicklungen 31 und 32 der beiden Spitzentransformatoren 17 und 18 dienen, die dann mit einer Gleichspannung gespeist werden, die z. B. der Istgeschwindigkeit (positiv oder negativ), der Sollgeschwindigkeit, der Sollbeschleunigung od. dgl. verhältnisgleich ist.The variable generated in the armature of the motor 1 and at the same time forming the actual speed DC voltage is smoothed with the help of a resistor 24 and a capacitor 25 and with the help another capacitor 26 differentiated. The actual acceleration voltage obtained through the differentiation becomes two more primary windings 27 and 28 of the tip transformers 17 and 18 supplied. In this circuit there is also a choke coil 29 and a capacitor 30 existing lock, e.g. B. a 50 Hz block for the frequency of the AC network 4 or the path error voltage provided. In addition, there is the possibility that, in addition to the actual acceleration voltage other control components, also available as variable DC voltages to act on the tip transformers. For this, the further primary windings 31 and 32 of the two peak transformers 17 and 18 are used, which then be fed with a DC voltage z. B. the actual speed (positive or negative), the The target speed, the target acceleration or the like is proportional.

Die Sekundärwicklungen 33 und 34 der Spitzen- £5 transformatoren 17 und 18 stehen mit den Steuergittern der Entladungsgefäße 2 und 3 in Verbindung. Zur Dämpfung der in den Spulen 33 und 34 entstehenden Ausschwingungsvorgänge dient die Parallelschaltung je eines Gleichrichters 35 bzw. 36 und go eines Kondensators 37 bzw. 38. Die in jeder der Sekundärspulen als dem schwingungsfähigen Gebilde schwingende Energie wird in der entsprechenden Halbwelle durch die zugehörigen Gleichrichter abgeleitet und damit der Sekundärspule die Energie entzogen, so daß ein Weiterschwingen unmöglich ist. Es bedeutet keinen Nachteil, daß durch den Gleichrichter auch die Spitzen in einer Richtung vernichtet werden, da ja nur die Spitze in einer Richtung zum Steuern benutzt wird.The Top £ 5 Secondary Windings 33 and 34 transformers 17 and 18 are with the control grids of the discharge vessels 2 and 3 in connection. To dampen the arising in the coils 33 and 34 The parallel connection of a rectifier 35 or 36 and go is used for oscillation processes of a capacitor 37 or 38. The one in each of the secondary coils as the oscillatory structure Oscillating energy is diverted in the corresponding half-wave by the associated rectifier and thus the energy is withdrawn from the secondary coil, so that further oscillation is impossible is. It does not mean any disadvantage that the rectifier also causes the peaks in one direction be destroyed, since only the tip is used for steering in one direction.

Der Flußverlauf eines Spitzentransformators sei an Hand der Fig. 2 kurz erläutert. Die der Primärspule zugeführte Wechselspannung ruft einen Primärstrom und damit auch einen magnetischen Fluß Φ± hervor. Der in der Sekundärspule entstehende magnetische Fluß Φ₂ ist anfangs gleich dem magnetischen Fluß Φ_ν geht aber rasch in die Sättigung über. Der magnetische Fluß Φ₁ schließt sich dann über das Streujoch. Beim Durchgang des Flusses Φ_% durch Null entsteht die Spannungsspitze. Die Fig. 3 und 4 lassen weiterhin erkennen, daß je nach der Richtung der Vormagnetisierung Φν durch die Dämpfungsspannung die Spannungsspitze früher oder später entsteht.The flux profile of a peak transformer is briefly explained with reference to FIG. The alternating voltage supplied to the primary coil causes a primary current and thus also a magnetic flux Φ ± . _{The magnetic flux Φ 2} generated in the secondary coil is initially equal to the magnetic flux Φ _ν but quickly saturates. The magnetic flux Φ ₁ then closes over the scattering yoke. When the flux Φ _% passes through zero, the voltage spike occurs. FIGS. 3 and 4 also show that, depending on the direction of the premagnetization Φν, the voltage peak arises sooner or later due to the damping voltage.

Claims

PATENT CLAIMS:

i. Follow-up motion control with the aid of grid-controlled gas or vapor discharge vessels existing regulating organs, the ignition timing of which depends on a position difference between the specified and executed command with the aid of saturated transformers with the aid of a proportionate alternating voltage (Peak transformers) is changeable, on which with the help of an alternating current bias from a basic tension and

an alternating voltage proportional to the position difference or the control deviation, the ignition pulses for the discharge vessels are shifted in such a way that the position difference is regulated to a low value, characterized in that an additional direct current magnetization is applied to these peak transformers by means of a variable direct voltage derived from the control circuit to stabilize the Follow-up movement is given, which causes an additional shift in the ignition voltage peaks emitted by the peak transformers.

2. Follow-up motion control according to claim i, characterized in that the damping voltage generated from the adjustment motor The actual acceleration voltage obtained by differentiation is used for the armature voltage, which is used on the primary side which is fed to peak transformers.

3. Follow-up motion control according to claim 1 and 2, characterized in that the tip transformers control components other than direct voltages can also be supplied.

4. follow-up motion control according to claim 1, characterized in that the damping voltage generated from the adjustment motor Armature voltage or a tachometer voltage proportional to the actual speed on the secondary side of the peak transformer.

Considered publications:

German Patent Nos. 636 028, 657127, 702293;

A. Leonhard, "The automatic regulation in electrical engineering", Springer-Verlag, edition 1940, p. 134 to 141;

A. Leonhard, "The automatic regulation", Springer-Verlag, Berlin / Göttingen / Heidelberg, edition 1949, pp. 212 to 215;

Journal »Archiv für Elektrotechnik«, year 1939, Pp. 687 to 697.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings