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Vorrichtung zur willkürlichen Sollwerteinstellung bei einer den Soll-
und Istwert vergleichenden Einrichtung für Regler von Kraftanlagen Die Erfindung
bezieht sich auf eine Vorrichtung zur willkürlichen Sollwerteinstellung bei einer
den Soll- und Istwert vergleichenden Einrichtung für Regler von Kraftanlagen, bei
der die betriebsmäßig auftretenden. Abweichungen zwischen Ist- und Sollgröße ohne
Verzögerung beseitigt werden. Es besteht das Bedürfnis, mit Hilfe eines solchen
an sich rasch arbeitenden Reglers die zu regelnde Größe allmählich auf einen von
Hand oder durch einen Fahrplan sprunghaft veränderten Sollwert zu bringen. Diese
Aufgabe kann mit den bisher bekannten Reglern nicht gelöst werden, denn es müßte
dabei in Kauf genommen werden, daß die betriebsmäßig auftretenden Abweichungen zwischen
Ist- und Sollwert ebenfalls ganz langsam ausgeregelt werden. Dieser Nachteil wird
erfindungsgemäß dadurch vermieden, daß an der Sollwerteinstellvorrichtung zusätzliche,
verzögernd arbeitende Steuermittel, z. B. Relais, vorgesehen sind, die bei einer
von Hand oder durch einen Fahrplan vorgenommenen sprunghaften Änderung des einstellbaren
Sollwertes die der neuen Sollwerteinstellung entsprechende, auf die Vergleichseinrichtung
wirkende Sollregelgröße nur allmählich auf den durch die Neueinstellung vorgesehenen
Wert bringen. Auf diese Weise kann man die betriebsmäßig auftretenden Abweichungen
schnell beseitigen, gleich-7eitig aber die zu regelnde Größe innerhalb eines längeren
Zeitabschnittes von dem einen Sollwert auf einen zweiten Sollwert verändern. So
kann man beispielsweise bei Anwendung der Erfindung die Belastung eines Kraftwerkes
allmählich, beispielsweise innerhalb einer Viertelstunde, von Halblast auf Vollast
steigern. Bei den bekannten Reglern müßte man in Kauf nehmen, daß Abweichungen vorn
Sollwert, die z. B. durch Sinken des Dampfdruckes oder durch Steigerungen der Netzfrequenz
entstehen, erst nach Ablauf einer Viertelstunde beseitigt werden können. Bei der
Erfindung dagegen wird die zu regelnde Größe allmählich von einem Sollwert auf einen
anderen gebracht, ohne daß dabei die Regelgeschwindigkeit des Reglers an sich herabgesetzt
wird.
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Wenn als Sollwertgeber ein Einstellorgan vorgesehen wird, an das entsprechend
dein gewünschten Wert der Betriebsgröße eine Spannung bestimmter Höhe gelegt wird,
kann man beispielsweise diese Spannung um einen der beabsichtigten Änderung der
Betriebsgröße proportionalen Betrag sprunghaft
auf einen neuen Wert
einstellen und ein Zwischenglied vorsehen, das, durch den
| Spannungsunterschied zweier aufeinander-, |
| folgender Einstellungen dieser Spannung#- #I' |
| quelle beeinflußt, die an dem Einstellor wel |
| der Betriebsgröße liegende Spannun |
| einen neuen Wert regelt. Diese Einriihtulii |
hat den Vorteil, daß man unmittelbar ohne Zwischenstufen den Endwert eines beabsichtigten
Regelschrittes einstellen kann, während dieser Endwert nur allmählich auf das Einstellorgan
der Betriebsgröße zur Auswirkung gelangt.
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Die Geschwindigkeit, mit der das Zwischenglied die an das Einstellorgan
der Betriebsgröße gelegte Spannung allmählich auf den neuen Wert regelt, kann hierbei
erfindungsgemäß auch noch einstellbar sein. Man kann auf diese Weise die Regelung
allen Verhältnissen in einfacher Weise anpassen.
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Weiterhin kann auch gemäß der Erfindung noch ein Zeitrelais oder dergleichen
vorgesehen werden, das eine über das Zwischenglied bewirkte Änder'ung der an dem
Einstellorgan der Betriebsgröße liegenden Spannung noch um einen bestimmten Betrag
erhöht oder erniedrigt, um die Ungenauigkeiten und die Trägheit des Zwischengliedes
auszugleichen.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung veranschaulicht.
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i ist ein in Gruppen unterteilter Spannungsteiler, der an den Punkten
AB an Spannung gelegt ist und dessen Teilspannung an den Punkten AC abgenommen wird.
Die einzelnen Gruppen des Spannungsteilers i können über Kontakte der Relais:2 bis
7
kurzgeschlossen werden. Wie aus der Zeichnung ersichtlich, ist die Anordnung
dabei so getroffen, daß jeweils bei der Betätigung eines der Relais :2 bis
7 auf der einen Seite des Spannungsteilpunktes
C eine Gruppe des Spannungsteilers
kurzgeschlossen und gleichzeitig auf der anderen Seite des Spannungsteilpunktes
C eine Gruppe wieder eingeschaltet wird oder umgekehrt. Die Relais:2 bis
7
sind mit ihrer einen Klemme über einen Ruhekontakt des Relais
8 an die Minusleitung einer Stromquelle
9 angeschlossen. Die anderen
Klemmen der Relais 2 bis
7 besitzen eine doppelte Verbindung, und zwar sind
dieselben einmal über einen Ruhekontakt und einen der Kontakte io bis 15 und einen
Arbeitskontakt des Relais 16 an den Pluspol der Stromquelle
9 angeschlossen.
Weiterhin sind die gleichen Klemmen der Relais 2 bis
7
über einen Selbsthaltekontakt
nochmals an den Pluspol der Stromquelle
9 angeschlossen. Das Relais
8 liegt mit seiner einen Klemme an dem Minuspol der Stromquelle
9 und ist init seiner anderen Kleinine über einen Ruhekontakt des Relais
16 und über die Leitung 17 an den Pluspol der Stromquelle
9 angeschlossen.
In der Leitung 17 liegt ein Kon-
| ,`ekt 18. Das Relais 16 liegt mit seiner einen |
| iemrne an der Leitung 17 und ist mit seiner |
| #,h'dderen Klemme über einen Arbeitskontakt |
| "`des Relais 8 zu dem Minuspol der Strom- |
quelle
9 geführt. Weiterhin ist diese Klemme des Relais 16 über einen Haltekontakt
nochmals an den Minuspol der Stromquelle
9 angeschlossen.
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Parallel zu dein Spannungsteiler i liegt ein mit einem Schiebekontakt
versehener Spannungsteiler ig. Der Schiebekontakt 20 des Spannungsteilers ig ist
über ein Zeigerinstrument 21 leitend mit dem Spannungsteilpunkt C des Spannungsteilers
i verbunden. Das Zeigerinstruinent 21 ist zweckmäßig ein Nullinstrument. Statt eines
Zeigerinstrumentes könnte man auch ein polarisiertes Relais oder dergleichen anordnen.
Dem Zeiger des InstrumenteS21 sind zwei Kontaktstifte22 und 23 zugeordnet,
die zu der einen Klemme des Relais:24 bzw.:25 geführt sind. Die andere Klemme des
Relais 24 ist über einen Ruhekontakt des Relais #,5 mit dem Minuspol einer Stromquelle
verbunden, während die betreffende Klemme des Relais 25 über einen Ruhekontakt
des Relais 24 mit dem Minuspol der Stromquelle verbunden ist. Bei der Betätigung
des Relais :24 oder 25 wird ein Steuermotor 26 über die Kontakte 26"
und 26b an Spannung gelegt und in der einen oder anderen Richtung in Drehung
gesetzt. Die Achse des Motorankers --;,6 ist mit einer Gewindespindel gekuppelt.
Auf der Gewindespiiidel ist eine Mutter geführt, die den Schiebekontakt.2o des Spannungsteilers
ig trägt. In dem Stromkreis des Motors 26 sind drei Widerstände
27, 28 und :29 angeordnet, die über Kontakte 30, 31 und
32 kurzgeschlossen werden köniien. In der Ruhelage des Relais 33 sind
die Widerstände 2-7 bis 29 über dessen Kontakt kurzgeschlossen. Die eine
Klemnie des Relais 33 liegt an dem Pluspol der Spannungsquelle
9, während die andere Klemme über die Wicklung eines Zeitrelais 34 mit dein
Zeiger des Instrumentes:2i leitend verbunden ist. Die Relais 24 und 25 sind
außer den oben beschriebenen Verbindungen mit ihrer einen Klemme über einen Haltekontakt
und über den Arbeitskontakt 35 des Relais 34 an den Pluspol einer Stromquelle
angeschlossen. Das Zeitrelais 34 kann, wie in der Zeichnung schematisch dargestellt,
aus einer Scheibe mit Zahnkranz bestehen, die entgegen der Wirkung einer Feder 34"
durch eine mittels der Wicklung des Relais in Bewegung gesetzte Zahnstange um einen
bestimmten Betrag gedreht werden kann. Beim Aufziehen des
Relais
34 schließt sich dessen Kontakt 35.
Sobald die Spule des Relais 34 spannungslos
wird, kehrt das Relais unter der Wirkung der Feder 34a in die Anfangslage zurück
und, öffnet in dieser mittels'einer an der Scheibe. befindlichen Nase wieder den
Kontakt 35.. Um die Ablaufzeit des Relais zu vergrößern, kann dessen Bewegung durch
ein magnetisches Feld gebremst werden.
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Die Wirkungsweise der beschriebenen Einrichtung ist folgende: Soll
zwischen den Spannungsteilpunkten AG des Spannungsteilers i eine andere Spannung
eingestellt werden, so werden die entsprechenden Kontakte der Kontaktreihe io bis
15 und weiterhin der Kontakt 18 geschlossen. Das Schließen des Kontaktes 18 hat
zur Folge, daß das Relais 8 über den Ruhekontakt des Relais 16 an Spannung
gelegt wird und seine Kontaktlamelle in die andere Endlage ausschwenkt. Hierdurch
werden zunächst die Relais 2 bis 1
stroinlos, so daß sämtliche Relais die
in der Zeichnung veranschaulichte Ruhestellung einnehmen. Sobald die Kontaktlamelle
des Relais 8 den Arbeitskolitakt dieses Relais schließt, kommt das Relais
16 an Spannung. Dieses verbindet über seinen Arbeitskontakt die Kontakte io bis
15 mit dem Pluspol der Spannungsquelle 9, während es gleichzeitig
das Relais 8 von der Spannung abschaltet und sich selbst über seinen Haltekontakt
hält. Die Kontaktlamelle des init- einer Dämpfung versehenen Relais 8 schwingt
nun-Z, mehr in ihre Ruhelage zurück und schließt den Ruhekontakt dieses Relais.
Durch diese Vorgänge werden die Relais 2 bis 7, soweit deren zugehörige Kontakte
io bis 15 'geschlossen sind, an Spannung gelegt und dadurch die betreffenden Gruppen
des Spannungsteilers i kurzgeschlossen bzw. geöffnet. Soweit die Relais:2 bis
7 an Spannung gelegt .iind, halten sich diese über ihre Haltekontakte, so
daß, sobald diese Stellung erreicht ist, die betreffenden Kontakte io bis 15 und
der Kontakt 18 wieder geöffnet werden kön:-ileii, ohne daß dadurch eine Änderung
der Schaltstellung des Spanntingsteilers i erfolgt.
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Mit der in der oben beschriebenen Weise bewirkten Änderunig der Teilspannung
AG
des Spannungsteilers i entsteht zwischen dem Spannungsteilpunkt
C und dem Spannungsteilpunkt des Spannungsteilers ig ein Spannungsunterschied,
der einen Ausschlag des Instrumentes 21 nach der einen oder anderen Seite zur Folge
hat, so daß dessen Zeiger mit dem - KontaktStift 22 oder 23 Kontakt
macht. Angenommen, der Zeiger mache Kontakt mit dem Kontaktstift 23; hierdurch
wird das Relais 24 an Spannung gelegt. Das hat zur Folge, daß dessen Kontaktlamellen
angezogen werden und der Motor 26 an zn. Spannung gelegt wird. Sobald der
Zeiger des Instrumentes 21 mit dem Kontaktstift -23
Kontakt gemacht hat, werden
auch die Relais 33 und 34 erregt. Infolgedessen öffnet .5ich der Kontakt
des Relais 33, und das Relais 34 wird aufgezogen. Hierdurch schließt
-sich der Kontakt 35, so daß das Relais --24 über seinen Selbsthaltekontakt
nochmals an den Pluspol der Stromquelle gelegt ist. Die Geschwindigkeit des Motors:26
kann geregelt werden, indem man die in seinen Stromkreis eingeschalteten Widerstände
27 bis 29 über die Kontakte 3o bis 32 ganz oder teilweise karzschließt.
Die Drehung des Motors hat eine Verschiebung des SchiebekontakteS 20 zur Folge,
zunächst so lange, bis der Zeiger des Instrumentes :21 in die Nullage zurückkehrt.
Sobald der Kontakt zwischen dem Zeiger des Instrumentes 21 und dein Kontaktstift
23 wieder geöffnet wird, werden die Relais 33 und 34 spannungslos,
während das Relais:24 sich noch über seinen Selbsthaltekontakt und den zunächst
noch geschlossenen Kontakt 35 des Relais 34 hält. Relais 34 kehrt jedoch,
sobald dessen Wicklung spannungslos ist, in seine Anfangslage zurück und öffnet
dadurch den Kontakt 35. Dies hat zur Folge, daß das Relais:24 abfällt, der
Motor:26 abgeschaltet wird und die Einrichtung wieder die Ruhelage einnimmt. Nach
Beendigung dieser Vorgänge entspricht die Spannung der Leitung 36, die zu
dem Einstellorgan der getriebsgröße-oder dergleichenführt, genau der vorher unmittelbar
eingestellten TeilspannungAC des Spannungsteilers i. Der gleiche Vorgang tritt ein,
wenn der Zeiger des Instrumentes -21 mit dem Kontaktstift 22 Kontakt macht. jedoch
würde hierbei der Schiebekontakt 2o in entgegengesetzter Richtung bewegt werden.
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Die Anordnung des Zeitrelais 34 hat folgenden Sinn. Wie ersichtlich,
müssen die Kontaktstifte22 und 23 in einem gewissen Abstand von dem Zeiger
des Instrumentes 21 angebracht werden. Außerdem besitzt das Instrument eine gewisse
Trägheit und Ungenauigkeit. Infolgedessen wird, sobald der Kontakt zwischen dem
Zeiger des Instrumentes und den Kontaktstiften22 und :23 wieder geöffnet wird, die
über die Leitung 36 vomSpa:iinungsteilerig abgegriffeneSpannung noch nicht
vollkommen der Teilspannung AG des Spannungsteilers i entsprechen.
Durch die Anordnung des Relais 34 ist nun eine bestimmte Nachlaufzeit des Motors
26
bedingt. Das Relais 34 kann dabei so eingestellt werden, daß dessen Nachlaufzeit
die 'Ungenauigkeit und die Trägheit des InstruinenteS 21 und auch des Motors:26
gerade ausgleicht und somit am Ende eines Regelvorganges die an der Leitung
36 liegende
Spannung genau der Teilspannung AC
des
Spannungsteilers i entspricht. Damit die Nachlaufzeit nicht
je nach der Stellung der Kontakte3o bis 32 verschieden ist, werden
die Widerstände 2,7 bis 29 während der Nachlaufzeit über den Ruhekontakt
des Relais 33
kurzgeschlossen.
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Die Kontakte io bis 15 und der Kontakt 18 und die Kontakte 3o bis
32 könnte man jeweils von Hand betätigen. Zweckmäßig erfolgt die Schaltung
dieser Kontakte selbsttätig, etwa mittels einer an sich bekannten Nockenscheibe,
die z. B. bei Fahrplanreglern für Kraftmaschinen sich innerhalb 24 Stunden einmal
dreht. Man wird dann die Anordnung etwa so treffen, daß man die Kontakte 3o bis
32 neben den Kontakten io bis 15 anordnet und diese Kontakte 3o bis
32
je nach der gewünschten Geschwindigkeit der Durchführung einer bestimmten
Änderung der Betriebsgröße schließt oder offen läßt.
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Es sind viele Abänderungen des dargestellten Ausführungsbeispieles
möglich. So könnte man z. B. auf einen zweiten Spannungsteiler verzichten und den
Spannungsteiler i neben der Anordnung, die eine schrittweise Änderung der Teilspannung
ermöglicht, noch mit einem Schiebekontakt versehen, der dann in der gleichen Weise
wie bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel gesteuert werden kann.
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Die oben beschriebene Einrichtung kann selbstverständlich auch verwendet
werden, um dem die Betriebsgröße oder dergleichen einstellenden Organ eine bestimmte
Stromstärke zuzuführen. In diesem Falle hat man nur die Spannungswerte entsprechend
den gewünschten Stromstärken zu wählen.