DE845358C

DE845358C - Elektrischer Regler

Info

Publication number: DE845358C
Application number: DEA12907A
Authority: DE
Inventors: Marcel Touly
Original assignee: BBC BROWN BOVERI and CIE; Brown AG
Current assignee: BBC BROWN BOVERI and CIE; Brown AG
Priority date: 1950-03-06
Filing date: 1951-02-16
Publication date: 1952-07-31
Also published as: US2709756A; FR1018781A; GB710181A

Description

Elektrischer Regler Es ist bekannt, daß man einen Regler herstellen kann, der mit veränderlichem Zeitabstand Regelimpulse sendet, wobei die Dauer der Impulse proportional zu der zu korrigierenden Sollwertabweichung der zu regelnden Größe ist und die Impulsrichtung mit dem Vorzeichen dieser Abweichung übereinstimmt.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine neue, besonders einfache und empfindliche Konstruktion eines solchen Reglers und kennzeichnet sich dadurch, daß eine periodisch ansteigende und wieder abfallende Spannung zwei elektrische Stromkreise, welche zwei Relais umfassen, speist, wobei diese beiden Kreise identische Eigenschaften besitzen und jede Unsymmetrie, welche in diesen Kreisen erzeugt wird, eine Schließzeitverschiebung der beiden Relais der beiden Kreise zur Folge hat, was das Senden von Regelimpulsen nach sich zieht. Fig. i zeigt das Prinzip des Reglers und Fig. a ein Ausführungsbeispiel; Fig. 3 bis 8 zeigen verschiedene Varianten der Erfindung.
In Fig. i ist eine Sägezahnspannung dargestellt, wobei auf der Abszisse die Zeit eingetragen ist und die Ordinate die jeweilige Spannung angibt. Diese Spannung wirkt auf Relais, welche sich schließen, wenn die Sägezahnspannung in das schraffierte Gebiet fällt, welches die Arbeitszone der Relais wiedergibt. Die Zone 9 gehört zu dem Relais, welches den Befehl PLUS gibt, und die Zone 8 zu demjenigen, welches den Gegenbefehl MINUS gibt. In der Stellung i, 2, 3, 4 fällt die Sägezahnspannung auf kein schraffiertes Gebiet, und kein Relais schließt sich.
Falls man eine Gleichspannung a der Sägezahnspannung überlagert, verschiebt sich letztere gegen oben und fällt auf die Zone 9, so daß sich das entsprechende Relais schließt in der Zeit von t, bis t$ und dann von t' bis t4, während die Dauer jedes Impulses weitgehend proportional zum Ausschlag a ist. Wenn der Ausschlag a gleich der die Zonen B und 9 trennenden Distanz ist, schließt sich das entsprechenden Relais dauernd. Hätte man den Ausschlag umgekehrt, so hätte sich in der Zone 8 derselbe Vorgang ereignet, und das entsprechende Relais wäre in Bewegung gesetzt worden.
In dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig.2 lädt eine Spannungsquelle i eine Kapazität 3 mit Hilfe eines Widerstandes 2 auf. Parallel zur Kapazität 3 befinden sich ein Potentiometer 4 und zwei gleichempfindliche .Relais 5 und 6, welche eine Reihe von Kontakten 8 bis 13 enthalten, die miteinander verbunden sind, wie Fig.2 es zeigt. Die Kontakte io und 13, gleichzeitig geschlossen, entladen die Kapazität 3, während die anderen Kontakte das Senden von Regelimpulsen auf den mit -1- oder -bezeichneten Leitungen nur gestatten, wenn eines der beiden Relais sich vor dem anderen schließt. Um das Schema zu vereinfachen, sind in anderen Figuren die Arbeitskontakte 8 bis i i nicht untereinander verbunden dargestellt.
Die Spannung, welche die zu korrigierende Sollwertabw eichung charakterisiert; liefert die Quelle 7. Wenn diese Spannung gleich Null ist, schließen sich die Relais 5 und 6 gleichzeitig, sobald die Spannung an den Klemmen der Kapazität 3 hierzu genügt. Diese Kapazität 3 entlädt sich, die Relais 5 .und 6 werden frei und unterbrechen die Entladungsstrecke, .und der Vorgang beginnt von neuem. Falls die Relais eine kleine Differenz in ihrer ,Charakteristik zeigen, kann diese z. B. durch das Potentiometer 4 ausgeglichen werden. Wenn die Kontakte 8, 9, 11 und 12 gleichzeitig bewegt werden, Wird kein Impuls gesendet. Falls jedoch die Spannung 7 wirkt, kommt der Strom in den Relais 5 uiid 6 aus dem Gleichgewicht; einer der Ströme wird erhöht, und das entsprechende Relais schließt 'rascher, während der andere Strom reduziert wird und das entsprechende Relais sich später schließt. Es entsteht somit eine Verschiebung zwischen den Schließzeiten der beiden Relais, und ein Strom fließt, sei es in der positiven oder negativen Richtung.
Bei einer Schließzeitverschiebung, welche zuerst das Relais 5 betätigt, wird der durch die Kontakte 9 und i i bestimmte Kreis gespeist, während bei einer Schließzeitverschiebung, welche zuerst das Relais 6 betätigt, der Kreis mit den Kontakten 8 und 12 gespeist wird. Viele Varianten dieses beschriebenen Kreises sind möglich, deren gemeinsame Eigenschaft darin besteht, daß bei zwei Relais, welche mit einer Sägezahnspannung gespeist werden, jede Änderung der Empfindlichkeif dieser Relais oder jede Änderung der Werte der Elemente dieses Kreises eine Verschiebung der Bewegungszeiten der Relais zur Folge hat.
In Fig. 3 z. B. kann der Entladungskreis der Kapazität durch ein Zwischenrelais 14 gesteuert werden, welches seinerseits durch die Kontakte to und 13 betätigt wird. Die Wicklung des Relais 14 könnte auch direkt an den Klemmen der Kapazität 3 angeschlossen werden, aber in diesem Fall müßte man die Empfindlichkeit des Relais 14 der Empfindlichkeit der Relais 5 und 6 anpassen. Die Relais 5 und 6 können je zwei separate Wicklungen 5' und 6' haben, was die Empfindlichkeit des Systems erhöht.
Die AußergleichgeNvichtsetzung des Systems kann in verschiedener Weise geschehen, z. B. kann die zu korrigierende Sollwertabweichung auf das Potentiometer 4 wirken, indem sein Schieber verschoben wird (Fig. 2), wobei die Spannung überflüssig wird. Man kann auch dafür sorgen, daß jeder Teil des Potentiometers aus Widerständen besteht, welche mehr oder weniger entweder von der Temperatur oder von einem Lichtstrom oder von irgendeiner anderen Größe abhängen. Man erhält so einen Temperaturregler, einen Lichtstärkeregler oder sonst einen Regler, der von einer bestimmten Größe abhängt.
Die temperaturabhängigen Widerstände 4 und 4' (Fig. 4) können z. B. auf jeder Seite eines Heizwiderstandes 17 glaciert werden. Die kleinste Verstellung des Widerstandes 17 genügt, um das System aus dem Gleichgewicht zu bringen und die Sendung von Regelimpulsen herbeizuführen: Endlich können die Relais 5 und 6 parallel geschaltet sein, wie in Fig. 5 dargestellt, an Stelle der Serienschaltung der Fig. 2. Die Außergleichgewichtsetzung dieser Relais wird durch separate Wicklungen 28 und 29 erzielt, auf welche die zu korrigierende Sollwertabweichung wie die Quelle 7 wirkt. Die Quelle i speist die Kapazität 3 über den Widerstand 2, und das gleichzeitige Schließen der Relais 5 und 6 unterbricht die Aufladung der Kapazität 3.
Die Schließzeitverschiebting der Relais kann ebenfalls, wie in Fig.6 angegeben, erreicht werden. Die Quelle i lädt durch den Widerstand 2 die Kondensatoren 3 und 3', während die Relais 5 und 6 zu diesem Kondensator parallel geschaltet sind. Die gleichzeitige Entladung der Kapazitäten 3 und 3' wird nur dann erreicht, wenn die zwei Relais 5 und 6 mit Hilfe der in Serie geschalteten Kontakte io und 13 geschlossen sind. Diese Relais umfassen ebenfalls, wie in allen vorhergehenden Fällen, weitere Kontakte ähnlich wie die mit 8 bis 12 bezeichneten der Fig. 2.
Wenn der Widerstand 2 in seinem Mittelpunkt gespeist ist, ist der Kreislauf symmetrisch, die Relais arbeiten gleichzeitig, und kein einziger Impuls wird gesendet. Wird jedoch der Mittelpunkt leicht verschoben, so werden unverzüglich Impulse von veränderlicher Dauer gesendet.
Nach Fig. 7 geschieht die Speisung mit Wechselstrom, der Widerstand 2 ist dabei durch zwei Drosseln 21 und 21' ersetzt, welche durch den Transformator 20 gespeist werden. Die Gleichrichter 22 und 23 speisen die Kapazitäten 3 und 3' sowie die Relais 5 und 6, bei welchen die nicht angegebenen Kontakte ähnlich denjenigen der Fig. 2 sind. Sind die zwei Drosseln 21 und- 21' identisch, so wird kein Impuls gesendet. Die leichteste Unsymmetrie zwischen den Drosseln löst jedoch Impulse aus.
Endlich kann es nötig sein, mit ganz langsamer Kadenz zu arbeiten, wenn die zu regulierenden Organe eine sehr kleine Reaktionsgeschwindigkeit haben. In diesem Fall wird das System mit Hilfe eines chronometrischen Unterbrechers nur ganz kurze Zeit in den zu regelnden Kreis geschaltet. Eine große Zeitkonstante kann auch direkt durch das in Fig.8 angegebene System erreicht werden, welches von dem der Fig. 2 abgeleitet ist, wobei die gleichen Bezugzeichen die gleichen Organe darstellen. Die Kapazität 3 speist eine Röhre 25, und die Relais 5 und 6 entladen diese Kapazität. Die Zeitkonstante des Kreises, bestehend aus dem Widerstand 2 und der Kapazität 3, kann erheblich erhöht werden, weil die Kapazität 3 nicht mehr durch das Potentiometer .4 und die Relais 5 und 6 geshuntet ist.
Die Regulierimpulse können zur Regelung verschiedener Organe, wie z. B. Schaltschützen, Induktionsregler, Stufenwandler, Bürstenregler usw., dienen.
Es sei noch erwähnt, daß man am Wesen der Erfindung nichts ändert, wenn eine andere als die Sägezahnspannungskurve verwendet wird. Diese letztere ist jedoch die einfachste und günstigste.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: t. Elektrischer Regler, der mit veränderlichem "Leitabstand Impulse aussendet, wobei die Dauer der Impulse proportional zu der zu korrigierenden Sollwertabweichung der zu regelnden Größe ist und die Impulsrichtung mit dem Vorzeichen dieser Abweichung übereinstimmt, dadurch gekennzeichnet, daß eine periodisch ansteigende und wieder abfallende Spannung zwei elektrische Stromkreise, welche zwei Relais umfassen, speist, wobei diese beiden Kreise identische Eigenschaften besitzen und jede Unsymmetrie, welche in diesen Kreisen erzeugt wird; eine Schließzeitverschiebung der beiden Relais der beiden Kreise zur Folge hat, was das Senden von Regelimpulsen nach sich zieht.
2. Elektrischer Regler nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die periodisch ansteigende und wieder abfallende Spannung Sägezahnform hat.
3. Elektrischer Regler nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontakte der Relais so untereinander verbunden sind, daß eine erste Kontaktgruppe Beginn und Ende der Perioden der Sägezahnschwingung bestimmen, während eine zweite Kontaktgruppe die Eigenschaft besitzt, keinen Stromkreis zu schließen, falls die Schließzeitverschiebung der Relais gleich Null ist, hingegen einer der genannten Kreise eine bestimmte Zeit geschlossen bleibt, wenn Schließzeitverschiebungen auftreten. ,
4. Elektrischer Regler nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Sägezahnspannung eine Brücke speist, die aus zwei in Serie geschalteten Relais, einem Potentiometer sowie einem Stromkreis besteht, welch letzterer in der Diagonale .der Brücke eingeführt ist und die die zu korrigierende Sollwertabweichung darstellende Spannungsquelle enthält, wobei die Kontakte der beiden Relais derart gewählt sind, daß die Kapazität, welche die Sägezahnspannung liefert, sich entlädt, wenn sich diese zwei Relais gleichzeitig schließen, währenddem die die Regelimpulse liefernden Kreise nur dann arbeiten, wenn eine Schließzeitverschiebung auftritt, so daß Regelimpulse gesendet werden, wenn ein Relais offen und das andere geschlossen ist.
5. Elektrischer Regler nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Entladung der Kapazität durch ein Zwischenrelais erfolgt, welches durch die zwei genannten Relais betätigt wird.
6. Elektrischer Regler nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Potentiometer durch Wicklungen der beiden Relais realisiert ist.
7. Elektrischer Regler nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Außergleichgewichtsetzung der Brücke ohne Spannungsduellen erfolgt, indem die zu korrigierende Sollwertabweichung die Elemente der Brücke selbst verstimmt. B.
Elektrischer Regler nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Potentiometer mit Hilfe eines zentralen Abgriffes reguliert wird. g.
Elektrischer Regler nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Potentiometer aus zwei verschiedenen Widerständen besteht, derenWert sichdurch äußereEinflüsse variieren läßt. io.
Elektrischer Regler nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Variation der beiden Widerstände durch die Verschiebung eines Heizwiderstandes, welcher zwischen den zwei genannten Widerständen eingebaut ist, erfolgt. i i.
Elektrischer Regler nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Wicklungen der Relais parallel geschaltet sind.
12. Elektrischer Regler nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Außergleichgewichtsetzung der Relais durch auf diese aufgebrachte Hilfswicklungen erfolgt.
13. Elektrischer Regler nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß jedes der beiden Relais durch einen gesonderten Kreis gespeist wird, welcher einen Widerstand und eine Kapazität enthält, wobei der oszillierende Kreis durch das gleichzeitige Schließen der beiden Relais gesteuert wird.
14. Elektrischer Regler nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß, um auf einem Wechselstromnetz arbeiten zu können, die beiden getrennten Relaiskreise je eine Drossel, einen Gleichrichter, eine Kapazität und ein Relais enthalten, wobei die gleichzeitige Entladung der Kapazitäten dann erreicht wird, wenn die beiden Relais geschlossen sind und wobei jede Unsymmetrie, welche in den Drosseln entsteht, Regelimpulse auslöst. 1s.
Elektrischer Regler nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erreichung einer langsamen Regulierspannung die Speisespannungsquelle nur kurzfristig angeschlossen ist.
16. Elektrischer Regler nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erreichung einer langsamen Regelspannung der Kondensatorkreis, welcher eine gewisse Zeitkonstante bat, das Gitter einer Triode steuert, über welche mit Hilfe der beiden Relais der Kondensator entladen wird.