DE608856C

DE608856C - Schedule control facility

Info

Publication number: DE608856C
Application number: DES102065D
Authority: DE
Inventors: Wilhelm Gebhardt; Hans Nuetzelberger
Original assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens Corp
Current assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens Corp
Priority date: 1931-11-25
Filing date: 1931-11-25
Publication date: 1935-02-02

Description

Einrichtung zur Fahrplanregelung Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Fahrplansbeuerung, insbesondere von elektrischen Größen, wie Spannung, Strom, Leistung eines Netzes, unter Verwendung einer Vergleichseinrichtung, welche den zu steuernden Wert mit einem zeitlich unveränderlichen Vergleichswert unter Ergänzung des Differenzbetrages zwischen diesem Vergleichswert und dem Fahrplanwert durch einen eingesteuerten, von der Netzspannung abgeleiteten Differenzwert vergleicht.Device for schedule control The invention relates to a device for timetable control, in particular of electrical parameters such as voltage, current, Performance of a network, using a comparison device, which the The value to be controlled with a comparative value that cannot be changed over time, supplemented the difference between this comparison value and the schedule value compares a controlled differential value derived from the mains voltage.

Hat also beispielsweise der unveränderliche Vergleichswert die Größe i o und soll nach dem Fahrplan die zu steuernde Größe im Netz in aufeinanderfolgenden Zeitabschnitten die Werte z, 5, 7 usw. haben, so werden für diese Zeitabschnitte nacheinander die Differenzwerte 8; 5, 3 usw. eingesteuert. Im ersten Zeitabschnitt wird nun die zu steuernde Größe im Netz, beispielsweise z, zu dem eingesteuerten Differenzwert, z. B. 8, addiert und die Summe, also i o, mit dem Vergleichswert verglichen. Weicht die zu steuernde Größe des I@etzes a ab, so wird die Summe größer oder kleiner als der Vergleichswert. Die Regelvorrichtung tritt in Tätigkeit und wird so lange verstellt; bis der Summenwert mit dem Vergleichswert übereinstimmt. Dann hat aber die zu steuernde Größe im Netz gerade den gewünschten Fahrplanwert. Eine derartige Einrichtung arbeitet praktisch fehlerfrei, solange die Netzspannung dauernd den gleichen Wert hat und die Vorrichtung zur Einsteuerung des Differenzwertes (Einsteuervorrichtung) für diesen Spannungswert geeicht ist. Wenig jedoch, wie es in der Regel der Fall ist, die Netzspannung schwankt, so treten Fehler ;auf, die prozentual vielfach größer sind als die prozentuale Spannungsänderung.For example, if the unchangeable comparison value has the size i o and should, according to the timetable, the variable to be controlled in the network in consecutive Time segments have the values z, 5, 7 etc., then for these time segments successively the difference values 8; 5, 3 etc. controlled. In the first period the variable to be controlled in the network, for example z, now becomes the controlled one Difference value, e.g. B. 8, added and the sum, so i o, with the comparison value compared. If the size of the network a to be controlled differs, the sum will be larger or less than the comparison value. The control device comes into action and is adjusted for so long; until the total value agrees with the comparison value. But then the variable to be controlled in the network just has the desired schedule value. Such a device works practically without errors as long as the mains voltage is present permanently has the same value and the device for controlling the difference value (Control device) is calibrated for this voltage value. Little, however, like it is usually the case, the mains voltage fluctuates, errors occur that in percentage terms are many times greater than the percentage change in voltage.

Die Erfindung geht darauf aus, diese Fehler auszugleichen bzw. auf ein zulässiges Maß herabzudrücken.The invention is based on compensating for these errors or on to push down an allowable amount.

Erfindungsgemäß werden zwecks Beseitigung der Einwirkung der Netzspannungsschwankungen auf die Genauigkeit des eingesteuerten Differenzwertes von den drei Werten: Vergleichswert, Wert der zu regelnden Größe und Differenzwert, gleichzeitig wenigstens zwei entsprechend den SpannungsscItwankungen gegeneinander abgeglichen.According to the invention, in order to eliminate the effect of the mains voltage fluctuations on the accuracy of the entered difference value from the three values: comparison value, The value of the variable to be controlled and the difference value, at least two correspondingly at the same time the voltage fluctuations are balanced against each other.

Zweckmäßig wird zur Erzeugung und Summierung des Wertes der Regelgröße und des Differenzwertes .ein Zähler, vorzugsweise ein Ferrariszähler, verwendet. Dieser Zähler enthält einen an die Netzspannung angeschlossenen Spannungsmagnet und einen doppelt bewickelten Hauptstrommagnet, dessen eine Wicklung vom Netzstrom, dessen andere Wicklung von einem .eingesteuerten Strom durchflossen wird. Der Vergleichs-#veit wird beispielsweise durch eine zeitlich unveränderliche Schwer- oder Federkraft oder durch einen -Synchronhlei,nun@ptor erzeugt, die Drehzahl des Motors wird mit der des Zählers durch ein Differentialgetriebe verglichen, das eine Regelvorrichtung für die einzusteuernde Netzgröße betätigt.It is useful to generate and add the value of the controlled variable and the difference value .a counter, preferably a Ferraris counter, is used. This counter contains a voltage magnet connected to the mains voltage and a double-wound main current magnet, one winding of which is from the mains current, whose other winding is controlled by a Electricity flowing through it will. The comparison time is determined, for example, by a time-immutable Gravity or spring force or by a -Synchronhlei, now @ ptor generated, the speed of the motor is compared with that of the meter through a differential gear that actuates a control device for the network size to be controlled.

Bei dieser Ausführungsform ergibt sich der Wert der zu regelnden Größe durch das Zusammenwirken des vom Spannungstriebmagnet ausgehenden Flusses mit dem Anteil des Hauptstrommagnetflusses, den die vom Netzstrom durchflossene Wicklung hervorruft. Dieser Drehmoments- bzw. Drehzahlanteil des Zählers ist, abgesehen von der Phasenlage der beiden Flüsse, dem Produkt dieser Flüsse proportional, also bei Wirkverbrauchzählern proportional der Netzleistung. Der Differenzwert ergibt sich entsprechend durch das Zusammenwirken des Spannungstriebflusses mit dem Anteil des Hauptstromtriebflusses, der von der Wicklung mit dem eingesteuerten. Strom ausgeht, und ist dem Produkt der beiden Flüsse proportional. Da beide Flüsse unmittelbar von der Netzspannung abhängig sind, ändert sich der dem Differenzwert entsprechende Moments- bzw. Drehzahlanteil quadratisch mit der Spannung, sollte aber eigentlich von Spannungsänderungen unabhängig sein, wenn man auf eine genaue Einsteuerung des Fahrplanwertes Wert legt.In this embodiment, the value of the variable to be controlled results through the interaction of the flux emanating from the tension drive magnet with the Share of the main current magnetic flux that the winding through which the mains current flows evokes. This torque or speed component of the counter is apart from the phase position of the two flows, proportional to the product of these flows, i.e. at Active consumption meters proportional to the network power. The difference value results correspondingly through the interaction of the tension drive flow with the proportion of the Main current drive flow from the winding to the controlled. Power goes out, and is proportional to the product of the two flows. Since both rivers are immediate are dependent on the mains voltage, the value corresponding to the difference changes Torque or speed component squared with the voltage, but should actually be independent of voltage changes, if you focus on a precise control of the Schedule value.

Man kann sich nun erfindungsgemäß in der Weise helfen, daß man den dem Wert der Regelgröße entsprechenden Drehmoments- bzw. Drehzahlanteil in der .einen, den dem Differenzwert entsprechenden Anteil in der anderen Richtung sich selbsttätig mit der Spannung ändern läßt. So braucht man beispielsweise nur dafür zu sorgen, daß der Triebfluß des Spannungsmagnets sich nicht oder nur sehr wenig mit der Spannung ändert, indem man beispielsweise das Eisen des Magnets bei den normalen Spannungsschwankungen im Sättigungsbereich arbeiten läßt oder der Erregerwicklung des Eisens hochgesättigte Drosselspulen, Wasserstoff-Eisen-Widerstände oder andere an sich bekannte zur Konstanthaltung der Spannung oder des Stromes vorschaltet. Dies hat die Wirkung, daß beispielsweise bei Verwendung eines Wirkverbrauchzählers zur Erzeugung und Summierung des Wertes der Regelgröße und des Differenzwertes der dem Wert der zu regelnden Größe entsprechende Drehmoments- oder Drehzahlanteil nicht bei ,allen Spannungswerten der Leistung (E . J . cos cp) proportional. ist, sondern wegen der T.Jnveränderlichkeit des Spannungstriebfeldes bei größeren Spannungen etwas tiefer, bei kleineren etwas höher liegt. Umgekehrt liegt aber der dem Differenzwert entsprechende Drehzahl- bziv. Drehmomentsanteil, bei größeren Spannungswerten etwas höher, bei kleineren etwas niedriger, als dem einzusteuernden Wert entspricht. Dies ist darauf zurückzuführen, daß dieser Anteil durch das Zusammenwirken des von Spannungsschwankungen unabhängigen Spannungstriebflusses und des vom @eüigesteuerten Strom herrührenden Anteils des Hauptstromtriebflusses zustande kommt und der eingesteuerte Strom wegen seiner Ableitung aus der Netzspannung die Spannungsschwankungen voll mitmacht. Da der eine Drehmoments- bzw. Drehzahlanteil infolgedessen immer etwas zu groß, der anders etwas zu klein ausfällt, gleicht sich das für die Summe der Anteile, also für das Gesamtmoment des Zählers und die tatsächliche Zählerdrehzahl, immer aus, wenn die einzelnen Elemente der Einrichtung richtig abgeglichen werden.You can now help yourself according to the invention in such a way that you get the the torque or speed component corresponding to the value of the controlled variable in the. the proportion corresponding to the difference value in the other direction automatically lets change with tension. For example, one only needs to ensure that the driving flux of the voltage magnet does not or only very little with the voltage changes by, for example, changing the iron of the magnet during normal voltage fluctuations can work in the saturation range or the excitation winding of the iron is highly saturated Choke coils, hydrogen-iron resistors or other known per se for keeping constant upstream of the voltage or current. This has the effect that, for example when using an active consumption meter to generate and add up the value the controlled variable and the differential value corresponding to the value of the variable to be controlled Torque or speed component not with, all voltage values of the power (E . J. cos cp) proportional. but because of the invariability of the voltage drive field is slightly lower for larger tensions and slightly higher for smaller tensions. Vice versa but is the speed or corresponding to the difference value. Torque share, with larger voltage values a little higher, with smaller ones a little lower than that corresponds to the taxable value. This is due to the fact that this proportion through the interaction of the voltage drive flow, which is independent of voltage fluctuations and the portion of the main current drive flow resulting from the controlled current comes about and the injected current because of its derivation from the mains voltage fully participates in the voltage fluctuations. Since the one torque or speed component as a result, it is always a little too big, which turns out to be a little too small otherwise, is alike that for the sum of the proportions, i.e. for the total torque of the counter and the actual Counter speed, always off, if the individual elements of the facility are properly balanced will.

Statt dessen kann man auch so verfahren, daß man auf den Zähler neben den üblichen Bremsmagneten noch einen von der Spannung erregten - D ämpfungsmagnet einwirken läßt :oder daß man beispielsweise bei gleichem Erregerstrom den Spannungstriebfluß durch entsprechende Vergrößerung des Eisenquerschnittes im Spannungsmagnefoder Erhöhung der Windungszahl der Erregerwicklung so vergrößert, daß die sog .enannte, aus der Induktionszählertheorie bekannte Spannungsdämpfung erheblich ins Gewicht fällt. Es ergibt sich dann nach bekannten Gesetzen für den dem Wert der Regelgröße entsprechenden Drehzahlanteil nicht bei allen Spannungen ein der Netzleistung (E. J . oos cp) proportionaler Wert, sondern wegen der gesteigerten Spannungsdämpfung ein mit zunehmender Spannung etwas zurückbleibender Wert, während der dem Differenzwert entsprechende Drehzahlanteil aus den oben angegebenen Gründen bei Spannungssteigerung etwas anwächst. Auch hier wird dann die Abnahme des einen Anteils durch eine entsprechende Zunahme des anderen Anteils ausgeglichen, so daß die Summe der Anteile von Spannungsschwankungen praktisch unabhängig ist.Instead of this, one can proceed in such a way that, in addition to the usual brake magnets, a damping magnet excited by the voltage is allowed to act on the counter: or, for example, with the same excitation current, the voltage drive flow by increasing the iron cross-section in the voltage magnet or increasing the number of turns in the excitation winding so enlarged that the so-called voltage damping known from induction counter theory is of considerable importance. According to known laws, the value of the speed component corresponding to the value of the controlled variable does not result in a value proportional to the mains power (E.J. oos cp) for all voltages, but rather a value that remains somewhat lower with increasing voltage, during the difference value, because of the increased voltage damping Corresponding speed share increases somewhat when the voltage increases for the reasons given above. Here, too, the decrease in one component is then compensated for by a corresponding increase in the other component, so that the sum of the components is practically independent of voltage fluctuations.

Noch ein dritter Weg ist möglich, indem man das Drehmoment oder die .Drehzahl des a den unveränderlichen Vergleichswert erzeugenden Apparates bei zunehmender Spannung etwas anwachsen, bei abfallender Spannung abnehmen läßt. So kann man z. B. zur Erzeugung des Vergleichswertes einen sogenannten EZ-Zähler verwenden, bei dem neben der Dämpfung durch einen Daueimagnet noch die sogenannbe Spannungsdämpfung herangezogen ist. Ein solcher Zähler würde bei vollkommener Weglassung des Dauermagnets nach bekannten Gesetzen mit unveränderlicher, von der Spannung unabhängiger Drehzahl laufen; läßt man aber auf den Anker des Zählers noch einen Dauermagnet einwirken, so wird nach bekannten Gesetzen die Drehzahl etwas von der Spannung abhängig. Daß auch diese Methode zum Ziel führt, beweist folgende Überlegung Der dem Wert der Regelgrüße entsprechende Anteil des Drehmomentes bzw. der Drehzahl ist genau der Netzleistung proportional, während der dem Differenzwert entsprechende Anteil sich quadratisch mit der Spannung ändert. Bei erhöhter Spannung fällt also der Differenzwert zu groß aus und ebenso auch die Summe aus Differenzwert und Wert der Regelgröße. Würde der Vergleichswert vollkommen unverändert bleiben, so würde bei erhöhter Spannung die Summe aus Fahrplanwert und Differenzwert überwiegen, @es würde also die Regeleinrichtung in Tätigkeit treten, und die nach dem Fahrplan zu steuernde Netzgröße -würde ganz unnötig auf einen kleineren Wert herabgesetzt werden. Wird dagegen der Vergleichswert bei erhöhter Spannung etwas vergrößert, und zwar um denselben Betrag wie die Summe aus dem Wert der Regelgröße und dem Differenzwert, so bleibt die Regeleinrichtung in Ruhe, und die zu steuernde Netzgröße behält ihren richtigen Wert bei.Yet a third way is possible by the torque or of a .Drehzahl the steady comparison value generating apparatus increase somewhat with increasing voltage, can decrease with decreasing voltage. So you can z. B. use a so-called EZ counter to generate the comparison value, in which, in addition to the damping by a permanent magnet, the so-called voltage damping is also used. If the permanent magnet were completely omitted, such a counter would run according to known laws with an invariable speed that is independent of the voltage; but if a permanent magnet is allowed to act on the armature of the counter, then, according to known laws, the speed is somewhat dependent on the voltage. That this method also leads to the goal is shown by the following consideration: The proportion of the torque or the speed corresponding to the value of the control variables is exactly proportional to the mains power, while the proportion corresponding to the differential value changes quadratically with the voltage. If the voltage is increased, the difference value is too large, as does the sum of the difference value and the value of the controlled variable. If the comparison value were to remain completely unchanged, the sum of the schedule value and the difference value would predominate in the event of increased voltage, i.e. the control device would come into action and the network size to be controlled according to the schedule would be reduced to a smaller value quite unnecessarily. If, on the other hand, the comparison value is increased somewhat when the voltage is increased, namely by the same amount as the sum of the value of the controlled variable and the difference value, the control device remains at rest and the network variable to be controlled maintains its correct value.

Durch diese drei oben beschriebenen Hilfsmittel ist es möglich, den Einfluß der Spannungsschwankungen auf die Fahrplansteuerung innerhalb der Zähler- bzw. Motorsysteme selbst auszugleichen, es kann also der zur Erzeugung des Differenzwertes mit herangezogene, gemäß dem Fahrplanwert eingesteuerte Strom unmittelbar oder unter Zwischenschaltung von normalen Wandlern oder Transformatoren dem Netz entnommen werden, ohne daß in die Verbindung Mittel zur Kompensation der Spannungsschwankungen eingeschaltet zu werden brauchen bzw. für den Anschluß Konstantspannungstransformatoren oder andere Spezialeinrichtungen verwendet werden müssen. Dabei läßt sich auch die Einsteuerung mehr oder -weniger vollkommen unabhängig von der Frequenz machen.With these three tools described above, it is possible to use the Influence of voltage fluctuations on the schedule control within the meter or to compensate engine systems themselves, so it can be used to generate the difference value with the current used and controlled according to the schedule value immediately or below Interconnection of normal converters or transformers taken from the network without any means for compensating the voltage fluctuations in the connection need to be switched on or for the connection of constant voltage transformers or other special equipment must be used. You can also use the Make control more or less completely independent of the frequency.

Claims

PATENT CLAIMS. i. Device for schedule control, in particular of electrical quantities, such as voltage, current, power of a network, using a comparison device which compares the value to be controlled with a value that does not change over time Comparison value with addition of the difference between this comparison value . and your schedule value by a controlled, derived from the mains voltage Difference value compares, characterized by means which are at least two of the three adverts: comparison value, value of the controlled variable and difference value, simultaneously influence in such a way that voltage fluctuations are balanced against each other. z. Device according to Claim i, in which for summing .the value of the controlled variable and a counter, preferably a Ferraris counter, is used for the difference value with at least one voltage magnet connected to the mains voltage and one. double-wound main current magnet, one winding from the mains current and one other winding from a controlled current derived from the mains voltage is traversed, characterized by means which generate the voltage generated by the magnet Make the flow completely or approximately independent of the fluctuations in the mains voltage. 3. Device according to claim 2, characterized in that the voltage magnet has such a small cross-section that it will with the usual voltage fluctuations works in the saturation range. 4. Device according to claim 2, characterized in that that the voltage magnet is highly saturated choke coils, hydrogen-iron resistors or other means for keeping the current or voltage constant are. 5. Device according to claim i to 4, wherein the speed of the for summing the value of the controlled variable and the circulating counter serving the differential value with the speed of a motor rotating at a constant speed, in particular a synchronous small motor, is compared, characterized in that that on the counter armature besides the usual brake magnets there is also one of the voltage energized brake magnet acts. 6. Device according to claim i to 4, wherein the Speed of the for summing the value of the controlled variable and the differential serving rotating counter with the speed of a constant speed rotating motor, in particular a synchronous Klain motor, is compared, thereby characterized in that the flux generated by the voltage driving magnet of the counter is such great it is made that the so-called stress damping is of considerable importance. 7. Device according to claim r, characterized in that the. Torque or the speed of the part supplying the comparison value as a function of the voltage is controlled automatically. B. Device according to claim i, characterized in that that an apparatus, preferably an induction counter, is used to generate the comparison value, is used with torque or speed dependent on the voltage, in particular an E2 counter, for its damping in addition to a permanent magnet, the so-called voltage damping is used.