Anordnung zur selbsttätigen Regelung der Drehzahl von durch Gleichrichter
gespeisten Gleichstromnebenschlußmotoren Bei der Regelung der Drehzahl von durch
Gleichrichter gespeisten fremderregten Gleichstromnebenschlußmotoren ergeben sich
insofern häufig Schwierigkeiten, als z. B. bei plötzlicher Entlastung der Motoren
ihre Drehzahl erhöht und somit der Istwert größer als der Sollwert wird. Das Gleichrichter
enthaltende Stellglied, das beispielsweise ein Magnetverstärker oder eine steuerbare
Halbleiteranordnung ist, läßt eine Stromumkehr im Motoranker und damit dessen Bremsung
durch Energierückspeisung ins Netz nicht zu, so daß unter Umständen eine beträchtliche
Zeit vergeht, bis der Istwert sich dem Sollwert wieder annähert. In dieser Zeit
wird das Stellglied vom Regelkreis im Sinne völliger Sperrung bzw., wenn das möglich
ist, äußersten Wechselrichterbetriebes beeinflußt. Erst wenn die Drehzahl so weit
abgesunken ist, daß sie kleiner als die Solldrehzahl ist, wird das Stellglied durch
den Regelkreis plötzlich wieder aufgesteuert. Bedingt durch die Zeitkonstanten im
Regelkreis ergeben sich dabei Pendelungen, die abhängig von den Größen des Regelkreises
und von den Größen der Änderung der Aussteuerung des Stellgliedes sind. Diese Pendelungen
können bei einem derartigenAntrieb sehr stören.Arrangement for the automatic regulation of the speed by a rectifier
fed DC shunt motors When regulating the speed of through
Separately excited DC shunt motors fed by rectifiers result
often difficulties in so far as z. B. when the engine is suddenly relieved of load
their speed increases and thus the actual value is greater than the setpoint. The rectifier
containing actuator, for example a magnetic amplifier or a controllable
Semiconductor arrangement allows a current reversal in the motor armature and thus its braking
due to energy being fed back into the network, so that under certain circumstances a considerable
Time passes before the actual value approaches the setpoint again. In these times
the actuator of the control loop in the sense of complete blocking or, if possible
extreme inverter operation. Only when the speed is so high
has dropped that it is less than the target speed, the actuator is through
the control loop suddenly opened again. Due to the time constants in
Control loop results in oscillations that depend on the size of the control loop
and on the magnitudes of the change in the modulation of the actuator. These oscillations
can be very annoying with such a drive.
Es ist nun bekannt, parallel zu den den Motor speisenden Hauptgleichr
ichternHilfsgleichrichter zu schalten, deren Spannung gemeinsam mit der Spannung
der Hauptgleichrichter verändert wird. Dabei dient die Spannung der Hilfsgleichrichter
dann als Spannungsistwert,wenn der Istwert der zu regelnden Größe den Sollwert um
einen bestimmten Betrag überschreitet. Diese Anordnung bringt zwar eine gewisse
Verbesserung, löst aber das Problem nicht zur vollen Zufriedenheit. Es ergeben sich
nämlich dann Schwierigkeiten, wenn der Istwert der zu regelnden Größen nach Aufhebung
des anormalen Zustandes nicht auf den Istwert der Hilfsgleichrichter zurückgeht,
sondern einen darunterliegenden Wert annimmt. Je nach Größe der Differenz ergeben
sich dann, da jetzt wieder der Istwert der zu regelnden Größe das Regelorgan steuert,
infolge der Zeitkonstanten im Regelkreis mehr oder weniger stark ausgeprägt, die
schon zuvor erwähnten Pendelengen.It is now known, parallel to the main rectifier feeding the motor
to switch auxiliary rectifiers, their voltage together with the voltage
the main rectifier is changed. The voltage of the auxiliary rectifier is used for this
then as the actual voltage value when the actual value of the variable to be controlled changes the setpoint
exceeds a certain amount. This arrangement brings a certain
Improvement, but does not solve the problem to the full satisfaction. It surrender
namely difficulties when the actual value of the variables to be controlled after cancellation
the abnormal condition does not go back to the actual value of the auxiliary rectifier,
but assumes a lower value. Depending on the size of the difference
then, since the actual value of the variable to be regulated now controls the regulating element again,
as a result of the time constants in the control loop, the
previously mentioned pendulums.
Durch die Erfindung wird eine derartige Anordnung zur selbsttätigen
Regelung der Drehzahl von durch Gleichrichter gespeisten fremderregten Gleichstromnebenschlußmotoren,
bei der parallel zu den Hauptgleichrichtern Hilfsgleichrichter geschaltet sind,
deren Ausgangsspannung gemeinsam mit der Ausgangsspannung der Hauptgleichrichter
durch ein Stellglied verändert wird, dadurch verbessert, daß in dem Augenblick,
wenn der Drehzahlistwert den Drehzahlsollwert um einen bestimmten Betrag überschreitet,
als neuerSollwert ein von derAnkerspannung abhängiger Spannungswert dient, während
als neuer Istwert in bekannter Weise die Ausgangsspannung der Hilfsgleichrichter
dient, und daß das Stellglied so ausgesteuert wird, daß die der Aussteuerung entsprechende
Ausgangsspannung der Hauptgleichrichter wenig unter dem tatsächlichen Wert der Ankerspannung
liegt.The invention makes such an arrangement automatic
Regulation of the speed of separately excited DC shunt motors fed by rectifiers,
where auxiliary rectifiers are connected in parallel to the main rectifiers,
their output voltage together with the output voltage of the main rectifier
is changed by an actuator, improved by the fact that at the moment
if the actual speed value exceeds the setpoint speed value by a certain amount,
a voltage value dependent on the armature voltage serves as the new setpoint value, while
the output voltage of the auxiliary rectifier as the new actual value in a known manner
is used, and that the actuator is controlled so that the control corresponding
Output voltage of the main rectifier a little below the actual value of the armature voltage
lies.
Durch die Erfindung wird bewirkt, daß das Stellglied nicht voll zugesteuert
wird, sondern eine Ausgangsspannung behält, die wenig unter der Ankerspannung des
Motors liegt. Wenn der Istwert wieder die Größe des Sollwertes erreicht, ist nur
die kleine Differenz zwischen der Ausgangsspannung des Stellgliedes und der Ankerspannung
des Motors auszuregeln. Hierbei kann nur eine sehr geringfügige Pendeleng im Regelkreis
auftreten, da die Änderung der Aussteuerung des Stellgliedes nur gering ist.The effect of the invention is that the actuator is not fully closed
but retains an output voltage that is a little below the armature voltage of the
Motor lies. When the actual value reaches the size of the setpoint again, is only
the small difference between the output voltage of the actuator and the armature voltage
to regulate the motor. There can only be a very slight pendulum tightness in the control loop
occur because the change in the modulation of the actuator is only slight.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung für dieDrehzahlregelung
einesGleichstromnebenschlußmotors erläutert. Die Sekundärwicklung eines Drehstromtransformators
speist über die Arbeitswicklungen von Magnetverstärkern 2 und Hauptgleichrichter
3 die Ankerwicklung 4 des Gleichstromnebenschlußmotors. Der fest mit der Motorwelle
verbundene Tachogenerator 5 mißt den Istwert der Motordrehzahl. Die Istwertspannung
Ulst am Widerstand 9 wird mit der Sollwertspannung U"ll am Widerstand
10 verglichen und die Differenz beider Spannungen auf den Verstärker 13 gegeben.
Der Verstärker 13 speist die Steuerwicklungen des Magnetverstärkers 2 und bewirkt
eine solche Aussteuerung, daß Istwert und Sollwert übereinstimmen. Bei einer proportionalen
Regelung,
die hier angenommen werde, ist der Sollwert im stationären Zustand immer etwas größer
als der Istwert. Bei einer plötzlichen Entlastung des Motors steigt die Drehzahl
plötzlich über den vorgegebenen Sollwert. Die Differenz von Soll-und Istwertspannung
würde über den Verstärker 13 den 1Iagnetverstärker 2 voll zusteuern. Es ist aber
in den Regelkreis eine Sperrdiode 11 eingeschaltet, die verhindert, daß ein Strom
im Regelkreis fließen kann, wenn der Istwert größer als der Sollwert ist. Parallel
zur Vergleichsanordnung für die Soll- und Istwertspannungen liegt am Eingang des
Verstärkers 13 eine \ -ergleichsanordnung für die an den Widerständen 8 und
7 abgegriffenen Spannungen. Die Spannung am Widerstand 8 ist die Ausgangsspannung
der Hilfsgleiclirichter 6. Die am Widerstand 7 abgegriffene Spannung ist ein Teil
der Ankerspannung des Motors. Wenn die Istwertspannung Uist größer als die Sollwertspannung
Usoll ist, dann ist notwendigerweise die Ankerspannung des Motors größer als die
Ausgangsspannung der Hilfsgleichrichter 6 am Widerstand B. Auf den Verstärker 13
wirkt jetzt die -Differenz der an den Widerständen 8 und 7 abgegriffenen Spannungen,
da die am Widerstand 7 abgegriffene Spannung größer als die Spannung am Widerstand
8 ist und damit die Sperrdiode 12 durchlässig ist. Es ist also für die Zeit, in
der die Istwertspannung Ulst größer als die Sollwertspannung USall ist, ersatzweise
die am Widerstand 7 abgegriffene Spannung als Sollwert und die Spannung am Widerstand
8 als Istwert wirksam. Dieser Vorgang wird sofort selbsttätig rückgängig gemacht,
wenn die Istwertspannung Ulst kleiner als die Sollwertspannung U"1, wird und die
Sperrdiode 11 wieder durchlässig wird.The drawing illustrates an embodiment of the invention for regulating the speed of a direct current shunt motor. The secondary winding of a three-phase transformer feeds the armature winding 4 of the direct current shunt motor via the working windings of magnetic amplifiers 2 and main rectifier 3. The tachometer generator 5, which is firmly connected to the motor shaft, measures the actual value of the motor speed. The actual value voltage Ulst at the resistor 9 is compared with the setpoint voltage U "ll at the resistor 10 and the difference between the two voltages is fed to the amplifier 13. The amplifier 13 feeds the control windings of the magnetic amplifier 2 and causes the actual value and the setpoint to match a proportional control, which is assumed here, the setpoint in the steady state is always slightly greater than the actual value. If the motor is suddenly relieved of load, the speed suddenly rises above the specified setpoint. The difference between the setpoint and actual value voltage would be via the amplifier 13 Full control of the magnetic amplifier 2. However, a blocking diode 11 is switched on in the control circuit, which prevents a current from flowing in the control circuit if the actual value is greater than the setpoint. Parallel to the comparison arrangement for the setpoint and actual value voltages is at the input of the amplifier 13 a \ -comparing arrangement for the at the resistance 8 and 7 tapped voltages. The voltage at the resistor 8 is the output voltage of the auxiliary rectifiers 6. The voltage tapped at the resistor 7 is part of the armature voltage of the motor. If the actual value voltage Uist is greater than the setpoint voltage Usoll, then the armature voltage of the motor is necessarily greater than the output voltage of the auxiliary rectifier 6 at resistor B. The difference between the voltages tapped at resistors 8 and 7 now acts on amplifier 13, since the The voltage tapped at the resistor 7 is greater than the voltage at the resistor 8 and thus the blocking diode 12 is permeable. For the time in which the actual value voltage Ulst is greater than the setpoint voltage USall, the voltage tapped at the resistor 7 is effective as the setpoint and the voltage at the resistor 8 as the actual value. This process is automatically reversed immediately when the actual value voltage Ulst is less than the setpoint voltage U "1 and the blocking diode 11 becomes permeable again.