DE1009407B

DE1009407B - Display device for the difference between two speeds

Info

Publication number: DE1009407B
Application number: DEA24516A
Authority: DE
Inventors: Oddgeir Uglum
Original assignee: ASEA AB
Current assignee: ABB Norden Holding AB
Priority date: 1955-03-23
Filing date: 1956-03-19
Publication date: 1957-05-29
Also published as: GB801495A; CH340071A; FR1144494A

Description

DEUTSCHESGERMAN

Die Erfindung betrifft ein Gerät zum Vergleich zweier Drehzahlen, das anspricht, wenn die Differenz beider Drehzahlen einen gegebenen Grenzwert unterschreitet. Das Gerät setzt die Verwendung zweier Wechselstrom-Tachometergeneratoren voraus, die bei 5 der Drehzahldifferenz Null dieselbe Frequenz haben. Die Erfindung bezweckt insbesondere die Ausbildung eines Gerätes für die Überwachung des mechanischen Anlassens und Zuschaltens von Kraftmaschinen zu bereits laufenden Maschinen mit großem Trägheitsmoment. The invention relates to a device for comparing two speeds, which responds when the difference falls below a given limit value at both speeds. The device assumes the use of two AC tachometer generators that have the same frequency when the speed difference is zero. The invention aims in particular to design a device for monitoring the mechanical Starting and switching on of prime movers to already running machines with a large moment of inertia.

Es ist bereits bekannt, Drehzahldifferenzen durch Ausnutzung der bei der Überlagerung von zwei Frequenzen entstehenden; Differenzfrequenz zu messen. Die bekannte Anordnung soll eine mit der Differenzfrequenz möglichst linear ansteigende Ausgangsgröße liefern, weshalb sowohl das in die Anordnung eingehende Relais als aych der Abflachungsfilter eine sehr kurze Verzögerung haben muß, damit das Relais synchron mit der Sphwebungsspannung ansprechen und abfallen kann. Die Einrichtung nach der Erfindung soll dagegen nur beim Unterschreiten einer vorgeschriebenen Drehzahldifferenz sicher ansprechen. Zu diesem Zweck ist -ctie Einrichtung erfindungsgemäß so ausgebildet, daß ein Abflachungs- oder Tiefpaßfilter der Relaisanordnung vorgeschaltet ist, dessen obere Grenzfrequenz dem anzuzeigenden Drehzahlunterschied im wesentlichen entspricht; und·''die '■'■'■'■ Relaisanordnung so ausgeführt ist, daß sie jeweils anspricht, wenn der Momentanwert der Ausgangsspannung des Gleichrichters einen unteren Grenzwert unterschreitet. Durch die Verlegung der oberen Grenzfrequenz des Abflachungsfilters an den Arbeitspunkt des Gerätes wird erreicht, daß die die Relaisanordnung beeinflussende Größe am Arbeitspunkt des Gerätes eine möglichst steile Funktion der Drehzahldifferenz wird.It is already known to detect speed differences by utilizing the resulting from the superposition of two frequencies; Measure difference frequency. The known arrangement is intended to provide an output variable which increases linearly with the difference frequency, which is why both the relay entering the arrangement and the flattening filter must have a very short delay so that the relay can respond and drop out synchronously with the voltage. The device according to the invention, on the other hand, should only respond reliably when the speed difference falls below a prescribed level. For this purpose, the device is designed according to the invention in such a way that a flattening or low-pass filter is connected upstream of the relay arrangement, the upper limit frequency of which essentially corresponds to the speed difference to be displayed; and · '' the '■' ■ '■' ■ relay arrangement is designed so that it responds when the instantaneous value of the output voltage of the rectifier falls below a lower limit value. By moving the upper limit frequency of the flattening filter to the operating point of the device, it is achieved that the variable influencing the relay arrangement at the operating point of the device becomes a function of the speed difference that is as steep as possible.

Die Erfindung ist im folgenden an Hand der Zeichnung erläutert, in der Fig. 1 schematisch ein Ausführungsbeispiel der Erfindung und die Fig. 2 und 3 die Spannung an verschiedenen Punkten des Gerätes als Funktion der Zeit zeigen.The invention is explained below with reference to the drawing, in which FIG. 1 shows an exemplary embodiment schematically of the invention and Figs. 2 and 3 show the voltage at different points on the device show as a function of time.

In Fig. 1 bedeuten 1 und 2 zwei Wechselstrom Tachometergeneratoren., die mit den Drehzahlen M₁ und M₂ angetrieben und deren Ausgangsspannungen 4-5 in Reihe mit den Widerständen 3 und 4 den Leitungen 5 und 6 der Anzeigevorrichtung zugeführt werden. Die Wechselspannung zwischen den Leitungen 5 und 6 wird in dem Ventil 7 gleichgerichtet, die Gleichspannung wird von dem Kondensator 10 geglättet, der zusammen mit dem bei 8 angeschlossenen Widerstand 9 und den Widerständen 3 und 4 ein Glättungsfilter bildet. Die Spannung an der Ausgangsseite des Glättungsfilters wirkt als negative Anzeigegerät für die Differenz
zweier DrehzahlenIn Fig. 1, 1 and 2 are two alternating current tachometer generators. Which are driven at speeds M ₁ and M ₂ and whose output voltages 4-5 are fed in series with resistors 3 and 4 to lines 5 and 6 of the display device. The AC voltage between lines 5 and 6 is rectified in valve 7, the DC voltage is smoothed by capacitor 10, which together with resistor 9 connected at 8 and resistors 3 and 4 forms a smoothing filter. The voltage on the output side of the smoothing filter acts as a negative indicator for the difference
two speeds

Anmelder:Applicant:

Allmänna Svenska Elektriska
Aktiebolaget, Västeräs (Schweden)Allmänna Svenska Elektriska
Aktiebolaget, Västeräs (Sweden)

Vertreter: Dipl.-Ing. H. Missling, Patentanwalt,
Gießen, Siephanstr. 3Representative: Dipl.-Ing. H. Missling, patent attorney,
Giessen, Siephanstr. 3

Beanspruchte Priorität:
Schweden vom 23. März 1955Claimed priority:
Sweden 23 March 1955

Oddgeir Uglum, Västeräs (Schweden),
ist als Erfinder genannt wordenOddgeir Uglum, Västeräs (Sweden),
has been named as the inventor

Vorspannung auf das Gitter einer Elektronenröhren. Im Anodenstromkreis 12 der Elektronenröhre 11 ist die Spule 13 eines gewöhnlichen Relais eingeschaltet.Bias on the grid of an electron tube. In the anode circuit 12 of the electron tube 11, the coil 13 of an ordinary relay is switched on.

Wenn das Ventil 7 die gezeigte Polarität hat, wird das Gitter der Elektronenröhre 11 negativ im Verhältnis' zur Kathode, die Spannungen der Tachometergeneratoren 1 und 2 sind so hoch, daß die Elektronenröhre 11 normalerweise völlig abgedrosselt, d. h. die Relaisspule 13 stromlos ist.If the valve 7 has the polarity shown, the grid of the electron tube 11 becomes negative in the ratio ' to the cathode, the voltages of the tachometer generators 1 and 2 are so high that the Electron tube 11 normally completely throttled, i. H. the relay coil 13 is de-energized.

Wenn die Widerstände 3 und 4 gleich groß sind, wird die Spannung zwischen den Leitungen 5 und 6 gleich der halben Summe der beiden Wechselspannungen der Tachometergeneratoren 1 und 2, und wenn die Frequenzen für diese Wechselspannungen ungleich sind, entsteht eine Schwebungsspannung zwischen den Leitungen 5 und 6.If the resistors 3 and 4 are the same size, the voltage between the lines 5 and 6 equal to half the sum of the two alternating voltages of the tachometer generators 1 and 2, and if so the frequencies for these alternating voltages are unequal, a beat voltage arises between the Lines 5 and 6.

In Fig. 2 zeigt die Kurve 15 die Spannung zwischen den Leitungen 5 und 6 als eine Funktion der Zeit für den Fall, daß die Frequenzen der beiden Wechselspannungen beinahe gleich groß sind. Die Kurve 16 zeigt die Schwebungsspannung und ist die L^Tmhüllungskurve der Kurve 15.In FIG. 2, curve 15 shows the voltage between lines 5 and 6 as a function of time in the event that the frequencies of the two alternating voltages are almost the same. Curve 16 shows the beat ^{voltage and is the L T} envelope curve of curve 15.

Nach Gleichrichtung und Glättung der Spannung zwischen den Leitungen 5 und 6 bleibt eine Gleichspannung mit einer überlagerten, von der Schwebungsspannung herrührenden Wechselspannung übrig. In Fig. 3 zeigt die Kurve 17 die Gleichspannung am Gitter der Röhre 11 als eine Funktion der Zeit für denselben Fall wie in Fig. 2. Der kleinste Augenblickswert dieser Gleichspannung hängt teils von dem Verhältnis zwischen der Amplitude der Schwebungsspannung 16 zum Mittelwert der Spannung 15 nachAfter rectifying and smoothing the voltage between lines 5 and 6, a direct voltage remains with a superimposed alternating voltage resulting from the beat voltage. In Fig. 3, curve 17 shows the DC voltage across the grid of tube 11 as a function of time for same case as in Fig. 2. The smallest instantaneous value of this direct voltage depends partly on the Relationship between the amplitude of the beat voltage 16 to the mean value of the voltage 15 according to

709 546/40709 546/40

Gleichrichtung ab, teils vom Maß der Glättung oder Abflachung der Schwebungsspannung im Glättungsfilter nach dem Gleichrichter 7. Wenn die Differenz zwischen den Drehzahlen U₁ und M₂ groß ist, ist die Schwebungsspannung klein und gleichzeitig die Schwebungsfrequenz hoch, so daß das Abflachungsfilter auch die Schwebungsspannung abflachen kann. Die Gitterspannung 17 wird daher hauptsächlich flach, e_min ist groß, d. h., die Röhre ist völlig gedrosselt. Rectification depends partly on the degree of smoothing or flattening of the beat voltage in the smoothing filter after the rectifier 7. If the difference between the speeds U ₁ and M _{2 is} large, the beat voltage is small and at the same time the beat frequency is high, so that the flattening filter also controls the beat voltage can flatten. The grid voltage 17 is therefore mainly flat, e _min is large, that is, the tube is completely throttled.

Wenn die Differenz zwischen den Drehzahlen M₁ - und n₂ abnimmt, wächst die Schwebungsspannung 16, gleichzeitig nimmt die Wirkung des Abflachungsfilters wegen der abnehmenden Schwebungsfrequenz ab, weshalb auch e_min schnell abnimmt. Bei einer gewissen Drehzahldifferenz ist e_min so klein, daß die Elektronenröhre 11 leitend wird, jeweils wenn die Gitterspannung ihren Mindestwert erreicht, und das Relais 13 wird eingeschaltet.If the difference between the speeds M ₁ - and n ₂ decreases, the beat voltage 16 increases, at the same time the effect of the flattening filter decreases because of the decreasing beat frequency, which is why e _{min also} decreases rapidly. At a certain speed difference, e _{min is} so small that the electron tube 11 becomes conductive, in each case when the grid voltage reaches its minimum value, and the relay 13 is switched on.

In der beschriebenen Anordnung ist der Anodenstrom in der Elektronenröhre 11 eine sehr steile Funktion der Drehzahldifferenz, so daß eine genaue und sichere Anzeige erhalten wird. Die Drehzahldifferenz, für die das Gerät ansprechen soll, kann man einfach dadurch einstellen, daß man die Grenzfrequenz des Abflachungsfilters variiert, z. B. dadurch, daß man den Kondensator 10 austauscht oder den Widerstand 9 ändert. Die Spannungsquelle 14, die in Fig. 1 gezeigt ist, gibt dem Gitter der Elektronenröhre 11 eine feste Vorspannung in Reihe mit der Spannung über dem Kondensator 10, sie entspricht einer Änderung der Drosselspannung der Elektronenröhre 11.In the arrangement described, the anode current in the electron tube 11 is very steep Function of the speed difference, so that an accurate and reliable display is obtained. The speed difference, for which the device should respond can be set simply by setting the cutoff frequency of the flat filter varies, e.g. B. by replacing the capacitor 10 or the resistor 9 changes. The voltage source 14 shown in Fig. 1 supplies the grid of the electron tube 11 has a fixed bias in series with the voltage across capacitor 10, it corresponds to a change in the choke voltage of the electron tube 11.

Die in Fig. 1 gezeigte Ausführungsform der Erfindung ist nur eiri Beispiel, es sind viele Abänderungen denkbar. Die Summierung der Wechselspannungen der Tachometergeneratoren kann z. B. in einem Transformator anstatt in der gezeigten Summierungsschaltung mit den Widerständen 3 und 4 vorgenommen werden. Das Abflachungsfilter kann aus Reaktoren und Kondensatoren anstatt aus Widerständen und Kondensatoren bestehen, es kann mit mehreren Filtergliedern in Kaskadenschaltung ausgeführt werden.The embodiment of the invention shown in Fig. 1 is only an example, there are many variations conceivable. The summation of the alternating voltages of the tachometer generators can, for. B. in one Transformer made with resistors 3 and 4 instead of in the summing circuit shown will. The flat filter can consist of reactors and capacitors instead of resistors and capacitors exist, it can be implemented with several filter elements in cascade connection will.

In der Relaisanordnung kann die Elektronenröhre statt als Triode als Pentode ausgebildet sein, auch ein Thyratron kann in gewissen Fällen verwendet werden. Es ist auch möglich, auf die Elektronenröhre zu verzichten und statt dessen eine gewöhnliche Begrenzungsschaltung einzuführen, die beispielsweise aus einem Relais mit einem Ventil und einer Vorspannung m Reihe bestehen kann, wobei das Relais auf den Strom anspricht, der bei Begrenzung der Spannung an der Ausgangsseite des Abflachungsfilters entsteht.In the relay arrangement, the electron tube can be designed as a pentode instead of a triode, and a thyratron can also be used in certain cases. It is also possible to dispense with the electron tube and instead introduce an ordinary limiting circuit, which can consist, for example, of a relay with a valve and a bias voltage m series, the relay responding to the current that is generated when the voltage is limited on the output side of the flat filter arises.

Claims

PATENT CLAIMS:

1. Device for comparing two measured by means of alternating current tachometer generators Speeds at which the sum of the alternating voltages taken from the tachometer generators is fed to a rectifier, the output voltage of which is a relay arrangement influenced, characterized in that a flat or low-pass filter of the relay arrangement is connected upstream, the upper limit frequency of which is essentially the speed difference to be displayed corresponds, and the relay arrangement is designed so that it responds when the The instantaneous value of the output voltage of the rectifier falls below a lower limit value.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the relay arrangement consists of an electron tube and a relay in the anode circuit of the tube and the output side of the flat filter with the grid of the electron tube connected is.

Considered publications:
ATM sheet V 145-4.

1 sheet of drawings