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上図は、高周波発電機の回転数を検出して直流発電機を制御する回路の一部分です。

ワードレオナード方式の速度を一定に保つ制御の心臓部です。

高周波発電機の回転数センサー(発電機軸で駆動されてるトーン・ホイール)の発電出力 e が回転数情報として制御回路へ入力されます。

トーン・ホイールは、極数 90 で、定格時の 発電機回転数 1,360 rpm に対して 2,040 Hz の出力です。

トーン・ホイールの発電出力 e は、並列接続で3か所に分配されます。

中央のATBTは、4極真空管で、動作特性が揃っているものです。
フィラメントの電流をサーミスタ RS で均等にしています。
この周波数弁別回路で、基準の設定周波数とのズレを増幅して電流計 M を振らせています。

同時に、速度調整用の RR1 リレーを駆動しています。

RR1RR2 を介してパワーリレーの RR3 で直流発電機の励磁回路の抵抗器 Rc3 をOn - Off します。

抵抗器 Rc3 が投入されると、励磁電流が増加して即時に回転数を増加させる働きをしますが、高周波発電機の慣性力が大きいので遅れて追従します。

そこで、同時に摺動抵抗値 R抵抗値を減少させる方向に駆動モーターが回転して、励磁機の出力電圧を上昇させます。

高周波発電機が規定回転数に達すると、 RR1 リレーが復帰して抵抗器 Rc3 が切り離されます。

しかし、摺動抵抗値 R抵抗値が減少したままですから、直流発電機の励磁電圧が上昇したままとなっています。

このため、直流発電機の励磁が全般に増加した状態となって、受電電圧が低下した場合の対応ができます。

抵抗器 Rc3 は、低速度の時のみ On されて励磁電流が追加されます。

加速度に対しては、摺動抵抗値 R抵抗値を増加させる方向に駆動モーターが回転して、励磁機の出力電圧を降下させます。

その結果、直流発電機の励磁が全般に減少した状態となって、受電電圧が上昇した場合の対応ができます。

尚、駆動モーターの回転はSPACE信号がOn の時のみ動作します。

これは、待機時に受電電圧が変動した場合には、不必要動作となるからです。


また、RR2 リレーの出力は、直流発電機の励磁電圧制御抵抗器を駆動するモーターの正逆反転切替回路へ送られます。

基準値の設定は、左下の RC の直列同調回路、及び左上の CoLo の直列同調閉回路(タンク回路)で行います。
詳細は後に記しています。

中央下のスイッチ CS は、真空管の動作を停止するものです。
回転数センサーの出力 e が短絡されて、真空管の動作が停止します。

ATBT の真空管のプレート電流値にアンバランスが生じると、Pa 点と Pb 点に電位差が生じて、M 電流計が左右に振れます。

そして、検出リレーの RR1 も動作します。

.予めタンク回路の調整で、高周波発電機が目標回転数の時に 0 点を指示するようにします。

詳細は下図で説明します。

.もし、過速度となれば、RR1 リレーに逆向きの電流が流れるので、直流発電機用の励磁機電圧を制御する摺動抵抗器の抵抗値が増加する方向に抵抗器の駆動モーターが回転します。

そして、摺動抵抗器の抵抗値の増加に合わせて励磁機の出力電圧が低下します。

この結果、直流発電機の出力電圧が低下し、直流電動機の電源電圧が低下するので、直流電動機の回転数低下となります。

.逆に低速度となれば、RR1 リレーに正方向の電流が流れるので、直流発電機の励磁電流制御用抵抗器が追加接続され、同時に直流発電機用の励磁機電圧を制御する摺動抵抗器の抵抗値が減少する方向に抵抗器の駆動モーターが回転します。

そして、摺動抵抗器の抵抗値の減少に合わせて励磁機の出力電圧が上昇します。

この結果、直流発電機の出力電圧が上昇し、直流電動機の電源電圧が上昇するので、直流電動機の回転数上昇となります。


真空管の入力インピーダンスが高いので、グリッド電流は mA オーダーです。

この制御を確実にすれば、負荷の短時間変動に対しても追随できます。

下図は、実際に受電電圧が低下した場合を想定した、リレーのタイミングチャートです。

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初版日時: 2018-02-01 (木) 18:56:32
最終更新: 2018-02-15 (木) 15:37:21 (JST) (6d) by hikoichi