DE1438831A1

DE1438831A1 - Motorsteuersystem fuer Flurfoerderfahrzeuge

Info

Publication number: DE1438831A1
Application number: DE19631438831
Authority: DE
Inventors: Dannettell Alan C
Original assignee: Eaton Yale and Towne Inc
Current assignee: Eaton Corp
Priority date: 1962-11-26
Filing date: 1963-11-20
Publication date: 1969-03-20
Also published as: GB1011211A; US3243681A

Description

YaIe & Tovne, Inc., New York / U.U.A.

"Motorsteuersystesi für Flurfördorfahrzeuge*

Die Erfindung bezieht eich auf ifotoreteuersysteae und . speziell auf ein Volltransietoren-Steueroyatem zur Präziaionosteuerung eines Fahnsotore für ein Flurförderfahrzeug ohne Leistungsverluat und daraus resultierender Uhwirtcheftlichkeit aufgrund von LeiβtungeVernichtung in Wideratandeelesienten.

Bei batterie-betriebenen Flurförderfahrseugen ist es ein l'roblem, eine maximale Arbeitsleistung bei genauer Hegelung

des Flurförderfahrzeuges zu erzielen, und zwar bei gröeet-

8<x möglicher Wirtschaftlichkeit, um Batterieleistung zu sparen. Weiterhin rnfssen ordnungsgeoäeoe Sicherungen geschaffen werden« um Schäden am Flurforderfahrzeug oder der Ladung oder an Personen auf oder in der llVhe des Flurförderfahrzeuges su vermeiden.

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BAD

Wirtschaftliche Erwägungen fordern, daß ein Flurförderfahrzeug fähig sein muse» längere Zeit in Betrieb zu sein» z.B. einen Tag oder eine Arbeitsachicht lang» mit einer Leistungsreserve, die noch vorhanden ist, wenn das Fahrzeug eine normale Arbeitsleistung vollbracht hat« Wenn das Fahrzeug keine Reserveleistung hat« könnte es nicht betriebebereit sein, wenn es gebraucht wird, und Quaste vielleicht sogar während d€V normalen Arbeiteperiode aus dem Betrieb gezogen werden. Sa iat aber unpraktisch» ein Fahrzeug nur zum Batteriewechsel aus dem Betrieb zu ziehen, da dies die Mtzllchkeit des Fahrzeuges beschneiden wurde· Andererseits wird eine wirtschaftlichere Verwendung der Batteriekapazität die Leistungsreserve vergröesern und den Wert des Fahrzeuges in beträchtlichem MaSe steigern.

Ba der Fahrmotor eines Flurfiirderfahrzeuges der erwähnten Art grosse Leistungsmengen mit hohem Drehmoment liefern muss und fein regelbar sein soll, werden gewöhnlich Gleichstrommotoren vom Serientyp ait Leistungswiderständen zur Regelung der Motorgeschwindigkeit verwendet·.

In verschiedenen Abschnitten des Betriebsbereiohes des Motors wird die verbrauchte Leistung geteilt zwischen der vom Motor für nutzbringende Arbeit verbrauchten und der» die durch die für die Regelung benötigten Widerstände 9098 12/0 190

BAD ORIG¹NAL

vernichtet wird· Der Teil der Leiatung« der in den Widerstunden verbraucht wird» obwohl die» für die Regelung notwendig iet, tragt nioht sur nützlichen Arbeit bei. Die« bewirkt eine geringere virtaohaftliohkeit dee ilurfurderfahrseuge« und eine Verringerung der Zeitdauer» wahrend der daa Vahraeug ohne Batterieweohael in Betrieb «ein kann· Aueaerde» beenepruonen 2*ietungewideratande ausreichender Oröaae allgemein einen beträchtlichen nail auf de« fahraeug und erceugen unerwuneobte Hitee*

Ein weiterer Haohteil bei der Verwendung von Widerständen sur Steuerung dee Fahraotore liegt darin, dafi eioh die Motorgeeohwindigkeit für rereohiedene Belaetungen in vereohiedenen Oeeohwindigkeiteeinetellungen ändert« Diee beruht auf der Tateaohe, das eine Änderung is Spannungeabfall an den Wideretänden wegen dee weoheelnden Stroaee bei weoaaelttder B^laetung beeteht·

Bine weiter· Quelle dee Leiatungererluatea und der Unwirteohaftliehkeit bei elektrieohen Hurfurderfahrseugen liegt in der Verwendung von Spannungerorwideretanden aur Schaffung der in den vereoliiedenen ßohaltungen dee Steuerejeteoa benotigten hohen Ströme bei niedriger Spannung. Dieee Wideretände aUeeen auoh relativ gtroee eein und ▼erniohten grroeee Leietungeaengen in Form von Hitie. 9098 12/0190

•ρ 4. «■

Alternativ zur Verwendung von Vorvideretänden let vorgeschlagen worden, niedrige Spannungen nur einzelnen Zellen der Batterie zu entnehmen. Dies ist aber nicht zufriedenstellend« weil dadurch einzelne Zellen einer gröseeren Belastung ausgesetzt werden, die beim Aufladen der Batterie nicht ihre volle Ladung erhalten·

Das Flurfö'rderfahrzeug-Steuersystem nach der Erfindung hat entscheidende Vorteile gegenüber dem bekannten Stand der Technik·

Ein Gegenstand der Erfindung ist» ein Steuersystem für Flurförderfahrzeuge zu schaffen, das eine genaue Steuerung und eine hohe Wirtschaftlichkeit im Betrieb zusammen mit ordnungegemäeeen Sicherungen zur Verhinderung von Schäden für Material und Personal ermöglicht.

Ein weiterer Erfindungegegenstand ist die Schaffung eines Voll-Transistor-Steuersystems für Pahr-Oleichetronmotoren, welche· eine genaue Geschwindigkeitsregelung ohne Vernichtung grosser Lelstungsaengen ermöglicht.

Ein weiterer Erfindungsgegenetand ist «in Voll-Traneietor-Steuersystem für Gleich· troafahrmotoren, das eigene Niedrigspannunge-Steuerpotential« für seine eigene Schaltung von §iner Batterie mit höherer Spannung ohne

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groeaer Leletwagwumgüm durch Yorwider-BtSnAe liefert.

Soch eia weiterer f&flndttagsgegenBtand 1st die Schaffung eines Yoll~¥raa&letor-IspulajK)äuliertexi Steuersystems₉ ds» Botoretra» aatoaatisuh begrenzt* wenn, er ein vorbestiSBtee Haß überechreitet.

Bei Iiurchfiiferuag 4er Erfinäimg werden Impulse der HechteckwelLenfore berorarogt, um die Antriebeleistung für den Fahrmotor xu schaffen. Me Seechwiadigkeit des Kotore wird gesteuert durofa Teriinderimg der Impulsdauer oder Impulsperiode. Eine Üb«r ά·η EiBgengakleamen de« Motors liegend· Mode ecfeafft einen Weg für den üotoretroa wahrend dea ZeitiAtervalls. Ia dem kein Impuls Torhanden ist.

Die Leietiaagsinptaee sin Antrieb des Fahrmotors atamtaen ▼im eines p—oendeTi Transiatorwellengexierator oder «Oazimllator sit Sandsteuez^ng der Impulsdauer. Mne oder Tnmaietorstufen Teretärkes. die Impulse dee

auf einen gewilaechten Pegel, xm eine Leietsaaga-

stafe emeätreibeii» die eine Gruppe parallel geschalteter I*ietäBgjitre«aietoren aufweist, welehe wiederun den Fafcxwotor speleen. ruhloittel UbenewAea den Motoretroe und arbeiten über ei»e Ste^erec&altut«, die wiederum 909812/0190

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Impulsdauer dee Oszlallatore verändert. Dies bewirkt •in· automatische Steuerung des Hotors durch Regelung des wirksamen Motorstromea innerhalb vorbestiBöster Grenzen. Die automatische Steuerung verhütet Schäden, wenn der Fahreeugführer versucht* den Fahrmotor "absuwürgen", und gestattet eine selbsttätige Beschleunigung Mo zu einer Geschwindigkeit, die &mr Fahrer von Hand eingestellt hat. Sie ermöglicht auch eins genaue Steuerung, indem sie den Motor das bestmögliche Drehmoment beim "Schleichen" des Fahrzeugs entwickeln lässt.

Die automatische Steuerung In dem ErfIndungesyatem verhindert eine plötzliche Beschleunigung des Fahrzeuge« be Ausfall von Sohaltungseinzelteilen. 15a die Geschwindigkeit des Hotora durch den Mittelwert der ihm zugeführten Leistimgeimpuls· gesteuert wird, wird kein Serienf eidwidere tand benötigt, der groeee üeistungsmengen vernichtet« so daß das Erfinduntfiyeteia diese Leistung für nutzbringende Zwecke spart· Weiterhin ergibt sieh kein Geschwindigkeitsregelprobleia, wie es bei wechselndem Spannungsabfall eines SerienfeldwiderBtandes auftritt.

Sin weitem» durch die Erfindung gelöste« Problem ist das Fortlassen eines Spannungsvorwideretandes, ton die

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Transictorverstärker ait den von Ihnen benötigten niedrigen Spannungen und hohen Strömen zu versorgen· Dies wird hier erreicht durch Verwendung eines Gleichepannungswandlers, in welchem ein Generator die Batteriespannung in eine IjapulBSpannung umwandelt. Bann erhält nan durch. Verwendung eines Tranoformators mit mehreren Wicklungen Spannungen der gewünschten Grosse. Die reduzierten iBpttlsapannungen werden dann gleichgerichtet» um die verschiedenen Transistorstufen mit den benötigten niedrigen Spannungen zu versorgen·

Ee ist ersichtlich, daß Motorfeldserienwiderstände und Vorwiderstände, welche grosse Leistungsmengen ohne produktive Arbeit verbrauchen, nicht benötigt werden und ein produktiveres System geschaffen wird, das ein Flurförderfahrseug ait gröaaerer Leistungsreserve ausstattet und es befälligt, sehr Arbeit zu leisten, bevor die Batterie wieder aufgeladen werden muss.

Die Erfindung wird anhand der Zeichnung näher beschrieben· Fig· 1 ist ein Blockdiagraan des Systeme nach der Erfindung,

Fig. 2 meigt die Schaltung eines Gleichspannungewandlers und einer Iapulsquelle nach der Erfindung,

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Fig. 3 ist eine Schaltung eines AusfUhrungsbeispieles

nachher Erfindung. _BA0

In Pig» I stsllt die Steuereinheit 1 di© verschiedenen Kegler und Schalter dar, die in dem System verendet

„ 8«B. den Hauptschalter, Geschwindigkeitsregler, Voll&stUbesp&rücktangsschalter raid andere

im Folgenden beselirie'&f&e Regler*

Der mit 6 bezeichnete Block enthält Mittel, die in Verbindung mit dar 8t@iier®iBt!.eit adelten, wa den Motor direkt an üte Batterie ensusc&li^ssen nnß. dae Steuersystem gewünao&tenfallQ absi3gssaslt©n_e _ I)Iq Stsy^reinSieit 1 wird ays d©n Eleiaiasn 50 und 51 einer Batterie von es«3· 24 Volt gespeist imä liefert cli© Spsmiyag fUr d@n GlsicfeapaimaiLgs- «nd die ImpulscLuellsneitsheit 2_S die wiederum

^©n s«B* 3 ¹VoIt ynd 5 Volt liefert_f um die Tes'sö&isdenes franstato^stufcia zu fe©treiben* Obwohl nur ©inselns L@it®r a«s dom Wandler 2 heran 8koEm@nd geneigt sind, ist au3 den Zeichnungen und der folgenden Erklärung ersichtlich» dag si© Hehrfachleiter darstellen sollim₅ die di® verschiedenen<$ von den Transistorstuf en benötigten

Ein St®u®rossisllator 3 ersaugt ®ine Rechteckwelle relativ konstanter Amplitude_f deren Impulsdauer (duty cycle) ge&täert wird, um «inen Motor 7 ^u regeln. Bin Verstärker 4 verstärkt die vom Steueroaeisllator 3 erzeugte Rechteck«fell· auf einen ausreichenden lcoietungepegel, um eine

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Leiatuagsatufe 5 *u betreiben, die aus einer Gruppe parallel geschalteter Leistungstransistoren besteht« um dl· iKpulsleiatung zu schaffen, die nötig ist, um den Motor 7 anzutreiben. Sie Verstärkerstufe 4 passt auch den hochoh&igen Ausgang des Steuerosziallators 3 en den niederonmigen Ktngang der Leistungsstufe 5 an. Ein Stromregler 3 überwacht den tob Motor 7 aufgenommenen Strom und hält ihn in sicheren Qtrvazexi durch automatische Veränderung der Impulsdauer des oteueroaziatllatore 3·

In Fig. 2_V welche die Schaltung des Gleichspannung&wandlers und der Impulsquelle in Bloc* 2 der Fig« I darstellt, steuern Transistoren 9 und 10 mit ihren zugeordneten Kondensatoren 11 und 12 und Widerständen 13 und 14 die Primärwicklungen 22, 23t 24 und 23 eines Transformators Eine ähnliche Anordnung von Transistoren 15 und 16 mit ihren »ugeordneten Kondensatoren 17t 18 und Widerständen 19t 20 steuern die Primärwicklungen 26, 27, 28, 29t aο daß die Transistorein 15 und 16 mit den Transistoren 9 und 10 susaaaenwirken, ua Rechteckimpulse im Transformator 21 zu erzeugen·

Biese Impulse erscheinen als V/eche eis tromr echt eckwellen Über den Sekundärwicklungen 30 und 31.

Von den Enden der Sekundärwicklungen30 wird ein« Reoht-

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eckwellenausgangoleiatung direkt afegssmaisen und &®n Kimmen 37 und 58 &@r Fig. 3 sugafülirt. Sleieferie&ter 32 un# 33 wandeln eiaen fell der WeoheelstraBnrellezg.-auegangespannung der Viickliang 30 is eine Sledehsparmung an Sen Kiemen 35 und 36 um« Ein Komüenmator 34» der zwischen den. Ausgang de» Gleichrichters 32 und den Mittel·* atogriff 39 dear Sekimdärwioklirag 39 geac&altet ist_t schafft eine Siebung zur Herabsetsung der ¥elligkeit·

Cleiclirichtcr 40 mid 41» die mit tar Sransfosmtor« Sekundärwicklung 31 ver^widen siiii_t schaff en tn mit einem 3iebkondensator 43 eine s&welte an Ami Klemmen 44 und 45» die verwendet wird« um. Si· v©rssM©denen TrBneiotor-stxifen au betreiben.«

Beispiele-weise werden bsi dieser ÄuafüiirungaforE 5 Volt bei 5 Ampere Gleichstrom 'mn des SleBmten 35 imd 36 arz«ugt, während 3 Volt Gleichspannung bei 100 Amp$r® mi den 44 und 45 geschaffen wird· Ie ist bemerkenswert» daß der Hochetromaiisgiing b@i nisdriggn Spsnsimigen ohne Verwendung von Vorwideretänaan erreicMt «irAt welche viel Batterisleist«ng Ttrbrauohen würi@n_c ¥eiterMn iat es nicht notwendig, die Falrrzeugb&tt&rie ysgleiciuaäaeig stt belasten durch Abnahme einer niedrigen Spannmig: von nur einigen

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BADORlGtNAL

Qenäaa JMg, 3 wird dl· Wecheelrechteckwolle, die an der Klee»· 57 erscheint, an dl« Diode 59 über einen aus einem Wideretand 56 und einen Kondensator 55 bestehenden RC-Kreis angelegt, der sowohl eine Kopplungs- als auch eine wellenfornende Funktion hat. Die Reohteckwelle an der Klemme wird gleichermaesen durch einen widerstand 58 und einen Kondensator 57 hindurchgeleitet und geformt und dann zur Diode 60 weitergeleitet· Die Blöden 59 und 60 sind so gepolt* daß nur der negative Teil der Rechteckwellen am Widerstand ersohatnt. Deshalb werden negative Impulse durch einen Kondensator 61 der Basis eines Transistors 62 zugeführt. In der gezeigten Aueführungeform 1st die Impulsfrequenz dar negatives Impulse 400 Is*

Die Transistoren 62 und 74 sind so geschaltet, daß sie als wiederauelösbartr Terzugerungsklppkrels (retriggerable delay *lop) arbeiten. Der Kollektor des Transistors 62 1st dmwh einen Widerstand 66 mit eintm Torwiderstand 67 verbunden, der wiederum mit einer -24 Yolt-Spannungsquelle verbunden ist. Sin Kondensator 68 gestattet Wecheelstroaslgnalen, den Transistor 62 sur +5 Tolt-Quelle su über-Irücken; diese Quelle wird als G^meinechaftepunkt In den Kreisen benutzt. Ein uberbrUckungskondensator 65 1st über die 5 Tolt-Quelle gelegt.

Das Auagangsslgnal des Transistors 62 gelangt über einen

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Kondensator 70 und einen Teil eines Potentiometers 71 zur Basis des Transistors 74· Bin Wideretand 73 ist zwischen das Potentiometer 71 und den Verbindungspunkt der Widerstand© 66 und 67 gelegt· Ein weiteres Potentiometer 72, das nur au Abgleiahsswseken dient» ist sram Potentiometer 71 parallel geschaltet· Das Aiisgangssignal des Transie tor 8 74 geht über den Widerstand 75» der zwischen dem Kollektor des Transistors 74- und dem Verbindungspunkt der Widerstände 66 und 67 liegt. Das Ausgangssignal vom Kollektor des. Transistors 74 wird über einen Widerstand 76 zur Basis des Transietors 62 zurückgeführt.

Ein Widerstand 68a ist zwischen den Emitter des Transistors 62 und den Verbindungspunkt der Widerstände 66 und 67 geschaltet. Ebenso liegt eine Diode 69 zwischen dem gemeinsamen +5 Volt-Schaltpunkt und dem Verbindungepunkt des Widerstandes 68a mit des: Emitter des Transistors 62» wodurch der Emitter auf einen vorbestimmten Spannungspegel gebracht wird·

Im Betrieb ist der Transistor 62 des V«rs3g«rungskippkreises so vorgespannt, daß er sich ia eingeschwungenen Zustand in nicht-leitenden oder *Au«"-Zusta&d befindet.

Der Transistor t4 ist im eingesohwunsenen Zustand im 9 0981 2/0190

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normalen "Bin"- oder leitenden Zustand· Wenn ein negativer Impuls an der Basis des Transistors 62 gelangt, wird der Translator vom nichtleitenden in den leitenden Zustand gebracht, wobei an seinem Kollektor ein positiver Impuls erzeugt wird, der über den Kondensator 70 und dae Potentiometer 71 sm den Transistor 74 angelegt wird. Der positive Inpule an der Basis des Transistors 74 bringt den Translator, der la leitenden Zustand war, in den nichtleitenden Zustand» wodurch ein negativer Inipuls an seinen .oll ek tor erzeugt wird·

Die Zeitspanne» die der Transistor 74 in nichtleitenden Zustand 1st und die die Zeitdauer des negativen Ausgangsimpulses bestimmt, wird durch die Zeitkonetante des KC-Krelses gesteuert, der vom Kondensator 70, den Potentiometern 71» 72 und den zugeordneten Widerständen gebildet ist. Wenn sieh der Kondensator 70 entlädt, kehrt der Traneistor 74 in seinen leitenden oder "Ein"-Zustand zurUok und sendet ein positives Signal zur Basis des Transistors 62 surück, welches diesen Transistor auf "Aus" schaltet» bis der nächste negative Impuls von der Impuls«· quelle 2 koont. Sie Zeitkonstante dee RC-Kreises und die Zeitdauer der Auagangsimpulse des Verzögerungskippkreises werden handgesteuert durch Verstellung des Potentiometers 71» Dieses Potentiometer wird dann zum Handgesohwindig- ©Itaregler fUr da« Tlotorsteuersystem.

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Das Potentiometer 72 hat einem niedrigeren Wert als das Potentiometer 71 und wird verwendet» um Toleranzen auezugleichen, die in der Herstellung von handelsüblichen transistoren» Widerständen und anderen Einselteilen auftreten.

In diesem Zusammenhang sei hervorgehoben» daß zwar ein VerzugerungekippkreiB» der ron Impulsen ausgelöst wird» die von einer Leistungsteile kommen» beschrieben worden ist» daß aber jede OazislStorschaltung» die Hechteckwellen erzeugt» deren Impulsperiode gesteuert werden kann, verwendbar ist» z.B. ein« Multivibrator- oder andere Kippschaltung. Die hier verwendete Bezeichnung Oszlallator soll alle derartigen Schaltungen umfassen·

Das Bechteckwellenausgangeelgnal dee Transistor» 74* das vom Widerstand 75 abgenommen wird» wird dann einer Bein· festgelegter Kollektor stufen, bestehend au β den Transistoren 75a und 76a zur Verstärkung und dann den parallel geschalteten Traneistoren 77 und 78 zugeführt» Die Kollektorschaltung wurde gewählt, um dien für die· Oszillator stufe charakteristischen hochohmigen Ausgang dem nieierohmigon Eingang der Lelstungsverstärkerstufe anzupassen· Die Widerstände 80» 82, 34 und 86» die zwischen der +3» -5 Spannungsquelle und ätai widerständen 79» 81» 83 und 85 liegen, bewirken »ine Stabilisierung der Verstärkerreihe. Di· Be-90 98 12/0 190

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zeichnung +3V, -5V wird verwendet, weil die entsprechenden Klearaen 44» 56 in der speziellen Auaführungsforia, die in 3 geeeigt ist, miteinander verbunden sind·

Das Eingangesignal zum Transistor 73a erscheint über dem Widerstand 79# der zwischen der Basis des Translators 73a und der +5Volt-Quelle liegt. Die Widerstände 81 und 83 sind die Emitterbelastungawiderständβ für die Transistoren 73a und 76a·

Der Widerstand 83 dient als fiaitterbelaetung für die paraXfcel geschalteten Transistoren 77 und 78, welche eine Leietungsstufe betreiben, die aus den parallel geschalteten Transistoren 67 und 88 besteht·

Obwohl nur swel Leistungtransistoren 87, 88 gezeigt sind, kann die Anzahl der parallelen Leistungstransistoren naturlich so gross gewählt werden, wie ee notwendig ist« dem speziellen Fahrmotor Leistung zuzuführen·

Alle Leietungsstufen-Basiselektroden sind su den Emittern der Transistoren 77, 78 parallel geschaltet· Die Kollektoren aller Leletungstransistoren 87, 88 sind miteinander verbunden, ebenso wie ihre Emitter, Ein Kondensator 89 liegt über den parallel geschalteten Lelatungstransistoren, ua die Wellenfora der Auegangeiupulse zu verbessern· 9098 12/0 190

Wenn Transistoren parallel geschaltet sind» 1st selbst bei gleichen Typen eine ungleiche Stromverteilung aufgrund Ton Unterschieden in ihren Kenngruseen möglich· Um eine ungleiohe Verteilung der Strombelastung mit den sich daraus ergebenden nachteiligen Folgen au vermelden« ist ein Spezialtranseformator 90 vorgesehen» der im Schnitt in Fig· 3 gezeigt ist. Der Transformator 90 1st vorzugsweise mit einem Ringkern aus geeignetem Transformatormaterial ausgerüstet, um den eine Spule 90a für jeden der swei oder mehr Lelstungstransistoren 87» 66 gewickelt ist. AUe Spulen 90a haben die gleiche Anzahl Windungen. Der Emitter jedes Leistungstransietore 87» Θ8 ist mit einem Ende der ihm zugeordneten Transformatorspule 90a verbundenι das andere Ende dieser Spule 90a ist mit einer Leitung 81a verbunden» die mit einer positiven Leistungsklemme 51 über ein Fühlelement 91 und einen Leiter 96 verbunden 1st· Ba ein Transistor die gleiche Strosaenge In jeder der verschiedenen Wicklungen 90a» die die gleiche Ansahl von ^indungen und eine gleichwertige Belastung haben» flies β en lässt» müssen die Translstorwioklungen 90a gleiche Ströme führen. I^her 1st die Belastung auf jeden der parallel geschalteten Transistoren 87» 88 eleiohmässig verteilt. Ein Kondensator 113 liegt über den Kiemen 50 und 51 und verbessert die Wellenform der Signale für die Leistungeetufe und bildet einen

Schute für den Fahrmotor 7.

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BAD ORiGiNAL

Das vorerwähnte Pühlelenent 91 liegt in einem ateuerkreis, der die Transistoren 92, 93, 94 und 95 und ihaen zugeordnete Einzelteile umfasst und durch den Stroiaregler 8 in Pig. 1 dargestellt ist. Die Funktion dieses Regelkreises bestellt darin, dauernd den vom Motor aufgenommenen Strom su fühlen und zu überwachen. Wenn der Motoratrom eine vorbeetimate Höhe überschreitet, ruft der Kreis Korrektursignale hervor» die die Impulsdauer oder Impuls» Periode des Terzögerungskippkreises ändern, um den vom Motor aufgenommenen Strom innerhalb vorbeatiramter Grenzen ZM halten.

un zu Einzelheiten des Stromregelkreises in Flg. 3t

Fühlelement 91 liegt im Leiter 96, der Leistung von der Batterieklemme 51 zum Leiter 81a und den Emittern der Leistungsstufentransistoren 87 und 88 führt· Sie Lage dea Fühlelements ist nioht kritisch. Es kann überall im Kreis angebracht werden, solange es den vom Ilotor oder irgendeinem Kreis, der Motor strom liefert, aufgenommenen Strom fühlt· Das Fühlelement 91 kann z.B. ein Widerstand alt einem Wert sein, der einen passenden Spannungsabfall erzeugt und dabei den notwendigen Strom leiten kann· Es hat sich als praktisch erwiesen, einen Amperemetershunt für diesen Zweck zu benutzen·

Die bei Stromdurchgang am Fühlelement 91 abfallende

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Spannung wird an den Emitter des Transistors 92 Dor Kollektor des Transistors 92 ist Über den Xollektorbelpstungswiderstand 97₁ den Vorwiderstand 93 und den veränderlichen Widerstand 99 mit einer negativen Spannungsquelle verbunden· Bin Kondensat r 100, der an die Verbindung zwischen den Widerstünden 97 und 98 angeschlossen ist, überbrückt Wechselatromsignale zur an dieser Stelle positiven Erde. Der Transistor 92 mit seinen zugeordneten Einzelteilen arbeitet als Spannungsverstärker mit so gewählten Parametern, daß er normalerweise in leitendes Zustand ist, wenn nicht die über dem Fühlelement 91 auftretende Spannung eine vorbestimmte Höhe erreicht. Der veränderbare Widerstand 99 wird verwendet, um die Spannung bei dem der Transistor 92 nichtleitend wird, einzustellen, so daß er auf einen vorbestimmten Spannungspegel, der am Fühlelement 91 auftritt« anspricht·

Das Auagangaeignal des Transistors 92 wird seinem Kollektor entnommen und der Basis des Transistors 93 auge führt, der als Spannungsverstärkeratufe arbeitet· Sin Widerstand 102 ist zwischen den Kollektor des Traneistor· 93 und der negativen Spannungequelle geschaltet und stellt den Kollektor-fielastungswlderstand tvtr diese Stufe dar. Sin Widerstand 101 liegt »wischen de: Emitter des Transistors 93 und der negativen 8pannungsquell· und erseugt die Torspannung für den Emitter. Sin Gleichrichter 103

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hilt «in« feet· Vorspannung an dem Emitter des Transistor« 93 aufrecht· Sie Grossen dieser Verstärkerstufe •ind eo gewählt, daS der Traneistor 93 is nichtleitenden Zustand ist« wenn kein Auegangssignal tob Transistor 92 vorhanden ist.

Daa Ausgangssignal tob Kollektor des Transistors 93 wird «ur Basis des Transistors 94 geführt. Ein Kollektor-Bglastimgewiderstand 103a liegt «wischen dem Kollektor de· Transistor· 94 und der negativen Spannungsquelle· Ein weiterer Widerstand 104 ist »wischen den Kollektor des Transistor« 94 und der Basis des Transistors 95 geschaltet_f die aueserdesi über einen Widerstand 105 und den Leiter alt der poeitiren 24 VoIt-Kleaae verbunden ist»

Sin Widerstand 106 ist für die Eeitter beider Transistoren 94 und 95 gemeineaB und liegt «wischen diesen Enittern und den leiter 96.

Bin Kollektor-B^lastungswiderstand 107 liegt swiaohen dem Kollektor dee Transistors 95 und der negativen Bpeamungsquelle. Sas Auagangsalgnal des Transistors 95 wird Ton seines Kollektor über einen Kondensator 106 und •in durch «in· Mode 110 und einen veränderbaren Widerstand IU gebildete· JUtswerk abgenoBsen und der Basis d·· Transistors 62 sugeführt. Die Diode UO let so gepolt,

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daß sie positive Impulse vom Traneictor 95 durchläßt. Die Transistoren 94 und 95 mit ihren augeordneten Einzelteilen arbeiten als Triggerschaltung»

Sie den Transistoren 94 und 95 zugeordneten Parameter sind so gewählt, daß, wenn keine Signale unter einem vorbestimmten Wert am Fühlelement 91 vorhanden sind« der Transistor 94 im leitenden Zustand ist, während der Traneistor 95 nichtleitend ist.

Die 8tromreglerschaltung arbeitet wie folgtι

Wenn dan Signal über dem Fühlelement 91 eine vorbestimrate Höhe erreicht» veranlasset es den Transistor 92, der normalerweise leitend ist, in den nichtleitenden Zustand überzugehen« wodurch ein negativer Impuls an dessen Ausgang erzeugt wird« Dieser zum Transistor 95 geführte negative Impuls bringt diesen Transistor vom normalen nichtleitenden Zustand in den leitenden Zustand, wodurch ein positiver Impuls an seinem Ausgang erzeugt wird. Dieser zua Transistor

94 gelangende positive Impuls veranlasst ihy« von leitenden in den nichtleitenden Zustand überzugehen, wobei ein negativer Impuls erzeugt wird, der wiederum den Transistor

95 von «einem normalen nichtleitend« Zustand in den leitend«! Zustand bringt, wobei wiederum ein positiver Iapul» erzeugt wird, welcher dtr Basi« des Transistors 62 *ug«fUhrt wird. _: 909812/0190

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ist bereits erwähnt worden, daß ein an die Basis dea Transistors 62 angelegtes positives Signal diesen Transistor veranlasst, 3θinen nichtleitenden Zustand anzunehmen· Dies wiederum verursacht, daß der !Transistor 74 wieder seinen normalen leitenden Zustand annimmt, wodurch die Dauer dee Au3gangsimpulses des Transistors verkürat wird. Dies bedingt natürlich eine Verringerung des Mittelwertes des'Stromes, der von den Transistor-Lei βtungaatufen dem Fahrmotor zugeführt wird, und damit oine Verringerung der Hotorbelastung· Dieser Vorgang dauert fort, bis das Fühlelement 91 feststellt, dad der iitroa durch den Fahrmotor 7 nicht mehr die vorbestimmte Hübe überschreitet. Wenn das geschieht, liefert das Fühlelement 91 kein Signal mehr, das den Transistor 92 beeinflussen könnte; der Regelkreis wird unwirksam, bis der Motorstrom wiederum die vorbestimmte Höhe erreicht·

Die Höhe des Ausgangseignais der strombegrenzenden Stufen kann duroh den veränderbaren Widerstand 111 eingestellt werden. Dies« Sine teilung wird vorgenommen, um die In den handelsüblichen Einselteilen des Stromregelkreises vorhandenen Toleransen auszugleichen·

An dieser Stelle sei erwähnt, daß durch Anwendung der Erfindung und der beschriebenen Schaltung Rechteck wellen mit sehr stellen VorderUanken und nachfolgenden

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Flanken in der gesamten Anordnung zum Schalten erhalten und verwendet werden. Dies ergibt eine hohe Wirtschaftlichkeit des üyatems» da ein minimaler Leistungsverluat an den Transistoren ,erreicht wird durch sehr schnelles Schalten der Translatoren durch ihren aktiven Betriebsbereich, wo die Verlustleistung am gruaaten ist.

In Fig. 3 ist eine Diode 114 parallel sum fanrraotor ? alt einer der Batterie polar i tat entgegengesetzten Polarität geschaltet» wodurch ein Ersatzweg für den Stromfluoa durch den Motor während des Zeitintervall zwischen den Impulsen entsteht. Die Diode 114 absorbiert auch die schädlichen Hochspannungen» die vom Fahrmotor erzeugt werden, z.B· wenn das Plurfärderfahriseug den Motor antreibt beim Abwärtsfahren oder beim Ausrollen, so daß die Transistoren in der Leistungsstufe vor ilbermäoaiger Spannung umgekehrter Polarität geschützt werden.

Um weitere Leistung zu sparen und die Lelstungadauer einer Batterieladung au erhöhen« werden an sich bekennte Kittel verwendet, die einen Teil der Steuereinheit 1 der ?lg« 1 bilden, um das gesamte Steuersystem von der Fahrxeugbatterie au trennen und gleichseitig den Fehrmotor direkt aus der Batterie bei Vollast au betreiben, wenn keine Geschwindigkeitsregelung erforderlich 1st·

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SI« umkehrung dee Motore wird leicht erreicht durch Verwendung an eich bekannter Mittel zur Umkehrung der FeIdpolaritfit· Sas Steuersystem steuert den Motor» egal in welcher Richtung das Fahrzeug fährt.

ta« System automatisch den Strom durch den Fahrnotor begrenzt, schiltst die Erfindung den Motor und das Steuerte ten, wenn der Fahrzeugführer versucht, den Motor "abzuwürgen* (to "plug"). Weiterhin iet die Beschleunigung vtSllig automatisch. AU dies wird erreicht neben der höchsten Wirtschaftlichkeit in Betrieb de* Fahrzeuges» da da· Steuersystem nach der Erfindung Leistungewiderstände Überflüssig stacht und selbst fast keine Leistung verbraucht. Weiterhin verringert der neue Cteeohwindigkeitsregl·? die Kosten der Wartung, da keine Leietungeeohalter benötigt werden«

Durch das neue System wird es den Fahrzeugführer auch möglich· «in FlurfurderfahrEeug besser su steuern, da es «ine unbegrenzte öeeohwindigke it «regelung zwischen VvIl- und Kaximmlgesohwlndlgkeit ermöglicht· Weiterhin ist Al· Steuerung beim "fastbetrieb" ("inching") besser, was für den Betrieb eine« Plurförderfahreeugee wichtig 1st.

Patentansprüche a

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Claims

-jr -

.J System ϊϋΛϊ Slieuesruag ©in©® b&ttia?i««bei];rlebenea bleich- · 3trom~3?ahrfflotor8 eines Flu?f@rd$r£ahr&ttyges₉ dadurch gekennzeichnet* daß eine von einem aus der Batterie gespeisten Impulsgenerator (2)» vorzugsweise eines Sran-Gistorlapulsgtiierator» erzeugte E@iiie gleichgerichteter lapulee einem «benfalle aus der Batterie gespeisten mono-Cr®ls (3)? voreugewtis· einem Traaeistorkreiß,

der £<@itkori3tant*a«I«raente aufVreiat und

Ausg^asgeimpulse erzeugt« die

naeh ?sr»tärfetng sum Mtreiben d©s F-iirsnotora dienen, wo» inelseeondere voi? Hf-ηά eineteilbare Mittel eur Änderung SSeit&omst&ntenelesMmte vorgesehen sind» um die Zeitdauer der Äiasgasigelmpulee au regeln und damit die Fahrseuggei^li^imdigkeit £u isiäe^sie w&ü wol»ei aus der Batterie gespeist® und irorsugswsie® isit ^ranslstaren Te?«ehens übe»» waehungsmltt®! {&) fllr &mn ^tör^trois vorgesehen sind, d*e

mw Ü@g«sXusäß d©s moÄ«?®tabil©m kreises crseugen, äi@ Zeitdauer Töii d@e@«E AusgeisgisiiBpuleeii su verküreen» mm*, der Μΰΐ-.>:·;·ΐΐ^^η tiai® ¥3rb@stiffl@te Htho erreicht·

2· 0t«u$r@yßt®m 'iA&ih ijwp^uoli I₉ <Mur-cfc gekesmstelchnet, daß desr so^@%tabils Sremeletorlsreis (3) ein viederauslös barer Tersug^naxsgsklppkrsie ist.

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3. Steuersystem nach den Ansprüchen 1 und 2, daduroh gekennseichnet, daß die verstärkten Ausgangsimpulse des nonostabilen Transistorkreisea (3) mehrere parallel geachaltete Leistungstranslstoren (87_t 88) betreiben, durch die der Strom von der Batterie zum Motor flieset, wobei Mittel (90) vorgesehen sind, welche den Strom durch jeden der Leistung«transistoren gleich machen, und parallel zum Fahrmotor ein Gleichrichter (114) geaohaltet iet.

4. Steuereyeten nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel bus Gleichmachen der Ströme durch die Leietungetranalatoren aua einem Ringkerntränefor»*tor (90) bestehen« der je Leiβtungstransistor (87, 88) eine gesonderte, mit diesem verbundene Wicklung (90a) aufweist.

5. Steuersystem nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Uberwaohungamlttel für den Motorstrom einen in Reihe mit dem Fahrmotor liegenden StroofUhler

(91) aufweisen, der einen ersten Stromregelverstärker

(92) steuert, welcher bei Überschreiten des Motorstromea Über einen vorbestimmten Wert ein Signal erseugt, das einen «weiten Stromregelverstärker (93) aussteuert, der wiederum einen Transistor-Triggerkreis (94, 95) betreibt, der Impulse entgegengeeetster Polarität eu denen, die den wiederausluebaren Tersugerungskrels betreiben, eraeugt und

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Impuls· dem ferEögerungskrei® sur Yerküraung der Impulsdauer &ea»®a Ausgang®impulse euführt·

6; Steuersystem n&oh Anspruch 1» da&ur©ä

der franslBtörimpi2l8g®n©rate5? (2) einsn (21) islt sichreren Pxlsär« un«i _$ von äenen die Pr1.rcärt--ic>Iur5gen (22 bis 291

fell des Oeeill&t3?3o?el£@fi MM^b waä die Ώ*-

«ur

gen, die über Sleicliricliter (32,33 bsw· 4^₉41) in spannungen uisgewanäelt werden (fig· 2)·

7c Steuersystem maoh asu Ansprüoteem 1 bis 6» dadurch g*-

_f äa@ dl« Eegttl%mg de? Xapuled&uer der Aua des mono stabilen Kreises sowohl durch Än-

itkoBatst'fötanalemeat® al« auch dureh Sin» erfolgt.

B₉ Stsu«r®y©ttm naöh d@n, Äneprüeheii 1 bis 7? deduroh k«snns©loha@t„ daß der Fahrmotor unmittelbar mit der

Bititeri© Terbindb&r und seine Feldpol&rltät umkehrbar

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