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Einführung in die Theorie Geregelter Gleichstromantriebe

  • Kartonierter Einband
  • 456 Seiten
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Beschreibung

IN DIE THEORIE GEREGELTER GLEICHSTROMANTRIEBE VON HANSRUEDI BÜHLER INGENIEUR IM STUDIENBUREAU DER MASCHINENFABRIK OERLIKON 1962 BIRKHÄUSER VERLAG BASEL UND STUTTGART ISBN-13: 978-3-0348-7168-6 e-ISBN-13: 978-3-0348-7167-9 DOI: 10_1007/978-3-0348-7167-9 Nachdruck verboten Alle Rechte, insbesondere das der Übersetzung in fremde Sprachen und der Reproduktion auf photostatischem Wege oder durch Mikrofilm vorbehalten @ Birkhäuser Verlag Basel 1962 Softcover reprint of the hardcover 1st edition 1962 5 VORWORT Geregelte Gleichstromantriebe werden heute in der Industrie häufig an gewendet, so bei Werkzeugmaschinen, Walzwerken, Förderanlagen, Papier maschinen, Kunststoffmaschinen. Über die Gerätetechnik und zum Teil auch über die Theorie ist in Zeitschriftenartikeln zerstreut sehr viel zu fin den. Bis heute fehlte aber eine zusammenfassende Darstellung der Theorie. Das vorliegende Buch soll diese Lücke schliessen und dem in der Praxis stehenden Ingenieur und Techniker sowie dem Studenten Unterlagen liefern für das Studium und den Entwurf geregelter Antriebe. Ich habe zum gros sen Teil eigene Untersuchungen verwertet, die insbesondere das dynamische Verhalten der Gleichstrommaschine betreffen. Im ersten Abschnitt des Buches wird für den mit der Regelungstechnik nicht vertrauten Leser eine Einführung in die Regelungstechnik gegeben. Durch teilweise Zusammenfassung in Form von Tabellen wurde versucht, ein kleines Nachschlagewerk zu schaffen, in welchem die wichtigsten linearen Methoden zusammengefasst sind. Der zweite Abschnitt bringt eine Beschreibung der wichtigsten Anord nungen von Antrieben. Er erhebt nicht Anspruch auf Vollständigkeit; er soll vielmehr die wesentlichen Eigenschaften durch einheitliche Darstellung deutlich machen.

Klappentext

IN DIE THEORIE GEREGELTER GLEICHSTROMANTRIEBE VON HANSRUEDI BÜHLER INGENIEUR IM STUDIENBUREAU DER MASCHINENFABRIK OERLIKON 1962 BIRKHÄUSER VERLAG BASEL UND STUTTGART ISBN-13: 978-3-0348-7168-6 e-ISBN-13: 978-3-0348-7167-9 DOI: 10_1007/978-3-0348-7167-9 Nachdruck verboten Alle Rechte, insbesondere das der Übersetzung in fremde Sprachen und der Reproduktion auf photostatischem Wege oder durch Mikrofilm vorbehalten @ Birkhäuser Verlag Basel 1962 Softcover reprint of the hardcover 1st edition 1962 5 VORWORT Geregelte Gleichstromantriebe werden heute in der Industrie häufig an­ gewendet, so bei Werkzeugmaschinen, Walzwerken, Förderanlagen, Papier­ maschinen, Kunststoffmaschinen. Über die Gerätetechnik und zum Teil auch über die Theorie ist in Zeitschriftenartikeln zerstreut sehr viel zu fin­ den. Bis heute fehlte aber eine zusammenfassende Darstellung der Theorie. Das vorliegende Buch soll diese Lücke schliessen und dem in der Praxis stehenden Ingenieur und Techniker sowie dem Studenten Unterlagen liefern für das Studium und den Entwurf geregelter Antriebe. Ich habe zum gros sen Teil eigene Untersuchungen verwertet, die insbesondere das dynamische Verhalten der Gleichstrommaschine betreffen. Im ersten Abschnitt des Buches wird für den mit der Regelungstechnik nicht vertrauten Leser eine Einführung in die Regelungstechnik gegeben. Durch teilweise Zusammenfassung in Form von Tabellen wurde versucht, ein kleines Nachschlagewerk zu schaffen, in welchem die wichtigsten linearen Methoden zusammengefasst sind. Der zweite Abschnitt bringt eine Beschreibung der wichtigsten Anord­ nungen von Antrieben. Er erhebt nicht Anspruch auf Vollständigkeit; er soll vielmehr die wesentlichen Eigenschaften durch einheitliche Darstellung deutlich machen.



Inhalt

1 Kurze Einführung in die Regelungstheorie.- 1.1 Grundlagen.- 1.11 Steuern und Regeln.- 1.12 Regelkreis, Regelstrecke und Regeleinrichtung.- 1.13 Das Übertragungsverhalten der Regelkreiselemente.- 1.14 Bezogene Grössen.- 1.2 Die mathematischen Hilfsmittel.- 1.21 Laplace-Transformation und Übertragungsfunktion.- 1.211 Die wichtigsten Sätze der Laplace-Transformation.- 1.212 Die Übertragungsfunktion.- 1.213 Behandlung einiger charakteristischer Beispiele.- 1.22 Frequenzgang.- 1.221 Die Berechnung des Frequenzganges.- 1. 222 Die graphische Darstellung der Frequenzgangkurve.- 1.223 Behandlung einiger charakteristischer Beispiele.- 1. 224 Die Geradenapproximation des Amplitudenganges.- 1. 23 Stossantwort und Übergangsfunktion.- 1.231 Stossantwort.- 1.232 Übergangsfunktion.- 1.233 Behandlung einiger charakteristischer Beispiele.- 1. 234 Die Bestimmung der Übergangsfunktion aus dem Frequenzgang.- 1.235 Analytisch-graphische Bestimmung der Übergangsfunktion und des Frequenzganges aus der Pol- und Nullstellenverteilung der Übertragungsfunktion.- 1. 236 Die Lösung für stationären Wechselstrom, Frequenzgang.- 1. 3Die graphische Darstellung von Regelkreisen.- 1.31 Das Geräteschaltbild.- 1. 32 Das Blockschaltbild.- 1. 33 Das Signalflussdiagramm.- 1.331 Allgemeines.- 1. 332 Die Aufstellung des Signalflussdiagramms.- 1.333 Die Umformung und Vereinfachung des Signalflussdiagramms.- 1.4 Die Stabilitätsuntersuchung.- 1.41 Die Stabilität bei einfachen rückgekoppelten Systemen.- 1.411 Allgemeines.- 1.412 Übersicht über die Stabilitätskriterien.- 1.42 Die Stabilitätsuntersuchung nach NYQUIST.- 1.421 Die Ableitung des Nyquist-Kriteriums aus dem aufgeschnittenen Regelkreis.- 1.422 Zusammenstellung und Ableitung einiger Sätze aus der Funktionentheorie.- 1.423 Die Ableitung des Nyquist-Kriteriums mit Hilfe der Funktionentheorie.- 1.424 Die praktische Anwendung des Nyquist-Kriteriums.- 1.43 Die Stabilitätsuntersuchung nach BODE.- 1.431 Grundlagen für das Stabilitätskriterium.- 1.432 Zusammenstellung und Ableitung weiterer Sätze aus der Funktionentheorie.- 1.433 Der Zusammenhang zwischen Phasengang und Amphtudengang....- 1.434 Das Stabilitätskriterium bei der Geradenapproximation des Amplitudenganges.- 1.435 Der Zusammenhang zwischen den Knickstellen der Geradenapproximation des Amplitudenganges des offenen Regelkreises und der Übergangsfunktion des geschlossenen Regelkreises.- 1.44 Die Stabilitätsuntersuchung mit der Wurzelortsmethode.- 1.441 Die Grundlagen für die Wurzelortsmethode.- 1.442 Die Konstruktion der Wurzelortskurven.- 1.443 Beispiel für die Konstruktion der Wurzelortskurven.- 1.444 Die Übergangsfunktion des geschlossenen Regelkreises.- 1.45 Die Stabilität bei gekoppelten Regelkreisen.- 1.451 Die Stabilität bei einem gekoppelten System zweiten Grades.- 1.452 Die Stabilität bei einem gekoppelten System beliebigen Grades.- 1.5Die Stabilisierungsglieder.- 1.51 Allgemeine Gesichtspunkte für die Wahl der Stabilisierungsglieder.- 1.511 Das Übertragungsverhalten des geschlossenen Regelkreises.- 1.512 Kenngrössen für die Güte einer Regelung.- 1.52 Seriestabilisierungsglieder.- 1.521 Netzwerke mit Phasennacheilung, Phasenvoreilung und Phasennach- und -voreilung.- 1.522 I-, PI- und PID-Regler.- 1.53 Stabilisierung durch Rückführung.- 1.54 Stabilisierung durch unterlagerte Regelkreise.- 2 Die wichtigsten Schaltungen geregelter Antriebe.- 2.1 Übersicht.- 2.2 Ward-Leonard-Antriebe.- 2.21 Die Grundschaltung des Ward-Leonard-Antriebes.- 2.22 Die Regelschaltungen bei Ward-Leonard-Antrieben.- 2.221 Drehzahlregelkreis mit parallelgeschaltetem Ankerstrombegren- zungskreis.- 2.222 Drehzahlregelkreis mit unterlagertem Ankerstromregelkreis.- 2.223 Motorfeldschwächung durch Steuerung einer Erregerstromregelung.- 2.224 Motorfeldschwächung durch Begrenzung der Ankerspannung.- 2.225 Regelschaltungen zur kontaktlosen Drehrichtungsumkehr.- 2.3 Stromrichter antriebe.- 2.31 Die Grundschaltungen des Stromrichterantriebes 1762.311 Einfachschaltung.- 2.312 Kreuzschaltung und Gegenparallelschaltung im Ankerkreis.- 2.32 Die Regelschaltungen bei Stromrichterantrieben.- 2.321 Einfachschaltung ohne Drehmomentumkehr.- 2.322 Einfachschaltung mit Wendeschalter im Ankerkreis.- 2.323 Einfachschaltung mit Motorfeldumkehr.- 2.324 Kreuzschaltung und Gegenparallelschaltung.- 3 Das statische und dynamische Verhalten der Regelstrecke bei geregelten Gleichstromantrieben.- 3.1 Übersicht.- 3.2 Der Ward-Leonard-Antrieb.- 3.21 Bezogene Grössen, statische Kennlinien.- 3.211 Die Wahl der Bezugsgrössen.- 3.212 Leerlauf und Belastungskennlinien.- 3.22 Das dynamische Verhalten der Elemente des Ward-Leonard-Kreises.- 3.221 Generatorfeld.- 3.222 Motorfeld.- 3.223 Ankerkreis.- 3.224 Bewegungsgleichung.- 3.23 Signalflussdiagramm und Übertragungsfunktion.- 3. 24 Untersuchung der Übertragungsfunktion, Frequenzgang.- 3.241 Belastungsmoment konstant, kb = 0.- 3.242 Belastungsmoment für den Fall m ~ n, kb = 1.- 3.243 Belastungsmoment für den Fall m ~ n2kb2.- 3.244 Belastungsmoment für den Fall einer schwingungsfähigen, elastischen Welle.- 3.245 Belastungsmoment für den Fall eines Haspelantriebes für Metallbänder.- 3.3 Der stromrichtergespeiste Antrieb.- 3.31 Die statischen Kennlinien.- 3.311 Kontinuierliche Stromführung.- 3.312 Intermittierende Stromführung.- 3.313 Grenzkurve zwischen intermittierender und kontinuierlicher Stromführung.- 3.314 Steuerkennlinien und Belastungskennlinien.- 3.32 Das dynamische Verhalten, Übertragungsfunktion.- 3.321 Kontinuierliche Stromführung.- 3.322 Intermittierende Stromführung.- 3.323 Approximation von e-sTg durch rationale Funktionen.- 3.324 Frequenzgang.- 3.33 Kreuzschaltung der Stromrichter.- 3.331 Die statischen Kennlinien.- 3.332 Das dynamische Verhalten, Signalflussdiagramm.- 3.4 Der Einfluss der Ankerrückwirkung bei Gleichstrommaschinen.- 3.41 Die einzelnen Komponenten der Ankerrückwirkung (statisch).- 3.411 Ankerrückwirkung infolge Feld Verzerrung unter dem Hauptpol.- 3.412 Ankerrückwirkung infolge Bürstenverschiebung.- 3.413 Ankerrückwirkung infolge Stromwendung.- 3.414 Der statische Einfluss der Ankerrückwirkung.- 3.42 Das dynamische Verhalten der Ankerrückwirkung.- 3.421 Die Flussverkettung zwischen Anker und Erregerwicklung.- 3.422 Ausgleichsvorgang in der Erregerwicklung bei Ankerstromänderungen.- 3.43 Die Übertragungsfunktion des Ward-Leonard-Kreises, Motor mit Ankerrückwirkung.- 3.431 Zusammenstellung der Grundgleichungen, Signalflussdiagramm.....- 3.432 Die Übertragungsfunktion.- 3.433 Die Stabilitätskriterien.- 3.434 Beispiele von Frequenzgangkurven.- 3.44 Die Übertragungsfunktion des stromrichtergespeisten Antriebes, Motor mit Ankerrückwirkung.- 3.441 Zusammenstellung der Grundgleichungen.- 3.442 Die Übertragungsfunktion.- 3.443 Die Stabilitätskriterien.- 3.5 DerEinfluss der Kompoundwicklung bei Gleichstronimaschinen.- 3.51 Die Gleichstrommaschine mit Kompoundwicklung.- 3.511 Die Flussänderung.- 3.512 Die Klemmenspannung der Gleichstrommaschine.- 3.52 Die Übertragungsfunktion des Ward-Leonard-Kreises, Motor mit Ankerrückwirkung, Generator mit Kompoundwicklung.- 3.521 Zusammenstellung der Grundgleichungen, Signalflussdiagramm.- 3.522 Die Übertragungsfunktion.- 3.523 Die Stabilitätskriterien.- 3.524 Beispiele von Frequenzgangkurven.- 3.53 Die Gleichstrommaschine mit Ankerrückwirkung und Kompoundwicklung.- 3.531 Die Flussänderung.- 3.532 Die Flussänderung bei Motoren.- 3.54 Die Übertragungsfunktion des Ward-Leonard-Kreises, Motor mit Ankerrückwirkung und Kompoundwicklung.- 3.541 Zusammenstellung der Grundgleichungen.- 3.542 Die Übertragungsfunktion.- 3.543 Die Stabilitätskriterien.- 3. 544 Beispiele von Frequenzgangkurven.- 3.6 Der Einfluss des massiven Joches bei Gleichstrommaschinen.- 3.61 Die Ableitung der Grundgleichungen.- 3.611 Die Lösung der partiellen Differentialgleichung mit Berücksichtigung der Wirbelströme.- 3.612 Der magnetische Kreis.- 3.613 Der Ausgleichsvorgang in der Erregerwicklung, Übertragungsfunktion.- 3.62 Frequenzgang und Übergangsfunktion.- 3.621 Frequenzgang.- 3.622 Übergangsfunktion.- 3.63 Die Approximation der nichtrationalen Übertragungsfunktionen durch rationale Funktionen.- 3.631 Approximation von Gi? (s).- 3.632 Approximation von Gui (s).- 3.633 Approximation von Gi? (s).- 3.7 Der Einfluss der Überlagerungspermeabilität bei Gleichstrommaschinen.- 3.71 Die Überlagerungspermeabilität bei Dynamoblech.- 3.72 Die resultierende Übertragungscharakteristik bei kleinen Erregerstromänderungen bei Gleichstrommaschinen.- 4 Das statische und dynamische Verhalten der Regeleinrichtungen bei geregelten Gleichstromantrieben.- 4.1 Übersicht.- 4.2 Die Stellorgane.- 4.21 Der gittergesteuerte Gleichrichter für Speisung einer Erregerwicklung.- 4.211 Die statischen Kennlinien.- 4.212 Das dynamische Verhalten, die Übertragungsfunktion.- 4.22 Der Gittersteuersatz.- 4.221 Der magnetische Gittersteuersatz.- 4.222 Der Transistor-Gittersteuersatz.- 4.23 Die Verstärkermaschinen.- 4.231 Übertragungsfunktion.- 4.232 Der Einfluss der Kopplung mehrerer Steuerwicklungen.- 4.24 Die Transduktoren.- 4.241 Die wichtigsten Schaltungen tür Endverstärker und die statische Kennhnie.- 4.242 Die Übertragungsfunktion.- 4.3 Die Regelverstärker.- 4.31 Der Röhren Verstärker.- 4.311 Der rückgekoppelte Verstärker.- 4.312 Soll-Istwertvergleich durch Gegenschaltung der Soll- und Istwertspannung.- 4.313 Soll-Istwertvergleich durch Vergleichswiderstände.- 4.314 Der Einfluss einer endlichen Verstärkung beim PI- und PID-Regler.- 4.32 Der Transistorverstärker.- 4.33 Der Transduktorverstärker.- 4.331 Die statische Kennlinie.- 4.332 Die Übertragungsfunktion.- 4.34 Die Begrenzungsglieder.- 4. 35 « Grösser als »- und « Kleiner als »-Glied.- 4.4 Die Mess- und Einstellorgane.- 4.41 Die Messorgane.- 4.411 Der Tachogenerator.- 4.412 Der Gleichstrom-und Gleichspannungswandler.- 4.42 Die Einstellorgane.- 5 Die Untersuchung von geregelten Gleichstromantrieben.- 5.1 Übersicht.- 5.2 Geregelter Ward-Leonard-Antrieb.- 5.21 Drehzahlregelkreis mit unterlagertem Ankerstromregelkreis.- 5.211 Geräteschaltbild.- 5.212 Aufstellung und Umformung des Signalflussdiagramms.- 5.213 Daten und statische KennHnien für die nachfolgend untersuchten Beispiele.- 5.214 Stabilisierung und Übergangsfunktion bei konstantem Motorfeld ?m = 1.- 5.215 Stabilisierung und Übergangsfunktion bei geschwächtem Motorfeld (?m = 1... 0,33.- 5.22 Dreh Zahlregelkreis mit unterlagertem Ankerstromregelkreis und Motorfeldschwächung durch Begrenzung der Ankerspannung.- 5.221 Geräteschaltbild.- 5.222 Aufstellung und Umformung des Signalflussdiagramms.- 5. 223 Zusätzliche Daten für den Erregerstromregelkreis.- 5.224 Stabilisierung.- 5.23 Einfluss der Ankerrückwirkung.- 5.231 Erregerspannungsregelung für die Motorfeldschwächung.- 5.232 Erregerstromregelung für die Motorfeldschwächung.- 5.233 Der Einfluss von kleinen parasitären Reglerzeitkonstanten.- 5.3 Geregelter Stromrichter antrieb.- 5.31 Stromrichterantrieb mit Einfachschaltung, Drehzahlregelkreis mit parallelem Ankerstrombegrenzungskreis.- 5.311 Geräteschaltbild.- 5.312 Aufstellung und Umformung des Signalflussdiagramms.- 5.313 Daten und Kennlinien für das nachfolgend untersuchte Beispiel.- 5.314 Stabilisierung für Drehzahlregelkreis und Ankerstrombegrenzungskreis.- 5. 32 Stromrichterantrieb in Einfachschaltung, Drehzahlregelkreis mit unterlagertem Ankerstromregelkreis.- 5.321 Geräteschaltbild.- 5.322 Aufstellung und Umformung des Signalflussdiagramms.- 5. 323 Stabilisierung für Ankerstrom- und Drehzahlregelkreis.- 5.33 Stromrichterantrieb mit Kreuzschaltung.- 5.331 Geräteschaltbild.- 5.332 Aufstellung und Umformung des Signalflussdiagramms.- 5.333 Daten und Kennlinien für das nachfolgend untersuchte Beispiel.- 5.334 Stabilisierung für Stromrichter-und Drehzahlregelkreis.

Produktinformationen

Titel: Einführung in die Theorie Geregelter Gleichstromantriebe
Autor:
EAN: 9783034871686
ISBN: 978-3-0348-7168-6
Format: Kartonierter Einband
Herausgeber: Birkhäuser Basel
Genre: Geisteswissenschaften allgemein
Anzahl Seiten: 456
Gewicht: 781g
Größe: H244mm x B170mm x T24mm
Jahr: 2012
Auflage: Softcover reprint of the original 1st ed. 1962