DE2334040C2

DE2334040C2 - Device for regulating the effective value of a replicating controlled variable

Info

Publication number: DE2334040C2
Application number: DE19732334040
Authority: DE
Inventors: Peter DipL-Ing.; Timpe Wolfgang Dipl.-Ing.; Weibelzahl Manfred Dipl.-Ing.; 8520 Erlangen Bürkle
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Filing date: 1973-07-04
Publication date: 1978-02-09

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Regelung des Effektivwertes einer pulsierenden Regelgröße.The present invention relates to a device for regulating the effective value of a pulsating Controlled variable.

Derartige Effektivwertregelungen, welche vor allem für elektrische Erwärmungs- oder Beleuchtungsanlagen in Frage kommen, werfen keine besonderen Probleme auf, wenn dabei die Regelgröße sinusförmig verläuft, weil hier Scheitel- und Effektivwert über einen konstanten, bekannten Faktor, den sogenannten Scheitelfaktor miteinander verknüpft sind. Enthält die Regelgröße jedoch einen unregelmäßigen und nicht mehr zu vernachlässigbaren Oberschwingungsgehalt. \lann ist dieser Faktor dauernden Änderungen unterworfen. Such effective value controls, which are mainly used for electrical heating or lighting systems come into question do not pose any particular problems if the controlled variable is sinusoidal runs because here the peak and r.m.s. value via a constant, known factor, the so-called Crest factor are linked. However, if the controlled variable contains an irregular and not more to negligible harmonic content. This factor is then subject to constant changes.

Bei einem Regler für Wechselspannung mit steuerbarer Impedanz ist es nach der DE-AS 1 133 804 bekannt, die Regelgröße quadratisch abzubilden und mit einem festen Soiiwert zu vergleichen. Mittel zur Mittelwertbildung der quadratischen Regelgröße sind dort nicht vorgesehen, weshalb eine genaue E'Iektiv-In a regulator for AC voltage with controllable impedance, it is known from DE-AS 1 133 804, map the controlled variable as a square and compare it with a fixed target value. Funds for Averaging of the quadratic controlled variable is not provided there, which is why an exact E'Iective-

¹S wertregelung mit dem bekannten Regler nicht erreichbar ist. ¹ S value control cannot be achieved with the known controller.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine genaue Effektivwertregelung zu schaffen. Bei einer Einrichtung zur Regelung des Effektivwertes einer pulsierenden Re-The object of the invention is to create a precise rms value regulation. At a facility for Regulation of the effective value of a pulsating re-

^ao gelgröße, deren quadrierter Wert als Istwert verwendet wird, wird diese Aufgabe erfindungsgemäß durch einen Integral regler gelöst, dem eingangsseitig die Differenz zwischen einer dem quadrierten Sollwert proportionalen Größe und der quadrierten Istwert- ^ao gel variable, the squared value of which is used as the actual value, this object is achieved according to the invention by an integral controller to which, on the input side, the difference between a variable proportional to the squared nominal value and the squared actual value

^a5 größe zugeführt ist. ^a 5 size is fed.

Der Grundgedanke der Erfindung besieht also darin, die Regelgröße so zu beeinflussen, daß ihr quadratischer Mittelwert einem vorgegebenen Wert folgt, wobei der ohnehin vorhandene Regler gleichzeitig auch zur Mittelwertbildung herangezogen wird.The basic idea of the invention is thus to influence the controlled variable in such a way that it is more square Mean value follows a predetermined value, with the controller that is already present at the same time is also used for averaging.

Für sogenannte Festwertregelungen, wo der Sollwert nur sehr selten verändert wird, kann es genügen, den Sollwert des Effektivwertes schon in quadratischer Form einzugeben, also sein Quadrat nicht erst durch Funktionsgeneratoren oder Multiplizierer zu bilden, so daß die erfindungsgemäße Regeleinrichtung im einfachsten Fall nur mit einem einzigen Funktionsgenerator bzw . Multiplizierer zur Bildung des Istwertquadrats auskommt.For so-called fixed value controls, where the setpoint is only changed very rarely, it may be sufficient to enter the target value of the effective value in square form, i.e. not its square first to form by function generators or multipliers, so that the control device according to the invention in the simplest case only with a single function generator or. Multiplier for forming the actual value square gets by.

♦° Für die Fälle, in denen der Sollwert häufiger verstellt werden muß, ist es zweckmäßig und für die Handhabung bequemer, wenn eine lineare Eingabe des Sollwertes erfolgt. Hierzu sieht eine weitere Ausgestaltung der Erfindung vor, daß ein von der SoII-wertgröße und ein von der Istwertgröße jeweils an beiden Eingängen beaufschlagter Multiplizierer vorgesehen ist und die Ausgangsspannung beider Multiplizierer subtraktiv dem Eingang des Integralreglers zugeführt sind. An Stelle der Multiplizierer können selbstverständlich auch mittels Schwellwertdioden realisierte Funktionsgeneratoren verwendet werden. Diese Variante kann bezüglich des Aufwandes an Multiplizierern bzw. Funktionsgeneratoren noch weiter vereinfacht werden, wenn nach einer Weiterbildung der Erfindung der Eingang des Integralreglcrs mit dem Ausgang eines einzigen Multiplizierers verbunden ist, dessen einem Eingang die Differenz zwischen der Sollwertgröße und der Istwertgröße und dessen anderem Eingang die Summe von Sollwerten größe und Istwertgröße zugeführt ist.♦ ° For those cases in which the setpoint is adjusted frequently must be, it is convenient and convenient for handling when a linear input of the setpoint takes place. For this purpose, a further embodiment of the invention provides that one of the target value size and a multiplier acted upon by the actual value variable at both inputs is provided and the output voltage of both multipliers is subtractive to the input of the integral controller are supplied. Instead of the multipliers, threshold diodes can of course also be used implemented function generators are used. This variant can with regard to the effort Multipliers or function generators can be further simplified if after a further training According to the invention, the input of the integral controller is connected to the output of a single multiplier one input of which is the difference between the setpoint value and the actual value value and whose other input is the sum of setpoints and actual values.

Zweckmäßig zur Beschleunigung des Ausregelvorganges ist es, wenn nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung das Ausgangssignal des Integralreglers um ein dem Sollwert proportionales Signal vergrößert ist. Durch diese Vorsteuerung wird der Integralregler bei seiner Aufgabe, die Regelabweichung zu beseitigen, unterstützt.It is expedient to accelerate the equalization process if, according to a further embodiment according to the invention, the output signal of the integral controller is increased by a signal proportional to the setpoint value is. With this pre-control, the integral controller is in its task of eliminating the control deviation, supports.

Bevorzugtes Anwendungsgebiet der Erfindung istThe preferred field of application of the invention is

die Stromregelung von wechselstromgespeisten Elektrodenschmelzöfen. Hierbei hat es sich als zweckmäoig erwiesen, zur Beschleunigung des Regelvorganges den Intcgialregler dem Ofenstromregler ^u überlagern, d.h. das Ausgangssignal des Integralreglers -gegebenenfalls vergrößert um das Sollwertsignal selbst - als Sollwert des Ofenstromreglers wirksam werden /u lassen.the current control of alternating current fed electrode melting furnaces. It has proven to be useful to accelerate the control process superimpose the integral controller on the furnace current controller, i.e. the output signal of the integral controller - if necessary, increased by the setpoint signal itself - as the setpoint of the furnace current controller.

Hine besondere ArI der Hlektrodenschmelzöfon sind die sogenannten Hlektroschlackenum.schmelzöfen. Hierbei hat .sich als vorteilhaft ergeben, wenn die Grundfrequenz des Ofenstroms veränderbar ist. Da die Effektivwerlregelung relativ zu einer Frequenzveränderung langsam vonstatten geht, könnte hierbei die Gefahr der vorübergehenden Überlastung der Stellglieder bei einer Verminderung der Ofenstromfrequen/ bestehen, da hier bei unverändertem Sollwert des Hffektivwertes eine Rücknahme der Stromamplitude erfolgen muß. Als Sicherheitsmaßnahme wird deshalb nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung das Ausgangssignal des Integralreglers für die Dauer jeder Verminderung der Offüstromfrequenz auf Null zurückgesetzt. Im einfachsten Fall könnte dies mittels eines Differenziergliedes erfolgen, welches eingangsseitig mit einer frequenzproportionale η Spannung gespeist ist.Special ArI the electrode smelter are the so-called Hlektroschlackenum.schmelzöfen. It has proven to be advantageous if the fundamental frequency of the furnace current can be changed. Since the effective value regulation takes place slowly relative to a frequency change, could there is a risk of temporary overloading of the actuators in the event of a reduction in the furnace current frequencies, since here with unchanged Setpoint of the rms value a reduction of the current amplitude must take place. As a safety measure, according to a further embodiment of the invention, the output signal of the integral controller is used for the duration of each reduction in the Off power frequency reset to zero. In the simplest case, this could be done by means of a differentiating element, which is fed on the input side with a frequency-proportional η voltage.

Bei umrichtergespeisten Elektrodenschmelzöfen, bei welchen die Vorgabe der Ofenstromfrequenz mittels eines aus einem Dreipunktkippverstärker und einem diesen nachgeschalteten Integrator bestehenden Hochlaufgebers erfolgt, kann dieses Rücknahmc&igtial für die Ausgangsspannung des Integralreglers auf besonders einfache Weise dadurch gewonnen werden, daß der Steucreingang eines zweckmäßigerweise im Gegenkopplungspfad des Integralreglers angeordneten Feldeffekttransistors durch Eingangssignal des Integrators über einen Grenzwertmelder betätigbar ist.In the case of converter-fed electrode melting furnaces in which the specification of the furnace current frequency is made by means of a three-point trigger amplifier and an integrator connected downstream of it Run-up generator takes place, this withdrawal c & igtial for the output voltage of the integral controller can be obtained in a particularly simple manner that the control input of an expediently in Negative feedback path of the integral controller arranged field effect transistor can be actuated by the input signal of the integrator via a limit indicator.

Die Erfindungsoll im folgenden an Hand der Figuren näher erläutert werden.The invention is to be explained in more detail below with reference to the figures.

F i g. 1 zeigt ein Anwendungsbeispiel der Erfindung bei einer Stromregelung mit einem Gleichstromsteller 1 als Stellglied. Der Gleichstromsteller 1 wird über einen Steuersatz 2 bezüglich seines Tastverhältnisses in bekannter Weise durch die dem Eingang des Steuersatzes zugeführte Gleichspannung y gesteuert. Mit wachsendem Wert der Steuergröße y wird also das Tastverhältnis, d. h. die Zeit, in welcher die konstante Gleichspannung U am ohmisch-induktiven Verbraucher 3 wirksam wird, größer. Die Steuergröße y besteht im Ausgangssignal eines Integralreglers 4, dem eingangsseitig der quadrierte Istwert / und der quadrierte Sollwert I₅ über zwei Multiplizierer 5 und 6 subtraktiv zugeführt sind. Die an den Eingangsklemmen 7 bzw. 8 anliegenden, dem Soll- bzw. dem Istwert proportionalen Größen beaufschlagen beide Eingänge der ihnen zugeordneten Multiplizierer 5 bzw. 6 gleichzeitig. An Stelle der als Quadrierer verwendeten Multiplizierer 5 und 6 können selbstverständlich bei geringeren Anforderungen an die Genauigkeit zur Nachbildung der quadratischen Charakteristik Funktionsgeneratoren treten, welche beispielsweise Verstärker und vorgespannte Schwellwertdioden enthalten. Die an der Klemme 9 auftretende Ausgangsgröße y des Integralreglers 4 wird sich mit einer von der Differenz der quadrierten Werte /₅ und / abhängigen Änderungsgeschwindigkeit so lange verändern und eine dementsprechende Änderung des Tastverhältnisses des Gleichstromstellers 1 bewirken, bisF i g. 1 shows an application example of the invention in a current control with a DC chopper 1 as an actuator. The DC chopper 1 is controlled via a control set 2 with respect to its pulse duty factor in a known manner by the DC voltage y supplied to the input of the control set. As the value of the control variable y increases , the pulse duty factor, that is to say the time in which the constant direct voltage U becomes effective at the ohmic-inductive load 3, increases. The control variable y consists of the output signal of an integral controller 4, to which the squared actual value / and the squared setpoint value I ₅ are fed subtractively via two multipliers 5 and 6 on the input side. The variables which are present at the input terminals 7 and 8 and are proportional to the setpoint and the actual value act on both inputs of the multipliers 5 and 6 assigned to them at the same time. In place of the multipliers 5 and 6 used as squarers, function generators can of course be used to simulate the quadratic characteristic if the requirements placed on the accuracy are lower. These function generators contain, for example, amplifiers and preloaded threshold value diodes. The output variable y of the integral controller 4 occurring at the terminal 9 will change with a rate of change dependent on the difference between the squared values / ₅ and / and cause a corresponding change in the pulse duty factor of the DC chopper 1 until seine Eingangsgröße, d.h. die Differenz der Ausgangsspannungen der Multiplizierer 5 und 6 im Mittel verschwindet. Dies ist aber genau dann der Fall, wenn der quadratische Mittelwert und damit auch der Efits input variable, i.e. the mean difference between the output voltages of multipliers 5 and 6 disappears. However, this is precisely the case when the root mean square value and thus also the Ef fektivwert des Stromes / dem an der Eingangs- klcmmc 7 zugeführten Stromsollwert /, entspricht. Es hat sich zur Beruhigung des Regelvorgangs als vorteilhaft erwiesen, die Integrierzeit ( T₁ bei einem I-Regler mit dem Frequenzgang 1/pTi) des Integralreglers 4effective value of the current / the current setpoint supplied to input klcmmc 7 / corresponds. In order to smooth the control process, it has proven to be advantageous to adjust the integration time (T ₁ in the case of an I-controller with the frequency response 1 / pTi) of the integral controller 4

ίο größer zu wählen, als die Periodendauer der Grundschwingung der Regelgröße.ίο to be selected greater than the period duration of the fundamental oscillation of the controlled variable.

Fig. 2 zeigt eine zweite, äquivalent wirkende Variante für den in Fig. 1 mit 10 bezeichneten Effektivwertregler, bei welcher man mit nur einem einzigenFig. 2 shows a second, equivalent acting variant for the in Fig. 1 designated with 10 effective value controller, in which one with only one

is Quadrierer bei linearer Vorgabe des Stromsollwertes auskommt. Diese Variante beruht auf der mathematischen Umformung des Ausdrucks /_v--/^J = (/_s. + /)(/_A-/) und besteht demgemäß aus einem Multiplizierer 11, an dessen beiden Eingängenis squarer is sufficient with linear specification of the current setpoint. This variant is based on the mathematical transformation of the expression / _v - / ^J = (/ _s . + /) (/ _A - /) and accordingly consists of a multiplier 11 at its two inputs

ao die Summe bzw. die Differenz von Sollwert I_x und Istwert / wirksam sind.ao the sum or the difference of setpoint I _x and actual value / are effective.

Fig. 3 zeigt ein Diagramm zur Erläuterung der Wirkungsweise der Schaltung nach Fig. 1. Der Gleichstromsteller 1 erzeugt an seinem Ausgang inFig. 3 shows a diagram to explain the operation of the circuit of FIG. 1. The DC chopper 1 generates at its output in nerhalb jeder Periode Γ Gleichspannungsimpulse mit von der Größe der Steuerspannung y abhängigen Breite. Der Stromistwert /, bzw. der ihm zugeordnete quadratische Wert /- wird sich also während der Einschaltzeiten der Gleichspannung U entsprechend derWithin each period Γ DC voltage pulses with a width that depends on the size of the control voltage y. The current actual value /, or the square value assigned to it / - will therefore vary during the switch-on times of the direct voltage U according to the dem Verbraucherkreis eigenen Zeitkonstar.ten erhöhen und während der Spannungspausen erniedrigen. Bis zum Zeitpunkt il ist l_s ²>l², so daß bis dahin die Steuergröße y, d. h. das Äusgangssignal des Integralreglcrs 4 dauernd in positiver Richtung ansteigt. DerIncrease the time constants specific to the consumer circuit and decrease them during the voltage breaks. Up to the point in time il, l _s ² > l ² , so that until then the control variable y, ie the output signal of the integral controller 4, increases continuously in the positive direction. the

Zeitmaßstab zwischen il und /2 ist gegenüber den übrigen Zeitbereichen des Diagramms der F i g. 3 verkürzt und angenommen, daß zum Zeitpunkt ti der abgeglichene Zustand beginnt. Dann sind die in F i g. 3 schraffiert gezeichneten StromquadratzeitflächenThe time scale between i1 and / 2 is compared to the other time ranges of the diagram in FIG. 3 abbreviated and assumed that the balanced state begins at time ti. Then those in FIG. 3 current square time surfaces shown hatched einander gleich, und es entspricht der quadratische Mittelwert des Stromistwertes / und damit auch sein Effektivwert dem vorgegebenen Sollwert l_s. equal to each other, and the square mean value of the current actual value / and thus also its effective value corresponds to the specified setpoint value l _s .

F i g. 4 zeigt ein. auf die Verwendung bei umrichtergespeisten Elektroschlackenumschmelzöfen zuge-F i g. 4 shows a. for use in converter-fed electroslag remelting furnaces schnittenes Ausführungsbeispiel der Erfindung. Hier wird ein ohmisch-induktiver Verbraucher 12 in Form des Gebildes Elektrode-Schmelze-Stromzuleitungen mit niederfrequentem Wechselstrom aus einem Wechsel- bzw. Drehstromnetz N von einem steuer-sectional embodiment of the invention. Here, an ohmic-inductive load 12 in the form of the formation of electrode-melt-power supply lines with low-frequency alternating current from an alternating or three-phase network N is supplied by a control

so bare Ventile enthaltenden Direktumrichter 13 gespeist. Der Stromistwert /, welcher von einem geeigneten Geber 14 als eine Gleichspannung abgebildet wird, ist dem Eingangeines als IP-Reglers ausgebildeten Ofenstromreglers 15 zugeführt, welcher über ei-so bare valves containing direct converter 13 fed. The current actual value /, which is mapped by a suitable encoder 14 as a direct voltage is fed to the input of a furnace current regulator 15 designed as an IP regulator, which nen Steuersatz 16 mit nachgeschaltetem Impulsverstärker 17 den Direktumrichter 13 in Abhängigkeit von der Abweichung zwischen dem dem Ofenstromregler 15 zugeführten wirksamen Sollwert I_Sw und dem Stromistwert / aussteuert. Die Umschaltung von poNEN control set 16 with downstream pulse amplifier 17 controls the direct converter 13 as a function of the deviation between the effective setpoint value I _Sw supplied to the furnace current regulator 15 and the actual current value /. Switching from po sitive auf negative Halbwellen des Ofenstroms und umgekehrt erfolgt mittels einer Kommandostufe 18, welche über eine Leitung 19 zu den Umschaltzeitpunkten den gerade stromführenden Stromrichter in den Wechselrichterbetrieb steuert und nach erfolgtemsensitive to negative half-waves of the furnace current and the other way round is carried out by means of a command stage 18 which, via a line 19, switches the current-carrying converter into controls the inverter operation and after Nullgang des Stromes / für eine stromlose Pause entsprechend der erforderlichen Ventilschonzeit durch Sperrung der Ausgangsimpulse des Impulsverstärkers 17 sorgt. Die Frequenz des Ofenstroms ist direkt pro-Zero transition of the current / for a currentless break according to the required valve gentle time Blocking the output pulses of the pulse amplifier 17 ensures. The frequency of the furnace current is directly pro-

portional einer Steuergröße f_w, welche einen Taktgeber 20 beaufschlagt und der Kommandostufe 18 gewissermaßen ein Zeitraster zuführt. Die Frequenz wird an einem mit einer Gleichspannung I) gespeisten Potentiometer 21 eingestellt, wobei ein aus einem Dreipunktkippverstärker 22 und einem diesem nachgcschaltcten Integrator 23 bestehender Hochlaufgeber dafür sorgt, daß Frequenzänderungen des Ofenstroms nicht sprunghaft, sondern mit einer von der wählbaren Integrierzeit des Integrators 23 abhängigen Geschwindigkeit vor sich gehen.portionally to a control variable f _w , which acts on a clock generator 20 and, as it were, supplies a time grid to the command stage 18. The frequency is set on a potentiometer 21 fed with a direct voltage I) , a ramp-function generator consisting of a three-point trigger amplifier 22 and an integrator 23 connected to it ensures that frequency changes in the furnace current are not abrupt but are dependent on the integrator 23's selectable integration time Speed going on.

Der in Fig. 4 dargestellte Effcktivwertreglcr entspricht in seinem Kern dem der Anordnung nach Fig. 1 und ist dem Ofenstromregler 15 in der Weise überlagert, daß seine an der Klemme 9 erscheinende Ausgangsgröße den Sollwert für den Ofenstromrcglcr 15 bildet. Ils ist eine Art Vorsteuerung vorgesehen, indem der Sollwert des einzuregelnden Effektivwertes /, dem Ausgangssignal des Integralreglers 4 aufgeschaltet ist, so daß der wirksame Sollwert l_Sw aus der Summe dieser beiden Signale besteht. Eine solche Vorsteuerung ist immer dann sinnvoll, wenn der Regelkreis selbst verhältnismäßig langsam arbeitet und die im vorliegenden Falle die zur Erzielung eines bestimmten Effektivwertes erforderliche Amplitude der Regelgröße diesen mit Sicherheit immer übcistcigt. The core of the effective value controller shown in FIG. 4 corresponds to that of the arrangement according to FIG. A type of pre-control is provided in that the setpoint value of the effective value to be adjusted / is applied to the output signal of the integral controller 4, so that the effective setpoint value l _Sw consists of the sum of these two signals. Such a pre-control is always useful when the control loop itself operates relatively slowly and the amplitude of the controlled variable required in the present case to achieve a certain effective value is always greater with certainty.

Bei einer Verminderung der Frequenz und konstant belassenem Sollwert des Effektivwertes l_s, welcher am Abgriff eines Potentiometers 26 einstellbar ist, kann auf Grund der verhältnismäßig geringen Regelgeschwindigkeit des Effcktivwertreglers die Gefahr bestehen, daß die crt orderliche Rücknahme der Stromamplitude zu langsam erfolgt und daher die Stromrichter des Direktumrichters 13 einer unzulässig hohen Belastung ausgesetzt sind. Für diesen Fall ist ein das Ausgangssignal des Integrators 4 auf Null zurücksetzender Schalter 24 vorgesehen, welcher seinerseits von einem mit dem Eingangssignal des Integrators 23 beaufschlagten Grenzwertmelder 25 betätigt wird. Da die Augangsgröße des Integrators 23 proportional der Frequenz ist, ist dessen Eingangsgröße proportional dem zeitlichen Differentialquotienten der Frequenz. Solange also eine Verminderung der Frequenz /_K, des Ofenstroms erfolgt, wird dem Grenzwertmelder 25 eine negative Eingangsgröße zugeführt und sein Ausgang weist - wie mit dem in seinem Blocksymbol wiedergegebenen Zusammenhang zwischen Eingangsgröße e und Ausgangsgröße α angedeutet - Nullpotential auf, wodurch der Schalter 24 betätigt wird und so eine Zurücksetzung des Integrators bewirkt. Auf diese Weise wird während der Dauer der Frequenzverstellung in Richtung auf kleinere Werte als Amplitude des einzuregelnden Stroms der Wert /_s vorgegeben, und erst nachdem sich die neue, kleinere Frequenz entsprechend der neuen Stellung des Abgriffs am Potentiometer 21 eingestellt hat, wird die Sperrung des Integrators 4 freigegeben und der wirksame Sollwert /„, vom Wert I₁ durch das Ausgangssignal des Integralreglers 4 wieder auf den Wert erhöht, welcher bei der nunmehr geänderten Frequenz dem am Potentiometer 26 eingestellten Effektivwert /, entspricht.If the frequency is reduced and the nominal value of the effective value l _s , which can be set at the tap of a potentiometer 26, is reduced, there is a risk, due to the relatively low control speed of the effective value controller, that the required reduction of the current amplitude occurs too slowly and therefore the converter of the direct converter 13 are exposed to an impermissibly high load. In this case, a switch 24 is provided which resets the output signal of the integrator 4 to zero and which in turn is actuated by a limit value indicator 25 to which the input signal of the integrator 23 is applied. Since the output variable of the integrator 23 is proportional to the frequency, its input variable is proportional to the time differential quotient of the frequency. As long as the frequency / _K , of the furnace current is reduced, a negative input variable is fed to the limit value indicator 25 and its output has zero potential - as indicated by the relationship between input variable e and output variable α shown in its block symbol, which actuates switch 24 causing a reset of the integrator. _{In this way, the value / s is} specified for the duration of the frequency adjustment in the direction of lower values than the amplitude of the current to be regulated, and only after the new, lower frequency has been set according to the new position of the tap on the potentiometer 21, the blocking of the Integrator 4 released and the effective setpoint /, increased again from value I ₁ by the output signal of integral controller 4 to the value which corresponds to the effective value / set on potentiometer 26 at the now changed frequency.

Fig. 5 zeigt ein Diagramm /ur Wirkungsweise der Anordnung nach Fig. 4. Zu Beginn des betrachteten Vorgangs ist eine Frequenz/„ eingestellt, welcher eine Periodendauer 7", entspricht. Der Integralregler 4 stellt in der bereits besprochenen Weise die Amplitude des Ofenstroms in einer solchen Weise ein. daß der quadratische Mittelwert des Ofenstroms dem Sollwert /₍ entspricht, was sich im Diagramm der Fig. 5 d;idiiii'h iiußert. daß IHi jede IViiode die schraffierten. mitiThalh dri mit /, be/eiehiieten (ie laden liegenden Flächen gleich sind, derjenigen. welche iüvi ilei Geraden / liegen. Is sei angenommen, daß zum Zeitpunkt /1 eine Verminderung 5 shows a diagram of the mode of operation of the arrangement according to FIG. 4. At the beginning of the process under consideration, a frequency / "is set which corresponds to a period 7". The integral controller 4 adjusts the amplitude of the furnace current in the manner already discussed in such a way that the root mean square value of the furnace current corresponds to the nominal value / ₍ , which is expressed in the diagram of FIG lying surfaces are equal to those which lie iüvi ilei straight lines /. It is assumed that at time / 1 there is a decrease

'5 der Frequenz und damit eine Vergrößerung der Periodendauer einsetzt, welche bis zum Zeitpunkt /2 abgeschlossen ist. Während der Zeitdauer dieser Verminderung wird das Ausgangssignal des Integralreglers 4 auf Null gesetzt, und es ist allein der Wert des am'5 of the frequency and thus an increase in the period begins, which is completed by time / 2. During the period of this decrease the output signal of the integral controller 4 is set to zero, and it is only the value of the am

»o Potentiometer 26 vorgegebenen Sollwertes /₍ für die Amplitudenregelung maßgeblich, welche daraufhin die Amplitude des Ofenstroms auf einen mit Sicherheit die Stromrichterventile nicht mehr überlastenden Wert zurücknimmt. Ab dem Zeitpunkt ti ist der Inte-"O potentiometer 26 predefined setpoint value / _(decisive for the amplitude control, which then the converter valves no longer back from the amplitude of the furnace current to a certainly overload value. The time ti is the inte-

»5 gralregler 4 wieder ungestört im Fingriff, d.h. seine Sperrung ist aufgehoben und er wird dann nun den für die neue Periodendauer Tl maßgeblichen Amplitudenwert so einregeln, daß wiederum der quadratische Mittelwert des Stroms / dem des vorgebcncn Sollwertes / entspricht.»5 gral regulator 4 again undisturbed in the finger grip, ie its blocking is canceled and it will then regulate the amplitude value relevant for the new period Tl so that the square mean value of the current / corresponds to that of the specified setpoint /.

Fig. 6 zeigt eine praktische Realisierung eine; riicksetzbaren Integrators. Ein solcher kann als Integralregler 4 oder auch als Ofenstromregler 15 verwendet werden. Bezüglich des letzteren ist noch nach zutragen, daß zweckmäßigerweisc dessen Rückset zung während der Dauer der stromlosen Pauser vorgenommen werden sollte, um einem unkontrollierten Auswandern der Ausgangsspannung de: Ofenstromreglcrs zu begegnen und so gefährliclFig. 6 shows a practical implementation; resettable integrator. Such can be used as an integral regulator 4 or can be used as furnace current regulator 15. Regarding the latter is still after contribute that it expediently resets it during the duration of the currentless pause should be made to avoid uncontrolled drift of the output voltage: To encounter furnace current regulators and so dangerous

«o große Stromstöße beim Wiedereingriff des Ofen Stromreglers zu verhindern. Der rücksetzbare Inte grator gemäß Fi g. 6 besteht aus einem Verstärker 2" mit großer Leerlaufverstärkung, der über Eingangs widerstände mit den Spannungen Ul und Ul sub traktiv beaufschlagt wird und einen Gegenkopplungs pfad aufweist, welcher bei der AnwendungsvarianU als Effektivwertregler lediglich, wie dargestellt, au: einem Kondensator C besteht und für PI-Verhalten wie im Falle des Ofenstromreglers 15, aus der Reihen schaltung eines ohmschen Widerstandes und eine; Kondensators besteht. In beiden Fällen sind die bei den Beläge des Gegenkopplungskondensators C durch einen Feldeffekttransistor 28 überbrückt, dei dann durchgeschaltet ist und damit praktisch als ge«O to prevent large power surges when the furnace current regulator intervenes again. The resettable integrator according to Fi g. 6 consists of an amplifier 2 "with large no-load gain, which is subtractively applied via input resistors with the voltages Ul and Ul and has a negative feedback path, which in the application variantU as an effective value controller only, as shown, consists of a capacitor C and for PI behavior as in the case of the furnace current regulator 15, from the series connection of an ohmic resistor and a capacitor. In both cases, the layers of the negative feedback capacitor C are bridged by a field effect transistor 28, which is then switched through and thus practically as ge

schlossener Schalter wirkt, wenn an seiner Steuer elektrode 29 Nullsignal anliegt. Im Falle eines reinei I-Reglers wird dann die Ausgangsspannung U_A zi Null, während bei einem PI-Regler die Ausgangs spannung U_A auf einem vom Verhältnis von Gegen kopplungswiderstand zu Eingangswiderstand be stimmten Wert zurückfällt.closed switch acts when 29 zero signal is applied to its control electrode. In the case of a pure I controller, the output voltage U _A zi is then zero, while with a PI controller the output voltage U _A falls back to a value determined by the ratio of the counter coupling resistance to the input resistance.

Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings

Claims

Patent claims:

1. Device for regulating the effective value of a pulsating controlled variable, the squared value of which is used as the actual value, characterized by an integral controller (4) to which the input side receives the difference between a variable proportional to the squared nominal value and the squared actual value variable (Γ ² ) .

2. Device according to claim 1, characterized in that multipliers (5, 6) acted upon at both inputs are provided by the setpoint value (I ^ ) and the actual value value (/) and the output voltages of both multipliers are subtractive to the input of the integral controller (4 ) are supplied.

3. Device according to claim 1, characterized in that the input of the integral controller (4) is connected to the output of a single multiplier (11), one input of which is the Difference between the setpoint value (/,) and the actual value value (/) and its other input the Sum of setpoint size and actual value size is supplied.

4. Device according to claims 2 or 3, characterized in that the output signal of the integral controller (4) is increased by a signal (I ₁ ) proportional to the setpoint.

5. Device according to claim 4 for the current control of an alternating current fed electrode melting furnace, characterized in that the integral regulator (4) corresponds to the furnace current regulator (15) is superimposed.

6. Device according to claim 5 for electric slag remelting furnaces, characterized in that that the output signal of the integral controller (4) for the duration of each reduction in the furnace current frequency (/ ".) Is reset to zero.

7. Device according to claim 6, characterized in that the integral controller consists of one There is an electronic amplifier (27) fed back via a capacitor (C), the Capacitor can be short-circuited via a field effect transistor (28).

8. Device according to claim 7 for converter-fed electrode melting furnaces with specification of the Oven current frequency via a clock generator and a command stage, the clock generator is controlled by a three-point amplifier and a downstream amplifier Integrator existing ramp generator, characterized in that the control input (29) of the field effect transistor through the input signal of the integrator (23) via a limit indicator (25) can be actuated.

9. Device according to claim 1 or one of the following, characterized in that the integration time of the integral controller (4) is selected to be greater than the period of the fundamental oscillation of the Controlled variable.