Ausführungsbeispielembodiment
In der zugehörigen Zeichnung zeigtIn the accompanying drawing shows
Figur 1: das Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung Figur 2: die Bremskennlinie derselbenFigure 1: the block diagram of a circuit arrangement according to the invention Figure 2: the braking characteristic of the same
Die Ankerklemmen A; B des Gleichstrommotors 1 stehen im Betriebszustand über Schützkontakte K1 und im Bremszustand über Schützkontakte K2 mit der Diagonalen einer halbgesteuerten Thyristorbrücke 2 in Verbindung, wobei sie in den beiden Betriebszustäden des Motors 1 vertauscht angeschlossen sind. In den hierfür erforderlichen Vertauschungsleitungen sind die Schützkontakte K2 angeordnet, in einer dieser beiden Leitungen zusätzlich der Bremswiderstand 3. In einer der beiden nur die Schützkontakte K1 enthaltenden Leitungsabschnitte ist die Glättungsdrossel 4 eingeschlossen, während eine der beiden gemeinsamen Leitungsabschnitte die Steuerwicklung 5 eines Transduktorverstärkers 6 aufnimmt.The anchor terminals A; B of the DC motor 1 are in the operating state via contactor contacts K1 and in the braking state via contactor contacts K2 with the diagonal of a semi-controlled thyristor 2 in connection, being reversed in the two Betriebszustäden the motor 1 are connected. In one of the two line sections containing only the contactor K1 line sections, the smoothing inductor 4 is included, while one of the two common line sections receives the control winding 5 of a transductory amplifier 6 in the interchangeable lines required for this purpose the contactor K2 ,
Die Erregerwicklung 7 des Motors 1 ist über einen Schützkontakt K3 an eine Greichrichterbrücke 8 angeschlossen, die ihrerseits mit dem Netz N; L verbunden ist.The field winding 7 of the motor 1 is connected via a contactor contact K3 to a Greichrichterbrücke 8, which in turn with the network N; L is connected.
Die Thyristorbrücke 2 enthält in einem Zweig die Thyristoren 9; 10 und in dem parallelen Zweig die Dioden 11; 12 hintereinandergeschaltet. Die Diagonalpunkte dieser Zweige sind an die Netzleitungen N; L geführt. Die Dioden 11; 12 sind für den Bremsstrom in Durchlaßrichtung angeordnet.The thyristor bridge 2 contains the thyristors 9 in one branch; 10 and in the parallel branch, the diodes 11; 12 connected in series. The diagonal points of these branches are to the power lines N; L guided. The diodes 11; 12 are arranged for the braking current in the forward direction.
Die Arbeitswicklung 13 des Transduktorverstärkers 6 ist mit der einen Diagonale einer Gleichrichterbrücke 14 verknüpft, deren andere Diagonale einen Arbeitswiderstand 15 aufnimmt. Dereine Diagonalpunkt liegt an Masse, während der andere Diagonalpunkt über einen Widerstand 16 an einen Eingang eines Operationsverstärkers 17 geführt ist. Der Arbeitskreis des Transduktorverstärkers 6 enthält die Sekundärwicklung eines Netztransformators 18. Der Transduktorverstärker 6, die Gleichrichterbrücke 14, der Arbeitswiderstand 15 und der Netztransformator 18 bilden zusammen den Stromistwertgeber 19. Der zweite Eingang des Operationsverstärkers'17istan Masse gelegt. Sein Rückkopplungszweig ist eine Reihenschaltung aus einem Kondensator 20 und einem Widerstand 21. Der erste Eingang steht über einen Widerstand 22 mit dem Sollwertausgang 23 einer Steuereinheit 24 in Verbindung. Der so geschaltete Operationsverstärker 17 besitzt die Funktion eines Pl-Reglers 25 mit einem Istwerteingang 26, einem Sollwerteingang 27 und einem Ausgang 28 für den Anschluß an eine Ansteuerschaltung 29. Diese besitzt noch einen zweiten Eingang, der mit dem Sperrimpulsausgang 30 der Steuereinheit 24 verbunden ist. Ihre beiden Ausgänge 31; 32 führen zu den Steuerelektroden der Thyristoren 9; 10. Die Ansteuerschaltung 29 besitzt eine üblichen AufbaTj. Die Schaltschütze, ihre Steuerschaltung und die Steuereinheit 24 gehören nicht direkt zu der beschriebenen Bremsschaltung, sie sind ihr aber funktionsmäßig vorgelagert und deshalb für das Verständnis der Funktionsweise von Bedeutung. Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung besitzt folgende Funktionsweise:The working winding 13 of the transductor amplifier 6 is linked to the one diagonal of a rectifier bridge 14 whose other diagonal receives a working resistor 15. A diagonal point is grounded, while the other diagonal point is guided via a resistor 16 to an input of an operational amplifier 17. The working group of the transductor amplifier 6 contains the secondary winding of a mains transformer 18. The transductor amplifier 6, the rectifier bridge 14, the working resistor 15 and the mains transformer 18 together form the Stromistwertgeber 19. The second input of the operational amplifier 'mass set. Its feedback branch is a series connection of a capacitor 20 and a resistor 21. The first input is connected via a resistor 22 to the setpoint output 23 of a control unit 24 in connection. The so-connected operational amplifier 17 has the function of a PI controller 25 with an actual value input 26, a setpoint input 27 and an output 28 for connection to a drive circuit 29. This has a second input, which is connected to the blocking pulse output 30 of the control unit 24 , Your two outputs 31; 32 lead to the control electrodes of the thyristors 9; 10. The drive circuit 29 has a conventional AufbaTj. The contactors, their control circuit and the control unit 24 are not directly related to the brake circuit described, but they are functionally upstream and therefore important for understanding the operation of importance. The circuit arrangement according to the invention has the following mode of operation:
Nach Ausgabe eines Bremsbefehls erhält die Ansteuerschaltung 29 eine Sperrimpuls, und die Schaltschützsteuerschaltung öffnet die Schützkontakte K3. Dadurch ist ein stromloses Schalten der Schützkontakte K1 und K2 möglich. Nach 3 Sekunden werden die Kontakte K1 geöffnet und die Kontakte 2 geschlossen. Nach weiteren 7 Sekunden erlischt der Sperrimpuls. Gleichzeitig wird durch Schließen des Kontaktes K3 die Felderregung des Motors 1 wieder zugeschaltet. Der durch die Eigenbewegung des Motorankers in ihm erzeugte Bremsstrom fließt von der Klemme A über den ersten Kontakt K2, die Steuerwicklung 5 des Transduktorverstärkers 6, die Dioden 11; 12, den zweiten Kontakt K2 und den Bremswiderstand 3 zurück zur Klemme B. Er beeinflußt den im Arbeitskreis des Transduktorverstärkers 6 fließenden Wechselstrom, der in der Gleichrichterbrücke 14 gleichgerichtet wird. Der Spannungsabfall über dem Arbeitswiderstand 15 gelangt über den Widerstand 16 auf den Eingang des Operationsverstärkers 17, der als Umkehrverstärker betrieben wird. Die Spannung vom Sollwertausgang 23 liegt über den Widerstand 22 ebenfalls an diesem Verstärkereingang an. Da beide Spannungen gegeneinander geschaltet sind, wird im Operationsverstärker 17 eine Abweichung bzw. Differenz beider verstärkt. Solange der Stromistwert über dem Stromsollwert liegt, liegt am Verstärkerausgang 28 eine Spannung einer Polarität an, die eine Sperrung der Ansteuerschaltung 29 bewirkt. Da der generatorische Bremsstrom infolge der Abbremsung unter den Stromsollwert sinkt, wechselt die Polarität der Spannung am Verstärkerausgang 28, wodurch die Ansteuerschaltung 29 entriegelt wird. Die Beschallung im Rückkopplungszweig des Operationsverstärkers 17 verleiht ihm ein Proportional-Integral-Verhalten. Die Ansteuerschältung 29 liefert über ihre Ausgänge 31; 32 Steuerspannungen für die Öffnung der Thyristoren 9; 10. Der Öffnungswinkel vergrößert sich in dem Maße, wie der generatorisch erzeugte Bremsstrom abnimmt. Durch die Thyristoren 9; 10 fließt der Differenzstrom zwischen dem Stromsollwert und dem generatorisch im Motoranker erzeugten Bremsstrom. Dadurch ist der den Anker des Motors 1 passierende Bremsstrom vom Zeitpunkt des Einsetzens der Regelung an, d. h. vom Unterschreiten des generatorischen Bremsstromes unter den Stromsollwert an, konstant. Die Folge ist ein konstantes Bremsmoment und damit über den weitaus größten Teil des Drehzahlbereiches eine'konstante Bremswirkung. Die Bremszeit ist sehr kurz. Die Drehzahl (n)-Bremszeit (tBr)-Kurve (Figur 2) ist im Gegensatz zu der entsprechenden Kurve der reinen Widerstandsbremsung eine fallende Gerade. Bei einer vorgegebenen Minimaldrehzahl, z. B. einem Sechzigstel der Maximaldrehzahl, erhält die Ansteuerschaltung 29 einen Sperrimpuls, wodurch die Thyristoren 9; 10 gesperrt werden und die Bremsstromregelung außer Betrieb gesetzt wird. Zusammenfassend kann das Funktionsprinzip als Widerstandsbremsung im oberen Drehzahlbereich und als geregelte kombinierte Widerstandsbremsung und Gegenstrombremsung im anschließenden Drehzahlbereich bis zu niedrigsten Drehzahlen charakterisiert werden.After issuing a brake command, the drive circuit 29 receives a blocking pulse, and the contactor control circuit opens the contactor K3. As a result, a currentless switching of the contactor contacts K1 and K2 is possible. After 3 seconds, the contacts K1 are opened and the contacts 2 are closed. After another 7 seconds, the blocking pulse goes off. At the same time the field excitation of the motor 1 is switched on again by closing the contact K3. The braking current generated in it by the self-movement of the motor armature flows from the terminal A via the first contact K2, the control winding 5 of the transductor amplifier 6, the diodes 11; 12, the second contact K2 and the braking resistor 3 back to the terminal B. It affects the alternating current flowing in the working circuit of the transductor 6, which is rectified in the rectifier bridge 14. The voltage drop across the load resistor 15 passes through the resistor 16 to the input of the operational amplifier 17, which is operated as a reverse amplifier. The voltage from the setpoint output 23 is also applied to the amplifier input via the resistor 22. Since both voltages are switched against each other, a deviation or difference between the two is amplified in the operational amplifier 17. As long as the current actual value is above the current setpoint, a voltage of one polarity is present at the amplifier output 28, which causes a blocking of the drive circuit 29. Since the regenerative braking current drops below the current setpoint as a result of the deceleration, the polarity of the voltage at the amplifier output 28 changes, whereby the drive circuit 29 is unlocked. The sonication in the feedback branch of the operational amplifier 17 gives it a proportional-integral behavior. The Ansteuerschältung 29 provides via its outputs 31; 32 control voltages for the opening of the thyristors 9; 10. The opening angle increases as the regenerative braking current decreases. By the thyristors 9; 10, the differential current flows between the current setpoint and the regenerative braking current generated in the motor armature. As a result, the braking current passing through the armature of the motor 1 is constant from the time the control unit is inserted, ie, when the regenerative braking current falls below the current setpoint value. The result is a constant braking torque and thus over the vast majority of the speed range ein'konstante braking effect. The braking time is very short. The speed (n) -Bremszeit (t Br ) curve (Figure 2) is in contrast to the corresponding curve of pure resistance braking a falling line. At a predetermined minimum speed, z. B. one-sixtieth of the maximum speed, the drive circuit 29 receives a blocking pulse, whereby the thyristors 9; 10 are disabled and the braking current control is disabled. In summary, the functional principle can be characterized as resistance braking in the upper speed range and as controlled combined resistance braking and countercurrent braking in the subsequent speed range up to the lowest rotational speeds.