DE1261940B

DE1261940B - Circuit arrangement for protecting motors against excessive inrush currents

Info

Publication number: DE1261940B
Application number: DE1963L0046187
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Hans Junior; Karl-Heinz Splanemann
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1963-10-29
Filing date: 1963-10-29
Publication date: 1968-02-29

Description

Schaltungsanordnung zum Schutz von Motoren gegen zu hohe Einschaltstromstöße Es ist bekannt, Motoren bei Netzspannungsschwankungen gegen hohe Stromstöße dadurch zu schützen, daß Vorwiderstände bei Spannungserhöhungen in Reihe zum Motor geschaltet werden. Die Zuschaltung der Widerstände erfolgt dabei im allgemeinen in Abhängigkeit von den sich ändernden Netz- oder Motorgrößen oder auch der Differenz beider. Während des normalen Betriebes bei Nennspannung und auch im Unterspannungsbereich sind diese Vorwiderstände ständig kurzgeschlossen (USA.-Patentschriften 1621011 und 1705 728). Bei kurzzeitigen Unterbrechungen der Netzspannung, wie sie bei elektrisch betriebenen Fahrzeugen jeweils beim Durchfahren von Stromschienenlücken auftreten, sind derartige Anordnungen nicht wirksam, d. h., sie bieten gegen den beim Wiederkehren der Netzspannung auftretenden Einschaltstromstoß keinen Schutz.Circuit arrangement for protecting motors against excessive inrush currents It is known to protect motors against high current surges in the event of mains voltage fluctuations to protect that series resistors are connected in series with the motor in the event of voltage increases will. The connection of the resistors is generally done in dependence of the changing network or motor sizes or the difference between the two. While of normal operation at nominal voltage and also in the undervoltage range, these are Series resistors constantly short-circuited (USA patents 1621011 and 1705 728). In the event of brief interruptions in the mains voltage, as is the case with electrically operated Vehicles each occur when driving through busbar gaps, are such Orders not effective, d. that is, they offer against the return of the mains voltage occurring inrush current no protection.

Allgemein wird auch der beim Wiederkehren der Netzspannung auftretende Einschaltstromstoß durch vor dem Motor liegende Widerstände begrenzt. In einigen Fällen, z. B. bei einer elektrischen Bremsung, müssen jedoch die Widerstände zumindest teilweise überbrückt werden, damit der mit dem Motor gekoppelte, die Erregung für die Fahrmotoren liefernde Umformergenerator die benötigte höhere Leistung abgeben kann.The one that occurs when the mains voltage returns is also general Inrush current is limited by resistors in front of the motor. In some Cases, e.g. B. in electrical braking, the resistors must at least be partially bridged so that the excitation coupled with the motor for the converter generator supplying the traction motors delivers the required higher power can.

Bleibt nun z. B. bei einer Stromschienenlücke die Netzspannung aus, so treten wegen der zum Teil überbrückten Vorwiderstände bei Wiederkehr der Netzspannung erhebliche Einschaltstromstöße auf, die den Motor gefährden. Der teilweise Kurzschluß der Vorwiderstände ist in diesem Fall also unerwünscht. Andererseits soll aber der Motor möglichst unterbrechungslos an Spannung angeschlossen sein und die benötigte Energie aus dem Netz beziehen. Eine weitere Schwierigkeit ist dadurch bedingt, daß bei kurzzeitigem Ausfall der Netzspannung der Motor infolge seiner Schwungmasse als Generator weiterläuft und auf parallelliegende Verbraucher sogar zurückspeist. Der Motorstrom kehrt sich dabei um.Now remains z. B. in the event of a gap in the busbar, the mains voltage is switched off, so occur because of the partially bridged series resistors when the mains voltage returns significant inrush currents that endanger the motor. The partial short circuit the series resistors is therefore undesirable in this case. On the other hand, the The motor must be connected to the voltage without interruption if possible and the required Obtain energy from the grid. Another difficulty arises from the fact that in the event of a brief failure of the mains voltage, the motor due to its flywheel continues to run as a generator and even feeds it back to parallel consumers. The motor current is reversed.

Die vorstehend dargelegten Schwierigkeiten lassen sich durch eine besondere Schaltungsanordnung beheben, die in Abhängigkeit von zwei, den Betriebszustand des Motors kennzeichnenden Meßgrößen arbeitet. Es sind dies der Motorstrom und die Differenz zwischen Netzspannung und Motor-EMK.The difficulties outlined above can be solved by a fix special circuitry that depends on two, the operating state of the motor characteristic measurands works. These are the motor current and the Difference between line voltage and motor EMF.

Die Schaltungsanordnung zum Schutz von Motoren gegen zu hohe Einschaltstromstöße bei kurzzeitiger Unterbrechung der Netzspannung, bei der der Motor nach einer derartigen Unterbrechung über einen bei normalen Betriebsverhältnissen kurzgeschlossenen Vorwiderstand an die Netzspannung anschließbar ist, insbesondere bei Motoren auf Fahrzeugen, hat erfindungsgemäß das Kennzeichen, daß die Zuschaltung des Vorwiderstandes beim Unterschreiten eines vorgegebenen Mindestwertes des Ankerstromes durch eine ankerstromabhängige erste Schalteinrichtung erfolgt, während das Kurzschließen des Vorwiderstandes durch die ankerstromabhängige erste Schalteinrichtung bei überschreiten des vorgegebenen Mindestwertes des Ankerstromes und durch eine spannungsabhängige zweite Schalteinrichtung bei Absinken der Differenz zwischen der Netzspannung und der Motor-EMK unter einen vorgegebenen Wert erfolgt.The circuit arrangement for protecting motors against excessive inrush currents in the event of a brief interruption in the mains voltage, during which the motor after such a Interruption via a series resistor that is short-circuited under normal operating conditions can be connected to the mains voltage, especially in the case of engines on vehicles according to the invention the indicator that the connection of the series resistor when falling below a predetermined minimum value of the armature current by an armature current-dependent first switching device takes place while the series resistor is short-circuited the armature current-dependent first switching device when the specified value is exceeded Minimum value of the armature current and through a voltage-dependent second switching device when the difference between the mains voltage and the motor EMF drops below one specified value takes place.

Das Kurzschließen des Vorwiderstandes erfolgt somit nur, wenn der Motorstrom und die Differenz zwischen Netzspannung und Motor-EMK in vorgegebenen bestimmten Bereichen liegen. Durch den Motorstrom wird das Vorhandensein der Netzspannung erfaßt. Er muß stets größer als ein bestimmter Mindestwert sein und ist richtungsabhängig zu erfassen. Mittels der Differenz zwischen Netzspannung und Motor-EMK wird festgestellt, inwieweit ein Anlaßvorgang bei Zuschalten oder Wiederkehr der Spannung abgeklungen und ein Kurzschließen des Vorwiderstandes zulässig ist. Sobald die Differenz einen bestimmten Wert unterschritten hat, kann der Vorwiderstand kurzgeschlossen werden, ohne eine Gefährdung des Motors befürchten zu müssen. Die Nachteile der bekannten Anordnungen werden so vermieden.The series resistor is only short-circuited when the Motor current and the difference between mains voltage and motor EMF in specified specific areas. The presence of the mains voltage is determined by the motor current recorded. It must always be greater than a certain minimum value and is direction-dependent capture. The difference between the mains voltage and the motor EMF is used to determine the extent to which a starting process subsided when the voltage was switched on or when the voltage was restored and short-circuiting of the series resistor is permissible. As soon as the difference is a has fallen below a certain value, the series resistor can be short-circuited, without having to worry about endangering the engine. The disadvantages of the known Arrangements are thus avoided.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist als erste Schalteinrichtung, durch die der Motorstrom mittels des Spannungsabfalls an einem Strommeßwiderstand erfaßt wird, ein spannungssteuernder magnetischer Verstärker mit nachgeschaltetem RC-Kreis sowie einem Eingang eines Und-Gliedes vorgesehen. Da ein spannungssteuernder Magnetverstärker eine hohe Verstärkung und damit eine steile Kennlinie besitzt, kann ein gesondertes Kippglied entfallen. Das gewünschte Kippverhalten wird mittels eines Einganges des nachgeschalteten Und-Gliedes erzielt. Der Ansprechwert wird durch einen entsprechend gewählten Vorstrom des spannungssteuernden Magnetverstärkers eingestellt. Es ist ferner günstig, daß sich ein spannungssteuernder Magnetverstärker durch einen positiven Strom weit. übersteuern läßt. Ebenfalls ist auch ein weites Aussteuern in negativer Richtung möglich, ohne daß eine störende Ausgangsgröße erscheint. Besondere Hilfsmittel, die bei anderen Meß-bzw. Verstärkungseinrichtungen mit Rücksicht auf die hohen Anlaßströme des Motors bzw. auf eine mögliche Stromumkehr erforderlich wären, können daher entfallen. ' Die die Differenz zwischen Netzspannung und Motor-EMK erfassende zweite Schalteinrichtung wird zweckmäßig von einem stromsteuernden Magnetverstärker mit nachgeschaltetem RC-Kreis sowie einem Kippglied mit kleinem Rückfallverhältnis gebildet.In a preferred embodiment, the first switching device is through which the motor current by means of the voltage drop across a current measuring resistor is detected, a voltage-controlling magnetic amplifier with a downstream RC circuit and an input of an AND element are provided. There a voltage-controlling magnetic amplifier has a high gain and thus a steep one Has a characteristic curve, a separate flip-flop element can be omitted. The desired tipping behavior is achieved by means of an input of the downstream AND element. The response value is determined by a correspondingly selected bias current of the voltage-controlling magnetic amplifier set. It is also advantageous that there is a voltage-controlling magnetic amplifier by a positive current far. oversteer. There is also a wide one Modulation in the negative direction possible without an interfering output variable appearing. Special aids that are used in other measuring or. Reinforcement devices with consideration due to the high starting currents of the motor or a possible current reversal can therefore be omitted. 'Which is the difference between line voltage and motor emf Detecting second switching device is expediently a current-controlling magnetic amplifier with a downstream RC circuit and a flip-flop with a small dropout ratio educated.

Zweckmäßigerweise löst die den Kurzschlußkreis des Vorwiderstandes betätigende Schalteinrichtung erst dann aus, wenn die Spannungsdifferenz zwischen Netzspannung und Motor-EMK während einer bestimmten Zeit kleinem als ein vorgegebener Wert ist. Damit wird sichergestellt, daß plötzliche Spannungseinbrüche oder -absenkungen kein zu frühes Kurzschließen bewirken. Das die Differenz zwischen Netzspannung und Motor-EMK erfassende Kippglied muß daher seinen Steuerbefehl verzögert abgeben. Andererseits ist jedoch ein verzögerter Rückfall bei Wegfall der Ansprechbedingung unerwünscht. In vorteilhafter weiterer Ausbildung der Erfindung läßt sich dieses unterschiedliche Verhalten des Kippgliedes dadurch erreichen, daß ein Kippglied mit antivalenten Ausgängen vorgesehen ist, von dem ein erster Ausgang sowohl direkt mit einem Eingang eines Und-Gliedes. als auch über ein Verzögerungsglied mit einem weiteren Eingang des Und-Gliedes verbunden ist und bei dem weiter ein zu dem ersten Ausgang antivalenter zweiter Ausgang des Kippgliedes mit einer Schalteinrichtung verbunden ist, durch die das Verzögerungsglied urverzögert zurückstellbar ist.Appropriately, the solves the short circuit of the series resistor actuating switching device only off when the voltage difference between Mains voltage and motor EMF during a certain time less than a specified one Is worth. This ensures that sudden voltage drops or drops do not short-circuit too early. That is the difference between line voltage and Motor EMF detecting flip-flop must therefore issue its control command with a delay. On the other hand, however, there is a delayed release when the response condition is no longer applicable undesirable. In an advantageous further embodiment of the invention, this can achieve different behavior of the flip-flop element in that a flip-flop element with complementary outputs is provided, of which a first output both directly with an input of an AND element. as well as a delay element with a Another input of the AND element is connected and at the next one to the first Output complementary second output of the flip-flop with a switching device is connected, through which the delay element can be reset with an initial delay.

Im folgenden soll die Erfindung an Hand der in den F i g. 1 und 2 schematisch dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert werden.In the following, the invention is to be based on the in the F i g. 1 and 2 schematically illustrated embodiments are explained in more detail.

Wie aus F i g. 1 ersichtlich, ist der Motor 1 über Widerstände 2, 3 an den Pluspol der Netzspannung angeschlossen. Parallel zum Widerstand 3 liegt ein Schalter 4, durch den der Widerstand kurzgeschlossen werden kann. Der Spannungsabfall am Widerstand 2 und damit der Motorstrom wird von einer Schalteinrichtung 5 gemessen; diese spricht an und gibt einen Steuerbefehl, sobald der Motorstrom einen vorgegebenen Wert überschreitet. Die ungefähre Differenz zwischen der Netzspannung und der Motor-EMK wird von der Schalteinrichtung 6 erfaßt. Diese spricht an, sobald die Differenz einen bestimmten Wert unterschreitet. Sie gibt dann einen Steuerbefehl auf das Und-Glied 7. Dem Und-Glied 7 ist eine Schalteinrichtung 8 nachgeschaltet, die im wesentlichen der Leistungsverstärkung des Schaltbefehls dient. Der Ausgang der Schalteinrichtung 8 steuert den Schalter 4. Die Wirkungsweise der in F i g. 1 dargestellten Schaltungsanordnung ist folgende: Beim Einschalten 'der Netzspannung bzw. bei Wiederkehr nach plötzlicher Unterbrechung ist der Schalter 4 geöffnet. Der hohe Anlaßstrom des Motors wird durch die Widerstände 2, 3 begrenzt. Die Schalteinrichtung 5, die beim überschreiten eines bestimmten Wertes des Motorstromes anspricht, gibt einen Steuerbefehl auf das Und-Glied 7. Solange jedoch der hohe Anlaßstrom nicht abgeklungen ist, kann sich dieser Steuerbefehl nicht auswirken, da von der Schalteinrichtung 6 dann kein Steuerbefehl vorliegt. Erst wenn die Differenz zwischen Netzspannung und Motor-EMK einen vorgegebenen Wert unterschreitet, spricht die Schalteinrichtung 6 an und gibt ebenfalls einen Steuerbefehl auf das Und-Glied 7. Damit erscheint an dessen Ausgang ein Steuerbefehl, die Schalteinrichtung 8 wird betätigt und der Widerstand 3 kurzgeschlossen.As shown in FIG. 1, the motor 1 is shown via resistors 2, 3 connected to the positive pole of the mains voltage. Is parallel to resistor 3 a switch 4 through which the resistor can be short-circuited. The voltage drop at the resistor 2 and thus the motor current is measured by a switching device 5; this responds and issues a control command as soon as the motor current exceeds a specified level Value exceeds. The approximate difference between the line voltage and the motor emf is detected by the switching device 6. This responds as soon as the difference falls below a certain value. She then gives a control command to the AND element 7. The AND element 7 is followed by a switching device 8 which essentially serves to increase the power of the switching command. The output of the switching device 8 controls the switch 4. The operation of the in F i g. 1 shown circuit arrangement is as follows: When the mains voltage is switched on or when it returns after a sudden Interrupt the switch 4 is open. The high starting current of the motor is through the resistors 2, 3 are limited. The switching device 5, which when exceeding a responds to a certain value of the motor current, sends a control command to the AND element 7. However, as long as the high starting current has not decayed, this control command do not have any effect, since there is then no control command from the switching device 6. Only when the difference between the mains voltage and the motor EMF has reached a specified value falls below, the switching device 6 responds and also gives a control command to the AND element 7. A control command, the switching device, appears at its output 8 is actuated and the resistor 3 short-circuited.

Tritt nun eine kurzzeitige Unterbrechung der Netz, Spannung auf, so liegt zwar weiterhin ein Steuerbefehl von der Schalteinrichtung 6 vor, jedoch der Steuerbefehl von der Schalteinrichtung 5 entfällt, da der Motorstrom unter den vorgegebenen Wert absinkt. Der Widerstand 3 wird daher wieder eingeschaltet. Bei Wiederkehr der Spannung kann somit kein unzulässig hoher Stromstoß auftreten.If there is now a brief interruption in the network, voltage, so there is still a control command from the switching device 6, but the Control command from switching device 5 is omitted because the motor current is below the specified Value drops. The resistor 3 is therefore switched on again. When the Voltage can therefore not occur inadmissibly high current impulses.

In vielen Fällen treten in einem Netz, in dem kurzzeitige Unterbrechungen der Netzspannung möglich sind, auch hohe kurzzeitige Absenkungen der Netzspannung auf. Durch eine solche Absenkung darf ebenfalls keine Betätigung der Schalteinrichtung 6 hervorgerufen werden. Diese soll daher einen Steuerbefehl verzögert abgeben, hingegen urverzögert in den Ausgangszustand zurückkehren, sobald die Ansprechbedingung nicht mehr gegeben ist. Ferner können Rückströme auftreten, falls parallel zum Motor 1 und den Widerständen 2, 3 weitere Verbraucher angeordnet sind. In diesem Fall läuft der Motor bei Spannungsausfall infolge der in seinem Anker gespeicherten Rotationsenergie kurzzeitig als Generator weiter.In many cases occur in a network in which short-term interruptions the mains voltage are possible, including high, short-term reductions in the mains voltage on. Such a lowering must also prevent actuation of the switching device 6 are caused. This should therefore issue a control command with a delay, however return to the initial state with a delay as soon as the response condition is not met more is given. In addition, reverse currents can occur if parallel to motor 1 and the resistors 2, 3 further consumers are arranged. In this case it runs the motor in the event of a power failure due to the rotational energy stored in its armature briefly continued as a generator.

In F i g. 2 ist eine Schaltungsanordnung gezeigt, die auch den vorstehend dargelegten erschwerten Betriebsbedingungen Rechnung trägt. Für das Ausführungsbeispiel wurde angenommen, daß der Motor 1 einen Umformergenerator eines elektrischen Fahrzeuges antreibt, der bei der elektrischen Bremsung die Erregerwicklungen der Fahrmotoren zu speisen hat. Um die dabei benötigte höhere Leistung abgeben zu können, ist es notwendig, einen Teil des vor dem Motor 1 liegenden Widerstandes kurzzuschließen. Bleibt jedoch, z. B. bei einer Stromschienenlücke, die Netzspannung kurzzeitig aus, -so muß der Kurzschluß wieder aufgehoben werden. Der Schalter 4 zum Kurzschließen des Widerstandes 3 darf somit nur betätigt werden, wenn 1. ein Bremskommando vorhanden, 2. der Strom des Motors 1 größer als ein vorgegebener Wert, 3. die Differenz zwischen Netzspannung und Motor-EMK kleiner als ein vorgegebener Wert sind und 4. die Bedingung 3 auch während einer vorgegebenen Zeit erfüllt bleibt.In Fig. 2, there is shown circuitry similar to that of the preceding takes into account the difficult operating conditions set out above. For the embodiment It was assumed that the engine 1 is an inverter generator of an electric vehicle which drives the excitation windings of the traction motors during electrical braking has to dine. In order to be able to deliver the higher power required for this, it is necessary to short-circuit part of the resistor in front of the motor 1. Remains, however, z. B. in the event of a gap in the busbar, the mains voltage briefly off, -so the short circuit has to be lifted again. The switch 4 for short-circuiting of resistor 3 may therefore only be actuated if 1. a brake command is available, 2. the current of motor 1 is greater than a predetermined value, 3. the difference between Mains voltage and motor EMF are less than a specified value and 4. the condition 3 remains fulfilled even for a specified time.

In F i g. 2 ist wieder mit 1 der Motor bezeichnet. Er ist über Widerstände 2, 3 an die Netzspannung angeschlossen. Der Widerstand 3 kann von einem Schalter 4 kurzgeschlossen werden. Der Motorstrom wird mittels des Spannungsabfalls am Widerstand 2 erfaßt. Als Meßeinrichtung ist ein spannungssteuernder Magnetverstärker 13 vorgesehen. Dieser ist gegen hohe positive überströme, wie sie beim Anlaßvorgang auftreten können, unempfindlich. Andererseits kann er auch mit negativen Strömen bestimmter Größe beaufschlagt werden, ohne daß er ein Ausgangssignal abgibt. Dem Magnetverstärker 13 ist zur Glättung der Ausgangsimpulse eine RC-Schaltung 14, 15 sowie der Eingang 22 des Und-Gliedes 7' nachgeschaltet. Da der Magnetverstärker 13 eine steile Kennlinie besitzt, erübrigt sich ein besonderes Kippglied. Sobald der Motorstrom einen bestimmten Wert überschreitet, liegt am Eingang 22 ein den Ansprechwert überschreitendes Steuersignal an. Die Einstellung dieses Wertes erfolgt durch einen entsprechenden Vorstrom des Magnetverstärkers.In Fig. 2 is again designated with 1 the engine. He's over resistance 2, 3 to the mains voltage connected. The resistor 3 can be from a switch 4 can be short-circuited. The motor current is determined by means of the voltage drop detected at resistor 2. A voltage-controlling magnetic amplifier is used as the measuring device 13 provided. This is against high positive overcurrents, such as those during the starting process can occur, insensitive. On the other hand, it can also use negative currents certain size can be applied without emitting an output signal. To the Magnetic amplifier 13 is an RC circuit 14, 15 for smoothing the output pulses and the input 22 of the AND element 7 'connected downstream. Because the magnetic amplifier 13 has a steep characteristic, a special flip-flop is unnecessary. As soon If the motor current exceeds a certain value, the input 22 is a Control signal exceeding response value. This value is set by a corresponding bias current of the magnetic amplifier.

Die Differenz zwischen Netzspannung und Motor-EMK wird durch den Spannungsabfall an den Widerständen 2, 3 mittels des stromsteuernden Magnetverstärkers 9 erfaßt. Die von diesem gelieferten, der Differenzspannung proportionalen Ausgangsimpulse werden von der RC-Schaltung 10, 11 geglättet. Dieser sind eine Zenerdiode 12 sowie ein Kippglied 27 nachgeschaltet. Durch die Kombination von Zenerdiode 12 und Kippglied 27 ergibt sich eine Anordnung mit kleinem Rückfallverhältnis. Der Ansprechwert dieser Anordnung wird am Widerstand 10 eingestellt.The difference between the mains voltage and the motor EMF is determined by the voltage drop detected at the resistors 2, 3 by means of the current-controlling magnetic amplifier 9. The output pulses supplied by it and proportional to the differential voltage are smoothed by the RC circuit 10, 11. These are a zener diode 12 as well a rocker element 27 is connected downstream. Through the combination of Zener diode 12 and flip-flop 27 results in an arrangement with a small dropout ratio. The response value of this The arrangement is set at the resistor 10.

Der Ausgang 25 des Kippgliedes 27 führt Spannung, sofern der Spannungsabfall an den Widerständen 2, 3 einen vorgegebenen Wert nicht überschreitet. Der Ausgang 26 ist zum Ausgang 25 antivalent. Er führt also in diesem Fall keine Spannung. Der Ausgang 25 ist mit dem Eingang 23 des Und-Gliedes 7' und über die Verzögerungsschaltung 16, 18 mit dem Eingang 24 verbunden. Der Kondensator 18 kann von dem Schaltverstärker 19, der vom Ausgang 26 gesteuert wird, kurzgeschlossen werden. Der Widerstand 1.7 dient zur Strombegrenzung.The output 25 of the flip-flop 27 carries voltage, provided that the voltage drop at the resistors 2, 3 does not exceed a predetermined value. The exit 26 is complementary to output 25. So in this case it is not under tension. Of the Output 25 is connected to input 23 of AND element 7 'and via the delay circuit 16, 18 connected to input 24. The capacitor 18 can be from the switching amplifier 19, which is controlled by output 26, can be short-circuited. Resistance 1.7 serves to limit the current.

Der Eingang 21 des Und-Gliedes 7' ist mit dem Schalter 20 verbunden, der bei Abgabe eines Bremskommandos geschlossen wird. Der Ausgang des Und-Gliedes 7' wirkt auf die Schalteinrichtung 8, von der wiederum der Schalter 4 zum Kurzschließen des Widerstandes 3 betätigt wird.The input 21 of the AND element 7 'is connected to the switch 20, which is closed when a brake command is issued. The exit of the AND element 7 'acts on the switching device 8, of which in turn the switch 4 for short-circuiting of the resistor 3 is actuated.

Die Anordnung arbeitet wie folgt: Beim Einschalten oder bei Wiederkehr der Netzspannung ist der Schalter 4 geöffnet. Der Motor 1 nimmt einen durch die Widerstände 2, 3 begrenzten hohen Anlaßstrom auf. Der Magnetverstärker 13 wird ausgesteuert, und die abgegebenen von der RC-Schaltung 14, 15 geglätteten Ausgangsimpulse überschreiten den Ansprechwert des nachgeschalteten Und-Gliedes 7'. Somit wird der Eingang 22 ausgesteuert.The arrangement works as follows: When switched on or when it comes back on the switch 4 is open to the mains voltage. The engine 1 takes you through the Resistors 2, 3 limited a high starting current. The magnetic amplifier 13 is controlled, and the output pulses emitted by the RC circuit 14, 15 exceed the smoothed output pulses the response value of the downstream AND element 7 '. Thus the input becomes 22 controlled.

Die hohe Spannungsdifferenz beim Einschaltvorgang zwischen Netzspannung und der Motor-EMK steuert ebenfalls den stromsteuernden Magnetverstärker 9 aus. Die von diesem abgegebenen, vom RC-Glied 10, 11 geglätteten Impulse überschreiten die Zenerspannung der Diode 12, womit das Kippglied 27 anspricht. In diesem Fall wird der Ausgang 25 spannungslos, und damit liegt auch am Eingang 23 des Und-Gliedes 7' kein Signal an. Ein Schließen des Schalters 20 kann in diesem Fall zu keiner Betätigung der Schalteinrichtung 8 und damit des Schalfers 4 führen. Ferner wird der Schaltverstärker 19 angesteuert, womit der Kondensator 18 schnell entladen wird. Damit liegt auch am Eingang 24 des Und-Gliedes 7' kein Signal an..The high voltage difference between the mains voltage during the switch-on process and the motor EMF also controls the current-controlling magnetic amplifier 9. The pulses emitted by this and smoothed by the RC element 10, 11 are exceeded the Zener voltage of the diode 12, with which the flip-flop 27 responds. In this case the output 25 is de-energized, and thus is also at the input 23 of the AND element 7 'no signal. In this case, the switch 20 cannot be closed Actuation of the switching device 8 and thus the switch 4 lead. Furthermore, the switching amplifier 19 is controlled, whereby the capacitor 18 is quickly discharged. This means that there is also no signal at input 24 of AND element 7 '.

Sobald nun die EMK des Mtors 1 einen bestimmten Wert überschreitet, wird die Zenerspannung der Diode 12 nicht mehr erreicht. Das Kippglied 27 kippt zurück, der Ausgang 25 erhält Spannung, während der Ausgang 26 spannungslos wird. Damit erhält unverzögert der Eingang 23 des Und-Gliedes 7' einen den Ansprechwert übersteigenden Steuerbefehl. Der entsprechende Steuerbefehl am Eingang 24 hingegen erscheint erst mit einer durch die RC-Schaltung 16, 18 gegebenen Zeitverzögerung.As soon as the EMF of the motor 1 exceeds a certain value, the Zener voltage of the diode 12 is no longer reached. The tilting member 27 tilts back, output 25 receives voltage, while output 26 is de-energized. The input 23 of the AND element 7 'thus receives the response value without delay exceeding control command. The corresponding control command at input 24, however only appears with a time delay given by the RC circuit 16, 18.

Wird nach Vorliegen des vorstehend beschriebenen Schaltzustandes der Anordnung ein Bremsbefehl gegeben, wobei der Schalter 20 geschlossen wird, spricht die Schalteinrichtung 8 an, und der Kontakt 4 schließt. Der Motor 1 erhält dann die für die Erregung der Fahrmotoren benötigte erhöhte Leistung.If the switching status described above is present, the Arrangement given a brake command, the switch 20 being closed, speaks the switching device 8 on, and the contact 4 closes. The engine 1 then receives the increased power required to excite the traction motors.

Bleibt nun, z. B. durch eine Stromschienenlücke, die Netzspannung aus, so läuft der Umformermotor infolge seiner Schwungmasse zunächst als Generator weiter und speist parallel zu ihm angeordnete in F i g. 2 nicht dargestellte Stromabnehmer. Dabei wird der Strom des Motors 1 Null bzw. kehrt sich um. Der Ansprechwert des Magnetverstärkers 13 wird unterschritten und als Folge davon der Eingang 22 des Und-Gliedes 7 spannungslos. Die Einschaltbedingungen sind damit nicht mehr erfüllt. Die Schalteinrichtung 8 spricht an, und der Kontakt 4 öffnet.Now stays, e.g. B. through a gap in the busbar, the mains voltage off, the converter motor initially runs as a generator due to its flywheel continues and feeds in parallel to it arranged in FIG. 2 pantographs, not shown. The current of motor 1 becomes zero or reverses. The response value of the Magnetic amplifier 13 is undershot and as a result the input 22 of the AND element 7 without tension. The switch-on conditions are no longer met. The switching device 8 responds and the contact 4 opens.

Bei Wiederkehren der Netzspannung steilt der stromsteuernde magnetische Verstärker 9 fest, ob die Spannungsdifferenz an den Widerständen 2, 3 größer oder kleiner als der vorgegebene Wert ist. Ist sie noch kleiner als dieser Grenzwert, so kann die Schalteinrichtung 8 sofort wieder einschalten und damit den Kontakt 4 schließen. Ist sie jedoch größer als der vorgegebene Wert geworden, so schaltet das Kippglied 27 um. Sei Ausgang 25 wird spannungslos, womit eine Bedingung für das Und-Glied 7 entfällt. Der Schalter 4 bleibt geöffnet.When the mains voltage returns, the current-controlling magnetic steepens Amplifier 9 determines whether the voltage difference across resistors 2, 3 is greater or greater is smaller than the specified value. If it is even smaller than this limit value, so the switching device 8 can switch on again immediately and thus the contact 4 close. However, if it has become greater than the specified value, it switches the tilting member 27 to. Output 25 is dead, which is a condition for the AND element 7 is omitted. The switch 4 remains open.

Gleichzeitig wird vom Ausgang 26 des Kippgliedes über den Schaltverstärker 19 der Kondensator 18 schnell entladen. Wird nun die Spannungsdifferenz nach dem Anlauf des Motors 1 wieder kleiner und unterschreitet den vorgegebenen Wert, so erfolgt das Schließen des Schalters 4 erst nach Ablauf der Zeitverzögerung, die durch das RC-Glied 16, 18 gegeben ist.At the same time from the output 26 of the flip-flop via the switching amplifier 19 the capacitor 18 discharges quickly. If now the voltage difference after the Start-up of motor 1 is smaller again and falls below the specified value, see above the closing of the switch 4 takes place only after the time delay has elapsed is given by the RC element 16, 18.

Auf diese Weise wird erreicht, daß nach Stromschienenlücken die Anlaufstromspitzen des Motors 1 keine unzulässig hohen Werte erreichen und trotzdem die volle, für die Erregung der Bremse benötigte Leistung möglichst schnell wieder aus dem Generator zur Verfügung steht.In this way it is achieved that the starting current peaks after busbar gaps of the motor 1 do not reach impermissibly high values and still achieve the full, for the excitation of the brake required power from the generator as quickly as possible is available.

An Stelle der in den Ausführungsbeispielen jeweils als Verknüpfungselemente vorgesehenen Und-Glieder lassen sich ebenfalls auch Oder-Glieder vorsehen, sofern in den Eingangs- und Ausgangskreisen des Oder-Gliedes die entsprechenden Negationen vorgenommen werden.Instead of the connection elements in the exemplary embodiments provided AND terms can also be provided as OR terms, provided the corresponding negations in the input and output circles of the OR element be made.

Claims

Claims: 1. Circuit arrangement for protecting motors against Excessive inrush currents in the event of a brief interruption in the mains voltage, at that of the engine after such an interruption under normal operating conditions short-circuited series resistor can be connected to the mains voltage, in particular In the case of engines on vehicles, it is indicated that the activation of the Series resistor (3) when the armature current falls below a specified minimum value by an armature current-dependent first switching device (5), while the Short-circuiting the series resistor (3) by the armature current-dependent first switching device (5) when the specified minimum value of the armature current is exceeded and through a voltage-dependent second switching device (6) when the difference drops between the mains voltage and the motor EMF takes place below a specified value.

2. Circuit arrangement according to claim 1, characterized in that the armature current-dependent first switching device (5) comprising a voltage-controlling magnetic amplifier (13) with a downstream RC circuit (14, 15) and an input (22) to the AND element (7 ') exists.

3. Circuit arrangement according to claim 1 or 2, characterized in that that depends on the difference between the mains voltage and the motor EMF second switching device (6) from a current-controlling magnetic amplifier (9) with a downstream RC circuit (10, 11) and a flip-flop (27) with a small dropout ratio consists.

4. Circuit arrangement, in particular according to claim 3, when responding of a flip-flop element is delayed, if the flip-flop element falls back, one is delayed Issues control command, characterized by a toggle link (27) with complementary output, of which one output (25) both directly with an input (23) of an AND element (7 ') as well as a delay element (16, 18) with a further input (24) of the AND element (7 ') is connected and in which further the antivalent to the output (25) The output (26) of the flip-flop (27) is connected to a switching amplifier (19), by which the delay element (16, 18) can be reset with an initial delay.

5. Circuit arrangement according to claim 4, characterized in that the AND element (73 has an input (21) from a command generator (20), an input (22) from the first switching device (5) and one input (23, 24) each from the second switching device (6) delayed or is applied with a delay. References Considered: U.S. Patents No. 1621011, 1705 728; Feinwerktechnik, 1958, no. 12, pp. 428 to 430.