CH410130A - Gleichstrommotorsteuerung mit elektrischem Schalter - Google Patents

Gleichstrommotorsteuerung mit elektrischem Schalter

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CH410130A
CH410130A CH938463A CH938463A CH410130A CH 410130 A CH410130 A CH 410130A CH 938463 A CH938463 A CH 938463A CH 938463 A CH938463 A CH 938463A CH 410130 A CH410130 A CH 410130A
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diode
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CH938463A
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Schueepp Eduard
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Schueepp Eduard
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    • 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
    • H02P7/285Arrangements 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 controlling armature supply only
    • H02P7/29Arrangements 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 controlling armature supply only using pulse modulation

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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Description


   <Desc/Clms Page number 1> 
    Gleichstrommotorsteuerung      mit   elektrischem Schalter Steuerbare Gleichstrommotoren werden vor allem benötigt für    Gleichstrom-Traktionsfahrzeuge.   Gewöhnlich    erfolgt   die    Steuerung   eines Gleichstrommotors durch Einschalten von    Vorwiderständen   in dessen Ankerstromkreis oder durch Verändern des Erregerfeldes.

   Für    Traktionszwecke   werden    vorwiegend      Hauptschlussmotoren   verwendet.    Nebenschlussmotoren   wurden bisher wegen ihrer schlechten Anpassungsfähigkeit an Verhältnisse, wie sie bei elektrischer Traktion vorliegen, kaum eingesetzt, obschon Motoren mit    Nebensc'hlussverhalten   zum Beispiel beim Erfordernis konstanter Drehzahl des Motors oder konstanter Geschwindigkeit des Fahrzeuges    vorteilhaft   wären. Nachteilig bei der    Steuerung   von Gleichstrommotoren    mit      Vorwiderständen   sind vor allem die in den    Vorwiderständen   entstehenden Verluste. 



  Es ist bekannt, die    mittlere   an einer Belastung wirkende Gleichspannung dadurch zu verändern, dass diese periodisch an die Belastung angeschaltet wird, zum Beispiel mit    Hilfe   eines elektronischen Schalters. Das Verhältnis der Einschaltdauer dieses Schalters zu dessen Ausschaltdauer bestimmt die mittlere Gleichspannung an der Belastung. Die    Steuerung   von Gleichstrommotoren    kann   demnach auch auf diese    Art   vorgenommen werden. Sehr geeignet für solche    elektronische   Schalter sind Halbleiter, die    gewöhnlich   steuerbare Dioden genannt werden, da diese Elemente grosse Ströme leiten und hohe Sperrspannungen aufnehmen können.

   Diese steuerbaren Dioden werden durch    einen      Zündimpuls   an einer Steuerelektrode vom    sperrenden   in den leitenden Zustand gebracht. Zum Wiederherstellen des sperrenden Zustandes benötigen diese Halbleiter eine    Löschschaltung,   die eine kurzzeitige Umkehr der Polarität der Spannung am Halbleiter bewirkt. Eine solche Löschschaltung besteht beispielsweise aus einer der steuerbaren Diode    parallel   ge- schalteten Reihenschaltung eines Kondensators und einer zweiten steuerbaren Diode. Das Zünden der einen steuerbaren Diode bewirkt das Löschen der anderen.

   Zur    Aufladung      benötigt   der Kondensator an seinen beiden Anschlüssen je eine    Stromzuführung.   Die eine    Stromzuführung   ist gewöhnlich der Belastungskreis des elektronischen Schalters. Damit der Kondensator genügend geladen wird und der Löschvorgang gewährleistet ist, muss die Spannung an der    sperrenden   steuerbaren Diode einen genügend grossen Wert erreichen.    Wenn   nun als Belastung eines mit steuerbaren Dioden ausgerüsteten elektronischen Schalters der erwähnten Art ein Gleichstrommotor,    insbesondere   ein    Nebenschluss-   oder fremderregter Motor    wirkt,   so hat die am rotierenden Motoranker auftretende Spannung einen störenden Einfluss auf das richtige Arbeiten des Schalters.

   Indem diese Ankerspannung der speisenden Gleichspannung entgegenwirkt, verhindert sie eine genügende    Aufladung   des Löschkondensators und beeinträchtigt so den Löschvorgang. 



  Dieser Nachteil    wird   durch die    erfindungsgemässe      Gleichstrommotorsteuerung      vermieden,   welche dadurch    gekennzeichnet   ist, dass    eine   Diode    mit   dem Motor in Reihe    liegt,   und dass ein zweiter Strompfad auf die    Verbindung   des Kondensators mit der ersten steuerbaren Diode führt. 



  Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der Zeichnung näher    erläutert.   



     Fig.   1 zeigt ein Schaltbild einer Gleichstrommotorsteuerung mit dem Halbleiterschalter. 



  Gemäss dem Schaltbild    Fig.   1 besteht eine    Gleich-      strommotorsteuerung   aus einer ersten    (H1)   und einer zweiten    (H2)   steuerbaren Diode, deren    eine   Elektrode an den gleichen Pol    (E2)      einer      Speisespannungsquelle   Q angeschlossen ist, während die andere Elektrode der ersten steuerbaren Diode über einen Kondensator 

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 C mit der gleichartigen Elektrode der zweiten verbunden ist.

   Beide Belege des Kondensators sind über je einen Widerstand    (R1,      R2)   mit    einem   Pol einer    Ladespannungsquelle   verbunden, während der andere Pol dieser Quelle an die direkt miteinander verbundenen Elektroden der steuerbaren Dioden angeschlossen ist. Als    Ladespannungsquelle   wird im vorliegenden Ausführungsbeispiel die    Speisespannungsquelle   Q benützt. Die Reihenschaltung von Motor M und Diode    Dl   ist    einerseits      an   der Verbindung der    steuerbaren   Diode    Hl   mit dem Kondensator C, anderseits am anderen Pol    (El)   der    Speisespannungsquelle   Q angeschlossen.

   Der    Motorstrompfad   M besteht aus dem Motoranker A und einer    Induktivität   L, in der die    Anker-      induktivität   und die    Induktivitäten   von eventuell vorhandenen Wendepol- und    Hauptschlusswicklungen      zusammengefasst   sind. Die Feldwicklungen F können im    Nebenschluss   an den Motor M oder direkt an die Spannungsquelle Q angeschlossen oder auch fremd erregt sein. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind sie direkt an die Quelle Q angeschlossen. Zur Zündung der steuerbaren Dioden ist ein    Impulsgeber   IG vorhanden. 



  Die Wirkungsweise dieser Schaltung wird im folgenden erläutert. An die Steuerelektroden 1 und 2 werden abwechslungsweise durch Impulsgeber    Zünd-      impulse   gegeben. Dadurch werden die Dioden    Hl   und    H2   abwechslungsweise gezündet. Wenn die Diode    Hl   gezündet ist und    H2   sperrt, so    fliesst   der Motorstrom durch die Diode    Dl   und die steuerbare Diode Hl. Diese beiden Dioden haben einen    vernachlässig-      baren   Spannungsabfall. Der Kondensator C ist über den Widerstand    R2   aufgeladen. Wenn der Steuerimpuls an der Elektrode 2 erscheint, wird die steuerbare Diode    H2   gezündet.

   Die Spannung des    Kondensators   C liegt nun über    Hz   an der steuerbaren Diode    Hl,   jedoch wirkt sie an    Hl   in Sperrichtung, so dass    Hl   gelöscht wird. Der Motorstrom    fliesst   nun zunächst durch den Kondensator C und die Diode    H2,   und C und wird umgeladen. Bei grosser gespeicherter Energie in der    Induktivität   L kann der Kondensator C auf einen sehr grossen Spannungswert    aufgeladen   werden, der für die Diode    Hl   schädlich sein kann. Um dies zu verhindern, kann es zweckmässig sein, dem Motor M eine Diode    D2   parallelzuschalten.

   Diese Diode bewirkt, dass der Motorstrom, nachdem der Kondensator C auf die Quellenspannung U aufgeladen ist, sich über    Dz      im   Motorstromkreis ausgleicht. Die Diode    D2   bewirkt eine Spannungsbegrenzung an der steuerbaren Diode    Hl,   indem die Spannung an C und damit auch an    Hl   nicht über die Speisespannung U hinaus anwachsen kann. Dazu ergibt sich aus dem Stromausgleich über    D2   der weitere Vorteil, dass die in der    Motorinduktivi-      tät   L magnetisch    gespeicherte   Energie über den Motor als nutzbare mechanische Antriebsenergie abgegeben wird.

   Nach Rückgang des Motorstroms auf Null würde sich ohne Vorhandensein der Diode Dl die Spannung am Kondensator auf die    Differenz   von Speisespannung U und Ankerspannung    U9   einstellen, und der Kondensator wäre für den Löschvorgang ungenügend geladen. Dies wird verhindert durch die Diode    Dl   und den Strompfad, in welchem der Widerstand    R1   liegt. über diesen Strompfad wird bei sperrender Diode    Hl   der Kondensator C voll aufgeladen. Die Diode    Dl   wird bei geladenem Kondensator in Sperrichtung vorgespannt und    verhindert   dadurch die    unerwünschte   Einwirkung der Ankerspannung auf den Ladekondensator.

Claims (1)

  1. PATENTANSPRUCH Gleichstrommotorsteuerung mit einer als abwechselnd leitender und sperrender elektronischer Schalter wirkenden, mit einer Gleichspannungsquelle und min- d; stens einem Gleichstrommotor einen Stromkreis bildenden steuerbaren Diode, welcher eine aus einem Kondensator und einer zweiten steuerbaren Diode bestehende Reihenschaltung parallel geschaltet ist, wobei ein Strompfad auf die Verbindung des Konden- sators mit der zweiten steuerbaren Diode führt, dadurch gekennzeichnet, dass eine Diode mit dem Motor in Reihe liegt, und dass ein zweiter Strompfad auf die Verbindung des Kondensators mit der ersten steuerbaren Diode führt.
    UNTERANSPRUCH Gleichstrommotorsteuerung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass dem Motor eine Diode parallel geschaltet ist.
CH938463A 1963-07-24 1963-07-24 Gleichstrommotorsteuerung mit elektrischem Schalter CH410130A (de)

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CH938463A CH410130A (de) 1963-07-24 1963-07-24 Gleichstrommotorsteuerung mit elektrischem Schalter
DE19641513560 DE1513560C3 (de) 1963-07-24 1964-07-22 Steuereinrichtung für einen Gleichstrommotor

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CH410130A true CH410130A (de) 1966-03-31

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CH938463A CH410130A (de) 1963-07-24 1963-07-24 Gleichstrommotorsteuerung mit elektrischem Schalter

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