NO763024L

NO763024L -

Info

Publication number: NO763024L
Application number: NO763024A
Authority: NO
Inventors: J Sherlock; J E Ayres; D J Stephen
Original assignee: Marconi Co Ltd
Priority date: 1975-09-03
Filing date: 1976-09-02
Publication date: 1977-03-04
Also published as: GB1515751A; AU1742676A; FR2323261A1; NL7609773A; DK397276A; SE7609699L; DE2549644A1

Description

Koblingsanordning for styrt innbyrdesCoupling device for steering together

sammenkobling av likestrømkilder og belastninger. interconnection of direct current sources and loads.

Foreliggende oppfinnelse angår styrekrets-anordninger og særlig sådanne anordninger for styrt kobling i serie eller parallell og/eller den ene eller den annen strømretning for elektriske organer slik som batterier og motorankere. The present invention relates to control circuit devices and in particular such devices for controlled connection in series or parallel and/or one or the other current direction for electrical devices such as batteries and motor armatures.

Når det gjelder elektrisk drevet fremdrift er det vanlig praksisWhen it comes to electrically powered propulsion, it is common practice

å anordne et antall batterier, hvis koblingstilstand i serie eller parallelt forandres med det formål å regulere fremdriftshastigfteten. I visse tilfeller anvendes to motorankere som også i sin tur kobles enten i serie eller parallelt, avhengig av den hastighet som kreves, for å oppnå den nødvendige omkobling fra serie-til parallellkobling eller omvendt, er det tidligere vanligvis vært anvendt kretsbrytere av 1ikestrømtype. To typiske eksempler på sådanne kjente koblings-kretser med strømbrytere av likestrømtype er skjematisk vist i fig. 1 og 2 på de vedføyde tegninger, hvorpå: Fig. 1 viser en typisk kjent krets for sammenkobling av to batterier i serie eller parallell,og to arrange a number of batteries, the state of connection of which is changed in series or in parallel for the purpose of regulating the speed of progress. In certain cases, two motor armatures are used which are also connected either in series or in parallel, depending on the speed required, in order to achieve the necessary switching from series to parallel connection or vice versa, in the past circuit breakers of the single current type have usually been used. Two typical examples of such known switching circuits with current switches of the direct current type are schematically shown in fig. 1 and 2 on the attached drawings, on which: Fig. 1 shows a typical known circuit for connecting two batteries in series or parallel, and

•fig. 2 viser en kjent krets av vanlig type for sammenkobling av•fig. 2 shows a known circuit of the usual type for the interconnection of

to motorankere i serie eller parallell.two motor armatures in series or parallel.

I fig. 1 er det vist at ankeret M for en elektrisk motor i en fremdriftsenhet er anordnet for å tilføres effekt fra to batterier Bl bg B2 enten i parallell eller i serie. Den positive klemme Tl In fig. 1 it is shown that the armature M for an electric motor in a propulsion unit is arranged to supply power from two batteries Bl bg B2 either in parallel or in series. The positive clamp Tl

for batteriet Bl er koblet gjennom en likestrømbryter Sl til den positive klemme for batteriet B2, mens den negative klemme T3 for batteriet Bl er forbundet over en likestrømbryter S2 til den negative for the battery Bl is connected through a DC switch Sl to the positive terminal for the battery B2, while the negative terminal T3 for the battery Bl is connected via a DC switch S2 to the negative

klemme T4 for batteriet B2. I tillegg er den positive klemme Tl for batteriet Bl forbundet gjennom en likestrømbryter S3 til den negative klemme T4 for batteriet B2. Når bryterne Sl og S2 er åpne (ikke ledende) og kontaktbryteren S3 er lukket (ledende) terminal T4 for battery B2. In addition, the positive terminal Tl of the battery Bl is connected through a DC switch S3 to the negative terminal T4 of the battery B2. When switches Sl and S2 are open (non-conductive) and contact switch S3 is closed (conductive)

slik som vist, vil det forstås at batteriene Bl og B2 er koblet i serie, mens de når kontaktbryteren S3 er åpen og de øvrige kontaktbrytere Sl og S2 er lukket, vil være koblet i parallell. as shown, it will be understood that the batteries Bl and B2 are connected in series, while when the contact switch S3 is open and the other contact switches Sl and S2 are closed, they will be connected in parallel.

I fig. 2 er det vist at to motorankere Ml og M2 i en maskin for elektrisk fremdrift er anordnet for å tilføres effektifra et batterieB, idet hastighetsreguleringen finner sted ved kobling av ankerne Ml og M2 enten i serie eller i parallell. For å oppnå dette er klemme Tl for ankeret Ml koblet til ■den tilsvarende klemme T2 for ankeret M2 gjennom en kontaktbryter Sl, mens den gjenværende klemme T3 for ankeret Ml er forbundet med den gjenværende klemme T4 for mo"torankeret M2 gjennom en kontaktbryter S2* I tillegg er klemmen Tl forbundet med klemmen T4 gjennom en bryter S3. Når kontaktbryterne Sl og S2 er åpne og bryteren S3 er lukket, slik som vist, vil det forstås at batteriet B tilfører strøm til motorankerne Ml og M2 i serie, mens batteriet B tilfører strøm til motorankerne Ml og M2 i parallell når kontaktbryterne Sl og S2 er lukket og kontaktbryteren S3 er åpen. ;Ved de kjente arrangementer av den art som er vist i fig. 1 og 2, krever ikke bare den viste anvendelse av 1ikestrømbrytere betraktelig vedlikeholdsarbeide, særlig i forbindelse med bryter-kontaktene, hvis pålitelig drift skal opprettholdes, men sådanne arrangementer har også en tendens til å være relativt omfangsrike og tunge. ;Fra f.eks. britisk patentskrift nr. 1.051.588 er det kjent å;nedsette antallet av, eller helt unngå anvendelse av 1ikestrømbrytere ved anvendelse av innretninger med ensrettet, forspenningsutløst ledningsevne (slik som f.eks. tyristorer) i de strømbaner hvis ledningsevne-tilstand må forandres for å forandre sammenkoblingen av de foreliggende 1ikestrømskilder og belastninger. Hittil har det imidlertid vært funnet at det ved sådanne arrangementer er vanskelig å oppnå tilfredsstillende forandring av nevnte sammenkobling, på grunn av at en eller flere av de utløsbare innretninger ikke bryter sin ;strømbane på tilfredsstillende måte.;Det er derfor et formål for foreliggende oppfinnelse å fremskaffe forbedret styring av sådanne koblinger for nedsettelse av de ovenfor angitte vanskeligheter. ;Foreliggende oppfinnelse angår således en koblingsanordning for;styrt innbyrdes sammenkobling av likestrømkilder og belastninger i serie eller parallell og/eller i den ene eller annen strømretning ved hjelp av innretninger med ensrettet, forspenningsutløst ledningsevne anordnet i strømbaner hvis 1edningsevne-tilstand må forandres for å oppnå forandring av nevnte sammenkobling av likestrømkilder og belastningerj idet koblingsanordningens særtrekk i henhold til oppfinnelsen består i at energilagringsutstyr er anordnet for i drift å tilføre energi til nevnte belastninger i tidsperioder hvori ledningsevne-tilstanden for en eller flere av nevnte strømbaner forandres, og nevnte. innretninger'*med ensrettet, forspenningsutløst ledningsevne i disse strømbaner utsettes for omvendt forspenning når nevnte sammenkobling forandres.' -Fortrinnsvis utgjøres hver innretning med ensrettet, forspenningsutløst ledningsevne av en tyristor. In fig. 2 it is shown that two motor armatures Ml and M2 in a machine for electric propulsion are arranged to be supplied with power from a battery B, the speed regulation taking place by connecting the armatures Ml and M2 either in series or in parallel. To achieve this, terminal Tl of the armature Ml is connected to the corresponding terminal T2 of the armature M2 through a contact switch Sl, while the remaining terminal T3 of the armature Ml is connected to the remaining terminal T4 of the motor armature M2 through a contact switch S2* In addition, terminal Tl is connected to terminal T4 through a switch S3. When contact switches Sl and S2 are open and switch S3 is closed, as shown, it will be understood that battery B supplies current to motor armatures Ml and M2 in series, while battery B supplies current to the motor armatures Ml and M2 in parallel when the contact switches Sl and S2 are closed and the contact switch S3 is open. ;In the known arrangements of the kind shown in Figs. 1 and 2, not only does the shown application of circuit breakers require considerable maintenance work , particularly in connection with the switch contacts, if reliable operation is to be maintained, but such arrangements also tend to be relatively bulky and heavy. ;From e.g. British patent No. 1,051,588, it is known to reduce the number of, or completely avoid the use of circuit breakers when using devices with unidirectional, bias-triggered conductivity (such as e.g. thyristors) in the current paths whose conductivity state must be changed in order to change the interconnection of the current sources and loads. So far, however, it has been found that, with such arrangements, it is difficult to achieve a satisfactory change in said interconnection, due to one or more of the releasable devices not breaking their current path in a satisfactory manner. It is therefore an object of the present invention to provide improved management of such links to reduce the above-mentioned difficulties. The present invention thus relates to a coupling device for the controlled interconnection of direct current sources and loads in series or parallel and/or in one or the other current direction by means of devices with unidirectional, bias-triggered conductivity arranged in current paths whose conductivity state must be changed in order to achieve change of said interconnection of direct current sources and loadsj since the special feature of the switching device according to the invention is that energy storage equipment is arranged to supply energy to said loads during periods of time in which the conductivity state of one or more of said current paths changes, and said. devices'* with unidirectional, bias-triggered conductivity in these current paths are exposed to reverse bias when said interconnection is changed.' - Preferably, each device with unidirectional, bias-triggered conductivity is constituted by a thyristor.

Energilagringsutstyret tjener til å bibeholde den nødvendigeThe energy storage equipment serves to maintain the necessary

strøm til vedkommende belastninger mens 1edningsevnetikstanden for nevnte innretninger forandres og således søker å opprettholde den omvendte forspenning som vedkommende innretninger utsettes for, current to the loads in question while the conductivity of said devices changes and thus seeks to maintain the reverse bias to which the devices in question are exposed,

for å bevirke forandring i nevnte 1edningsevne-tilstand.to effect a change in said conductivity state.

Fortrinnsvis utgjøres nevnte energilagringsutstyr av en kapasitet anordnet for å lades gjennom en 1adningskrets som omfatter en induktans. Preferably, said energy storage equipment consists of a capacity arranged to be charged through a charging circuit comprising an inductance.

Fortrinnsvis utgjøres hver 1 ikestrømkilde av et' batteri, mens hver belastning består av ankeret i en elektrisk motor anordnet for fremdrift av et kjøretøy. Preferably, each electric current source consists of a battery, while each load consists of the armature in an electric motor arranged for the propulsion of a vehicle.

Nevnte elektriske motor kan være en maskin med to ankere som er anordnet for å kobles i serie eller i parallell oyer en likestrømskilde, i hvilket tilfelle det for å unngå for store motorstrømmer kan være anordnet utstyr for innføring av motstand i serie mellom likestrømkilden og nevnte ankere under igangsetning av motoren, Said electric motor may be a machine with two armatures arranged to be connected in series or in parallel with a direct current source, in which case, in order to avoid excessive motor currents, equipment may be provided for introducing resistance in series between the direct current source and said armatures during engine start-up,

idet nevnte motstand kan fjernes ettersom omdreiningshastigheten for nevnte ankere bygges opp. Fortrinnsvis omfatter sistnevnte utstyr en kombinasjon av en rekke motstander overkoblet av utløsbare likeretterorganer, idet nevnte kombinasjon er koblet i serie med en innretning med ensrettet, forspenningsutløst ledningsevne in that said resistance can be removed as the rotational speed of said armatures builds up. Preferably, the latter equipment comprises a combination of a number of resistors bridged by triggerable rectifier means, said combination being connected in series with a device with unidirectional, bias-triggered conductivity

mellom den ene klemme av likestrømkilden og nevnte ankere. Fortrinnsvis er en diode innkoblet mellom sammenkoblingspunktet between one terminal of the direct current source and said anchors. Preferably, a diode is connected between the connection point

for sistnevnte innretning og nevnte kombinasjon og motsatt klemme av likestrømkilden . for the latter device and said combination and opposite clamp of the direct current source.

Ved en annen utførelse av foreliggende oppfinnelse hvori to polaritetsfølsomme belastninger (slik som elektriske motorankere) In another embodiment of the present invention in which two polarity-sensitive loads (such as electric motor armatures)

skal kobles i serie eller parallell over en 1ikestrømkilde, er to ledningssløyfer koblet over likestrømkilden, idet hver sløyde omfatter tre innretninger med ensrettet, forspenningsutløst ledningsevne i serie, mens den ene klemme for en av belastningene are to be connected in series or parallel across a direct current source, two cable loops are connected across the direct current source, each loop comprising three devices with unidirectional, bias-triggered conductivity in series, while one clamp for one of the loads

er koblet mellom første og annen nevnte innretning i den ene sløyfe, og den annen klemme for samme belastning er koblet mellom første og annen klemme i nevnte annen sløyfe, samtidig som den ene klemme for den annen belastning er innkoblet mellom annen og tredje nevnte innretning i den første sløyfe, og den annen klemme for nevnte annen belastning er innkoblet mellom annen og tredje strømretterinnreining i den annen sløyfe, mens i tillegg den ene klemme for den første belastning er koblet gjennom en seriekrets som omfatter en innretning med ensrettet, forspenningsutløst ledningsevne til den motsatte klemme for nevnte annen belastning, og den annen klemme for nevnte første belastning er koblet gjennom en seriekrets som likeledes inneholder en innretning med ensrettet, forspenningsutløst ledningsevne til den gjenværende klemme for den annen belastning. is connected between the first and second mentioned device in one loop, and the second terminal for the same load is connected between the first and second terminal in said second loop, at the same time as the one terminal for the second load is connected between the second and third mentioned device in the first loop, and the second terminal for said second load is connected between the second and third rectifiers in the second loop, while in addition one terminal for the first load is connected through a series circuit comprising a device with unidirectional, bias-triggered conductivity to the opposite terminal for said second load, and the second terminal for said first load is connected through a series circuit which likewise contains a device with unidirectional, bias-triggered conductivity to the remaining terminal for the second load.

I en annen utførelse av oppfinnelsen, hvori to likestrømkilder er anordnet for å kobles i serie eller i parallell tvers over en belastning, er den ene klemme for en av kildene koblet til den motsatte klemme for den annen kilde gjennom en seriekrets som omfatter en innretning med ensrettet, forspenningsutløst ledningsevne, mens to par av sådanne innretninger med ensrettet ledningsevne er koblet over hver likestrømkilde, og en klemme for nevnte belastning er tilsluttet både et punktmellom de to nevnte strømretter-innretninger i et par som er koblet tvers over en av kildene, In another embodiment of the invention, in which two direct current sources are arranged to be connected in series or in parallel across a load, one terminal for one of the sources is connected to the opposite terminal for the other source through a series circuit comprising a device with unidirectional, bias-triggered conductivity, while two pairs of such devices with unidirectional conductivity are connected across each direct current source, and a terminal for said load is connected to both a point between the two said rectifier devices in a pair which is connected across one of the sources,

og til et punkt mellom de to nevnte strømretterinnretninger i et par som er koblet over den annen kilde, samtidig som den annen klemme for nevnte belastning er kobletbåde til et punkt mellom de to strømretterinnretninger for det annet par som er koblet over nevnte første kilde og til et punkt mellom de to strømretterinnretninger i det annet par som er koblet over nevnte annen kilde. and to a point between the two rectifier devices in a pair which are connected across the second source, at the same time as the second terminal for said load is connected both to a point between the two rectifier devices of the second pair which are connected across the said first source and to a point between the two rectifier devices in the second pair which are connected across said second source.

I hvilket som helst av de utførelser som er beskrevet ovenforIn any of the embodiments described above

kan utstyr være anordnet for-å avbryte strømtilførselen fra de foreliggende strømkilder til vedkommende belastninger, for derved å regulere den midlere strømstyrke som tilføres nevnte belastninger. equipment can be arranged to interrupt the power supply from the existing power sources to the relevant loads, thereby regulating the average current supplied to said loads.

I de nettopp béskrevede utførelser av oppfinnelsen er i sistnevnte tilfelle nevnte seriekrets som forbinder den ene klemme for en av kildene med den motsatte klemme for den annen kilde, utelatt, In the embodiments of the invention just described, in the latter case said series circuit which connects one terminal for one of the sources with the opposite terminal for the other source is omitted,

og hvert par av innretninger med ensrettet, forspenningsutløst ledningsevne som er koblet tvers over en kilde, er forbundet i serie med et par sådanne utløsbare strømretterinnretninger som er koblet over den annen kilde ved hjelp av et ytterligere par av strømretterinnretninger, idet fellespunktet mellom de to innretninger i det ytterligere par er sammenkoblet med fellespunktet mellom de to innretninger i det annet ytterligere par over en seriekobling av induktans og kapasitans. and each pair of unidirectional, bias-triggered conductivity devices connected across one source is connected in series with a pair of such tripable rectifier devices connected across the other source by means of a further pair of rectifier devices, the common point between the two devices in the further pair is connected to the common point between the two devices in the other further pair via a series connection of inductance and capacitance.

I en ytterligere utførelsevariant er i et av nevnte ytterligere parIn a further embodiment, in one of said further pairs

av strømretterinnretninger parallellkoblet med en diodelikerétter,of rectifier devices connected in parallel with a diode rectifier,

og hver.av nevnte par av strømretterinnretninger som er koblet over nevnte strømkilder som ligger lengst bort fra de respektive ytterligere strømretterpar, er parallellkoblet med en diodelikeretter, hvorunder alle nevnte diodelikerettere er polvendt motsatt vedkommende strømretterinnretning eller par av strømretterinnretninger som de er parallellkoblet med. and each of said pairs of rectifier devices which are connected across said current sources which are farthest from the respective further rectifier pairs are connected in parallel with a diode rectifier, under which all said diode rectifiers are reversed in polarity opposite the relevant rectifier device or pair of rectifier devices with which they are connected in parallel.

I den utførelse av foreliggende oppfinnelse som er beskrevet ovenforIn the embodiment of the present invention described above

og er utstyrt med to sløyfer koblet tvers over en likestrømkilde, er and is equipped with two loops connected across a direct current source, is

fortrinnsvis en ytterligere strømretterinnretning med ensrettet, forspenningsutløst ledningsevne innkoblet i hver sløyfe inntil en klemme for nevnte kilde, mens nevnte seriekobling av en kapasitans og en induktans er koblet fra et punkt mellom en sådan ytterligere strømretterinnretning og den nærmest påfølgende innretning i sløyfen og et punkt mellom nevnte annen ytterligere strømretterinnretning og den nærmest påfølgende innretning i denne sløyfe, samtidig som utstyr er anordnet for trigging eller utløsning av nevnte ytterligere strømretterinnretninger samtidig på og av for hensiktsmessig regulering av middelverdien av den strøm som tilføres fra nevnte strømkilde til vedkommende belastninger. preferably a further rectifier device with unidirectional, bias-triggered conductivity connected in each loop to a terminal for said source, while said series connection of a capacitance and an inductance is connected from a point between such a further rectifier device and the next closest device in the loop and a point between said other additional rectifier device and the closest following device in this loop, at the same time that equipment is arranged for triggering or releasing said additional rectifier devices simultaneously on and off for appropriate regulation of the average value of the current supplied from said power source to the relevant loads.

Ved en ytterligere utførelsevariant er det over seriekoblingenIn the case of a further embodiment, it is over the series connection

av hver ytterligere strømretterinnretning og den nærmest påfølgende innretning i hver sløyfe samt over hver annen innretning i hver sløyfe, koblet en diodelikeretter som er polvendt motsatt den'eller de innretninger som dioden er parallellkoblet med. of each further rectifier device and the closest subsequent device in each loop as well as over every other device in each loop, a diode rectifier is connected whose polarity is opposite to the device or devices with which the diode is connected in parallel.

I alle tilfeller utgjøres fortrinnsvis hver belastning av ankeretIn all cases, each load is preferably made up of the anchor

i en elektrisk maskin, hver likestrømkilde av et batteri og hver innretning med ensrettet, forspenningsutløst ledningsevne av en tyristor. in an electrical machine, every direct current source by a battery and every device with unidirectional, bias-triggered conductivity by a thyristor.

Foreliggende oppfinnelse vil nå bli anskueliggjort og ytterligere beskrevet under henvisning til fig.3-14 på de vedføyde tegninger, hvorpå: Fig. 3 viser et arrangement for kobling av to motorankere i serie eller parallell over et batteri, med hastighetsregulering uavhengig av vedkommende serie- eller parallell forbindelse av nevnte ankere, The present invention will now be visualized and further described with reference to fig. 3-14 in the attached drawings, on which: Fig. 3 shows an arrangement for connecting two motor armatures in series or parallel across a battery, with speed regulation independent of the relevant series- or parallel connection of said anchors,

fig. 4 er en sannhetstabell for fig. 3,fig. 4 is a truth table for FIG. 3,

fig.i) 5 er skjematiske koblingsdiagram i forbindelse med fig. 3, fig.i) 5 are schematic connection diagrams in connection with fig. 3,

fig. 6 er en forklarende grafisk fremstilling i forbindelse med anvendelse av variabel hastighetsregulering, fig. 6 is an explanatory graphic representation in connection with the application of variable speed regulation,

fig. 7 er et arrangement for sammenkobling av to batterier i serie fig. 7 is an arrangement for connecting two batteries in series

eller parallell over et motoranker, med hastighetsregulering uavhengig av vedkommende serie- eller parallellforbindelse, or parallel over a motor armature, with speed control independent of the relevant series or parallel connection,

fig. 8 er en sannhetstabell i forbindelse med drift av det arrangement som er vist i fig. 7, fig. 8 is a truth table in connection with operation of the arrangement shown in fig. 7,

fig. 9 er skjematiske koblingsdiagram i forbindelse med fig. 7, fig. 9 are schematic connection diagrams in connection with fig. 7,

fig. 10 viser en utførelsevariant av fig. 3,fig. 10 shows an embodiment variant of fig. 3,

fig. 11 er en sannhetstabell i forbindelse med drift av anordningen i fig. 10, fig. 11 is a truth table in connection with operation of the device in fig. 10,

fig. 12 viser en . utf ørel sevariant av anordningen i fig. 10,fig. 12 shows a . design variant of the device in fig. 10,

fig. 13 viser en utførelsevariant av det arrangement som er vist i fig. 7, og fig. 13 shows an embodiment variant of the arrangement shown in fig. 7, and

fig. 14 er en sannhetstabell for drift av arrangementet i fig. 13. fig. 14 is a truth table for operation of the arrangement in FIG. 13.

I fig. 3 er to motorankere angitt ved henvisningstallene Ml og M2. Klemmene for ankeret Ml er henhv. forbundet med den positive pol for batteriet B gjennom tyristorer Sl og S2 i serie;og tyristorer S2 og S10 i serie. Nevnte klemmer for ankeret Ml er også forbundet med hver sin motsatte klemme for ankeret M2 gjennom tyristorer S3 og S4, samt med de tilsvarende klemmer for ankeret M2 gjennom tyristorer S5 og S6. Klemmene for ank.eret M2 er også forbundet med den negative pol for batteriet B gjennom henhv. tyristorer S7 .og S8. Mellom sammenkoblingspunktet for tyristorene Sl og S9 og sammenkobliirgspunktet for tyristorene S2 og S10 er det innfegt en seriekobling av en induktans L og en kapasitans C. .Driften av koblingsanordningen i fig. 3 med hensyn til valg'av "serie fremover", "serie bakover", "parallell forover" og "parallell bakover" er angitt i sannhetstabell en i fig. 4 samt de skjematiske'koblingsdiagrammer i fig. 5. For driftstil standen "serie- fremover" er. tyristorene Sl, -S4 og S8 utløst til ledende tilstand (diagram 1). For koblingstilstanden "serie bakover" er tyristorene S2, S3 og. S4 utløst til ledende tilstand (diagram 2). For driftstilstanden"parallell fremover" er tyristorene Sl, S5, S6 og S8 alle utløst til ledende tilstand (diagram 3). For driftstilstanden "parallell bakover" er samtlige tyristorer S2, In fig. 3, two motor anchors are indicated by the reference numerals Ml and M2. The clamps for the armature Ml are respectively connected to the positive pole of the battery B through thyristors Sl and S2 in series; and thyristors S2 and S10 in series. Said clamps for the armature M1 are also connected to each opposite clamp for the armature M2 through thyristors S3 and S4, as well as to the corresponding clamps for the armature M2 through thyristors S5 and S6. The terminals for the armature M2 are also connected to the negative pole of the battery B through the respective thyristors S7 .and S8. Between the connection point for the thyristors Sl and S9 and the connection point for the thyristors S2 and S10, a series connection of an inductance L and a capacitance C is inserted. The operation of the connection device in fig. 3 with respect to the choice of "series forward", "series reverse", "parallel forward" and "parallel reverse" is indicated in truth table one in fig. 4 as well as the schematic connection diagrams in fig. 5. For operating mode "series forward" is. thyristors Sl, -S4 and S8 triggered into conducting state (diagram 1). For the "series reverse" connection condition, the thyristors are S2, S3 and. S4 triggered to conducting state (diagram 2). For the "parallel forward" operating state, the thyristors Sl, S5, S6 and S8 are all triggered to the conducting state (diagram 3). For the "parallel reverse" operating state, all thyristors are S2,

S5, S6 og S7 trigget til ledende tilstand (diagram 4). VedS5, S6 and S7 triggered to conducting state (diagram 4). By

denne koblingskrets finner overgangen fra langsom til høy hastighet (hvilket_v.il si fra serie til parallell) sted når tyristorene S5 og S6 utløses, og den av tyristorene S3 og S4 som tidligere this switching circuit the transition from slow to high speed (that is, from series to parallel) takes place when the thyristors S5 and S6 are triggered, and that of the thyristors S3 and S4 as before

var i ledende tilstand forspenningsvendes til avslått tilstand. Virkningen av kapasiteten C som opplades gjennom induktansen L, was in the conducting state, the bias voltage is reversed to the turned-off state. The effect of the capacitance C charged through the inductance L,

er å tilføre energi- til ankerne Ml og M2 når overgang fra en krets-kobling til en annen finner sted, idet omvendt forspenning bibeholdes for de tyristorer som skal utkobles, for derved å .sikre at tilstrekkelig omvendt forspenning foreligger til å sikre at vedkommende tyristorer slås av. is to supply energy to the armatures Ml and M2 when a transition from one circuit connection to another takes place, with reverse bias maintained for the thyristors to be switched off, thereby ensuring that sufficient reverse bias is present to ensure that the thyristors in question is turned off.

Økning av feltstrømmen vil frembringe en "avslått" tilstand hvorledes enn arrangementet er innstilt. Increasing the field current will produce a "turned off" state no matter how the arrangement is set.

I tillegg,kan tyristorene S9 og S10 kobles på og av sammen, på den måte som er vist i fig. 12, for å avbryte strømforsyningen til ankerne Ml og M2 i høy takt, enten i sere- eller parallellkobling, for derved å frembringe variabel hastighetsregulering. In addition, the thyristors S9 and S10 can be switched on and off together, in the manner shown in fig. 12, to interrupt the power supply to the armatures Ml and M2 at a high rate, either in series or parallel connection, thereby producing variable speed regulation.

I fig. 7 er det vist at to batterier Bl og B2 er anordnet for å kobles i serie eller i parallell tvers over et 'motoranker M for å frembringe fcemdrift i retning forover eller bakover. Batteriene Bl og B2 er koblet, i serie med den positive klemme'.'Tl for batteriet Bl koblet til den netative klemme T2 for batteriet B2 gjennom en seriekobling av tyristorer S9 og S1Q. parallell med en seriekobling av tyristorer Sil og S12. Forbindelsepunktet mellom tyristorene S9 In fig. 7 it is shown that two batteries B1 and B2 are arranged to be connected in series or in parallel across a motor armature M to produce propulsion in the forward or reverse direction. The batteries B1 and B2 are connected in series with the positive terminal T1 of the battery B1 connected to the negative terminal T2 of the battery B2 through a series connection of thyristors S9 and S1Q. in parallel with a series connection of thyristors Sil and S12. The connection point between the thyristors S9

og S10 er forbundet med forbindelsepunktet mellom tyristorene Sil og S12 gjennom en seriekobling av en induktans L og en kapasitans C. Koblet over batteriet B2 er det anordnet to par av.tyristorer, nemlig Sl og S3 samt S2 og S4. Likeledes er det tvers over batteriet Bl koblet to par av tyristorer, nemlig S5 og S7 samt S6 og S8. Den ene klemme for motorankeret M er forbundet med to punkter Pl og P2, henhv. mellom tyristorene Sl og S3 samt tyristorene S5 og S7. Den andre-klemme for ankeret M er koblet til punktene P3 og P4, henhv. mellom tyristorene S2 og S4 samt tyristorene S6 og S8. and S10 is connected to the connection point between the thyristors Sil and S12 through a series connection of an inductance L and a capacitance C. Connected across the battery B2, two pairs of thyristors are arranged, namely Sl and S3 as well as S2 and S4. Likewise, two pairs of thyristors, namely S5 and S7 and S6 and S8, are connected across the battery Bl. One clamp for the motor armature M is connected to two points Pl and P2, respectively. between thyristors Sl and S3 and thyristors S5 and S7. The other clamp for the armature M is connected to points P3 and P4, respectively. between thyristors S2 and S4 and thyristors S6 and S8.

Kretsens koblingstil stand for driftstilstandene "parallell fremover", "parallell bakover", "serie fremover" og "serie bakover" er som angitt i sannhetstabellen i fig. 8, mens de forskjellige koblingsforbindelser er vist i forbindelsediagrammene i fig. 9. The switching state of the circuit for the "parallel forward", "parallel reverse", "series forward" and "series reverse" operating states is as indicated in the truth table in fig. 8, while the various connection connections are shown in the connection diagrams of fig. 9.

For driftstilstanden "parallell fremover" er tyristorene Sl, S4, S5For the "parallel forward" operating condition, the thyristors are Sl, S4, S5

og S8' slått på, hvilket medfører forbindelse av de to batterier i parallell over motoren i en koblingsretning, samtidig som forspenningen vendes om for de gjenværende tyristorer '(diagram 5). and S8' switched on, which causes the connection of the two batteries in parallel across the motor in a switching direction, while reversing the bias for the remaining thyristors' (diagram 5).

For driftstilstanden "parallell bakover" er tyristorene S2, S3,For the "parallel reverse" operating condition, the thyristors S2, S3,

S6 og S7 slått på, hvilket medfører forbindelse av de to batterierS6 and S7 switched on, which causes the connection of the two batteries

Bl og B2 i parallell over motoren M i motsatt koblingsretning,'samtidig som forspenningen på de gjenværende tyristorer vendes om (diagram 6). Bl and B2 in parallel across the motor M in the opposite connection direction, at the same time as the bias voltage on the remaining thyristors is reversed (diagram 6).

For driftstilstanden "serie'fremover" slås tyristorene Sl, S8 og S9For the "series' forward" operating state, the thyristors Sl, S8 and S9 are turned on

på, hvilket medfører forbindelse av de to batterier i serie over motoren M i den ene koblingsretning, samtidig som forspenningen for de gjenværende tyristorer vendes om (diagram 7). on, which results in the connection of the two batteries in series across the motor M in one connection direction, at the same time that the bias for the remaining thyristors is reversed (diagram 7).

For driftstil standen "serie bakover" er tyristorene S2, S3 og S9For the "series reverse" operating mode, the thyristors are S2, S3 and S9

slått på,hvilket medfører forbindelse av batteriene i serie over motoren M i motsatt koblingsretning, samtidig som forspenningen på de gjenværende tyristorer vendes om (diagram 8). switched on, which causes the batteries to be connected in series across the motor M in the opposite connection direction, at the same time that the bias voltage on the remaining thyristors is reversed (diagram 8).

I tillegg kan imidlertid tyristorene S9 og S12 slås av og på i høyIn addition, however, the thyristors S9 and S12 can be switched on and off in high

takt, på den måte som er anskueliggjort i fig. 6, med det formål å variere den midlere strømstyrke som avgis fra batteriene Bl og B2, tact, in the manner illustrated in fig. 6, with the purpose of varying the average current output from batteries Bl and B2,

i hvilken tilstand og koblingsretning de enn måtte befinne seg over ankeret M, således at ankerets rotasjonshastighet varieres. in whatever state and connection direction they may be above the armature M, so that the armature's rotational speed is varied.

Kapasiteten C og induktansen L tjener samme formål somddeThe capacitance C and the inductance L serve the same purpose as above

tilsvarende komponenter i det arrangement som er vist i.fig. 3.corresponding components in the arrangement shown in fig. 3.

Den krets som er vist i fig. 10 er hovedsakelig av samme art som kretsen i fig. 3, og like henvisningstall er her anvendt for tilsvarende deler, men med tillegg av diodene Dl til D6. Dioden Dl er koblet tvers over tyristorene S10 og S2; dioden D2 er koblet over The circuit shown in fig. 10 is essentially of the same nature as the circuit in fig. 3, and the same reference numbers are used here for corresponding parts, but with the addition of the diodes D1 to D6. The diode D1 is connected across the thyristors S10 and S2; diode D2 is connected across

tyristoren S6, dioden D3 er koblet over tyristoren S8j dioden D4thyristor S6, diode D3 is connected across thyristor S8j diode D4

er koblet over tyristoren S9 og Slj dioden D5 er koblet over tyristoren S5, og dioden D6 er koblet over tyristoren S7. 'Tillegget av diodene Dl til D6 tillater forandring av koblingen til "parallell fremover" fra"serie fremover" samt også til "parallell bakover" fra "serie bakover". Den sannhetstabell som er vist i fig. 11-forklarer kretsens virkemåte. I denne sannhetstabell og de følgende tabeller,- betegner en skråstrek over dét øvre høyre hjørne av en tabellrute (som før) en begynnelsesovergang, mens en skråstrek over det øvre venstre hjørne av en tabellrute angir en kommuterende overgang. is connected across thyristor S9 and Slj diode D5 is connected across thyristor S5, and diode D6 is connected across thyristor S7. The addition of diodes D1 to D6 allows the connection to be changed to "parallel forward" from "series forward" and also to "parallel reverse" from "series reverse". The truth table shown in fig. 11-explains the circuit's operation. In this truth table and the following tables, - a slash above the upper right corner of a table square (as before) denotes an initial transition, while a slash above the upper left corner of a table square indicates a commutative transition.

Som det vil ses av , tabellen, slås tyristorene Sl, -S3, S8 og. S9 påAs will be seen from the table, the thyristors Sl, -S3, S8 and. S9 on

for innstilling av driftstilstanden "sereie -forover" fra tilstanden "av". For å' oppnå drif tstilstanden "parallelL fremover" fra tilstanden "serie fremover" slåstyristorene S5 og S6 på samtidig som tyristorene S1,.S3 og S8 opprettholdes i påslått tilstand, men tyristoren S9 bringes til avslått tilstand. For å slå koblingsanordningen av fra driftstilstanden "parallell forover", slås tyristoreneS2 av, hvilket resulterer i at tyristorene Sl, S5, S6 for setting the "sereie -forward" operating state from the "off" state. In order to achieve the "parallel forward" operating state from the "series forward" state, the thyristors S5 and S6 are turned on while the thyristors S1, S3 and S8 are maintained in the on state, but the thyristor S9 is brought to the off state. To turn off the switching device from the "parallel forward" operating state, the thyristors S2 are turned off, resulting in the thyristors Sl, S5, S6

og S8 får en forspenning som slår av disse tyristorer. For å velge driftstil standen "serie bakover", fra avslått tilstand, slås tyristorene Sl, S4, S7 og S10 på. For å oppnå driftstilstanden "parallell bakover" fra tilstanden "serie bakover", slås tyristorene S5 og S6 på, samtidig som tyristorene S2, S3' og S7 bibeholdes i ledende tilstand, men tyristoren S10 påtrykkes en forspenning som slår denne tyristor av. For å slå av koblingsanordningen fra "parallell bakover" slås tyristoren Sl på, hvilket fører-til at tyristorene S2, S4, S5, S6 og S7 påtrykkes en forspenningssom-slår disse tyristorer av. and S8 receives a bias voltage that switches off these thyristors. To select the "series reverse" operating mode, from the off state, the thyristors Sl, S4, S7 and S10 are switched on. To achieve the "parallel reverse" operating state from the "series reverse" state, the thyristors S5 and S6 are turned on, while the thyristors S2, S3' and S7 are maintained in the conducting state, but the thyristor S10 is applied with a bias voltage which turns this thyristor off. To switch off the switching device from "parallel backwards", the thyristor Sl is switched on, which causes the thyristors S2, S4, S5, S6 and S7 to be applied with a bias voltage which switches these thyristors off.

En utførelsevariant av kretsen i fig. 10 er vist i fig. 12,An embodiment variant of the circuit in fig. 10 is shown in fig. 12,

og tillater anvendelse av en lavere induktansverdi for induktansen L. and allows the use of a lower inductance value for the inductance L.

Fig. 13 angir hovedsakelig en variant av det arrangement som er vist i fig. 2, .med.det formål å tillate innkobling av driftstilstanden "serie fremover" fra tilstanden "parallell fremover" samt driftstilstanden "serie bakover"- fra tilstanden "parallell bakover". Samme henvisningstall er i fig. 13 anvendt for tilsvarende deler som i fig. 7. Det vil innses at nevnte modifikasjon av utførelsen i fig. 7 består i at tyristorene Sl, S2, S7 og S8 er parallellkoblet med hver sin diodelikeretter, henhv. Dl, D2, D3 og D4. I tillegg er det anordnet en diode D5 for parallellkobling med seriekoblingen av tyristorene S9 og S10. Alle dioder Dl til D5 er polvendt motsatt de parallellkoblede tyristorer, eller, når det gjelder dioden D5, den seriekobling av tyristorer som overkobles. Fig. 13 mainly indicates a variant of the arrangement shown in fig. 2, with the purpose of allowing switching on of the "series forward" operating state from the "parallel forward" state as well as the "series reverse" operating state from the "parallel backward" state. The same reference number is in fig. 13 used for corresponding parts as in fig. 7. It will be realized that said modification of the embodiment in fig. 7 consists in that the thyristors Sl, S2, S7 and S8 are connected in parallel with each of their diode rectifiers, respectively. D1, D2, D3 and D4. In addition, a diode D5 is arranged for parallel connection with the series connection of the thyristors S9 and S10. All diodes D1 to D5 are reverse-biased to the parallel-connected thyristors, or, in the case of diode D5, the series connection of thyristors being bridged.

Fig. 14 er en sannhetstabell som angår driften av fig. 13 og hvorfra det vil innses at tyristorene Sl, S4, S5 og S8 slås på Fig. 14 is a truth table relating to the operation of fig. 13 and from which it will be realized that the thyristors Sl, S4, S5 and S8 are switched on

for å velge driftstilstanden "parallell fremover" fra avslått tilstand for koblingsanordningen. For å komme frem '' til... drif tstilstanden "serie fremover" fra tilstanden "parallell fremover" to select the operating state "parallel forward" from the off state of the coupling device. To arrive '' to... the "series forward" operating state from the "parallel forward" state

slås tyristorene S9 og Sli-på, hvilket fører til at det påtrykkes forspenning for utkobling på tyristorene S4 og S5 mens tyristorene Sl og S8' bibeholdes i ledende tilstand. For å slå av koblingsanordningen fra driftstilstanden "serie fremover", slås tyristoren S12 på, hvilket påtrykker tyristorene Sl, S8, S9 og Sil., en sådan forspenning at disse tyristorer slås av. For å oppnå driftstilstanden "parallell bakover " fra avslått tilstand, slåstyristorene Sl, S3, S6 og S7 på. For å oppnå driftstilstanden "serie bakover" fra tilstanden "parallell bakover" slås tyristorene S10 og S12 på,-hvilket bringer tyristorene S3 og S6 til å bli slått av, mens tyristorene S2 og S7 bibeholdes i ledende tilstand. the thyristors S9 and S1 are switched on, which leads to the application of bias voltage for switching off on the thyristors S4 and S5, while the thyristors S1 and S8' are maintained in the conducting state. To turn off the switching device from the "series forward" operating state, the thyristor S12 is turned on, which applies such a bias to the thyristors S1, S8, S9 and Sil. that these thyristors are turned off. To achieve the "parallel reverse" operating state from the off state, turn on the control transistors S1, S3, S6 and S7. To achieve the "series reverse" operating state from the "parallel reverse" state, thyristors S10 and S12 are turned on, causing thyristors S3 and S6 to be turned off, while thyristors S2 and S7 are maintained in the conducting state.

For å slå av koblingsanordningen fra tilstanden "serie bakover" To switch off the switching device from the "series reverse" state

slås tyristoren Sil på, hvilket påtrykker tyristorene S2, S7, S10the thyristor Sil is switched on, which presses on the thyristors S2, S7, S10

og S12 i en forspenning som slår disse tyristorer av.and S12 in a bias that turns these thyristors off.

Diodene Dl til D6.i fig. 10 og diodene Dl til D5 i fig. 13 er anordnet som beskyttelseinnretninger som danner alternative strømbaner og tillater de tyristorer som de er parallellkoblet med, å bli slått raskt av uten skade på matningsspenningene på grunn av de induktive strømmer som flyter gjennom L og C. De nevnte dioder tjener til å tilbakeføre induktiv energi til vedkommende batteri eller batterier. The diodes D1 to D6 in fig. 10 and the diodes D1 to D5 in fig. 13 are arranged as protective devices which form alternative current paths and allow the thyristors with which they are connected in parallel to be switched off quickly without damage to the supply voltages due to the inductive currents flowing through L and C. The mentioned diodes serve to return inductive energy to the relevant battery or batteries.

Claims

1. Coupling device for the controlled interconnection of direct current sources and loads in series or parallel and/or in one or the other current direction by means of devices with unidirectional, pre-voltage-triggered conductivity and arranged in current paths whose conductivity state must be changed in order to achieve a change of said interconnection of direct current sources and loads} characterized in that energy storage equipment is arranged to supply energy to said loads in operation during periods of time in which the conductivity of one or more of said current paths changes and said devices with unidirectional, bias-triggered conductivity in these current paths are suspended for reverse bias when said interconnection is changed.

2. Device as stated in claim 1, characterized in that each device with unidirectional, bias-triggered conductivity consists of a thyristor.

3. Device as specified in claim 1 or 2, characterized in that said energy storage equipment comprises a capacity arranged to be charged through a charging circuit comprising an inductance.

4. Device as specified in claims 1-3, characterized in that each mentioned power source consists of a battery.

5. Device as stated in claims 1-4, characterized in that each mentioned load is constituted by the armature in an electric motor arranged for vehicle propulsion.

6. Device as stated in claim 5, characterized in that the electric motor is an electric motor equipped with two armatures, which are arranged for mutual connection in series or parallel across a direct current source.

7. Device as stated in claim 6, characterized by the fact that to avoid ■disproportionately high motor currents, equipment is provided for the introduction of limiting resistors in series with said direct current source and said motor armatures at start-up, said resistors being arranged to be removed as the speed of the motor armatures builds up.

8. Device as stated in claim 7, characterized in that said equipment comprises a combination consisting of a number of series-connected resistors which are connected in parallel with devices with unidirectional, bias-triggered conductivity, in that said combination is connected in series with a further device with unidirectional, bias-triggered conductivity between a terminal for said direct current source and said engine anchors.

9. Device as specified in claim 8, characterized in that a diode is connected between the connection point for the latter device and said combination and the other terminal for said direct current source.

10. Device as specified in claim 1, in which two loads of different polarity must be connected in series or parallel across a direct current source, grade in Ns ert in that two current loops are connected across the direct current source and each loop comprises three devices with unidirectional, bias-triggered conductivity in series, with one clamp for one of the loads being connected between the first and second mentioned devices in one loop, and the another terminal for the same load is connected to the first and second mentioned device in it. second loop; at the same time as one terminal for the second load is connected between the second and third device in said second loop and the other terminal for the second load is connected between the third and fourth device in the second loop; while one terminal for the first load through a series circuit comprising a device with unidirectional, bias-triggered conductivity is connected to opposite terminals for the second load, and the other terminal for the first load through a series circuit comprising a device with unidirectional, bias-induced conductivity, is connected to the remaining terminal for the second load.

11. Device as specified in claim 1, and wherein two direct current sources are arranged to be connected in series or parallel across a load, characterized in that one terminal for one load is connected to the opposite terminal for the other load through a series circuit comprising a device with unidirectional, bias-triggered conductivity, and two pairs of such devices with unidirectional, bias-triggered conductivity are connected across over each direct voltage source at the same time that one terminal for said load is connected both to a point between the two devices in one pair connected across one source and to a point between the two devices in one pair connected across the other source and the other clamp for said load is connected both to a point between the two devices in the second pair connected via said one source as well as to a point between the two devices in the other pair connected via said other source.-

12. Device as specified in claim 100 or H" characterized in that equipment is arranged for repeated interruption of the power supply from the relevant power sources to said loads, in order to regulate the average current supplied to the loads.

13. Device as specified in claim 11, characterized in that said series circuit connecting one terminal for one source with the opposite terminal for the other source is omitted, while each pair of devices with unidirectional, bias-triggered conductivity connected across one source is connected in series with a pair of such devices connected across said second source by means of a further pair of devices with unidirectional, bias-triggered conductivity, and the connection point between the two devices in the further pair is connected to the connection point between the two devices in the one further pair is connected to the connection point between the two devices in the second further pair through a series connection of an inductance and a capacitance.

14. Device as specified in claim 13, characterized in that said further pair of devices is bypassed by a diode rectifier, at the same time that each of the said pairs of devices which are connected across said sources which are farthest from the respective further pair of devices is bypassed by a diode rectifier, as all said diode rectifiers are opposite in polarity to the respective device or pair of devices which they bypass.

15. Device as stated in claim 10, characterized in that a further device with rectifier, bias-triggered conductivity is connected in each loop up to a terminal for said source, while the series connection of a capacitance and an inductance is connected from a point between one of the further devices and the closest following device in the relevant loop and a point between said other additional device and the closest p following device in this loop, while equipment is arranged for coordinated bias control of said additional device on and off, for regulation of the average value of the current supplied from said source to said loads..

16. Device as specified in claim 15, characterized in that a diode rectifier is connected across said series connection of each further device and the closest subsequent device in each loop, as well as across each of the other devices in each loop, each of said rectifier diodes being polarized opposite to the device or devices which be overridden.