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DE2806373A1 - Impulssteuerung fuer gleichstrommotoren - Google Patents

Impulssteuerung fuer gleichstrommotoren

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Publication number
DE2806373A1
DE2806373A1 DE19782806373 DE2806373A DE2806373A1 DE 2806373 A1 DE2806373 A1 DE 2806373A1 DE 19782806373 DE19782806373 DE 19782806373 DE 2806373 A DE2806373 A DE 2806373A DE 2806373 A1 DE2806373 A1 DE 2806373A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
conductive
regenerative braking
current
motor
circuit
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE19782806373
Other languages
English (en)
Inventor
John Morton
Stockport Romiley
Keith Drummond Stevens
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.)
Cableform Ltd
Original Assignee
Cableform Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from GB5853/77A external-priority patent/GB1595241A/en
Application filed by Cableform Ltd filed Critical Cableform Ltd
Publication of DE2806373A1 publication Critical patent/DE2806373A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L7/00Electrodynamic brake systems for vehicles in general
    • B60L7/003Dynamic electric braking by short circuiting the motor
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L7/00Electrodynamic brake systems for vehicles in general
    • B60L7/10Dynamic electric regenerative braking
    • B60L7/12Dynamic electric regenerative braking for vehicles propelled by DC motors
    • 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
    • H02P7/00Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors
    • H02P7/06Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual DC dynamo-electric motor by varying field or armature current
    • H02P7/18Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual DC dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power
    • H02P7/24Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual DC dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power using discharge tubes or semiconductor devices
    • H02P7/28Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual DC dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power using discharge tubes or semiconductor devices using semiconductor devices
    • H02P7/281Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual DC dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power using discharge tubes or semiconductor devices using semiconductor devices the DC motor being operated in four quadrants
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
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    • Y02T10/64Electric machine technologies in electromobility

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Stopping Of Electric Motors (AREA)
  • Control Of Direct Current Motors (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)

Description

PFENNING · MAAS · SEILER · MEINIG
PATENTANWÄLTE
BERLIN · MÜNCHEN ■ AUGSBURG
Patentanwälte · Kurfürstendamm 170 · D 1000 Berlin 15
Folio: 83013
J. Pfenning, Dipl.-Ing. - Berlin Dr. I. Maas, Dipl.-Chem. ■ München
H. Seiler, Dipl.-Ing. - Berlin
K. H. Meinig, Dipl.-Phys. ■ Berlin
J. M. Lemke, Dipl.-Ing. · Augsburg Dr. G. Spott, Dipl.-Chem. · München
BÜRO BERLIN: Kurfürstendamm 170 D 1000 Berlin 15
Telefon:
030-8812008/8812009
Telegrammadresse: Seilwehrpatent
Ihr Zeichen
Your reference
Ihre Nachricht vom Your letter of
Unser Zeichen Our reference
Pf/s chu
Berlin
Date
13. Februar 19
CABLEFORM LIMITED
Romiley, Stockport, Cheshire, England
Impulssteuerung für Gleichstrommotoren
809833/108S
.ir-
Die Erfindung bezieht sich auf eine Impulssteuerung für Gleichstrommotoren, und insbesondere auf solche, für Gleichstrommotoren mit Nutzbremsung.
Iirpulssteuerungen für Gleichstrommotoren sind weit verbreitet wegen ihrer geringen EnergieVerluste und ihrer weichen Arbeitscharakteristik in Vergleich mit Steuerunge die mit Widerstandsschaltern, wie Schützen und dergleiche: arbeiten. Wachsendes Interesse besteht für die Verwendung und damit für die Steuerung von Gleichstrommotoren mit Nutzbremsung angesichts der Tatsache, daß in steigendem Maße batteriegetriebene elektrische Fahrzeuge Anwendung finden, für die Gleichstrommotoren besonders geeignet sind.
Das System der Nutzbremsung bei Gleichstrommotoren, das bisher vorgeschlagen wurde, ist bei seiner Anwendung nicht befriedigend, da die Nutzbremsung nicht weich genug ist, und/oder die Steuersysteme sind ausschließlich für besondere Motoren geeignet, auf die sie bezüglich ihrer Charakteristik genau zugeschnitten sein müssen. So macht beispielsweise eine frühere, auf die Anmelderin zurückgehende STeuerung eine sorgfältige Beachtung einer umfangreichen Liste von Installationsvorschriften erforderlich, wenn ein einwandfreier Betrieb erreicht
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~2T-
werden soll, im Gegensatz zu den einfachen Installationsmaßnahmen, die für Steuerungen erforderlich sind, bei denen eine Nutzbremsung nicht vorgesehen ist.
Bekannte Impulssteuerungen besitzen einen elektronischen Schalter, beispielsweise einen Thyristor, der die Verknüpfung des Motors mit der Energiequelle, beispielsweise einer Batterie, steuert. Während normaler Motorerregung wird der elektronische Schalter zyklisch ein- und ausgeschaltet, und das Verhältnis dieser Ein- und Ausschaltperioden wird gesteuert zur Einstellung der dem Motor zugeführten Energie. Bei bekannten Nutzbrerns-Systemen wird der elektronische Schalter verwendet zur Steuerung der Aufladung der Energiequelle durch den als Generator wirkenden Motor, wobei die Verbindungen zwischen Motor und Batterie derart ausgebildet sind, daß während der Nutzbremsung Strom von dem Motor durch die Batterie gegeben wird. Der elektronische Schalter wird während der Nutzbremsung zyklisch ein- und ausgeschaltet, um zu verhindern, daß der Motorstrom zu tief absinkt oder zu hoch ansteigt. Der Minimumstrom muß begrenzt werden, um zu verhindern, daß das Nutzbremssystem unwirksam wird wegen unzureichender Spannungserzeugung und der Maximumstrom muß ebenfalls begrenzt werden, um eine Beschädigung des Systems und extrem starke Bremsungen zu vermeiden. - 3 -
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Frühar vorgeschlagene tfutzbremssysteme machten Schaltungen zum Setzen vorbestimmter Grenzen für den Maximtun- und den Minimumstrom einerseits und zur Steuerung des elektronischen Schalters anderersexts erforderlich, um den Strom innerhalb dieser Grenzen zu halten. Während die Schaltung zur Begrenzung des Maximumstromes üblicherweise dem Schutz des Systems während normaler Motorerregung dient und während der Nutzbremsung verwendbar ist, war bisher eine zusätzliche Schaltung erforderlich zur Begrenzung des Minimumstromes, Außerdem wurde es als erforderlich angesehen, die zusätzliche Schaltung sorgfältig auszulegen, um sie an die Charakteristik des Motors anzupassen, für den sie verwendet wurde.
Aufgabe der Erfindung ist es, diese vorgenannten Probleme auszuräumen.
Die heute in Benutzung befindlichen Impulssteuersysteme können in drei Klassen hinsichtlich ihrer Arbeitsweise während üblicher Motorerregung eingeteilt werden. Bei allen drei Systemklassen wird der Motor mit der Energiequelle für eine Zeit ti verbunden und von der Energiequelle für eine Zeit t2 getrennt. Bei der ersten Klasse ist der Wert ti konstant, während der Wert t2 sich ändert;
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hierbei handelt es sich um eine veränderliche Frequenzsteuerung. Bei der zweiten Klasse ist der Wert ti + t2 konstant und die Werte ti und t2 sind veränderlich; hier handelt es sich um eine Steuerung mit veränderlicher Pulsbreite und konstanter Frequenz. Bei der dritten Klasse sind sowohl die Frequenz als auch die Pulsbreite veränderbar.
Die Anmelderin hat gefunden, daß bei Verwendung der dritten Klasse sowohl die normale Erregung des Motors als auch die Nutzbremsung durch ein und dieselbe Schaltung steuerbar ist, so daß der bisher erforderliche komplizierte Aufbau und kostenmäßiger Aufwand entfallen.
Bei der erfindungsgemäßen Impulssteuerung der Erregung und der Nutzbremsung von Gleichstrommotoren sind ein elektronischer Schalter zur Verknüpfung des Motors mit einer Energiequelle während der Motorerregung und zur Steuerung des Motorstromes während der Nutzbremsung, Mittel zur alternierenden Umschaltung des elektronischen Schalters in leitenden und nichtleitenden Zustand und Mittel zur Steuerung des Verhältnisses der leitenden zu den nichtleitenden Perioden zur Beeinflussung des Motorstromes während der Nutzbremsung vorgesehen, wobei die leitenden und nichtleitenden Perioden derart mitein-
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ander in Beziehung stehen, daß ungeachtet des Verhältnisses zwischen den Perioden der elektronische Schalter zwischen seinen leitenden und nichtleitenden Zuständen mit einem Takt wechselt, der ausreicht zur automatischen Aufrechterhaltung des Motorstromes innerhalb bestimmter maximaler und minimaler Grenzen.
Vorzugsweise sind die leitenden und die nichtleitenden Perioden so miteinander in Beziehung gesetzt, daß die Pulsation des riotorstromes praktisch konstant ist für sämtliche Drehmomente und Geschwindigkeiten. Vorzugsweise wird der elektronische Schalter durch Impulse gesteuert mit einem Ein-Ausschalt-Verhältnis, bei dem der Wert ti t2/tl + t2 konstant ist, wobei der Schalter im Zeitpunkt Null eingeschaltet im Zeitpunkt ti ausgeschaltet und im Zeitpunkt ti + t2 wieder eingeschaltet wird.
Im Gegensatz zu den bekannten Systemen, bei denen die oberen und unteren Stromgrenzen während der Nutzbremsung gesetzt wurden durch besondere Mittel zusätzlich zu den Mitteln zur Erreichung der leitenden und nichtleitenden Zustände des elektronischen Schalters während der Motorerregung, sind bei der vorliegenden Erfindung derartige
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zusätzliche Mittel nicht erforderlich, so daß sich eine Schaltung ergibt, die in hohem Grade vereinfacht ist.
Die Erfindung bezieht sich auch auf ein Verfahren zur Steuerung der Nutzbremsung eines Gleichstrommotors, bei dem ein der Steuerung des Nutzbremsstromes dienender elektronischer Schalter abwechselnd in leitenden und nichtleitenden Zustand versetzt wird, wobei die leitenden und nichtleitenden Zustände derart miteinander in Beziehung stehen, daß der Schalter zwischen seinen leitenden und seinen nichtleitenden Zuständen in einem Takt wechselt, der ausreicht zur automatischen Aufrechterhaltung des Motorstromes innerhalb bestimmter maximaler und minimaler Grenzen.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist eine Impulssteuerung der Erregung und der Nutzbremsung eines Gleichstrommotors vorgesehen, die besteht aus einem elektronischen Schalter, aus Mitteln zum Anschluß eines Motors an eine Gleichstromquelle in einer ersten Art bei Erregung des Motors und in einer zweiten Art bei der Nutzbremsung, und aus einem Impulsgenerator zur Erzeugung einer Impulskette zur Steuerung des elektronisch« Schalters, wobei das Ein-Aus-Verhältnis der Impulskette zwischen maximalen und minimalen Werten steuerbar ist zur
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Bestimmung des Programms des elektronischen Schalters, und wobei die maximalen und minimalen Nutzbremsströme bestimmt werden durch die Perioden, in denen die Impulskette den Schalter leitend und nichtleitend erhält, wobei diese Perioden ausschließlich bestimmt werden durch das vorbestimmte Ein-Aus-Verhältnis der Impulskette.
Bei Nutzbremssystemen ist es bekannt, daß verhindert werden muß, daß die während der Nutzbremsung erzeugte Spannung die Spannung der Energiequelle übersteigt, um eine Rückwirkung auf die Nutzbremsung zu unterbinden. Dieser Bedingung wird genügt durch eine Sperrdiode ("plugging"), die normalerweise parallel zum Motorläufer liegt und in den leitenden Zustand versetzt wird, wenn die Spannung der Energiequelle überschritten wird durch die während der Nutzbremsung am Läufer erzeugte Spannung. Es fließt dann ein Strom durch die Diode, jedoch fließt ein Teil dieses Stromes über die Motorwicklung und steigert hierbei die erzeugte Spannung. Auf diese Weise besteht
als
eine unstabile Bedingung, die Steigerung der bei der Nutzbremsung erzielten Spannung außer Kontrolle gerät.
Um dieses Problem zu überwinden, ist vorgeschlagen worden, die erzeugte Spannung abzutasten und den Nutzbremsstrom
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immer dann zu begrenzen, wenn die abgetastete Spannung eie bestimmte obere Grenze erreicht. Dies befriedigt solange, als die Spannung der Energiequelle praktisch konstant gehalten ist, da die Grenze unmittelbar unter dieser konstanten Spannung gesetzt werden kann; wenn jedoch die Energiequelle eine Batterie ist, beispielsweise für einen Gabelstapler, kann die Batteriespannung bis auf 50% abfallen, bevor die Impulssteuerung ausfällt. Die vorbestimmte Grenze hat diese Möglichkeit des Abfalles der Batteriespannung zu berücksichtigen, und der mögliche Nutzen der Nutzbremsung geht im wesentlichen verloren bei einer Bremsung mit niedriger Geschwindigkeit, wenn die Grenze sehr schnell erreicht wird. Erfindungsgemäß sind Mittel zum Vergleich der an der Energiequelle herrschenden Spannung mit der während der Nutzbremsung am Läufer erzeugten Spannung und Mittel zur Steuerung des Nutzbremsstromes vorgesehen, um die erzeugte Spannung am Läufer unter der Spannung der Energiequelle, d.h. der Batterie, zu halten.
Vorzugsweise wird die Spannung parallel zur Sperrdiode abgetastet nnd der Nutzbremsstrom wird gesteuert, um zu verhindern, daß die abgetastete Spannung unterhalb eines bestimmten Wertes abfällt.
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US ist allgemein bekannt, daß eine vollgeladene elektrische Batterie beschädigt wird, wenn ihr ein Strom in Aufladerichtung zugeführt wird. Urr. dies zu verhindern, sind erfindungsgemäß Mittel zur Abtastung der Batteriespannung und Mittel zur Verhinderung einer Nutzbremsung vorgesehen, wenn die abgetastete Batteriespannung anzeigt, daß die Batterie in vollem Umfange geladen ist.
Wenn ein Elektromotor einer Nutzbremsung unter Einwirkung einer Impulssteuerung unterzogen wird, fällt die Motorgeschwindigkeit und gegebenenfalls bleibt der elektronisch Schalter in seiner leitenden Stellung, Wenn dies geschieht wird der liotor entweder stillgesetzt oder bewegt sich nur sehr langsam, und bei den üblichen Systemen ist es notwendig für den Bedienungsmann der Steuerung bis zur Stillsetzung des Motors zu warten und dann die Steuerung in die normale Erregungsstellung zu schalten, bevor die Erregung fortgesetzt wird. Erfindungsgemäß sind Mittel vorgesehen zur Überwachung der Dauer der Perioden, in denen der elektronische Schalter während der Nutzbremsung in seiner leitenden Stellung verbleibt, und Mittel angeordnet zur automatischen Schaltung der STeuerung in die Erregungsstellung, wenn die Dauer einer dieser Perioden einen vorbestimmten Wert übersteigt.
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- κτ-
Die Mittel zur Überwachung können aus einem Zeitglied bestehen, das durch die vorderen und rückwärtigen Ränder der Ein-Impulse gesetzt und rückgesetzt wird, die derri elektronischen Schalter durch einen Impulsgenerator zugeführt werden.
Vorzugsweise wird die Steuerung in Tätigkeit gesetzt in Abhängigkeit von der Betätigung eines einzelnen Hebels, der Vorwärts- und Rückwärtskontakte besitzt und auch die Steuerung in die Nutzbremsstellung schaltet, wenn der Schalthebel durch die Mittelstellung bewegt wird, um die Kontakte umzukehren. Am Ende der Nutzbremsung oder nach einer Verzögerung, die anzeigt, daß die Nutzbremsung nicht stattgefunden hat, wird die Steuerung automatisch in die ErregungsStellung geschaltet, und der Motor wird entgegengesetzt zu der ursprünglichen Drehrichtung angetrieben ,
Wenn bei einem Nutzbremssystem der Versuch gemacht wird, eine Nutzbremsung durch Schaltung auf die Nutzbremsstellunc zu erreichen, muß der Motorstrom einen minimalen Wert besitzen, bevor die Nutzbremsung erfolgen kann. Der Strom kann aber nur steigen während der Perioden, in denen der elektronische Schalter sich in leitendem Zustand befindet,
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und daher wird, wenn bei alternierend sich schließendem und öffnendem elektronischen Schalter von dem Moment, an dem die Steuerung auf die Nutzbremsstellung geschalte wird, der Start der Nutzbremsung verzögert, und Energie geht verloren bei der Periode des Stromaufbaus. Wenn die Motorgeschwindigkeit niedrig ist, kann der für die Nutzbremsung erforderliche notwendige Strom niemals erreicht werden, und es kann sich ein Energieverlust im Netz ergeben aufgrund der Schaltung der STeuerung auf die Nutzbremsstellung,
Daher sind erfindungsgemäß Mittel vorgesehen, um den elektronischen Schalter in seinem leitenden Zustand für eine Zeit zu halten, die an die Einschaltung der Steuerung in die Nutzbremsstellung anschließt, wodurch sich fortlaufend durch den Gleichstrommotor ein Strom aufbaut solange, bis er für die Nutzbremsung ausreichend ist.
Die beiliegenden Zeichnungen zeigen beispielsweise Ausführungsformen der Erfindung, und es bedeutet:
Fig. 1 Diagramm der Impulssteuerung eines Gleichstrom-Serien-Fahrmotors,
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Fig. 2A
bis 2C Wellenformen des Motorstromes bei
normaler Erregung,
Fig. 3
bis 5 Einzelheiten der schematisch in Fig.
dargestellten Steuerschaltung,
Fig. 6 Wellenformen des Motorstromes während der Nutzbremsung,
Fig. 7
und 8 Anwendung der Impulssteuerung bei einen
Verbundmotor.
Die Fig. 1 zeigt einen Gleichstrom-Serienmotor mit einem Läufer 1 und einer Feldwicklung 2 parallel zu einer B atteι 3 in Reihe mit Leitungskontakten 4, einem elektronischen Schalter 5 und einem Stromdetektor 6. Vorwärts- und Rückwärts-Kontakte 7, 8 steuern die Verbindung der Feldwicklung 2 in Reihe mit dem Läufer 1«,
Der elektronische Schalter 5 kann aus Thyristoren bestehen die in üblicher Weise angeordnet sind. Derartige Schalter sind bekannt und können zur Steuerung des Motorstromes zyklisch ein- und ausgeschaltet werden.
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Eine Sperrdiode 9 liegt parallel zum Läufer 1 und eine Schwingdiode 10 (flywheel) liegt parallel zum Läufer 1 und zur Feldwicklung 2. Mit der vorbeschriebenen Schaltung kann der Motor in jeder Drehrichtung erregt werden.
Eine weitere Diode 11 ist vorgesehen für die Nutzbremsung des Motors. Bei sich drehendem Motor sind die Kontakte
4 geöffnet und der Schalter 5 ist geschlossen; der Motor wirkt als Generator und in der Leitung des Läufers 1, des Feldes 2, des Schalters 5, des Detektors 6 und der Diode 11 baut sich ein Strom auf. Wenn die Spannung des Läufers die Batteriespannung übersteigt, kann der Schalter
5 geöffnet werden und Strom fließt durch die Batterie 3 über die Dioden 10 und 11. Auf diese Weise erfolgt die Nutzbremsung, und durch sorgfältige Steuerung des Schalter! 5 können Stromimpulse solange durch die Batterie gegeben werden, wie die Spannung des Läufers oberhalb der Batteriespannung liegt.
Zu Beginn der Nutzbremsung ist es erforderlich, daß der STrom der Feldwicklung so ist, daß eine ausreichend hohe Spannung erzeugt wird, um die Dioden 11 und den Schalter in die leitende Stellung zu überführen. Wenn dies geschehen ist, erregt sich der Motor selbst.
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Damit die Nutzbremsung beginnen kann, ist ein Schalter 12 in Reihe mit einem Widerstand 13 vorgesehen und später beschriebene Mittel sind angeordnet, um den Schalter 12 während einer Zeit zu schließen, die für die Einleitung der Selbsterregung ausreicht.
Der Schalter 5 wird gesteuert durch Impulse aus einem als Torschaltung ausgebildeten Zündkreis 14. Die Impulse haben ein Ein-Aus-Verhältnis, das proportional ist zu einem Stromsignal aus einem Strom-Generator-Kreis 15. Ein bistabiler Kreis 16 schaltet den Stromgenerator, um entweder ein normales AntriebsStromsignal oder ein Nutzbremsstromsignal zu liefern, wie später beschrieben wird.
Wenn der Motor angetrieben werden soll, wählt das Bedienungspersonal die Vorwärts- oder Rückwärtsrichtung mit einem die Kontakte 7, 8 steuernden Schalter 17 und betätigt ein Fußpedal 18, das ein Stromabfragesignal auf einen Komparator 19 gibt. Ein weiterer Komparator 20 gibt ein Bezugssignal auf den Komparator 19 aus einer Bezugsquelle 21, wenn nicht ein von dem Detektor 6 gegebenes Eingangssignal an den Komparator 20 stärker ist als das Bezugssignal. Im letzteren Falle wird das Eingangssignal vom Detektor 6 auf den Komparator 19 - 15 -
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gegeben. Der Komparator 19 gibt das größere seiner beiden Eingangssignale auf den Strom-Generator-Kreis 15, der seinerseits einen Strom, der umgekehrt proportional zu seinem Eingangssignal ist, auf den Zündkreis 14 gibt. Je größer die Stärke des Eingangssignales zu dem Strom-Generator 15, desto niedriger ist das Ein-Aus-Verhältnis der durch den Zündkreis 14 gegebenen Impulse.
Aus dem Vorstehenden ergibt sich, daß das Bezugssignal ein maximales Ein-Aus-Verhältnis setzt und das Signal von dem Detektor 6 reduziert proportional dieses Maximum, wenn der Strom durch den Detektor 6 die vorbestimmte, durch das Bezugssignal gesetzte Grenze überschreitet.
Wenn die Nutzbremsung des Motors erfolgen soll, wird der Schalter 17 umgekehrt und das erste Pedal 18 niedergedrückt. Hierdurch erfolgt eine Umkehrung der Kontakte 7,8 und eine öffnung der Kontakte 4 und des bistabilen Schaltkreises 16. Der bistabile Kreis 16 schaltet dann den Stromgenerator 15 auf seinen Nutzbrems-Betrieb und erregt einen Startkreis 22, der den Schalter 12 öffnet. Der Strom-Generator-Kreis ist so ausgelegt, daß er den Schalter 5 für eine an die Steuerung des Nutzbrems-Betriebszustandes anschließende Periode schließt.
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Hierdurch wird sichergestellt, daß der Motorstrom sich kontinuierlich in einem Grad aufbaut, der allein abhängig ist von der Motorgeschwindigkeit, und unter der Voraussetzung, daß die Motorgeschwindigkeit hoch genug ist, wird verhindert, daß der Schalter 5 geöffnet wird, bis eine Stromgröße erreicht ist, die zur Nutzbremsung ausreicht.
Wenn die Bedingung für die Nutzbremsung erreicht ist, fällt die Motordrehzahl ab, wenn Stromimpulse auf die Batterie gegeben werden. Gegebenenfalls wird die Motordrehzahl so niedrig, daß die erzeugte Spannung nicht ausreichend ist, Strom auf die Batterie zu geben. Der Schalter 5 wird dann kontinuierlich gehalten. Diese Bedingung wird durch einen Kreis 23 abgetastet, der automatisch den bistabilen Kreis 16 in die normale Antriebsbedingung sehaltet,nachdem der Schalter 5 kontinuierlich während einer bestimmten Zeitperiode gehalten ist.
Während der Nutzbremsung ist der Schalter 4 geöffnet. Wenn die durch den Läufer 1 erzeugte Spannung die Batterie spannung übersteigt, wird die Diode 9 vorwärts vorgespannt. Ein hoher Strom fließt dann durch die Diode 9, und ein geringer, jedoch nicht unbedeutender Strom fließt durch die Feldwicklung 2. Der Strom der Feldwi-cklung er- - 17 -
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höht die erzeugte Spannung und erhöht damit weiter den Strom in der Feldwicklung, und es ergibt sich eine unstabile Bedingung.
Wenn dies geschieht, vergleicht ein Überspannungs-Detektor 24 die Batteriespannung mit der erzeugten Spannung durch Abtastung der Spannung an der Diode Der Kreis 2i gibt ein Eingangssignal an den Stromgenerato 35, wenn die Spannung an der Diode 9 unter einen bestimmten Wert, beispielsweise 10 Volt, fällt. Dieses Eingangssignal bewirkt eine Senkung der maximalen Grenze des Bremsstromes, um die maximale erzeugte Spannung zu reduzieren.
Während der Nutzbremsung darf der Motorstrom eine obere Grenze nicht überschreiten, um eine Beschädigung des elektrischen Systems und eine überaus große Bremsung zu verhindern. Der Motorstrom darf auch nicht unter eine untere Grenze fallen, um zu verhindern, daß das Wutzbremssystem aufgrund unzureichender· Spannungserzeugung unwirksam wird. Der ilotorstrom kann innerhalb dieser Grenzen gehalten werden durch sorgfältige Steuerung des Ein-Aus-Verhältnisses und der Frequenz der auf den Schalter 5 gegebenen Impulse.
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In Fig. 2 sind drei einander ähnliche Kurven gezeigt, um darzutun, in welcher Weise der ilotorstrom gesteuert wird. Die Kurven zeigen die Stromänderung in der Zeit für drei verschiedene Ein-Aus-Verhältnisse bei dem gleichen Haupt-Motorstrom. Das Ein-Aus-Verhältnis wächst von Fig. 2A zur Fig. 2B und weiter zur Fig,2C. In jedem FAlIe wird der Schalter 5 gemäß Fig. 1 zum Zeitpunkt Null eingeschaltet, zum Zeitpunkt ti ausgeschaltet und zum Zeitpunkt ti + t2 wieder eingeschaltet. Die Frequenz der gezeigten Wellenformen ist am größten bei dem mittleren Ein-Aus-Verhältnis gemäß Fig. 2B,
Dia gezeigten Wellenformen haben eine konstante Pulsation und können erhalten werden durch Steuerung der auf den Schalter gegebenen Impulskette derart, daß der Wert ti t2/(tl+t2) konstant ist. Die Fig. 2 dient lediglich zur Darstellung der Variationen der Wellenformen. Eine Wellenform konstanter Pulsation wurde früher benutzt, um Fehlfunktionen des Stromkreises zu vermeiden, die eintreten können, wenn große Änderungen der Pulsation zugelassen werden.
Wenn das Bedienungspersonal das erste Beschleunigungspeaal 18 betätigt, erhöht sich das Ein-Aus-Verhältnis von einem vorbestimmten minimalen Wert in Übereinstimmung mit der
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vorgenannten Formel, und der Motorstrom steigt an. Das Ausgangssignal des Pedals 18 wird unmittelbar auf den Stromgeneratorkreis 15 gegeben, wenn es nicht modifiziert wird durch das Ausgangssignal des !Comparators 20.
Anhand von Fig. 3, 4 und 5 wird der Antriebs- und Nutzbrems steuerkreis im einzelnen erläutert . Der linksseitige Teil der Fig. 3 ist mit Fig. 4 zu verbinden und die Unterseite der Fig. 4 mit Fig. 5,
In Fig. 3 entsprechen die Klemmen 25 und 26 dem Ausgangsund dem Eingangssignal des Zündkreises 14 der Fig. 1. Das Signal der Klemme 25 wird gesteuert durch den Zustand des Transistors 27, Ein dem gewünschten Ein-Aus-Verhältnis proportionaler Strom wird kontinuierlich von der Klemme 26 abgenommen, und ein Kondensator 28 lädt sich proportiona zu dem abgenommenen Strom auf. WEnn der Kondensator 2 8 bis zu einer vorbestimmten Spannung aufgeladen ist, überführt der Transistor 29 einen Transistor 30 in den nichtleitenden Zustand. Der Transistor 31 wird dann leitend und führt einen Transistor 27 ebenfalls in den leitenden Zustand. Wenn der Transistor 27 leitend ist, wird der Kollektor-Stromkreis des Transistors 2? unwirksam, und der Kondensator 28 entlädt sich durch die Basis-Emitter-Verbindung des Transistors 29. Je größer der von
2Q
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der Klemme 26 abgenommene Strom ist, desto kleiner ist der Grad der Entladung. Wenn sich somit die Länge der Ein-Periode erhöht, verringert sich die Länge der AusPeriode, Hierdurch wird das gewünschte Ein-Aus-Verhältnis erreicht, bei dem der Wert ti t2/(tl+t2) konstant ist.
Die Kollektoren der drei Transistoren 32, 33 und 34 sind mit der Klemme 26 verbunden, und diese drei Transistoren steuern den von der Klemme 26 abgenommenen Strom, ausgenommen während der Nutzbremsung. Der Transistor 32 bewirkt eine Steuerung während der Nicht-Nutzbremsung, der Transistor 33 steuert den Antrieb bei niedriger Geschwindigkeit, und der Transistor 34steuert den Antrieb bei hoher Geschwindigkeit. Der abgenommene Strom hängt ab von der Stellung des Abgriffes eines durch das Fußpedal gesteuerten Potentiometers 35.
Der Motorstrom-Detektor 6 gemäß Fig. 1 erzeugt ein Signal an dem Eingang 36. Dieses Signal wird auf die Basis eines Transistors 37 eines Paares von symmetrischen Transistoren 37, 38 gegeben, wie Fig. 4 zeigt. Die Transistoren 37, 38 sind in einem Gehäuse angeordnet, so daß ihre Charakteristiken die gleichen bleiben, wenn die Transistoren Temperaturschwankungen unterworfen sind.
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Die Emitter des Paares 37, 38 sind miteinander verbunden und über einen Widerstand 39 an die negative Leitung angeschlossen.
Die Vorspannung der Transistoren 37, 38 ist derart, daß der Transistor 37 leitend ist, wenn kein Strom durch den Detektor 6 gemäß Fig. 1 fließt, d.h., wenn der Schalter 5 geöffnet ist. Wenn Strom durch den Detektor 6 fließt, steigt die Spannung an der Basis des Transistors 37 an, und wenn der Strom hoch genug ist, wird der Transistor 37 nichtleitend. Der für die Überführung des Transistors 20 in den nichtleitenden Zustand erforderliche Strom hängt ab von der Spannung, die über die Widerstände 40, 41 an der Basis des Transistors 38 anliegt, da je größer die Vorwärts-Vorspannung an der Basis-Emitter-Verbindung des Transistors 38 ist, die Spannung um so positiver ist, die auf den Emitter des Transistors 37 gegeben ist. Die auf die Basis des Transistors 38 gegebene Spannung entspricht somit dem durch die Quelle 21 gemäß Fig. 1 erzeugten Bezugssignal.
Wenn der Transistor 37 beginnt nichtleitend zu werden, steigt die Spannung an seinem Kollektor an, und diese Kollektorspannung wird auf den Transistor 42 gegeben, der beginnt leitend zu werden.
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Auf diese Weise liegt an den Klemmen 43 ain auf den Detektorstrom bezogener Stromkreis an.
Das durch das Pedal-Potentiometer 35 erzeugte Abfragesignal gemäß Fig. 3 wird normalerweise über die Dioden 44 auf die Basisklemmen der Steuertransistoren für den Antrieb gegeben. Wenn jedoch die Pedaleinstellung derart ist, daß das Abfragesignal positiver ist als das Detektor-Strom-Signal an den Klemmen 43, werden die Dioden 45 leitend und die Dioden 44 nichtleitend. Hierdurch wird das Abfragesignal modifiziert.
Die zwischen den Transistoren 29 und 34 der Fig. 3 liegende Schaltung ist eine übliche Feld-Schwach ungsschaltung, durch die die Motorcharakteristik modifiziert wird, um eine höhere Spitzengeschwindigkeit zu erreichen. Eine solche Schaltung ist sehr bekannt und daher im einzelnen nicht näher beschrieben.
In der Fig. 5 ist ein Vorwärts-Rückwärtsschalter 46 gezeigt, der dem Schalter 17 der Fig. 1 entspricht. Der Schalter 46 kann betätigt werden, daß er entweder die Spule 47 erregt, um die Kontakte 7 zu betätigen und einen Antrieb in Vorwärtsrichtung zu erzielen, oder um eine Spule 48 zu betätigen, um die Kontakte 8 zu bewegen und - 23 -
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eine η Antrieb in umgekehrter Richtung zu erzielen. Bevor der Antrieb beginnen kann, muß ein Ein-Ausschalter 49 durch das Fußpedal 18 gemäß Fig. 1 betätigt werden.
Beim Start aus der Ruhe wählt das Bedienungspersonal den Vorwärts- oder Rückwärtsantrieb mit dem Schalter Strom fließt dann über die Spule 47 oder 48, die Diode 50 und den Widerstand 51,um einen Kondensator 52 aufzuladen. Ein Kondensator 53 wird auch über den Widerstand 54 aufgeladen. Der Transistor 55 und die Transistorkette 56, 57 und 5 8 werden in die leitende Stellung überführt. Strom wird dann über die Klemme 59 abgenommen, um eine nicht dargestellte Spule zu erregen, die die Kontakte 4 gemäß Fig. 1 schließt. Der Antrieb kann dann beginnen.
Wenn der Motor umläuft, und wenn eine Nutzbremsung durchgeführt werden soll, wird der Schalter 46 umgekehrt, während das Fußpedal niedergehalten wird. Die Dioden 60, 61, von denen die eine leitend ist, wenn beide Schalter 49 und 46 geschlossen sind, werden momentan freigegeben, wenn der Schalter 46 durch seine Mittelposition hindurchgeht. Strom fließt über die Klemme gemäß Fig, 5, die Klemme 63 gemäß Fig. 4, die Zener-Diode 64, die Klemme 65 und die Klemme 66 gemäß Fig. 5, um den - 24 -
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Transistor 6 7 in die leitende und den Transistor 57 in die nichtleitende Stellung zu bringen. Die Transistoren 57, 67 wirken somit als bistabiles Glied und entsprechen dem Kreis 16 der Fig. 1.
Bei nichtleitendem Transistor 57 wird die nicht dargestellte, mit der Klemme 59 verbundene Kontaktgeber-Spule entregt, und der Schalter 4 gemäß Fig. 1 geöffnet. Wenn der Transistor 6 7 leitend wird, wird ein Transistor 6 8 nichtleitend, und die Transistorkette 69, 70 und 71 des Startkreises wird leitend. Strom fließt dann durch einen Spannungsteiler in den Basiskreis eines Hochleistungs-Transistors 72. Der Transistor 72 entspricht dem Schalter 12 der Fig. 1, und bei leitendem Transistor 71 kann der Bremsstrom in dem Motor aufgebaut.werden. Der Transistor 71 wird nach einer vorbestimmten Zeit, beispielsweise 200 ms in den nichtleitenden Zustand überführt mittels eines Kondensators 73, der sich so weit auflädt, daß er einen Transistor 74 und damit die Transistorkette 69, 70 und ■ 71 in den nichtleitenden Zustand bringt. Der Transistor 71 wird mit zeitlicher Verzögerung in den nichtleitenden Zustand gebracht, und der Motor erregt sich selbst.
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Bei leitendem Transistor 67 fließt Strom über die Klemme 75 gemäß Fig. 5 zur Klemme 76 gemäß Fig. 4, um das Transistor-Paar 77 in leitenden Zustand und damit die Antriebs-Steuer-Transistoren 32, 33 und 34 gemäß Fg. 5 in den nichtleitenden Zustand zu bringen. Während der Nutzbremsung wird durch den Transistor 78 gemäß Fig. 4 das Stromsignal auf die Klemme 26 gemäß Fig. 3 gegeben. Das Bremsstrom-Abfragesignal erscheint an der Klemme 79, und dieses Signal wird u rsprünglich bestimmt durch einen durch die Widerstände 80, 81 und 82 gebildeteji Spannungsteiler. Das Signal wird in dem Transistor 83 verglichen mit dem Stromsignal an der Klemme 43, das abhängt von dem Strom durch den Detektor 6 gemäß Fig. Wenn das Fußpedal niedergedrückt wird, führt das an dem Abgriff des Potentiometers 35 erscheinende Signal Strom durch den Transistor 84 gemäß Fig. 3. Hierdurch wird das Abfragesignal an der Klemme 79 negativer, d.h. die Stromabfrage wird erhöht.
Beim Start der Nutzbremsung wird der Stromaufbau verzögert, wenn der Zündkreis unmittelbar in Tätigkeit tritt um das ausgewählte Ein-Aus-Verhältnis an den Schalter 5 zu liefern. Um dies zu verhindern, ist ein Transistor
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gemäß Fig. 4 vorgesehen, der in den nichtleitenden Zustand überführt wird durch ein von dem Transistor 55 gemäß Fig. 5 über die Klemme 87 an der Klemme 86 anliegenden Signal. Der Transistor 85 wird nichtleitend, wenn der Schalter 46 ausgeschaltet wird und ein Kondensator 88 aufgeladen wird. Eine Diode 89 und ein Widerstand 90 koppeln die Kondensatorspannung derart mit der Klemme 25, daß der Schalter 5 gemäß Fig. 1 während einer Zeitdauer bis zu 100 ms in Abhängigkeit von der Ladungsrate des Kondensators 88 gehalten wird. Nach dieser Zeit ist die Ladung des Kondensators 88 so, daß der Transistor 91 leitend wird, der seinerseits den Transistor 78 in den leitenden Zustand überführt. Die Nutzbremsung ist dann gesteuert durch den Strom von dem Transistor 78.
Am Ende der Nutzbremsung ist die Geschwindigkeit des Motors so niedrig, daß der Schalter 5 kontinuierlich geschlossen bleibt, so daß die erforderliche Kommutierung nicht erfolgen kann. Wenn dies geschieht, wird ein Transistor kontinuierlich in nichtleitender Stellung gehalten durch das auf den Schalter 5 gemäß Fig. 1 gegebene Signal, das dem Transistor 92 über die Klemmen 25 und 9 3 gemäß Fig. 4, die Klemme 94 gemäß Fig. 5, die Diode 95 und den Widerstand 96 zugeführt wird. Hierdurch kann ein Kondensator 9 7 aufgeladen werden, und nach einer vorbestimmten Zeit führt dies - 27 -
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zu einer Änderung des Zustandes des bistabilen Kreises, der durch die Transistoren 55, 67 gegeben ist. Der gesamte Kreis kehrt dann in seine normale Antriebsbedingung zurück, und der Motor wird automatisch in entgegengesetzter Richtung zu der vorherigen Drehrichtunc angetrieben.
Die Emitter- und Basis-Klemmen eines Transistors 98 gemäß Fig. 4 sind über die Klemmen 99r 100 parallel mit der Diode 9 gemäß Fig. 1 verbunden. Der Unterschied
der
zwischen erzeugten Läuferspannung während der Nutzbremsung und der Batteriespannung erscheint über die Klemmen 99, 100, so daß der Transistor 9 8 nichtleitend wird, wenn die Läuferspannung sich der Batteriespannung nähert. Wenn der Transistor 9 8 nichtleitend wird, macht er den Transistor 101 ebenfalls nichtleitend. Strom fließt dann über den Widerstand 102 und die Dioden 103, 104, um das Bremsabfragesignal an der Klemme 79 einzustellen. Der Bremsabfragestrom wird auf diese WEise reduziert, und auch die erzeugte Läuferspannung wird reduziert. Auf diese Weise wird eine instabile Bedingung in dem Energiekreis vermieden.
Die linksseitig in der Fig. 4 gezeigte Schaltung macht das gesamte System unwirksam, wenn falsche
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Bedingungen auftreten. Diese Schaltung ist üblich und braucht daher nicht näher beschrieben zu werden.
In den Fig. 1 und 6 ist die Zeit ersichtlich, bei der der Vorwärts-Rückwärtsschalter 17 umgekehrt wird. Zum Zeitpunkt ts ist die Feldwicklung 2 umgekehrt und die Schalter 4 und 12 sind entsprechend geöffnet und geschlossen
Im Zeitpunkt ts 1 wird ein Voll- ("full conduction") Abfrage signal auf den Schalter 5 gegeben, der geschlossen wird, und der Motorstrom baut sich auf über den Läufer 1, die Feldwicklung 2, den Schalter 5, den Detektor 6 und die Diode 11. Wenn der Generator ein solches Voll-Abfragesignal empfängt, bleibt der Schalter 5 geschlossen, bis der Motorstrom eine Größe erreicht, bei der eine Nutzbremsung erfolgen kann. Darauf wird das Ein-Aus-Verhältnis der durch den Zündkreis 14 erzeugten Impulse bestimmt durch die Stellung des Fußpedals 18 und das Ausgangssignal des Stromdetektors 6, und der Schalter 5 öffnet und schließt sich zyklisch.
Wenn die Nutzbremsung eingeleitet wird, ohne daß der Schalter 5 voll leitfähig ist, könnte der Stromaufbau dem in den punktierten Linien der Fig. 6 gezeigten Weg folgen.
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Hierdurch würde der Start der Nutzbremsung verzögert und damit der Energieverlust in dem Widerstand 13 erhöht, wenn der Motorstrom sich aufbaut. Tatsächlich würde der Start der Nutzbremsung vollkommen verhindert, wenn die Motorgeschwindigkeit relativ niedrig ist, wenn der Schalter zur Nutzbremsung geschlossen ist.
Wie in Fig. 3 gezeigt ist, sinkt bei fortschreitender Nutzbremsung die Motordrehzahl ab, und die Frequenz der Ein-Aus-Impulse erhöht sich anfänglich und erniedrigt sich dann. Eventuell ist der Schalter 5 wieder voll leitfähig. Der Kreis 23 ermittelt, wenn der Schalter 5 für eine bestimmte Zeit leitfähig geblieben ist und setzt den bistabilen Kreis 16 zurück, wenn diese Bedingung ermittelt wird. Die Kontakte 4 und 12 schließen und öffnen dann entsprechend und das normale Antriebsabfragesignal wird auf den Zündkreis 14 gegeben. Der MOtor wird dann in entgegengesetzter Richtung angetrieben gegenüber der vorherigen vor der Einschaltung der Nutzbremsung erfolgter Antriebsrichtung.
Die Fig. 7 und 8 zeigen die Erfindung bei einem Verbundmotor .
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Die Fig, 7 zeigt die Schaltung eines Verbundmotors während des üblichen Antriebes, während Fig, 8 den gleichen Verbundmotor zeigtr bei dem sein Stromkreis auf Nutzbremsung geschaltet ist. Die Mittel zur Erreichung dieser Schaltung sind wegen ihrer Selbstverständlichkeit und Einfachheit nicht gezeigt.
Der Verbundmotor besteht aus einem Läufer 105, einer Feldwicklung 106 und einer Feldwicklung 107 und ist parallel mit einer Batterie 108 verbunden. Schwingdioden (freewheeling diodes) 109 und 110 sind in üblicher Weise angeordnet. Während des Motorbetriebes gemäß Fig. 7 fließt anfänglich Strom durch den Läufer 105 und die Feldwicklung 106, indem Impulse auf einen Thyristor-Schalter 111 in genau gleicher Weise gegeben werden wie vorstehend zu dem Schalter 5 der Fig. 1 gesagt wurde. Wenn der Thyristor 111 seinen maximalen Durchgang erreicht hat, kann der Motor weiter erregt werden durch Abgabe von Impulsen auf einen zweiten Thyristor 112.
Während der Nutzbremsung gemäß Fig. 8 wird die Bremsung anfänglich gesteuert in üblicher Weise durch Steuerung der Leitfähigkeit des Thyristors 112. Wenn der Thyristor 112 voll leitfähig ist, kann der Thyristor 11 gesteuert werden zur weiteren Nutzbremsung in genau der gleichen Weise wie
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- Air -
vorstehend anhand des Schalters 5 der Fig. 1 und 2 beschrieben wurde. Die Erfindung ist soirät in gleicher Weise anwendbar auf Serienmotoren und auf Verbundmotoren,
Wenn die Batterie voll geladen ist und das Fußpedal 18 für die Betätigung der Nutzbremsung getreten ist, kann eine Beschädigung der Batterie erfolgen. Wenn umgekehrt die Batterie erschöpft ist und beispielsweise 50% ihrer normalen Spannung besitzt, führt eine Fehlbeeinflussung des Schalters 5 nicht zu einer Aus seil alt ung. Um das Eintreten dieser Möglichkeiten zu verhindern, kann parallel zur Batterie 3 ein spannungsabhängiger "Kreis angeordnet werden, um ein Ausgangssignal zu dem Zündkreis 14 zu geben, wenn die vorbestimmten maximalen und minimalen Grenzen der Batteriaspannung während der Nutzbremsung erreicht werden. Das Ausgangssignal des spannungsabhängigen Kreises macht den Zündkreis 14 unwirksam, so daß der Schalter 5 offen bleibt unabhängig von der durch das Pedal 18 geforderten Bremsung. Es ist klar, daß hydraulische und/oder pneumatische Bremssysteme vorgesehen werden können zusätzlich zu dem vorbeschriebenen Nutzungs-Bremssystem,
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Wenn auch, in der anhand der Fig, I bis 6 beschriebenen Schaltung der Antrieb und die Nutzbremsung von dem gleichen Fußpedal gesteuert wird, können selbstverständlich getrennte Antriebs- und Bremspedale vorgesehen sein. Eine geeignete Torschaltung kann während des Antriebes und während der Hutzbremsung das hierfür zugeordnete Pedal freigeben.
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Claims (15)

  1. ANSPRÜCHE
    ( 1. Impulssteuerung zur Erregung und Nutzbremsung von
    Gleichstrommotoren, dadurch gekenn
    zeichnet , daß ein elektronischer Schalte zum Anschluß des Motors an eine Energiequelle während seiner Erregung und zur Steuerung des Motor· stromes während seiner Nutzbremsung, Mittel zur alternierenden Umschaltung des elektronischen Schalters in seinen leitenden und nichtleitenden Zustand, und Mittel zur Steuerung des Verhältnisses der leitenden und nichtleitenden Perioden zur Beeinflussung des Motorstromes bei der Nutzbremsung vorgesehen sind, wobei die leitenden und nichtleitenden Perioden derart zueinander in Beziehung stehen, daß ohne Berücksichtigung des Verhältnisses zwischen den Perioden der elektronische Schalter zwischen seinen leitenden und nichtleitenden Zuständen wechselt mit einem der automatischen Aufrechterhaltung des Motorstromes innerhalb maximaler und minimaler Grenzen dienenden Grad.
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  2. 2. Impulssteuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die leitenden und die nichtleitenden Perioden in einer solchen Beziehung zueinander stehen, daß die Pulsation des ilotorstromes konstant ist.
  3. 3. Impulssteuerung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die leitenden und nichtleitenden Perioden in solcher Beziehung zueinander stehen, daß die Größe ti t2/tl+t2 konstant ist, wobei ti die leitenden und t2 die nichtleitenden Perioden darstellt,
  4. 4. Impulssteuerung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die den elektronischen Schalter wechselnd in leitenden und nichtleitenden Zustand versetzenden Mittel aus einem dem Schalter durch zyklisches Ein- und Ausschalten Impulse erteilenden Transistor besteht, wobei der Transistor durch Spannungsaufbau über eine Kapazität eingeschaltet wird und nach der Einschaltung die Kapazität entlädt, und wobei die Kapazität durch einen einem kontinuierlichen Ein-Aus-Verhältnis unterliegenden Stromkreis aufgeladen wird.
    - 35 -
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  5. 5. IMpulssteuerung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der das Ein-Aus-Verhältnis aufweisende Steuerstrom während der Motorerregung durch einen ersten Stromkreis und während der Nutzbremsung durch einen zweiten Stromkreis gespeist wird, wobei die beiden Speise-Stromkreise auch einen bistabilen Schaltkreis den ersten Stromkreis während der Nutzbremsung bei Schaltung in einer ersten Lage und den zweiten Stromkreis während der Motorerregung bei Schaltung in einer zweiten Lage abschalten.
  6. 6. Impulssteuerung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein Vorwärts-Rückwärts-Wahlschalter vorgesehen ist, der bei seiner Betätigung die Verbindung der Motorwicklung zu dem Motorläufer umkehrt und nach Umkehrung dieser Verbindung den bistabilen Kreis in seine erste Lage schaltet.
  7. 7. Impulssteuerung nach Anspruch 5 oder 6, bestehend aus Motorstrom-Abfragesignal erzeugenden Mitteln, aus einem Motorstromdetektor, aus ersten Mitteln zur Aufnahme eines Referenzsignales mit dem ermittelten Stromweg und zur Verwendung des Referenzsignales als Ausgang, wenn der ermittelte Stromwert unterhalb einer bestimmten, durch das Referenzsignal
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    definierten Grenze liegt, und des Stromwertsignales als Ausgang, wenn der ermittelte Stronwert oberhalb dieser Grenze liegt, und aus zweiten Mitteln zum Vergleichen des Ausganges mit dem Motorstrom-Abfrage signal und zur Erzielung eines effektiven Abfragesignals an den Speisestromkreisen, das das geringere der mit den zweiten Mitteln verglichenen Signale ist
  8. 8. Impulssteuerung nach Anspruch 5,6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein Startkreis vorgesehen ist zur Erzeugung eines der Motorerregung dienenden Startstromes am Beginn der Nutzbremsung, wobei der Startkreis durch das bistabile Glied eingeschaltet wird, wenn dieses in seinen ersten Zustand geschaltet ist, und automatisch nach einer bestimmten Zeit ausgeschaltet wird.
  9. 9. Impulssteuerung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, gekennzeichnet durch Mittel zum Vergleichen der Spannung der Energiequelle mit der während der Nutzbremsung erzeugten Läuferspannung und aus Mitteln zur STeuerung den Nutzbremsstrom zur Aufrechterhaltung der erzeugten Spannung unterhalb der Spannunc der Energiequelle.
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  10. 10. Impulssteuerung nach Anspruch 9, bestehend aus MitteIr zur Abtastung der an einer Sperrdiode (plugging diode) entwickelten Spannung, wobei die Steuermittel der Steuerung des Nutzbremsstromes dienen, so daß die abgetastete Spannung nicht unter einen bestimmten viert abfallen kann.
  11. 11. Impulssteuerung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, gekennzeichnet durch Mittel zur Abtastung der Batterie spannung und durch Mittel zur Unterbindu ng der Nutzbremsung bei einer abgetasteten, der vollen Ladung entsprechenden 3atteriespannung.
  12. 12. Impulssteuerung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, gekennzeichnet durch Mittel zur überwachung der Richtig der elektrisch leitenden Perioden des elektronischen Schalters während der Nutzbremsung und durch Mittel zur automatischen Umschaltung des STeuerkreises aus der Nutzbremsstellung in die Erregungsstellung, wenn eine der Perioden eine bestimmte Zeitgrenze überschreitet,
  13. 13. Impulssteuerung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Überwachungsmittel aus einem kapazitiven Kreis bestehen, der bei Einschaltung des
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    elektronischen Schalters aufgeladen und entladen wird, wenn der elektronische Schalter ausgeschaltet ist, wobei die Sehaltvorgänge erfolgen, wenn die Aufladung des kapazitiven Kreises einen bestimmten Wert erreicht
  14. 14. Impulssteuerung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, gekennzeichnet durch Mittel zur Aufrechterhaltung des elektronischen Schalters in seinem leitenden Zustand während einer Zeitdauer nach Schaltung des Steuerkreisajs an die nutzbremsung, wobei der durch den Gleichstrommotor erzeugte Strom sich fortlaufend aufbaut, bis er für die Nutzbremsung ausreicht.
  15. 15. Verfahren zur Steuerung der Nutzbremsung eines Gleichstrommotors, dadurch gekennzeichnet, daß ein der Steuerung des ilutzbremsstromes dienender elektronischer Gehälter wechselnd leitend und nichtleitend gemacht wird, daß die leitenden und nichtleitenden Perioden derart zueinander in Beziehung gesetzt werden, daß der Schalter zwischen seinen leitenden und seinen nichtleitenden Zuständen in einem Grad wechselt, der ausreicht zur automatischen Aufrechterhaltung des Motorstromes innerhalb maximaler und minimaler Grenzen.
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Families Citing this family (30)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2557398B1 (fr) * 1983-12-21 1986-05-23 Petit Jean Claude Procede et dispositif electronique de commande et de regulation de l'intensite du courant d'alimentation d'un moteur electrique alimente par une source de courant continu a tension fixe
NZ207431A (en) * 1984-03-08 1989-03-29 Fisher & Paykel Pulse with modulation controls current in dc motor
GB2201309A (en) * 1987-02-20 1988-08-24 Cableform Ltd Regenerative braking systems
CA1290386C (en) * 1988-05-19 1991-10-08 Serge L. Scuccato Fault current limiter for a dc motor drive system
JPH07106073B2 (ja) * 1989-04-19 1995-11-13 株式会社日立製作所 モータの減速装置およびこれに用いられるモータ駆動回路あるいはミシンの制御装置
KR940001300B1 (ko) * 1991-02-02 1994-02-18 현대전자산업 주식회사 직류구동용 모타 콘트롤러
EP0663313B1 (de) * 1991-04-09 1999-09-08 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Bremsregelsystem für ein elektrisches Fahrzeug
EP0687588B1 (de) * 1991-09-03 1999-01-07 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Bremssystem mit Energierückgewinnung in einem Kraftfahrzeug
US5374881A (en) * 1992-11-24 1994-12-20 Curtis Instruments, Inc. Electric motor controller
US6075331A (en) * 1993-03-18 2000-06-13 Imra America, Inc. Systems and methods for managing energy of electric power supply systems
US5493195A (en) * 1994-09-29 1996-02-20 Sundstrand Corporation Switched reluctance starter/generator control system allowing operation with regenerative loads and electrical system employing same
US5717303A (en) * 1996-03-04 1998-02-10 Tenergy, L.L.C. DC motor drive assembly including integrated charger/controller/regenerator circuit
US6092992A (en) * 1996-10-24 2000-07-25 Imblum; Gregory G. System and method for pump control and fault detection
US5861724A (en) * 1997-06-03 1999-01-19 Jefferson Programmed Power, Llc Regenerative braking apparatus and method for direct current motors
DE19927903A1 (de) * 1999-06-18 2000-12-28 Bosch Gmbh Robert Vorrichtung zum Betreiben einer Last
EP1107441A3 (de) * 1999-12-01 2002-09-25 Papst-Motoren GmbH & Co. KG Elektronisch kommunierter Gleichstrommotor
EP1107447B1 (de) * 1999-12-08 2009-12-23 EMB-Papst St. Georgen GmbH & Co. KG Elektonisch kommutierter Gleichstrommotor
JP2005312109A (ja) * 2004-04-19 2005-11-04 Moric Co Ltd 電動車両の回生制動システム
US8376100B2 (en) * 2008-04-17 2013-02-19 Levant Power Corporation Regenerative shock absorber
US8839920B2 (en) * 2008-04-17 2014-09-23 Levant Power Corporation Hydraulic energy transfer
US8392030B2 (en) * 2008-04-17 2013-03-05 Levant Power Corporation System and method for control for regenerative energy generators
CN105386951B (zh) 2010-06-16 2021-11-16 动态清晰公司 整合式能量产生阻尼器
US9174508B2 (en) 2013-03-15 2015-11-03 Levant Power Corporation Active vehicle suspension
EP3626485B1 (de) 2013-03-15 2024-05-29 ClearMotion, Inc. Verbesserungen an einer aktiven fahrzeugfederung
US10029534B2 (en) 2013-03-15 2018-07-24 ClearMotion, Inc. Hydraulic actuator with on-demand energy flow
US9702349B2 (en) 2013-03-15 2017-07-11 ClearMotion, Inc. Active vehicle suspension system
US9855814B2 (en) 2013-04-23 2018-01-02 ClearMotion, Inc. Active suspension with structural actuator
US9702424B2 (en) 2014-10-06 2017-07-11 ClearMotion, Inc. Hydraulic damper, hydraulic bump-stop and diverter valve
US10422361B2 (en) 2016-12-14 2019-09-24 Cnh Industrial America Llc Regenerative energy capturing and launching assistant
DE102017130443A1 (de) 2017-12-19 2019-06-19 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Flexibles Bootstrapping für Leistungselektronikschaltungen

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CH461574A (de) * 1966-12-21 1968-08-31 Bosch Gmbh Robert Antriebsanordnung, insbesondere für ein Elektrofahrzeug
GB1267345A (en) * 1968-04-11 1972-03-15 Westinghouse Brake & Signal Improvements to duty cycle control apparatus
US3593089A (en) * 1969-11-24 1971-07-13 Westinghouse Electric Corp System for blending dynamic and regenerative braking
US3630304A (en) * 1969-11-28 1971-12-28 Nasa Optimal control system for an electric motor driven vehicle
DE2012230C2 (de) * 1970-03-14 1983-02-24 Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart Steuervorrichtung für eine batteriegespeiste Nebenschlußmaschine
US3808481A (en) * 1972-04-14 1974-04-30 Electric Fuel Propulsion Corp Commutating circuit for electrical vehicle
US3803472A (en) * 1972-12-29 1974-04-09 Gen Electric Controlled variable time ratio control circuit
US3989990A (en) * 1974-05-31 1976-11-02 Westinghouse Electric Corporation Feedback field control for an electric vehicle
JPS5721941B2 (de) * 1975-03-19 1982-05-11
JPS5262616A (en) * 1975-11-19 1977-05-24 Hitachi Ltd Electric car braking controller
US4037145A (en) * 1975-12-08 1977-07-19 General Electric Company Multiple frequency chopper control
US4074175A (en) * 1976-04-15 1978-02-14 General Electric Company Inductive load current measuring circuit

Also Published As

Publication number Publication date
IT7820159A0 (it) 1978-02-10
JPS53103114A (en) 1978-09-08
IN147639B (de) 1980-05-10
FR2380664A1 (fr) 1978-09-08
IT1093284B (it) 1985-07-19
US4401926A (en) 1983-08-30

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