DE970179C - Schaltung zur Verminderung bzw. Beseitigung des statischen Regelfehlers bei Roehrenfeinreglern - Google Patents

Schaltung zur Verminderung bzw. Beseitigung des statischen Regelfehlers bei Roehrenfeinreglern

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Publication number
DE970179C
DE970179C DES15830D DES0015830D DE970179C DE 970179 C DE970179 C DE 970179C DE S15830 D DES15830 D DE S15830D DE S0015830 D DES0015830 D DE S0015830D DE 970179 C DE970179 C DE 970179C
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DE
Germany
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voltage
circuit
tube
grid
regulators
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Expired
Application number
DES15830D
Other languages
English (en)
Inventor
Dr-Ing Ernst Ludwig
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
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Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
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Publication of DE970179C publication Critical patent/DE970179C/de
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Classifications

    • HELECTRICITY
    • 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
    • H02P9/00Arrangements for controlling electric generators for the purpose of obtaining a desired output
    • H02P9/14Arrangements for controlling electric generators for the purpose of obtaining a desired output by variation of field
    • H02P9/26Arrangements for controlling electric generators for the purpose of obtaining a desired output by variation of field using discharge tubes or semiconductor devices

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Control Of Eletrric Generators (AREA)

Description

  • Schaltung zur Verminderung bzw. Beseitigung des statischen Regelfehlers bei Röhrenfeinreglern Der gewöhnliche Röhrenfeinregler, wie er vorzugsweise für die Regelung des Erregerstromes elektrischer Maschinen benutzt wird, arbeitet als stetig veränderlicher ohmscher Widerstand im Verbraucherkreis. Die Größe des Widerstandes, den der Röhrenregler darstellt, hängt in jedem Augenblick ab von der Spannung zwischen dem Gitter und der Kathode der Eingangsröhre. Daraus folgt, daß jeder von dem Regler ausgeübte Regeleinfluß eine Abweichung der Gitterspannung von ihrem Normalwert erfordert. Je nachdem, wie empfindlich der Regler ist, verläuft die Kennlinie, die die Abhängigkeit des Stromes im Verbraucherkreis von der Gitterspannung angibt, mehr oder weniger steil, und von der Steilheit dieser Kennlinie hängt dann diejenige Abweichung der Gitterspannung und damit der regelnden Spannung ab, die bei einem bestimmten Regelvorgang nicht ausgeglichen werden kann. Der Regler besitzt also gewöhnlich eine sogenannte statische Regelkennlinie.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den erwähnten statischen Regelfehler zu beseitigen oder wenigstens zu vermindern. Es ist bekannt, zu diesem Zweck eine sogenannte Rückführung zu benutzen, d. h. eine Größe, die dem Ausgangskreis des Reglers entnommen wird und bei Änderungen des Regelzustandes den Regler in dem gleichen Sinn beeinflußt wie diej enige Änderung der regelnden Größe, die die Änderung im Ausgangskreis hervorgerufen hat. Da hierbei der Regler eine Kennlinie unendlich großer Steigung bekommen kann, so besteht die Gefahr, daß in ihm Pendelungen einsetzen. Bei einer bekannten Anordnung ist deshalb ein Zeitelement vorgesehen, welches dafür sorgt, daß die rückführende Größe bei einer Änderung des Regelzustandes erst mit einer gewissen Verzögerung auftritt. Bei der bekannten Anordnung handelt es sich um einen Drehzahlregler, bei dem die frequenzabhängige Regelgröße dem Anodenkreis eines Detektorrohres zugeführt und in einen entsprechenden Gleichspannungsabfall an einem Widerstand umgewandelt wird. Die Detektorröhre enthält dabei auch ein Steuergitter, dem die zur Rückführung dienende, bei Änderungen verzögert auftretende Spannung zugeführt wird.
  • Gemäß der Erfindung wird im Gegensatz hierzu die die Rückführung bewirkende Spannung im Gitterkreis der Eingangsröhre der Regelspannung überlagert. Hierdurch ergeben sich gegenüber der bekannten Anordnung eine Reihe wichtiger Vorteile. Eine mit einem Steuergitter ausgerüstete Detektorröhre, wie sie bei der bekannten Anordnung verwendet wird, besitzt einen verhältnismäßig großen Durchgriff. Das bedingt aber, daß auch die zur Rückführung benutzte Spannung einen ziemlich großen Wert haben muß. Aus diesem Grunde verwendet die bekannte Schaltung zur Erzeugung der Rückführungsspannung auch einen Spannungsteiler, der dem Erregerkreis der zu regelnden Maschine parallel geschaltet ist. Ein solcher Spannungsteiler ruft naturgemäß einen fühlbaren Leistungsverlust hervor, so daß die Empfindlichkeit der Regelung beeinträchtigt wird. Das gleiche gilt für den Fall, daß man die Rückführungsspannung einem im Ausgangskreis selbst liegenden Widerstand entnimmt. Bei einem Röhrenregler, bei dem die regelnde Spannung dem Steuergitter der Eingangsröhre zugeführt wird, kann eine Röhre sehr viel geringeren Durchgriffs, insbesondere eine Mehrgitterröhre, verwendet werden. Da die Rückführungsspannung ebenfalls dem Steuergitterkreis zugeführt wird, so kann sie wesentlich kleiner sein als die Rückführungsspannung, die bei der bekannten Anordnung nötig ist. Die Entnahme dieser Rückführungsspannung von einem im Ausgangskreis liegenden Meßwiderstand stellt daher keinen fühlbaren Leistungsverlust dar. Die Kleinheit der zur Rückführung erforderlichen Spannung ist aber bei Röhrenfeinreglern auch noch aus einem anderen Grunde sehr wichtig. Je größer nämlich diese Spannung ist, um so größer werden die Potentialdifferenzen zwischen der Kathode des Endrohres und dem Gitter der Eingangsröhre. Große Potentiale rufen aber hier leicht Kriechströme hervor, die bei der außerordentlichen Empfindlichkeit der höhrenfeinregler, die j a letzten Endes Gleichstromverstärker darstellen, bereits die Regelung merklich beeinflußen können.
  • In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Anordnung wiedergegeben. In Fig. i ist mit i der Anker einer Gleichstrommaschine dargestellt, deren Spannung konstant gehalten werden soll. Zu diesem Zweck ist an die Erregerwicklung 2 - ein Feinregler, bestehend im wesentlichen aus der Eingangsröhre 3 und der Endröhre q., angeschlossen. An dem Gitter der Eingangsröhre 3 liegt die Ankerspannung der Gleichstrommaschine, die bis auf einen geringen Restbetrag von der Vergleichsspannung 5 kompensiert wird. Jede Röhre besitzt eine eigene Anodenspannungsquelle 6 bzw. 7, um unerwünschte Kopplungen zu vermeiden. Die Gitterspannung des Ausgangsrohres setzt sich in bekannter Weise zusammen aus dem Spannungsabfall an dem im Anodenkreis des Eingangsrohres 3 liegcnden Widerstand ii und einem an dem. Spannungsteiler S abgegriffenen Teil der Anodenspannung des Eingangsrohres.
  • In den Stromkreis der Erregerwicklung 2 und des Ausgangsrohres .4 ist nun ein Widerstand q eingeschaltet, an dem somit eine dem Erregerstrom proportionale Gleichspannung auftritt. Die Größenordnung dieser Spannung beträgt etwa o,i bis o,2 Volt. Man erkennt, daß der Widerstand 9 mit dem Eingangskreis der Röhre 3 so verbunden ist, daß die an ihm abgegriffene Spannung das Potential des Gitters bei wachsendem Erregerstrom in negativer Richtung verschiebt. Eine solche Verschiebung des Gitterpotentials der Eingangsröhre ruft aber wiederum ein Steigen des Stromes im Ausgangskreis hervor. Parallel zu dem Widerstand 9 liegt ein an sich bekannter Zeitverzögerungskreis, bestehend aus dem Kondensator io und dem Vorwiderstand i2. Ändert sich also der Ausgangsstrom des Feinreglers, so tritt die an dem Widerstand 9 abgegriffene Spannung in dem Gitterkreis der Eingangsröhre erst nach Ablauf einer bestimmten Zeit in Erscheinung.
  • Fig. 2 zeigt an Hand eines Diagramms den Ablauf des Regelvorganges. Die Kurve A stellt die statische Charakteristik des Röhrenreglers JE = f (Ug) dar. Im Ruhezustand möge die Gitterspannung Ugo vorhanden sein, die zum Teil aus dem Spannungsabfall UR, gebildet wird, welcher durch den gerade fließenden Erregerstrom JE, an dem Widerstand 9 hervorgerufen wird und bei dem betrachteten Ruhezustand in gleicher Größe auch an dem Kondensator io vorhanden ist. Ändert sich jetzt die Gitterspannung um den Wert 4 L% g, so verschiebt sich der Arbeitspunkt C zunächst längs der statischen Kennlinie A, wobei der Erregerstrom von dem Wert JE, aus wächst. Nach einiger Zeit tritt die durch das Wachsen des Erregerstromes bedingte Erhöhung des Spannungsabfalles an dem Widerstand 9 auch an dem Kondensator io und damit an dem Gitter der Eingangsröhre in Erscheinung, so daß sich die Kennlinie parallel zu sich selbst verschiebt, bis bei richtiger Abgleichung der Verhältnisse in der Lage B wieder Gleichgewicht eingetreten ist. Der neue Arbeitspunkt ist jetzt D. Er liegt auf der verschobenen Kennlinie, genau über dem Arbeitspunkt C. Der entsprechende Erregerstrom ist JE2, der an dem Widerstand 9 den Spannungsabfall UR2 hervorruft. Die Spannungsänderung d Ug, die den Regelvorgang ursprünglich ausgelöst hatte und die an sich einen Regelfehler darstellt, wird auf diese Weise völlig kompensiert. Es ist somit bei einer Gleichgewichtsstörung der Regelanordnung scharf zwischen zwei mit verschiedener Geschwindigkeit ablaufenden Vorgängen zu unterscheiden: i. statische Ausreglung des gestörten Gleichgewichtszustandes mit einem vorübergehend bestehenbleibenden Restfehler d Ug, 2. allmählicher Ersatz des Regelfehlers durch die über zeitverzögernde Glieder wirkende Selbstverstellung, welche so bemessen ist, daß sie den Regelfehler gerade aufhebt (astatische Regelung).
  • Aus der Theorie des Regelvorganges ergibt sich, daß Kippschwingungen nur bei bestimmter Bemessung der Zeitkonstanten für die Selbstverstellung vermieden werden können. Überschlägig läßt sich sagen, daß die Zeitkonstante der Selbstverstellung gleich oder größer sein muß als die Zeitkonstante des statischen Regelvorganges.

Claims (2)

  1. PATENTANSPRÜCHE: I. Schaltung zur Verminderung bzw. Beseitigung des statischen Regelfehlers bei Röhrenfeinreglern mittels einer zeitverzögert einsetzenden Rückführung, dadurch gekennzeichnet, daß die die Rückführung bewirkende Spannung (UR) im Gitterkreis der Eingangsröhre (3) der Regelspannung (U") überlagert wird.
  2. 2. Schaltung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückführungsspannung (UR) an einem im Ausgangskreis des Reglers liegenden Widerstand (9) abgegriffen wird. In Betracht gezogene Druckschriften Deutsche Patentschriften N'r. 665 866, 642 199, 514 398, 69o 617; Siemens Zeitschrift, 1937, Heft 2, S. 49 bis 52.
DES15830D 1939-06-30 1939-06-30 Schaltung zur Verminderung bzw. Beseitigung des statischen Regelfehlers bei Roehrenfeinreglern Expired DE970179C (de)

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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE514398C (de) * 1926-08-04 1930-12-11 Electrical Res Prod Inc Regler fuer elektrische Maschinen
DE642199C (de) * 1932-06-19 1937-02-26 Siemens Schuckertwerke Akt Ges Einrichtung zur Erzielung einer bestimmten Drehzahlcharakteristik, insbesondere zur Aufhebung des Drehzahlabfalles bei Motoren
DE665866C (de) * 1933-07-30 1938-10-07 Koch & Sterzel Akt Ges Einrichtung zur Erfassung der Abweichungen einer sich aendernden elektrischen Groesse (Istgroesse) von einer anderen elektrischen Groesse (Sollgroesse)
DE690617C (de) * 1933-10-01 1940-04-30 Siemens Schuckertwerke Akt Ges Einrichtung zum Regeln von elektromotorisch angetriebenen Aufwickelvorrichtungen fuer gewalztes Metallband durch ein von dem Durchhang des aufzuwickelnden Metallbandes beeinflusstes Steuerorgan

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