DE1463350A1

DE1463350A1 - Elektromotor,insbesondere fuer den Antrieb von Industriehubladern

Info

Publication number: DE1463350A1
Application number: DE1964L0047433
Authority: DE
Inventors: Payne Salisburg Ivan
Original assignee: Lansing Bagnall Ltd
Current assignee: Linde Material Handling UK Ltd
Priority date: 1963-03-26
Filing date: 1964-03-26
Publication date: 1969-03-27
Also published as: GB1010155A; BE645779A; US3297930A; NL6403234A; ES298007A1; JPS4226889B1; CH436442A; SE302636B

Description

LANSING BAGNiLL LHiITED?
Gr ο ßbr it anrii en

Elektromotor, insbesondere für den Antrieb von Industriehubladern

Die Erfindung betrifft elektrische Gleichstrommotoren und Steuergeräte für diese, die insbesondere für Lader oder Fahrzeuge verviendet werden und von Batterien, Akkumulatoren oder Brennstoff zellen, angetrieben wex'den.

Gemäß der Erfindung ist in Kombination mit einem Elektromotor ein Steuergerät vorgesehen, bestehend aus Mitteln zum Erzeugen intermittierender Strominipulse zum Erregen der Feldwicklungen des Motors, und aus einem Reguliergerät zum Verändern der Zeitintervalle zwischen den

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. hmmmjks tittet*. mi«· com*ctziank α. α, kamhjrq^ oemcask «pm? · race*.· stecht»» mtmnto

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Impulsen / oder der Länge eines jeden Impulses, um dem ^T durchsclinittliciien ouer mittleren Strom nur in den Feldwicklungen £u verändern, wobei das Steuergerät so ausgebildet ist, daß es den Strom in der Feldwicklung unter allen Bedingungen von Liotorgesciiwindigkeit und Motorbela- " stung steuert«

Auf diese Weise ist es möglich, ggf. eine kräftige Erregung dor Feldwicklungen zu erhalten mit einer Zerstreuiuig oaer Verteilung aer Enei'gie in 7/iderständeii, wenn diese kräftige Erregung nicht ervrünschb ist.

Vortoilhufterweise schließt das Steuergerät ein automatisches Gerät zum Steuern des Reguliergerät es ein, ura den durchschnittlichen oder mittleren Sti*om in der Feldwicklung in einer vorherbestimmten Weise in Abhängigkeit von den Motorbedingungen zu steuern. So kann es beispielsweise sein, daß ein gewisser Mindestfeldstrom aufgrund der Belastung, der Geschwindigkeit, des Drehmomentes und der Temperatur des IJotors erwünscht ist« Vorteilhafterweise v/eist das automatische Gerät gemäß der Erfindung ein Detektorgerät auf, das anspricht, wenn das Verhältnis von Ankerstrom zu Durchschnittsfeldstrom einen vorherbestimmten Wert überschreitet, und daraufhin die Eeguliervorrichtung veranlaßt, den Durchschnittsfeldstrom zu vergrößern.

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Vorteilhafterweise enthält das Steuergerät gemäß der Erfindung Strömst euermitt el zum Verändern des Ankerstromes beim Anlaufen und beim Betrieb mit geringer Geschwindigkeit, Dip 'obengenanntenMittel zum Erzeugen von -Impulsen und die Reguliermittel, die den Feldstrom steuern, können außerdem die Stroasteuermittel für den Ankerstrom während dos Anlaufens und während des Betriebes mit geringer Geschwindigkeit; bilden· Andererseits ist es aber gemäß der Erfindung auch vorteilhaft, wenn die Stromsteuermittel für den Ankerstrom weitere Mittel zum Erzeugen von intermittierenden Impulsen zum Erregen der Ankerwicklungen des Motors und Reguliermittel zum Verändern der Zeitintervalle zwischen den Impulsen und/oder der Länge eines jeden Impulses aufweisen, um den durchschnittlichen oder mittleren Strom in den Ankernicklungeii su verändern·; ■.

Vorteilhafterweise ist gemäß aer Erfindung die Anordnung so ge troffen^· daß durch Vergrößerung der Feldstärke unter geeigneten Bedingungen eine nutzbremsung (regenerative Bremsung) des Motors erhalten wird· Vorteilhafterweise ist hier die Anordnung wiederum so, daß die Nutzbremsung des Motors erhalten wird, wenn der durchschnittliche Feldstrom zunimmt (vorausgesetzt, daß die Motorge-. schwindigkeit genügend hoch ist), wobei .Mittel voi"gcsehen sind, um automatisch den Feldstrom im wesentlichen unverändert aufrechtzuerhalten, um die obengenannte Nutzbrem-

sung zu erzielen (solange die Motox'gesuhwindigkeit ge~ nügend hoch "bleibt, um eine "braucli"bare Nutzbremsung zu erreichen)· Erfindungsgemäß wirken vorteilhafterweise die genannten automatischen Mittel zum Aufrechterhalten ' des Feldstromes, wie o"ben erwähnt wurde, durch eine unterdrückende Steuerung auf die Reguliermittel»

Vorteilhafterweise weist das Steuersystem gemäß der Erfindung ein einstellbares Gerät zum Einstellen des Steuersystems für die Steuerung der Motorgeschwindigkeit und automatische Steuermittel auf zum Unterdrücken der einstellbaren Vorrichtung, um die Feldwicklung erregt zu halten, nachdem das einstellbare Gerät abgeschaltet ist, und um den Motoranker so zu schalten, daß eine rheostatische Brem* sung erzielt wird.

Zwei Ausführungsformen der Erfindung sind auf den Zeichnungen beispielsweise dargestellt; es zeigens

Fig. 1 ein'Blockschalt schema einer Ausführungsform desSteuersystems des Motors,

Fig. 2A und 2B ein Schaltschema des Steuersystems und

Fig. 3 ein vereinfachtes Schaltschema einer weiteren Ausfuhrungsform des Steuersystems und des Motors*

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Bei dem Ausführuiigsbeispiel der Fig· 1 und 2 werden die Anke»-und Feldströme durch getrennte jfcnpuls—erzeugende Geräte gesteuert, die beide auf Thyristoren basieren, deren Tore (Steuerelektroden) von transistorisierten Oszillatoren gesteuert werden, die so eingerichtet sind, daß sie sowohl eine Modulation der Impulsbreite sowie der Impulsfrequenz ermöglichen» /

1 zeigt das Betriebsprinzip. Der Motoranker 1 ist mit der Kraftquelle 12 über einen geringen ?/iderstand. 2 und Startmittel 3 verbunden, deren Betätigung durch eine Reguliereinrichtung 9 gesteuert ist (die Startmittel können aus Widerständen und Schaltern oder irgendwelchen anderen bekannten Startmitteln bestehen, beispiels— weise aus einem Impulsgenerator, der den Anker mit einer Beine von Stromiiapulsen veränderlichen An/Aus/Verhältnisses versorgt)· Die Feldwicklung 13 wird über einen niedrigen Widerstand 4 und einen Impulserzeuger 5 zum Erzeugen von Stromimpuls en. veränderlichen An/Aus-Verhältnisses versorgt. Bin Gleichrichter 6 :J.st so vorgesehen, daß die Induktivität des Feldes den Strom während der Ausschaltpe— rioden aufrechterhalten kann· Das An/Aus-Yerhältnis des impulserzeugenden Gerätes 5 wird durch eine Heguliervorrichtung 7 bestimmt, die von Steuermittoln 8 gesteuert wird, die ihrerseits von Hand oder auf andere »/eise/ betätigt werden können und außerdem aen St art impuls ge nerat or über die PLeguliereinrichtüng 9 steuern.

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Das Verhältnis.des Ankerstromes zum Feldstrom wird durch ein PüBilgc-rät 10 gemessen, das daß Verhältnis ··-■-■ der Spannungsabfälle in den Widerständen 2 und 4 fühlt und ggf. die Steuerung unterdrückt, die auf da.s Reguliergerät 7 durch die Steuermittel 3 ausgeübt wird. In ähnlicher Weise wird die Richtung und die Größe des Spannungsabfalles über dem Widerstand 2 durch ein Fülilgerät 11 gemessen, das ggf· die Steuerung unterdrückt, die auf das Reguliergerät 9 durch die Steuermittel 3 ausgeübt wird.

Der Betriebsablauf erfolgt wie folgt: In der Aus-Stellung der Steuermittel 8 wird das Feld in vorherbestimmter Höhe von dem. Impulsgenerator 5 versorgt, und der Anker ist von der Versorgung durch den Startimpulsgenerator 3 getrennt« Die .erste Bewegung der Steuermittel 8 resultiert ■•darin, daß die Reguliereinrichtung 9 bewirkt, daß der Startimpulsgenerator 3 den Anker mit Strom versorgt. Sine weitere Bewegung der Steuermittel 8 bewirkt, daß der Impulsgenerator 3 ÜG Zufuhr zum Anker erhöht, bis dieser mit der vollen Leitungsspannun.j versorgt ist, wodurch in der Zwischenzeit der Motor auf seine volle Feldgeschwindigkeit beschleunigt wird. Eine weitere Bewegung 'der Steuermittel 8 wirkt auf das Reguliergerät 7 und bewirkt, daß der Impulsgenerator 5 das An/Aus-Verhältnis der Impulse für daa Feld vermindert, so daß das Feld geschwächt wird, wodurch der Motor weiter beschleunigt, und zwar bis auf die Geschwindigkeiten, die von dem Mindest-An/Aus-Verhältni"s bestimmt

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wird, das der Impulsgenerator 5 erlaubte

Wenn die Belastung; auf uoia Motor, erhöht wird, so daß dieser mehr Strom auf nimmt als für die bestehende Felderregung geeignet ist, so wird der Spannungsabfall, der von dem Ankerstrom durch den Widerstand 2 hervorgerufen wird, größer als der, der durch den Feldstrom durch den Widerstand 4- hervorgerufen wird. Die Werte der Widerstände 2 und 4 sind so gewählt, daß die Sparinungsabfälle bei de;';i' gewünschten Stroraverhältnis gleich sind. Der Unterschied wird von dem Fühlgerät 10 (Diskriminator) wahrgenommen, welches ein Signal zur· Reguliervorriclitung ,7 schickt, die bewirkt, daß der Impulsgenerator 5 die,Felderregung erhöht, wodurch das Motordrehmoment für einen gegebenen Ankorstroia erhöht wird.

Die Bückbewegung der Steuermittel 8 von der Yollgeschwinc.igkeitsstellung in Richtung auf die Aus-Stellung wirkt' auf. das Reguliergerät 7» so daß der Impulsgenerator Ui3 Felderregung,erhöht, so daß die Ankergegen-BLK sich erhöht und eine Nutzbremsung (regenerative Bremsung) stattfindet mit der Folge,, einer Umkelrcspannuxig über den Widerstand 2. Diese Spannuhgsumkehr wird von dem Fühlgerät 11 wahrgenommen, das ein Signal an die Reguliervorrichtung abgibt, so daß,solange ein vorherbestimmter regenerierter Mindästrom fließt, der Startimpulsgeneratox- 3 gezwungen wird,

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in der Stellung zu verbleiben, die diesen Stromfluß ermöglicht, auch wenn die Steuermittel 8 in eine Stellung zurückgekehrt sind, in der diese normalerweise das Reguliergerät 9 betätigt hätten, um zu bewirken, daß der Startimpulsgenerator 3 äen Stromfluß zur oder von der Kraftquelle verhindert öder unterbricht»

In Figo 2 bestehen die Einzelteile in dem,gestrichelt .

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dargestellten Kasten, dem Impulfsgonorator 3 und das Reguliergerät 9 für die direkte Steuerung des Ankerstromes · während des Starts und des Betriebes bei niedrigen Geschwindigkeiten. Ein Thyristor SoG ,Re 1 trägt den Ankerstrom, und sein Tor wird von einem Transistor T12 beheizt, der von dem-Oszillator "gesteuert wird, der von einem Zeit-

kreis (Zeittaktschaltkreis). R15 Τ·11 und C5 und von dem Schalterpaar T«9 und T«1O gebildet wird« Er wird durch Entladen des" Kondensators G1O abgeschaltet, v/obei die

Entladung durch ihn in umgekehrter Richtung erfolgt zu einer Zeit, die durch die Beheizung eines Thyristors S.C«R*4 bestimmt wirdi dessen Tor von dem Transistor T8 beheizt . wird, der von dem Schalterpaar T6 und T7 und dem Zeitkreis. R60 und.G4· gesteuert wird· Die Werte der Komponenten sind so gewählt,'.daß mit dem Abfallen des Potentials im Punkt D von 27 Volt auf 18,- a/2 YoIt die dem Anker zugeführten Impulse sich von kurzen, in großen Abständen erfolgenden Impulsen auf lange, sehr dicht beinanderliegende

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Impulse verändern· Das Potential im Punkt D (und somit auch im Punkt D* über den Impedanz-Ifinformerkreis des ., R8 und W?2) wird zum Abfallen veranlaßt durch die Abwärtsbewegung des Schleifers des Steuerpotentiometers VR1y das einen Teil der Steuermittel 8 bildet. Der Schleifer ist zwischen eine Leitung Geschaltet, die auf 2? Volt durch die Widerstände R1 und H2 und die Zejinerdiode X1 und den !Eransistor T13 gehalben wird, und eine Leitung, die auf IQ Volt durch den Widerstand R21 und die Zenerdiode X3 gehalten wird. Wenn der Punkt D auf 18 1/2 Volt (die Hälfte des Gesantbereiches) abfällt, wird der ϊνοη-bakt S durch seine Spule 3 und das Beiais RL1 geschlossen, dessen Spule HL1 erregt wird, wenn der Ti'ansistor T25-^ leitfähig ifffc. Das geschieht nur dann, wenn ein Basisatrom über R39 und den Transistor T26 fließen kann, was 'dann geschieht, wenn der üänitter von T26, der mit dem Punkt D* verbunden ist j negativex¹ ist als seine Basis, die auf 18,5 Volt durch.R38 und R40 gehalten wird. Ein v/eiterer Spannungsabfall im Punkt D1 hat somit keinen Einfluß auf den Ankerimpulskreis, schwächt jedoch die felderregung, wie aus dem folgenden klar wird»

Der Anker 1 ist mit der positiven Klemme der Vorratrs-

batterie 12 über Timkehrkontakte SH, SSE und den Nebenschluß 2 (Vorwideratand)'mit geringem Widerstand und mit der negativen Klemme über¹ S^C ^R* 1 verbunden· Der Umkehr»·

kontakt schließt außerdem Haltespulen F, H und einen. Kontrollsclialter RS ein-r Das Feld 13 ist mit der positiven Klemme durch den Feldneb enschluß 4- (Yorwiderstand) verbunden. Die Verbindungen zu den angegebenen Punkten der Rückkopplungsschaltung Vvon den Punkten AS, FS und • dem gemeinsamen Punkt Z über einen Kondensator abgenommen. DAß Feld 13 ist mit der negativen Klemme über ο·0·Η·6 und einen Feldkontakt 14 verbunden, dessen Spule über einen Dreh--oder Schlüsselschalter 15 von der positiven Versorgungsleitung für die Hilfsstromkreise versorgt wird· Die'Steuermittel 8 weisen einen Fußschalter 16 auf, der vqn einem von Hand oder mit dem Fuß betätigten Steuer» mittel in der Weise betätigt wird, daß er beim Anfang einer Bewegung schließt, bei einer weiteren Bewegung eine Abwärtsbewegung des Schiebers des Steuerpotentiometers VH1 bewirkt, was das obenbeschriebene Ergebnis &at_e Wenn der Fußschalter geschlossen ist, wird die eine oder die andere Spule der beiden Spulen F oder H der Umkehrkontakte erregt, und zwar je nach der Richtung, die von dem Umkehrst euer-schalt er HS ausgewählt wird, so daß auf diese Weise der Anker mit der Stromquelle in geeigneter Weise verbunden wird.

Die Mittel- zum Aufrechterhalten des Feldstromes für die Nutzbremsung weisen eine Diode D40 auf, die in Serie mit einer Induktivität L2 liegt, die über S*G«R,1 ge-

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schaltet ist, so daß der Hutzstrom' zur Kraftquelle zurückgeführt werden kann, auch wenn der Kurzsch: ußlcontakt S geöffnet ist. Für" die Eontakte RL2,- die parallel zu dem Fußschalter liegen, ist ein Relais vorgesehen, uÄdie Spule von RL 2 ist zwischen die 27-Yolt-Leitung und die negative Leitung über den Iransistor T27» die Dioden D12 und D14 und den Widerstand R4-1 geschaltet» · Wenn bei der JTutzbremsüng die'"Regeneration von Strom stattfindet, ist die Regenerationsdiode D40 .inbezug; auf die negative Leitung negativ, und da dieses obere Ende mit dem Emitter eines NPTT-iCransistors Ϊ27 verbunden ist, wird dieser Emitter negativ inbezug auf die Basis, und der Transistor wird leitfähig· Hierdurch wird die Spule RL 2 erregt und schließt die Kontakte RL2, so daß auf diese Weise eine der ttokehrkontakte R oder F erregt bleibt, obwohl der Fußschalter geöffnet ist, und er bleibt erregt, bis der regenerierte Strom auf einen^Wert abfällt, der von der Komponenteenwahi abhängt.

Der Tfeldimpulsgenerator 5 weist einen Hauptthyristor S*G*R,6, den "Aus "-Irans is tor S »C«R. 7i' der, wenn er beheizt wird, die Kapazität 019 umgekehrt durch^S..C.R.6 entlädt, um diesen auszuschalten, und eine Diode 6 (D42) auf, so daß die Feldinduktivität den Strom^luß während der Zwischenperioden zwischen den Impulsen .aufrechterhält. Der Widerstand R68 dient zum Aufladen der Kapazität 019 während der Zeit, in der S»C.R.6 auf "Ein" steht.

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Die Oszillatoren dös Feldimpulsgcnerators arbeiten wie folgt: Der Punkt Ik ist mit aer Verbindung-der Feld wicklung und S,Cf*R\»6 verbunden durcli den Widerstand R37 und mit der 27-VoIt-Leitung durcli die Diode D10. Dieser Punkt FA hat im v/eaentlichen das Potential Hull während der Impulse, während das Potential 27 Volt während der Zwisciienperioden zwischen den Impulsen beträgt*

Wenn der Punkt FA zum Beginn des "Aus"-Impulses auf 27 Volt ansteigt,,beginnt sich der Kondensator C8 zu laden von zwei Quellen aus, und zwar direkt über R22 als auch über den Transistor T14- und .223· Wenn dieser Kondensator und somit auch der Emitter des Transistors ein größeres Potential bekommt als. das Potential der Basis von T 15» der übei»_; R24 mit der 10-Volt-Leitung verbunden ist, so wird 215 leitend und bewirkt außerdem das Leiten von ,!016· Auf. diese Weise fällt die Basis von '217 ab auf das Niveau der' negativen Leitung durch den Spannungsabfall in dem Widerstand R24-, und T17 leitet und liefert einen Impuls auf den Auslöser des Hauptthyristors desS.C.E.6. Die Ladezeit von- 08 und somit die Dauer der "Aus"-Periode wird durch die Veränderung, des von dem 5?rans4stor 2?14 zu— geführten Stromes durch die Änderung seines -Basispotentiales verändert. Wenn die Basis auf 27 Volt gehalten wird, kann kein Strom fließen, und der Kondensator 08 wird nur von dem Strom durch R22 geladen, wobei diese Bedingung die längstmögliche "Aus"-Periode ergibt. Bei einem Basispoten-

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tial von weniger als 27 Volt fließt Strom durch R 23 und T 14, so daß die Ladezeit von C8 abnimmt, so daß sich eine kürzere "Aus"-Periode ergibt. Das Basispotential von Ί? 14 wird wie folgt gesteuert ι Die Basis wird über .Mode* D5 mit der Verbindung von R25 und dem Kollektor von.dem NPIT-Transistor T 28 verbunden, H25 steht mit der 27-Volt-Leitung in Verbindung, und der Emitter von. 228 mit der 10-VoIt-Leitung über H27 (= £25). Die .Basis von T 28 ist über R26 mit dem Punkt D^f verbunden, der - wie bereits beschrieben wurde \ dasselbe Potential wie D des Steuerpotentiometers VR1 aufweist. Wie bereits··ebenfalls erwähnt τ/urde, hat dieser Punkt in der oberen oder' "Aus "-3t el lung ein Potential von 27. Volt, in der Mittelstellung; ein Potential von 18 1/2 Volt.und in der unteren oder Vollg'esehwindigkeitsstellung ein Potential von 10 Volt. Somit ist für alle Potentiale der Basis von T28 oberhalb von 18 1/2 Volt T28 geerdet, und da _H25 = Pl2? ist,"-weist der Kollektor von ^!f28 und somit die Basis von',Ti4 ein Potential von 18 1/2 Volt auf,. Dieser Zustand liegt während der ersten Hälfte der Abwärtsbewegung des Schiebers von VR1 vor, wobei während dieser Zeit der Motor anläuft durch das Ankerimpulssteuersystest. Ein weiterer Abfall des Potentials am Punkt D zwischen 18 1/2 Volt und 10 Volt resultiert in ; einem Spannungsabfall über R27» und da H25 vermindert wird, bis Punkt D, ein Potential von 10 Volt aufweist, flieÄt kein Strom durch H25 oder R27» so daß das Potential der

Basis von_k(F14 auf 27 Volt ansteigt und T14 abgeschaltet ist. 909813/0917

So läuft während der ersten Hälfte der Abwärtsbewegung des Steuerpotentiometers YR1 der Anker schrittweise an, während die "Aus"-Perioden des Feldimpulssystems kurz "bleiben, d.h., daß ein starkes Feld zugeführt v/ird. Während der zweiten Hälfte des Weges von VR1 ist das Ankerimpulssystem durch den Kontakt S kurzgeschlossen, und die "Aus¹¹-Impulse des Feldes -werden schrittweise in ihrer Länge vergrößert, d,h·, das Feld wird geschwächt. Das Fühlgerät 10 weist die Transistoren T18, T19, T20 auf und eine dazugehörige Schaltung,

Im Falle eines zu großen Ankerstromes leitet/J?18, wie im folgenden beschrieben werden wird^ und das Potential des Bodens von R28 wird auf unter 27 "Volt gesenkt, so daß der Ladestrom auf 09 vermindert wird und die Länge der "Aus¹¹-Jmgulga.. anwächst, so daß die Felderregung unabhängig von der Stellung des Schiebers von VH1 wieder anwächst.

Die Rückkopplungsschaltung arbeitet wie folgt 3 Der Emitter von Ί?20 ist mit dem Ankernebenschluß (Vorwiderstand^ verbunden und seine Basis über die Abstimmeinrichtung

-(biasing arrangement zur Erzeugung einer Vorspannung) H32

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und VB2 mit dem Feldnebenschluß (Vorwiderstand) verbunden· Der transistor T20 wird djurch £inen voreingestellten Wider-

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stand VH2 so abgestimmt, daß er gerade nicht geschlossen 1st, wenn die Spannungsabfälle in den beiden Nebenaohlüßßen

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gleich sind. Da die.. Kollektorb elastuop; R3O sehr groß ist, stehen die Basen vojq. T19. und T18 normal erweise auf 48 Volt (T 19 und T18 sind Impedanzwandler), Wenn der Ankerstrom das gewünschte Verhältnis aum Eeldstrom überschreitet, schaltet der Transistor T20 ab, so daß die Spannung in seinem Kollektor, auf einen niedrigen Wert abfällt, und' T19 wird eingeschaltet. Auf diese Weise kann die Basis von; T18-und sein Emitter die Spannung .auf 10 Volt (die von der Diode D7 bestimmt wird) abfallen lassen und das untere Ende von S28 und die Basis von T14 werden auf dieses Potential abgesenkt, so "daß die Felderregung' wächst, wie im folgenden beschrieben werden wird.

\/ Die Basis von T14 ist über 1)6 mit dem Emitter von T18 verbunden, wobei dieser Punkt außerdem mit der 27-Volt— ' Leitung über D4 und mit der 48-VoIt-Leitung über R28 verbunden ist. Wenn also 118 durch einen au großen Ankerstrom leitend wird, verbindet er das Potential der Basis von T14, so daß die Feldimpulsrate wächst, so daß die .Felderregung unabhängig von der Stellung des Schiebers von VH1 ebenfalls anwächst»

Der "Aus"-Oszillator, hat eine Kapazität G9t die von dem j Strom durch_VT21 undH33 geladen wird· Wenn der Hauptfeldthyristor S.O.Ri6 beheizt wird, fällt die Spannung der

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Basis von-T21 von 27 Volt auf aie der Basis von T 28 über'D9 ab. Der Ladestrom für G9 ist der durch K33» dei* abhängt von der Differenz zwischen 27 Volt und dem Potential an (der Basis .von 228. Somit- nimmt zur selben Zeit, in.der die "Aus"-Impulslängο ansteigt, die "Ein"-Impulo- , länge durch die verminderte Ladezeit von, C9 ab.

Ein weiteres Beispiel gemäß der Erfindung wird in folgenden beschrieben. Bei diesem Beispiel wire derselbe. Inipulskreis sowohl für das Anlaufen des Motors-als auch für den Betrieb bei niedriger Geschwindigkeit aowie für die Feldsteuerung bei höheren Geschwindigkeiten verwendet.

Es· ist ein Motor mit einen Anker 1 und einer Feldwicklung 13 vorgesehen. Er lcann durch die Schalter SF und GR reversiert werden, die so angeordnet sind, daß während der "Aus"-Bedingung der Anker über einen Widerstand 24 geschaltet ist, der während des Laufes über den Schalter S3 kurzgeschlossen ist. Das Feld ist ständig mit einem Steuerkasten 21 bekannter Konstruktion in Serie geschaltet, und beide können über den Behälter S4- mit den Elementen 2JT, 26, 27, 28, 30 und 53 entweder über die Kraftquelle "mit dem Anker parallel oder über die Kraftquelle- zu dem Anker in Serie geschaltet sein·

Eine .Diode 29 ist - wie dargestellt ist - so geschaltet,

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daß, v/elche Teile des Motors auch immer mit Impulsen versorgt werden, der Strom weiter in diesoxi !'eilen durch Selbstinduktion fließen kann, wej.ja aer Impuls abgeschaltet ist· Niedrige Widerstände 31 und 32 sind so vorgesehen, daß bei Betrieb im Nebenschluß bei dem gev/ünschton Verhältnis von Feldstrom au Ankerstrqm der Spannungsabfall über diese gleich ist. Ein Jra ns istor ist übei* diese- V/i^der3tände durch einen Glatt kreis (averajing circuit) so geschaltet, daß, wenn der Ankerstrom das gewählte Verhältnis zum Feldstrom überschreitet, der Transistor leitfähig wird.

In donr Steuerkasten 21 wird der Impuls durch Beheizung von S.O.i"{o37 hervorgerufen und durCh BeheiZiUi₁J von o»0,R,38 ausgeschaltet. Die-Län^e der "Ein"-ImpulGe wird von einem Transistoroszillator bekannter Konstruktion bestiiant, während die "Aus"-Ierioden veränderlich sind und von de^n Maß dei* Ladung des Kondensators 36 bestimmt v/erden, und zwar dadurch, daß die Transistoren 34 und- 35 leiten, wenn der Emitter von 34· positiv inbezug auf seine Basis wix^d. Der-Emitter von 34 ist über den Widerstand 37 und den veränderlichen V/iaerstand 38 oder 39 .&i'& clew Punkt zwischen der Feldv/icklun^; und dem Steuerkasten 21 geschaltet, wobei dieser Punkt in seiner Wirkung während der "Ein"-Impulse negativ und während der "Aus"-Impulse positiv ist, so daß die Ladezeit des Kondensators 36 durch Veränderung des Wertes von 37t 38 odor 39 verändert wird.

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Der Betrieb erfolgt wie folgt:

In der "Aus"-Si>ellung des Schleifers 52 befindet sich dieser aia oberen Ende seineB Bewegungsweges» SR und SF verbinden den Anker über den Widerstand 24, und Schalter S4 ist so eingestellt, wie in ausgezogenen Linien' gezeigt ist, so daß das FeIa und -er Steuerlasten über die Stromquelle verbunden sind. Der Schalter. S5 weist die Elemente 41 und 45 auf, und ei" lcjt wirksam mit dem Schleifer 42 in der Welse verbunden, daß sich seine Elemente in der in ausgezogenen Linien dargestellten -Stellung" befinuon, und zwar sowohl in der "Aus"-Stellung als auch, wenn der Schleifer -bis zur Anlage an den Widerstand 39 gekommen ist· Die anfängliche Betätigung des Betätigungshebels, der mit deia Schleifer 42 gekoppelt ist, bewegt die Elemente von S5 in die in gestrichelten Linien dargestellte Stellung, so daß aie Spule S4 ei-_ⁱu_ot wird und die "Elemente des Schalters 34 in die gestrichelte Stellung bewegt werden· Gleichzeitig mit S5 wird ein weiterer Schalter geschlossen, der die Bocriebsspule entweder von SR oder SF erregt, je nach der Drehrichtung, die ausgewählt wird, und außerdem wird die Betriebsspule von S3 erregt. Der Motor wird nun in Sörie betrieben und beschleunigt durch Abnahme der "Aus"-Impulszeit, durch eine weitere Bewegung nach abwärts des Sclücfers 42» Wenn der Schleif ei- die Verbindung von 3 S und 39 erreicht, beträgt die Impulsrate ein Maximum und die Versorgungsspannung wird praktisch direkt dem Motor zugeführt.

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Sine weitere Abwärtsbewegung· aes Schleifers bringt S5 in die in ausgesogenen X»inien dargestellte Stellung zurück, so daß die Elemente von S3- ebenfalls in die in ausgezogenen Linien dargestellte Stellung zurückkehren und der Motor ist nun Nebenschluß geschaltet mit einer verminderten Impulsrate, da der Widerstand 37 nun in den "BI n"-Auslöse-Zeit:kreis eingeschaltet ist. Eine weitere Bewegung des Schleifers jführt zu einer weiteren "Verminderung der Iapulsrate und schwächt das Feld, so daß der Motor beschleunigt, wenn jedach der Ankerstrom das gewählte Verhältnis zum mittleren Feldstrom, das von den Widerständen 31 und 32 bestimmt v/ird, übersteigt, dann leitet der Transistor 33 und vergrößert den Ladestrom zum Koudensator 36, so daß auf diese Weise die Impulsrate vergrößert wird und somit auch die Feldstärke. Wenn sich der Schleifer in seiner gilleruntersten Stellung befindet, ist die Impulsrate so, daß 'dem Uotor die benötigte maximale Geschwindigkeit aufgegeben wird,, wenn kein Signal vom Transistor 33 kommt.

Bei einer Umkehr der Bevvegung des Schleifers wächst die Feldstärke und der Motor wird langsamer. Wenn der Motor von einer äußeren Kraft angetrieben wird, regeneriert er. Wenn der Schleifer die Verbindung von 38 .auf erreicht, wird der Schalter S5 in die in gestrichelten Linien dargestellte Stellung bewegt, und somit wird auch

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die Spule von S4- abfallen, und die Elemente von S4-kehren in die rver.tricheltε Stellung- zurück, so daß der Motor mit lieiheiischnltunj liuift, vVemi aber der . Sohle ix er' CIc Voruliiuung erreicht, erzeugt der Motor wie oben einen vorlierbestiraiiiten otroin, der Transistor· 44- wird leitfähig,und da sein Ausgang mit aer Verbindung · de-:? Spule r4 nit ue.i Schalter S^ verbunden ist (ggf. durcli eine Verstärkereiiirichtung) , so wird S4- nicht ab- " fallen, und der LIotor bleibt im Nebenschluß, bis der regenerierte Gtrora unter ein vorherbestimmtes Minimum, abfällt. Da die beiden Schalterele.uente 51 und 28 beide geschlossen sind, v/ird die Inpulorate nicht wesentlich durcli die v/oitere AbwärtsbewebUiiG des Schleifers M-2 vermindert, bis eines dieser Elemente öffnet. Wenn der Hotor weiterhin regeneriert, während der Schleifer in seiner "Aus"-Stelluric ,'jebraclrc ist, kehren die Schalter 3.3, S2 und S1 sämtlich in die mit ausgesogenen Linien dargestellte Stellung zurück, und der Motor kann rheostatisch, über den Widerstan<wJ- gebremst werden«

Für Elektrofahrzeuge wird nomalerweise ein Reihen- oder Verbundmotor verwendet, um möglichst gute Start- ,

und tJberlastbedingungen zu erhalten, wobei der Biotor unter normalen Arbeitsbedingungen mit hoher Geschwindigkeit gekoppelt ist. Es sind Verfahren bekannt, durch die ein solcher Motor mit Stromimpulsen veränderlichen Ein/Aus-

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Verhältnisses gespeist werden, so daß der Motor aus dem Huhestand mit hoher Wirksamkeit starten kann·

Nebenschlußgewickelte Motoren veränderlicher Geschwindigkeit wurden ebenfalls verwendet, da sie sehr gut steuerbar sind und in geeigneter Weise elektrisch bremsbar, Jedoch sind die Möglichkeiten hei Überlast gering, da die Schwierigkeit besteht, unter diesen Bedingungen die benötigten großen Feldströme zu erzeugen und wirksam zu steuern.

Die Geräte und Einrichtungen gemäß den "beiden obigen Ausfiihrungsbeispielen sind vorteilhaft, da eine Kombination des Motors mit einem Steuergetriebe vorgesehen ist, bei der die Steuerbarkeit und die Elastizität des ITob ens c hl ußmo tor s mit den guten Starteigenschaften und dem hohen Drehmoment eines Serienmotors gekoppelt sind, während gleichzeitig eine hohe Wirksamkeit unter allen Bedingungen erhalten bleibt, und wobei gleichzeitig der Kraftuuellc ein Maximum an Energie durch die Hutzbremsung oder regenerative Bremsung ζurückgeführt wird.

Die Erfindung ist nicht auf die Einzelheiten der vorangehenden Beispiele.beschränkt.

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Claims

Ansprüche t

jfi.JSteuergerät für Elektromotoren, insbesondere für Gleichstrommotoren, gekennzeichnet durch Mittel zum Erzeugen intermittierender Stromimpulse zum Erregen der ^ lungen des Motors und durch ein Reguliergerät zum Verändern der Zeitintervalle zwischen aen Impulsen und/oder der Länge eines jeden Impulses, um nur den mittleren Strom in den Feldwicklungen zu verändern, wobei da3 Steuergerät so ausgebildet ist, daß es den Strom in uer Feldwicklung unter allen Bedingungen der Motorgeschwindigkeib und der Motorbelastung steuert.
2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuergerät ein automatisches Gerät zum Steuern des ^.ieguliergerätes auf v/eist, um den mittleren Strom der Feldwicklung in einer vorherbestimmten Weise in Abhängigkeit von den Motorbedingungen zu steuern,,
3. Gerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das automatische Gerät ein Detektorgerät enthält, das anspricht, wenn das Verhältnis von Ankerstrom zu mittlerem Peldstrom einen vorherbestimmten Wert überschreitet, und daraufhin die Reguliervorrichtung veranlaßt, den mittleren Feldstrom zu vergrößern·

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²³ H633-5Q
4· Gerät nach Anspruch I.bis 3 t dadurch gekennzeichnet, daß das Steuergerät Stromsteuermittel zum Verändern des Anker ströme s beim Anlaufen und beim Betrieb mit geringer Geschwindigkeit aufweist·
5· Gerät nach Anspruch 1 bis 4-, dadurch gekennzeichnet-, daß die genannten Mittel zum Erzeugen von Impulsen und die Reguliermittel, die den Feldstrom steuern, außerdem die Mittel zum Steuern des Ankerstromes während des Anlaufens und des Betriebes mit niedriger Geschwindigkeit bilden.
6· Gerät nach Anspruch 1 bis 5» dadurch gekennzeichnet, daß die Stromsteuermittel für den Ankerstrom weitere Mittel Bum Erzeugen von intermittierenden Impulsen zum Erregen der Ankerwicklungen des Motors und Reguliermittel zum Verändern der Zeitintervalle zwischen den Impulsen und/oder der Länge eines jeden Impulses aufweisen, um den mittleren Strom in den Ankerwicklungen zu veränderte
7· Gerät nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine Nutzbremsung des Motors durch Erhöhung der Feldstärke unter geeigneten Bedingungen erreicht wird.
8.»Gerät nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung zum Erreichen der Nutzbremsung vorgesehen ist,

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die er.L-oicbü v/ire., \.'c:ni uer ni^tlei\; Foluvvic Liang s-3Üroin erhöht wird, (vorausgesetzt, uaß die LIo υorgosclnvindigkeit genügend hoch ist), v/oljei Idiuüel vorgesehen sind, ui;t auuOiimtisch der: Ftk^tron iia v/escntliclion unverändert su lascen, uii uiu otion^enurainto BiOnGUiI₁J :.:u CX¹KiCIeIi (solüii^e die Uotor^eccliWindi^keit ^önüjend hoch bleibt, uia eine brauchbare Bremsung zn erzielen) _o
9« Gerät nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die genannten automatische:! Kittel zum Erhalten des PeIdwicklungsr-tromes in der obengenannten Weise durch bewirken eino.v Fricerdrückungssteuerung auf die Reguliermittel wirken.
10. Gerät nach einem eier Ansprüche 1 bis 9, dadurch geLeruizeichnet, daß das Steuersystem ein einstellbares Gerät aufweist sun Einstellen des Steuersystemes für die Steuerung der lloisorgeschwindigkeit, voVei automatische Steuermittel zum Unterdrücken der, einstellbaren Gerätes vorgesehen sind, um die Feldwicklung erregt zu halten, nachdem das einstellbare Gerät ausgeschaltet ist, und uni den Motoranker so zu schalten, daß eine rheostatische Bremsung (durch regelbaren Widerstand) "erreicht wird.

BAD ORIGINAL

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