-
Anordnung Z'-ui Einregulierung technisch-physikalischer Betriebsgrößen,
insbesondere der Leistungsabgabe elektrischer Stromerzeuger Es sind insbesondere
zur Regulierung der Leistungsabgabe elektrischer Stromerzeuger' dienende Anordnungen
bekanntgeworden, bei welchen eine dem Sollwert der zu regelnden Größe entsprechende
Geschwindigkeit mit einer dem Istwert der zu regelnden Größe entsprechenden Geschwindigkeit
verglichen, wird und bei Abweichungen der beiden Geschwindigkeiten die zu regelnde
Größe im Sinne einer Verkleinerung der Differenz zwischen Ist- und Sollwert beeiisflußt
wird. Bei derartigen Regelanordnungen wird meist die dem Istwert entsprechende Geschwindigkeit
mit Hilfe von Fortschaltwerken erzeugt, die durch Impulse gesteuert werden, welche
ein Fernmeßsender für den Istwert nach dem Impulsfrequenzverfahren liefert.
-
Gemäß der Erfindung wird bei einer derartigen Regelanordnung zur Erzeugung
der Impulse eine Anordnung benutzt, in der vou einer einstellbaren konstanten Geschwindigkeit
eine dem Istwert der zu regelnden Größe, z. B. der Leistung, entsprechende Geschwindigkeit
abgezogen wird. Durch die Anwendung eines derartigen Impulsgebers wird der Vorteil
erzidlt, daß man bei beliebigen Istwerten, auch beim Istwert Null, mit einer bestimmten
Impulshäufigkeit arbeiten kann. Das ist auch für den Regler von Bedeutung, weil
der Regler dann für einen bestimmten engen Bereich der Impulshäufigkeit gebaut werden
kann. Es -sind zwar Frequenzregler bekannt, bei welchen die Geschwindigkeiten zweier
Zähler zu konstanten Geschwindigkeiten addiert bzw. subtrahiert werden und entsprechend
der Summe und Differenz dieser Geschwindigkeiten Impulse erzeugt werden. Hier hat
aber die Verwendung einer konstanten Geschwindigkeit lediglich den Zweck, zwei im
entgegengesetzten Sinne von der Frequenz abhängige Impulshäufigkeiten zu erzielen.
Es sind auch Regler bekannt, bei welchen die Regelung in Abhängigkeit von der Differenz
zwischen dem Istwert und einem konstanten Vergleichswert geschieht. Diese Differenz
ist bei den bekannten Einrichtungen gleich Null, wenn der Istwert mit dem Sollwert
übereinstimmt. Beim Gegenstand der vorliegenden Erfindung dagegen ist diese Differenz
nicht gleich Null, denn es werden auch bei Übereinstimmung zwischen Ist- und Sollwert.
noch Impulse erzeugt.
-
Die Einrichtung gemäß der Erfindung zeichnet sich nicht nur dadurch
aus, daß bei kleinen Änderungen des Istwertes sich die Impulshäufigkeit stark ändert,
sondern sie gestattet auch eine leichte Änderung des konstant zu haltenden Wertes
von Hand oder durch einen Fahrplanregler ohne Beeinflussung der Sollwertgeschwindigkeit
des Reglers.
Zu diesem Zweck braucht man nämlich nur die konstante
Geschwindigkeit des Impulsgebers beim Meßwert Null so zu verändern, daß die Differenzimpulszahl
jeweils derjenigen Impulszahl entspricht, beieder die zu Vera gleichenden Geschwindigkeiten
am Regle. übereinstimmen.
-
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Abbildung dargestellt.
Mit i ist eine an sich bekannte Regelanordnung bezeichnet, bei der zwei Geschwindigkeiten
miteinander verglichen werden. Die eine Geschwindigkeit wird z. B. durch den Synchronmotor
2 erzeugt, der die Kontaktgabel 3 antreibt. q, ist ein Fortschaltwerk üblicher Bauart,
welches den Kontaktarm 5 antreibt. Die an dem Kontaktarm 5 und an der Kontaktgabel
3 befestigten Kontakte sind mit den Schleifringen 6, 7, 8 verbunden, die in bekannter
Weise an eine Verstellvorrichtung für die zu regelnde Größe und die zugehörigen
Hilfsapparate angeschlossen sind. Die dem Fortschaltwerk zugeführten Impulse werden
durch den Impulsgeber g geliefert. Dieser enthält das Ferraris= triebsystem io,
welches auf den Anker 1i ein der in der Leitung 12 fließenden Leistung entsprechendes
Drehmoment ausübt. 13 ist ein in üblicher Weise angeordneter Bremsmagnet. 14 ist
ein Kollektor, der periodisch den Stromkreis der Batterie 15 unterbricht, in den
auch das Fortschaltwerk q. eingeschaltet ist. Es ist für die Erfindung gleichgültig,
ob die Leitung 16 innerhalb eines Kraftwerkes liegt oder zwei weit voneinander entfernte
Orte, z. B. zwei Kraftwerke, miteinander verbindet. Das Ferraristriebsystem io würde
dem Anker i i bzw. dem Impulsgeber 14 eine Geschwindigkeit erteilen, die der Meßgröße
proportional ist. Dieser Impulsgeber würde dann Impulse erzeugen, deren Häufigkeit
in der Zeiteinheit der Meßgröße entspricht. Um nun diese Impulszahl von einer einstellbaren
Impulszahl zu subtrahieren, ist mit der Welle des Ankers i i ein Gleichstromtriebsystem
17 gekuppelt, welches nach Art der bekannten Amperestundenzähler gebaut sein kann.
i8 ist ein permanenter Erregermagnet, i9 der Kollektor, dem ein konstanter Strom
zugeführt wird. Das von diesem Triebsystem gelieferte Drehmoment ist dann ebenfalls
konstant. Das Drehmoment wird so eingestellt, daß es für sich allein eine Impulshäufigkeit
erzeugen würde, die größer ist als die Impulshäufigkeit, die durch das Triebsystem
io erzeugt würde, wenn der Sollwert der Leistung in der Leitung 12 fließt. Der .dem
Triebsystem 17 zugeführte Gleichstrom kann z. B. dadurch genügend genau konstant
gehalten werden"daß mit dem Anker ein hoher Widerstand in Reihe geschaltet wird
und in dem Ankerstromkreis eine Batterie genügend hoher Spannung liegt, so daß die
durch Rückwirkung entstehenden Spannungen im Anker klein sind gegenüber der Batteriespannung.
-
Es sei angenommen, daß die U.mlauf-4chwindigkeiten des Armes 5 und
der Kon-"lgabel 3 bei drei Impulsen in der Sekunde t ereinstimmen und daß das Fortschaltwerk
q. noch bei sechs Impulsen einwandfrei arbeitet. Es sei ferner angenommen, daß das
Triebsystem 17 für sich allein 23 Impulse erzeugen würde. Das Ferraristriebsystem
i i wird dann so eingestellt, daß es für sich, allein bei Übereinstimmung des Istwertes
mit dem Sollwert 2o Impulse liefern würde. Dann werden dem Fortschaltwerk entsprechend
der Differenz dieser Impulszahlen drei Impulse zugeführt, und der Regler kann nicht
ansprechen. Weicht der Istwert vom Sollwert in dem einen Sinne ab, so verändert
sich die Zahl der im Gerät g erzeugten Impulse (Differenzimpulszahl) in dem einen
oder in dem anderen Sinne, so daß die Regelanordnung i anspricht und die zu regelnde
Größe im Sinne einer Verkleinerung der Differenz zwischen Ist- und Sollwert beeinflußt.
Um, wie bereits erwähnt; den konstant zu haltenden Wert der zu regelnden Größe zu
verändern, kann man den dem System 17 zugeführten Strom in Abhängigkeit von einem
Fahrplan oder von Hand steuern. Zu diesem Zweck kann beispielsweise die mit 2o bezeichnete
Vorrichtung dienen. Sie kann einen Widerstand enthalten, der von einem Zeitwerk
in an sich bekannter Weise eingestellt wird.
-
Wenn man beispielsweise den konstant zu haltenden Wert bis auf eine
der Impulszahl io entsprechende Größe herabsetzen will, so vermindert man den dem
System 17 zugeführ-' ten Strom so weit, daß dieses System allein nur 13 Impulse
in der Sekunde erzeugen würde, denn dann würde die Differenzimpulszahl wieder 3
betragen und der Regler i nicht ansprechen können. Dieses Beispiel zeigt, daß ein
besonderer Vorteil des Gegenstandes der Erfindung darin besteht, daß der Regler
i immer in einem günstigen Arbeitsbereich arbeiten kann, unabhängig davon, ob der
einzuregelnde Wert groß oder klein ist.
-
Zur Bildung der Differenz zwischen einer konstanten Geschwindigkeit
und einer dem Istwert entsprechenden Geschwindigkeit können auch noch andere Einrichtungen
benutzt werden. Man kann beispielsweise das System 17 weglassen, dafür die auf dem
Kontaktgeber 14 schleifenden Bürsten in Richtung der normalen Drehrichtung des Ankers
i i umlaufen lassen. Diese Bürsten können beispielsweise durch einen Motor mit konstanter,
zweckmäßig einstellbarer Drehzahl in Umlauf gesetzt werden. Man kann auch zu diesem
Zweck einen Synchronmotor verwenden, der
über ein Regelgetriebe
die Bürsten antreibt. Der Differenzgeschwindigkeit zwischen der Umlaufsgeschwindigkeit
des Ankers i i und der Umlaufsgeschwindigkeit der Bürsten entspricht dann die Zahl
der erzeugten Impulse.
-
Die Differenz zweier Geschwindigkeiten kann man auch noch mit Hilfe
von Differentialgetrieben erzeugen. Es genügt schon zu diesem Zweck das eine Glied
des Differentialgetriebes durch den Anker ii, das andere Glied im entgegengesetzten
Sinne mit konstanter Geschwindigkeit anzutreiben. Die Umlaufsgeschwindigkeit des
Planetenrades entspricht dann der Geschwindigkeitsdifferenz. Die Umlaufsgeschwindigkeit
der Bürsten bzw. des konstant angetriebenen Gliedes des Differentialgetriebes kann
ebenso wie das Drehmoment des Systems 17 der in der Abbildung dargestellten Einrichtung
von Hand oder durch ein Zeitwerk einstellbar sein. Der Regler i kann in an sich
bekannter Weise mit Sicherheitseinrichtungen versehen sein, die das Über- oder Unterschreiten
einer bestimmten Impulshäufigkeit melden; er kann auch mit Einrichtungen zusammenarbeiten,
die die Größe des ausgeführten Regelschrittes von der Differenz zwischen Ist- und
Sollwert abhängig machen. In gewissen Grenzen läßt sich natürlich auch der Sollwert
durch Beeinflussung der Umlaufsgeschwindigkeit der Kontaktgabel 3 beeinflussen.