DE1613210C

DE1613210C - Device for regulating electro-magnetic vibrators

Info

Publication number: DE1613210C
Authority: DE
Inventors: Leo 7055 Stetten Brosch
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH, 6000 Frankfurt
Publication date: 1971-08-26

Description

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Elektromechanische Antriebe, die im weiten Bereich seitige Beeinflussungen auf, derart, daß je nach der gesteuert werden sollen, werden heute immer mehr. Schaltung der im Kreis erforderlichen Funktionsüber steuerbare Einkristallgleichrichter-Thyristoren gleichrichter (Gleichrichter in den Anschlußgeräten) erregt. Mit Hilfe einer besonderen Zündeinrichtung die Schwingbreiten ansteigen oder absinken,
wird der Einsatzpunkt des Gleichrichters, der An- 5 Die Beseitigung dieser Störeinflüsse ist durch die Schnittwinkel, eingestellt, so daß der Gleichrichter Regelung der Spannung am Vibrator möglich,
aus dem anstehenden Wechselstromnets lediglich Zur Erläuterung sollen die F i g. 1 und 2 dienen, einen bestimmten Teil einer Sinusschwingung durch- In Fig. 1 erfolgt die Speisung an den PunktenU_ab läßt. Das Flächenintegral der durchgelassenen Teil- über das Stellglied, den Thyristor, wobei die Steueschwingung des Stromes, die Stromzeitfläche, ist ein io rung über den Anschnitt der sinusförmigen Speise-Maß für die .ausnutzbare Leistung. Da diese dem spannung vorgenommen wird. Wird an den Punk-Quadrat des-Stromes proportional ist, kann mit klei- ten cd, also direkt am Vibrator, eine angeschnittene nem Stellbereich ein großer Leistungsbereich be- Wechselspannung (infolge der induktiven Belastung strichen werden. Andererseits gehen ebenfalls Span- liegt am Vibrator praktisch eine Wechselspannung nungsschwankungen des Speisenetzes quadratisch. in 15 an, die gleichgerichtet werden kann) nach dem die Nutzleistung ein. Gleichrichter an den Punkten ef gemessen, so ergibtElectromechanical drives, which have side influences in a wide range, in such a way that depending on which are to be controlled, are becoming more and more common today. Circuit of the functions required in the circuit via controllable single crystal rectifier thyristors rectifier (rectifier in the connecting devices) excited. With the help of a special ignition device, the oscillation widths increase or decrease,
the point at which the rectifier starts, the 5 The elimination of this interference is set by the cutting angle, so that the rectifier can control the voltage at the vibrator,
from the pending alternating current network merely for the purpose of explanation, FIGS. Are 1 and 2, a specific part of a sine wave transit In Fig. 1 is performed, the power at the points U _from leaves. The area integral of the let through part via the actuator, the thyristor, whereby the control oscillation of the current, the current time area, is an io tion via the section of the sinusoidal feed measure for the .usable power. Since this is done to the tension. If the current is proportional to the punk square, a small cd, i.e. directly on the vibrator, can be used to cut a wide range of ac voltage (due to the inductive load) practically an alternating voltage fluctuations of the supply network quadratic in 15, which can be rectified) after the useful power. Rectifier measured at points ef , so results

Solche Steuereinrichtungen unter Verwendung sich der in Fig. 2 angegebene durchgezogene Versteuerbarer Zellen haben sich als besonders geeignet lauf. Für konstante Schwingbreite s und veränderfür die Erregung und Steuerung elektromagnetischer , liehe Speisespannung U_llb würde die Spannung U_ef Schwingantriebe erwiesen, da diese vorzugsweise für 20 ansteigen. Erfolgt jedoch in üblicher Weise eine eine Aijbejtsfrequenz von, 50 Hz ausgelegt sind, und Regelung auf konstante Werte von U_ef (U_eil), so fällt daher nur über einen Einweggleichrichter aus dem entsprechend der .gestrichelten Darstellung die Wechselstromnetz gespeist werden. Die steuerbare Schwingbreite S₁ mit steigender Spannung U_ub, so daß P\ Zelle vereinigt hier in sich zwei Funktionen: die Aus- das Ziel einer Konstantregelung nicht erreicht ist. . ^J siebung jeder zweiten Halbwelle und über die Steue- 25 Eine Spannungsregeleinrichtung, die in Fig. 3 rung des Anschnittwinkels gleichzeitig die Leistungs- schematisch dargestellt ist, besteht aus dem Stellsteuerung des Antriebes. ■ glied 5, dem Vibrator 1, dem Regler 6, der Sollwert-Such control devices using the solid controllable cells indicated in FIG. 2 have proven to be particularly suitable. For constant oscillation width s and variable for the excitation and control of electromagnetic, borne supply voltage U _llb , the voltage U _ef oscillation drives would be proven, since these preferably increase for 20. If, however, an Aijbejtsfrequency of .50 Hz is designed in the usual way, and regulation to constant values of U _ef (U _eil ), then only a half-wave rectifier from which the AC network is fed according to the dashed illustration is used. The controllable amplitude S ₁ with increasing voltage U _ub , so that P \ cell combines two functions: the goal of constant regulation is not achieved. . ^J screening of every second half wave and via the controller 25, a voltage control device which in Fig. 3 tion of the control angle at the same time the performance is shown schematically, consisting of the actuating control of the drive. ■ element 5, the vibrator 1, the controller 6, the setpoint

Nun werden die Forderungen an die Zuteilgenauig- vorgabe 8 und der Istwertanpassung 7. Es besteht keit bei Schwingförderantrieben immer höher._: Be- nun die Möglichkeit, den erwünschten Kennlinienkanntlich. besitzt, wie oben bereits ausgeführt, ein 30 verlauf von U_ef dadurch zu erreichen, daß die Verelektromagnetischer Schwingantrieb in Abhängigkeit Stärkung der Spannungsregeleinrichtung relativ von der Speisespannung eine etwa quadratische Cha- niedrig gehalten wird. Durch den großen Proporrakteristik, die durch die. Abhängigkeit der Schwing- tiönalbereich ergibt sich dann unter Einfluß der Störbreite von der Spannung gegeben ist. größe V_ab ein steigendes U_el. Durch den erforder- Now the requirements for the allocation accuracy specification 8 and the actual value adjustment 7. The speed with vibratory conveyor drives is getting higher and higher. _: Now be able to recognize the desired characteristic. has, as already stated above, a curve of U _ef to be achieved by keeping the electromagnetic oscillating drive as a function of the strengthening of the voltage regulating device relative to the supply voltage at an approximately square cha. Due to the large proportional representation that the. The dependence of the oscillation range then results from the voltage under the influence of the interference width. size V _from a rising U _el . Due to the required

Die in der Praxis am häufigsten auftretende Stör- 35 liehen weiten Proportionalbereich wird jedoch eineHowever, the interference that occurs most frequently in practice is a wide proportional range

größe ist die Schwankung der Speisespannung. Eine derartige Einrichtung nicht genau, und zwar dann,size is the fluctuation of the supply voltage. Such a device is not exactly, and then,

bekannte Lösung dieses Problems erfolgt bereits wenn weitere Störgrößen, wie gegenseitige Beein-known solution to this problem occurs when further disturbance variables, such as mutual interference

durch Schwingbreitenregelung. flussung und Zuleitungswiderstände, auftreten.through vibration width control. flow and lead resistance occur.

Bei der Schwingbreitenregelung, die zweifelsohne Es stellt sich also die Aufgabe, den Einfluß vonWith the vibration width control, the undoubtedly It is therefore the task of the influence of

eine höhere Genauigkeit ergibt und auch weitere 40 Spannungsschwankungen und ebenfalls auch den vonresults in a higher accuracy and also another 40 voltage fluctuations and also that of

Störgrößen, die vom Fördergut kommen können, be- Spannungsabfällen auf den Zuleitungen sowie vonDisturbance variables that can come from the conveyed goods, voltage drops on the supply lines as well as from

seitigt, ist jedoch an dem Fördergerät ein Schwin- gegenseitiger Beeinflussung bei Parallelschaltungon the side, there is, however, an oscillation on the conveyor device when connected in parallel

gungsaufnehmer mit Verstärker und die entspre- mehrere Antriebe auf die geförderte Gutmenge weit-transducer with amplifier and the corresponding several drives on the conveyed material quantity.

chende Zuleitung erforderlich. Die Notwendigkeit gehendst auszuschalten, ohne den relativ aufwendigen · r-;Corresponding supply line required. Eliminate the need as far as possible, without the relatively expensive · r-;

dieser beiden Bauteile erhöht die Kosten derartiger 45 allerdings optimalen Weg über die Schwingbreiten- ^of these two components increases the cost of such 45, however, optimal path over the oscillation widths ^

Einrichtungen. regelung zu nehmen.Facilities. to take regulation.

Die Spannungsregelung von Vibratoren wird im Eine sehr preiswerte Lösung und eine in der Praxis allgemeinen nicht durch den Stellgeräten vorgeschal- meist ausreichende Genauigkeit in erweitertem Betete übliche Spannungskonstanthalter durchgeführt, triebsbereich wird bei einer Einrichtung zur Regelung da hierbei insbesondere bei Parallelbetrieb von meh- 50 von elektromagnetischen Vibratoren auf konstante reren Vibratoren die gegenseitigen Beeinflussungen Schwingbreite bei Schwankungen der Speisespannung durch Ausgieichsströme nicht behoben werden, unter Verwendung eines Thyristors zur Beeinflussung außerdem in Anbetracht der benötigten hohen Ma- des Erregerstromes erfindungsgemäß dadurch ergnetisierungsleistung diese Geräte sehr groß und reicht, daß der Sollwertgeber so ausgebildet ist, daß kostspielig werden.'Vielmehr wird vorteilhafter die 55 die Sollwertbildung proportional von der Speisespan-Rcgelung eines jeden Steuergerätes einzeln durch- nung abhängig gemacht ist.The voltage regulation of vibrators is a very inexpensive solution and one in practice generally insufficient accuracy in the extended bed due to the actuating devices usual voltage stabilizers carried out, drive range is in a device for regulation because in this case, especially with parallel operation of more than 50 electromagnetic vibrators on constant reren vibrators the mutual influence of fluctuations in the range of fluctuations in the supply voltage cannot be eliminated by equalizing currents, using a thyristor for influencing in addition, in view of the required high levels of excitation current, according to the invention, thereby generating power These devices are very large and enough that the setpoint generator is designed so that Rather, it is more advantageous if the setpoint generation is proportional to the feed chip control of each control unit is made individually dependent on the rating.

geführt, wobei die Vibralorspannnng als Istwert Durch die erfindungsgemäße Proportionalität derout, with the Vibralorsspannnng as actual value by the inventive proportionality of

herangezogen wird. Sollwertbildung von der Speisespannung wird dieis used. Setpoint generation from the supply voltage is the

Für die Größe der Schwingamplitude ist die Grund- resultierende Schwingbreite unabhängig von Speisewelle des Stromes maßgebend. 60 spannungsschwankungen konstant gehalten.For the size of the oscillation amplitude, the basic resulting oscillation range is independent of the feed wave of the current is decisive. 60 voltage fluctuations kept constant.

Die Größe der Stromilußdaucr ist von den im In Fig. 4 ist das Prinzip der erfindungsgemäßenThe magnitude of the Stromilußdaucr differs from that shown in FIG. 4, the principle of the invention

Kreis liegenden Widerständen bzw. durch das Ver- Einrichtung zur Sollwertvorgabe dargestellt. An den.Circular resistances or represented by the device for setpoint specification. To the.

hältnis des Wirkwiderstancles zum induktiven Wider- Punkten gh liegt die nicht stabilisierte Gleichspan- jThe ratio of the active resistance to the inductive resistance gh is the non-stabilized DC voltage j

stand gegeben. Leitungsvviderstände, mögen sie vor nung an und an den Punkten ik wird die stabilisierte ^; jwas given. Line resistances, like them in front of the voltage and at the points ik the stabilized ^; j

oder nach dem Steuergerät angeordnet sein, ver- 65 und proportionalisierte Sollwertspannimg abgegriffen. · \ or be arranged downstream of the control unit, 65 and proportionalized setpoint voltage tapped. · \

ändern die Stromflußdauer, ohne daß am Steuergerät Die Spanniiiigsproportionalität wird hierbei durch die jchange the current flow duration without affecting the control unit. The voltage proportionality is determined by the j

cine Verstellung durchgeführt wurde. Andererseits Reihenschaltung des Ohmschen Widerstandes 11 zur ;cine adjustment has been carried out. On the other hand, series connection of the ohmic resistor 11 for;

treten hd Parallelbetrieb mehrerer Vibratoren gegen- Zener-Diode 10 erreicht. joccur hd parallel operation of several vibrators against Zener diode 10 reached. j

In F i g. 5 ist der Einfluß des Widerstandes 11, der in Reihe zur Zener-Diode 10 angeordnet ist, für drei Widerstandswerte veranschaulicht. Der Widerstand 11 erhöht den differentiellen Zener-Widerstand der Diode derart, daß der Stabilisierungsgrad verschlechtert wird und damit entsprechend der jeweils herrschenden Eingangsspannung eine veränderliche proportionale Sollwertspannung abgegriffen wird. Die Größe des Widerstandes 11 wird nun so gewählt, daß der Stabilisierungsgrad den benötigten Verlauf aufweist, so daß der Einfluß der Spannungsschwankung auf die Schwingbreite kompensiert wird. Zur leichteren Justierung aller Toleranzen ist es zweckmäßig, den Widerstand verstellbar auszuführen.In Fig. 5 is the influence of the resistor 11, the is arranged in series with the Zener diode 10, illustrated for three resistance values. Resistance 11 increases the differential Zener resistance of the diode in such a way that the degree of stabilization is worsened and thus a variable, proportional setpoint voltage corresponding to the respective prevailing input voltage is tapped. The size of the resistor 11 is now chosen so that the degree of stabilization has the required course, so that the influence of the voltage fluctuation on the amplitude is compensated. To make it easier to adjust all tolerances, it is advisable to use the resistor adjustable.

Die in F i g. 3 gezeigte Istwertanpassung 7 ist schaltungsmäßig in F i g. 6 angegeben. Der Istwert wird an den Vibratorklemmen U_cd abgegriffen und nach dem aus den Widerständen 12 und 13 gebildeten Spannungsteiler abgeleitet. Innerhalb des Spannungsteilers ist noch der Gleichrichter 14 angeordnet.The in F i g. The actual value adjustment 7 shown in FIG. 3 is circuit-wise in FIG. 6 specified. The actual value is tapped at the vibrator terminals U _cd and derived from the voltage divider formed from the resistors 12 and 13. The rectifier 14 is also arranged within the voltage divider.

Die Vibratorspannung besteht aus angeschnittenen Spannungshalbwellen, die insbesondere bei kleinen Schwingamplituden durch den starken Anschnitt steile Spitzen aufweisen.The vibrator voltage consists of cut-off voltage half-waves, especially with small Vibration amplitudes have steep peaks due to the strong cut.

Erfolgt wie üblich nach der Gleichrichtung eine Glättung, so bildet der Sollwert die Spitzenspannung ab, und hierdurch entsteht eine Verfälschung der Messung.If, as usual, smoothing takes place after rectification, the nominal value forms the peak voltage and this leads to a falsification of the measurement.

Bei konstanter Schwingbreite und veränderlicher Eingangsspannung erhöht sich wohl der Spitzenwert der Vibratorspannung, jedoch der Anschnitt wird stärker, wodurch die Spitzen ausgeprägter werden. Die Istwertspannung im Fall einer Glättung würde trotz konstanter Schwingbreite ansteigen, was sich nach Schließen des Regelkreises so äußern würde, daß sie mit steigender Eingangsspannung abfallen würde.With a constant amplitude and a variable input voltage, the peak value will probably increase the vibrator voltage, but the gate becomes stronger, making the peaks more pronounced. The actual value voltage in the case of smoothing would increase despite a constant oscillation range, which is after closing the control loop would express such that they drop with increasing input voltage would.

Aus diesem Grund wird nach einem weiteren Erfindungsgedanken die Sollwertbildung gemäß Fig. 6 eingesetzt, bei der keine Glättungsglieder nach der Gleichrichtung verwendet werden. Die Glättung wird vielmehr nach erfolgtem Soll-Ist-Wertvergleich vorgenommen, d. h. nur die Differenzspannung, die dem Regelverstärker zugeführt wird, weist einen gewissen Glättungsgrad auf.For this reason, according to a further concept of the invention, the setpoint formation according to FIG. 6 are used in which no smoothing elements are used after rectification. The smoothing will rather made after the target / actual value comparison has taken place, d. H. only the differential voltage that is fed to the control amplifier has a certain Degree of smoothing on.

Mittels dieser beiden Maßnahmen, die durch Fig. 4 und 6 angegeben sind und die ein Bestandteil der in F i g. 3 angeführten Regeleinrichtung darstellen, und zwar bei 7 und 8, ist es außerdem möglich, die Stabilität der Schwingbreite auch unter Einfluß von weiteren Störgrößen als nur der Speisespannung mit höherer Genauigkeit zu halten.By means of these two measures, which are indicated by FIGS. 4 and 6 and which are part of the in F i g. 3 represent the control device, namely at 7 and 8, it is also possible to increase the stability the oscillation range also under the influence of other disturbance variables than just the supply voltage keep higher accuracy.

Claims

Patent claims:

1. Device for regulating electromagnetic vibrators to a constant oscillation range in the event of fluctuations in the supply voltage using a thyristor to influence the Excitation current, characterized in that the setpoint generator is designed so that the setpoint generation is made proportionally dependent on the supply voltage.

2. Device according to claim 1, characterized in that the setpoint voltage of the Series connection of a Zener diode and an ohmic resistor is given, the Resistance that forms voltage proportionality.

3. Device according to claim 2, characterized in that the resistor in series with Zener diode is made variable.

4. Device according to claims 1 and 2, characterized in that the rectified Actual voltage is fed unsmoothed to the target / actual value comparison.

1 sheet of drawings