DE2551628A1

DE2551628A1 - Verfahren und vorrichtung zur nutzbremsabtastung

Info

Publication number: DE2551628A1
Application number: DE19752551628
Authority: DE
Inventors: Robert Carl Clark
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1974-11-20
Filing date: 1975-11-18
Publication date: 1976-05-26
Also published as: IE41645L; US3958163A; IE41645B1; GB1518297A; JPS6034358B2; BE835722A; JPS5174216A

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Nutzbremsabtastung

Die Erfindung bezieht sich auf Regelungen für elektrische Gleichstrommotoren und insbesondere auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Abtasten des Nutzbremsbetriebes des Motors.

Bei Regelungen für Gleichstrom-Reihenschlußmotoren sind viele verschiedene bekannte Verfahren angewendet worden, um zu bestimmen, wann sich der Motor in einem dynamischen Brems- oder Nutzbremsbetrieb befindet, um für eine geregelte Abbremsung des Motors zu sorgen. Dies ist besonders wichtig, wenn der Motor ein Gleiehstrom-Traktionsmotor ist, der in einem Elektrofahrzeug, wie beispielsweise einem Gabe!stapler,verwendet wird, bei dem

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Lasten in erhöhten Positionen getragen werden können und bei dem eine harte Bremsung oder Verlangsamung zu einem Herunterfallen der Last führen kann. Um für eine gleichförmige Bremswirkung des Elektromotors bei der dynamischen Abbremsung zu sorgen, sind Regelsysteme normalerweise mit einer Nutz bremsstrom-Begrenzungsschaltung versehen, die eine Nutzbremsstromgrenze festlegen, die gewöhnlich unter der normalen Betriebsstromgrenze liegt, um für eine geregelte Bremsung zu sorgen. In den bekannten Regelungen spricht die Schaltungsanordnung zum Abtasten des Einsatzes und der Dauer der Nutzbremsung im allgemeinen auf den Bremsstrom an, der durch eine Nutζbremsdiode fließt, die dem Anker des Motors parallel geschaltet ist. Diese bekannten Systeme leiden jedoch unter dem Nachteil, daß die Gegenstromdiode thermisch empfindlich

mit ist und Charakteristiken aufweist, die sich/der Betriebstemperatur ändern, wodurch eine häufige Einstellung der Gegenstrom-Abtastschaltung erforderlich ist, um einen gewünschten Regelungsgrad der Nutzbremsung aufrechtzuerhalten. Darüber hinaus wird die Schaltungsanordnung, die im allgemeinen zur überwachung des Nutzbremsstromes verwendet wird, relativ komplex und kann selbst einer thermischen Instabilität ausgesetzt sein. DaruDer hinaus gibt es Situationenj in denen ein Nut zb renisst rom in der Jiutzbremsdiode abgetastet werden kann und es trotzdem gleichzeitig wünschenswert ist, die Nutzbremsströin-Begrenzungssehaltung zu übersteuern, um dem Traktionsmotor volle Leistung zuführen zu können. Eine derartige Situation kann beispielsweise in einem Gabelstapler auftreten, der im Gegenstroraprinzip eine Rarope hinabfährt und es erwünscht ist, den Stapler die Baiq>e hochzufahren. Unter derartigen Umstanden müssen gewisse Mittel vorgesehen sein zum Obersteuern der Hützbremsstromgrenze, damit das Fahrzeug die Rampe hochgefahren werden kann.

Es ist es deshalb eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Verfahren und eine Vorrichtung zum Abtasten des Nutsbremsen« eines elektrischen Sleichstro^eotors zu schaffen.

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Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Regelungssystem mit variablem Zeitverhältnis bzw. Tastverhältnis für einen elektrischen Gleichstrommotor mit einer Logik-Schaltung geschaffen, die zur überwachung der Stellung eines Richtungsänderungsschalters verbunden ist. Die Logikschaltung enthält Gedächtniselemente zur Erinnerung der Richtung, in der der Motor zuletzt angetrieben worden war. Wenn der Richtungsschalter geändert wird, um die Antriebsrichtung des Motors zu ändern, tastet die Logikschaltung die Änderung ab und liefert ein Signal an das Regelungssystem, um einen Nutzbremsstrom-Begrenzungsbetrieb in Gang zu setzen. Die Logikschaltung ist zur Beendigung des Nutzbremsstrom-Begrenzungsbetriebes durch eine Vergleichseinrichtung rückstellbar, die die prozentuale Einschaltzeit oder das Tastverhältnis der Signale überwacht, die die Leistungszufuhr zum Motor regeln. Wenn die prozentuale Einschaltzeit einen vorbestimmten Wert erreicht, wird ein Rückstellsignal an die Logikschaltung gegeben, um diese dadurch in ihren ursprünglichen Zustand zurückzustellen und den Nutzbremsstrom-Begrenzungsbetrieb abzuschalten. Die Logikschaltung speichert dann die vorliegende Drehrichtung des Motors, um ein Nutzbremsstrom-Begrenzungssignal liefern zu können, das den Strombegrenzungsbetrieb darstellt, wenn der Richtungsschalter wieder umgekehrt wird. Weiterhin ist eine Anti-Rückrollmaßnahme oder ein Rampenstart durch einen Schalter vorgesehen, der zur Lieferung eines Rückstellsignales an die Logikschaltung verbunden ist, damit eine Inbetriebsetzung der Nutzbremsstromgrenze verhindert ist.

Die Erfindung wird nun mit weiteren Merkmalen und Vorteilen anhand der folgenden Beschreibung und der Zeichnung eines bevorzugten Ausführungsbeispieles näher erläutert.

Die Figur ist eine schematische Darstellung von dem beschriebenen Ausführungsbeispiel der Erfindung.

In der Figur ist eine geeignete Gleichstromquelle 10 gezeigt, die als eine Batterie dargestellt ist und mit dem positiven An-

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Schluß mit einer positiven Sammelschiene 11 und mit einem negativen Anschluß mit einer negativen Sammelschiene 13 verbunden ist. Ein Hauptschalter 12 dient zum Verbinden und Trennen der Quelle mit bzw. von dem Rest der Schaltungsanordnung. In einen ersten Reihenkreis mit der Quelle 10 ist ein Richtungsschalter I^ und zwei Schützspulen 16 und 18 geschaltet. In einen zweiten Reihenkreis mit der Quelle 10 sind ein Stromshunt 19, ein Motor_janker 20, eine Motorfeldspule 21 und eine Leistungsschalteinrichtung 22 geschaltet. Die Feldspule 21 ist so angeordnet, daß sie mit der Quelle 10 entweder in einer Vorwärts- oder einer Rückwärtsrichtung durch Kontaktstücke bzw. Schütze Pl, P2, Rl und R2 geschaltet werden kann, die auf entsprechende Weise durch Schützspulen und 18 betätigt werden. Eine Bremsdiode 23 ist so angeordnet, daß sie für einen Nutzbremsstrom-Nebenschluß für den Anker 20 während der Nutzbremsung dient. Eine Freilauf- bzw. Rüeklaufdiode 2^, die der Belhenscfaaltung aus Anker 20 und Feldwicklung 21 parallel geschaltet ist, arbeitet in bekannter Weise» ma einen Strompfad für den Kommutierungsstrom zu bilden, wenn der Leistungsschalter 22 ausgeschaltet ist tsw, sperrt,

Ein Oszillator 25, der ein Impulsbreiten-moduliertes Äusgangseignal im Verhältnis zu einem Eingangsspannungswert liefern kann, ist so geschaltet, daß er Steuerimpulse an die Leistungssehaltanordnung 22 abgibt. Der prozentuale Anteil der Eeitj während der die Leistungssehaltanordmmg 22 die Stromzufuhr zum Motoranker 20 und zur Feldwicklung 21 liefert, steht in direktem Bezug zti der prozentualen Eineenaltzeit der Impulse vom Oszillator 25* die in direkter Beziehung steht zu der Hone eines Spannungssignales * das an einer Eingangsklemme des Oszillators 25 geliefert wird. Das Spannungssignal wird durch eine gesteuerte Besehleunlgungssehaltung 27 zugeführt. W44 in der Figur gezeigt ist, kann die gesteuerte Besehleunigungsseh&ltung 2? ein Potentiometer 2& aufweisen» das in geeigneter Weise zwischen die positive Samme!schiene 11 und die negative Sammelschiene 13 geschaltet ist, wobei ein bewegbarer Arm über einen Widerstand 2$ der Spannuiigseingangsklefflme des Oszillators 25 verbunden Ist*.

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Das Potentiometer 28 kann mit einer Beschleunigungssteuerung wie beispielsweise einer Fußpedalsteuerung verbunden sein, um für eine gesteuerte Beschleunigung des Traktionsmotors zu sorgen. Ein Kondensator 30, der dem Widerstand 29 im wesentlichen parallel geschaltet ist, bildet zusammen mit dem Widerstand 29 einen Integrator, um eine gesteuerte Beschleunigungsspannung für den Oszillator 25 zu liefern, falls das Potentiometer 28 plötzlich in eine einer vollen Spannung entsprechenden Position geso-hoben wird.

Eine Strombegrenzungsschaltung 31 ist so geschaltet, daß sie ein Eingangssignal an die Beschleunigungsschaltung 27 liefert, um die maximale Einschaltzeit der Leistungsschaltanordnung 22 zu steuern, um den maximalen mittleren Strom zu begrenzen, der dem Traktionsmotor zugeführt werden kann. Die Strombegrenzungsschaltung kann eine von vielen bekannten Schaltungsanordnungen sein, um ein Ausgangssignal mit zahlreichen Stromwerten su liefern, wobei ein erster Wert die normale Betriebsstromgrenze und ein zweiter die Bremsstromgrenze ist. Zu Darstellungszwecken ist die Strombegrenzungsschaltung 31 in der Weise gezeigt, daß sie erste und zweite Vergleichseinrichtungen 32 und 33 aufweist, von denen jede mit einer unterschiedlichen Referenzspannungsquelle verbunden ist zum Vergleichen der entsprechenden Referenzspannungen mit einer Spannung, die als eine Punktion des augenblicklichen Stromes in dem Stromshunt 19 entwickelt wird.

Die Spannung, die über dem Stromshunt 19 als Folge des Stromflusses durch den Anker 20 entwickelt wird, wird als ein Eingangssignal einem Differenzverstärker 3*J zugeführt. Ein Ausgangsanschluß des Differenzverstärkers 3¹J ist über einen ersten Widerstand 35 und einen Inverter 36 mit einer ersten Eingangsklemme des !Comparators 32 verbunden. Die Ausgangsklemme des Differenzverstärkers 34 ist weiterhin über einen zweiten Widerstand 37 und einen Inverter 38 mit einer ersten Eingangsklemme des Komparators 33 verbunden. Ein zweiter Eingangsanschluß des Komparators 32 empfängt eine Spannung Vl, die durch eine nicht gezeigt erste Referenzspannungsquelle entwickelt werden kann, die zwischen die

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Sammelschienen 11 und 13 geschaltet ist. In ähnlicher Weise wird eine Spannung Vp, die durch eine zweite nicht gezeigte Referenzspannungsquelle entwickelt wird, die zwischen die Sammelschienen 11 und 13 geschaltet ist, an eine zweite Eingangsquelle des Komparators 33 angelegt. Eine Ausgangsklemme des Komparators 32 und eine Ausgangsklemme des Komparators 33 sind mit einem Knotenpunkt an der Schnittstelle eines ersten Endes eines Widerstandes 39 und der Kathode einer Diode 40 verbunden. Die Anode der Diode 40 ist über einen Widerstand mit der Eingangsspannungsklemme des Oszillators 25 verbunden. Ein zweites Ende des Widerstandes 39 ist mit einer Referenz-Vorspannungsquelle V, (nicht gezeigt) verbunden. Eine Ansteuerschaltung, die einen Inverter 42 und eine Diode 43 umfaßt, die zwischen einer Eingangsklemme der Strombegrenzungsschaltung und dem Inverter 36 in Reihe geschaltet sind, und die ferner eine zweite Diode 44 umfaßt, die zwischen der Eingangsklemme der Strombegrenzungsschaltung 31 und dem Inverter 38 in Reihe geschaltet ist, bildet eine Anordnung, durch die entweder der Komparator 32 oder der Komparator 33 als die Strombegrenzungsquelle für die Strombegrenzungsschaltung 31 verwendet werden kann.

Die logische Bremsabtastschaltung gemäß der Erfindung umfaßt einen Inverter 45, dessen Eingangsklemme mit der positiven Spannungsseite der Schützspule 18 verbunden ist. Ein Ausgangsanschluß des Inverter 45 ist mit einer Eingangsklemme einer Zeitverzögerungsschaltung 46 und ferner mit einer ersten Eingangsklemme eines Exklusiv-OR-Gatters 47 verbunden. Da die Punktion des Inverter 45 darin besteht, ein den Status bzw. die Stellung des Richtungsschalters 14 anzeigendes Ausgangssignal zu liefern, könnte das Eingangssignal für den Inverter 45 genauso einfach von der positiven Seite der Schützspule 16 anstatt von der Schützspule 18 abgeleitet werden. Ein Verrigelungs-Flip-Flop 48_# das als das Gedächtniselement Pur die logische Bremsabtastschaltung arbeitet, hat einen Dateneingangsanschluß, der mit einem Ausgangsanscliluß der VerzSgerungssclialfcung 46 verbunden ist. Das Flip-Flop 48 kann ein von der Firma Texas Instruments* Inc., unter der Teile-Muramer SM-?475 hergestelltes Flip-Flop sein»

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Eine Ausgangsklemme des Flip-Flops ^i8 ist mit einer zweiten Eingangsklemme des Exklusiv-OR-Gatters 47 verbunden.

Bekanntlich ist die Ausgangsgröße eines Exklusiv-OR-Gatters eine logische 1, wenn und nur wenn die Eingangssignale in das OR-Gatter entgegengesetzte logische Bezeichnungen haben; demzufolge sei angenommen, daß der Richtungsschalter 14 für einen ausreichenden Zeitraum in einer vorwärts antreibenden Position gewesen ist, und dann liefert die Ausgangsklemme des Flip-Flops 48 ein eine logische 1 darstellendes Signal an die zweite Eingangsklemme des OR-Gatters 47· Eine logische 1 wird auch der ersten Eingangsklemme der Logikschaltung 47 zugeführt, so daß das Ausgangssignal aus der Logikschaltung 47 eine logische 1 ist, wobei die Ausgangsklemme der Logikschaltung 47 mit einer ersten Eingangsklemme von einem AND-Gatter 50 verbunden ist. Die Ausgangsklemme des AND-Gatters 50 steht mit einer Eingangsklemme der Strombegrenzungsschaltung 31 in Verbindung, um zu bestimmten, ob ein normaler oder Bremsbegrenzungsstrom verwendet werden muß. Für das beschriebene Ausführungsbeispiel wird ein ßremsbegrenzungsstrom verwendet, wenn die Ausgangsgröße des AND-Gatters 50 eine logische 1 ist; somit hält das eine logische 0 darstellende Signal, das von dem OR-Gatter 47 entwickelt und durch das AND-Gatter 50 der Strombegrenzungsschaltung. 31 zugeführt wird, die normale Strombegrenzung während normaler Antriebsbedingungen aufrecht.

Um eicher zu stellen, daß eine Bremsstromgrenze für die Dauer der Gegenstrombremsung beibehalten wird, ist eine Rückstellschaltung vorgesehen, die auf eine Änderung in der Schalterposition anspricht zum automatischen Zurückstellen der prozentualen Einsehaltzeit auf 0 und zum Liefern eines Signales an das Auslöse-Flip-Flop 48, wenn die prozentuale Einschaltzeit der Leistungsschalteinrichtung 22 einen Wert erreicht hat, bei dem deutlich wird, daß die Gegenstrombremsung nicht mehr auftritt. Die Rückstellschaltung umfaßt erste und zweite Dioden 51 und 52, die auf entsprechende Weise zwischen die positiven Anschlüsse der Schützspulen 16 und 18 und einen Eingangsanschluß einer Zeit-

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Verzögerungsschaltung53 geschaltet sind. Ein Ausgangsanschluß der Zeitverzögerungsschaltung 53 ist mit einem ersten Eingangsanschluß eines AND-Gatters 55 verbunden. Ein Leiter 54 überbrückt die Zeitverzögerungsschaltung 53 und verbindet den Eingangsanschluß der Schaltungsanordnung 53 mit einem zweiten Eingangsanschluß des AND-Gatter 55_} um für ein schnelles Ansprechen auf einen Richtungsänderungsbefehl zu sorgen. Die Bremsstromgrenze ist während derjenigen Zeit gehemmt bzw. gesperrt, während der sich der Richtungsschalter in einer neutralen Position befindet. Diese Sperre erfolgt durch einen Leiter 54A, der den Leiter 54 mit einer dritten Eingangsklemme des AND-Gatters 55 verbindet, um die Ausgangsgröße des AND-Gatters 50 auf eine logische 0 zu zwingen, wenn sich der Richtungsschalter in seiner neutralen Position befindet.

Ein Leiter 54B verbindet den Leiter 54 mit einer Eingangsklemme der gesteuerten Beschleunigungsschaltung 27 über einen Inverter-Treiberverstärker 59 zum Zurückstellen des die prozentuale Einschaltzeit anzeigenden Signales auf 0, wenn der Richtungsschalter 14 seine Stellung geändert hat. Wie in der Figur gezeigt ist, wird die Rückstellung der gesteuerten Beschleunigungsschaltung 27 durch einen Transistor 56 herbeigeführt, der dem Kondensator 30 parallel geschaltet ist, um diesen zu entladen, wenn an die Basis des Transistors 56 eine positive Spannung angelegt ist. Ein dritter Eingangsanschluß des AND-Gatters 55 empfängt ein Signal von einem Schwellwert-Verstärker 57 in der gesteuerten Beschleunigungsschaltung 27, der auf die gesteuerte Beschleunigungsspannung anspricht, um ein Signal an das AND-Gatter 55 zu liefern, wenn die gesteuerte Beschleunigungsspannung einen vorgestimmten Wert erreicht.

Der Ausgangsanschluß des AND-Gatters 55 ist so geschaltet, daß er ein Einstellsignal an ein Flip-Flop 60 über eine damit in Reihe geschaltete Zeitverzögerungsschaltung 58 liefert. Das Stellsignal wird weiterhin als ein Auslösesignal der Befähigungsklemme dee Flip-Flops 48 zugeführt. Ein Ausgangsanschluß des Flip-Flops 60 ist mit einem zweiten Eingangsanschluß des AND-

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Gatters 50 verbunden, um die Bremsstromgrenze für ein Anti-Zurückrollen oder Gegenstromübersteuerung zu sperren. Das Anti-Zurückrollen oder Gegenstromübersteuerη wird mittels eines Schalters 61 erreicht, der zwischen eine Spannungsteilerschaltung und-Bine Rückstellklemme des Flip-Flops 60 in Reihe geschaltet ist. Die Spannungsteilerschaltung umfaßt zwei Widerstände 62 und 63, die der Stromquelle 10 paralles geschaltet sind. Wenn der Schalter 6l geschlossen ist, wird an die Rückstellklemme des Flip-Flops 60 eine Spannung angelegt, die bewirkt, daß die Ausgangsgröße des Flip-Flops 60 auf eine logische 0 geht, wodurch die Bremsstromgrenze gehemmt bzw. gesperrt wird. Dies gestattet, daß der Traktionsmotor mit einem erhöhten Drehmoment gestartet wird, obwohl der Anker in einer zur gewünschten Richtung entgegengesetzten Richtung rotieren kann. Dies ist ein Zustand, der auftreten könnte, wenn das Elektrofahrzeug zu starten versucht wird, während es sich auf einer Rampe befindet. Das Flip-Flop 60 wird durch das Rückkopplungssignal von dem Schwellwertverstärker 57 bei der nächsten Gelegenheit eingestellt, wenn die prozentuale Einschaltzeit den vorbestimmten Wert erreicht.

Die vorstehend beschriebene Bremsabtastlogik arbeitet auf dem Prinzip, daß sie, wenn die Richtung des Stromflusses in einer Feldwicklung eines in der einen Richtung fahrenden Fahrzeuges umgekehrt wird, eine sehr kleine Einschaltzeit braucht, um eine Bremsstromgrenze zu erzeugen, üblicherweise wird in einer Motorschaltung, die keinen Bremshilfswiderstand verwendet, diese Zeit eine oder zwei Millisekunden aus jeweils einhundert Millisekunden im Anfangsabschnitt der Gegenstrombremsung oder 1 - 2 % Einschaltzeit sein. Die Einschaltzeit für die Gegenstrombremsung nimmt normalerweise graduell auf das Ende der Nutzbremsperiode von möglicherweise 5 - 8 % Einschaltzeit zu. Beim Vergleich des Ankerstromes mit der prozentualen Einschaltzeit für einen gegebenen Motor kann gezeigt werden, daß für eine kleine prozentuale Einschaltzeit ein großer Ankerstrom nicht entsteht, wenn der Anker nicht in einer Richtung umläuft, der zu der durch die Richtung de3 Feldstromes angezeigten entgegengesetzt ist. Darüber

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hinaus zieht der in Vorwärtsrichtung laufende Motor nicht sehr viel Strom unterhalb eines gewissen Bremsabtastwertes, typischerweise 12 - 15 % Einschaltzeit. Infolgedessen besteht ein signifikanter übergang in der prozentualen Einschaltzeit, wenn der Motor von einem bremsenden zu einem nichtbremsenden Zustand übergeht. Diese Grundlagen werden in der oben beschriebenen Bremsabtastlogik verwendet, um zu ermitteln, wann eine Gegenstrombremsung bzw. Nutzbremsung auftritt.

Im Betrieb wird bei geschlossenem Hauptschalter 12 Leistung zugeführt, damit der Anker 20 in einer von der Position des Richtungsschalters 14 abhängigen Richtung umläuft. In der gezeigten Position, in der die Schützspule 16 erregt ist, ist das Schütz Pl geschlossen und das Schütz P2 geöffnet, so daß der Strom durch die Feldwicklung 21 in einer Richtung von links nach rechts fließt, wodurch der Anker 20 in Vorwärtsrichtung rotiert. Die Steuerung der dem Anker 20 und der Feldwicklung 21 zugeführten Leistung erfolgt durch einen Leistungsschalter 22, der durch die Position des Potentiometers 28 in der gesteuerten Beschleunigungsschaltung 27 gesteuert wird. Unter normalen Betriebsbedingungen ist die Ausgangsgröße des AND-Gatters 50 eine logische 0 und verriegelt den ersten Eingangsanschluß des !Comparators 33 auf eine logische 1. Dadurch ist der Komparator 33 inaktiviert. Der Inverter %2 wandelt die logische 0 von dem AND-Gatter 50 um und führt der Diode ^3 aur Vorspannung in RüökwÄrfcsriehtung eine logische 1 zu, wodurch das Eingangssignal in die erste Eingangsklemme zum Komparator 32 durch den im Shunt 19 fließenden Ankerstrom ermittelt werden kann. In der speziellen in Figur !gezeigten Anordnung der Stroxnbegrenzungss ehalt ung 31 sind die Komparatoren derart ausgelegt _} daß die Spannung an der Kathode der Mode ίίΟ während der Gegenstroisbreiasung auf eine kleineiwSpannung begrenzt ist, als während normaler Betriebsbedingungen, Dies tritt deshalb auf, weil einleuchtenderweise die Spannung an 4er Kathode der Diode ^O auf die negativste Spannung von entweder dem Komparator 32 oder dem Komparator 33 anspricht und die

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Spannung auf dem Kondensator 33 demzufolge herabzieht. Die Spannung an der Kathode der Diode ^O bestimmt deshalb die Höhe, auf die der Kondensator 30 aufgeladen werden kann, und bestimmt somit die prozentuale Einschaltzeit des Leistungsschalters 22.

Während des normalen Betriebszustandes ist das Eingangssignal in dem Inverter 55 eine logische 0 und der Inverter 45 liefert ein Signal entsprechend einer logischen 1 in den ersten Eingangsanschluß des OR-Gatters 45 und weiterhin mittels der Verzögerungsschaltung 46 in die Dateneingangsklemme des Flip-Flops 48. Die logische 1 bewirkt, daß das Flip-Flop 48 einen Zustand annimmt, durch den am Ausgang eine logische 1 erzeugt und einer zweiten Eingangsklemrae des OR-Gatter 47 zugeführt wird. Wenn nun der Richtungsschalter 14 von einer Vorwärts- in eine Rückwärtsrichtung umgeschaltet wird, treten mehrere Dinge auf. Erstens gehen die Spannungen an den positiven Anschlüssen sowohl zu der Schützepule 16 als auch der Schützspule 18 auf einen Wert entsprechend einer logischen 0 oder auf das Fehlen einer angelegten Spanna_ng über. Diese logische 0 wird mittels der Dioden 51» 52 mit einer Eingangsklemme des AND-Gatters 55 und einer Eingang3klammer des AND-Gatters 50 in Verbindung gebracht, wodurch die Ausgangssignale aus beiden AND-Gattern auf eine logische 0 gezwungen werden, solange keine Spannung an eine der Schützspulen angelegt wird. Gleichzeitig wird das logische O-Signal durch den Inverter 54 invertiert und als eine logische 1 zur Ansteuerung des Transistors 56 angelegt, wodurch der Kondensator 30 kurzgeschlossen und das gesteuerte Beschleunigungssignal von der Eingangsklemme des Oszillators 25 weggenommen und der Leistungsschalter 22 geschlossen werden. Zweitens wird, wenn der Richtungsschalter 14 in seine umgekehrte Position und der Schutzspule 18 Leistung zugeführt wird, eine logische 1 am Eingang des Konverters 45 erzeugt, der eine logische 0 an die erste Eingangsklemme des Exklusiv-OR-Gatters 47 liefert.

Da das logische O-Signal zum Flip-Flop 48 durch die Verzögerungsschaltung 46 verzögert wird, haben die logischen Eingangssignale

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in das OR-Gatter 47 nun entgegengesetzte Polaritäten und die Ausgangsgröße des OR-Gatters 47 geht in eine logische 1 über. Da sich der Richtungsschalter 14 nicht mehr in der neutralen Position befindet, sind alle Eingangssignale in das logische Gatter 50 nun logische Einsen und ein einer logischen 1 entsprechendes Signal wird in die Strombegrenzungsschaltung 31 eingeführt, um eine Bremsstromgrenze in Funktion zu setzen. Wie bereits ausgeführt wurde, führt die Änderung der Logik eines der Bremsstrombegrenzungsschaltung 31 zugeführten Signales lediglich zu einer Änderung des steuernden Komparators, d.h. es wird nun der Komparator 33 verwendet, um den Spannungswert zu steuern, auf den der Kondensator 30 aufgeladen werden kann.

Die Brenisstromgrenze wird mittels des Schwellwertverstärkers aufrecht erhalten, solange die prozentuale Einschaltzeit unterhalb des Wertes von 12 - 15 % bleibt, d.h. die Ausgangsgröße des Verstärkers 57 ist eine logische 0 und hält die Ausgangsgröße des AND-Gatters 55 auf einer logischen 0, bis die prozentuale Einschaltzeit einen vorbestimmten Wert erreicht. Die Zeitverzögerungsschaltung 58 besitzt einen bekannten Aufbau, der für eine Verzögerung nur in der einen Richtung sorgt, d.h. wenn das Eingangssignal in eine logische 0 übergeht, geht das Ausgangssignal nahezu augenblicklich in eine logische 0 über, wenn dagegen das Eingangssignal in eine logische 1 übergeht, wird das der logischen 1 entsprechende Ausgangssignal für eine vorbestimmte Zeit verzögert. Solange also irgendeine der Eingangsgrößen in das AND-Gatter 55 eine logische 0 ist, ist das von der Zeitverzögerungsschaltung 58 dem Flip-Flop 48 zugeführte Signal eine logische 0 und verhindert eine Zustandsänderung des Flip-Flops 48, bis alle Eingangssignale in das AND-Gatter 55 zu einer logische»1 zurückgekehrt und die Zeitverzögerung 58 abgelaufen ist. Nachdem die prozentuale Eins ehaltzeit einen vorbestimmten Wert erreicht hat, sind alle Eingangssignale in das AND-Gatter 55 in ihren einer logischen 1 entsprechenden Zustand zurückgekehrt, und unter der Annahme, daß die Zeitverzögerung 58 nun abgelaufen ist, wird das Flip-Flop 48 ausgelöst und ändert die Zustände derart, daß die Ausgangsgröße des Flip-Flops 48 nun mit dem Ausgangssignal vom Inverter 45 übereinstimmt, wodurch die

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Ausgangsgröße des OR-Gatters 47 auf eine logische 0 gedrückt wird. Dieses letzte Signal drückt seinerseits die Ausgangsgröße des AND-Gatters 50 auf eine logische 0, wodurch die Bremsstromgrenze gehemmt und die Strombegrenzungsschaltung in ihren normalen Zustand zurückgeführt wird.

Wenn das Fahrzeug auf einer Rampe arbeitet, wo für normale Stromgrenzen gesorgt werden soll, um ein Zurückrollen auf der Rampe zu verhindern, ist es lediglich notwendig, den Schalter 61 zu schließen, um dadurch ein Rückstellsignal an das Flip-Flop 60 anzulegen, das die eingestellte Ausgangsgröße des Flip-Flops 60 auf eine logische 0 drückt und dadurch die Ausgangsgröße des AND-Gatters eine logische 0 wird, wodurch ein normales Strombegrenzungssignal geliefert wird. Der Schalter 6l kann ein Schlüsselschalter oder ein getrennter Druckknopfschalter sein, den der Fahrzeugfahrer nach Bedarf benutzen kann.

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Claims

Ansprüche

1. Jßremsregelungssystem für einen Gleichstrom-Traktionsmotor —' mit einer im Zeitverhältnis gesteuerten Schalteinrichtung zum Steuern des Motorstromes, gekennzeichnet durch Logikmittel (46-48), die auf ein einen Richtungsänderungsbefehl für den Motor (20, 21) darstellendes Signal ansprechen zum Einleiten eines Bremsstrombegrenzungssignales für wenigstens eine vorbestimmte Zeitperiode, und Hemmmittel (57)> die auf ein die prozentuale Einschaltzeit der Schalteinrichtung (22) darstellendes Signal ansprechen zum Verlängern der vorbestimmten Zeitperiode, bis die prozentuale Eins ehaltzeit ein vorbestimmtes Zeitverhältnis erreicht.

2. Regelungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß Mittel (6l)zum übersteuern der Logikmittel (46-48) vorgesehen sind zum Abschalten der Bremsstromgrenze.

3. Regelungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Logikmittel ein bistabiles Gedächtniselement (48) mit einem ersten und einem zweiten Eingangsanschluß und einem Ausgangsanschluß, ein Exklusiv-OR-Gat'ter (47) mit einem ersten und einem zweiten Eingangsanschluß und einem Ausgangsanschluß, wobei der erste Eingangsanschluß mit dem Ausgangsanschluß des Gedächtniselementes (48) und der zweite Eingangsanschluß derart verbunden sind, daß er ein den Richtungsänderungsbefehl (von 14) darstellendes Signal empfängt, und eine erste Zeitverzögerungsschaltung (46) umfassen, deren Eingangs ans chluß zur Aufnahme des den Richtungsänderungsbefehl darstellenden Signales verbunden ist und deren Ausgangsan3chluß mit dem ersten Eingangsanschluß des Gedächtni3elementes(48^verbunden ist, so daß das Gedächtniselement (48) in einem ersten Zustand für wenigsten einen Zeitraum bleibt, der der Zeitverzögerungsperiode der Zeitverzögerungsschaltung (46) entspricht.

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4. Regelungssystem nach Anspruch 3» dadurch g e . kennzeichnet , daß die Hemmanordnung einen Schwellwertverstärker (57) aufweist, der zur überwachung eines der prozentualen Einschaltzeit der Schalteinrichtung (22) proportionalen Signales verbunden ist und auf dieses anspricht zur Lieferung eines Einschaltsignales an das bistabile Gedächtniselement (48), wenn die prozentuale Einschaltzeit das vorgestimmte Zeitverhältnis erreicht.

5. Regelungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß ferner Mittel (12) zum Verbinden des Regelungssystem mit einer Gleichstromquelle (10), Leistungsschaltmittel (22), die zwischen dem Motor (20, 21) und der Quelle (10) in Reihe geschaltet sind zur Zeitverhältnisregelung der Leistung an den Motor, Beschleunigungsregelmittel (27)j die ein Signal an die Leistungsschalteinrichtung (22) liefern zur Steuerung der prozentualen Einschaltzeit der Leistungsschalteinrichtung (22), Richtungsschaltmittel (14), die zur Steuerung der Richtung des Stromflusses im Motor zur Steuerung der Antriebsrichtung des Motors verbunden sind, wobei die Logikmittel (46-48) mit den Richtungssehaltmittel (14) verbunden sind und auf eine Änderung ansprechen, um ein Bremsstrombegrenzungssignal für eine vorbestimmte minimale Zeitperiode zu liefern, und die Hemmanordnung (57) das Signal von der Beschleunigungssteueranordnung empfängt und darauf anspricht zur Lieferung eines Signales an die Logikmittel zur Verlängerung der vorbestimmten minimalen Zeitperiode, bis die prozentuale Einschaltzeit ein vorbestimmtes Zeitverhältnis erreicht, und zwei Werte aufweisende Strombegrenzungsmittel vorgesehen sind, die zur überwachung des Stromflusses im Motor verbunden sind und auf das Vorhandensein des Bremsstrombegrenzungssignales ansprechen zur Begrenzung des Motorstromes auf einen zweiten Wert.

6. Verfahren zum Abtasten der Nutzbremsung bzw. Gegenstrombremsung eines im Zeitverhältnis gesteuerten Gleichstrommotors, dadurch gekennzeichnet, daß ein

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Riehtungsänderungsbefehl abgetastet wird, daraufhin ein Nutz· bremssignal für eine vorbestimmte Zeitperiode erzeugt wird, die prozentuale Einschaltzeit der Schalteinrichtung abgetastet wird, ein Hemmsignal erzeugt wird,bis die prozentuale Einschaltzeit einen vorbestimmten Wert erreicht, und das Hemmsignal zugeführt wird zur Aufrechterhaltung des NutzbrenBsignales für die Dauer des Hemmsignale3.

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