DE737321C - Arrangement for the relatively equal speed control of several DC motors, especially to achieve synchronization - Google Patents

Description

Anordnung zur verhältnisgleichen Drehzahlregelung von mehreren Gleichstrommotoren, insbesondere zur Erzielung des Gleichlaufs Das Hauptpatent hat eine Einrichtung zum Gegenstand, die es "bei einem fremderregten Gleichstrommotor ermöglicht, unabhängig von Schwankungen des Speisenetzes eine Spannung abzugreifen, die nicht der Klemmenspannung, sondern der jeweiligen Gegen-IEMIZ des Motors verhältnisgleich ist und damit ein llaß für die Drehzahl des Motors abgibt. Die Anordnung des Hauptpatents macht daher das anbringen einer besonderen -Tachometermaschine für solche Zwecke überflüssig. Es ist im Hauptpatent bereits erwähnt, daß die abgegriffene Spannung für beliebige Regelzwecke benutzbar ist. Die Erfindung betrifft eine Regelschaltung zur Erzielung des Gleichlaufs mehrerer Gleichstrommotoren und benutzt hierzu die grundsätzliche Schaltungsanordnung gemäß dem Hauptpatent.Arrangement for the proportional speed control of several DC motors, in particular to achieve synchronization. The main patent has a device to the subject, which makes it "with a separately excited DC motor possible, independently to pick up a voltage from fluctuations in the supply network that is not the terminal voltage, but the respective counter-IEMIZ of the engine is proportional and thus a Let out for the speed of the engine. The arrangement of the main patent therefore makes there is no need to attach a special tachometer machine for such purposes. It is already mentioned in the main patent that the tapped voltage for any Control purposes is usable. The invention relates to a control circuit for achieving this the synchronism of several DC motors and uses the basic Circuit arrangement according to the main patent.

Demgemäß wird jeder der im Gleichlauf zu haltenden Gleichstrommaschineü ein Vorwiderstand im Ankerkreis vorgeschaltet und ein abgleichwiderstand in Spannungsteilerschaltung zu der Reihenschalttnig von Anker und Torwiderstand parallel [ede dieser ankerkreisschaltungen erhält die Speisespannung aus einem gemeinsamen NetZ über einen Regler, der die -zugeführte Spannung in Abhängigkeit von der Drclizalildillcrenz der geregelten 1-Iaschine und einer der übrigen Maschinen regelt.Accordingly, each of the DC machines to be synchronized becomes ü A series resistor is connected upstream in the armature circuit and a balancing resistor in a voltage divider circuit parallel to the series connection of armature and gate resistor [each of these armature circuits receives the supply voltage from a common network via a controller that controls the -Inputed voltage depending on the Drclizalildillcrenz of the regulated 1 machine and one of the other machines regulates.

Die Anordnung nach der Frfindung sei an Hand eines Ausführungsbeispiels, dessen Schaltbild die Abbildung zeigt, n@iher beschrieben. Die Anker der ini Gleichlauf zu haltenden drei Gleichstrommaschinen i, i' und i" sind an die Gleichspannung jeweils unter Vorschaltun# eines Widerstandes 2, 2', 2" angeschlossen. Parallel zu der Reihenschaltung von Anker i. i', i" und Vorschalttt-iderstand 2, 2' 2" ist ferner gein=il:@ dem Hauptpatent jeweils ein Spannungsteiler geschaltet. Die der Drehzahl des jeweiligen Motors verhältnisgleiche Gleichspannung wird nach dem Hauptpatent an zwei Abgriffen a und b bzw. a' und b' bzw. a," und b" abgenommen. Der Abgriff a, a', a" ist in den verschiedenen Ankerkreisschaltungen tim Spannungsteiler 3, 3'. ;" jeweils so einzustellen, daß dieser im Verhältnis des Ankerwiderstandes i, i', i" zum Vorwiderstand z, 2', a" aufgeteilt ist. Erfindungsgemäß wird die Speisespannung jedem Ankerkreis über einen Regelapparat .1, .l', C zugeführt, der von beliebiger bekannter Bauart sein kann und der die dem Motor zuzuleitende Spannung in Abhängigkeit von einer Eingangsspannung regelt, «-elche von der Drehzahldifferenz zwischen dem geregelten Motor und der Gesamtheit der übrigen Motoren abhängt, da eine derartige Regehing in gleicher Weise für sämtliche iin Gleichlauf zti haltenden Maschinen vorgesehen ist, genügt zum Vergleich mit der Spannung der zu regelnden Maschine die Einschaltung der Spannung einer der übrigen Maschinen. Zu diesem Zweck werden erlindungsgem1.`1) die Abgreifkontakte a, a', a" sämtlicher Ankcrkreisspannungsteiler 3, 3', 3" über eine geineinsame Leitung miteinander verbunden, während der Verbindungspunkt b, b', b" zwischen Anker und Vorividerstand jeder Anker kreisschaltung mit einer der beiden Eingangsklemmen von je zwei Spannungsreglern verbunden ist, von denen der eine die Spannung des betreffenden Motors selbst regelt.The arrangement according to the invention will be described in more detail using an exemplary embodiment, the circuit diagram of which is shown in the figure. The armatures of the three DC machines i, i 'and i ", which are to be kept synchronous, are connected to the DC voltage with a resistor 2, 2', 2" being connected in each case. In parallel with the series connection of armature i. i ', i "and Vorschalttt-iderstand 2, 2'2" is also gein = il: @ the main patent in each case a voltage divider connected. According to the main patent, the direct voltage, which is the same as the speed of the respective motor, is taken from two taps a and b or a ' and b' or a, "and b". The tap a, a ', a " is in the various armature circuits tim voltage divider 3, 3'.;" each set so that it is divided in the ratio of the armature resistance i, i ', i "to the series resistance z, 2', a". According to the invention, the supply voltage is fed to each armature circuit via a control apparatus .1, .l ', C, which can be of any known type and which regulates the voltage to be fed to the motor as a function of an input voltage, "- which depends on the speed difference between the regulated motor and depends on the totality of the other motors, since such a regulation is provided in the same way for all machines that are in synchronism, it is sufficient to switch on the voltage of one of the other machines for comparison with the voltage of the machine to be controlled. For this purpose, according to the invention , the tapping contacts a, a ', a "of all armature circuit voltage dividers 3, 3', 3" are connected to one another via a common line, while the connection point b, b ', b " between armature and pre-divider stand of each armature circuit is connected to one of the two input terminals of two voltage regulators, one of which regulates the voltage of the relevant motor itself.

Auf diese Weise wird beim Ausführungsbeispiel erreicht, daß die Spannung der Maschine i durch den Regler ,4 in Abhängigkeit von der Differenz- der beiden zwischen den Punkten a, b und a', b' abgegriffenen Regelspannungen, d. h. in Abhängigkeit von der Drehzahldifferenz der beiden Maschinen i, i' so lange verändert wird, bis die an den Punkten a und b abgegriffene Spannung gleich der zwischen den Punkten a' und b' abgegriffenen Spannung ist und damit das Drehzahlverhältnis der beiden Maschinen i und i' dein vorgeschriebenen Sollwert entspricht.In this way it is achieved in the embodiment that the voltage of the machine i through the controller 4 depending on the difference between the two control voltages tapped between points a, b and a ', b' , ie depending on the speed difference between the two Machines i, i 'is changed until the voltage tapped at points a and b is equal to the voltage tapped between points a' and b ' and thus the speed ratio of the two machines i and i' corresponds to your prescribed nominal value.

In gleicher Weise wird die dem Anker der Maschine i' zugeführte Spannung vom Regler 4.' in Abhängigkeit von der Differenz der Meßspannungen zwischen a' und b' bzw. a" und b" so lange geregelt, bis die Drehzahl der Maschine i' den im Verhältnis zur Drehzahl der Maschine i" vorgeschriebenen Wert angenommen hat, und schließlich ist die gleiche Regelung durch den Regler 4." für die Maschine i" vorgesehen, bis deren Drehzahl dem vorgeschriebenen Verhältnis zur Drehzahl der Maschine i entspricht, was mit Hilfe des Vergleichs der im Eingang des Reglers ä" einander gegengeschalteten Regelspaiinung-n zwischen den Punkten a", b" und a, b erfolgt. Da mithin in eyclischer Reihenfolge jede Maschine einerseits eine der übrigen Maschinen in ihrer Drehzahl beeinilußt und andererseits von einer anderen von den übrigen Maschinen in ihrer eigenen Drehzahl. beeinflußt wird, regelt sich die Gesamtheit sImtlicher Maschinen stets so ein, daß Gleichlauf herrscht bzw. die Drehzahlen der einzelnen Maschinen in einem vorbestimmten Verhältnis zueinander stehen.In the same way, the voltage supplied to the armature of the machine i 'is supplied by the regulator 4.' as a function of the difference in the measurement voltages between a ' and b' or a "and b" until the speed of the machine i 'has assumed the value prescribed in relation to the speed of the machine i ", and finally it is the same Regulation by controller 4. " for the machine i "until its speed corresponds to the prescribed ratio to the speed of the machine i, which is done with the help of the comparison of the counter-connected control settings between points a", b "and a, b at the input of the controller ä" . Since each machine influences one of the other machines in terms of its speed on the one hand, and on the other hand, influences another of the other machines in terms of its own speed. is influenced, the totality of all machines is always regulated in such a way that synchronism prevails or the speeds of the individual machines are in a predetermined ratio to one another.

Gleichlauf, d. h. Gleichheit sämtlicher Maschinendrehzahlen, ist nur ein Sonderfall des erzielbaren Regelzustandes und wird verwirklicht, wenn das Aufteilungsverhältnis der Spannungsteiler 3, 3', 3" bzw. das Verhältnis der Ankerwiderstände i, i', i" zu den Vorwiderständen z, z' Y" bei sämtlichen Maschinen gleich gewählt wird. Drehzahlunterschiede -zwischen den einzelnen Maschinen bzw. vorbestimmte Drehzahlverhältnisse der einzelnen Maschinen können dadurch in einfacherWeise eingestellt werden, daß der Abgriff a, a', (i' im Vergleich zur Aufteilung zwischen Anker und Voruiderstand bei den verschiedenen NI:ischinen verschieden gewählt bzw. eingestellt wird. Bei sonst gleichen Verhältnissen entsprechen dann gleiche Meßspannungen zwischen den Punkten a, b bzw. a', b' usw. jeweils verschiedenen Drehzahlen der betreffenden Maschinen, so daß bei Abgleich der durch Differenzbildung erzeugten resultierenden Regelspannung auf Null die tatsächlich eingeregelten Drehzahlen der betreffenden Maschinen diesem vorbestimmten Drclizahlverhältnis entsprechen.Synchronization, ie equality of all machine speeds, is only a special case of the achievable control state and is realized when the division ratio of the voltage dividers 3, 3 ', 3 "or the ratio of the armature resistors i, i', i" to the series resistors z, z ' Y "is chosen to be the same for all machines. Speed differences between the individual machines or predetermined speed ratios of the individual machines can be set in a simple manner that the tap a, a ', (i' compared to the division between armature and pre-resistance in the With otherwise the same conditions, the same measurement voltages between points a, b or a ', b' etc. correspond to different speeds of the respective machines, so that when comparing the resulting Control voltage to zero the actually regulated speeds of the machines concerned correspond to this predetermined drive ratio.

Die Erfindung und ihre Anwendung ist natürlich nicht auf das angeführte Ausführungsbeispiel. von drei Maschinen allein beschränkt. Die Wirkungsweise bleibt grundsätzlich die gleiche, gleichgültig wie viele Maschinen in den cyclischen Regelkreis einbezogen werden. Ferner ist es auch möglich. die einzelnen Maschinen in einfacher, reihenmäßiger Regelabhängigkeit von einer Leitmaschine steuern zti lassen, die mit einer gleichbleibenden oder regelbaren Leitdrehzahl umläuft. An Stelle einer besonderen Leitmaschine läßt sich, wie ohne weiteres ersichtlich ist, eine einfache Leitgleichspannung verwenden, die der ersten Maschine der Regelkette in Gegenschaltung zu deren eigener, nach der Schaltung gemäß dem Hauptpatent gewonnener Tachometerspannung zugeführt wird. Eine derartige Leitgleichspannung kann beispielsweise über Stabilisatoren o. dgl. in bekannter Weise gewonnen werden.The invention and its application is of course not based on the above Embodiment. limited by three machines alone. The mode of action remains basically the same, no matter how many machines in the cyclic control loop be included. It is also possible. the individual machines in a simple, serial control dependency of a master machine zti that with a constant or controllable master speed. Instead of a special one As is readily apparent, the master machine can be a simple DC master voltage use that of the first machine in the rule chain in opposition to its own, after the circuit according to the main patent obtained tachometer voltage supplied will. Such a control DC voltage can, for example, be via stabilizers o. The like. Can be obtained in a known manner.

Die beschriebene Gleichlaufanordnung zeichnet sich durch die Einfachheit der Gesamtschaltung und dadurch aus, daß die komplizierte Regelaufgabe unmittelbar mit Hilfe von Spannungen gelöst werden kann, die in einfachster Weise aus den Ankerkreisen der zu regelnden Maschine selbst gewonnen werden, ohne Zuhilfenahme der sonst in solchen Fällen bisher stets erforderlichen besonderen Zusatzmaschine, wodurch der Gesamtaufbau wesentlich übersichtlicher und einfacher wird.The synchronization arrangement described is characterized by its simplicity the overall circuit and the fact that the complicated control task is immediate with the help of tensions can be solved in the simplest way from the armature circuits the to controlling machine itself can be obtained without assistance the special additional machine that has always been required in such cases, which makes the overall structure much clearer and simpler.

Claims (3)

PATENTANSPRÜCHE: i. Anordnung zur verhältnisgleichen Drehzahlregelung von -mehreren Gleichstrommotoren, insbesondere zur Erzielung des Gleichlaufs, unter Verwendung von Vor- und Parallelwiderständen im Ankerkreis, an denen nach Patent ; 19 63 i eine der induzierten EMli der Gleichstrommaschine verhältnisgleiche und in ihrer' Polarität von der Drehrichtung des Motors abhängige Tachometergleichspannung abgreifbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Abgriffe (a, a', a") sämtlicher Spannungsteiler (3, 3', 3"), die parallel zu den Ankerwiderständen (i, i', i") und den in Reihe dazu liegenden Ankervorschaltwiderständen (2, 2', 2"-) jeder Maschine angeordnet sind, über eine gemeinsame Verbindungsleitung miteinander verbunden sind, und daß dem Anker- bzw. Spannungsteilerkreis jeder Maschine die Speisespannung aus dem letz (5) über einen Spannungsregler (,4, ¢', 4.") beliebiger, bekannter Bauart zugeführt wird, dessen Ausgangsspannung regelbar ist in Abhängigkeit von der Differenz der beiden im Reglereingangskreis einander gegengeschalteten Meßgleichspannungen, die zwischen dem Verbindungspunkt (z. B. 1> und b') von Anker und Vorwiderstand und dem Spannungsteilerabgriit (z. B. a und a') einerseits der geregelten Maschine und andererseits einer der übrigen, in gleicher Weise reihenmäßig oder cyclisch in gegenseitiger Regelverbindung stehenden Maschinen abgenommen sind. PATENT CLAIMS: i. Arrangement for the relative speed control of several DC motors, in particular to achieve synchronization, using series and parallel resistors in the armature circuit, on those according to the patent; 1 9 63 i a tachometer DC voltage which is proportional to the induced EMli of the direct current machine and whose polarity depends on the direction of rotation of the motor can be tapped, characterized in that the taps (a, a ', a ") of all voltage dividers (3, 3', 3 "), which are arranged in parallel to the armature resistors (i, i ', i") and the armature series resistors (2, 2', 2 "-) of each machine, are connected to one another via a common connecting line, and that the Armature or voltage divider circuit of each machine the supply voltage from the last (5) via a voltage regulator (, 4, ¢ ', 4. ") of any known type, the output voltage of which can be regulated depending on the difference between the two in the regulator input circuit counter-connected DC measuring voltages, which between the connection point (e.g. 1> and b ') of armature and series resistor and the voltage divider output (e.g. a and a') on the one hand, the controlled machine and on the other hand, one of the other machines, which are in the same way in series or cyclically in mutual regular connection, have been removed. 2. Anordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das einzuhaltende Drehzahlverhältnis zwischen den einzelnen gesteuerten Maschinen mittels entsprechend verschiedener Abgriffell#stellung an den einzelnen Spannungsteilern (a, a', a") einstellbar ist. 2. Arrangement according to claim i, characterized in that the speed ratio to be maintained between the individual controlled machines can be adjusted by means of different tapping positions on the individual voltage dividers (a, a ', a "). 3. Anordnung nach Anspruch i oder 2 zur Regelung von Maschinen nach Maßgabe einer vorgegebenen Leitdrehzahl, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitregelgröße am Ankerkreis einer gemäß dem Hauptpatent geschalteten, fremd geregelten Maschine abgegriffen wird oder daß in an sich bekannter Weise eine stabilisierte Spannungsquelle zur Lieferung der einstellbaren Leitregelgröße dient und der im Ankerkreis der ersten geregelten Maschine entnommenen Tachometerspannung im Eingangskreis des zugehörigen Reglers gegengeschaltet wird.3. Arrangement according to claim i or 2 for the control of machines according to measure a predetermined master speed, characterized in that the master controlled variable on the armature circuit of an externally controlled machine switched according to the main patent is tapped or that a stabilized voltage source in a known manner is used to supply the adjustable master controlled variable and the first in the armature circuit controlled machine taken from the tachometer voltage in the input circuit of the associated Controller is switched on.