DE967833C - Elektrische Verstellvorrichtung - Google Patents

Description

(WiGBl. S. 175)

AUSGEGEBEN AM 19. DEZEMBER 1957

S 39076VIIIb I sie

(Ges. v. 15. 7.1951)

Zur elektrischen Feraverstellung von Reglern od. dgl. ist es bekannt, als Geber einen willkürlich von Hand veränderbaren Regelwiderstand und als Empfänger einen entsprechenden, durch einen Verstellmotor verändenliehieii Regelwiderstand zu verwenden, wobei der Vertstelknotor im. Abhängigkeit von dem bei abweichender Einstellung der beiden Widerstände fließenden Strom im einen oder anderen Sinne eingeschaltet wird. Derartige mit Regel widerständen arbeitende Steuerungen arbeiten am genauesten, wenn, man. an die Widerstände eine möglichst hohe Spannung legt, da davon die Größe der Spannungsdifferenz zwischen den beiden Abgriffen abhängt. Der Höhe der Betriebsspannung ist aber dadurch eine Grenze gesetzt, daß das Meßorgan, beispielsweise ei« Richtungsrelais, die Erregerspule eines Leonardgenerators oder das Meßwerk an einem Thomaregler, einerseits auf möglichst kleine Spannungsdifferenzen ansprechen muß und andererseits, falls plötzlich von einer Seite in die entgegengesetzte Seite gesteuert wind, nicht überlastet werden darf. Zweck der Erfindung· ist es, Wege aufzuzeigen, mit denen es gelingt, das genaue Arbeiten derartiger Steuerungen zu verbessern. Ernndungsgemäß sind im Gesiamtverstellbereicih des Empfängers durch ungleichmäßige Anordnung dar Regelwiderstände Bereiche miit voneinander verschiedener Spanniungssteilheit vorgesehen, derart, daß in Verstallbereichen, in denen es auf größere Regelgenauiigkeit ankommt, eine größere Spannungssteilheit vorhanden ist als in anderen Verstellbereichen. Bei einer solchen Verstellvorrichtung macht man sich also den Umstand zunutze, daß es bei vielen, Übertragungseinrichtungen nicht er

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forderlich ist, in allen Bereichen gleich genau einzustellen. Man wird bei der Ausgestaltung der Erfindung, beispielsweise den Widerstand beim. Geber und Empfänger entsprechend der Genauigkeit enger oder weiter bewickeln, wodurch der Spannungsabfall längs des Verstellweges verschieden steil wird. In den Bereichen, wo der Spannungsabfall steil ist, ergibt sich dann eine große Regelgenauigkeit, und in den Bereichen, wo der ίο Spannungsabfall flach ist, eine kleinere Regelgenauigkeit. Bei Anwendung der Erfindung kann man die Betriebsspannung, also die an den Enden der Regelwiderstände liegende Spannung, wesentlich kleiner machen, als bei Verwendung von Regelwiderständen, bei denen die Spannungssteilheiit im Gesamtriegelbereich gleich groß ist.

Eine weitere Möglichkeit bei mit Regelwiderständen arbeitenden Verstellvorrichtungen, die Regelgenauigkeit zu erhöhen, besteht darin,- daß dem auf die Spannungsdifferenz zwischen den Widerstandsabgriffen ansprechenden, den Verstellmotor einschaltenden Meßorgan ein stromabhängiger Widerstand vorgeschaltet ist. Als solchen Widerstand kann man beispielsweise eine Glühlampe verwenden; bei nur kleinen Spannungsdifferenzen fließt in diesem Falle nur eis kleiner Strom, der wohl das Meßorgan zum Ansprechen bringt, aber noch nicht die Glühlampe so erwärmt, daß sie einen merklichen Widerstand darstellt. Andererseits kann der Strom nie größer als der normale Betriebsstrom der Glühlampe werden, welcher leicht so gewählt werden kann, daß er dem Meßorgan nichts schadet.

Eine weitere Verbesserung der Steuerung, mit der es gelingt, ein grobes oder gefährliches Falschsteuern auch bei Unterbrechungen im Regelwiderstand zu verhindern, ergibt sich dadurch, daß verschiedene Punkte der beiden Regelwiderstände, die jeweils gleiches Potential haben, durch Ausgleichsleitungen miteinander verbunden sind. Die Ausgleichsleitungen haben dann zur Folge, daß bei Unterbrechungen im Regelwiderstand derjenige Bereich, in welchem falsch gesteuert wird, eingeengt wird. Die Erfindung kann insbesondere zur Fernregelung von Kraftmaschinen od. dgl. verwendet werden.

Fig. ι zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung. Mit ι ist der Geber, mit 2 der Empfänger der elektrischen Verstellvorrichtung bezeichnet. Dem Geber ist ein Steuerhebel 3 zugeordnet, der über einen Kettentrieb 4 einen Dreharm 5 zu verstellen gestattet. Dieser Dreharm besitzt einen Schleifkontakt 6, welcher auf dem kreisförmig angeordneten Geberwiderstand schleift. Dem Empfänger 2 ist ein entsprechender Dreharm 7 mit einem Schleifkontakt 8 zugeordnet. Der Empfänger wird mit Hilfe eines Schneckentriebes 9 von einem Verstellmotor 10 nachgedreht. Auf der Schneckenwelle ist eine elektromagnetische Bremse 12 vorgesehen. Der Verstellmotor wird über eine elektromagnetische Kupplung 11 mit der Schneckenwelle gekuppelt. Zum Inbetriebsetzen des Verstellmotors ' 10 in der einen oder, anderen Richtung dient ein Richtungsrelais 13, welches von dem zwischen den. beiden Bürsten 6 und 8 fließenden Strom beeinflußt wird. Dieses Relais erregt je nach der Richtung des Stromes entweder das Schütz 14 oder 15, die in üblicher Weise den Verstellmotor 10 im einen oder anderen Sinne einschalten. Die Bremse 12 und Kupplung 11 dienen dazu, das Übersteuern zu vermeiden, indem die Schwungmassen des Motors schnell abgekuppelt werden und gleichzeitig der Rest der Schwungmassen des Getriebes abgebremst werden.

In Fig. 2 ist die Abwicklung des Empfänger- \viderstandes dargestellt. Wie aus dieser Figur erkennbar ist, sind im Gesamtverstellbereich a des Empfängers durch ungleichmäßige Anordnung der Regelwiderstände verschiedene Bereiche mit voneinander verschiedener Spannungssteilheit vorgesehen. Es kann sich beispielsweise um einen Fernantrieb für Dieselregler mit Umsteuerung und Anlassen handeln. Die Nullstellung ist die Mittelstellung, in der der Diesel vollkommen abgestellt ist. I und T sind die Stoppstellungen für Voraus- bzw. Rückwärtsgang. II bzw. II' sind die Stellungen für volle Füllung bei Voraus- bzw. Rückwärtsfahrt, und III und III' sind die Stellungen für das Preßluftanlassen bei Voraus- bzw. Rückwärtsfahrt. Die Stellung ο braucht nicht allzu genau eingestellt go zu werden, sie liegt daher in einem Bereich b geringen Spannungsabfalles längs des Regelwiderstandes. Zum Anlassen muß das Druckluftventil geöffnet werden, weshalb -die Stellung III mit großer Genauigkeit eingestellt werden muß. Diese Stellung liegt daher in einem Einstellbereich c mit hoher Spannungssteilheit. Nach dem Anlassen muß die Stellung II, welche die volle Füllung einstellt, auch genau eingestellt werden. Dementsprechend ist auch dieser Stellung ein Bereich d mit großer Spannungssteilheit zugeordnet. Dagegen ist der Zwischenraum zwischen II und III nur ein Schaltbereich, der durchfahren wird, ohne daß eine bestimmte Reglerstellung eingestellt werden muß. Der Spannungsabfall kann daher in diesem Schaltbereich e gleich Null sein und der Widerstand dementsprechend durch eine Schiene ersetzt werden. Zwischen den Stellungen I und II, dem eigentlichen Regelbereich/, muß jeder Punkt mit mittelmäßiger Genauigkeit einstellbar sein. Für diesen Bereich ist deshalb ein mittlerer Spannungsanstieg gewählt. Der Stellung I muß ein Bereich g großer Genauigkeit zugeordnet sein, weil die Stoppstellung genau eingestellt werden muß. Bis zur Nullstellung ergibt sich dann wieder nur ein Schaltbereich h, wo kein Spannungsabfall nötig ist. In entsprechender Weise ist der Regelwiderstand für die Rückwärtsfahrt abgestuft.

Bei nicht abgestufter Spannungssteilheit längs des Gesamtverstellweges hätte das Meßorgan für iao die Betriebsspannung U bemessen werden müssen, da diese der maximal geforderten Spannungssteilheit entspricht. Wie das Ausführungsbeispiel zeigt, genügt aber bei gemäß der Erfindung abgestuften Widerständen die viel kleinere Betriebsspannung U'. Das hat also zur Folge, daß das Meßorgan nicht auf

Kosten seiner Empfindlichkeit für große Betriebsspannung bemessen werden muß. Der Spannungsabfall kann natürlich, je nachdem, wie es für den jeweils vorliegenden Regelwiderstand nötig ist, auch stetig (gerade und gekrümmt) verlaufen, oder sich stufenförmig ändern, was durch entsprechende Formgebung des Widerstandes erreicht werden kann. Im Stromkreis des Richtungsrelais 13 ist eine Glühlampe 16 angeordnet; die Verbesserung, welche sich hierdurch' ergibt, ist aus dem in Fig. 3 dargestellten Diagramm ersichtlich. Hier ist der Relaisstrom / in Abhängigkeit von der Betriebsspannung U aufgetragen. Die mit A bezeichnete geradlinig ansteigende Charakteristik ist für den Fall aufgezeichnet, daß keine Glühlampe in die Schaltung eingefügt ist. Unter der Voraussetzung, daß der Ansprechstrom des Relais den Wert J₀ hat, ist in diesem Falle die Spannungsdifferenz D₁ für das Ansprechen des Relais erforderlich. Arbeitet man dagegen mit Glühlampen, so ergibt sich die Charakteristik B und für den gleichen Ansprechstrom I_a die erheblich kleinere zum Ansprechen erforderliche Spannungsdifferenz D₂.

Abweichend von der im Ausführungsbeispiel dargestellten Steuerung kann man, um das ruckhafte, durch das plötzliche Ein- und Ausschalten des Verstellmotors verursachte Arbeiten der Steuerung zu vermeiden, die zwischen den Bürsten 6 und 8 auftretende Spannungsdifferenz auch auf die Erregerwicklung eines Leonardgenerators wirken lassen. Das hat den Vorteil, daß die Steuerung bei kleinen Verstellwegen langsam läuft und um so schneller arbeitet, je weiter der Geber vom Empfänger abweicht. Das gleiche läßt sich erreichen, wenn man die Differenzspannung auf das Meßwerk eines Thomareglers wirken läßt.

Man kann noch eine weitere Verbesserung an der Steuerung anbringen, um ein grobes Falschsteuern bei Unterbrechungen im Regelwiderstand zu verhindern. Normalerweise würde der Empfänger bei Unterbrechung im Geberwiderstand fälschlicherweise in die äußersten Hartlagen fahren und bei Unterbrechung im Empfängerwiderstand auf diese Unterbrechungsstelle zufahren. Das ist schematisch in 'Fig. 4a und 4b dargestellt. Geber und Empfängerwiderstand sind in dieser Figur als gerade Linien 21 und 22 dargestellt. Mit 23 ist schematisch das auf die Spannungsdifferenz ansprechende Meßwerk bezeichnet. Im Falle der Fig. 4 a ist ein ! Leitungsbruch im Geberwiderstand an der Stelle 24, im Falle der Fig. 4 b ein Leitungsbruch im Empfängerwiderstand an der Stelle 25 angenommen. In der Fig. 4c sind zwischen Geberwiderstand 21 und Empfängerwiderstand 22 Ausgleichsleitungen 26 bis 30 angedeutet, durch die dieses Falschsteuern in einem engeren Bereich eingegrenzt werden kann. Man wird die Ausgleichsleitungen zweckmäßigerweise zwischen den ausgeprägten Stellen beider Regler, z. B. zwischen den Stellungen I, II und III nach Fig. 2 anbringen. Der Spannungsabgriff am Empfänger bewegt sich bei Fig. 4 nach links, wenn die Spannung am Geberabgriff tiefer ist und nach rechts, wenn sie an dieser Stelle höher ist. Der Spannungsverlauf bei einem Fehler an den Stellen 24, 25 und 31 ist gestrichelt gezeichnet. Im Falle der Fig. 4 a ist am Geber entweder volle oder gar keine Spannung. Dementsprechend läuft der Empfänger in die Endlagen. Im Falle der Fig. 4b ist am Empfänger entweder volle oder gar keine Spannung, dagegen am Geber da eine kleinere, wo am Empfänger die volle Spannung ist, und am Geber da eine größere, wo am Empfänger keine Spannung ist. Das hat zur Folge, daß hier der Empfänger auf die Unterbrechungsstelle zu regelt. Durch die gemäß Fig. 4 c angewendeten Ausgleichsleitungen ist der ungleiche Spannungsbereich jeweils auf den Zwischenraum zwischen zwei Ausgleichsleitungen eingeengt. Dieser mit dem Fehler behaftete Bereich kann auch überfahren werden. Im übrigen aber ist die Regelung nicht völlig gestört. Die nicht betroffenen Bereiche sind nur bezüglich der Einstellgenauigkeit etwas beeinflußt.

Claims (3)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Elektrische Verstellvorrichtung, bei der als Geber ein willkürlich von Hand veränderbarer Regelwiderstand und als Empfänger ein entsprechender, durch einen Verstellmotor veränderlicher Regelwiderstand dienen und wobei der Verstellmotor in Abhängigkeit von dem bei go abweichender Einstellung der beiden Widerstände fließenden Strom im einen oder anderen Sinne eingeschaltet wird, insbesondere zur Fernregelung von Kraftmaschinen od. dgl., dadurch gekennzeichnet, daß im Gesamtverstellbereich des Gebers und Empfängers durch ungleichmäßige Anordnung der Regelwiderstände Bereiche mit voneinander verschiedener Spannungssteilheit vorgesehen sind, derart, daß in Verstellbereichen, in denen es auf größere Regelgenauigkeit ankommt, eine größere Spannungssteilheit vorhanden ist als in anderen Verstellbereichen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem auf die Spannungsdifferenz zwischen den Widerstandsabgriffen ansprechenden, den Verstellmotor einschaltenden Meßorgan ein stromabhängiger Widerstand vorgeschaltet ist.

3. Vorrichtung, insbesondere nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß einige Punkte der beiden Regelwiderstände, die jeweils gleiches Potential haben, durch Ausgleichsleitungen miteinander verbunden sind.

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In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 232 618, 441 059, 586376;

Dr.-Ing. Manfr. Schleicher: »Die elektrische Fernüberwachung und Fernbedienung für Starkstromanlagen und Kraftbetriebe«, Berlin 1932, S. 182, Abb. 119.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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