DE1087238B

DE1087238B - Regelkreis mit einer Messeinrichtung mit IP-Verhalten

Info

Publication number: DE1087238B
Application number: DES60966A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Dr Gerhart Kessler
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1958-12-13
Filing date: 1958-12-13
Publication date: 1960-08-18

Description

Regelkreis mit einer Meßeinrichtung mit IP-Verhalten Die Erfindung bezieht sich auf Regelkreise mit einer Meßeinrichtung mit IP-Verhalten, insbesondere für die. Drehzahlregelung von Mehrmotorenantrieben. Bei der Drehzahlregelung von Mehrmotorenantrieben wird in vielen Fällen ein Vergleich der Drehzahlen der einzelnen Teilmotoren durch eine Meßeinrichtung mit IP-Verhalten vorgenommen. Der integrale Anteil der Drehzahldifferenz kann hierbei mit Hilfe eines Differentials oder einer entsprechenden anderen Meßeinrichtung gebildet werden, an deren Ausgang eine dem Differenzwinkel .proportionale Spannung erscheint. Der proportionale Anteil der Drehzahldifferenz kann beispielsweise mit Hilfe einer Tachodynamo gebildet werden, die zu diesem Zweck mit dem zu regelnden Motor gekuppelt ist. Die auf diese Weise gewonnene Istspannung wird mit einer Sollspannung verglichen, die entweder als Leitspannung den ganzen Mehrmotorenverband versorgt oder einer Tachodynamo eines beliebigen Bezugsmotors entnommen werden kann.
Die Summe beider Abweichungen wird auf den Ausgang eines Regelverstärkers gegeben, der vorzugsweise als Gleichstromverstärker ausgebildet ist. Die Eingangsspannung schwankt hierbei um den Arbeitspunkt des Gleichstromverstärkers, der in üblicher Weise auf den Nullpunkt eingestellt ist. Es hat sich nun gezeigt, daß beim P-Anteil der Drehzahldifferenz in bezug auf den Arbeitspunkt eine Verschiebung eintreten kann z. B. infolge ungleicher Erwärmung der Tachomaschinen oder dadurch, daß sich die gemeinsame Leitspannung gegenüber der mechanischen Leitdrehzahl verschoben hat.
Da die letztere wegen der integralen Messung maßgebend ist, wird eine Abweichung der Differenzspannung der Tachomaschinen von Null im stationären Zustand stets durch eine entsprechende Änderung der Winkelspannung ausgeglichen. Um diese Änderung der Winkelspannung im stationären Zustand zum Verschwinden zu bringen, ist eine Nachjustierung der Meßeinrichtung für den proportionalen Anteil erforderlich. Dies erfordert insbesondere bei einem größeren Mehrmotorenverband erhebliche Einstellungsarbeiten.
Zweck der Erfindung ist, diesen Nachteil der bekannten Regelanordnungen zu beseitigen. Gemäß der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß in die Zuführung des P-Anteiles zum Regler ein Koppelglied eingefügt wird, dessen Zeitkonstante gegenüber der Ausregelzeit groß ist. Unter Ausregelzeit wird hierbei jene Zeitspanne verstanden, die bei einer stoßartigen Sollwertänderung die Regelgröße braucht, um den Sollwert einzunehmen. Als Koppelglied wird vorzugsweise ein aus einem Längskondensator, das ist ein in Reihe geschalteter Kondensator, und einem Querwiderstand, das ist ein parallelgeschalteter Widerstand, bestehendes RC-Glied verwendet.
Der Frequenzgang eines solchen übertragungsgliedes beträgt bekanntermaßen j c) R C 2C1 1 + j w R C Damit kein differenzierendes Verhalten der RC-Schaltung eintritt; ist es notwendig, die Zeitkonstante I' = RC so groß zu machen, daß in dem dynamisch getreu zu übertragenden Frequenzbereich das Verhältnis ZC2@@,C1.- ; 1 wird. Damit wird erreicht, daß der Kondensator dynamische Änderungen praktisch ohne Minderung überträgt, statische Änderungen aber selbst aufnimmt, ohne sie weiterzugeben.
An Hand der ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung soll die Erfindung näher erläutert werden. In der Zeichnung ist ein vereinfachtes Schaltschema wiedergegeben, wobei mit M ein beispielsweise in einem Mehrmotorenverband zu führender Motor bezeichnet ist. Mit dem Motor steht eine Tachodynamo T1 in Antriebsverbindung. Die Motorwelle 1 ist gleichzeitig mit einem Differential D verbunden. Auf das Differential wirkt weiter eine Sollwertwelle 2, mit der eine Tachodynamo To gekuppelt ist. Die Sollwertwelle gehört dem nicht weiter dargestellten Leit- oder Führungsmotor an.
Mit RV ist ein als Gleichstromverstärker, z. B. Magnetverstärker, ausgebildeter Regelverstärker bezeichnet, der auf den Antriebsmotor M in regelndem Sinne einwirkt. Wie eingangs erwähnt, wird der integrale Anteil der Drehzahldifferenz von dem Differential D gebildet, dessen Differenzwelle 3 den Abgriff eines Potentiometers P1 verstellt, das an eine Gleichspannung gelegt ist. Wird der Abgriff des Potentiometers infolge einer zwischen Leit- und Teilmotor auftretenden Drehzahldifferenz aus seiner Mittellage verschoben, wird eine dem Drehwinkel, d. h. dem Integral der Drehzahldifferenz proportionale Spannung auf den Regelverstärker RV gegeben. Diese Spannung stellt den integralen Anteil I der Differenzdrehzahl dar.
Die Differenzspannung der Tachogeneratoren To, Ti wird ebenfalls dem Regelverstärker RV zugeführt und bildet den proportionalen Anteil P der Drehzahldifferenz. Gemäß der Erfindung ist nun in der Zuführung des P-Anteiles ein Koppelglied geschaltet, das aus einem Längskondensator C und einem Ouerwiderstand R besteht. Die Einfügung des RC-Gliedes in die Zuführung hat zur Folge, daß langsame statische Änderungen der Tachospannungen auf den Regler selbst nicht übertragen werden. Diese führen lediglich zur Aufladung des Kondensators C. Eine Beeinflussung des Reglers ist in diesem Falle auch nicht nötig, da der Regelkreis durch den nach wie vor galvanisch gekoppelten integralen Anteil geführt wird.
Die Zeitkonstante des RC-Gliedes wird jedoch zweckmäßig so groß gewählt, daß verhältnismäßig schnelle Schwankungen des P-Anteiles praktisch ohne Schwächung auf den Regler übertragen werden, so daß die dynamische Stabilität des Regelkreises, auf die das IP-Meßwerk eingestellt ist, erhalten bleibt. Ausreichend günstige Verhältnisse ergeben sich, wenn die Zeitkonstante des RC-Gliedes etwa das Zehnfache der Ausregelzeit oder mehr beträgt.
Die Erfindung ist nicht auf die dargestellte Regelschaltung beschränkt, sondern ist überall dort mit besonderem Erfolg anwendbar, wo auf den Eingang des Reglers mehrere Größen gegeben werden müssen, wobei aber nur eine oder nur ein Teil von ihnen dynamisch wirksam sein sollen.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Regelkreis mit einer Meßeinrichtung mit IP-Verhalten, insbesondere für die Drehzahlregelung von Mehrmotorenantrieben, dadurch gekennzeichnet, daß in die Zuführung des P-Anteiles zum Regler ein vorzugsweise nachgiebiges Koppelglied angeordnet ist, dessen Zeitkonstante gegenüber der Ausregelzeit groß ist.
2. Regelkreis nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Koppelglied ein aus einem Längskondensator und einem Querwiderstand bestehendes RC-Glied verwendet ist. In Betracht gezogene Druckschriften: A. Leonhard, Die selbsttätige Regelung, 1957, Springer-Verlag, Berlin/Göttingen/Heidelberg, S. 45 und 46.