DE2633954A1 - Steuerschaltung fuer ein schwebendes system - Google Patents

Steuerschaltung fuer ein schwebendes system

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DE2633954A1 DE19762633954 DE2633954A DE2633954A1 DE 2633954 A1 DE2633954 A1 DE 2633954A1 DE 19762633954 DE19762633954 DE 19762633954 DE 2633954 A DE2633954 A DE 2633954A DE 2633954 A1 DE2633954 A1 DE 2633954A1
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    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P7/00Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors
    • H02P7/06Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual dc dynamo-electric motor by varying field or armature current
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    • H02P7/28Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual dc dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power using discharge tubes or semiconductor devices using semiconductor devices
    • H02P7/285Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual dc dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power using discharge tubes or semiconductor devices using semiconductor devices controlling armature supply only
    • H02P7/292Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual dc dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power using discharge tubes or semiconductor devices using semiconductor devices controlling armature supply only using static converters, e.g. AC to DC
    • H02P7/293Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual dc dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power using discharge tubes or semiconductor devices using semiconductor devices controlling armature supply only using static converters, e.g. AC to DC using phase control

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Description

  • Steuerschaltung für ein schwebendes System Die Erfindung bezieht sich auf eine Steuerschaltung für ein schwebendes oder hängendes System und betrifft insbesondere eine Geschwindigkeitssteuerschaltung für einen Gleichstrommotor in einem schwebenden oder hängenden System, dessen Antriebsquelle dieser Gleichstrommotor bildet.
  • Im Rahmen der vorliegenden Erfindung soll mit dem Ausdruck "schwebendes System" ein System bezeichnet werden, bei dem beispielsweise unter Verwendung eines Parallelogrammgestänges ein Bewegungsablauf mit variabler Geschwindigkeit durch Druckknopfbetätigung ausgeführt wird, um eine Handhabung, beispielsweise den Transport eines Gegenstandes mittleren Gewichts, mit hoher Leistungsfähigkeit zu bewerkstelligen, während eine Person eine Last dadurch bewegen kann, daß sie dieser aufgrund des Schwerkraftausgleichs (agravic balance) direkt eine Betätigungskraft zuführt, um eine bestimmte Arbeit, etwa die Beschickung einer Maschine, die Entnahme von einer Maschine oder einen Montagevorgang, mit hoher Genauigkeit auszuführen, Der gewählte Ausdruck soll insbesondere ein System auf dem Gebiet der schwerelosen Steuerapparate bezeichnen, die in der Lage sind, den Schwerkraftausgleich zu bewirken.
  • Bei einer bekannten Steuerschaltung für ein schwebendes System wird die bei Drehung eines Gleichstrommotors sich ergebende Ankerklemmenspannung von einer Geschwindigkeits-Detektorstufe ermittelt und dber einen Rückkoplungskreis auf einen Geschwindigm keits-Steuerverstärker gegengekoppelt. Ein Strom, der ein zu einem Äusgangsdrehmoment des Gleichstrootors proportionales Drehmomentsignal bildet wird dabei über einen Rückkopplungskreis und einen Stromtransformator auf einen Drehmoment-Steuerverstärker gegengekoppelt.
  • Ein derartiges Steuersystem weist Jedoch die im folgenden angegebenen Probleme auf. Hat der Geschwindigkeits-Steuerverstärker den bekannten Aufbau, bei dem lediglich ein proportionaler Betrieb bewirkt wird, so entsteht eine Geschwindigkeits-Drift.
  • Außerdem ändert sich der Ankerspannungsabfall des Gleichstrommotors mit der Änderung des Jeweiligen Lastdrehmoments. Infolgedessen ändert sich die Größe der Gegenkopplung derart, daß die Geschwindigkeitsdrift zunimmt, so daß die Last von der Schwerkraft angezogen wird und nach unten sinkt. Ferner ändert sich bei einer Bewegung mit variabler Geschwindigkeit mittels eines Geschwindigkeits-Sollwertgebers die Ankerklemmenspannung entsprechend der Jeweiligen Differenz zwischen der Geschwindigkeit der Last und der Größe des Sollgeschwindigkeits-Signals, und das Geschwindigkeits-Rückkopplungssignal ändert sich wiederum derart, daß die Geschwindigkeits-Schwankung zunimmt.
  • Aus den obigen Gründen ist es mit einer Steuerschaltung, bei der ein auf der Basis der Ankerklemmenspannung des Gleichstrommotors arbeitendes Geschwindigkeits-Detektorsystem mit einem Ge schwindigkeits-Steuerverstärker kombiniert ist, der gemäß seinem Aufbau nur einen Proportionalbetrieb bewirkt, schwierig, die Last mittels des Drehmomentes, das von dem Gleichstrommotor eines solchen Steuersystems erzeugt wird, unter der Bedingung, daß das Sollgeschwindigkeits-Signal Null beträgt, schwebend frei in der Luft zu halten. Diese Schwierigkeit beeinträchtigt die Leistung des schwebenden Systems erheblich.
  • Ziel der Erfindung ist es, eine Steuerschaltung für ein schwebendes System zu schaffen, daß in der Lage ist, eine Last zuverlässig frei in der Luft schwebend zu halten. Außerdem sollen Geschwindigkeits-Schwankungen bei einem Bewegungsablauf mit variabler Geschwindigkeit vermindert werden.
  • Die Erfindung vermittelt in diesem Zusammenhang eine Steuerschaltung für ein schwebendes System, in der ein zum Ausgangsdrehmoment eines Gleichstrommotors proportionales Drehmomentsignal auf einen Eingang eines Geschwindigkeits-Steuerverstärkers mitgekoppelt wird.
  • Die Erfindung wird in der nachstehenden Beschreibung eines bevorzugten AusfUhrungsbeispiels anhand der Zeichnungen näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen Fig. 1 ein Blockschaltbild eines nach der Lehre der Erfindung gebauten schwebenden Systems; Fig. 2 ein Kennliniendiagramm, in dem die Ankerklemmenspannung über der Geschwindigkeit aufgetragen ist; Fig. 3 ein Kennliniendiagramm, in dem die Ankerklemmenspannung über dem Gewicht der Last aufgetragen ist; Fig. 4 ein Kennliniendiagramm, in dem das Lastdrehmoment Uber der Drehgeschwindigkeit aufgetragen ist; Fig. 5 ein Kennliniendiagramm, in dem die Ist-Geschwindigkeit über der Soll-Geschwindigkeit aufgetragen ist; und Fig. 6 ein Verbindungsschema für eine konkrete elektrische Ausführung der Steuerschaltung nach Fig. 1.
  • In dem Blockschaltbild nach Fig. 1 wird ein Ausgangssignal eines Geschwindigkeits-Sollwertgebers 1, der die Sollgeschwindigkeit zum Heben oder Senken einer Last (die Geschwindigkeit eines Motors) angibt, einem Geschwindigkeits-Steuerverstärker 2 und von diesem einem Drehmoment-Steuerverstärker 3 zugeführt. Das Ausgangssignal des Drehmoment-Steuerverstärkers 3 wird einer Antriebsstufe 4 eingegeben. Die Antriebsstufe 4 weist eine Schaltungsanordnung auf, die eine Thyristor-Gleichrichterschaltung zur Zuführung einer Spannung an den Anker eines Gleichstrommotors 5 umfaßt. Die Abtriebsseite des Gleichstrommotors 5 ist über ein Untersetzungsgetriebe 6 mit einer Seilrolle 7 verbunden. Eine Last 8 ist an einem Ende eines Seils angebracht, das um die Seilrolle 7 herumgelegt oder gewickelt ist.
  • Die bei Drehung des Gleichstrommotors 5 entstehende Klemmenspannung V des Ankers wird von einer Geschwindigkeits-Detektor stufe 9 ermittelt, die über einen Rückkopplungskreis 12 auf den Geschwindigkeits-Steuerverstärker 2 gegenkoppelt. Ein Stromtransformator 10 bewirkt über einen weiteren Rückkopplungskreis 11 eine Stromgegenkopplung auf den Drehmoment-Steuerverstärker 3, wobei es sich bei dem Gegenkopplungsstrom um ein zum Ausgangsdrehmoment des Gleichstrommotors 5 proportionales Drehmomentsignal handelt. Der Ankerstrom Ia des Gleichstrommotors 5 wird auf den Eingang des Geschwindigkeits-Steuerverstärkers 2 über den Stromtransformator 10 sowie über einen weiteren RUckkopplungskreis 13 mitgekoppelt.
  • In einer gemäß der obigen Beschreibung aufgebauten Steuerschaltung für ein schwebendes System wird das von dem Geschwindigkeits-Sollwertgeber 1 abgegebene Sollgeschwindigkeits-Signal mit dem am Ausgang der Geschwindigkeits-Detektorstufe 9 erscheinenden Istgeschwindigkeits-Signal des Gleichstrommotors 5 verglichen.
  • Das Differenzsignal wird in dem Geschwindigkeits-Steuerverstärker 2 verstärkt und über den Drehmoment-Steuerverstärker 3 und die Antriebsstufe 4 zur Steuerung des Ausgangs-Drehmoments des Gleichstrommotors 5 und der Drehzahl verwendet.
  • Es sei nun der Fall betrachtet, daß der Rückkopllungskreis 13 nicht vorhanden ist, d.h. daß die Mitkopplung über diesen Rückkopplungskreis 13 auf den Geschwindigkeits-Steuerverstärker 2 fehlt.
  • FUr den Gleichstrommotor 5 ist die Beziehung zwischen der Ankerklemmenspannung V und der Drehzahl n durch die allgemeine Gleichung für Gleichstrommotoren V - Ra . Ia # gegeben, wobei K eine Konstante, 6 den Magnetfluß, Ra den Innenwiderstand des Ankers und Ia den Ankerstrom bedeuten. Setzt man (V - Ra.Ia) = Ec, so ergibt sich V = Ec + Ia.Ra, wobei Ec die bei Drehung induzierte Spannung angibt. Nimmt man konstante Erregung an, so ist die induzierte Spannung Ec proportional der Drehzahl n.
  • Daher ergeben sich für die Geschwindigkeit und die Ankerklemmenspannung V die in Fig. 2 gezeigten Kennlinien.
  • Da die Ankerklemmenspannung V des Gleichstrommotors als Geschwindigkeitssignal rückgekoppelt wird, erzeugt die Ankerklemmenspannung V infolge des Ankerstroms Ia und des Ankerinnenwiderstandes Ra den in Fig. 3 gezeigten Spannungsabfall Ra.Ia.
  • Das von dem Gleichstrommotor erzeugte Drehmoment T läßt sich durch die Gleichung T = K..Ia ausdrücken und ist proportional zum Ankerstrom Ia. Wie in Fig. 2 gezeigt, ändert sich die Ankerklemmenspannung V abhängig von der Last, wobei auch der Fall umfaßt wird, daß keine Last vorhanden ist.
  • Wie sich aus den obigen Überlegungen ergibt, hängt dann, wenn die Last 8 ftir den Fall der Geschwindigkeit Null frei schwebend gehalten wird, der innere Spannungsabfall des Gleichstrommotors 5 gemäß der in Fig. 3 gezeigten Kennlinie vom Gewicht der Last 8 ab. Trotz der Tatsache, daß die Geachwindigkeit Null beträgt, wird daher auf den Geschwindigkeits-Steuerverstärker 2 ein Geschwindigkeitssignal gegengekoppelt, das eine Geschwindigkeits-Drift verursacht. Diese Geschwindigkeitsdrift sowie die Geschwindigkeitsdrift des Geschwindigkeits-Steuerverstärkers 2 addieren sich zueinander. Obwohl also das von dem Geschwindigkeits-Sollwertgeber 1 abgegebene Sollgeschwindigkeits-Signal Null ist, gleitet daher die Last 8 nach unten und wird somit nicht schwebend festgehalten. Auch in dem Fall, daß der Bewegungsablauf mit einer Geschwindigkeit auf der Basis eines Sollgeschwindigkeits-Signals aus dem Geschwindigkeits-Sollwertgeber 1 erfolgt, ändert sich -die Ankerklemmenspannung V gemäß Fig. 2 mit der Last. Auch dabei wird das Geschwindigkeits-Rückkopplungssignal beeinflußt, die Geschwindigkeitsschwankungen steigen relativ zu den Geschwindigkeits-Sollwert, und eine stabile Geschwindigkeitssteuerung wird unmöglich.
  • Um die genannten Nachteile zu beseitigen sei angenommen, daß ein Detektor vorgesehen wird, der Änderungen im Drehwinkel des Gleichstrommotors beim Halten ermittelt, oder daß der Geschwindigkeits-Steuerverstärker so gebaut ist, daß er eine Pl-Funktion ausführt. Die erstere Maßnahme, einen Drehwinkel-Detektor vorzusehen, ist vom wirtschaftlichen Standpunkt schwierig. Im Falle der letzteren Maßnahme wird der Geschwindigkeits-Steuer verstärker mit einem Proportional-Integral-Element ausgestattet; es muß daher ein Verstärker hoher Leistung bei kleinem aussteuernden Strom vorgesehen werden. Es ist daher unvermeidbar, daß die Steuerschaltung aufwendig wird. Um ferner den Einfluß der Ankerklemmenspannung zu eliminieren, muß als Geschwindigkeitsdetektor ein Geschwindigkeits-Dynamo und dergleichen getrennt hinzugefügt werden, wodurch die Schaltung noch komplizierter und aufwendiger wird.
  • In dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel der Erfindung wird daher der Ankerstrom Ia, der ein zum Ausgangs signal des Gleichstrommotors 5 proportionales Drehmomentsignal bildet, von dem Stromtransformator 10 gemessen. Das Meßsignal wird mit einem geeigneten Wert multipliziert, um dieJenige Geschwindigkeitsdrift, die dadurch verursacht wird, daß der Geschwindigkeits-Steuerverstärker 2 aufgrund seines Aufbaus nur die Proportionalfunktion ausführt, sowie diejenige Geschwindigkeitsdrift zu kompensieren, die auf der Änderung des Anker-Spannungsabfalls des Gleichstrommotors beruht. Das so erzeugte Signal wird über den Rückkopplungskreis 13 auf den Geschwindigkeits-Steuerverstärker 2 mitgekoppelt.
  • Es sei beispielsweise angenommen, daß das Drehmoment mit einer Geschwindigkeit AN bei einem Last-Drehmoment 711 steigt. Trotz gleicher Sollgeschwindigkeit wird dabei die Drehzahl Null, wenn das Last-Drehmoment T12 wird. Dies ist gleichbdeutend mit der Tatsache, daß die Geschwindigkeitsdrift bei dem Lastdrehmoment 712 gleich AN ist. Die Geschwindigkeitsdrift AN umfaßt dabei die Geschwindigkeit Na des Geschwindigkeits-Steuerverstärkers 2 und die auf der Änderung des Anker-Spannungsabfalls in dem Gleichstrommotor 5 beruhende Geschwindigkeitsdrift AN£. Wie ersichtlich, sind beide Geschwindigkeitsdriften proportional zum Lastdrehmoment.
  • Beträgt nun das Lastdrehmoment tal2, so wird ein Lastdrehmoment-Signal entsprechend AN auf den Eingang des Geschwindigkeits-Steuerverstärkers 2 mitgekoppelt. Daher wird dann, wenn das Sollgeschwindigkeits-Signal aus dem Geschwindigkeits-Sollwertgeber 1 Null ist, die Drehzahl des Gleichstrommotors 5 zuverlässig zu Null. Ferner ist beim Betrieb mit variabler Drehzahl durch entsprechende Sollgeschwindigkeit aus dem Sollwertgeber 1 die Große der Kompensation ANf für die auf dem Ankerspannungsabfall beruhende Geschwindigkeitsdrift in der Mitkopplungsgröße bN enthalten. Die Änderung der Ankerspannung V wird also kompensiert, und es läßt sich, wie in Fig. 5 gezeigt, ein entsprechend der Sollgeschwindigkeit Np stabilisierter Bewegungsablauf mit variabler Geschwindigkeit erzielen.
  • In der konkreten Ausführung einer erfindungsgemäßen Steuerschaltung nach Fig. 6 umfaßt die gesamte Schaltungsanordnung ein Potentiometer 14 für die Sollgeschwindigkeit, einen Funktionsverstärker 15 einfachen Aufbaus mit einzelner Energiequelle als Geschwindigkeits-Steuerverstärker, Eingangswiderstände 16 und 17 für den Funktionsverstärker 15, einen Kondensator 18, der das Sollgeschwindigkeits-Signal mit einer Verzögerung versieht, einen Rückkopplungswiderstand 19 9 für den Geschwindigkeits-Steuerverstärker, einen variablen Widerstand 20 zur Einstellung des aussteuernden Stroms für den Funktionsverstärker 15, einen weiteren Funktionsverstärker 21, der als Stromsteuerverstärker arbeitet, einen Eingangswiderstand 22 für den Funktionsverstärker 21, einen Rückkopplungswiderstand 23, einen Kondensator 24 und einen Vorwiderstand 25 für den Funktionsverstärker 21, ferner Thyristoren 26, 27, 28 und 29 zur Aussteuerung des Motors, eine Phasensteuerstufe 30, die unter Verwendung eines Ausgangssignals des Stromsteuerverstärkers Eingangssignale für die Steuerelektroden g1 bis g4 der Thyristoren 26 bis 29 erzeugt, ferner eine Feldwicklung 31 und einen Anker 32, die den Gleichstrommotor bilden.
  • Spannungsteilerwiderstände 33, 34 und 35, die die Klemmenspannung des Ankers 32 unterteilen, einen Kondensator 36, der die Klemmenspannung des Spannungsteilerwiderstands 34 glättet, einen Zweiweggleichrichter 37 als Erregungsquelle für die Feldwicklung 31, einen Stromtransformator 38 zur Strommessung, einen Zweiweggleichrichter 39 zur Gleichrichtung des Ausgangssignals des Stromtransformators 38, einen Ausgangswiderstand 40, ferner Widerstände 41, 42 und 43, die die von dem Stromtransformator 38 gemessene Stromgröße auf den Stromsteuerverstärker und den Geschwindigkeits-Steuerverstärker rückkoppeln, einen Kondensator 44 zur Glättung der Rückkopplungsgröße für den Geschwindigkeits-Steuerverstärker sowie einen Widerstand 45, der die Klemmenspannung des Spannungsteilerwiderstands 34 auf den Geschwindigkeits-Steuerverstärker rückkoppelt.
  • Für die Schaltung nach Fig. 6 seien die Beziehungen zwischen dem Ankerstrom Ia, der Drehmoment-Mitkopplungsgröße I1 und der Geschwindigkeits-Gegenkopplungsgröße IN für den unbelasteten oder belasteten Zustand und zwar für den frei schwebend gehaltenen Zustand betrachtet, wobei der Funktionverstärker 15 mit seinen Eingangs-und Ausgangssignalen den Geschwindigkeits-Steuerverstärker bildet.
  • Für den unbelasteten Zustand ist Ia 0. (1) Aus Gleichung (1) ergibt sich I Rt O. (2) Für den schwebend gehaltenen Zustand (Sollgeschwindigkeit Np = o) gilt IN K 0. (3) Aus den Gleichungen (1), (2) und (3) ergibt sich dann, wenn der Vorwiderstand 20 so eingestellt ist, daß die aussteuernden Ströme Ip und IB des Funktionsverstärkers 15 gleich werden, die Beziehung IB - Ip = O. Das Eingangssignal für den Funktionsverstärker 15 ist also Null, und der schwebend gehaltene Zustand bei fehlender Last ist möglich.
  • Wird nun angenommen, das Gewicht der Last 8 in Fig. 1 betrage W, so wird Ia = Iaw, (4) wobei Iaw den Ankerstrom bedeutet, wenn die Last 8 das Gewicht W hat. Gemäß Gleichung (4) wird I1 = Ilw, (5) wobei Ilw die Drehmoment-Mitkopplungsgröße bedeutet, wenn die Last 8 das Gewicht W hat. Für den inneren Spannungsabfall des Ankers 32 wird IN = INw, (6) wobei INw die Geschwindigkeits-Gegenkopplungsgröße bildet, wenn die Last 8 das Gewicht W hat.
  • Aus den Gleichungen (4), (5) und (6) ergibt sich die Beziehung zwischen Eingangs- und Ausgangssignal des Funktionsverstärkers 15 (Ip + Ilw) - (IB + INw) = Ilw - INw. (7) In Gleichung (7) ist Ip zu IB. Die Größe von INw ergibt sich aus der am Anker 32 bestehenden Klemmenspannung Vw = Iaw.Ra (wobei Rä der innere Ankerwiderstand ist), da der fließende Ankerstrom Iaw proportional zum Lastdrehmoment ist. Andererseits ist Ilw der proportional zum Lastdrehmoment fließende gedämpfte Ankerstrom Iaw.
  • Es sei nun Ilw = Ilw' + Ilw", (8) wobei Ilw' dieMitkopplungsgröße des Lastdrehmoments bezeichnet, die erforderlich ist, um die Last 8 schwebend in der Luft zu halten, und Ilw" die Mitkopplungsgröße des Lastdrehmoments zur Kompensation der Geschwindigkeits-Rückkopplungsgröße. Setzt man Gleichung (8) in Gleichung (7) ein, so erhält man Ilw' + Iiw" - INw = Ilw'. (9) Nimmt man in Gleichung (9) an, daß Ilw' die Mitkopplungsgröße des Lastdrehmoments ist, die die auf der Ankerklemmenspannung V beruhende Geschwindigkeits-Gegenkopplungsgröße aufhebt, d . h.
  • Ilw' = INw, so wird die Lastdrehmoment-Mitkopplungsgröße Ilw Ilw = Ilw' + INw. (10) Führt man die Mitkopplung des Lastdrehmoments so aus, daß sie Gleichung (10) erfüllt, so läßt sich aufgrund der obigen Uberlegungen bewerkstelligen, daß die Last 8 schwebend in der Luft gehalten wird.
  • Im folgenden sei ein Moment betrachtet, in dem die Last 8 aufgrund eines Sollgeschwindigkeits-Signals Ip = Ip' mit einer Geschwindigkeit N betätigt wird.
  • Ip = Ip', (11) wobei Ip' das Sollgeschwindigkeits-Signal für die Geschwindigkeit N bedeutet.
  • Ia = Iap, (12) wobei Iap der Ankerstrom ist, wenn die Last 8 mit der Geschwindigkeit N bewegt wird. Aus Gleichung (12) ergibt sich 11 = Ilp, (13) wobei Ilp die Lastdrehmoment-Mitkopplungsgröße ist, wenn die Last 8 mit der Geschwindigkeit N bewegt wird.
  • IN = INp' (14) wobei INp die Geschwindigkeits-Gegenkopplungsgröße ist, wenn die Last 8 mit der Geschwindigkeit N bewegt wird.
  • Aus den Gleichungen (11), (12), (13) und (14) wird die Beziehung zwischen Eingangs- und Ausgangssignal des Funktionsverstärkers 15 zu (Ip' + Ilp) -(IB + INp) = AIp oder - INp. (15) Die der Lastschwankung zuzuschreibende Änderung der Geschwindigkeits-Gegenkopplungsgröße INp wird durch die Lastdrehmoment-Mitkopplungsgröße Ilp kompensiert, und es läßt sich gemäß Fig. 5 eine stabile Geschwindigkeitskennlinie erzielen.
  • In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird das dem Ausgang drehmoment des Gleichstrommotors 5 proportionale Signal dadurch gewonnen, daß der Ankerstrom Ia mit Hilfe des Stromtransformators 10 gemessen wird. Neben derartigen rein elektrischen Mitteln können aber zur Gewinnung dieses Signals auch verschiedene andere Einrichtungen verwendet werden. Beispielsweise kann in einem zwischen dem Gleichstrommotor und der Seilrolle befindlichen Kupplungsteil ein Spannungsmesser eingebaut sein, und die mechanische Torsionsspannung in diesem Teil kann in ein elektrisches Signal umgesetzt werden, das dann dem Ausgangsdrehmoment des Gleichstrommotors proportional ist.
  • Wie oben dargelegt, beinhaltet die Erfindung eine Steuerschaltung für ein schwebendes System, wobei ein Gleichstrommotor eine Ein--richtung antreibt, die eine Last schwebend hält. Eine Antriebsstufe führt dem Gleichstrommotor ein variables Eingangssignal zu. Ein Geschwindigkeits-Steuerverstärker verstärkt ein Differenzsignal zwischen einem Sollgeschwindigkeits-Signal aus einem Geschwindigkeits-Sollwertgeber, und einem Istgeschwindigkeits-Signal aus einer Geschwindigkeits-Detektorstufe, die als Geschwindigkeitssignal die Ankerklemmenspannung des Gleichstrommotors verwendet. Das Ausgangssignal der Antriebsstufe wird durch ein Ausgangs signal des Geschwindigkeits-Steuerverstärkers derart gesteuert, daß die Drehzahl des Gleichstrommotors und die Geschwindigkeit der betreffenden schwebenden Last gesteuert werden. Dabei wird ein zum Ausgangsdrehmoment des Gleichstrommotors proportionales Signal auf den Geschwindigkeits-Steuerverstärker rückgekoppelt. Durch Hinzufügen einfacher und unaufwendiger Einrichtungen ist es somit möglich, den Einfluß der Geschwindigkeitsdrift zu eliminieren und zu gewährleisten, daß die Last zuverlässig schwebend in der Luft gehalten wird.
  • Ferner ist es möglich, die Geschwindigkeitsschwankkng beim Betrieb mit variabler Geschwindigkeit zu reduzieren.

Claims (4)

  1. PatentansprUche
    Steuerschaltung für ein schwebendes System mit einem Gleichstrommotor zum Antrieb einer Einrichtung, die eine Last schwebend hält, einer Antriebsstufe, die dem Gleichstrommotor ein variables Eingangssignal zuführt, und einem Geschwindigkeits-Sollwertgeber, der die Sollgeschwindigkeit des Gleichstrommotors bestimmt, gekennzeichnet durch eine Geschwindigkeits-Detektor stufe (9), die eine Ankerklemmenspannung des Gleichstrommotors (5) als Istgeschwindigkeits-Signal mißt, einen Geschwindigkeits-Steuerverstärker (2), der das Differenzsignal zwischen dem Sollgeschwindigkeits-Signal aus dem Sollwertgeber (1) und dem Istgeschwindigkeits-Signal verstärkt und der Antriebsstufe (4) zuführt, sowie einen Rückkopplungskreis (13), der ein zum Ausgangsdrehmoment des Gleichstrommotors (5) proportionales Signal auf den Geschwindigkeits-Steuerverstärker (2) mitkoppelt.
  2. 2. Steuerschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zum Ausgangsdrehmoment des Gleichstrommotors (5) proportionale Signal von einem Stromtransformator (10) gebildet wird.
  3. 3. Steuerschaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Stromtransformator (10) einen zur Ausgangsgröße des Gleichstrommotors (5) proportionalen Ankerstrom mißt.
  4. 4. Steuerschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Geschwindigkeits-Steuerverstärker (2) und die Antriebs stufe (4) ein Drehmoment-Steuerverstärker (3) eingeschaltet ist, auf den ein zum Ausgangsdrehmoment des Gleichstrommotors (5) proportionales Signal gegengekoppelt wird.
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