DE1040108B - Einrichtung zur proportionalen Verstaerkung einer Gleichspannung - Google Patents

Description

Bei der Regelung von Gleichspannungen wird meist in der Weise verfahren, daß die zu regelnde Spannung mit einer als Sollgröße dienenden Gegenspannung verglichen wird und daß die entstehende Differenzspannung, auch Fehl er spannung genannt, als steuernde Größe zur Ausregelung der Abweichungen der zu regelnden Spannung benutzt wird. Das genannte Regelverfahren ist, gleiche Anforderungen an die Regelgenauigkeit vorausgesetzt, bei gewissen Arten von Regeleinrichtungen um so· schwieriger, je niedriger die zu regelnde Spannung ist. Bei der Regelung von Spannungen, die in der elektrochemischen Industrie Verwendung finden, und vor allem bei niedrigen Spannungen in der Größenordnung von 1 bis 20 Volt erweist es sich deshalb als notwendig, die zu regelnde Spannung zu verstärken, damit nach dem Vergleich mit der Sollspannung brauchbare Steuerwerte zur Verfügung stehen.

Die Erfindung beruht zu diesem Zweck auf dem Prinzip der proportionalen Verstärkung einer Gleichspannung mit Kompensation durch eine Gegenspannung. Eine bekannte Einrichtung dieser Art arbeitet auf der Grundlage der Temperaturgänge von Widerständen in einer Brückenschaltung. Die Gegenspannung ist von einer festen Hilfsgleichspannung in Al)-hängigkeit vom Stromfluß im Kreis der zu verstärkenden Gleichspannung derart abgeleitet, daß bei Stromlosigkeit die Gegenspannung in einem bestimmten Verhältnis zur verstärkten Größe steht.

Bei dieser bekannten Einrichtung handelt es sich um ein Gerät, das eine sorgfältige Behandlung erfahren und eine vor mechanischen Erschütterungen geschützte Aufstellung haben muß, um richtig arbeiten zu können. Schon dieser Umstand bildet ein Hindernis für die Anwendung dieser Einrichtung in industriellen Steuer- und Regelanlagen. Noch nachteiliger wirkt sich die große Trägheit der bekannten Kompensationseinrichtung aus. Die verstärkte Größe kann bei einer Änderung der zu verstärkenden Gleichspannung nur mit erheblicher Verzögerung folgen. Je feinfühliger man jedoch andererseits die Widerstandsbrücke im Interesse einer schnelleren Reaktionsfähigkeit macht, desto geringer wird ihre Belastbarkeit.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gegen Erschütterungen unempfindliche Einrichtung zur Verstärkung von Gleichspannungen nach dem Kompensationsprinzip zu schaffen, die eine große und bei Bedarf ohne Verlust an Verstärkung noch erhöhbare Ansprechgeschwindigkeit aufweist. Der Erfindungsgegenstand ist gekennzeichnet durch einen Spannungsteiler, an dessen einem Teilwiderstand die Kompensation der Gleichspannung erfolgt und dessen Gesamtspannung von einem mit der Hilfsgleichspannung beaufschlagten Potentiometer abgenommen ist.

Einrichtung zur proportionalen
Verstärkung einer Gleichspannung

Anmelder:

Siemens-Schuckertwerke

Aktiengesellschaft,

Berlin und Erlangen,

Erlangen, Werner-von-Siemens-Str. 50

Eberhardt Braunersreuther, Nürnberg,
ist als Erfinder genannt worden

wobei ein von einer richtungsempfindlichen relaisartigen Einrichtung im Stromkreis der Gleichspannung gesteuerter Stelltrieb den Abgriff des Potentiometers verschiebt.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Einrichtung nach der Erfindung dargestellt. Die Steuerspannung U_x wird bei 1 und 2 angelegt und mit der am Teilwiderstand 3 des Spannungsteilers 4 liegenden Spannung über die Steuerwicklung 5 eines richtungsempfindlichen Relais verglichen. Der Spannungsteiler 4, dessen zweiter Teilwiderstand mit 6 bezeichnet ist, ist einerseits mit dem Anschluß 7 des mit der Gegenhilfsspannung Ji₃ beaufschlagten Potentiometers 8 und andererseits mit dessen Abgriff 9 verbunden. Die am Potentiometer 8 abgegriffene Spannung U₁ + U₂ ist zugleich die Ausgangsspannung der Verstärkeranordnung. Die Spannungssumme Ji₁ + U₂ entspricht im abgeglichenen Zustand der Spannungssumme an den Teilwiderständen 3 und 6 des Spannungsteilers 4. Der Relaiswicklung 5 des richtungsempfindlichen Relais sind die Relaiskontakte 10 zugeordnet, die je nach Stellung dem Anker des Stellmotors 11 eine positive oder negative Spannung zuführen, so daß dieser in der einen bzw. in der anderen Richtung umläuft. Dadurch wird der Abgriff 9 des Potentiometers 8 im Sinne einer selbsttätigen Kompensation und einer linearabhängigen Steuerung der Spannung U₁ + U₂ durch die Spannung U_x verstellt. Die Spannung U_x kann beispielsweise 5 Volt, die Spannung M₃ beispielsweise 100 Volt betragen. Die Spannungsverstärkung richtet sich nach dem Verhältnis der Teilwiderstände 3 und 6 des Spannungsteilers 4. Im abgeglichenen Zustand, d. h. bei stromloser Relaiswicklung 5, stellt die Spannung U₁ + «., ein getreues vergrößertes Abbild der

809 64W350

Claims (2)

Spannung Ux dar. Bei Änderungen von Ux folgt die Spannung U1 + u.2 getreu nach. Das Verhältnis von ist im abgeglichenen Zustand also jeweils konstant. Spannungsschwankungen der Gegenhilf sspannung u3 sowie der Speisespannung des Stellmotors haben auf die getreue linearabhängige Steuerung der verstärkten Spannung keinen Einfluß. Die Genauigkeit der Spannungsverstärkung von Ux wird durch keinen fremden Einfluß beeinträchtigt. Diese Vorteile weisen die bekannten Röhrengleichspannungsverstärker, Stromtorverstärker und Umformerverstärker, beispielsweise solche, die mit einem Zerhacker arbeiten, nicht auf. Diese erfordern im Gegenteil, besonders wenn es auf eine hochgenaue Regelung und Steuerung ankommt, Mittel zur Konstanthaltung der Speisespannungen. Außerdem müssen Alterungserscheinungen und Temperatureinflüsse bei ihnen berücksichtigt werden. Die Einrichtung nach der Erfindung stellt außerdem im Vergleich zu den genannten Verstärkern einen relativ geringen Aufwand dar. Als wichtigster Vorteil erscheint jedoch die strenge lineare Abhängigkeit der Eingangs- und Ausgangsspannung, die bei den genannten anderen Verstärkern ebenfalls nicht ohne weiteres gegeben ist. Vor allem die letztgenannte Tatsache macht die Einrichtung nach der Erfindung für eine Verwendung zur Verstärkung elektrischer Spannungen in Steuer- und Regeleinrichtungen geeignet. Für sehr genaue Regelungen und Steuerungen wird man als richtungsempfindliches Relais ein entsprechend empfindliches Relais wählen, z. B. ein Drehspulrelais mit Lichtmarke in Verbindung mit einer Fotozelle. Wird eine kleine Zeitkonstante gefordert, so wird zu beachten sein, daß der Stellmotor 11 mit großer Ver-Stellgeschwindigkeit arbeitet und daß ein Verstellbefehl auf den Abgriff 9 des Potentiometers 8 rasch einwirkt. An Stelle des dargestellten Stellmotors kann ein beliebiger anderer Motor verwendet werden. Die Umsteuerung kann gegebenenfalls auch durch mechanische Mittel, wie Kupplungen und Getriebe, ausgelöst werden. Die zu verstärkende Spannung und die Gegenhilfsspannung können beliebige Werte haben. 1'.!"NTANSPIiCCHE:

1. Einrichtung zur proportionalen Verstärkung einer Gleichspannung mit Kompensation durch eine Gegenspannung, die von einer festen Hilfsgleichspannung in Abhängigkeit vom Stromfluß im Kreise der Gleichspannung derart abgeleitet ist, daß bei Stromlosigkeit die Gegenspannung in einem bestimmten Verhältnis zur verstärkten Größe steht, gekennzeichnet durch einen Spannungsteiler, an dessen einem Teilwiderstand die Kompensation der Gleichspannung erfolgt und dessen Gesamtspannung von einem mit der Hilfsgleichspannung beaufschlagten Potentiometer abgenommen ist, wobei ein von einer richtungsempfindlichen relaisartigen Einrichtung im Stromkreis der Gleichspannung gesteuerter Stelltrieb den Abgriff des Potentiometers verschiebt.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die richtungsempfindliche relaisartige Einrichtung ein Drehspulgalvanometer mit Lichtzeiger in Verbindung mit einer Fotozelle ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
ATM J 932-1, März 1936;
Proc. Inet. El. Eng. II, 1951, S. 662;
deutsche Patentschrift Nr. 519 159.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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