DE1538599A1

DE1538599A1 - Schaltungsanordnung zum Betrieb eines Gleichstrommotors

Info

Publication number: DE1538599A1
Application number: DE19661538599
Authority: DE
Inventors: Roland Jaksch; Johannes Meyer; Reinhard Sieb
Original assignee: H Jungheinrich and Co Maschinenfabrik
Current assignee: Jungheinrich AG
Priority date: 1966-09-30
Filing date: 1966-09-30
Publication date: 1969-07-03
Also published as: DE1538599B2; GB1193344A; DE1538599C3

Description

DIPL.-ING. O. R. KRETZSCHMAR ' jhambuegi BEIM STROHHAUSE 34 PATENTANWALT RUF 24 67 43

Firma ^^

H. Jungheinrich & Go

Maschinenfabrik

Hamburg/ . 00 $Cp. 1966

Anwaltsakte: 2639

Schaltungsanordnung zum Betrieb eines Gleichstrommotors

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zum Betrieb eines Gleichstrommotors in verschiedenen Drehrichtungen, mit einem Fahrtrichtungsschalter, über den wahlweise eines von zwei Schützen, eines für Yorwärtsfahrt und, eines für Rückwärtsfahrt, einschaltbar ist, deren Arbeitskontakte in Brükkenzweigen in einem Stromkreis des Gleichstrommotors angeordnet sind.

Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf die Steuerung eines Antriebsmotors für ein Fahrzeug oder ein Hubaggregat. In beiden Fällen ergibt sich je nach Masse des Fahrzeugs oder Belastung des Hubaggregates bzw. bezüglich des Fahrmotors auch im Hinblick auf die Beschaffenheit der Fahrstrecke das Problem, daß eine Umschaltung der Drehrichtung erst dann erfolgen a>ll, wenn der Motor und das mit ihm verbundene Aggregat zum Stillstand gekommen sind bzw. die Drehzahl auf einen vorbestimmten niedrigen Wert gefallen ist.

."- 1 - 90 98 27/0901

K O NT ENiDRESDNER BANK, K O N T O - N R. β S 9 9 ■ POSTSCHECK HAMBURG NR. 193766

Die Erfindung bezweckt jedoch eine Anordnung, in welcher ein Fahrt- oder Drehrichtungsschalter vorgesehen ist, der unmittelbar von der einen Richtung in die andere Richtung umschaltbar ist, ohne daß diese Umschaltung nun mechanisch mit der Bewegung eines aigetriebenen Aggregats gekuppelt ist.

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, insbesondere bei der Anwendung an fahrbaren Stapel- oder Hubgeräten eine Umsteuerung eines Antriebsmotors erst dann wirksam werden zu lassen, wenn der Motor zum Stillstand gekommen ist,oder

vor niedrige
eine ^-gegebene/Drehzahl erreicht hat.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß von dem Gleichstrommotor eine Remanenzspannung abgegriffen und einer Verriegelungsanordnung für die Schütze zugeführt wird, welche unabhängig von der Einstellung des Fahrtrichtungsschalters die Erregung des für eine neue Fahrtrichtung vorgesehenen Schützes erst nach Verminderung der Drehzahl des Motors auf einen vorbestimmten Wert zuläßt. Der vorbestimmte Wert ist in einer vorteilhaften Ausführung Null, also Stillstand des Motors.

Durch diese Lösung wird eine von dem Zustand des Motors abhängige Größe abgeleitet und ausgenutzt, um eine bereits eingestellte Umsteuerung erst zu einem bestimmten Zeitpunkt wirksam werden zu lassen.

— 2 —
9O9827/Ö9Ö1

Vorteilhaft besitzt die Verriegelungsanordnung zwei Relais, von denen jeweils ein Runekontakt in der Erregerleitung einer Erregerspule für ein Fahrtrichtungsschütz liegt und deren Erregerwicklung an die Erregerleitung des jeweils anderen Fahrtrichtungsschützes und über einen Arbeitskontakt mittel- oder unmittelbar an die Zuführung der Remanen-zspannung angeschlossen ist. Dadurch wird erreicht, daß ein Relais, welches einen Ruhekontakt im Erregerstromkreis eines Fahrtrichtungsschützes besitzt, einen Anschluß auch vom Erregerkreis des anderen Fahrtrichtungsschützes erhält, solange dieser geschlossen ist. Dabei ist es wichtig, daß dieser Anschluß an den Erregerkreis des anderen Fahrtrichtungsschützes zwischen dem Fahrtrichtungsschalter und dem einbezogenen Kontakt des anderen Relais liegt.

Vorzugsweise sind die Relaiserregerwicklungen an die Erregerleitungen für die Schütze über Gleichrichter angeschlossen, die zu den Erregerleitungen hin durchlassen. Hierdurch ergibt sich eine Anordnung derart, daß die Relaiswicklungen selbst unmittelbar an und der Spannungszuführung der Schaltungsanordnung angeschlossen sind.

Vorteilhaft ist die Verriegelungsanordnung an die Ankerspannung des Motors, die die Remanenzspannung bildet, angeschlossen, und in dem Anschluß ist ein Wechselspannungsverstärker in Reihe mit einem Gleichrichter angeordnet. Wenn die Schaltung bis zum Stillstand funktionsfähig bleiben soll, muß der Ver-

9 0 9 8 7 f/ 0³9 Öl

¹ 15385SS

stärker erstens sehr empfindlich sein-und zweitens eine sehr nJBdrige untere Grenzfrequenz besitzen.

Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, daß die Verriegelungsanordnung einen an den Spannungsanschluß der Schaltungsanordnung angeschlossenen Verstärker aufweist, welcher über einen Impulsformer an die Zuführung der Remanenzspannung bzw. den Wechselspannungsverstärker oder den nachgeschalteten Gleichrichter angeschlossen ist. Zweckmäßig wird ein zweistufiger Wechselspannungsverstärker verwendet.

Der Spannungsanschluß der Anordnung ist zweckmäßig über einen npn-Transistorverstärker an die Relaisanordnung, und zwar die Arbeitskontakte, angeschlossen, so daß eine mittelbare Steuerung erreicht wird. Der Anschluß erfolgt in einer bevorzugten Anordnung über die Arbeitskontakte der Relais.

Grundsätzlich sieht die Erfindung vor, daß die der Relaisanordnung zugeführte Remanenzspannung so lange wirk,t bis der Motor eine bestimmte niedrige Drehzahl erreicht, in einer vorteilhaften Ausführung zum Stillstand kommt und eine Relaiserregerwicklung über einen geschlossenen Arbeitskontakt, gegebenenfalls über den Transistorverstärker, an einem Pol der Spannungszuführung hält, solange die Remanenzspannung vorhanden ist.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels erläutert, das in der Zeichnung dargestellt ist.

9 0 9827/0901

Die Zeichnung zeigt ein Schaltbild für eine erfindungsgemäße Motorsteuerung.

An eine Gleichspannungsquelle 1 ist gegebenenfalls über eine Sicherung 2 der Gleichstrommotor 3 angeschlossen, der die Reihenschlußwicklung 4 hat. Die Reihenschlußwicklung befindet sich in einer Brückendiagonalen, deren Zweige 5i 6, bzw. 7» 8 in einer bekannten Weise Arbeitskontakte 9» 10 eines Vorwärtsschützes 11 und Arbeitskontakte 12, 13 eines Rückwärtsschützes 14 besitzen derart, daß der Anschluß der Feldwicklung 4 in Abhängigkeit davon umkehrbar ist, ob nun das Schütz 11 oder 14 erregt wird.

In dieser Anordnung kann ein Einschalter vorgesehen sein, der zunächst nicht dargestellt ist. Da die Arbeitskontakte 9, 10, 12, 13 offen sind, solange die Schütze 11 und 14 nicht erregt sind, erübrigt sich ein besonderer Schalter.

An der Spannungsquelle 1 ist ein zur Feldwicklung 4 paralleler Stromkreis 15 angeordnet, der in dem gezeigten Ausführungsbeispiels parallel zur Brückenschaltung liegt, in der die Feldwicklung 4 gesteuert wird. Dieser Stromkreis wird durch Kondensator 16 vom Gleichspannungspotential getrennt, über einen Glättungskondensator 17 an den Minuspol angeschlossen und besitzt einen vorteilhaft zweistufigen Wechselspannungsverstärker 18, dem ein Gleichrichter 19 nachgeschaltet ist.

Die Erregerwicklungen der Schütze 11, 14, die auch mit diesen Bezugszeichen bezeichnet sind, sind einerseits an den positiven

9098 27/0901

15 38 5.9 S

Spannungsanschluß 21 und über parallele Stromkreise 22, 23 an die Schalterkontakte 24, 25 eines Fahrtrichtungsschalters 26 angeschlossen. Dem Fahrtrichtungsschalter 26 kann ein allgemeiner Fahrschalter 27 und gegebenenfalls auch eine Sieherungsanordnung nachgeschaltet sein. Der Anschluß ist dann mit dem negativen Spannungsanschluß 20 verbunden.

Zur Verriegelungsanordnung gehören zwei Verriegelungsrelais, deren Wicklungen mit 28 und 29 bezeichnet sind. Diese Relais haben jeweils einen Ruhekontakt 30, 31» von dem der Ruhekontakt 30 des Relais 28 im Stromkreis 22 und der Ruhekontakt 31 des Relais 29 im Stromkreis 23 liegt. Diese Ruhekontakte müssen daher geschlossen sein, wenn eines der Fahrschütze 11, 14 erregt werden soll. Weiterhin besitzen die Relais Arbeitskontakte 32» 33» die jeweils in. einem Stromkreis 34, 35 angeordnet sind, der zur Erregung des diesbezüglichen Relais in Abhängigkeit von dem Zustand des Stromkreises 15 ausgelegt ist. Beide Stromkreise 34, 35 sind über eine gemeinsame Leitung 36 über einen Verstärker 37» beispielsweise einen Transis-torverstärker, an den negativen Spannungsanschluß 20 angeschlossen. Andererseits, d.h. jenseits der Arbeitskontakte 32, 33» sind die Stromkreise 34, 35 einerseits über Leitungszweige 38, 39 mit den Erregerwicklungen 28, 29 der zugeordneten Relais und über Leitungszweige 40, 41, in denen die Gleichrichter 42, 43 angeord-

90982 7/0901

153859S

net sind, mit den Erregerkreisen 22, 23 der jeweils dem anderen Relais zugeordneten Schütze verbunden. Die Verbindungsstelle liegt dabei zwischen den Ruhekontakten der anderen Relais und dem Fahrtrichtungsschalter 26. Die Gleichrichter 42, 43 sperren in Richtung zu den Leitungszweigen 38, 39 "bzw. den Arbeitskontakten 32, 33 hin.

Der Verstärker 37 wird über die Leitung 44 erregt, die mit der Leitung 15 an einer Stelle zwischen dem Gleichrichter 19 und dem negativen Spannungsanschluß 20 verbunden ist. In der Leitung 44 befindet sich ein Impulsformer 45. Dieser Impulsformer hat eine Charakteristik derart, daß er spannungsabhängig arbeitet und erst von einem bestimmten Schwellenwert der von der Leitung 15 her erregenden Remanenzspannung an anspricht und dann Rechteckimpulse als Ausgangsspannung liefert.

Diese Schaltung arbeitet wie folgt:

Bei unerregten Schützen 11, 14 wird zunächst der Fahrschalter 27 geschlossen und dann der Fahrtrichtungsschalter beispielsweise an den Kontakt 24 gelegt, so daß das Vorwärtsschütz 11 erregt wird, weil ja der Ruhekontakt 30 geschlossen ist. Das Vorwärtsschütz 11 zieht an, und der HauptStromkreis des Motors über die Kontakte 9» 10 wird geschlossen, Dabei fließt zugleich ein Strom von dem positiven Spannungsanschluß 21 über die Leitnng 46, die Relais wicklung 29 und die Stromkreis zwei ge 39/41, den Fahrtrichtungsschalter zum negativen Spannungsanschluß 20,

909827/0901

so daß das Verriegelungsrelais 29 erregt vird. Damit öffnet dessen Ruhekontakt 31, während der Arbeitskontakt 33 schließt. Das Rückwärtsschütz 14 wird dadurch verriegelt.

Solange sich der nunmehr abgeschaltete Motor dreht, entsteht am Anker eine sogenannte Remanenzspannung. Diese wird über den Stromkreis 15 abgenommen und über den Verstärker 18 verstärkt. Die Remanenzspannung ist eine Wechselspannung, die hinter dem Verstärker in dem Gleichrichter oder der Diode 19 gleichgerichtet sind. Dann wird sie dem Impulsformer 45 zugeführt. Dieser ist so eingestellt, daß er beispielsweise bei Erreichung eines Schwellwertes von ca. 1,2 Volt anspricht , und die Basiselektrode des Transistorverstärkers erregt, der dadurch leitend wird Und den negativen Spannungsanschluß 20 über die Leitung 36, 35 und den jetzt geschlossenen Arbeitskontakt 33 der Relaiswicklung 29 zufbrt.

Die Relaiari.cklung' haben eine solche elektrische Trägheit, daß die Erregung solange aufrechterhalten bleibt, wie Erregungsimpulse zugeführt werden.

Wenn nun der 3?ahrtrichtungsschalter 26 während der Fahrt an den Kontakt 25 umgelegt wird, wird zwar der Erregerstromkreis für das Vorwärtsschütz unterbrochen und auch, solange der Verstärker 37 erregt ist, die Relaiswicklung 29 über den Arbeitskontakt 33 erregt gehalten, gleichzeitig

909827/09 01

aber auch, über den Leitungszweig 40 und den Gleichrichter 42, die Wicklung 28 dieses Verriegelungsrelais erregt, so daß der Ruhekontakt 30 im Erregerstromkreis 22 des Vorwärts Schutzes 1Ί öffnet und die Selbsthaltung der Relaiswicklung 28 über den Arbeitskontakt 32 geschlossen wird.

Solange nun aber das Relais 29 über die Leitung 36, 35 und den eigenen Arbeitskontakt 33 erregt bleibt, kann das Rückwärtsschütz 14 nicht ansprechen. Erst wenn die Remanenzspannung am Motor nicht mehr vorhanden und somit der Transistorverstärker 37 nicht mehr leitend ist, entfällt die Erregung über de Leitung 36, d.h. das Verriegelungsrelais 29 fällt ab, öffnet seinen Haltestromkreis über den Arbeitskontakt 33 und schließt den Erregerkreis 23 für das Vorwärtsschütz. Zu diesem Zeitpunkt wird die Errßg-ung des Relais 28 über die Leitung 46, die Leitungszweige 38, 40 und den Gleichrichter 42 sowie den Fahrtrichtungsschalter 26 aufrechterhalten.

Insofern ist erkennbar, daß unabhängig von der Betätigung des Fahrtrichtungsschalters eine Umsteuerung der Fahrtrichtung erst dann stattfindet, wenn der Motor 3 eine vorbestimmte niedrige Drehzahl erreicht hat oder insbesondere zum Stillstand gekommen ist.

Die Erfindung geht davon aus, daß auch in einem Gleichstrommotor eine Wechselkomponente erzeugt wird, die um so kleiner

909827/0901

- Q-

153859S

und um so niederfrequenzt wird, je langsamer der Reihenschlußmotor 3 läuft. Dadurch wird der Zustand des Motors als Überwachungsgröße für die Umschaltung verwendet.

Die Verstärker 18, 37 und der Impulsformer 45 sorgen dafür, daß diese Wechselspannungskomponente als Maßgröße dafür ausgenutzt wird, daß eine für die Erregung der Eelaiswicklungen 28, 29 genügende Größe geliefert wird, durch die die von dem Fahrtrichtungsschalter 26 erwirkte Umsteuerung in Abhängigkeit von dem Zustand des Motors 3 durchgeführt wird.

Es wird darauf hingewiesen, daß die Ausdrücke Arbeitskontakt und Ruhekontakt auch umgekehrt werden könnten, wenn eine andere Schaltungsauslegung dahingehend erfolgt, daß mit einem Ruhestrom für die Relais 28, 29 gearbeitet würde.

- 10 -

909827/0901

Claims

Patentansprüche

\ 1. Schaltungsanordnung zum Betrieb eines Gleichstrommotors in verschiedenen Drehrichtungen, mit einem Fahrtrichtung ε schalt er, über den wahlweise eines von zwei Schützen, eines für Vorwärtsfahrt und eines für Rückwärtsfahrt, einschal tbar ist, deren Arbeitskontakte in Brückenzweigen in einem Stromkreis des Gleichstrommotors angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß von dem Gleichstrommotor (5) eine Remanenzspannung abgegriffen und einer Verriegelungsanordnung (28) für die Schütze (11, 14·) zugeführt wird, welche unabhängig von der Einstellung des Fahrtrichtungsschalters (26) die Erregung des für eine neue Fahrtrichtung vorgesehenen Schützes erst nach Verminderung der Drehzahl des Motors auf einen vorbestimmten Wert, vorzugsweise Stillstand des Motors (3) zuläßt.
2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verriegelungsanordnung zwei Relais (28, 29) besitzt, von denen jeweils ein Ruhekontakt (50,. 51) in

KONTENi DRESDNER BANK, KO

. CHECK HAM.».« N-,

ORIGINAL

153859S

der Erregerleitung (22, 23) einer Erregerspule für ein Fahrtrichtungsschütz -(11, 14) liegt und deren Erregerwicklung an die Erregerleitung des jeweils anderen Falirtrichtungsschützes und über einen Arbeitskontakt (32, 33) mittel- oder unmittelbar an die Zuführung (36) der Remanenzspannung angeschlossen ist.
3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Relaiserregerwicklungen (28, 29) an die Erregerleitungen (22, 23) für die Schütze über Gleichrichter (42, 43) angeschlossen sind, die zu den Erregerleitungen hin durchlassen.
4ο Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche -1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Verriegelungsanordnung an die Ankerspannung des Motors (3) angeschlossen ist und in dem Anschluß ein Wechselspannungsverstärker (18) in Reihe mit einem Gleichrichter (19) angeordnet ist.
5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Verriegelungsanordnung einen an den Spannungsanschluß der Schaltungsanordnung angeschlossenen Verstärker-(37) aufweist, welcher über einen Impulsformer (45) an die Zuführung (44) der Remanenzspannung bzw. den Wechselspannungsverstärker (18) oder den nachgeschalteten Gleichrichter (19) angeschlossen ist.

- 2 - '
9827/0^01
6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein zweistufiger Wechselspannungsverstärker (18) vorgesehen ist.,
7· Schaltungsanordnung nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß der Spannungsanschluß (1) der Anordnung über einen npn-Transistorverstärker (37) an die Relaisanordnung (28, 29), und zwar die Arbeitskontakte (32, 33), angeschlossen ist.
8. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7» dadurch gekennzeichnet, daß die der Relaisanordnung (28, 29) zugeführte Remanenzspannung so lange wirkt, bis der Motor (3) zum Stillstand kommt und eine Relaiserregerwicklung (28, 29) über einen geschlossenen Arbeitskontakt (32, 33)» gegebenenfalls über den Transistorverstärker (37)» an einem Pol der Sp annungs zu führung ("I) hält, solange die Remanenzspannung vorhanden ist.
9. Schaltungsanordnung nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß ein spannungsabhängig arbeitender Impulsformer (4-5) vorgesehen ist, der erst von einem bestimmten Sehwellenwert der erregenden Remanenzspannung an anspringt.

- 3 -909827/0901

Leerseite