DE973769C

DE973769C - Folgebewegungssteuerung

Info

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

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Folgebewegungssteuerung unter Zuhilfenahme von aus gittergesteuerten Gas- oder Dampfentladungsgefäßen bestehenden Regelorganen, deren Zündzeitpunkt in Abhängigkeit von einer dem Stellungsunterschied zwischen vorgegebenem und ausgeführtem Kommando verhältnisgleichen Wechselspannung mit Hilfe von gesättigten Transformatoren (Spitzentransformatoren) veränderbar ist, an welchen mit Hilfe einer Wechselstromvormagnetisierung aus einer Grundspannung und einer dem Stellungsunterschied bzw. der Regelabweichung proportionalen Wechselspannung die Zündimpulse für die Entladungsgefäße derart verschoben werden, daß der Stellungsunterschied bis auf einen geringen Wert ausgeregelt wird. Erfindungsgemäß wird bei einer solchen Anordnung auf die Spitzentransformatoren mittels einer aus dem Regelkreis hergeleiteten veränderbaren Gleichspannung eine zusätzliche Gleichstromvormagnetisierung zur Stabilisierung der Folgebewegung gegeben, die eine zusätzliche Verschiebung der von den Spitzentransformatoren abgegebenen Zündspannungsspitzen bewirkt. Auf diese Weise wird erreicht, daß Pendelbewegungen, die bekanntermaßen die Stabilisierung einer Regelung beeinträchtigen, bereits in ihrem Entstehungszustand beseitigt werden, indem das differenzierte Regelsignal unmittelbar die Zündimpulse beeinflußt.

Zur näheren Erläuterung der Erfindung wird nunmehr auf die Figuren der Zeichnung Bezug genommen. Es zeigt

Fig. ι eine Spitzensteuerung für einen Einstellmotor,

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Fig. 2 den Flußverlauf in den beiden Spulen eines Spitzentransformators,

Fig. 3 die Verschiebung der Spannungsspitze bei einer positiven Vormagnetisierung und Fig. 4 die Verschiebung der Spannungsspitze bei einer negativen Vormagnetisierung.

Der Motor i, der einen nicht mitdargestellten Gegenstand entsprechend einer nach Größe und Richtung vorgegebenen Bewegung einstellen mag, ίο wird in an sich bekannter und in Fig. ι nicht dargestellter Weise über die beiden gittergesteuerten Gas- oder Dampfentladungsgefäße 2 und 3 gespeist. Die beiden Entladungsgefäße 2 und 3 können dabei in Antiparallelschaltung betrieben werden und den Anker des Motors 1 speisen, oder aber es speist jedes Entladungsgefäß, z. B. bei Verwendung der Leonardsteuerung, eine getrennte Erregerwicklung des zugehörigen Leonardgenerators. Aus einem Wechselstromnetz 4 wird die Primärwicklung 5 eines Transformators 6 gespeist, der mit vier Sekundärwicklungen 7, 8, 9 und 10 versehen ist. Die Sekundärwicklungen 7 und 8 liefern über die beiden nach Graetz geschalteten Gleichrichteranordnungen 11 und 12 die negativen Gittervorspannuhgen für die Entladungsgefäße 2 und 3. Mit 13 und 14 sind Glättungskondensatoren bezeichnet. Die Sekundärwicklungen 9 und 10 speisen die Primärwicklungen 15 und 16 der beiden Spitzentransformatoren 17 und 18. Um die Phasenlage der Vorerregungsspannung einstellen zu können, sind ein Widerstand 19 und ein Kondensator 20 vorgesehen. Die einem im einzelnen nicht dargestellten Stellungsvergleichssystem entnommene sogenannte Wegfehlerwechselspannung steht an den Klemmen 21 und 22 zur Verfügung. Ihre Phasenlage kann durch einen Kondensator 23 geändert werden. Die Schaltung ist dabei so getroffen, daß die Wicklungen 15 und 16 die Vorerregung und die Wegfehlerwechselspannung führen.
Als Spitzentransformator kann hierbei ein gesättigter Transformator mit abgestuftem Eisenkernquerschnitt Verwendung finden, bei dem der abgestufte Eisenkern, auf dessen Mittelschenkel die Wicklungen angebracht sind, von untereinander verschiedenen Blechsorten gebildet wird. Der von der Primärspule umflossene Teil des Eisenkernes hat dabei einen weitaus größeren Querschnitt als der von der Sekundärspule umschlossene Teil des Eisenkernes. Zwischen diesen beiden Spulen ist noch ein Streujoch angeordnet. Als Spitzentransformator kann aber auch ein gesättigter Transformator mit abgestuftem und von aus untereinander verschiedenen Blechsorten gebildetem Eisenkernquerschnitt Verwendung finden, bei dem die Sekundärspule so angebracht ist, daß in ihr durch das Streufeld keine Spannung induziert werden kann. Die Primärspule ist hierbei auf dem einen, die Sekundärspule auf dem anderen Seitenschenkel des Transformators angebracht, während der Mittelschenkel das Streujoch bildet. Ein Spitzentransformator letzterer Art findet bei der in der Fig. 1 gezeigten Schaltung Verwendung.

Die im Anker des Motors 1 erzeugte und gleichzeitig die Istgeschwindigkeit bildende veränderliche Gleichspannung wird mit Hilfe eines Widerstandes 24 und eines Kondensators 25 geglättet und mit Hilfe eines weiteren Kondensators 26 differenziert. Die durch die Differentiation erhaltene Istbeschleunigungsspannung wird zwei weiteren Primärwicklungen 27 und 28 der Spitzentransformatoren 17 und 18 zugeführt. In diesem Stromkreis ist ferner noch ein aus einer Drosselspule 29 und einem Kondensator 30 bestehende Sperre, z. B. eine 50-Hz-Sperre, für die Frequenz des Wechselstromnetzes 4 bzw. der Wegfehlerspannung vorgesehen. Darüber hinaus besteht die Möglichkeit, daß außer der Istbeschleunigungsspannung noch andere, ebenfalls als veränderliche Gleichspannungen vorhandene Steuerkomponenten auf die Spitzentransformatoren zur Einwirkung gebracht werden. Hierzu können die weiteren Primärwicklungen 31 und 32 der beiden Spitzentransformatoren 17 und 18 dienen, die dann mit einer Gleichspannung gespeist werden, die z. B. der Istgeschwindigkeit (positiv oder negativ), der Sollgeschwindigkeit, der Sollbeschleunigung od. dgl. verhältnisgleich ist.

Die Sekundärwicklungen 33 und 34 der Spitzen- £5 transformatoren 17 und 18 stehen mit den Steuergittern der Entladungsgefäße 2 und 3 in Verbindung. Zur Dämpfung der in den Spulen 33 und 34 entstehenden Ausschwingungsvorgänge dient die Parallelschaltung je eines Gleichrichters 35 bzw. 36 und go eines Kondensators 37 bzw. 38. Die in jeder der Sekundärspulen als dem schwingungsfähigen Gebilde schwingende Energie wird in der entsprechenden Halbwelle durch die zugehörigen Gleichrichter abgeleitet und damit der Sekundärspule die Energie entzogen, so daß ein Weiterschwingen unmöglich ist. Es bedeutet keinen Nachteil, daß durch den Gleichrichter auch die Spitzen in einer Richtung vernichtet werden, da ja nur die Spitze in einer Richtung zum Steuern benutzt wird.

Der Flußverlauf eines Spitzentransformators sei an Hand der Fig. 2 kurz erläutert. Die der Primärspule zugeführte Wechselspannung ruft einen Primärstrom und damit auch einen magnetischen Fluß Φ± hervor. Der in der Sekundärspule entstehende magnetische Fluß Φ₂ ist anfangs gleich dem magnetischen Fluß Φ_ν geht aber rasch in die Sättigung über. Der magnetische Fluß Φ₁ schließt sich dann über das Streujoch. Beim Durchgang des Flusses Φ_% durch Null entsteht die Spannungsspitze. Die Fig. 3 und 4 lassen weiterhin erkennen, daß je nach der Richtung der Vormagnetisierung Φν durch die Dämpfungsspannung die Spannungsspitze früher oder später entsteht.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

i. Folgebewegungssteuerung unter Zuhilfenahme von aus gittergesteuerten Gas- oder Dampfentladungsgefäßen bestehenden Regelorganen, deren Zündzeitpunkt in Abhängigkeit von einer dem Stellungsunterschied zwischen vorgegebenem und ausgeführtem Kommando verhältnisgleichen Wechselspannung mit Hilfe von gesättigten Transformatoren (Spitzentransformatoren) veränderbar ist, an welchen mit Hilfe einer Wechselstromvormagnetisierung aus einer Grundspannung und

einer dem Stellungsunterschied bzw. der Regelabweichung proportionalen Wechselspannung die Zündimpulse für die Entladungsgefäße derart verschoben werden, daß der Stellungsunterschied bis auf einen geringen Wert ausgeregelt wird, dadurch gekennzeichnet, daß auf diese Spitzentransformatoren mittels einer aus dem Regelkreis hergeleiteten veränderbaren Gleichspannung eine zusätzliche Gleichstrommagnetisierung zur Stabilisierung der Folgebewegung gegeben wird, die eine zusätzliche Verschiebung der von den Spitzentransformatoren abgegebenen Zündspannungsspitzen bewirkt.
2. Folgebewegungssteuerung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß als Dämpfungsspannung die aus der im Einstellmotor erzeugten Ankerspannung durch Differentiation gewonnene Istbeschleunigungsspannung dient, die der Primärseite der Spitzentransformatoren zugeführt wird.
3. Folgebewegungssteuerung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß den Spitzentransformatoren noch andere als Gleichspannungen vorhandene Steuerkomponenten zugeführt werden.
4. Folgebewegungssteuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Dämpfungs-.spannung die aus der im Einstellmotor erzeugten Ankerspannung oder eine der Istgeschwindigkeit proportionale Tachometerspannung der Sekundärseite des Spitzentransformators zugeführt wird.

In Betracht gezogene Druckschriften:

Deutsche Patentschriften Nr. 636 028, 657127, 702293;

A. Leonhard, »Die selbsttätige Regelung in der Elektrotechnik«, Springer-Verlag, Ausgabe 1940, S. 134 bis 141;

A. Leonhard, »Die selbsttätige Regelung«, Springer-Verlag, Berlin/Göttingen/Heidelberg, Ausgabe 1949, S. 212 bis 215;

Zeitschrift »Archiv für Elektrotechnik«, Jahrg. 1939, S. 687 bis 697.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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