Einrichtung zur Regelung von Betriebsgrössen, insbesondere zur Regelung der Leistungsabgabe elektrischer Stromerzeuger. Zur Regelung von Betriebsgrössen, ins besondere zur Regelung der Leistungsabgabe elektrischer Stromerzeuger, verwendet man Einrichtungen, welche den Istwert der zu regelnden Grösse mit dem Sollwert verglei chen und bei Abweichungen zwischen diesen beiden Werten eine Veränderung der Be triebsgrösse herbeiführen. Es sind Regel anordnungen bekannt, durch welche eine Be triebsgrösse, zum Beispiel die Leistungs abgabe einer elektrischen Maschine auf einen bestimmten Wert eingeregelt werden kann.
Obgleich derartige Anordnungen meist zur Regelung der verschiedenartigsten Betriebs grössen verwendbar sind, wird der Übersicht lichkeit halber im folgenden hauptsächlich von der elektrischen Leistungsregelung ge sprochen. Die Erfindung ist aber nicht auf die elektrische Leistungsregelung beschränkt. Bei den bekannten Regelanordnungen werden Vorrichtungen benutzt, welche den Istwert und den Sollwert der zu rebelnden Grösse vergleichen und bei Abweichungen zwischen Ist- und Sollwert eine Verstellvorrichtung für die zu regelnde Grösse in Gang setzen. Bei der einen Art der bekannten Regler wirkt die Verstellvorrichtung für die zu regelnde Grösse so lange, wie der Ist- und Sollwert nicht miteinander übereinstimmen.
Wenn man zum Vergleich des Ist- und Sollwertes zum Beispiel Kontaktwa.ttmeter verwendet. so kann man die Verstellvorrichtung so lange laufen lassen, bis die Kontakte am Kontakt wattmeter geöffnet werden. Wenn die Ver- stellvorrichtung für die zu regelnde Grösse, zum Beispiel der Leistung in der Zeitein heit, eine bestimmte, gleichbleibende Verän derung herbeiführt, so ist die Regelgeschwin digkeit konstant. Es sind aber auch Einrich tungen bekannt. bei welchen die Anderung der zu regelnden Grösse, welche unter dem Einfluss des Reglers je Zeiteinheit herbei- geführt wird, abhängig von der Differenz zwischen Ist- und Sollwert ist.
Man hat bereits vorgeschlagen, die Regelgeschwindig keiten bei grossen Differenzen zwischen Ist- und Sollwert gross, bei kleinen Differenzen dagegen klein zu machen.
Es sind auch Einrichtungen bekannt, bei welchen bei Abweichungen zwischen dem Ist- und Sollwert der zu regelnden Grösse. die Verstellvorrichtung für die zu regelnde Grösse während einer bestimmten Zeitdauer in Gang gesetzt wird. Bei derartigen An ordnungen wird die Vergleichsvorrichtung während der Zeit, während der die zu re gelnde Grösse durch die Verstellvorrichtung beeinflusst wird, ausser Tätigkeit gesetzt. Erst wenn die Verstellung beendet ist, wird von neuem verglichen, ob der Istwert mit dem Sollwert übereinstimmt.
Ist eine Über einstimmung noch nicht erzielt, so wird ein neuer Regelimpuls gegeben, der eine Verän derung der Betriebsgrösse um einen bestimm ten Betrag herbeiführt. wenn bei derarti gen Anordnungen der Zeitabstand zwischen den Regelimpulsen, die bei Abweichungen des Istwertes vom Sollwert gegeben werden, konstant ist, so ist auch die mittlere Regler geschwindigkeit konstant. Unter mittlerer Regelgeschwindigkeit wird dabei die Regler geschwindigkeit verstanden, durch die bei ununterbrochener Regelung die gleiche Ver änderung der zu regelnden Grösse herbei geführt würde, wie durch das zeitweise In- gangsetzen der Verstellanordnung.
Unter dem Einfluss der Regelimpulse bei den so genannten Integrationsreglern, bei welchen zum Beispiel zwei Geschwindigkeiten ver glichen werden, von welchen die eine dem Istwert und die andere dem Sollwert der zu regelnden Grösse proportional ist, ist der Ab stand der Reglerimpulse nicht konstant, son dern umgekehrt proportional der Differenz zwischen Ist- und Sollwert. Trotzdem die Geschwindigkeit, mit der die zu regelnde Grösse verstellt wird, unabhängig von der Differenz zwischen Ist- und Sollwert ist, so ist doch die mittlere Reglergeschwindigkeit von dieser Differenz abhängig, und zwar ist die Reglergeschwindigkeit bei grossen Dif ferenzen gross, bei kleinen Differenzen zwi schen Ist- und Sollwert dagegen klein.
In den Abu. 1 und 2 ist diagrammatisch der zeitliche Verlauf der Reglergeschwindig keit v, sowie die mittlere Reglergeschwin digkeit vm für einen Integrationsregler dar gestellt, und zwar für die Fälle, dass erstens die Abweichung zwischen Ist- und Sollwert klein und zweitens die Differenz zwischen Ist- und Sollwert gross ist.
In den Abbildungen ist angenommen, dass im Zeitpunkt a die Vergleichsanordnung Kontakt macht und den Verstellmotor für die zu regelnde Grösse in Gang setzt, und dass gleichzeitig die Vergleichsanordnung in ihre Nullage geführt wird. Nach Ablauf einer bestimmten vorgeschriebenen Zeit wird die Verstellanordnung stillgesetzt (Zeitpunkt b). Da zwischen den Zeitpunkten<I>a</I> und<I>b</I> je Zeiteinheit die zu regelnde Grösse um einen bestimmten Betrag verändert wird, so ist die Reglergeschwindigkeit zwischen die sen beiden Punkten konstant. Es ist an genommen, dass im Zeitpunkt ai ein neuer Regelimpuls gegeben wird und der Regel vorgang in der gleichen weise verläuft wie bereits beschrieben.
Die mittlere Regler geschwindigkeit ist durch die strichpunk tierte und mit v. bezeichnete Linie dar gestellt.
Abb. 2 zeigt das gleiche Diagramm für den Fall, dass die Regelimpulse in wesentlich kürzeren Zeitabständen aufeinanderfolgen. Aus den Diagrammen ist zu ersehen, dass bei kleinen Differenzen zwischen Ist- und Soll wert (Abb. 1) die mittlere Reglergeschwin- digkeit klein, bei grossen Differenzen zwi schen Ist- und .Sollwert (Abb.. 2) dagegen gross ist.
Der Regelvorgang bei Anordnungen der zuletzt beschriebenen Art verläuft, sofern ein einziger Regelimpuls nicht ausreicht, um die zu regelnde Grösse dem Sollwert anzupassen, in der weise, dass nach dem Auftreten einer Differenz zwischen Ist- und Sollwert -ein Regelimpuls gegeben wird, der die Verände- rung der zu regelnden Grösse um ein be stimmtes Mass herbeiführt, so dass die Diffe renz zwischen Ist- und Sollwert sich verklei nert. In einem Zeitabstand, welcher der jetzt bestehenden Differenz zwischen Ist- und Sollwert entspricht, wird der nächste Regel impuls gegeben, der abermals eine Verklei nerung zwischen Ist- und Sollwert herbei führt.
Die Zeitdauer, die bis zum nächsten Reglerimpuls vergeht, wird also noch grösser sein als die Zeitdauer zwischen den beiden vorangehenden Reglerimpulsen.
In Fig. 3 ist der Verlauf der Regelung dargestellt. Aus der Abbildung ist zu er sehen, dass der Abstand der Regelimpulse allmählich grösser wird. Dies hat zur Folge, dass die mittlere Reglergeschwindigkeit, die durch die strichpunktierte Linie dargestellt ist, sinkt. Wenn man auch leicht einsehen kann, dass bei Anordnungen, die mit konstan ter Regler geschwindigkeit arbeiten, leicht ein Überregulieren eintritt, so ist es nicht ohne weiteres erkennbar, dass Überregulieren auch bei solchen Anordnungen auftreten kann, bei welchen die Reglergeschwindigkeit bei sinkender Differenz zwischen Ist- und Sollwert ebenfalls kleiner wird. Tatsächlich tritt aber auch bei solchen Reglern mitunter Überregulieren auf.
Der Grund hierfür ist offenbar darin zu suchen, dass die Änderung der zu regelnden Grösse dem vom Regler ge gebenen Kommando (Reglerimpuls) ziem lich stark, gelegentlich sogar um mehrere Sekunden nacheilt und daher der Regler noch Regelimpulse, das heisst Kommandos zur Veränderung der zu regelnden Grösse gibt, wenn bereits die Verstellvorrichtung so weit beeinflusst ist, dass sie auch ohne wei tere Verstellung eine ausreichende Verände rung der zu regelnden Grösse herbeiführen würde. Ausserdem wird ein dauerndes Pen deln um den Sollwert hervorgerufen, da durch, dass die Regelimpulse eine bestimmte Grösse haben, während die Vergleichseinrich tung auch auf sehr kleine Differenzen noch anspricht.
Die Gefahr des Überregulierens kann man gemäss der Erfindung erheblich vermindern, wenn man die Regelanordnung so ausbildet, dass sich die mittlere Regelgeschwindigkeit bei einer bestimmten Differenz zwischen Ist- und Sollwert sprunghaft ändert. Man kann die Grenze, von der ab sich die Regel geschwindigkeit sprunghaft ändert, so wäh len, dass der Regler nicht wesentlich über das gesetzte Ziel hinausschiesst, trotzdem bei gro ssen Differenzen zwischen Ist- und Sollwert diese Differenz rasch verkleinert wird.
Es empfiehlt sich, unterhalb der erwähnten Grenze die Regelgeschwindigkeit in der Weise von der Differenz zwischen Ist- und Sollwert abhängig zu machen, dass die Regel- geschwindigkeit mit der Differenz zwischen Ist- und -Sollwert ansteigt. Oberhalb dieser Grenze empfiehlt es sich, die Regelgeschwin digkeit konstant zu halten. Man kann sie aber auch mit der Differenz zwischen Ist- und Sollwert zunehmen lassen.
Eine sprung hafte Änderung der Regelgeschwindigkeit kann man beispielsweise dadurch herbeifüh ren, dass man in Abhängigkeit von der Dif ferenz zwischen Ist- und Sollwert einen Wi derstand verstellt, der im Stromkreis des Verstellmotors für die zu regelnde Grösse liegt. Man kann diesen Widerstand derart abstufen, dass unterhalb einer bestimmten Differenz zwischen Ist- und Sollwert die Re gelgeschwindigkeit mit wachsender Diffe renz zwischen Ist- und Sollwert zunimmt, oberhalb dieser Differenz aber ganz oder an nähernd konstant bleibt und einen wesentlich grösseren Wert besitzt als unterhalb der er wähnten Grenze.
Ein anderes Ausführungsbeispiel der Er findung ist für einen Integrationsregler, bei welchem in der Vergleichsanordnung für den Ist- und Sollwert zwei Geschwindigkeiten verglichen werden, von welchen die eine dem Istwert und die andere dem,Sollwert propor tional ist, in der Abb. 4 dargestellt.
Mit 1 ist eine an sich bekannte Ver gleichsanordnung für den Ist- und Sollwert bezeichnet. Sie enthält das Fortschaltwerk 2, welches über die magnetische Kupplung 3 den Kontaktarm 4 antreibt. Es sei angenom- men, dass die Umlaufsgeschwindigkeit des Kontaktarmes der Leistungsabgabe eines Stromerzeugers proportional ist. Der Kon taktarm 4 spielt zwischen der Kontaktgabel 5, die von dem Motor 6 angetrieben wird und deren Umlaufsgeschwindigkeit dem Sollwert der Leistung entspricht. Die Kontakte der Kontaktgabel 5 sind mit den Wicklungen des Relais 7 verbunden. Sobald der Kontakt arm 4 mit einem der Kontakte der Kontakt gabel 5 in Berührung kommt, wird das Re lais 7 erregt und schliesst einen der Strom kreise der Relais 8 und 9.
Diese Relais sind mit Selbsthaltekontakten 10 und 11, sowie je einem weiteren Kontakt 12 und 13 aus gerüstet. Die Kontakte 12, 13 steuern den Erregerstromkreis der eigentlichen Steuer relais 14 und 15. Die Kontakte 16 und 17 dieser Steuerrelais sind in Reihe geschaltet und liegen im Stromkreis der Magnetkupp lung 3. Die Kontakte 18 und 19 liegen im Stromkreis des Hilfsmotors 20, durch den die zu regelnde Grösse, zum Beispiel die Dampfzufuhr, zu einer einen Stromerzeuger antreibenden Maschine verstellt wird. Zur zeitweisen Entkupplung des Hebelarmes 4 der Vergleichsanordnung 1 vom Fortschalt werk 2 und zur Begrenzung der Laufdauer des Motors 20 dient die Vorrichtung 21.
Sie besteht aus einem umlaufenden Arm 22, der über die Differentialgetriebe 23 und 24 vom Motor 25 mit einer konstanten, vorzugsweise durch den Widerstand 26 einstellbaren Ge schwindigkeit angetrieben wird. Der um laufende, aus Isoliermaterial bestellende Arm 22 läuft zwischen dem Kontaktpaar 27 hin durch und öffnet daher periodisch die Kon takte, die im Haltestromkreis der Relais 8 und 9, sowie der Magnetkupplung 3 liegen. Durch die periodische Öffnung der Kontakte 27 wird erreicht, dass die Regelanordnung nur beim Überschreiten einer bestimmten Differenz zwischen Ist- und Sollwert an spricht und daher unnötige Regulierungs impulse vermieden werden.
Wenn nämlich die Geschwindigkeitsdifferenz zwischen dem Hebelarm 4 und der Kontaktgabel 5 nicht so gross ist, dass während eines Umlaufes des rotierenden Armes 22 der Kontaktweg zwi schen dem Arm 4 und der Gabel 5 durch laufen ist, so kann kein Kontaktschluss zu stande kommen, weil unter dem Einfluss des Armes 22 vorher die magnetische Kupplung 3 gelüftet wird und der Kontaktarm 4 unter der Wirkung der Feder 28 gegenüber der Gabel 5 seine Ruhelage einnimmt.
Durch Verändern der Geschwindigkeit des Motors 25, das lieisst der Umlaufsgeschwindigkeit des Armes 22 kann also die Grenze, bei der der Regler anspricht, verändert werden.
Für das weitere Verständnis der Wir kungsweise des Ausführungsbeispiels ist es notwendig, darauf hinzuweisen, dass der Win kel, den der Kontaktarm 22 nach dem Un terbrechen der Kontakte 2 7 bis zum Anspre chen der Vergleichsanordnung (Schliessen der Kontakte 4, 5) durchläuft und der in der Abbildung beispielsweise durch den Pfeil 29 bezeichnet ist, der Differenz zwischen Ist- und Sollwert umgekehrt proportional ist, und zwar aus folgendem Grunde:
Da der Arm 22 mit konstanter Gesehwi.n- digkeit umläuft, so ist der Winkel, den die ser Arm vom Beginn der durch das Schlie ssen der Kontakte 27 eingeleiteten Vergleichs periode (Schliessen der Kupplung 3) bis zum Ansprechen der Vergleichsanordnung zurück legt, ein Mass für die Zeit, die der Kontakt arm 4 zum Durchlaufen des Kontaktweges benötigt. Da die Geschwindigkeit des Kon taktarmes 4 gegenüber der-Gabel 5 der Dif ferenz zwischen Ist- und Sollwert proportio nal und daher der Zeitdauer, die der Kon takt -zum Durchlaufen des Kontaktweges be nötigt, umgekehrt proportional ist,
so ist der durch den Pfeil 29 bezeichnete Winkel eben falls umgekehrt proportional der Differenz zwischen Ist- und Sollwert.
Um eine konstante mittlere Regel geschwindigkeit zu erhalten, muss man bei Reglern der in der Alb. 4 -dargestellten Art dafür sorgen, dass bei rascher Aufeinander folge der Regelimpulse, das heisst bei einer grossen Differenz zwischen Ist- und Sollwert, die Dauer, während der der Motor 20 um- läuft, umgekehrt proportional der Differenz zwischen Ist- und Sollwert ist. Die Ab hängigkeit der Reglergeschwindigkeit von der Zeit für diesen Fall ist in Abb. 5 sche matisch dargestellt. Mit Hilfe der Vorrich tung 21 lässt sich dies in einfacher Weise erreichen. Wie weiter oben erläutert ist, ist nämlich der Winkel, der durch den Arm 22 vom Beginn der Vergleichsperiode bis zum Ansprechen des Reglers durchlaufen ist (Pfeil 29), umgekehrt proportional der Dif ferenz zwischen Ist- und Sollwert.
Wenn man daher nach dem Ansprechen der Ver gleichsanordnung den Arm in umgekehrter Richtung mit konstanter Geschwindigkeit laufen lässt, so ist die Zeit, die er vom Be ginn der Umkehr seiner Drehrichtung bis zum Öffnen des Kontaktpaares 27 benötigt, oder mit andern Worten, die er zum Durch laufen des Winkels 29 in entgegengesetzter Richtung benötigt, umgekehrt proportional der Differenz zwischen Ist- und Sollwert. Da durch Öffnen der Kontakte 27 die Anord nung in die Ruhelage geführt und auch der Motor 20 stillgesetzt wird, so wird dadurch erreicht, dass die Dauer, während der der Motor 20 durch jeden Regelimpuls in Um lauf versetzt wird, umgekehrt proportional ist der Differenz zwischen Ist- und Sollwert. Dies ist aber, wie oben erläutert, die Be dingung dafür, dass die mittlere Regel äeschwindigkeit konstant ist.
Eine Umkehr der Drehrichtung des Armes 22 beim An sprechen der Vergleichsanordnung kann man mit Hilfe der in Abb. 4 dargestellten Vor richtung 21 leicht erreichen, wenn man mit Hilfe der Relais 14 und 15 durch die Kon takte 30 und 31 den Stromkreis für den Rückstellmotor 32 steuert, dessen Umlaufs geschwindigkeit zweckmässig durch den Wi derstand 33 eingestellt werden kann. Die Umlaufsrichtung und Drehgeschwindigkeit dieses Motors ist so gewählt, dass er imstande ist, den Arm 22 entgegen seiner bisherigen Drehrichtung zu bewegen, sobald einer der Kontakte 30 und 31 geschlossen wird. Wenn nach der Umkehr der Drehrichtung der Arm. 22 den Kontakt 27 trennt, so werden die Haltestromkreise für die Relais 8 und 9 un terbrochen und die gesamte Anordnung in die Ruhelage geführt.
Gemäss der vorliegenden Erfindung soll die Regelgeschwindigkeit nur bis zu einer bestimmten Differenz zwischen Ist- und Soll wert konstant sein. In Abb. 6, die den Ver lauf der Regelgeschwindigkeit in Abhängig keit von der Differenz D zwischen Ist- und Sollwert darstellt, ist durch die horizontale Linie 35 dieser konstante Teil der Regel geschwindigkeit dargestellt. Unterhalb dei- mit K bezeichneten Differenz zwischen Ist- und Sollwert dagegen soll die Regler geschwindigkeit abhängig von der Differenz zwischen Ist- und Sollwert sein.
Um dies zu erreichen, ist es notwendig, die Anordnung, soweit sie bisher beschrieben wurde, bei einer bestimmten Differenz zwi schen Ist- und Sollwert so zu beeinflussen, dass unterhalb dieser Differenz eine Ab- bängigkeit zwischen Regelgeschwindigkeit und der Differenz zwischen Ist- und Soll wert besteht. Man kann zu diesem Zweck ebenfalls-die Vorrichtung 21 benutzen. Wie weiter oben bewiesen wurde, ist der Winkel 29, den der Arm 22 vom Beginn der Ver gleichsperiode bis zum Ansprechen der Ver gleichsanordnung zurücklegt (Pfeil 29) der Differenz zwischen Ist- und Solhvert um gekehrt proportional. Der übrigbleibende Winkel, der durch den Pfeil 36 bezeichnet ist, ändert sich daher gleichsinnig mit der Differenz zwischen Ist- und Sollwert.
Wenn man daher nach dem Ansprechen der Regel vorrichtung die Drehrichtung des Armes 22 nicht umkehrt, so ist die Zeit, die nach dem Ansprechen der Regelanordnung bis zum Öffnen des Kontaktpaares<B>27.</B> das heisst bis zur Stillsetzung -des -Motors 20 vergeht, oder mit andern Worten, es ist dann die Lauf dauer des Motors 20 abhängig von der Dif ferenz zwischen Ist- und Sollwert. Bei klei nen Differenzen zwischen Ist- und Sollwert läuft der Motor 20 kurze Zeit, bei grossen Differenzen dagegen während längerer Zeit.
Es wird dadurch die gewiinschte Abhängig- keit zwischen der Laufdauer des Motors 20 und der Differenz zwischen Ist- und Sollwert herbeigeführt. Im allgemeinen wird es zweckmässig sein, nach dem Ansprechen der Regelanordnung die Geschwindigkeit des Armes 22 zu erhöhen.
Um bei der in Abb. 4 mit 21 bezeichne ten Vorrichtung von einer bestimmten Dif ferenz zwischen Soll- und Istwert an den Arm 22 beim Ansprechen der Regelanord nung in der gleichen Vorrichtung aber ge gebenenfalls mit veränderter Geschwindigkeit laufen zu lassen, ist in der Bahn des umlau fenden Armes 22 ein verstellbarer Kontakt 39 angeordnet.
Da der Winkel, den der Arm 22 vom Kontaktpaar 27 bis zum Kontakt 39 durchlaufen muss, umgekehrt proportional der Differenz zwischen Ist- und Sollwert ist, das heisst also, dass der Kontakt 39 vom Arm 22 nur erreicht wird, wenn die Differenz zwi schen Ist- und Sollwert unter einem diesem Winkel entsprechenden Betrag liegt, so kann man mit Hilfe des Kontaktes 39 die Ein richtung derart beeinflussen, dass nach dem Erreichen des Kontaktes 39 die Drehrichtung des Armes 22 nicht geändert wird, wenn die Vergleichsanordnung anspricht. Zu diesem Zweck ist der Kontakt 39 mit einem Relais 40 in Reihe geschaltet, welches mit einem Selbsthaltekontakt 41 ausgerüstet ist.
Das Relais ist mit einem Doppelumschaltkontakt versehen, durch welchen nach dem Anspre chen des Relais an Stelle des Motors 32 der Motor 42 eingeschaltet wird, dessen Ge schwindigkeit zweckmässig durch den Wider stand 43 regelbar ist.
Die Anordnung arbeitet nun in der Weise, dass beim Überschreiten einer bestimmten Differenz zwischen Ist- und Sollwert (deren Grösse durch Verändern der Lage des Kon- takfes 39 eingestellt werden kann) beim An sprechen der Regelanordnung die Drehrich tung des Armes 22 umgekehrt wird, wäh rend die Drehrichtung beibehalten wird, wenn diese Differenz zwischen Ist- und Soll wert nicht erreicht wird.
Da die Zeitdauer, während der der Motor 20 umläuft, mit der Laufzeit übereinstimmt, die der Arm 22 be- nötigt, um nach dem Ansprechen der Ver gleichsanordnung in Richtung des Pfeils 34 das Kontaktpaar 27 zu erreichen und diese Laufzeit von der Umdrehungsgeschwindig keit des Armes 22 in Richtung des Pfeils 34 abhängt und diese Geschwin digkeit der Umlaufsgeschwindigkeit des Motors 32 entspricht, so kann man durch Verändern der Umlaufsgeschwindigkeitdie- ses Motors die Grösse der konstanten Regelgeschwindigkeit einstellen. Diese Ge schwindigkeit ist in Abb. 6 mit P bezeichnet.
Da die Zeit, welche der Arm 22 nach dem Schliessen des Kontaktes 39 in Richtung des Pfeils 45 bis zum Öffnen des Kontaktpaares 27, das heisst bis zum Stillsetzen des Motors 20, benötigt, von der Umlaufsgeschwindig- keit des Motors 42 abhängt, so kann man durch Regeln der Geschwindigkeit dieses Motors die Form der Kurve 37 (Abb. 6) ver ändern, man kann ihr beispielsweise die durch die strichpunl@tierte Linie 37' dar gestellte Form geben.
Für die Grenze, an der die Regelgeschwindigkeit von der Kurve 37 auf die Linie 35 springt, ist, wie bereits erwähnt, die Lage des Kontaktes 39 mass gebend: Durch Verschieben des Kontaktes längs der Bahn des Armes 22 kann also die Differenz zwischen Ist- und Sollwert, bei der sich die Regelgeschwindigkeit sprunghaft ändert, beliebig eingestellt werden.
Der in Abb. 6 mit G bezeichnete Wert der Differenz zwischen Ist- und Sollwert, unterhalb welchem die Regelanordnung über haupt nicht arbeitet, ist abhängig von der Geschwindigkeit, die dem Arm 22 durch den Motor 25 erteilt wird.
Zum besseren Verständnis der Erfindung sei im folgenden die Wirkungsweise der An ordnung erstens für den Fall beschrieben, dass die Abweichung zwischen Ist- und Soll wert gering und zweitens, dass die Abwei chung zwischen Ist- und Sollwert gross ist. Es sei angenommen, dass durch den umlau fenden Arm 22 durch Öffnen der Kontakte 27 die gesamte Anordnung in die Ruhelage geführt ist und auch die Kupplung 3 gelöst wurde. Sobald die Kontakte 27 geschlossen sind, wird die Kupplung 3 erregt, und es be ginnt der Vergleich zwischen Ist- und Soll wert. Es sei angenommen, dass der Kontakt arm 4 zum Durchlaufen des Kontaktweges eine so grosse Zeit benötigt, dass der rotie rende Arm 22 die durch die Linie 44 dar gestellte Lage erreicht hat.
Der Hebelarm 22 hat dabei kurzzeitig den Kontakt 39 ge schlossen, so dass das Relais 40 erregt wurde, das sich über den Selbsthaltekontakt 41 er hält. Dadurch wurde der Stromkreis des Motors 42 vorbereitet. Es sei angenommen, dass nun durch Schliessen eines Kontaktes an der Vergleichsanordnung das Relais 8 erregt wird. Dieses Relais zieht seinen Anker an und schliesst damit den Selbsthaltekontakt 10, sowie den Kontakt 12, durch welchen das Steuerrelais 14 erregt wird. Dieses Relais zieht ebenfalls seinen Anker an und öffnet den Kontakt 16, der im Stromkreis der Mag netkupplung 3 liegt. Durch Lüften dieser Kupplung wird die Vergleichsanordnung in die Nullage geführt und bleibt zunächst für die Dauer, während der durch den Kontakt 18 eingeschaltete Motor 20 die Regelgrösse verstellt, in dieser Nullage.
Durch den Kon takt 30 wird der durch das Relais 40 vor bereitete Stromkreis zum Motor 42 geschlos sen und dadurch dem Arm 22 eine Zusatz geschwindigkeit erteilt. Sobald der Arm 22 wieder die Kontakte 27 öffnet, wird die Ge samtanlage wieder in die Ruhelage geführt. Wenn man annimmt, dass durch den beschrie benen Vorgang die Differenz zwischen Ist- und Sollwert, wohl verringert, aber noch nicht aufgehoben wird, so wird bei dem nun folgenden Regelvorgang, der sich in der glei chen Weise abspielt, der Arm 22 beispiels weise die durch die Linie 46 gekennzeichnete Lage einnehmen.
Da der Winkel, den der Arm 22 nun nach dem Ansprechen der Ver gleichsanordnung durchläuft, kleiner ist als beim vorangehenden Regelvorgang, so ist die Zeit, die zwischen dem Ansprechen der Ver gleichsanordnung und dem Öffnen der Kon takte 27 liegt, kleiner, das heisst also die Laufdauer des Verstellmotors 20 ist kürzer.
Wenn die Differenz zwischen Ist- und Sollwert so gross ist, dass beim Ansprechen der Vergleichsanordnung der Kontaktarm 22 den Kontakt 39 noch nicht berührt hat, so wird einer der Kontakte 30 oder 31 geschlos sen, bevor noch das Relais 40 umschalten konnte. Es wird daher an Stelle des Motors 42 der Motor 32 in Gang gesetzt, der den Arm 22 nun in umgekehrtem Sinne um laufen lässt. Wie bereits früher beschrieben, ist dann die Laufdauer des Verstellmotors umgekehrt proportional der Differenz zwi schen Ist- und Sollwert. Im übrigen arbeitet die Anordnung in der gleichen Weise wie bereits beschrieben.
Bei dem in Abb. 4 dargestellten Ausfüh rungsbeispiel der Erfindung beginnt die neue Vergleichsperiode erst nachdem der Verstell- motor 20 durch Öffnen des Kontaktpaares 27 stillgesetzt worden ist, denn erst dann wird die magnetische Kupplung 3 wieder eingeschaltet.
In Abb. 8 ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, bei dem nach dem Ansprechen der Vergleichsanordnung .1 so fort eine neue Vergleichsperiode einsetzt. Die mit der Abb. 4 übereinstimmenden Teile der Fig. 8 tragen die gleichen Zahlen. Zur perio dischen Lüftung der Kupplung 3 bei der Anordnung nach Abb. 8 dient das als Nok- kenscheibe 50 ausgebildete Schaltorgan, wel ches bei seiner Bewegung in der Richtung des Pfeils 51 nacheinander das Kontaktpaar 127 öffnet und das Kontaktpaar 139 schliesst.
Das Kontaktpaar 127 entspricht dem Kon taktpaar 27, das Kontaktpaar 139 entspricht dem Kontaktpaar 39 nach Abb. 4. Die Nockenscheibe 50 besteht aus zwei gegenein ander verdrehbaren Teilen, die je einen Kok ken tragen. Durch Verdrehung der beiden Scheiben kann der Abstand zwischen den Nocken eingestellt werden. Die Nocken scheibe 50 wird mit Hilfe des Motors 25 mit konstanter Geschwindigkeit mit Hilfe des Sperrades 52 und der Feder 53 angetrieben.
Bei jeder Umdrehung der Nockenscheibe wird das Kontaktpaar 127 einmal geöffnet und dadurch mittelst des Relais 60 die Kupplung 3 gelüftet, so dass die Vergleichsanordnung in die Ruhelage geht.
Während bei der Ein richtung nach Abb. 4 beim Ansprechen der Vergleichsanordnung dem Hebelarm 22, des sen Funktion der Nockenscheibe 50 nach Abb. 8 entspricht, eine Zusatzgeschwindig keit erteilt wurde, derart, dass in einer der Differenz zwischen Ist- und Sollwert ent sprechenden Zeit das Kontaktpaar 27 geöff net und damit die Regelanordnung in die Ruhelage gebracht wurde, wird beim Anspre chen der Vergleichsanordnung bei der Ein richtung nach Abb. 8 die Nockenscheibe 50 festgebremst, dagegen aber die den Kontakt paaren 27 und 39 entsprechenden Kontakt paare 127 und 139 in Umlauf versetzt.
Wenn die Differenz zwischen Ist- und Sollwert einen bestimmten Betrag überschreitet, und daher die Zeit, welche vom Beginn der Ver gleichsperiode bis zum Ansprechen der Ver gleichsanordnung vergeht, unterhalb eines gewissen Wertes liegt, der durch den Win kel zwischen den Nocken 55 und 61 bestimmt ist, so werden beim Ansprechen der Ver gleichsanordnung die Kontaktpaare 127 und 139 in Richtung des Pfeils 51 verdreht. Spricht die Vergleichsanordnung aber erst an, wenn bereits das Kontaktpaar 39 durch den Nocken 55 geschlossen wurde, so werden Kontaktpaare 127 und 139 entgegen der Richtung des Pfeils 51 verdreht.
In dem zuerst erwähnten Fall ist die Zeitdauer, wäh rend der der Motor 20 Strom erhält, aus den bereits bei der Beschreibung in Abb. 4 er wähnten Gründen der Differenz zwischen Ist- und Sollwert umgekehrt proportional. Wenn dagegen das Kontaktpaar 139 geschlos sen worden ist, so wird in der gleichen Weise wie durch das Kontaktpaar 39 nach Abb. 9 an Stelle des Motors 32 der Motor 42 ein geschaltet, der die Kontaktpaare 127 und 139 entgegen der Richtung des Pfeils 51 um laufen lässt.
Damit nach dem Ansprechen der Vergleichsanordnung und Lösen der Kupplung 3 mit Hilfe der Kontakte 16 bezw. 17 die neue Vergleichsperiode sofort wieder eingeleitet wird, ist das Verzögerungs relais 5 6 vorgesehen, das im Stromkreis der Kontakte 57, 58 liegt: Die Stromzufuhr zu den Stromkreisen der Kontakte 16, 17, 57 und 58 führt über die Kontakte des Relais 60, das vom Kontaktgeber<B>127</B> gesteuert wird. Sobald dieses Kontaktpaar durch den Nocken 61 unterbrochen wird, lässt das Re lais 60 seinen Anker fallen und öffnet den Stromkreis der Magnetkupplung 3 und des Relais 56. Durch das kurzzeitige Lüften der Kupplung 3 wird eine neue Vergleichsperiode eingeleitet.
Wenn innerhalb der Vergleichsperiode der Regler zum Ansprechen gebracht worden ist, so werden nach dem Ansprechen des Re glers die Kontakte 16 und 57 bezw. 17 und 58 geöffnet und damit die Vergleichsanord nung in die Ruhelage geführt. Eine kurze Zeit nach dem Ansprechen des Reglers lässt aber das Verzögerungsrelais 56 seinen Anker los und schliesst damit einen Überbrückungs- stromkreis für clie Kontakte 16 und 17. Es wird dadurch die Kupplung 3 wieder erregt und die Vergleichsperiode läuft von neuem.
Da beim Ansprechen des Reglers die Nocken scheibe 50 mit Hilfe des Elektromagnetes 62 festgebremst wurde, so ist eine Zeitmessung mit Hilfe dieser Nockenscheibe nicht mehr durchführbar. Als Zeitmass wird jetzt die Verdrehung des Sperrades 52 verwendet. Dieses verdreht sich gegenüber der Nocken scheibe und spannt dadurch die Feder 53. Sobald nun -der Regelvorgang dadurch be endet worden ist, dass das Kontaktpaar<B>127</B> mit dem Nocken 61 in Berührung gekommen ist, wird auch die Bremse 62 gelüftet, so dass nunmehr die Nockenscheibe 52 unter dem Einfluss der Feder 53 in die jeweilige Lage des Sperrades 52 springt.
Es wird also ge wissermassen die Nockenscheibe 50 nachträg- lieh auf den Wert eingestellt, den sie ein nehmen würde, wenn ihre Bewegung nicht durch die Bremse 62 gehemmt worden wäre.
Die Anordnung arbeitet nun in folgender Weise: Es sei angenommen, dass durch den Kok ken 61 das Kontaktpaar 127 eben geöffnet worden ist. Durch dieses Öffnen werden die Haltestromkreise für die Relais 8 und 9, 40 unterbrochen. Ferner wird das Relais 60 während der Unterbrechung des Kontakt paares 127 stromlos. Die Unterbrechung der Haltestromkreise der Relais 8 und 9 hat zur Folge, dass das Relais 14 bezw. 15 seinen Anker fallen lässt und dadurch der Motor 20 stillgesetzt wird. Ferner lässt das Relais 40 seinen Anker fallen, sofern er während der vorhergehenden Vergleichsperiode angezogen worden ist. Durch die Unterbrechung des Stromkreises des Relais 60 wird der Strom kreis der magnetischen Kupplung 3, sowie des Verzögerungsrelais 56 unterbrochen.
Die Verzögerung dieses Relais ist aber so gross, dass es während der kurzzeitigen Unterbre chung des Kontaktpaares 127, noch nicht seinen Anker fallen lassen kann. Durch das Unterbrechen des Kontaktpaares 127 ist also die ganze Regelanordnung in die Ruhelage gefüihrt worden. Sobald der Nok- ken 61 das Kontaktpaar verlassen hat, so dass die Kontakte wieder einander berühren, so wird dem Relais 60 wieder Strom zu geführt. Dieses Relais zieht seinen Anker an. Dadurch erhält die Kupplung 3, sowie das Verzögerungsrelais 56 wieder Strom. Durch das Erregen der Kupplung wird eine Vergleichsperiode eingeleitet.
Es sei angenommen, dass die Vergleichs anordnung einen ihrer Kontakte schliesst, wenn der Nocken 61 die in der Abbildung dargestellte Lage erreicht hat. Durch das Schliessen eines der Kontakte der Vergleichs anordnung 1 ist eines der Relais 8 oder 9, zum Beispiel das Relais 8, erregt worden. Es hält sich selbst über den Haltekontakt 10 und schliesst den Kontakt des Steuerrelais 14. Dieses Relais zieht seinen Anker an und setzt dadurch den Tourenverstellmotor 20 in Umlauf. Durch dieses Relais wird gleich zeitig mit Hilfe des Kontaktes 30 die Wick- lung der Bremse 62 erregt und über den untern Kontakt des Relais 40 dem Motor 32 Strom zugeführt. Ferner wird der Kontakt 16 geöffnet, so dass der Stromkreis zur Mag netkupplung 3 unterbrochen wird.
Ferner wird der Kontakt 57 geöffnet und dadurch das Verzögerungsrelais 56 stromlos. Nach einer bestimmten Zeit fällt der Anker dieses Relais ab und schliesst den Kontakt 59, über welchen nunmehr die Magnetkupplung 3 wie der Strom erhält, so dass der Vergleichsvor gang von neuem beginnt.
Durch das Erregen der Bremse 62 wird die Nockenscheibe 50 festgebremst. Die Sperrscheibe 52 bewegt sich nun gegenüber der Nockenscheibe in Richtung des Pfeils 51. Der Verdrehungswinkel gegenüber der Nok- kenscheibe ist dann der Zeit proportional, die seit dem Ansprechen des Reglers vergeht. Da diese Zeit sich nur um die Verzögerungs zeit des Relais 56 von der Zeit unterschei det, die seit Beginn (Schliessen der Kupp lung 3) der neuen Vergleichsperiode vergeht, so ist der Verdrehungswinkel der Nocken scheibe mit genügender Genauigkeit auch der Zeitdauer proportional, während der ein neuer Vergleich zwischen Ist- und Sollwert stattfindet.
Nach dem Ingangsetzen des Motors 3? mit Hilfe des Kontaktes 30 des Relais 1.1 bewegen sich die Kontaktpaare<B>127</B> und 139 im Sinne des Pfeils 51 und durchlaufen den Winkel, den die Nockenscheibe vom Beginn der Vergleichsperiode bis zum Ansprechen des Reglers zurückgelegt hatte. Die Zeit dauer, die die Kontakte zum Durchlaufen der Wegstrecke brauchen, ist daher umgekehrt proportional der Differenz zwischen Ist- und Sollwert. Sobald nun das Kontaktpaar<B>1-27</B> gegen den Nocken 61 läuft und die Kontakte geöffnet werden, wird der Haltestromkreis für das Relais 8 stromlos. Dadurch wird der Kontakt 12 unterbrochen und das Steuer relais 14 lässt seinen Anker fallen. Dadurch wird , der Motor 20 stillgesetzt.
Ausserdem wird der Kontakt 30 geöffnet. so dass der durch den Motor 32 und die Magnetbremse 62 fliessende Strom unterbrochen wird. Die Bewegung der Kontaktpaare 127 und 1\.39 hört damit auf. Durch das Lüften der Bremse 62 schnappt nun unter dem Einfluss der Feder 53 die Nockenscheibe 50 in die Stellung., die inzwischen die Sperrscheibe 5? eingenommen hat.
Dadurch wird die Lage der Nockenscheibe 50 gewissermassen korri- giert, so dass ihre Stellung gegenüber der Lage der Kontaktpaare 127 und 137 der Zeitdauer entspricht, die seit dem letzten Ansprechen der Vergleichsanordnung ver gangen ist, denn die Lage der Kontaktpaare 127 und 139 stimmt nun mit der Lage der Nockenscheibe 50 überein, in der sie beim Ansprechen der Vergleichsanordnung durch die Bremse 62 festgehalten wurde. Sobald die Vergleichsanordnung von neuem an spricht, arbeitet die gesamte Anordnung in der gleichen Weise.
Wenn die Differenz zwischen Ist- und Sollwert klein ist, so wird vor dem Anspre chen des Reglers das Kontaktpaar 139 durch den Nocken 55 geschlossen und damit das Relais 40 erregt. Dieses schaltet nun an Stelle des Motors 32 den Motor 42 in den Stromkreis des Kontaktes 30. Wenn nun die Vergleichsanordnung anspricht, so verläuft der Schaltvorgang in der gleichen Weise wie bisher beschrieben, nur mit dem Unterschied, dass an Stelle des Motors 32 nun der Motor 42 in Gang gesetzt wird, und dass die Kon taktpaare 127, 139 nicht in Richtung des Pfeils 51, sondern entgegen der Richtung des Pfeils 51 verdreht werden. Diese Bewegung entspricht der Erhöhung der Drehgeschwin digkeit des Armes 22 in Richtung des Pfeils 45, bei der Einrichtung nach Abb. 4.
Durch Öffnen des Kontaktpaares 127 durch den Nocken 61 wird die gesamte Anordnung wie der in die Ausgangslage zurückgeführt.
Die Form des Verlaufes der Regel geschwindigkeit kann durch Verändern der Drehgeschwindigkeit der Motoren 32 und 42 in der gleichen Weise eingestellt werden wie bei der Einrichtung nach Abb. 4. Die zu lässige Abweichung zwischen Ist- und Soll wert, bei der der Regler noch nicht an spricht, kann durch Beeinflussung der Dreh geschwindigkeit des Motors 25 verändert werden.
Der Erfindungsgedanke kann natürlich nicht nur bei Regelanordnungen, wie sie in Abb. 4 und 8 dargestellt sind, benutzt wer den, sondern man kann auch ähnlich gebaute Anordnungen verwenden, wenn man anders geartete Vergleichsanordnungen für den Ist- und Sollwert, zum Beispiel Fallbügelregler, benutzt.
Dadurch, dass man die Umlaufs- geschwindigkeit der Motoren 32 bezw. 42 ab hängig von der Differenz zwischen Ist- und Sollwert macht, indem man beispielsweise in der Bahn des Armes 22 weitere Kontakte anordnet, bei deren Ansprechen Widerstände in die Stromkreise der Motoren ein- bezv,. ausgeschaltet werden, kann man die Ab hängigkeit, in der die Regelgeschwindigkeit bezw. mittlere Regelgeschwindigkeit von der Differenz zwischen Ist- und Sollwert steht, in weiten Grenzen beeinflussen.
Man kann ihr beispielsweise den durch die in Abb. 7 eingezeichnete Kurve dargestellten Verlauf erteilen. Den mit 46 bezeichneten Teil der Kurve kann man beispielsweise erhalten, wenn man die Umlaufsgeschwindigkeit des Motors 42 von einer gewissen Differenz zwi schen Ist- und Sollwert an ändert.
Bei der beschriebenen Anordnung ist die Regelgeschwindigkeit unabhängig von der je weiligen Grösse des Ist- und Sollwertes. Sie hängt lediglich von der Differenz zwischen Ist- und Sollwert ab. Es ist nun vielfach erwünscht, die Regelgeschwindigkeit bei klei nen Ist- oder Sollwerten ebenfalls herabzu setzen. Man kann dies erreichen und gleich zeitig auch eine von der Grösse des Ist- und Sollwertes unabhängige prozentuale Unemp findlichkeit erzielen, wenn man die Umlaufs geschwindigkeit des Schaltgliedes, das die Regelgeschwindigkeit bestimmt und das in Abb. 4 mit 22 und in Abb. 8 mit 50 bezeich net ist, abhängig vom Ist- oder Sollwert macht.
Man kann alle vorkommenden Ge schwindigkeiten des Schaltgliedes, also so wohl vor, als auch nach Ansprechen der Ver gleichsanordnung abhängig vom Ist- bezw. Sollwert machen. Zu diesem Zweck werden beispielsweise die Antriebsmotoren für das Schaltglied, die in den Fig. 4 und 8 mit 25, 32 und 42 bezeichnet sind, zu einer der An triebsvorrichtungen für die Vergleichsglieder 2 bezw. 6 parallel oder mit ihr in Reihe ge schaltet. Da der Sollwert im allgemeinen konstanter ist als der Istwert, so empfiehlt es sich, diese Motoren zum Motor 6 (Fig. 4 und 8) parallel zu schalten.
In vielen Fäl len wird es genügen nur die Geschwindigkeit des Schaltgliedes vor dem Ansprechen der Vergleichsanordnung vom Ist- bezw. Sollwert abhängig zu machen. In diesem Falle genügt es, nur die Umlauf sgeschwindigkeit des Mo tors 25 in Abhängigkeit vom Sollwert oder Istwert zu verändern. Bei der in den Ab bildungen dargestellten Anordnung bleibt dann zwar eine gewisse Abhängigkeit vom Ist- und Sollwert vorhanden, die aber gegen- iiber den Zusatzgeschwindigkeiten keine er hebliche Rolle spielt. Man kann diese Ab hängigkeit auch ganz vermeiden, wenn man nach dem Ansprechen der Vergleichsanord nung den Motor 25 ausschaltet.
Bei den in den Abbildungen dargestell ten Anordnungen wird ein umlaufendes Schaltglied verwendet, dessen Stellung im Augenblick des Ansprechens der Vergleichs anordnung für den Ist- und Sollwert ein Mass für die Differenz zwischen Ist- und Sollwert bildet. Die dargestellten Ausführungsbei spiele eignen sich in erster Linie für Regel anordnungen, bei welchen ein die zu regelnde Grösse verstellender Motor während einiger Zeit umläuft. Sie lassen sich jedoch auch in einfacher Weise für Anordnungen umändern, bei welchen beispielsweise auf einen die zu regelnde Grösse verstellenden Hubmagneten Stromstösse einwirken.
Zu diesem Zweck kann man längs der Bahn des umlaufenden Schaltgliedes, welches in der Abb. 4 die Zahl 22, in Abbildung 8 die Zahl 50 trägt, eine Kontaktvorrichtung anordnen, die von der umlaufenden Kontaktvorrichtung beeinflusst wird. Wenn man dieser Kontaktanordnung beim Ansprechen des Reglers Strom zuführt, so erhält der die zu regelnde Grösse verstel lende Hubmagnet nur soviel Stromstösse, wie der Zahl der Kontaktsegmente entspricht, die vom Schaltorgan bis zum Erreichen seiner Nullstellung beeinflusst werden. Da in die sem Falle nicht die Umlanfsgeschwindigkeit des Schaltgliedes für die Grösse des Regel schrittes massgebend ist, so kann man die Umlaufsgeschwindigkeit <B>-</B> beliebig wählen.
Man kann sie beispielsweise für alle Dreh richtungen gleich machen. Zur praktischen Durchführung kann man beispielsweise in der Weise vorgehen, dass man längs der Bahn des umlaufenden Schaltgliedes Kontaktseg mente anbringt, die in solchem Abstande von einander angeordnet sind, dass eine darüber hinweglaufende, mit dem Schaltglied gekup- pelte Bürste abwechselnd den Stromkreis schliesst und wieder unterbricht. Dieser Bürste kann dann beim Ansprechen der Re gelanordnung Strom zugeführt werden. Die Stromzuführung zu dieser Bürste wird unter brochen, sobald das Schaltglied seine Null- lage erreicht.
Sämtliche der Kontakte, die längs der Kontaktbahn des Schaltgliedes an geordnet sind, können untereinander parallel und mit dem die regelnde Grösse verstellen den Magneten in Reihe geschaltet sein. Es muss ausserdem noch eine Umschaltvorrich tung vorgesehen werden, .durch die erreicht wird, dass je nachdem, ob der Istwert grösser oder kleiner als der Sollwert ist, die zu re gelnde Grösse in dem einen oder andern Sinn. verstellt wird. Man kann beispielsweise zwei Hubmagnete vorsehen, von welchen der eine zur Erhöhung, der andere zur Verminderung der zu regelnden Grösse dient.
Diese Hub magnete werden je nachdem, ob der Istwert vom Sollwert in der einen oder andern Rich tung abweicht, eingeschaltet. Wenn man als -Schaltorgane Nockenscheiben verwendet, wie dies in Abb. 8 dargestellt ist, so kann man längs der Bahn des Schaltgliedes Kontakt paare anordnen, die beim Vorbeilaufen des Nockens der Nockenscheibe geschlossen bezw. geöffnet werden. Sämtliche der Kontakte werden parallelgeschaltet. Der einen Gruppe der parallelgeschalteten Kontakte wird nur beim Ansprechen der Vergleichsanordnung Strom zugeführt.
Die beschriebene Vorrichtung gestattet auch den Verlauf .der Regelgeschwindigkeit innerhalb der Regulierperiode beliebig einzu stellen. Dies kann man in einfacher Weise dadurch erreichen, .dass man die längs der Bahn des Schaltorganes liegenden Kontakte in kleineren oder grösseren Abständen aufein- ander folgen lässt. Man kann beispielsweise die Regelgeschwindigkeit gegen das Ende der Regelperiode abnehmen lassen, wenn man in der Nähe der Nullstellung des Schalt- organes die Kontakte in grösserem Abstande anordnet als an den benachbarten Stellen.
Device for regulating operating parameters, in particular for regulating the power output of electric power generators. To regulate operating parameters, in particular to regulate the power output of electric power generators, devices are used which compare the actual value of the variable to be controlled with the setpoint and, if there are deviations between these two values, bring about a change in the operating variable. There are rule arrangements known by which an operating variable, for example the power output of an electrical machine can be regulated to a certain value.
Although such arrangements can usually be used to control a wide variety of operating sizes, for the sake of clarity, the following mainly refers to electrical power control. However, the invention is not limited to electrical power control. In the known control arrangements, devices are used which compare the actual value and the setpoint value of the variable to be controlled and, in the event of deviations between the actual value and the setpoint value, start an adjustment device for the variable to be controlled. In one type of known controller, the adjusting device acts for the variable to be controlled as long as the actual and setpoint values do not coincide with one another.
If you use, for example, Kontaktwa.ttmeter to compare the actual and setpoint values. so you can let the adjustment device run until the contacts on the wattmeter contact are opened. If the adjustment device brings about a certain, constant change for the variable to be controlled, for example the power in the time unit, the control speed is constant. But there are also facilities known. in which the change in the variable to be controlled, which is brought about under the influence of the controller per unit of time, depends on the difference between the actual and setpoint.
It has already been proposed to make the control speeds large for large differences between the actual and setpoint values, but small for small differences.
Devices are also known in which, in the event of deviations between the actual value and the setpoint value, the variable to be controlled. the adjustment device for the variable to be controlled is set in motion for a certain period of time. In such arrangements, the comparison device is put out of action during the time during which the variable to be regulated is influenced by the adjustment device. Only when the adjustment is finished is a new comparison made to determine whether the actual value matches the setpoint.
If agreement has not yet been achieved, a new control impulse is given that changes the size of the company by a certain amount. If in such arrangements the time interval between the control pulses, which are given when the actual value deviates from the setpoint, is constant, the mean controller speed is also constant. The mean regulating speed is understood to mean the regulator speed by which, with uninterrupted regulation, the same change in the variable to be regulated would be brought about as by starting the adjustment arrangement from time to time.
Under the influence of the control pulses in the so-called integration controllers, at which, for example, two speeds are compared, one of which is proportional to the actual value and the other to the setpoint of the variable to be controlled, the distance between the controller pulses is not constant, but rather different inversely proportional to the difference between actual and setpoint. Despite the fact that the speed at which the variable to be controlled is adjusted is independent of the difference between the actual and setpoint values, the mean controller speed is dependent on this difference, namely the controller speed is large with large differences, with small differences between On the other hand, the actual and setpoint values are small.
In the Abu. 1 and 2 are diagrams showing the time course of the controller speed v and the mean controller speed vm for an integration controller, namely for the cases that firstly the deviation between the actual and target value is small and secondly the difference between the actual and target value is big.
It is assumed in the figures that the comparison arrangement makes contact at time a and starts the adjusting motor for the variable to be controlled, and that at the same time the comparison arrangement is moved to its zero position. After a certain prescribed time has elapsed, the adjustment arrangement is stopped (point in time b). Since between the times <I> a </I> and <I> b </I> the variable to be controlled is changed by a certain amount per unit of time, the controller speed is constant between these two points. It is assumed that a new control pulse is given at time ai and the control process proceeds in the same way as already described.
The mean controller speed is indicated by the dashed-dotted line and v. designated line represents.
Fig. 2 shows the same diagram for the case that the control pulses follow one another at much shorter time intervals. From the diagrams it can be seen that with small differences between the actual and target value (Fig. 1) the mean controller speed is low, with large differences between the actual and target value (Fig. 2) it is large.
If a single control pulse is not sufficient to adjust the variable to be controlled to the setpoint, the control process in arrangements of the type just described runs in such a way that after the occurrence of a difference between the actual and the setpoint, a control pulse is given to control the changes - brings about a certain amount of the variable to be controlled, so that the difference between the actual value and the setpoint value is reduced. At a time interval that corresponds to the now existing difference between the actual and setpoint, the next control pulse is given, which again leads to a reduction between the actual and setpoint.
The time that elapses until the next controller pulse will therefore be even greater than the time between the two preceding controller pulses.
In Fig. 3, the course of the control is shown. The figure shows that the spacing between the control pulses gradually increases. As a result, the mean controller speed, which is shown by the dash-dotted line, drops. Even though it is easy to see that overregulation can easily occur in arrangements that work with constant controller speed, it is not immediately recognizable that overregulation can also occur in arrangements in which the controller speed decreases with a decreasing difference between actual - and the setpoint also becomes smaller. In fact, overregulation sometimes occurs with such controllers.
The reason for this is apparently to be found in the fact that the change in the variable to be controlled lags behind the command given by the controller (controller pulse), sometimes even by several seconds, and therefore the controller still has control pulses, i.e. commands to change the ones to be controlled There is a size when the adjusting device is already influenced to such an extent that it would bring about a sufficient change in the variable to be controlled even without further adjustment. In addition, a constant oscillation around the setpoint is caused, because the control pulses have a certain size, while the comparison device still responds to very small differences.
According to the invention, the risk of over-regulation can be reduced considerably if the regulating arrangement is designed in such a way that the average regulating speed changes abruptly at a certain difference between the actual value and the setpoint value. The limit from which the control speed changes abruptly can be selected so that the controller does not overshoot the set target, even though this difference is quickly reduced if there are large differences between the actual and setpoint.
It is advisable, below the limit mentioned, to make the control speed dependent on the difference between the actual and target value in such a way that the control speed increases with the difference between the actual and target value. Above this limit it is advisable to keep the control speed constant. But you can also let it increase with the difference between the actual and setpoint.
A sudden change in the control speed can be brought about, for example, by adjusting a resistance depending on the difference between the actual and setpoint value, which is in the circuit of the adjusting motor for the variable to be controlled. This resistance can be graded in such a way that below a certain difference between the actual and setpoint, the control speed increases as the difference between the actual and setpoint increases, but above this difference it remains completely or almost constant and has a significantly higher value than below he imagined limit.
Another embodiment of the invention is for an integration controller in which two speeds are compared in the comparison arrangement for the actual and setpoint, one of which is proportional to the actual value and the other to the setpoint, shown in Fig. 4.
1 with a known Ver is called the same arrangement for the actual and setpoint. It contains the indexing mechanism 2, which drives the contact arm 4 via the magnetic coupling 3. It is assumed that the speed of rotation of the contact arm is proportional to the power output of a power generator. The con tact arm 4 plays between the contact fork 5, which is driven by the motor 6 and whose rotational speed corresponds to the target value of the power. The contacts of the contact fork 5 are connected to the windings of the relay 7. As soon as the contact arm 4 comes into contact with one of the contacts of the contact fork 5, the relay 7 is energized and closes one of the circuits of the relays 8 and 9.
These relays are equipped with self-holding contacts 10 and 11, as well as a further contact 12 and 13 from. The contacts 12, 13 control the excitation circuit of the actual control relays 14 and 15. The contacts 16 and 17 of these control relays are connected in series and are in the circuit of the magnetic hitch 3. The contacts 18 and 19 are in the circuit of the auxiliary motor 20 through the the variable to be regulated, for example the steam supply, is adjusted to a machine driving a power generator. The device 21 is used to temporarily decouple the lever arm 4 of the comparison arrangement 1 from the indexing mechanism 2 and to limit the running time of the motor 20.
It consists of a rotating arm 22 which is driven via the differential gears 23 and 24 from the motor 25 at a constant speed, preferably adjustable by the resistor 26. The current order made of insulating material arm 22 runs through between the pair of contacts 27 and therefore periodically opens the con tacts that are in the holding circuit of the relay 8 and 9, and the magnetic clutch 3. The periodic opening of the contacts 27 ensures that the control arrangement only responds when a certain difference between the actual and setpoint values is exceeded, and unnecessary regulation pulses are therefore avoided.
Namely, if the speed difference between the lever arm 4 and the contact fork 5 is not so great that the contact path between tween the arm 4 and the fork 5 is run through during one revolution of the rotating arm 22, no contact can come about because under the influence of the arm 22, the magnetic coupling 3 is released beforehand and the contact arm 4 assumes its rest position under the action of the spring 28 with respect to the fork 5.
By changing the speed of the motor 25, that is to say the rotational speed of the arm 22, the limit at which the controller responds can be changed.
For a further understanding of the way in which we act of the exemplary embodiment, it is necessary to point out that the angle that the contact arm 22 passes through after the interruption of the contacts 2 7 until the comparison arrangement (closing of the contacts 4, 5) and the In the figure, for example, indicated by the arrow 29, the difference between the actual and nominal value is inversely proportional, for the following reason:
Since the arm 22 revolves with constant vision, the angle which this arm covers from the beginning of the comparison period initiated by the closing of the contacts 27 (closing of the clutch 3) to the response of the comparison arrangement is a Measure of the time that the contact arm 4 needs to run through the contact path. Since the speed of the contact arm 4 compared to the fork 5 of the difference between the actual and setpoint value is proportional and therefore the time required for the contact to run through the contact path is inversely proportional,
so the angle indicated by the arrow 29 is also inversely proportional to the difference between the actual and desired value.
In order to maintain a constant mean control speed, you have to use the in der Alb. 4 -shown type ensure that with rapid succession of control pulses, that is, with a large difference between the actual and nominal value, the duration during which the motor 20 rotates is inversely proportional to the difference between the actual and nominal value. The dependence of the controller speed on the time in this case is shown schematically in Fig. 5. This can be achieved in a simple manner using the device 21. As explained above, namely the angle which is traversed by the arm 22 from the beginning of the comparison period to the response of the controller (arrow 29), is inversely proportional to the difference between the actual and setpoint.
If you therefore after the response of the comparative arrangement, the arm can run in the opposite direction at constant speed, the time it takes from the beginning of the reversal of its direction of rotation to the opening of the contact pair 27, or in other words, it takes to By running the angle 29 in the opposite direction is required, inversely proportional to the difference between the actual and target value. Since the arrangement is brought into the rest position by opening the contacts 27 and the motor 20 is also stopped, the result is that the duration during which the motor 20 is set in circulation by each control pulse is inversely proportional to the difference between Actual and target value. However, as explained above, this is the condition for the mean control speed to be constant.
A reversal of the direction of rotation of the arm 22 when speaking to the comparison arrangement can be easily achieved with the help of the device 21 shown in Fig. 4, if you use the relays 14 and 15 through the contacts 30 and 31, the circuit for the reset motor 32 controls, whose speed can be conveniently adjusted by the resistance 33 Wi. The direction of rotation and speed of rotation of this motor is selected so that it is able to move the arm 22 against its previous direction of rotation as soon as one of the contacts 30 and 31 is closed. If after reversing the direction of rotation the arm. 22 separates the contact 27, the holding circuits for the relays 8 and 9 are interrupted un and the entire arrangement is brought into the rest position.
According to the present invention, the regulating speed should only be constant up to a certain difference between the actual value and the setpoint value. In Fig. 6, which shows the course of the control speed as a function of the difference D between the actual and target value, this constant part of the control speed is shown by the horizontal line 35. On the other hand, below the difference between the actual value and the setpoint indicated by K, the controller speed should be dependent on the difference between the actual and setpoint.
To achieve this, it is necessary to influence the arrangement, as far as it has been described so far, at a certain difference between the actual and setpoint values so that, below this difference, there is a dependency between the control speed and the difference between the actual and setpoint worth it. The device 21 can also be used for this purpose. As has been proven above, the angle 29 that the arm 22 covers from the beginning of the comparison period until the response of the comparison arrangement (arrow 29) is inversely proportional to the difference between the actual and solhverts. The remaining angle, which is indicated by the arrow 36, therefore changes in the same direction as the difference between the actual and desired value.
If, therefore, the direction of rotation of the arm 22 is not reversed after the control device has responded, the time that has elapsed after the control arrangement has responded until the contact pair <B> 27. </B> opens, that is to say until the - the - Motor 20 passes, or in other words, it is then the running time of motor 20 depending on the Dif reference between the actual and setpoint. In the case of small differences between the actual and setpoint values, the motor 20 runs for a short time, whereas in the case of large differences it runs for a long time.
The desired dependency between the running time of the motor 20 and the difference between the actual value and the setpoint value is thereby brought about. In general, it will be useful to increase the speed of the arm 22 after the control arrangement has responded.
In order to allow a certain difference between the setpoint and actual value to be sent to the arm 22 when the control arrangement is triggered in the same device but possibly at a different speed in the device denoted by 21 in Fig. 4, is in the path of the umlau fenden arm 22 an adjustable contact 39 is arranged.
Since the angle that the arm 22 must traverse from the pair of contacts 27 to the contact 39 is inversely proportional to the difference between the actual and setpoint value, which means that the contact 39 is only reached by the arm 22 when the difference between is - And the setpoint is below an amount corresponding to this angle, you can use the contact 39 to influence the A direction so that after reaching the contact 39, the direction of rotation of the arm 22 is not changed when the comparison arrangement responds. For this purpose, the contact 39 is connected in series with a relay 40 which is equipped with a self-holding contact 41.
The relay is provided with a double changeover contact, through which after the Anspre chen the relay instead of the motor 32, the motor 42 is turned on, the speed of which is expediently adjustable by the counter 43.
The arrangement now works in such a way that when a certain difference between the actual and target value is exceeded (the size of which can be set by changing the position of the contact 39) when the control arrangement is addressed, the direction of rotation of the arm 22 is reversed, while The direction of rotation is retained if this difference between the actual and setpoint is not reached.
Since the period of time during which the motor 20 rotates coincides with the running time that the arm 22 needs to reach the pair of contacts 27 after the response of the comparative arrangement in the direction of the arrow 34 and this running time depends on the speed of the arm 22 depends in the direction of the arrow 34 and this speed corresponds to the rotational speed of the motor 32, then one can adjust the size of the constant regulating speed by changing the rotational speed of this motor. This speed is denoted by P in Fig. 6.
Since the time which the arm 22 needs after the contact 39 has been closed in the direction of the arrow 45 until the contact pair 27 opens, that is to say until the motor 20 is stopped, depends on the rotational speed of the motor 42, one can The shape of curve 37 (Fig. 6) can be changed by regulating the speed of this motor; it can be given the shape shown by the dashed line 37 ', for example.
As already mentioned, the position of the contact 39 is decisive for the limit at which the control speed jumps from the curve 37 to the line 35: By moving the contact along the path of the arm 22, the difference between the actual and Setpoint at which the control speed changes abruptly can be set as required.
The value of the difference between the actual and setpoint values, denoted by G in FIG. 6, below which the control arrangement does not work at all, depends on the speed given to the arm 22 by the motor 25.
For a better understanding of the invention, the mode of operation of the arrangement is described below, firstly for the case that the deviation between the actual value and the setpoint value is small and, secondly, that the deviation between the actual value and the setpoint value is large. It is assumed that the entire arrangement is brought into the rest position by the circumferential arm 22 by opening the contacts 27 and the clutch 3 has also been released. As soon as the contacts 27 are closed, the clutch 3 is energized, and the comparison between the actual and target value begins. It is assumed that the contact arm 4 takes such a long time to run through the contact path that the rotating arm 22 has reached the position shown by the line 44.
The lever arm 22 has briefly closed the contact 39 ge, so that the relay 40 was energized, which he holds on the self-holding contact 41. This has prepared the circuit for motor 42. It is assumed that the relay 8 is now energized by closing a contact on the comparison arrangement. This relay attracts its armature and thus closes the self-holding contact 10, as well as the contact 12 through which the control relay 14 is energized. This relay also attracts its armature and opens the contact 16, which is in the circuit of the Mag netkupplung 3. By releasing this clutch, the comparison arrangement is brought into the zero position and initially remains in this zero position for the duration while the motor 20 switched on by the contact 18 adjusts the controlled variable.
Through the con tact 30, the circuit prepared by the relay 40 before the motor 42 is closed and thereby the arm 22 is given an additional speed. As soon as the arm 22 opens the contacts 27 again, the entire system is returned to the rest position. If one assumes that the difference between the actual and setpoint values is reduced by the process described, but not yet canceled, the arm 22 is, for example, in the following control process, which takes place in the same way assume the position indicated by the line 46.
Since the angle that the arm 22 now passes through after the response of the comparison arrangement is smaller than in the previous control process, the time between the response of the comparison arrangement and the opening of the contacts 27 is smaller, that is to say the running time of the adjusting motor 20 is shorter.
If the difference between the actual and nominal value is so great that when the comparison arrangement responds, the contact arm 22 has not yet touched the contact 39, one of the contacts 30 or 31 is closed before the relay 40 could switch over. Instead of the motor 42, the motor 32 is therefore started, which now makes the arm 22 run in the opposite direction. As already described earlier, the running time of the adjusting motor is then inversely proportional to the difference between the actual and nominal value. Otherwise, the arrangement works in the same way as already described.
In the exemplary embodiment of the invention shown in Fig. 4, the new comparison period begins only after the adjusting motor 20 has been stopped by opening the contact pair 27, because only then is the magnetic clutch 3 switched on again.
In Fig. 8 an embodiment of the invention is shown in which after the response of the comparison arrangement .1 immediately begins a new comparison period. The parts of FIG. 8 that correspond to FIG. 4 have the same numbers. For the periodic ventilation of the clutch 3 in the arrangement according to FIG. 8, the switching element designed as a cam disk 50 is used, which when it moves in the direction of the arrow 51 successively opens the contact pair 127 and the contact pair 139 closes.
The pair of contacts 127 corresponds to the pair of contacts 27, the pair of contacts 139 corresponds to the pair of contacts 39 according to Fig. 4. The cam 50 consists of two mutually rotatable parts, each carrying a Kok ken. The distance between the cams can be adjusted by turning the two discs. The cam disk 50 is driven by means of the motor 25 at constant speed with the aid of the ratchet 52 and the spring 53.
With each revolution of the cam disk, the pair of contacts 127 is opened once and, as a result, the clutch 3 is released by means of the relay 60, so that the comparison arrangement goes into the rest position.
While in the device according to Fig. 4, when the comparison arrangement responds, the lever arm 22, whose function corresponds to the cam disk 50 according to Fig. 8, an additional speed was granted, such that in a time corresponding to the difference between the actual and setpoint the contact pair 27 is opened and thus the control arrangement has been brought into the rest position, when the comparative arrangement is addressed in the device according to Fig. 8, the cam disk 50 is braked, but the contact pairs 27 and 39 corresponding to the contact pairs 127 and 139 in Circulation offset.
If the difference between the actual and target value exceeds a certain amount, and therefore the time which elapses from the beginning of the comparison period until the response of the comparison arrangement is below a certain value, which is determined by the angle between the cams 55 and 61 is, the contact pairs 127 and 139 are rotated in the direction of arrow 51 when the comparison is addressed. If, however, the comparison arrangement does not respond until the contact pair 39 has already been closed by the cam 55, contact pairs 127 and 139 are rotated counter to the direction of arrow 51.
In the first-mentioned case, the period of time during which the motor 20 receives current is inversely proportional to the difference between the actual and setpoint values for the reasons already mentioned in the description in Fig. 4. If, on the other hand, the pair of contacts 139 has been closed, the motor 42 is switched on in the same way as by the pair of contacts 39 according to Fig. 9 instead of the motor 32, and the pairs of contacts 127 and 139 run counter to the direction of arrow 51 to leaves.
So that after the comparison arrangement responds and the clutch 3 is released using the contacts 16, respectively. 17 the new comparison period is immediately initiated again, the delay relay 5 6 is provided, which is in the circuit of contacts 57, 58: The power supply to the circuits of contacts 16, 17, 57 and 58 leads via the contacts of relay 60, the is controlled by the contactor <B> 127 </B>. As soon as this pair of contacts is interrupted by the cam 61, the relay 60 drops its armature and opens the circuit of the magnetic coupling 3 and the relay 56. By briefly releasing the coupling 3, a new comparison period is initiated.
If within the comparison period the controller has been made to respond, the contacts 16 and 57 respectively after the response of the controller. 17 and 58 open and thus the comparative arrangement out of the rest position. A short time after the controller has responded, however, the delay relay 56 releases its armature and thus closes a bridging circuit for the contacts 16 and 17. As a result, the clutch 3 is re-energized and the comparison period starts again.
Since when the controller responds, the cam disk 50 was braked with the aid of the electromagnet 62, a time measurement with the aid of this cam disk is no longer feasible. The rotation of the locking wheel 52 is now used as a measure of time. This rotates relative to the cam disk and thereby tensions the spring 53. As soon as the control process has now been ended by the contact pair 127 coming into contact with the cam 61, the brake 62 is also activated is released so that the cam disk 52 now jumps into the respective position of the locking wheel 52 under the influence of the spring 53.
The cam disk 50 is thus to a certain extent subsequently set to the value which it would assume if its movement had not been inhibited by the brake 62.
The arrangement now works in the following way: It is assumed that the contact pair 127 has just been opened by the Kok ken 61. This opening interrupts the holding circuits for relays 8 and 9, 40. Furthermore, the relay 60 is de-energized during the interruption of the contact pair 127. The interruption of the holding circuits of the relays 8 and 9 has the consequence that the relay 14 respectively. 15 drops its anchor and thereby the motor 20 is stopped. Furthermore, the relay 40 drops its armature if it was attracted during the previous comparison period. By interrupting the circuit of the relay 60, the circuit of the magnetic clutch 3 and the delay relay 56 is interrupted.
The delay of this relay is so great that it cannot yet drop its armature during the brief interruption of the contact pair 127. By interrupting the pair of contacts 127, the entire control arrangement has been brought into the rest position. As soon as the cam 61 has left the contact pair so that the contacts touch one another again, the relay 60 is again supplied with current. This relay attracts its armature. As a result, the clutch 3 and the delay relay 56 receive power again. A comparison period is initiated by energizing the clutch.
It is assumed that the comparison arrangement closes one of its contacts when the cam 61 has reached the position shown in the figure. By closing one of the contacts of the comparison arrangement 1, one of the relays 8 or 9, for example the relay 8, has been energized. It holds itself via the holding contact 10 and closes the contact of the control relay 14. This relay attracts its armature and thereby sets the tour adjustment motor 20 in circulation. Through this relay, the winding of the brake 62 is simultaneously excited with the aid of the contact 30 and current is supplied to the motor 32 via the lower contact of the relay 40. Furthermore, the contact 16 is opened, so that the circuit to the magnetic clutch 3 is interrupted.
Furthermore, the contact 57 is opened and thus the delay relay 56 is de-energized. After a certain time, the armature of this relay drops out and closes the contact 59, via which the magnetic coupling 3 now receives the current, so that the comparison process begins again.
By energizing the brake 62, the cam disk 50 is braked. The locking disk 52 now moves relative to the cam disk in the direction of arrow 51. The angle of rotation relative to the cam disk is then proportional to the time that has elapsed since the controller responded. Since this time differs only by the delay time of the relay 56 from the time that has elapsed since the beginning (closing of the coupling 3) of the new comparison period, the angle of rotation of the cam disk is proportional to the length of time with sufficient accuracy a new comparison takes place between the actual and target value.
After starting the engine 3? With the help of contact 30 of relay 1.1, contact pairs 127 and 139 move in the direction of arrow 51 and run through the angle that the cam disk had covered from the beginning of the comparison period until the controller responded. The time it takes for the contacts to travel the distance is therefore inversely proportional to the difference between the actual and setpoint values. As soon as the contact pair <B> 1-27 </B> runs against the cam 61 and the contacts are opened, the holding circuit for the relay 8 is de-energized. This breaks the contact 12 and the control relay 14 drops its armature. As a result, the motor 20 is stopped.
In addition, the contact 30 is opened. so that the current flowing through the motor 32 and the magnetic brake 62 is interrupted. The movement of the contact pairs 127 and 1 \ .39 then stops. By releasing the brake 62, under the influence of the spring 53, the cam disk 50 now snaps into the position. In the meantime, the locking disk 5? has taken.
This corrects the position of the cam disk 50 to a certain extent, so that its position in relation to the position of the contact pairs 127 and 137 corresponds to the period of time that has passed since the last response of the comparison arrangement, because the position of the contact pairs 127 and 139 now agrees the position of the cam disk 50 in which it was held by the brake 62 when the comparison arrangement was triggered. As soon as the comparison arrangement speaks again, the entire arrangement operates in the same way.
If the difference between the actual and nominal value is small, the contact pair 139 is closed by the cam 55 before the controller is addressed and the relay 40 is thus energized. This now switches the motor 42 into the circuit of the contact 30 instead of the motor 32. If the comparison arrangement responds, the switching process proceeds in the same way as previously described, with the difference that the motor now replaces the motor 32 42 is set in motion, and that the contact pairs 127, 139 are rotated not in the direction of arrow 51, but against the direction of arrow 51. This movement corresponds to the increase in the speed of rotation of the arm 22 in the direction of the arrow 45, in the case of the device according to FIG. 4.
When the contact pair 127 is opened by the cam 61, the entire arrangement is returned to the starting position.
The shape of the course of the control speed can be set by changing the rotational speed of the motors 32 and 42 in the same way as with the device according to Fig. 4. The permissible deviation between the actual and setpoint value at which the controller is not yet activated speaks, can be changed by influencing the rotational speed of the motor 25.
The idea of the invention can of course not only be used with control arrangements as shown in Figs. 4 and 8, but you can also use similarly constructed arrangements if you use different types of comparison arrangements for the actual and setpoint values, for example drop-arm controllers .
By the fact that the rotational speed of the motors 32 respectively. 42 makes dependent on the difference between the actual value and the setpoint value, for example by arranging further contacts in the path of the arm 22, and when they respond, resistors are incorporated in the motor circuits. be turned off, you can determine the dependency in which the control speed BEZW. mean control speed is influenced by the difference between the actual and setpoint values within wide limits.
You can give it the course shown by the curve shown in Fig. 7, for example. The part of the curve denoted by 46 can be obtained, for example, if the rotational speed of the motor 42 is changed from a certain difference between the actual and nominal values.
In the described arrangement, the control speed is independent of the respective size of the actual and setpoint values. It only depends on the difference between the actual and target value. It is now often desirable to also reduce the control speed for small actual or setpoint values. This can be achieved and, at the same time, a percentage insensitivity that is independent of the size of the actual and setpoint values can be achieved if the rotating speed of the switching element, which determines the control speed, is 22 in Fig. 4 and 50 in Fig. 8 is called, depending on the actual or target value.
You can see all occurring speeds of the switching element, so as well before, as well as after addressing the comparative arrangement depending on the actual or. Make setpoint. For this purpose, for example, the drive motors for the switching element, which are designated in FIGS. 4 and 8 with 25, 32 and 42, respectively to one of the drive devices for the comparison elements 2. 6 connected in parallel or in series with it. Since the setpoint is generally more constant than the actual value, it is advisable to connect these motors to motor 6 (FIGS. 4 and 8) in parallel.
In many cases it will suffice only the speed of the switching element before the response of the comparison arrangement of the actual or. To make the target value dependent. In this case, it is sufficient to change only the speed of rotation of the motor 25 depending on the setpoint or actual value. With the arrangement shown in the figures, a certain dependency on the actual and target value remains, but this does not play a significant role in relation to the additional speeds. This dependency can also be avoided entirely if the motor 25 is switched off after the comparison arrangement has responded.
In the arrangements shown in the figures, a rotating switching element is used, the position of which forms a measure of the difference between the actual and nominal value at the moment the comparison arrangement responds. The illustrated Ausführungsbei games are primarily suitable for rule arrangements in which a motor that adjusts the size to be controlled rotates for some time. However, they can also be changed in a simple manner for arrangements in which, for example, current surges act on a lifting magnet which adjusts the size to be regulated.
For this purpose, a contact device can be arranged along the path of the rotating switching element, which has the number 22 in Fig. 4 and the number 50 in Figure 8, which is influenced by the rotating contact device. If you feed this contact arrangement when the controller responds, so the variable to be regulated adjustable solenoid only receives as many current surges as the number of contact segments that are influenced by the switching element until it reaches its zero position. Since in this case the circumferential speed of the switching element is not decisive for the size of the rule step, the circumferential speed can be chosen as desired.
For example, you can make them the same for all directions of rotation. For practical implementation, for example, one can proceed in such a way that one attaches contact segments along the path of the rotating switching element, which are arranged at such a distance from one another that a brush that runs over them and is coupled to the switching element alternately closes the circuit and again interrupts. This brush can then be supplied with current when the Re gel arrangement responds. The power supply to this brush is interrupted as soon as the switching element reaches its zero position.
All of the contacts that are arranged along the contact path of the switching element can be connected in parallel with one another and with which the regulating variable adjusts the magnet in series. In addition, a switchover device must be provided, by means of which it is achieved that, depending on whether the actual value is greater or less than the nominal value, the variable to be regulated in one sense or the other. is adjusted. For example, two lifting magnets can be provided, one of which is used to increase and the other to reduce the variable to be controlled.
These lifting magnets are switched on depending on whether the actual value deviates from the setpoint in one direction or the other. If you use cam disks as switching elements, as shown in Fig. 8, you can arrange pairs of contacts along the path of the switching element that are closed or closed when the cam of the cam disk passes by. be opened. All of the contacts are connected in parallel. One group of contacts connected in parallel is only supplied with current when the comparison arrangement responds.
The device described also allows the course of the control speed to be set as desired within the control period. This can be achieved in a simple manner by having the contacts lying along the path of the switching element follow one another at smaller or larger distances. For example, the control speed can be reduced towards the end of the control period if the contacts are arranged at a greater distance near the zero position of the switching element than at the neighboring points.