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Einrichtung zum Antrieb von Förderanlagen, insbesondere Personen-Schnellaufzügen
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei elektrischen Förderanlagen, insbesondere
Personen-Schnellaufzügen, die im Unterschied zu gewöhnlichen Aufzügen je nach dem
zurückzulegenden Fahrweg zwischen zwei Haltestellen mit verschiedener Höchstgeschwindigkeit
fahren, eine zügige Fahrbewegung zu schaffen, so daß für die Fahrgäste keine unangenehmen
Wirkungen entstehen, zugleich jedoch der vorgesehene Fahrweg in kürzester Zeit zurückgelegt
wird. Darüber hinaus besteht die Aufgabe, das gesetzte Ziel mit möglichst geringem
Aufwand zu erreichen und zugleich die Fahrprogrammabwicklung zu vereinfachen. Infolge
der großen, in verschiedener Richtung zu bewegenden und stark unterschiedlichen
Lasten liegen bei Schnellaufzügen besonders schwierige Antriebsbedingungen vor.
Die bisher bekannten Antriebseinrichtungen sind zumeist reine Steuereinrichtungen,
die mit Regulierwiderständen, Schaltschützen oder Wälzreglern arbeiten. Für Personen-Schnellaufzüge
arbeiten sie unbefriedigend und mit verhältnismäßig großem Aufwand.
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Außer einer reinen Steuerung ist ferner eine Regelung, und zwar eine
Regelung der Fördergeschwindigkeit bei Förderantrieben bekanntgeworden. Dabei wird
die Fördergeschwindigkeit mit Hilfe einer Tachozneterdynamo abgefühlt, die abgefühlte
Geschwindigkeitsistspannung mit einer Sollspannung verglichen, und die daraus gebildete
Differenz wirkt als Regelfehlergröße, die also der Abweichung von der vorgeschriebenen
Sollgeschwindigkeit verhältig ist, auf einen mechanischen Stellmotor ein. Dieser
wiederum verstellt über ein Gestänge ein Regel- oder Bremsgerät für die Fördermaschine.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die bekannten Förderantriebe zu verbessern
und weit höher gestellten Anforderungen, wie z. B. hinsichtlich Schnelligkeit und
Zügigkeit der Förderbewegung, anzupassen.
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Für eine Einrichtung zum Antrieb von Förderanlagen, insbesondere Personen-Schnellaufzügen,
unter Verwendung eines regelbaren, elektrischen Fördermotors und einer Verstärkereinrichtung,
die zum Beeinflussen der Motordrehzahl mindestens eine Magnetverstärkereingangsstufe
hat, wird gemäß der Erfindung eine weg-, geschwindigkeits- und beschleunigungsabhängige
rein elektrische Regelung der Förderbewegung über den Magnetverstärker vorgesehen,
und die Regelung der Förderbewegung erfolgt mit Hilfe von Spannungen, die die Sollwerte
der Regelung darstellen und gemäß dem vorgegebenen Geschwindigkeitsprogramm eingestellt
werden. Sie sind im folgenden auch als Programmspannungen bezeichnet.
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Als Fördermotor wird vorteilhaft ein fremderregter Gleichstrommotor
verwendet, der mit einem Steuergenerator einen Leonardsatz bildet. Es kann jedoch
auch ein anderer Motor verwendet werden, beispiels weise ein Wechselstromnebenschlußmotor.
In diesem Fall wird noch ein an den Ausgang der Verstärkereinrichtung angeschlossener
Stellmotor benötigt, der zur Regelung der Drehzahl die Bürsten des hTebenschlußmotors
verstellt. Bei Verwendung eines Leonardsatzes kann der Magnetverstärker entweder
unmittelbar auf die Erregung des Steuergenerators einwirken oder mittelbar über
eine Erregermaschine oder eine Verstärkermaschine. Der Magnetverstärker kann aber
auch auf einen steuerbaren Gleichrichter wirken, der den Fördermotor speist.
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Zur Abwicklung des Fahrprogramms kann ein Programmotor vorgesehen
werden, der über ein Potentiometer eine Programmspannung verstellt. Die abgenommene
Programmspannung stellt die Sollspannung für die Regelung der Geschwindigkeit dar.
Die Geschwindigkeits- und Beschleunigungsistwerte für die Regelung können einer
mit dem Fördermotor gekuppelten Tachometerdynamo entstammen oder auch der Ankerspannung
des Fördermotors. Zur Kompensierung des inneren Ankerspannungsabfalls wird im letzten
Fall zusätzlich ein dem Ankerstrom des Fördermotors entsprechender Steuerwert dem
Magnetverstärker zugeführt. Die Ist- und Sollwerte gelangen in den Eingang der Verstärkereinrichtung,
wo die aus
ihnen gebildeten Summen- bzw. Differenzwerte die Regelung
bewirken.
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Zur näheren Erläuterung der Erfindung sei im folgenden auf die Zeichnung
verwiesen, Es zeigt Fig. 1 ein Prinzipschaltbild der neuen weg-, geschwindigkeits-
und beschleunigungsabhängigen Regelung für den Antrieb einer Förderanlage, Fig.
2 eine graphische Darstellung der Geschwindigkeit der Förderbewegung in Abhängigkeit
von der Zeit, wie sie durch die Regelung nach der Erfindung erreicht wird, Fig.
3 bis 6 verschiedene Möglichkeiten des Aufbaues der Verstärkereinrichtung 1 aus
Fig. 1 in schematischer Darstellung, Fig. 7 ein vollständiges Schaltbild einer bevorzugten
Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes, Fig. 8 bis 11 verschiedene Abwandlungsmöglichkeiten
und Einzelheiten der Regelung in schematischer Darstellung.
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In den Fig. 1 bis 6 und 8 bis 11 ist aus Gründen der Übersichtlichkeit
nur das Wesentliche dargestellt. Auf die Darstellung unwesentlicher Einzelheiten
ist verzichtet. Diese können aus dem ausführlichen Schaltbild nach Fig. 7 entnommen
odergefolgert werden. Als Fördermotor ist jeweils ein fremderregter Gleichstrommotor
M vorgesehen, der von einem Gleichstromgenerator G gespeist wird und mit diesem
einen Leonardsatz bildet.
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In Fig. 1 ist der Fördermotor, der die Förderanlage antreibt, mit
9 bezeichnet. Er wird über eine Erregerwicklung 18, beispielsweise über eine Ventilanordnung
19, aus einer nicht dargestellten Wechselstromquelle gespeist. Der Fördermotor 9
bildet zusammen mit dem Generator 8 den Leonardsatz. Zur Erregung des Generators
8, der durch einen Asynchronmotor 80 angetrieben wird, dient eine Erregerwicklung
7, die von einer mehrstufigen, jedoch nur schematisch gezeichneten Verstärkereinrichtung
1 an sich beliebiger Art, diejedoch mindestens eineMagnetverstärkereingangsstufe
hat, erregt und deren Erregung sowohl weg- und geschwindigkeits- als auch beschleunigungsabhängig
geregelt wird. Die Verstärkereinrichtung 1 ist zugleich der Regelverstärker für
die Regelung. Während die Ausgangsanschlüsse der Verstärkereinrichtung 1 nach oben
auf die Erregerwicklung 7 gehen, führt der Eingangsanschluß nach unten heraus. Ein
dritter Anschluß auf der linken Seite deutet die Speisung der Verstärkereinrichtung
aus einem Wechselstromnetz an.
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In dem an die Eingangswicklungen der Verstärkereinrichtung angeschlossenen
Eingangsstromkreis findet der Regelvergleich für die weg-, geschwindigkeits-und
beschleunigungsabhängige Regelung des Fördermotors 9 statt. Dazu ist dieser mit
einer Tachometerdynamo 56 gekuppelt, die eine der Geschwindigkeit des Motors verhältige
Gleichspannung abgibt. Zur Bildung der Steuergröße, mit der der Eingang der Verstärkereinrichtung
1 beaufschlagt wird, wird die Spannung der Tachometerdynamo 56 unmittelbar mit einer
Sollspannung verglichen, die von einem Potentiometer 31 abgegriffen ist. Das Potentiometer
erhält seine Gleichspannung, beispielsweise ebenfalls über eine Ventilanordnung
24, aus dem Wechselstromnetz, das auch die Ventilanordnung 19 speist. Es kann natürlich
auch eine besondere konstante Gleichspannungsquelle als Sollspannungsquelle zur
Speisung des Potentiometers 31 vorgesehen werden.. Die von dem Potentiometer 31
abgegriffene Sollspannung kann über den Schalter 57 der Spannung der Tachometerdynamo
56 entgegengeschaltet werden. Dadurch ergibt sich eine Differenzspannung als steuernde
Fehlergröße der Geschwindigkeit für die Verstärker einrichtung 1. Der Schalter 57
hat mehrere verschie-Jene Schaltstellungen. In der Stellung I erfolgt, wie oben
beschrieben, eine Geschwindigkeitsregelung des Fördermotors 9. In der Stellung II
oder IV wird die Tachometerdyn amo 56 über ein Differenzierglied, das hier aus einem
Kondensator 72 und einem Widerstand 77 besteht, der an dem Potentiometer 31 abgegriffenen
Sollspannung entgegengeschaltet. Als Differenzierglied kann -auch ein Transformator
oder eine andere geeignete Einrichtung verwendet werden. Da die Spannung der Tachometerdynamo
56 der Geschwindigkeit des Fördermotors 9 verhältig ist und der erste Differentialquotient
der Geschwindigkeit nach der Zeit die Beschleunigung darstellt, ergibt sich durch
die Differenziereinrichtung also eine der Beschleunigung des Fördermotors 9 verhältige
Spannung, die in der Stellung II des Schalters 57 mit der Sollspannung des Potentiometers
31 verglichen wird. Ein Verstärker 71 verstärkt die beschleunigungsverhältige Spannung
auf den für den Regelvergleich erforderlichen Wert. In ähnlicher Weise kann durch
Bildung des Zeitintegrals der geschwindigkeitsverhältigen Spannung der Tachometerdynamo
56 eine dem Weg der Förderbewegung verhältige Spannung gebildet werden. Zur Bildung
der dem Zeitintegral verhältigen Spannung dient beispielsweise eine Drosselspule
76 und ein Widerstand 78. Zur wegabhängigen Regelung wird der Schalter 57 in die
Stellung III gebracht.
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Die Durchführung der Weg-, Geschwindigkeits-und Beschleunigungsregelung
erfolgt entsprechend dem jeweils vorgesehenen Fahrprogramm der Förderbewegung. Als
Sollspannung der Regelung wird dabei die oben bereits erwähnte veränderbare Programmspannung
verwendet. Das Fahrprogramm wird durch einen Programmotor 73 (Fig. 1) abgewickelt,
der zugleich mit einem Steuerbefehl, der den Fördermotor 9 und damit die nicht dargestellte
Förderanlage in Bewegung setzt, anläuft. Der Motor 73 ist z. B. ein Gleichstrommotor,
dessen Stromversorgung und Steuermittel jedoch nicht dargestellt sind. Der Motor
verstellt mit einer entsprechend dem vorgesehenen Fahrweg gewählten Geschwindigkeit
einen Schleifer 29 des Sollwertpotentiometers 31 und stellt so die Programmspannung
ein. Währenddessen wird, ebenfalls entsprechend dem vorgesehenen Fahrprogramm, der
Schalter 57 in die verschiedenen Stellungen I bis IV gebracht, und zwar kann die
Steuerung des Schalters 57 durch auf der Fahrstrecke des Fördermittels angebrachte
und z. B. von einem Förderkorb od. dgl. betätigte Schalteinrichtungen ausgelöst
werden. Das kann beispielsweise durch mechanisch, magnetisch-induktiv oder auch
durch optisch gesteuerte Schalteinrichtungen geschehen. Es ist auch möglich, den
Schalter 57 durch einen Teufenzeiger oder ein Kopierwerk zu steuern. Da die Art,
wie dies geschieht, ohne besondere Bedeutung für die Erfindung ist, ist auf die
zeichnerische Darstellung dieser Einzelheiten in Fig. 1 verzichtet. Ebenso ist es
für die Erfindung ohne wesentliche Bedeutung, wie die einzelnen weg-, geschwindigkeits-
und beschleunigungsverhältigen Steuerwerte gebildet werden. So kann beispielsweise
die dem Förderweg verhältige Steuerspannung anstatt durch ein Integrierglied, das
die Geschwindigkeitsspannung integriert, auch unmittelbar durch den Förderweg gebildet
werden, beispielsweise durch ein Potentiometer an der Förderstrecke, das durch die
Fahrbewegung verstellt wird, oder dadurch, daß das Potentioineter von einer Nachbildung
des Förderweges, z. B. einem Teufenzeiger, verstellt wird. Das
Potentiometer
kann sowohl stetig als auch in Stufen verstellbar sein. Im letzten Falle ist das
Potentiometer mit festen Anschlüssen versehen, die durch einzelne Schalteinrichtungen,
d. h. ohne die Bewegung eines Potentioineterabgriffs, verstellt werden können. Es
ist außerdem für die Erfindung ohne Belang, ob, wie in Fig. 1 dargestellt, die Steuerwerte,
die den Eingang der Verstärkereinrichtung 1 beaufschlagen, auf galvanischem Wege
durch Spannungsvergleich gebildet werden oder ob dazu eine Amperewindungsüberlagerung
verwendet wird, indem die Programmspannung und die damit zu vergleichende Istspannung
der Regelung je besonderen Steuerwicklungen der V erstärkereinrichtung 1 zugeführt
werden und sich dort als magnetische Flüsse überlagern.
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In welcher Weise nun die Abwicklung des Fahrprogramms und die dabei
erforderlichen Umschaltungen für die weg-, geschwindigkeits- und beschleunigungsabhängige
Regelung gemäß der Erfindung erfolgen können, sei an Hand von Fig. 2 erläutert,
die die Fördergeschwindigkeit v in Abhängigkeit von der Zeit t darstellt.
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Zur Zeit to werde der Startbefehl für den Fördermotor 9 (Fig. 1) gegeben.
Der Abgriff 29 des Potentiometers 31 steht zunächst in der unteren Stellung, der
Schalter 57 in Stellung I. Durch den Startbefehl bzw. mit dem Anlaufen des Fördermotors
9 setzt sich auch der Programmotor 73 in Bewegung. Die von der Tachometerdynamo
56 gelieferte Spannung wird nun mit der Programmspannung am Abgriff 29 des Potentiometers
31 beständig verglichen, so daß die entstehende Differenzspannung den Regelverstärker
1 aussteuert und der Fördermotor 9 auf den durch die Verstellgeschwindigkeit des
Abgriffes 29 gegebenen Wert eingeregelt wird. Da die Verstellgeschwindigkeit der
Programmspannung der Beschleunigung des Fördermotors 9 verhältig ist, findet zunächst
also eine Beschleunigungsregelung statt. Die Beschleunigung nimmt vom Zeitpunkt
to an zunächst langsam zu, bis der gerade Teil des Kurvenstückes A (Fig. 2) erreicht
ist. Der Programmotor 73 hat dann seine Höchstgeschwindigkeit erreicht und läuft
von da ab mit konstanter Geschwindigkeit weiter, so daß von nun an auf eine mit
konstanter Beschleunigung zunehmende Geschwindigkeit geregelt wird. Die Beschleunigung
ist dabei so gewählt, daß auf die in dem Aufzug beförderten Personen keine unangenehmen
Kräfte ausgeübt werden oder bei Antrieb einer Förderanlage kein Seilrutsch auftritt.
Im vorliegenden Fahrbeispiel wird alsdann im Zeitpunkt t1, beispielsweise ausgelöst
durch einen im Förderschacht oder am Sollwertpotentiolneter 31 angebrachten Schalter,
der Lauf des Programmotors 73 unterbrochen, so daß der Abgriff 29 zur Ruhe kommt.
Es wird nun auf die durch die jetzt vorliegende Stellung des Abgriffes 29 bedingte
Geschwindigkeit geregelt. Die Geschwindigkeit bleibt also konstant und verläuft
gemäß dem waagerechten Kurvenstück 13. Im Zeitpunkt t, wird der Programmmotor 73,
beispielsweise ausgelöst durch einen im Förderschacht angeordneten Schalter, mit
entgegengesetzter Drehzahl in Lauf gesetzt. Der Abgriff 29 geht nun, nachdem der
Programmotor 73 wieder seine Höchstgeschwindigkeit erreicht hat, gleichmäßig zurück.
Dies bedeutet für den Fördermotor 9 ein Abbremsen mit konstanter Bremsverzögerung.
Es findet also jetzt eine Verzögerungsregelung statt, die durch das Kurvenstück
C gekennzeichnet ist. Im Zeitpunkt t3, kurz vor der Endstellung des Abgriffes 29,
wird der Programmotor 73 wieder abgeschaltet, so daß noch einmal eine konstante
Geschwindigkeit geregelt wird, und zwar auf die Einfahrgeschwindigkeit des Fördermittels.
Dies dauert bis zum Zeitpunkt t4, vergleiche das Kurvenstück D. Alsdann wird eine
wegabhängige Regelung des Fördermotors 9 vorgenommen, in dem nun der Schalter 57
in die Stellung III umgeschaltet wird. Der Fördermotor 9 wird noch so lange weiter
angetrieben, bis die wegabhängige Spannung an dem Widerstand 78 die Größe der an
dem Abgriff 29 des Potcntiometers 31 verbleibende Spannung erreicht hat. Alsdann
kommt der Fördermotor zum Zeitpunkt t. in der gewünschten Einfahrstelle zum Halten,
und das Fahrprogramm ist abgewickelt. Danach wird der Abgriff 29 wieder in die Ausgangsstellung
zurückgebracht, so daß die Anlage für einen neuen Startbefehl bereitsteht.
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Die beschriebene Abwicklung des Fahrprogramms ist nur als Beispiel
anzusehen. Es ist außerdem eine Abwicklung des Fahrprogramms ohne den Programmmotor
73 (Fig. 1) möglich. Der Abgriff 29 des Potentiometers 31 kann beispielsweise von
Hand verstellbar sein. Es kann auch so sein, daß im Laufe eines Fahrprogramms jeweils
auch eine feste, an dem Potentiometer 31 abgegriffene Spannung umgeschaltet wird.
Hierauf sei in einem Beispiel näher eingegangen. Zu Beginn eines Fahrprogramms mögen
wieder die obenerwähnten Bedingungen vorliegen. Jedoch befindet sich der Schalter
57 diesmal in der Stellung II. Es wird jetzt unmittelbar zunächst auf eine konstante
Beschleunigung geregelt. Dazu wird der Abgriff 29 durch einen Schalter auf eine
die maximal zulässige Beschleunigung darstellende Spannung des Potentioineters 31
geschaltet. Am Widerstand 77 bzw. am Ausgang des dahinterliegenden Verstärkers 71
wird die jeweilige Beschleunigung als Spannung abgenommen und nach Differenzbildung
mit der konstanten Sollbeschleunigungsspannung am Abgriff 29 der Verstärkereinrichtung
1 zugeführt. Der Fördermotor 1 läuft alsdann mit konstanter Beschleunigung bis zum
Zeitpunkt t1. Danach wird der Schalter 57 in die Stellung I umgeschaltet, so daß
nunmehr auf konstante Geschwindigkeit geregelt wird. Im Zeitpunkt t2 erfolgt die
Umschaltung in die Stellung IV. Es findet nun wieder eine Beschleunigungsregelung
mit umgepoltem Beschleunigungsistwert für den Bremsvorgang statt, bis daß im Zeitpunkt
t3 wieder auf eine Geschwindigkeitsregelung umgeschaltet wird. Dazu wird der Abgriff
29 auf eine der Einfahrgeschwindigkeit entsprechende Stellung umgeschaltet und der
Schalter 57 wieder in die Stellung I zurückgeschaltet. Alsdann folgt das Einfahren
in die Haltestelle mit der oben beschriebenen wegabhängigen Regelung.
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Bevor nun auf das bevorzugte und alle schaltungsmäßigen Einzelheiten
aufweisende Ausführungsbeispiel der Einrichtung nach der Erfindung gemäß Fig. 7
eingegangen sei, seien vorerst noch weitere Abwandlungsmöglichkeiten des Erfindungsgegenstandes
beschrieben, die sich auf die Möglichkeit zur Umsteuerung des L eonardgenerators
für die verschiedenen Fahrtrichtungen mit Hilfe des durch die Erfindung vorgeschlagenen,
zumindest eine Magnetverstärkereingangsstufe enthaltenden Verstärker beziehen. Der
einfache Magnetverstärker kann bekanntlich seine Ausgangsspannung nicht von einem
positiven Wert zu einem negativen, sondern höchstens bis Null verändern. Wie dieses
Problem auf verschiedene Weise gelöst werden kann, ist in den Fig. 3 bis 6 dargestellt.
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In Fig. 3 besteht die Verstärkereinrichtung aus einer Magnetverstärkeranordnung
1 mit beispielsweise mehreren Vorverstärkerstufen, von denen jedoch
nur
die letzte dargestellt ist. Diese weist zwei Gegentaktzweige 2 und 3 auf, die auf
zwei verschiedene Erregerwicklungen 4 bzw. 5 der nachgeschalteten Verstärkermaschine
6, beispielsweise einer Querfeldverstärkermaschine, in entgegengesetztem Sinne arbeiten,
wie es die beiden Pfeile darstellen. Die Gegentaktausführung dient zur wahlweisen
Steuerung des Fördermotors in der einen oder anderen Drehrichtung. Die Verstärkermaschine
6 erregt über die Wicklung 7 den Steuergenerator 8 eines Leonardsatzes. Der Fördermotor
ist mit 9 bezeichnet. Außer der letzten Stufe der Magnetverstärkeranordnung 1 können
bereits auch vorhergehende Stufen für Gegentaktbetrieb ausgebildet sein. An Stelle
der Verstärkermaschine kann eine gewöhnliche Erregermaschine treten. Der Steuergenerator
8 kann im Gegensatz zur Darstellung außerdem mit zwei entgegengesetzt wirkenden
Erregerwicklungen ausgerüstet sein, die unmittelbar, d. h. unter Fortfall der Verstärkermaschine6,
von den Gegentaktzweigen 2 und 3 der Magnetverstärkeranordnung 1 gespeist werden.
Die Gegentaktzweige 2 und 3 werden von einem gemeinsamen Steuerstromkreis gespeist.
Weitere, z. B. getrennte Steuerstromkreise, die gegebenenfalls auch schon in eine
der vorhergehenden Verstärkerstufen eingeführt sein können, für zusätzliche Steuerwerte,
beispielsweise für zusätzliche Beschleunigungen oder Verzögerungen, sind nicht mitgezeichnet.
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In Fig. 4 ist eine andere Art zum Erzeugen eines wahlweise positiven
oder negativen Ausgangsstromes für die verschiedenen Drehrichtungen des Fördermotors
mit einer Magnetverstärkeranordnung dargestellt. Die Schaltung stellt eine an anderer
Stelle bereits vorgeschlagene Brückenschaltung mit zwei Magnetverstärkern 11 und
12 dar, die sich bei der Einrichtung nach der Erfindung vorteilhaft verwenden läßt.
Die Brückenschaltung besteht aus vier widerstandsgleichen Zweigen, von denen zwei
sich gegenüberliegende je eine Erregerwicklung 14 und 15 und die beiden anderen
Zweige je einen Widerstand 10 und 13 enthalten. Die Magnetverstärker 11, 12 sind
jeweils an den sich gegenüberliegenden Eckpunkten angeschlossen. Im Gegensatz zu
den Erregerwicklungen 4 und 5 der Schaltung nach Fig. 3 wirken die Erregerwicklungen
14 und 15 in dieser Schaltung im gleichen Sinn. Die Ausgangsströme der Magnetverstärker
subtrahieren sich in den Wicklungen 14 und 15, während sie sich in den Widerständen
10 und 13 addieren. Je nach Aussteuerung der Magnetverstärker 11 und 12 liegt zugleich
in den Wicklungen 14 und 15 entweder ein positiver oder ein negativer Erregerstrom
von gleicher Größe vor. Zur Behebung von Störungen des Brückengleichgewichts, die
durch die Welligkeit der Magnetverstärkerausgangsströmemöglich sind, können besondere
Mittel vorgesehen sein, beispielsweise Parallelkondensatoren 16, 17 zu den Magnetverstärkern.
Dem Steuergenerator 8 des Leonardsatzes ist ähnlich wie in Fig. 3 eine Verstärkerstufe-mit
einer Verstärkermaschine 6 vorgeschaltet.
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Fig. 5 zeigt die gleiche Magnetverstärkeranordnung in Brückenschaltung
wie Fig. 4. Die Erregerwicklungen 14, 15 wirken jedoch unmittelbar auf den Steuergenerator
B. Wird der gleiche Verstärkungsgrad wie bei der Einrichtung nach Fig. 4 gewünscht,
so können die Magnetverstärker 11, 12 in entsprechend mehr Stufen ausgeführt werden
Fig. 6 zeigt eine Schaltung, bei der ähnlich Fig. 3 ebenfalls zwei entgegengesetzt
wirkende Erregerwicklungen 21 und 22 vorgesehen sind. Es ist aber nur eine Einwegmagnetverstärkeranordnung
20 vorgesehen, die auf die Erregerwicklung 21 arbeitet, während eine entgegengesetzt
wirkende Erregerwicklung 22 an einer konstanten Spannungsquelle, beispielsweise
über eine Ventilanordnung 23, an eine Wechselspannungsquelle angeschlossen ist.
Die Erregerwicklung 22 kann entweder dauernd eingeschaltet sein oder erst zum Erzielen
einer Fahrtbeschleunigung oder -verzögerung eingeschaltet werden. Die Schaltung
nach Fig. 6 hat gegenüber den nach Fig. 3 bis 5 den Vorteil geringeren Aufwandes.
Zur Umkehrung der Erregung und damit der Drehrichtung des Fördermotors sind jedoch
nicht mit dargestellte Schalteinrichtungen erforderlich.
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In dem Ausführungsbeispiel nach Fig.7 sind für "Teile gleicher Funktionen,
soweit sie auch in den übrigen Figuren vorkommen, die gleichen Bezugszeichen wie
dort gewählt. Die Förderanlage arbeitet ebenfalls mit einer Leonardsteuerung, wobei
der Fördermotor 9 durch die Erregerwicklung 18 über eine Ventilanordnung 19 aus
einem Drehstromnetz R, S, T erregt wird. Der Leonardgenerator 8, der von einem Drehstrommotor
80 mit konstanter Drehzahl angetrieben wird, wird durch eine Erregerwicklung 7 erregt,
die von einer Verstärkermaschine 6, beispielsweise einer Quer feldverstärkermaschine,
gespeist wird. Diese wird von einem Drehstrommotor 80a mit konstanter Drehzahl angetrieben.
Die Verstärkerinaschine 6 ihrerseits wird erregt von zwei Magnetverstärkern 2 und
3, die jeweils aus einer als Mischverstärker ausgeführten Vorstufe 251 bzw. 351
und einer Endstufe 252 bzw. 352 bestehen. Die einzelnen Stufen der Magnetverstärker
2 und 3 arbeiten im Gegentakt und speisen je eine besondere Erregerwicklung 4 bzw.
5 entsprechend dem durch die Pfeile dargestellten Richtungssinn. Außerdem ist noch
eine weitere Erregerwicklung 81 vorhanden, über die eine Steuerung der Erregung
von Hand möglich ist.
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Bei den einzelnen Stufen der Magnetverstärker 2 und 3, die jeweils
in Brückenschaltung mit vier nicht näher bezeichneten Ventilen ausgeführt sind,
sind die Arbeitswicklungen zum Unterschied zu den Vormagnetisierungswicklungen etwas
größer gezeichnet und jeweils mit uv bezeichnet. Diese Darstellungs-und Bezeichnungsweise
ist auch in den anderen in der Fig. 7 dargestellten Magnetverstärkern beibehalten.
Die Vormagnetisierungswicklungen sind ebenfalls mit kleinen Buchstaben bezeichnet
und stellen zum Teil Steuerwicklungen und zum Teil Wicklungen zum Erzeugen einer
konstanten Vormagnetisierung dar. Mit den Vormagnetisierungswicklungen sind außerdem
jeweils zum Abgleich der Magnetverstärkerstufen dienende einstellbare Widerstände
in Reihe geschaltet, die keine Bezugszeichen tragen. Die Ausgangsanschlüsse 251
und 351 sind mit den Steuerwicklungen ab der Endstufen 252 und 352 verbunden.
Ihre Vormagnetisierungswicklungen e f werden mit konstantem Strom gespeist,
der von einer Gleichrichterbrücke 149 geliefert wird. Der Anschluß der Steuerwicklungen
ab,
cd, ef, gla, ih, lyn, no, pq und rs der Vorstufen 251 und
351 wird weiter unten bei der Erwähnung der sie speisenden Anschlußorgane erklärt.
Parallel zu dem durch die Steuerwicklungen ef gebildeten Eingangskreis der Vorstufen
251 und 351 liegen zwei gegenparallel geschaltete Ventile 250. Sie haben die Aufgabe,
den Steuerstrom in diesem Kreis zu begrenzen, d. h. einen Überstrom, der z. B. bei
stehendem Fördermotor 9 möglicherweise in bestimmten Fällen auftreten könnte, zu
verhindern, so daß unzulässig große Regelbefehle sowie Schäden an den Steuerwicklungen
ef unmöglich gemacht werden. Die Vorstufen 251
und 351 können als
Mischverstärker bezeichnet werden, da in ihnen alle aus der gesamten Regeleinrichtung
stammenden Steuerwerte abhängig von Weg, Geschwindigkeit und Beschleunigung als
magnetische Flüsse in gemeinsamen Eisenkernen überlagert werden. Die Mischung findet
hinsichtlich der Gesamteinwirkung auf die Arbeitswicklungen uv der Vorstufen 251
und 351 statt. Im Gegensatz zum schematischen Beispiel nach Fig. 1 liegt hier also
eine Amperewindungsüberlagerung der Steuerwerte vor.
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Im linken unteren Teil der Fig. 7 ist ein Sollwertpotentiorneter 31
zu sehen. das im Gegensatz zu dem nach Fig. 1 aus zwei Widerstandsbahnen 82 und
83 mit umgekehrter Spannungsteilung besteht. Der Abgriff 29 ist als Doppelabgriff
ausgebildet. Er kann wahlweise von dem Programmotor 73 oder von Hand durch den Steuerhebel
84 verstellt werden. Die wahlweise Verstellung wird durch zwei Kupplungen 85 und
86 ermöglicht. Der Programmotor 73 hat eine Nebenschlußerregerwicklung 87. Die Erregung
ist konstant und mit Hilfe eines Widerstandes 88 einstellbar. Zur Ein- und Ausschaltung
des Programmotors 73 dient ein Nockenschalter 89, der in die Verbindungsleitungen
zwischen dem Motoranker und dem speisenden Stromnetz, das jedoch nicht mit dargestellt
ist, eingeschaltet ist und der von einem ebenfalls nicht mit dargestellten Befehlsgeber
der Fördereinrichtung betätigt wird.
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Die Förderanlage kann außer durch den Programmmotor 73 oder Steuerhebel
84 auch durch einen Beschleunigungsgeber 91 selbsttätig und ohne bewegliche Schaltelemente
nach einem festgelegten Programm gesteuert werden. Hierzu wird mit Hilfe des Schalters
90 vom Potentiometer 31 auf den Beschleunigungsgeber 91 umgeschaltet. Dieser enthält
im wesentlichen einen Magnetverstärker 92, dessen Arbeitswicklungen uv aus dem Stromnetz
R, S, T über einen Transformator 153 gespeist werden. Die Steuerwicklungen
ab des Magnetverstärkers sind über ein Verzögerungsglied, das aus einer Drosselspule
93 und einem damit in Reihe liegenden Widerstand 94 besteht, von einem an konstanter
Gleichspannung @ liegenden Potentiometer 96 gespeist. 97 ist ein einstellbarer Vorwiderstand.
Der Umschalter 95 gestattet zwei verschieden große Spannungen verschiedener Richtung
an die Steuerwicklungen ab anzuschließen. Von diesen Spannungen dient die
eine zum Beschleunigen und die andere zum Verzögern des Fördermotors 9. Im Ausgang
des Magnetverstärkers 92, dem Transformator 98 stehen somit zwei verschiedene Wechselspannungen
zur Verfügung, die infolge der Drosselspule 93 gemäß deren Größe linear ansteigen
und nach Gleichrichtung durch eine Ventilanordnung 99 und Siebung durch einen Kondensator
100 als Gleichspannungen ein Potentiometer 101 speisen. Die Ausgangsanschlüsse dieses
Potentiometers führen zum Umschalter 90. Über den rechten Teil des Potentiometers
101 wird außerdem einstellbar durch den Widerstand 102 eine beispielsweise am Eingang
zum Potentiometer 96 entnommene Hilfsspannung eingespeist, die die Aufgabe hat,
eine Nullaussteuerung des Magnetverstärkers 92 zu ermöglichen. Durch den Beschleunigungsgeber
91 wird somit eine selbsttätige, veränderbare Programmspannung zur Steuerung der
Magnetverstärker 2 und 3 gebildet. Ein Umschalten von Handsteuerung auf selbsttätige
Regelung oder umgekehrt während der Fahrt hat für die Anlage keine nachteilige Folgen,
da, wie weiter unten noch erläutert werden wird, verschiedene Sicherheitsvorrichtungen
selbsttätige Begrenzungen in verschiedener Hinsicht hervorrufen. Zur Bildung der
Istwerte für die Beschleunigungs und Geschwindigkeitsregelung dient die mit dem
Fördermotor 9 gekuppelte Tachometerdynamo 56, die wegen der verschiedenen Förderrichtungen
der Förderanlage eine Gleiclistromtachometerdynamo ist und somit je nach der Drehrichtung
des Fördermotors eine positive oder negative Gleichspannung abzugeben vermag. Die
Tachometerdynamo 56 wird durch eine Erregerwicklung 103 mit Gleichstrom konstant
erregt. Die Erregung ist durch einen Widerstand 104 einstellbar.
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Während die der Geschwindigkeit des Fördermotors 9 verhältige Istspannung
unmittelbar von den Ausgangsklemmen 105 der Tachometerdynamo 56 entnommen und den
Steuerwicklungen ef der Endstufen 351 und 352, also dem Eingang der Magnetverstärker
2 und 3 zugeführt wird, wird die an den Ausgangsklemmen 106 eines als Differenzierglied
wirkenden Transformators 144 abgenommene Spannung, die der Beschleunigung verhältig
ist, zunächst in einem Verstärker 71, der beispielsweise ebenfalls ein Magnetverstärker
ist, verstärkt, so daß sich eine ebenso empfindliche Beschleunigungsregelung wie
die Geschwindigkeitsregelung ergibt. An den Verstärker 71 schließt sich ein weiterer
Magnetverstärker 107 an, der die Aufgabe hat, die verstärkten Beschleunigungsmeßwerte
in der Nähe der Höchstbeschleunigung über einen bestimmten zulässigen Wert nicht
anwachsen zu lassen. Der Magnetverstärker 107 ist also ein Beschleunigungsbegrenzer,
bei dem die Sättigung von Eisendrosselspulen ausgenutzt wird. Bei einem unzulässigen
Beschleunigungswert wird der Magnetverstärker 107 gesättigt, so daß sein Ausgangsstrom
dann nicht mehr weitersteigen kann. Der Verstärker 71 und der als Beschleunigungsbegrenzer
dienende Magnetverstärker 107 sind ebenfalls in Gegentaktschaltung ausgeführt, so
daß sie richtungsempfindliche Einrichtungen sind, die sowohl positive als auch negative
Spannungen abzugeben vermögen, je nachdem, ob der Fördermotor 9 in der einen oder
der anderen Richtung angetrieben oder gebremst wird. Ein Transformator 154 dient
zur galvanischen Trennung der Arbeitsstromkreise des Magnetverstärkers 71. Bei dem
Verstärker 71 und dem Verstärker 107 sind die Arbeitswicklungen ebenfalls mit aiv
bezeichnet. Die Vormagnetisierungswicklungen sind jeweils mit ab
sowie mit
cd bezeichnet. Von diesen sind beim Verstärker 71 die Wicklungen
cd Steuerwicklungen, die den Beschleunigungsmeßwert führen; die Wicklungen
ab erzeugen konstante Gleichstromvormagnetisierungen, die durch Widerstände 108
und 109 einstellbar sind. Beim Magnetverstärker 107 wird durch Vormagnetisierungswicklungen
ab ebenfalls eine konstante, durch Widerstände 110 bis 112 einstellbare Vormagnetisierung
erzeugt. Die Wicklungen cd werden vom Ausgang des Verstärkers 71 über einen
Kondensator 113 und einen dazu parallel liegenden einstellbaren Widerstand 114 gespeist
und sind die Steuerwicklungen des Magnetverstärkers 107. Der Kondensator 113 erzeugt
zusätzlich eine dem Differentialquotienten der Beschleunigung verhältige Spannung
im Steuerkreis, die zur Vermeidung von Regelpendelungen dient. Die Ausgänge des
Beschleunigungsbegrenzers 107 sind an die Steuerwicklungen ab
bzw.
cd der Vorstufen 251 und 351 angeschlossen.
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Zur wegabhängigen. Regelung wird, wie im rechten unteren Teil der
Fig. 7 dargestellt, eine an einem Potentiometer 115 abgegriffene Programmspannung
mit einer Spannung von einem Potentiometer 116, das im Förderschacht angebracht
ist, verglichen. Die
Potentiometer 115 und 116 werden von derselben
Gleichspannung gespeist und bilden eine Brückenschaltung, in deren Nullzweig an
verstellbaren Abgriffen 117 und 118 die Steuerspannung für die wegabhängige Regelung
entnommen und den Steuerwicklungen et der Vorstufen 251 und 351 zugeführt
wird. Die Umschaltung auf die wegabhängige Regelung erfolgt durch zwei Kontakte
des Schalters 57, durch den außerdem wahlweise auf eine Erregung der Erregerwicklung
81 zur Handregelung und auf eine Erregung durch die Erregerwicklungen 4 und 5, d.
h. auf selbsttätig geregelte Erregung der Verstärkermaschine 6 umgeschaltet werden
kann. Während der Abgriff 117 von einem Programmotor 73a verstellt wird,
der gegebenenfalls mit dem Programmotor 73 identisch sein kann, wird der Abgriff
118 des im Förderschacht kurz vor der Haltestelle angebrachten Potentiometers 116
vom Förderkorb 119 verstellt.
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Die in Fig. 7 dargestellte Regeleinrichtung weist außerdem noch Mittel
für eine ,Strombegrenzungsregelung im Ankerkreis des Leonardsatzes und außerdem
noch Mittel für eine Leistungsbegrenzung für den den Leonardgenerator 8 antreibenden
Drehstrommotor 80 auf. Hierzu wird ebenfalls wie bei der Beschleunigungsbegrenzung
die Sättigungskennlinie von Magnetverstärkern ausgenutzt. Zur Strombegrenzungsregelung
dient eine Anordnung 120, die besonders bei Überlastung der Förderanlage in Tätigkeit
tritt. Sie enthält einen Magnetverstärker 121, der mit Rücksicht auf die verschiedenen
Förderrichtungen ebenfalls aus zwei in Gegentakt geschalteten einzelnen Verstärkereinheiten
besteht. Die Arbeitswicklungen sind wieder mit uv bezeichnet und die Vormagnetisierungswicklungen
zum Erzeugen einer konstanten Vormagnetisierung mit ab. Mit 122 und 123 sind
zwei einstellbare Widerstände bezeichnet. Die Steuerung des Magnetverstärkers 121
erfolgt durch die Wicklungen a:y, denen eine im Ankerstromkreis des Leonardsatzes
8, 9 abgegriffene Spannung eines Widerstandes 124 zugeführt wird. Die Ausgangsanschlüsse
des Magnetverstärkers 121 sind mit den Steuerwicklungen -n.o bzw. pq der Vorstufen
251 und 351 verbunden.
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Zur Leistungsbegrenzung dient ein Magnetverstärker 125, dessen Arbeitswicklungen
ebenfalls wieder mit im bezeichnet sind und der ebenfalls Vormagnetisierungswicklungen
ab für eine konstante Vormagnetisierung aufweist, die durch einen Widerstand 126
einstellbar ist. Der Magnetverstärker 125 wird vom aufgenommenen Strom des Drehstrommotors
80 gesteuert. Dazu sind zwei Stromwandler 127 und 128 in die Motorzuführungen geschaltet.
Die Sekundärströme der Stromwandler sind über zwei Transformatoren 129 einer dreiphasigen
Gleichrichterbrücke 130 zugeführt, der ein Widerstand 131 parallel geschaltet ist.
Die an dem Widerstand auftretende Spannung speist die Steuerwicklungen gh des Magnetverstärkers
125, dessen Ausgangsanschlüsse zu den Steuerwicklungen Irrt der Vorstufen
251 und 351 führen.
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In einer Anordnung 132 sind verschiedene Rückführungsmittel für die
Regeleinrichtung zusammengefaßt. Außerdem ist eine weitere Gruppe von Rückführungsmitteln,
die in der Anordnung 142 zusammengefaßt ist, vorhanden. Die Rückführungsmittel dienen
dazu, einen stabilen Regelbetrieb zu erzielen und verhindern Regelpendelungen. In
der Anordnung 132 sind insgesamt drei verschiedene Gruppen von Rückführungsmitteln
vorgesehen, die jeweils am Ankerkreis der Verstärkermaschine 6, also im Erregerkreis
des Leonardgenerators 8, angeschaltet sind und zu Steuerwicklungen gh der Vorstufen
251 und 351 führen. Die erste Gruppe besteht aus Kondensatoren 133 und 134 sowie
aus zwei einstellbaren Widerständen 135 und 136, die einen Rückführungssteuerwert
abhängig von der Ankerspannung der Verstärkermaschine 6, also gleichzeitig von der
Spannung der Erregerwicklung 7 des Leonardgenerators 8, bilden. Die beiden anderen
Gruppen von Rückführungsmitteln erzeugen Rückführungswerte, die vom Ankerstrom der
Verstärkermaschine 6 bzw. vom Erregerstrom des Leonardgenerators 8 abhängig sind.
Die eine Gruppe hiervon weist einen vorzugsweise mit einem Luftspalt in seinem Kraftlinienweg
ausgeführten Stromwandler 137 und in dessen Sekundärkreis einen einstellbaren Widerstand
138 auf, die andere einen in den Ankerkreis der Verstärkermaschine eingeschalteten
Widerstand 139. Die letztgenannte Gruppe von Rückführungsmitteln erzeugt einen Steuerwert,
der außer vom Strom noch von der Spannung der Verstärkermaschine 6 abhängig ist.
Die Überlagerung erfolgt in einem Spannungsteiler 140. Der Widerstand 141 dient
zur Einstellung der Größe dieses strom- und spannungsabhängigen Rückführungswertes.
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Die Anordnung 142 enthält Rückführungsmittel, die einen Rückführungswert
in Abhängigkeit vom Ankerstrom des Leonardsatzes 8, 9 erzeugen. Dazu ist an dem
Widerstand 124 die Steuerwicklung xy eines Magnetverstärkers 143 angeschlossen,
dessen Arbeitswicklungen ebenfalls wieder mit uv bezeichnet sind. Außerdem ist eine
Vormagnetisierungswicklung ab für eine konstante, durch Widerstände 147 und
148 einstellbare Vormagnetisierung vorhanden. Durch einen Kondensator 145, der parallel
zu einem Widerstand 146 in den Steuerkreis des Magnetverstärkers 143 eingeschaltet
ist, wird außerdem dem Steuerwert für die Rückführung ein dessen Differentialquotient
verhältiger Steuerwert überlagert. Die Ausgangsanschlüsse des Magnetverstärkers
143 führen zu den Steuerwicklungen ik bzw. rs der Vorstufen 251 und 351 der Magnetverstärker
2 und 3. Durch die Kombination der drei Gruppen von Rückführungsmitteln wird eine
für die Regelung der Förderbewegung besonders vorteilhafte Rückführungswirkung erzielt.
Je nach der zu regelnden Förderanlage brauchen jedoch nicht alle drei Gruppen zugleich
verwendet zu werden, so daß gegebenenfalls auch mit einer oder zwei der drei Gruppen
ausgekommen werden kann. Die drei Gruppen von Rückführungsmitteln der Anordnung
132 können sowohl je auf besondere Steuerwicklungen der Magnetverstärker 2 und 3
als auch, wie dargestellt, parallel auf eine gemeinsame Steuerwicklung
en arbeiten.
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Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 7 sind schließlich noch die Mittel
zur Stromversorgung der einzelnen Magnetverstärker zu erwähnen. Die für sie erford,erliche
Wechselstromenergie wird sämtlich aus dem Drehstromnetz R, S, T über den Transformator
153 geliefert, der mit zwei Sekundärwicklungen ausgerüstet ist, so daß die für die
Gegentaktschaltung der Magnetverstärker erforderlichen Arbeitsströme galvanisch
getrennt sind. Sämtliche erforderliche Gleichstromenergie, z. B. für die Vormagnetisierungs-und
Steuerwicklungen sowie zur Speisung der verschiedenen Potentiometer, stammt ebenfalls
aus dem Drehstromnetz R, S, T. Es sind insgesamt drei dreiphasige Gleichrichterbrücken
150 bis 152 vorhanden, die von einem Drehstromtransformator 149 mit drei Gruppen
von Sekundärwicklungen gespeist werden.
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Fig. 8 zeigt unter anderem ein wichtiges und vorteilhaftes Merkmal
der Einrichtung nach der Erfindung,
das die Ausbildung der Sollspannungsquelle
für die selbsttätige Regelung betrifft. Als Sollspan.nungsquelle dient eine Anordnung
aus einem Transformator 25 mit mehreren Sekundärwicklungen 26, beispielsweise drei,
und jeweils daran angeschlossenen, vorzugsweise in Brückenschaltung ausgeführten
Ventilanordnungen 27. Die Gleichstromausgänge der einzelnen Ventilanordnungen führen
zu Anzapfungen eines Potentiometers 28, an dessen Schleifer 29 die Programmspannungen
(Sollspannung) für die Regelung abgegriffen werden. Der Sollspannung ist eine dem
Istwert der Regelung verhältige Istspannung über eine Steuerwicklung 30 der Magnetverstärkereingangsstufe
32 entgegengeschaltet. Als Istspannung dient die Ankerspannung eines Leonardsteuergenerators
33, dessen eine mit 34 bezeichnete Erregerwicklung über eine zweite Magnetverstärkerstufe
35 an den Ausgang der Magnetverstärkereingangsstufe 32 angeschlossen ist. Zur Berücksichtigung
des Ankerspannungsabfalls des Leonardsteuergenerators 33 ist an einem Widerstand
36 des Generatorstromkreises eine Spannung abgenommen, die einer weiteren Steuerwicklung
37 der Magnetverstärkereingangsstufe 32 zugeführt ist. Eine zweite, entgegengesetzt
wirkende Erregerwicklung ist mit 38 bezeichnet.
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Die erfindungsgemäß abschnittsweise Speisung des Sollwertpotentiometers
bewirkt eine Verkleinerung des sogenannten statischen Regelfehlers und ermöglicht
dadurch eine genauere und präziser arbeitende Regelung; insbesondere bei mittleren
und kleinen Steuerwerten, da dann der Widerstand des gesamten Regelvergleichskreises
bedeutend niedriger ist, als wenn ein nur an den Enden gespeistes Sollwertpotentiometer
vorhanden wäre. Es ist vorteilhaft, den untersten Abschnitt des Sollwertpotentiometers
so zu bemessen, daß sein in der Figur mit 39 bezeichneter Anschlußpunkt zugleich
die Programmspannung für das Einfahren in eine Haltestelle darstellt, Die abschnittsweise
Speisung des Sollwertpotentiometers hat nicht nur in Verbindung mit der Einrichtung
nach der Erfindung Bedeutung, sondern auch darüber hinaus und kann allgemein bei
an sich beliebigen Regeleinrichtungen mit den gleichen Vorteilen angewendet werden.
Die erfindungsgemäße abschnittsweise Speisung kann auch bei Gleichspannungsquellen
angewendet werden, indem diese mit Spannungsabgriffen versehen werden.
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Zur Abwicklung eines Fahrprogramms wird der Schleifer 29 (Fig. 8)
des Sollwertpotentiometers 28 beispielsweise durch einen Motor, wie in Fig. 1 und
7 dargestellt, nach einem vorgesehenen Programm verstellt. Die Verstellung erfolgt
derart, daß das Fahrprogramm zügig ist und unzulässige Beschleunigungen nicht auftreten.
Die Geschwindigkeit der Bewegung des Potentiometerabgriffs entspricht dabei der
von dem Fördermotor erreichten Beschleunigung.
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Es hat sich gezeigt, daß es unter bestimmten Bedingungen möglich ist,
ein zügiges Fahrprogramm, bei dem unzulässige Beschleunigungen nicht auftreten,
auch ohne eine stetige programmgemäße Verstellung des Sollwertpotentiometers zu
erreichen. Gemäß der weiteren Erfindung werden die Zeitkonstanten der Einrichtung,
insbesondere die der Verstärkereinrichtung, und die Stärke der Regeleinflüsse von
Geschwindigkeit und Beschleunigung derart bemessen, daß das gewünschte Fahrprogramm
einer Förderung anstatt durch eine stetige Programmsollw@ertverstellung für die
Fördergeschwindigkeit durch eine stufenweise Sollwertverstellung erfolgt und dabei
selbsttätig eingehalten wird. Als Fahrprogramm einer Förderung ist in diesem Zusammenhang
Anfahren, Beschleunigen, Verzögern und Einfahren gemeint. Ein Programmotor ist bei
einer stufenweisen Sollwertverstellung, die auch in einer einzigen Stufe erfolgen
kann, nicht mehr erforderlich. Zur Durchführung des Fahrprogramms werden lediglich
die einzelnen Programmspannungen - bei mehreren Programmspannungen mit entsprechenden
Zeitabständen - in den Regelverglei.chskreis der Einrichtung gegeben. Durch die
entsprechende Bemessung der Zeitkonstanten der gesamten Einrichtung, insbesondere
der Regeleinrichtung, und der Stärke der Einflüsse von Geschwindigkeit und Beschleunigung
ergibt sich das gewünschte Fahrprogramm von selbst. Es ist möglich, eine derartige
Bemessung vorzunehmen, daß sich eine Geschwindigkeitsfunktion zwischen zwei Haltestellen
ergibt, die ähnlich einer Sinus2-Funktion im Bereich von 0 bis -i verläuft, bzw.
bei sehr großem Fahrweg, wenn die maximale Geschwindigkeit erreicht wird, von 0
bis n/2 und n/2 bis 7r mit einem dazwischenliegenden Abschnitt konstanter Geschwindigkeit.
Werden die Programmspannungen an einem Sollwertpotentiometer abgegriffen, das in
Abschnitten gespeist wird, so können die Abschnitte vorteilhaft so bemessen werden,
daß die Anschlüsse der Abschnitte zugleich die Sollwertpunkte für das Fahrprogramm
darstellen.
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Bei der vorbeschriebenen stufenweisen Programmspannungsänderung, insbesondere
wenn die Programmspannungs.änderung in einer einzigen Stufe erfolgt, können sich
im Regelvergleichskreis der Einrichtung unzulässige Ströme infolge großer anfänglicher
Differenzen zwischen Regelsoll- und Regelistwert ergeben. Damit hierbei keine schädlichen
Wirkungen, insbesondere auf die Steuerwicklungen der Magnetverstärkereingangsstufe,
ausgeübt werden, können der Sollspannungsquelle stromabhängige Mittel, z. B. vormagnetisierte
Drosselspulen (vgl. Fig. 7), zugeordnet werden, die die Spannung am Sollwertpotentiometer
absinken bzw. ansteigen lassen, sobald in der Magnetverstärkereingangsstufe ein
schädlicher, mehrfach als normal höherer Steuerstrom in der einen bzw. in der anderen
Richtung auftritt.
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In Fi-g.9 ist ein Ausführungsbeispiel zum Verhindern solcher unzulässigen
Ströme dargestellt. Wird zum Auslösen eines Fahrprogramms eine bestimmte Programmspannung
stoßartig in den im einzelnen nicht ausgeführten Regelvergleichskreis gegeben, so
bedingt diese infolge Fehlens der Istwertspannung einen relativ großen Strom durch
die Steuerwicklung 40. Zur Begrenzung dieses Stromes ist beispielsweise eine an
sich bekannte Einrichtung 41 mit vormagnetisierten Drosselspulen mit einer aus einem
Wechselstromnetz gespeisten Anordnung zum Erzeugen der Sollspannung in Reihe geschaltet.
Diese Anordnung besteht aus einem Transformator 42 mit zwei Sekundärwicklungen 43
und zwei jeweils daran angeschlossenen Ventilanordnungen 44, die ein Sollwertpotentiometer
45 in zwei Abschnitten speisen. Das Sollwertpotentiometer hat zwei feste Abgriffe
46 und 47, an denen zwei verschiedene Programmspannungen abnehmbar sind. In Reihe
mit der Primärwicklung des Transformators 42 liegen zwei Drosselspulen 48 und 49,
die von einer mit -f- und -bezeichneten Gleichspannungsquelle über einen veränderbaren
Widerstand 50 derartig vormagnetisiert sind, daß der Widerstand der Drosselspulen
48 und 49 infolge magnetischer Entsättigung ansteigt. Von
einem
bestimmten Strom des Transformators 42 ab sinkt also dessen Ausgangsspannung, und
der Strom durch die Steuerwicklung 40, also im Regelvergleichskreis, kann einen
zulässigen Wert nicht überschreiten. Außer einer Begrenzung eines zu hohen Steuerstromes,
der durch Überwiegen der Sollspannung erzeugt wird, kann auch eine Begrenzung eines
durch eine zu hohe Istspannung hervorgerufenen Steuerstromes des Regelvergleichskreises
vorgesehen sein. Eine zu hohe Istspannung kann im Regelvergleichskreis auftreten,
wenn eine eingestellte Programmspannung zum Erreichen einer selbsttätigen Fahrverzögerung
wieder abgeschaltet wird. Dann überwiegt die im ersten Augenblick noch voll vorhandene
Istspannung.
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Die erfindungsgemäße, in ihrer Größe von der Differenz zwischen der
Soll- und der Istspannung und von der Richtung dieser Differenz abhängige, selbsttätig
veränderliche Sollspannung wird als »gl,eitende Sollspannung« bezeichnet. Eine gleitende
Sollspannung kann auch bei anderen regelbaren Einrichtungen, auf die sich die Erfindung
nicht bezieht, von Vorteil sein. Die Mittel, durch die die Gleitung zustande gebracht
wird, können an sich beliebig sein.
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Fig. 10 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, das sich auf
die obenerwähnte selbsttätige Fahrprogrammabwicklung durch eine stufenweise Sollwertverstellung
bezieht. Eine beispielsweise aus zwei Stufen 51 und 52 bestehende Magnetverstärkeranordnung
speist über die Erregerwicklung 53 einen Steuergenerator 54 eines Leonardsatzes
mit dem Fördermotor 55. Den Eingang der Stufe 51 der Magnetverstärkeranordnung bildet
eine Steuerwicklung 64, die über einen Kontakt 65 an den positiven Pol und ein eine
Stromänderung begrenzendes Mittel, beispielsweise eine Induktivität 66 an den Abgriff
67 einer Sollspannungsquelle 68 angeschlossen ist. Der linke, negative Pol der Sollspannungsquelle
ist über ein Ventil 69 in Sperrichtung mit der Steuerwicklung 64 verbunden. Mit
63 ist eine zweite Steuerwicklung der Stufe 51 bezeichnet, die an einer zweiten
Sollspannungsqueile 58 liegt, die zur Geschwindigkeitsbegrenzung über ein Ventil
60 und einen Kontakt 62 einer der Geschwindigkeit des Fördermotors 55 verhältigen
Spannung, die beispielsweise aus einer Gleichstromtachometerdynamo 56 stammt, entgegengeschaltet
ist. An einem Abgriff 70 der Sollspannungsquelle 58 ist über einen weiteren Kontakt
61 ein dem Ventil 60 enbgegengeschaltetes weiteres Ventil 59 angeschlossen.
An Stelle der als Sammler dargestellten Sollspannungsquellen 58 und 68 können ähnlich
Fig. 9 Sollwertpotentiometer vorgesehen sein, die über Ventilanordnungen aus -einem
Wechselstromnetz gespeist werden.
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Zur selbsttätigen Fahrprogrammabwicklung werden für den Anfahr- und
Beschleunigungsvorgang die Kontakte 62 und 65 geschlossen. Infolge der Induktivität
66 steigt der Magnetisierungsstrom in der Steuerwicklung 64 langsam, nach einer
e-Funktion, auf seinen Höchstwert an. Die Induktivität 66 ist so bemessen, daß die
durch den Anstieg bedingte Aussteuerung der Magnetverstärkeranordnung und damit
der Anfahrvorgang in vorteilhafter Weise erfolgen. Die durch die Gleichstromtachometerdynamo
56 erzeugte Spannung steigt indessen an, ohne jedoch zunächst einen Stenereinfluß
hervorzurufen. Sobald diese Spannung die an der Spannungsquelle 58 abgegriffene
Spannung überschreitet, ergibt sich ein zweiter, entgegengesetzer Steuereinfluß
auf die M.agnetverstärkereingangsstufe 51. Die an der Spannungsquelle 58 abgegriffene
Spannung ist derart bemessen, daß die beiden Steuereinflüsse sich zügig aneinander
anschließen. Es ergibt sich schließlich eine konstante Geschwindigkeit, die bis
zum Einleiten des Verzögerungs- und Einfahrvorganges bestehenbleibt.
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Zum Einleiten des Verzögerungs- und Einfahrvorganges werden die Kontakte
65 und 62 geöffnet und der Kontakt 61 geschlossen. Der bis dahin in der Steuerwicklung
64 vorhandene Strom wird im ersten Augenblick nach dem Umschalten durch Rücklieferung
der in der Induktivität 66 gespeicherten Energie noch in voller Höhe aufrechterhalten
über den linken. Abschnitt der Sollspannungsqüelle 68 entgegen deren Spannungsrichtung.
Der Stenereinfluß durch die Steuerwicklung 64 verschwindet schließlich. Die Spannung
des linken Teils der Spannungsquelle 68 ist derart bemessen, daß sich die gewünschte
Verzögerung des Fahrvorganges ergibt. Durch den Abgriff 67 ist der Ablauf des Verzögerungsvorganges
einstellbar. Beim Einleiten des Verzögerungsvorganges wird außerdem das Ventil
59 durch den Kontakt 61 in den Stromkreis der Steuerwicklung 63 eingeschaltet.
Die während der Fahrtverzögerung beständig geringer werdende Spannung der Gleichstromtachometerdynamo
56 kann infolge der Sperrwirkung des Ventils 59 zunächst keinen Steuereinfluß ausüben.
Dies ist erst möglich, wenn die Spannung der Gleichstromtachometerdynamo 56 unter
die des linken Teiles der Sollspannungsquelle 58 sinkt. Alsdann fließt ein entgegengesetzt
gerichteter Magnetisierungsstrom durch die Steuerwicklung 63. Die Magnetverstärkeranordnung
erhält eine Aussteuerung, die der gewünschten Einfahrgeschwindigkeit entspricht.
Das Halten in der Haltestelle kann in an sich bekannter Weise durch eine geeignete
Einrichtung ausgelöst werden. Die Steuereinflüsse während des Verzögerungs- und
Einfahrvorganges sind ebenfalls derart bemessen, daß sie sich zügig aneinander anschließen
und daß sich das gewünschte Fahrprogramm ergibt, bei dem unangenehme Einwirkungen
auf die Fahrgäste ausbleiben.
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In Fig. 11 ist dargestellt, wie ein beschleunigungsverhältiger Steuerwert
in an sich bekannter Weise gewonnen werden kann. Eine mit dem nicht dargestellten
Fördermotor gekuppelte T.achometerdynamo 56 liefert über einen Vorverstärker 71,
beispielsweise ebenfalls einen Magnetverstärker, eine der Fördergeschwindigkeit
entsprechende Spannung. Diese wird beispielsweise mittels eines Kondensators 72
differenziert, so daß ein der zeitlichen Änderung der Geschwindigkeit und damit
der Beschleunigung der Förderung verhältiger Steuerwert entsteht. Dieser wird nach
Verstärkung durch den Vorverstärker 71 der Magnetverstärkereingangsstufe oder gegebenenfalls
einer sich daran anschließenden Stufe der eigentlichen, für die selbsttätige Regelung
vorgesehenen Vorverstärkereinrichtung 74 zugeführt. Gemäß der Erfindung kann die
Einwirkung des beschleunigungsverhältigen Steuerwertes vorteilhaft derart erfolgen,
daß die zugehörige Steuerwicklung 75 erst dann einen Strom führen kann, wenn die
Beschleunigung bzw. die Verzögerung einer Förderung einen bestimmten Wert überschreitet.
Hierdurch werden unzulässige Beschleunigungen und Verzögerungen vermieden und eine
zügige Fahrbewegung gesichert ohne eine unangenehme Wirkung auf die zu befördernden
Personen. Zum Begrenzen der Beschleunigung gibt es verschiedene Möglichkeiten: Der
beschleunigungsverhältige Steuerwert kann beispielsweise über ein Ventil einer fremden
konstanten Spannung entgegengeschaltet
werden. Sobald die Beschleunigung
dann einen unzulässigen Wert erreicht, überschreitet die ihr verhältige Steuerspannung
die Gegenspannung des Ventils. Erst jetzt ergibt sich ein zusätzlicher Steuereinfluß,
der im begrenzenden Sinne auf die Verstärkereinrichtung einwirkt. Eine andere vorteilhafte
Möglichkeit besteht darin, einen zusätzlichen Verstärker, insbesondere einen Magnetverstärker,
von derartiger Voraussteuerung vorzusehen, daß dieser erst dann einen Ausgangsstrom
liefert, wenn der beschleunigungsv erhältige Steuerwert unzulässig groß wird.
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Die Einrichtung nach der Erfindung kann mit einer an sich bekannten
Kompoundierung zur Berücksichtigung des durch den Widerstand des Fördermotors gegebenen
inneren Ankerspannungsabfalls ausgerüstet sein. Gemäß der weiteren Erfindung kann
ein die Kompoundierung hervorrufender Steuerwert, der vom Ankerstrom des Fördermotors
abgeleitet sein kann, in einem weiteren zusätzlichen Verstärker, insbesondere einem
Magnetverstärker, verstärkt und dann in den Magnetverstärker eingeführt werden,
vorzugsweise galvanisch unmittelbar indessen Steuerkreis, in dem der der Ankerspannung
der selbsttätigen Regelung verhältige Steuerwert für die Geschwindigkeit einwirkt.
Es ergibt sich auf diese Weise eine Kompoundierung, die einen zügigen Fahrbetrieb
gewährleistet und zugleich die bei Kompoundierungen auftretenden unerwünschten Pendelungen
vermeidet.
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Es kann vorteilhaft sein, die Kompoundierung besonders bei niedriger
Drehzahl voll wirksam zu machen, dagegen ihre Wirkung bei höherer Drehzahl abzuschwächen
oder zu verhindern. Gemäß einer anderen Weiterbildung der Einrichtung nach der Erfindung
können Mittel vorgesehen werden, die bei höherer Drehzahl und beim Hochlaufen des
Fördermotors die selbsttätige Regelung verhindern, wobei statt dessen eine Steuerung
erfolgt, indem entweder die Verstärkereinrichtung oder der Leonardgenerator oder
ein steuerbarer Gleichrichter durch einen Widerstandsregler, beispielsweise einen
Kollektorschalter, in der abgegebenen Spannung gesteuert oder indem die Ankerspannung
des Fördermotors beispielsweise durch einen Schiebe- oder Drehtransformator über
Gleichrichter geändert wird.