<Desc/Clms Page number 1>
Zweipulsiger Stromrichter für elektrisch betriebenes Fahrzeug
Es ist bekannt, Fahrzeuge mit eigener Stromquelle durch einen oder mehrere Elektromotore anzutreiben, die aus Akkumulatoren, Batterien, Brennstoffzellen oder andern mitgeführten Stromquellen mit elektrischer Energie versorgt werden. Bisher wurden dazu Gleichstrom- oder Drehstrommotore verwendet. Gleichstrommotore sind durch den Kollektor störungsanfällig und wartungsbedürftig und haben ein wesentlich grösseres Gewicht pro Leistungseinheit als Mehrphasen-Wechselstrommotore.
Drehstrommotore benötigen anderseits eine Einrichtung, die es gestattet, die Speisegleichspannung in ein in der Amplitude und Frequenz variables Dreiphasensystem umzuformen, wozu mindestens sechs elektronische Hauptschaltelemente nötig sind.
Nach dem Stand der Technik sind Gleichstromstellerschaltungen bekannt, die eine verlustarme Speisung von Gleichstrommotore oder über Wechselrichter ohne Amplituden-Variationsmöglichkeit auch Wechselstrommotore erlauben, wobei jederzeit Energie in die Stromquelle rückgeliefert werden kann. Die Energie wird dabei kurzzeitig in Drosselspulen gespeichert.
Ebenso sind Stromrichterschaltungen zur Speisung mehrphasiger asynchroner oder synchroner Wechselstrom-Induktionsmotore direkt aus Gleichspannungsquellen bekannt, in denen die Motorwicklungen zwischen den Ausgangsklemmen einzelner in Brücke geschalteter zweipulsiger Teilstromrichter liegen und die die Energie im Prinzip einer einzigen Stromquelle entnehmen bzw. in diese rückliefern. Mehrere Ausführungen zweipulsiger Teilstromrichter, die auch eine Amplitudenvariation ermöglichen, sind bekannt, wobei je nach Leistungsbereich Transistoren, steuerbare oder abschaltbare Halbleiterventile als Leistungsschaltelemente herangezogen werden.
Gegenstand der Erfindung ist ein zweipulsiger Stromrichter für ein elektrisch betriebenes Fahrzeug mit wenigstens einem von der eigenen Stromquelle ventilgespeisten, symmetrischen zweiphasigen Drehfeldmotor. Gemäss der Erfindung ist der zweipulsige Stromrichter der vorstehenden Art dadurch gekennzeichnet, dass von den Wicklungsgruppen des Motors die einen Enden gemeinsam an den Verbindungspunkt zweier in Serie geschalteter Stromquellenhälften angeschlossen sind, während die andern Enden der Wicklungsgruppen jeweils an die Ausgangsklemme der aus zwei in Serie geschalteten steuerbaren oder schaltbaren Ventile mit zugeordneten Hilfselementen bestehenden gleichartigen Teilstromrichter geschaltet sind, deren parallelgeschaltete Endklemmen jeweils mit den Endklemmen der Serienschaltung der Stromquellenhälften verbunden sind.
Die erfindungsgemässe Steuerung zweiphasiger Wechselstrommotore normaler oder abwälzender Bauart, in asynchroner oder synchroner, zwei- oder mehrpoliger Ausführung in Verbindung mit einer elektronischen Schaltung, die zwei um 900 phasenverschobene Wechselspannungen mit variabler Spannung und Frequenz erzeugt, ermöglicht eine wirtschaftliche Lösung des Antriebsproblems von Fahrzeugen mit eigener Stromquelle. Die beschriebene Schaltung vermeidet den Nachteil der bisher bekannten Schaltungen zur Stromversorgung zweiphasiger Wechselstrom-Leistungsmotore, der in der Notwendigkeit von mindestens acht Hauptschaltelementen oder nur der halben Ausnutzung des Wickelraumes des Motors bei der Verwendung von vier Hauptschaltelementen liegt.
Sie ermöglicht die Motorwicklungen unabhängig voneinander für beliebige Zeitdauer an die positive oder negative Teilspeisespannung zu schalten, wobei bei entsprechender Ansteuerung der elektronischen Hauptschaltelemente Antrieb und Nutzbremsen in beiden Drehrichtungen mit variablem Drehmoment ohne mechanische Umschaltungen im Leistungskreis und die
<Desc/Clms Page number 2>
Verwendung aller bekannter Regelverfahren bei elektrischen Antrieben möglich ist. Die Mittenanzapfung der Stromquelle ergibt bei Fahrzeugantrieben keinen wesentlichen Nachteil.
Werden gemäss der Erfindung zum Antrieb von Fahrzeugen zweiphasige Wechselstrommotore nach dem Abwälzprinzip verwendet, so ermöglichen diese bei den üblichen Abtriebsdrehzahlen eine wesentlich höhere Speisefrequenz als Wechselstrommotore normaler Bauart und damit kleinere und leichtere Motorkonstruktionen.
An Hand der Zeichnung wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert. Neben der
EMI2.1
zugeordneten Hilfselementen wie Löschkreis und Rückstromventile vorgesehen. Diese Ventile sind zusammen mit ihren Hilfselementen als Hauptschaltelemente-5, 6, 7 und 8-in der Zeichnung symbolisch durch Schalter dargestellt. Eine Steuereinheit --9-- steuert die Hauptschaltelemente an.
Wird über die Steuereinheit-9-das Hauptschaltelement-5-in schneller Folge ein- und
EMI2.2
um 900 phasenverschoben sind, so entsteht im Motor das gewünschte elektromagnetische Drehfeld.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Zweipulsiger Stromrichter für elektrisch betriebenes Fahrzeug mit wenigstens einem von der eigenen Stromquelle ventilgespeisten, symmetrischen zweiphasigen Drehfeldmotor, dadurch gek e n n z e i c h n e t , dass von den Wicklungsgruppen (3, 4) des Motors die einen Enden gemeinsam an den Verbindungspunkt der beiden in Serie geschalteten Stromquellenhälften (1, 2) angeschlossen sind, während die andern Enden der Wicklungsgruppen (3, 4) jeweils an die Ausgangsklemme der aus zwei in Serie geschalteten steuerbaren oder schaltbaren Ventile mit zugeordneten Hilfselementen bestehenden gleichartigen Teilstromrichter (5, 6 ; 7, 8) geschaltet sind, deren parallelgeschaltete Endklemmen jeweils mit den Endklemmen der Serienschaltung der Stromquellenhälften (1, 2) verbunden sind.
EMI2.3