DE1916488C3 - Anordnung zum Regeln des Betriebsstromes für Elektromotoren - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zum Regeln des Betriebsstromes für mindestens einen Elektromotor mit einem Rcgelvviderstand aus mehreren hintereinandcrgeschalteten Teilwiderständen, denen je eine Überbrückungsschaltung parallclgeschaltet ist und von denen mindestens einer über einen Komparator an Hand eines Vergleichs zwischen dem Istwert des Betriebsstromes und einem dafür vorgegebenen Sollwert in seiner Impedanz zwischen einem oberen und einem unteren Grenzwert stufenlos variierbar ist.

Bei einer bekannten Anordnung zur Betriebsstromsteuerung mittels Einfügen bzw. Herausnehmen von Regelwiderständen aus dem Speisestromkreis (Elektrische Bahnen, Heft 10, Jahrgang 35 [1964] S. 294 bis 301) wird der effektive Betriebsstrom für den angeschlossenen Elektromotor durch das Verhältnis zwischen den Zeitabschnitten bestimmt, in denen eine Spannungsversorgung für den Elektromotor gegeben bzw. diese Spannungsversorgung unterbrochen ist. Dabei dient die Unterteilung des Regelwiderstandes in mehrere hintereinandergeschi"'te»e 1 eilwiderstände dem Zweck, die einzelnen zu schaltenden Spannungen in eine bequem beherrschbarc Größenordnung zu bringen. Dieses Ziel wird jedoch zunächst mit der unbequemen Nebenwirkung erkauft, daß sich jeweils beim Übergang von einer bestimmten Anzahl von Teilwiderständen zu einer größeren bzw. einer kleineren Anzahl solcher Teilwiderstände Stöße im Betriebsstrom ergeben, die bei bestimmten Elektromotoren, z. B. für Elektrofahrzeuge oder Aufzüge untragbar sein können. Solche störende Schwankungen im Betriebsstrom lassen sich nur dadurch vermeiden, daß auch Stöße für die Widerstandsänderung über den gesamten Variationsbereich für den Regelwiderstand ausgeschlossen werden.

Ein erstes Beispiel für eine Regelanordnung, die eine solche stoßfreie Widerstandsänderung ermöglicht, ist durch die USA.-Patentschrift 3 341 759 bekannt. Bei dieser Regelanordnung ist für jeden Teilwiderstand des Regelwiderstandes cm erster Überbrückungskontakt vorhanden, der jeweils einen Teilwidcrstand kurzschließt; außerdem gibt es für jeden Tcilwidcrstarul noch einen kontinuierlich veränderbaren zweiten Überbrückungskontakt (ein steuerbarer Halbleiter), der jeweils vor dem Schließen des ersten Überbrückungskontaktes den wirksamen Anteil des jewei-

ligen Teil Widerstandes ausgehend von dessen Maximalwert kontinuierlich auf den Wert Null herabsetzt, worauf dann erst die Wirksamkeit des jeweiligen ersten Oberbrückungsknntaktes beginnt.

Ein weiteres Beispiel für eine Regelanordnung zur stoßfreien Widerstandsänderung ist auf den S. 123 bis 129 der AEG-Mitteilungen, Ud. 55 (1965) beschrieben. Bd dieser bekannten Regelanordnung wird mit einer Überbrückung jedes Teilwiderslandes mittels Pulssteuerung durch einen eigenen Thyristorschalter aus 2 Thyristoren gearbeitet, wobei ein von einem Taktgeber gesteuertes Schrittschaltwerk je nach der Dauer der Lösch- bzw. Zündperiode für jeden einzelnen Thyristorschalter entweder dessen Ineffektivität — lange Löschdauer — oder die Aktivierung eines weiteren Thyristorschalters - lange Zünddauer — bewirkt. Dabei erfolgt die Einstellung der Lösch- bzw. Zünddauer für den gerade letzten Thyristorschalter an Hand eines Vergleichs zwischen dem über einen Gleichstromwandler gemessenen Iststrom einerseits und einem Sollstrom andererseits in einem Differenzverstärker über ein Mindestzeitglied.

Beide bekannte Regelanordnungen vermögen zwar das angestrebte Ziel e-ner stoßfreien Widerstandsänderung zu erreichen, sie erkaufen diesen Vorteil jedoch mit einem komplizierten und entsprechend teueren und auch störungsanfälligen Ciesamtaufbau.

Aus der britischen Patentschrift 711 5(W ist es weiter bekannt, jedem Teilwiderstand des Regelwiderstandes eine eigene Überbrückungssehaltung parallelzuschalten. Mit dieser bekannten Anordnung läßt sich jedoch nur eine Verringerung der Stöße im Betriebsstrom für einen über einen in überbrückbare Teilwiderstände unterteilten Regelwiderstand steuerbaren Elektromotor erreichen, indem ausgelöst durch primäre Schwankungen im Betriebsstrom über einen einem Teilwiderstand parallelgeschalteten Erreger in dem betreffenden Teilwiderstand eine der jeweiligen Strömänderung entgegenwirkende Spannung erzeugt wird. Kür diese bekannte Regelanordnung ist also eine gewisse Größe von Stoßen im Betriebsstrom funktionsnotwendig, da die Regelanordnung als solche motorstromgesteuert arbeitet und Stromstöße als Aiislösegröße benötigt, die daher allenfalls relativ rasch abgedämpft werden können.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Regelanordnung der eingangs erwähnten Art so auszubilden, daß bei einfachstem schaltungstechnischem Aufbau eine völlige Stoßfre>heit der Widerstandsänderung über den gesamten Bereich des Regelwiderstandes erreichbar ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Überbrückungsschaltung für einen Teilwiderstand als über den Komparator /wischen einem oberen und einem unteren Grenzwert impedanzvariable Thyristorschaltung und für alle übrigen Teilwiderstände als durch den Komparator schließbarer Überbrückungskontakt ausgebildet ist und daß der Komparator jeweils beim Schließen eines Überbrükkungskontaktes die Thyristorschaltung aus ihrem unteren in ihren oberen Impedanzgrenzwert überführt.

Bei der erfindungsgemäß ausgebildeten Regelanordnung wird also eine stoßfreie Widerstandsänderung mit Hilfe von nacheinander überbrückbaren Teilwiderständen und einem stufenlos variablen Teilwiderstand erreicht, der jeweils beim Überbrücken eines neuen anderen Teilwiderstandes vom niedrigsten auf den höchsten Impedanzwert gebracht wird, so daß auch im Zeitpunkt einer Teilwiderstandsüberbrückung kein Impedanzsprung auftreten kann. Mit der erfindungsgemäß ausgebildete» Regelanordnung werden somit unerwünschte Stöße in der Betriebsstromversorgung von vornherein unterbunden, wobei der schaltungstechnisch erforderliche Aufwand auf ein absolutes Minimum beschränkt bleibt, da die erfindungsgemäß ausgebildete Regelanordnung mit nur einem Überbrückungskontakt je Teilwiderstand auskommt

!o und auch nur eine einzige Steuerstufe insgesamt benötigt, während die oben erwähnten bekannten Regelanordnungen mit stoßfreier Widerstandsänderung entweder je Teilwiderstand 2 Kontakte oder je einen Kontakt plus einer eigenen Steuerstufe benötigen.

Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung sind in Unteransprüchen gekennzeichnet.

In der Zeichnung ist die Erfindung an Hand bevorzugter Ausführungsbeispiele veranschaulicht; dabei zeigen in der Zeichnung:

Fig. la und I b 2 Hauptstromkreise in erfindungsgemäßer Ausbildung für die Speisung eines als Antrieb für ein Fahrzeug dienenden Elektromotors im Fahrbetiicb bzw. bei Widerstandsbremsung;

Fig. 2 ein Blockschaltbild für eine erfindungsgemäße ausgebildete Anordnung zum Regeln des Betriebsstromes in den Hauptstromkreisen von Fig. la und I b; Fig. 3 eine Detaildarstellung für das Blockschaltbild von Fig. 2;

Fig. 4a bis 4e Diagramme für den zeitlichen Verlauf von an verschiedenen Stellen in den Blockschaltbildern von Fig. 2 und 3 auftretenden Spannungen und Strömen;
Fig. 5 eine erste Ausführungsform für Detektoren

zum Erfassen des Übergangszeitpunktes beim Überbrücken eines einzelnen Teilwiderstandes;

Fig. 6a bis 6b den zeitlichen Verlauf verschiedener durch die Schaltung von Fig. 5 beeinflußter Ströme und Spannungen;

Fig. 7 und 8 zwei weitere Ausführungsformen für die Übergangsdetektoren;

Fig 9 ein Fig. 3 entsprechendes Blockschaltbild für eine zweite erfindunsggemäß ausgebildete Regelanordnung;

Fig. 10a bis 1Oe Diagramme für den zeitlichen Verlauf von Spannungen und Strömen in der Regelanordnung nach Fig. 9;

Fig. 11 ein ähnliches Blockschaltbild für eine dritte Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 12a bis 12d die Arbeitsweise der Regelanordnung nach Fig. Il illustrierende Zeitdiagramme für Spannungen und Ströme;

Fig. 13 ein bevorzugtes Beispiel für die Ausbildung der Vergleichsschaltung im Komparator;

Fig. 14a bis 14c die Arbeitsweise der Schaltung von Fig. 13 veranschaulichende Zeitdiagramme; und Fig. 15a bis I5e die Ergebnisse von mit einer erfindungsgemäß ausgebildeten Regelanordnung durchgeführten Versuchen mit einem Fahrzeugantrieb.

In Fig. 1 a speist eine Leitung L über einen Scherenstromabnehmer PG und eine Glättungsdrossel SL einen Elektromotor M. Für die Regelung des Speisestromes für den Motor M ist eine Regelanordnung vorgesehen, die einen Regelwiderstand R enthält. Der Re-

gelwiderstand R ist in mehrere Teilwiderstände 11, 15, 19 und /?„ unterteilt, denen je eine Überbrückungsschalt mg parallelgeschaltet ist. Diese Überbrückungsschaltung besteht für die Teilwiderstände 11, 15 und 19 aus

Überbrückungskontakten 13, 17 und 21 und für den Teilwiderstand R₀ aus einer Thyristorschaltung S.

Der Widerstandswert für den Regelwiderstand R läßt sich zum einen durch Überbrücken der Teilwiderstände U, 15 und 19 mit Hilfe der zugehörigen Überbrückungskontakte 13, 17 und 21 und zum anderen durch stufenlose Variation der effektiven Größe des Teilwiderstandes Λ_ο mit Hilfe der Thyristorschaltung 5 einstellen.

Die Thyristorschaltung S besteht in dem dargestellten Beispiel aus einem von Motorstrom durchflossenen ersten Thyristor 23 und einem zweiten Thyristor 25, dereine Kommutierung im ersten Thyristor23 bewirkt und die dazu erforderliche Energie aus einem Serienresonanzkreis erhält, der aus einem Kondensator 27 und einer Spule 29 besteht. Die Einspeicherung der notwendigen Energie in den Serienresonanzkreis erfolgt djrch einen Strom, der bei nichtleitenden Thyristoren 23 und 25 über eine Diode 31 zugeführt wird.

Liegt zwischen der Anode und der Kathode des Thyristors 23 eine Vorwärtsspannung an, so wird der Kondensator 27 über die Diode 31 aufgeladen, deren mit der Spule 29 verbundene Elektrode positive Polarität aufweist. Nach Abschluß der Kondcnsatoraufladung wird der Thyristor 23 bei Zuführung eines ersten Signais zu seiner Steuerelektrode leitend. Eine Entladung des Kondensators 27 wird dabei jedoch durch die Diode 31 verhindert.

Wird sodann der Steuerlektrode des Thyristors 25 ein zweites Signal zugeführt, so wird dieser Thyristor 25 leitend, und der Kondensator 27 kann sich entladen, wobei es zu einer Resonanzschwingung im Serienresonanzkreis aus dem Kondensator 27 und der Spule 29 kommt. Dementsprechend kehrt sich die Ladungspolarität des Kondensators 27 um.

Nach einem Halbzyklus der Resonanzschwingung liegen daher die Kathoden beider Thyristoren 23 und 25 auf hohem positiven Potential, und beide Thyristoren 23 urd 25 kommen zur Löschung.

Auf diese Weise läßt sich die Thyristorschaltung S in Entsprechung zu den beiden Signalarten leitend oder nichtleitend steuern. Werden beide Signalarten periodisch zugeführt, so gelangt die Thyristorschaltung 5 alternierend und periodisch in den leitenden und den nicht leitenden Zustand.

Das Verhältnis zwischen der Dauer des leitenden Zustandes und der Wiederholungsperiode der obengenannten beiden Zustände, nämlich die Arbeitsperiode der Thyristorschaltung S ergibt den Arbeitszyklus γ, der nach Wunsch gesteuert werden kann, indem der Zettabschnitt zwischen den beiden Arten von Signalen variiert wird.

Der Widerstand des Teilwiderstands R₀, der zur Thyristorschaltung S paraJlelgeschaltet ist, wird äquivalent zor Steuerung des Arbeitszyklus variiert, wie folgender Ausdruck zeigt

Ä_e<l-y> (M,

worin A₀ der Widerstandswert des Teil Widerstandes A₀ ist.

Beim Betriebe der Schaltung von Fig. Ia sind zunächst alle Überbrückungskontakte 13. 17 und 21 geöffnet. Zu dieser Zeit ist der Widerstandswert sämtlicher in Reihe mit dem Motor M geschalteten Teilwiderstände

R₁ ! A₂ \ R₃ I K₀ (2).

worin R₁, R₂ und R₃ die jeweiligen Widerstandswerte der Teilwiderstände II. 15 und 19 bezeichnen.

Wenn der Arbeitszyklus der Thyristorschaltung gesteuert wird, erhält man den Gesamtwiderstandswert der in Reihe mit dem Motor M geschalteten Teilwiderstande durch die Formel

R₁ I R₂ I R., I R₁, (I - y)

Der variable Wert von γ liegt zwischen einem unteren Grenzwert γ,,,,,, und zu einem oberen Grenzwert ymax, z. B. 0,1 bis 0,9.

ίο Daher wird der Widerstandswert A₀ (I γ) kleiner, wenn der Arbeitszyklus γ sich y_max nähert, nachdem seine Steuerung mit y_mtn begonnen wurde.

Wenn der Arbeitszyklus die obere Grenze y,„a.> erreicht, wird der durch den Ausdruck (3) gegebene Widerstandswert ein Minimum, so daß die dem Motor M zugeführte Spannung über dem Teilwiderstand R₀ nicht weiter erhöht werden kann, und es ergeht ein Befehl zum Schließen des Überbrückungskontaktcs 13, der den Teilwiderstand Il kurzschließt. Der Gesaml widerstandswert der in Reihe mit dem Motor M ge schalteten Teil widerstände berechnet sich dann zu:

Λ₂

Λ_η (I γ ma Λ

Da der Wert von R₀ (I y„,ar) sehr klein ist, ist der durch (4) gegebene Widerstandswert im wesentlichen gleich R₂ \ R₃, was einen unerwünschten Stoß in der Widerstands- und Betriebsstromänderung zur Folge hätte. Da aber außerdem und gleichzeitig der Arbeitszyklus auf den Minimalwert ><„,<„ gebracht wird, wenn der Teilwiderstand U kurzgeschlossen wird, ergibt sich für den Widerstandswert

R₂ 1 R_:I\ R₀{] -y_m,„)

Dementsprechend tritt, wenn die durch die Rück-

stellung des Arbeitszyklus von y_mal auf y_mi„ hervorgerufene Widerstandsänderung R₀ (y_mttT- ymtn) nahezu gleich dem Widerstandswert R₁ des Widerstandsteils 11 gemacht wird, keine plötzliche Widerstandsänderung auf.

♦° In analoger Weise wird zur weiteren Steigerung des Betriebsstroms für den Motor M beim Überbrücken der weiteren Teilwiderstände 15 und 19 verfahren. Wenn der Überbrückungskontakt 21 in Fig. Ia geschlossen ist und der Arbeitszyklus dann y_max erreicht,

nachdem dieser beginnend von y_mt_n bis zu diesem Wert gesteuert wurde, wird dem Motor M die volle Stromquellenspannung zugeführt.

Die Steuerung des Widerstandswertes für die Molorbremsung in Fig. Ib erfolgt vollkommen analog zur

5» obigen Beschreibung und -braucht daher nicht im einzelnen erläutert zu werden.

In Fig. 2 erzeugt eine Vergleichsschaltung 33 eine Spannung Ve, die der Abweichung t eines Istwertes im Motorstromkreis 35 von einem Bezugswert ent-

spricht.

Ein Phasenschieber 37, der z. B. aus einem Magnetverstärker od. dgl. besteht, verschiebt die Phase von aus einem RechteckwellenosziIlator 39 kommenden Rechteck wellen und bestimmt so den Arbeitszyklus y

der Thyristorschaltung. Außerdem besitzt der Phasenschieber 37 eine Stufe, die das Erreichen eines bestimmten oberen Grenzwertes für sein Ausgangssignal feststellt und ein Übergangssignal abgibt, dasein Umschalten im Motorstromkreis 35 auslöst.

⁶S Eine Impulsformerstufe 41 enthält em Differenzierglicd, das die ansteigende Flanke der Ausgangsspannung des Phasenschiebers 37 differenziert und daraus ein AN-Signal für die Thyristorschaltung .V gewinnt.

'" : während die Differentiation der abfallenden I lanke ^r| dieser Spannung /ur Erzielung eines AUS-Signals für

I" : die Thyristorschaltung .V dient.

ι; Schaltungseinzelheiten /ur Vermeidung von Verzögerungen in der Steuerung des Arbeitszyklus ;■ der ₍ j Thyristoi'schalliing .V sind in lig. 3 dargestellt, und ■>■■ ;' deren Arbeitsweise isl in Iiu. 4 a his 4c vcranschau- % : licht.

Der Phasenschieber 37 verschiebt die Phase des in ^rii Fig. 4a dargestellten Ausgangssignals des Reehtcck-

B, welleiKis/iliators 39 an Hand des Ausgangssignals der

- Vergleichsschaltung 33. und die Wcllcnformcn mit

\f. verschobener Phase sind in Hg. 4b gezeigt,

ic Die in I ig. 4a angegebene Zeitdauer 7 ist gleich der

> halben Periode des Rcehteckwellenoszillators 39 und

4 bestimmt gleichzeitig die Arbeitsperiode der Thyristor-

i|i: schaltung .V.

3. Das Ausgiingssignal des Phasenschiebers 37 wird

>t- dureli eine impulsformerstufe 41 in der Thyristorschal-

;- lung .V zuzuführende ΛN- und AUS-Signale umgewandelt (I ig 4c und 4d).

Das AN-Signal wird der Thyristorsehallting S über

einen Kontakt 431 in einem Zeitrelais 43 zugeführt,

.-f wahrend das AUS-Signal über einen Kontakt 432 und

η eine ODER-Schaltung 45 /ur Thyristorschaltung S

M gelangt.

λ Außerdem wird der ODER-Schaltung 45 über einen

-:· Kontakt 433 und eine Diffcrenz.icrslufc 47 ein Signal

η aus einer Gleichstromquelle zugeführt.

:;l Wenn der Arbeitszyklus zum ersten Mal den Wert

5'iiior erreicht, wild der Überbrückungskontakt 13 geschlossen Dies geschieht in 1 ig. 4 zum Zeitpunkt r,. Damit wird der Tcilwidcrstand 11 kurzgeschlossen und <■ der Motorstrom wachst schnell an wodurch der Ue-

.ir- zugswert überschritten wird.

;ic- Am Zeitrelais 43 werden jedoch genau in diesem

i- Augenblick die Kontakle 431 und 432 geöffnet und

v- gleichzeitig der Kontakt 433 geschlossen, wodurch die

Diffcrenzierslufc 47 mit Gleichspannung aus der ',•s Gleichstromquelle gespeist wird,

n Da das durch Differenzieren dieser Spannung er-

n. haltene Signal als AUS-Signal über die ODER-Schal-

e- tung 45 zur Thynstorschaltung S gelangt, wird diese

il, nichtleitend, so daß der Teilwiderstand R₀ in Reihe

•m mit dem Motor M geschaltet wird.

Ic Wenn dann die Widerstandswerle so gewählt werden, daß die Beziehung A₁ >_mar R„ erfülli wird, ist der f. Gesamtwiderstandswert unmittelbar vor dem Kurz-

J schlieläcn des Teilwiderstandes U

, t R_t ■ R₃ λ R₀ (I

r)

(6)

größer alb der Gesamtwiderstandswert nach Kurzschließen des Teilwiderstands U

Rt^R₃JR₀ (7).

Weiter kann mittels geeigneter Wahl dieser Widerstandswerte das Anwachsen des Motorstroms bis auf einen Wert etwas oberhalb des Bezugswerts begrenzt werden (Fig. 4e)

So ist es möglich, das Auftreten eines großen Ausschlages im Motorstrom zu vermeiden und die Abweichung f des Istwertes vom Bezugswert negativ werden zu lassen.

Mittels dieser negativen Abweichung r wird die Phasenverschiebung im Phasenschieber 37 auf einen Ymin entsprechenden Wert nach der Ansprechzeit des Stromregels>stems (in diesem Beispiel 0.5 bis I Sekunde) /urückgcsicllt.

Danach nimmt, wenn das Zeitrelais 43 und die Kontakte 431 und 432 schließt, die Thyristorschaltung „V ihren normalen Betrieb wieder auf, wobei sie durch normale AN- und AUS-Signale gesteuert wird. Allerdings isl es erforderlich, die Arbeitsdauer des Zeitrelais 43 etwas größer als die Ansprechzeit des Stromregelsystems zu halten, um der sich aus der Zeitbczichung zwischen den AN- und AUS-Signalen ergebenden Tendenz zur Beibehaltung des Minimalwerts γ,„m für den Arbeitszyklus γ der Thyristorschaltung 5 entgegenzuwirken.

In I-ig. 5 werden statt des Zeitrelais 43 kontaktlose Schaltelemente benutzt: so ist z. B. in einem Übcrbrückungskreis, auf den der durch den Teilwiderstand

!j Il fließende Strom zu kommuticren ist. wenn der Überbrückungskontakt 13 geschlossen und der Teil widerstand 11 in F"ig. la kurzgeschlossen isl, ein Magnetverstärker 49 vorgesehen, der eine mit dem Kommuticrungsstrom gespeiste Eingangswicklung 51

ίο aufweist, die einen Eisenkern 53 mit rechteckiger Hystereseschleife erregt. Weiter ist eine Rückstcllwicklung 55 vorgesehen, die nötigenfalls über einen Widerstand 57 an einer Gleichstromquelle gespeist wird. Eine Ausgangswicklung 59 legt die Ausgangsspanniing über eine Diode 61 an einen Widerstand 63. Diese Ausgangsspannung wird z. B. mittels einer Zcnerdiode 65 auf einem konstanten Wert gehalten. Die Bezugsziffern 67 und 69 bezeichnen die Ausgangsanschlüsse.

I ig. 6a zeigt den Motorstrom, der bis zum Zeitpunkt /, gleich dem durch den Teilwiderstand 11 fließenden Strom isl, wie Fig. 6b zeigt. Wenn der Überbrückungskontakt 13 zur Zeit r, geschlossen wird, wird der durch den Teilwiderstand Il fließende Strom in den Kreis, der den Überbrückungskontakt 13 enthält, kommuliert (I ig. 6c).

Die Eingangswicklung 51 wird durch den kommulierten Strom erregt, und die Magnetflußhöhe im Eiskern 53 wird von einem Sältigungswert zum anderen gebracht. Auf Grund dieser Magnetflußänderung wird in der Ausgangswicklung 59 eine Spannung induziei!. die am Widerstand 63 auftritt.

Die am Widersland 63 auftretende Spannung wird durch die Zenerdiode 65 stets konstant gehalten, und daher hat die Spannung an der Ausgangswicklung 59 unabhängig vom Wert des durch die Eingangswicklung 51 fließenden Stromes stets einen konstanten Wert V₁.

Dementsprechend wird der Eisenkern 53 durch die

zeitliche Integration dieser Spannung V₁ auf den anderen Sättigungswert eingestellt. Wenn der Eisenkern 5: gesättigt ist. verschwindet in Folge Fehlens eine: Änderung im Magnetfluß die in der Ausgangswicklunj 59 induzierte Spannung.

Die in Fig. 6d gezeigte Ausgangsspannung wird ai

SS den Anschlüssen 67 und 69 erhalten. Die Dauer T₁ der Ausgangsspannung kann wunschgemäß gestcuer werden, wenn die Zener-Spannung V7. der Zenerdiod 65 verändert wird, und daher kann sie durch die Wah einer passenden Zener-Spannung gleich der Zeitgrenz, für das Zeitrelais 43 gemacht werden.

Der Magnetfluß im Eisenkern 53, der auf eine zweiten Sättigungswert eingestellt wurde, wird durc Speisen der Rücksteil wicklung 55 auf einen erste Sättigungswert zurückgestellt.

Fig. 7 zeigt den Einsatz mehrerer Magnetverstärk» zum Kurzschließen einer Mehrzahl von Teil wide ständen. In diesem Fall werden zusätzlich ein weiten Magnetverstärker?! mit einer Eingangswicklung 73. c

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ncm Eisenkern75,einer Rückstellwicklung 77 und einer Ausgangswieklung 79 und eine weitere Diode 81 eingeschaltet.

Die Rückstellwicklungen 55 und 77 beider Magnetverstärker 49 und 71 werden in Reihe geschaltet und zusammen über d.'ii Widerstand 57 aus der Gleichstromquelle gespeist.

Weiter wird je ein Ende der Ausgangswicklimgen 59 und 79zusammen mit eincnuler Ausgangsanschlüsse 69 verbunden. Die anderen Enden der Ausgangswicklungen 59 und 79 werden über die entsprechenden Dioden 61 und 81 zusammengeführt, und führen in einem Strang zum anderen Ausgangsanschluß 67. Ein Widerstand 63 und eine Zener-Diode 65 sind an die Anschlüsse 67 und 69 angeschlossen.

In der in Fig. 7 gezeigten Anordnung kann ein der Darstellung in Fig. 6d entsprechendes Ausgangssignal an den Ausgangsanschlüssen 67 und 69 erhalten werden, so oft die (Jherbrückungskontakte 13 und 17 geschlossen werden.

Fig. K zeigt eine für die Steuerung sehr vieler Teilwiderstände vorteilhafte Ausführungsform. In Fig. S wird ein ringförmiger Eisenkern 83 mit rechteckiger Hystereseschleife von Leitern 85. 87. 89 und 91 durchzogen, die den Eingangswicklungen 51 und 73 in Fig. 5 und 7 entsprechen und so angeordnet sind, daß die von den Teilwiderständen durch Schließen der Überbrückungskontaktc kommuticrten Ströme nacheinander magnetische Flüsse mit abwechselnd umgekehrten Polaritäten im Eiserkern 83 induzieren.

Im Eisenkern 83 wird eine Ausgangswicklung 93 vorgesehen, doch nimmt in diesem Fall die in der Ausgangswieklung 93 induzierte Spannung entweder einen positiven oder einen negativen Wert an. Daher ist eine Gleichrichtung mittels eines Doppclweggleichrichters 95 erforderlich. Ein Widerstand 63 und eine Zener-Diode 65 arbeiten in gleicher Weise wie in I ig. 5 und 7.

In Fig. 3 wird nach einer erforderlichen Zeitgrenze von dem Augenblick an, in dem der Thyristorschaltung .V ein AUS-Signal zugeführt wird, der Arbeitszyklus }· wieder durch den Wert von ;·,„,„ gesteuert.

Die Betriebsweise mit Erlöschen der AN- und AUS-Signale nach Zuführung eines AUS-Signals zur Thyristorschaltung S zielt auf eine Reduktion des Minimalwerts ;■„,,„ für den Arbeitszyklus ;■ auf den Wert Null ab. Dieses Ziel ist nämlich nicht erreichbar, wenn map nur den Zeitabstand zwischen dem AN- und dem AUS-Sigr.al ändert, und es bleibt auch im Fall gleichzeitiger Zuführung von AN- und AUS-Signalen unweigerlich ein kurzzeitiger leitender Zustand für die Thyristorschaltung übrig.

Eine genaue Betrachtung der Arbeitsweise der Thyristorschaltung S. die in Fig. la und Ib gezeigt ist. läßt erkennen, daß der Zeitpunkt, zu dem die Thyristorschaltung S nichtleitend wird, mit dem Zeitpunkt nach der Zuführung eines Zündsignals zum Thyristor 25. und zwar eine halbe Periode einer durch den Kondensator 27 und die Spule 29 hervorgerufenen Serienresonanz später zusammenfällt.

Infolgedessen ist es möglich, den Arbeitszyklus der Thyristorschaltung .V mittels AN- und AUS-Signalen auf Null zu reduzieren, die von der Impulsformer-Mufe 41 abgegeben werden, denn auch dann, wenn die AN- und AUS-Signale gleichzeitig angelegt werden, bleibt noch eine Zeitdauer im leitenden Zustand übrig, wodurch der Arbeitszyklus ;· auf einen Wert gebracht wird, der einer halben Schwingungsperiode entspricht.

Wenn zur Zeit t., in Fig. 4 das Zeitrelais 43 freigegeben wird, und die Kontakte 431 und 432 schließt, wodurch die Inipulsl'ormerslufe 41 der Thyristorschaltung S AN- und AUS-Signale zuführt, ändert sich der Arbeitszyklus der Thyristorschaltung Λ' plötzlich von Null auf ;·,„,·„.

Falls ;.·;„,„. wie schon beschrieben, gleich 0,1 ist. bedeutet dies eine plötzliche Änderung des Äquivalciitwiderstaiulswertes des Teilwiderstandes R_n um K)",,. Der Einfluß dieser plötzlichen Änderung auf den Motorstriim wird in den späteren Betriebsstadien größer.

Der Grund dafür ist. daß der Regelwiderstand R in früheren Betriebsstadien einen großen Widerstandswert hat. so daß auch eine Änderung des Äquivalentwiderstandswertes für den Tcilwiderstand R_n um 10",, keine große Änderung des GcsamUviderstandswertes bewirkt, während der Regelwiderstand R in den späteren Betriebsstadien einen geringen Widerstandswert hat. so daß sich eine große Widerstandsänderung im Verhältnis zum Gesamtwiderstandswert ergibt.

In Fig. 9 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel veranschaulicht, das von den mit diesem Verhalten der Thyristorschaltung S verbundenen Nachteile frei ist.

In Fig. 9 verschiebt der Phasenschieber 37 die Phase des Ausgangssignals des Rechteckwellenoszillators 39 gemäß einer Alisgangsspannung Vv der Vergleichsschaltung 33 in gleicher Weise wie in Fig. 3.

Eine Impulsformerstufe 97 erzeugt durch Differenzieren nur ansteigender Teile der Ausgangssignale des Phasenschiebers 37 Signale, die einer ODER-Schaltung 99 über einen normalerweise geschlossenen Kontakt 434 im Zeitrelais 43 zugeführt werden.

Andererseits wird das Ausgangssignal des Rechteckwellenoszillators 39 ebenfalls in seiner Phase in einem festen Maß durch einen Festphasenschieber 101 verschoben.

Diese Phasenverschiebung ergibt einen gewünschten Wert eines anderen Arbeitszyklus γ', der von dem durch den Phasenschieber 37 gegebenen Arbeitszyklus >' der Thyristorschaltung .V unabhängig ist.

Das Ausgangssignal des Festphasenschiebers 101 wird durch eine andere lmp"lsformerstufe 103 in Impulswellenform überführt, wobei einer der Ausgangsimpulse der ODER-Schaltung 99 zugeführt wird, woraus sich ein AN-Signal für die Thyristorschaltung S ergibt, und wobei der andere Ausgangsimpuls der Thyristorschaltung .S' als AUS-Signal zugeführt wird.

Sn gleicher Weise wie in Fig. 3 verschiebt der Phasenschieber 37 die Phase der Rcchieckwellen am Ausgang des Rechteck wellenoszillators 39. wie Fig. I Oa zeigt, wobei die Phasenverschiebungsart in Fig. lOb zu erkennen ist.

Das in I ig. lOb gezeigte Phascnschieberausgangssignal wird durch die Impulsfornierstufc 97 in seinen ansteigenden Teilen differenziert, woraus sich das in F ig. lOc gezeigte AN-Signal ergibt.

Andererseits wird die Phase des Ausgangssignals des Rechteckwcllenos/illators 39 in festem Mali durch den Festphascnschieber 1(11 verschoben. Dieses Phasenschiebcrausgangssignal wird durch die Impulsformerstufe 103 differenziert, woraus sich ein AN-Signal ergibt, das in Fig. lOc in Form schwarzer Impulse dargestellt ist, und woraus sich außerdem ein AUS-Signal ergibt, das m Fig. 1Od dargestellt ist.

Infolgedessen wird die Thyristorschaltung .S stets mit AN- und AUS-Signalen gespeist, die den Arbeits-/\kluswcrt ;■' zu bestimmen haben. Doch wird beim

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normalen Betrieb (dem Betrieb vor dem in I ig. IO eingetragenen Zeitpunkt I₁) der Thyristorschaltung -V ein vom Phasenschieber 37 kommendes AN-Signal eher als das \<>ni Festphasensehicber 101 kommende zugeführt, so d.il.1 das später zugefiihrtu AN-Signal keinen Einfluß auf die Funktion der Thyristorschaltung .V ausübt.

Zum Zeitpunkt /, arbeitet das Zeitrelais 43 und öffnet den Kontakt 434, wodurch ein AN-Signal, das vom Phasenschieber 37 kommt, gestoppt wird.

Dementsprechend werden AN- und Λ US-Signale der Thyristorschaltung S vom Festphasenschieber 101 gleichzeitig zugeführt, und der Arbeitszyklus ■/ der Thyristorschaltung S wird unverzüglich auf den Wert γ' gebracht. Dann wird der vorstehende Arbeitszyklus während der Arbeitsdauer des Zeitrelais 43 auf dem Wert ;·' gehalten.

Wenn der Wert ;■' so eingestellt ist. daß er gleich dem Minimalvvert "/„,in ist. wird zur gleichen Zeit, wenn der Teilwiderstand Il kurzgeschlossen wird, ein durch R_n (I ;·,„(„) dargestellter Widerstand in den llauptkreis eingeschaltet.

Wenn die Widerstandswerte der Teilwiderstände so gewählt sind, daß sie der Beziehung R₁ >(;·,„„., y,nin) R_n genügen, wird der Gesamtwiderstandswert unmittelbar vor dem Kurzschließen des Teilwiderstandes 11

"j I Äj I Äj I R_n ( I ",''1IHl) (θ)

größer als der Gesamtwiderstandswert nach dem K a./sehließen des Teilwiderstandes Il

R.. ! Λ., i «_n(l }■„„„) (9)

so daß der Motorstrom anwächst, wie Fig. 1Oe zeigt, und sich eine negative Abweichung f ergibt.

Eine durch den Phasenschieber 37 verursachte Phasenverschiebung wird auf die ·/„.,„ entsprechende Phasenverschiebung mittels der obigen negativen Abweichung in der Arbeitsdaucr des Zeitrelais 43 zurückgestellt

Infolgedessen wird nach der Zeit ί._ζ. wenn das Zeitrelais 43 freigegeben wird, der Arbeitszyklus der Thyristorschaltung S, beginnend von ;■„,,„. kontinuierlich geregelt.

Wie beschrieben, werden bei diesem Ausführungsbeispiel der Thyristorschaltung .S' stets AN- und AUS-Signale in einer solchen Weise zugeführt, daß sich in jedem Stufcnstadium γ mi α ergibt, der Motorstrom wird durch Zuführung eines zweiten AN-Signals entsprechend der Abweichung » des Ist-Sirornwcrics vom Bezugsstromwert, die dem genannten ersten AN-Signal vorausgeht, gesteuert, und beim Übergang wird das zweite AN-Signal gestoppt, wodurch der Arbeitszyklus der Thyristorschaltung .V unverzüglich auf ν»»« zurückgestellt wird.

Aus diesem Cirunde tritt keine plötzliche Änderung im Widerstandswert auf Grund einer plötzlichen Änderung des Arbeitszyklus ;·, nachdem der Übergang begonnen hat, auf.

Wenn man das üben beschriebene erste Au-Jühruiigshcispicl mit dem zweiten vergleicht, erkennt man, dall das erste Ausführungsbeispiel eine Linrichtung für die ThyriMorschaltung S vor Eintritt in den übergang vorsieht, während das zweite Ausführungsbeispiel eine Einrichtung für die Thyrislorschaltung S nach Eintritt in den Übergang vorsieht.

Im zweiten Ausführungsbeispiel geht die Thyristorschaltung S nicht unmittelbar nach Kurzschließen eines Teilwiderstandes in den nichtleitenden Zustand.

Wenn daher die Zeit I₁, die in Fig. 10 gezeigt ist, bald nach Eintreffen irgendeines in Fig. lOc gezeigten AN-Signals auftritt ist ein Zeitabstand zwischen der genannten Ankunft eines AN-Signals und dem Eintreffen des nächsten AUS-Signals nahezu gleich einer Arbeitsperioiie T der Thyristorschaltung S.

Während des vorstehend genannten Zeitabstandes wird der Widerstandswert der in Reihe mit dem Motor M lieuenden Teilwiderstände

₄ t R₃

(10),

wodurch der Motorstrom ziemlich plötzlich ansteigt und ein Ausschlag aus dem gewünschten Bereich über eine oder zwei Arbeitsperioden der Thyristorschaltung 5 auftritt.

Da die Arbeitsperiode T der Thyristorschaltung S allgemein innerhalb eines Bereichs von 20 bis 30 msec gewählt wird, ist der vorstehend genannte Ausschlag auf eine sehr kurze Dauer begrenzt, so daß er praktisch kein Problem schafft.

Wenn jedoch eine noch vollkommenere Regelung gelordert ist, kann das folgende Ausführungsbeispiel (Fig. 11), bei dem das erste und das zweite Ausführungsbeispiel kombiniert sind, diesem Zweck dienen. Bis unmittelbar vor dem Kurzschließen des Teilwiderstandes Il (das heißt vor der Zeit Z₁ in Fig. 12) ist die Thyristorschaltung S in Betrieb mit einem Arbeitszyklus von y_max-

Zur Zeit I₁, wenn der Überbrückungskontakt 13

geschlossen und der Teilwiderstand 11 kurzgeschlossen

wird, arbeitel das Zeitrelais 43 unter Schließen eines Kontakts 433 und öffnen eines Kontakts 434.

Infolgedessen wird die Differenzierstufe 47 aus einer

Gleichstromquelle mit Gleichspannung gespeist, und daher wird ein durch Differenzieren der Gleichspannung erhaltenes Signal als AUS-Signal der Thyristorschaltung S über eine ODER-Schaltung 45 zugeführt. Gleichzeitig wird ein von einer Impulsformerstufe 97

kommendes AN-Signal durch den Kontakt 434 gestoppt.

Es werden jedoch AN- und AUS-Signale entsprechend γ mi η, dessen Größe durch einen Festphasenschieber 101 bestimmt ist, der Thyristorschaltung S von einer Impulsformerstufe 103 über eine ODER-Schaltung 99 bzw. die ODER-Schaltung 45 zugeführt. Dementsprechend wird, wenn der Teilwiderstand 11 kurzgeschlossen wird, die Thyristorschaltung .V unverzüglich nichtleitend gemacht, und der Thyristorschaltung .S' werden AN- und AUS-Signale zugeführt wodurch der Arbeitszyklus innerhalb einer Periode füi den normalen Betrieb der Thyristorschaltung S aul einen Wert von ;-„,(„ gebracht wird.

Aus diesem Grunde tritt, selbst wenn der Teilwider stand U unmittelbar nach der Zuführung eines AN Signals zur Thynstorschaltung S kurzgeschlossen wird kein Fall ein, in dem beide Widerslandswene am Teil widerstand 11 und am Teilwiderstand A_n gleichzeitig I werden, und daher wird, wie Fic. 12e zeigt, ein An stieg des Motorstroms sofort verhindert.

Wenn die Beziehungen zwischen den Widerstands werten so gewählt sind wie beim ersten Ausführung« beispiel, kann eine Phasenverschiebung im Phasen schieber 37 auf einen Minimalwert zurückgesteli

⁶S werden, da die Abweichung f auf einen negative Wert kommt, wie Fig. 12b zeigt.

Danach wird von der Zeit /,. wenn das Zeitrelais 4 freigegeben wird, um den Kontakt 434 zu schlieüei

die Thyristorschaltung .S unter kontinuierlicher Säuerung ausgehend von γ,_ηι,ι gehalten.

Bei diesem Ausführungsbeispiel wird weder zu Beginn noch zum Ende des Übergangs ein Ausschlag im Moiorstrom hervorgerufen, so daß ein besserer Beivieb des Motors M erreicht wird.

Auch im zweiten und im dritten Ausführungsbeispiel können an Stelle des mit den Überbrückungskontaklen gekoppelten Zeitrelais 43 Ausführungen verwendet werden, wie sie in Fig. 5 bis 8 gezeigt sind.

Wenn eine Verringerung des Motorslroms in Folge Schwankung der Kontaktdrahtspannung, Schlupf usw. während der Übergangsdauer auftritt, überschreitet der Motorstrom den Bezugswert nicht, wodurch eine kontinuierliche positive Abweichung ι beibehalten wird, obwohl die Beziehungen zwischen den vorbestimmten Widerstandswerten entsprechend den vorstehenden Ausführungsbeispiclen eingehalten werden.

Da eine Phasenverschiebung im Phasenschieber 37 auf Grund von Null- oder negativer Abweichung » zurückzustellen ist. wird der Phasenschieber 37. wenn eine positive Abweichung f im Übergangsstadium erzeugt wird, nicht völlig zurückgestellt, selbst wenn der Übergang beendet ist.

Daher wird, wenn die Steuerung des nächsten Betriebsstadiums nach dem Tnde des Übergangs beginnt, der Arbeitszyklus der Thyrislorschaltung 5 plötzlich von Null im ersten Ausführungsbeispiel od"r \on ','mm im dritten Ausführungsbeispiel zu einem längeren Arbeitszyklus γ verändert.

Diese plötzlichen Änderungen im Arbeits/>klus sind unerwünscht, wie schon beschrieben wurde

Eine in diesem Punkt verbesserte Ausfiihrungsform ist in Fig. 13 veranschaulicht.

Dabei zeigt Fig. 13 ein Schaltbild für die in Fig. 2 als Block dargestellte Vergleichsschaltung 33. Das Ausgangssignal der in Fig. 13 gezeigten Schaltung wird als Steuerspannung W dem Phasenschieber 37 zugeführt, und nach dem Phasenschieber 37 kann eine der Schaltungen des ersten und des dritten Ausführungsbeispiels verwendet werden.

In Fig. 13 wird an den Anschlüssen 105 und 107 eine dem Bezugswert proportionale Spannung angelegt und die Spannung Vp tritt an einem Widerstand i09 auf. F.in Stromdetektor 111 ermittelt den im Hauptkreis von Fig. 1 fließenden Motorstrom. Das Ausgangssignal des Stromdetektors Ul erzeugt an einem Widerstand 113 eine dem Motorstrom proportionale Spannung Vm. Die beiden Spannungen Vp und Vm werden einander über einen Justierwiderstand 115 in einer Steuerwicklur.g 121 eines Magnetverstärkers 117 entgegengeschaltet, wodurch der Steuerwicklung 121 eine der Differenz zwischen Vp und Vm proportionale Spannung zugeführt wird.

Der Magnetverstärker 117 ist von üblicher Art und weist Eisenkerne 119 mit rechteckiger Hystereseschleife auf, auf welche die Steuerwicklung 121 und zwei Ausgangswicklungen 123 und 125 gewickelt sind, wobei ein Eingangssignal verstärkt wird, das mittels einer an den Anschlüssen 131 und 133 angelegten Wechselstromspanngng der Steuerwickliing 121 zugeführt wird. Zur Abgabe gleichgerichteter Ausgangssignale sind Dioden 127, 129, 135 und 137 vorgesehen.

Als Ausgangssignal des Magnetverstärkers 117 tritt die der Differenz zwischen den beiden Spannungen . Vp bis Vm proportionale Ausgangsspannung an einem testwiderstand auf.

Diese Spannung tritt dann an den Anschlüssen 145 und 147 als eine Ausgangsspannung Vc der Vergleichsschaltung 33 aur, die mit der Zeit entsprechend einer durch einen Widerstand !4I und einen Kondensator r 143 bestimmten Zeitkonstanle wächst. Diese Zcitkonstante ist für eine erforderliche Stabilität im Regelsystem eingerichtet.

Ein normalerweise offener Kontakt 435 des Zeitrelais 43 das mit dem Überbrückungskontakt zum

ίο Kurzschließen des zugehörigen Teilwiderstandes gekoppelt ist, ist am Kondensator 143 angeschlossen.

Wenn zur Zeit /„ in Fig. 14 der Bezugswert gegeben ist tritt eine der Abweichung r des Ist-Motorstromvvertes, der durch den Stromdetektor Hl erfaßt wird,

, von dem gegebenen Bezugswert entsprechende Spannung am Laslwidersland 139 auf, und es wird eine in Fig. !4a dargestellte, schrittweise wachsende Spannung Vt an den Anschlüssen 145 und 147 erzeugt.
Durch diese Spannung wird der Phasenschieber 37

gesteuert, und. wie Fig. 14b zeigt, wächst die Phasenverschiebung von einem Minimalwerl aus an.

Infolgedessen wächst, wie Fig. 14c /cipl. der Arbeits.-jUus der Thyrislorschaltung S ebenfalls schrittweise an und erreicht zur Zeit I₁ den Wert γ,_ηπχ.

₂c Bei Erreichen dieses Maximalwerts y,„a.r für den Arbeitszyklus 3· wird der entsprechende Überbrükkungskontakt durch eine andere Steuereinrichtung geschlossen und der zugehörige Teilwiderstand kurzgeschlossen.

·,„ Ah I olge des Betriebs des Uberbrückungskontaktes .trbeiict d:<, Zeitrelais 43, das damit gekoppelt ist, ebenfalls in der Weise, daß der Kontakt 435 geschlossen wird, wodurch der Kondensator 143 kurzgeschlossen wird.

Dementsprechend fällt die Spannung am Kondensator 143 schnell ab, wie Fig. 14a zeigt, und daher wird die Ausgangsspannung Ve der Vergleichsschaltung 33. d. h. das Eingangssignal für den Phasenschieber 37 schließlich auf Null reduziert, und daher beginnt

im Zeitpunkt I₁ die Rückstellung des Phasenschiebers 37.

Andererseits nimmt, wie Fig. 14c zeigt, der Arbeitszyklus der Thyristorschaltung S sogleich mit dem Schließen des Uberbrückungskontaktes den Wert

γ,,,ΐπ an.

Die Phasenverschiebung im Phasenschieber 37, dessen Rückstellung im Zeilpunkt /, beginnt, ist zum Zeitpunkt I₂ auf einen Minimalwert reduziert.

Daher muß der Arbeitszyklus der Thyristorschaltung S zwischen dem Zeitpunkt J₁ und dem Zeitpunkt <i, nämlich während der Zeit, die erforderlich ist, damit der Phasenschieber 37 auf den vorstehend erwähnten Mindestwert zurückgestellt wird, auf y_mc gehalten werden.

Selbst wenn der Motorstrom in der Zwischenzeit wegen eines Spannungsquellenabfalls zurückgehen sollte und seine Abweichung f vom Bezugswert dann auf einen positiven Wert ansteigen sollte, wird das Eingangssignal für den Phasenschieber 37 auf Null ^6:1 gehalten, weil die Ausgangsseite der Vergleichsschaltung 33 durch den Kontakt 435 kurzgeschlossen wird, wodurch der Phasenschieber 37 zur vollkommenen Rückstellung gebracht wird.

Wenn zur Zeit I₁ das Zeitrelais 43 freigegeben wird,

und den Kontakt 435 öffnet, steig! die Steuerspannung am Phasenschieber 37, nämlich die Spannung Vc an

den Anschlüssen 145 und 147 schrittweise von Null

aus entsprechend der durch den Widerstand 141 und

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einen Kondensator 143 bestimmten Zeitkonstante an, und dementsprechend wächst die Phasenverschiebung in Fig. 15a bis I5e sind die Ergebnisse von Versuchen festgehalten, die mit einer erfindungsgemäß ausgebildeten Regelanordnung für den Fall einer Widerstandsbremsung nach Fig. Ib erhalten worden sind. Die für diese Versuche verwendete Regelanordnung besaß einen Regelwiderstand mit sieben durch Oberbrückungskontakte überbrückbaren Teilwiderständen, und sie war im übrigen entsprechend Fig. und 11 gebaut.

Fig. 15a zeigt das Bremsmuster, Fig. 15b den Motorstrom, nämlich den Bremsstrom, 15c das Eingangssignal für den Phasenschieber, wobei y_mi„ und vmax die Eingangsniveaus für den Phasenschieber bezeichnen, wo die Arbeitszyklen der Thyristorschaltung S die Werte y_mu bzw. y_max annehmen. Fig. 15d zeigt das Ausgangssignal der Magnetverstärker, die das Kurzschließen der Teilwiderstände feststellen. Die letzte Fig. 15c zeigt die Motordrehzahl, die in die Geschwindigkeit eines Elektrofahrzeugs umgerechnet ist.

Wenn ein Bremsbef;hl gegeben und der Hauptkreis eingerichtet wird, wird ein Bremsmuster zur Bestimmung eines Motorstroms erzeugt, wie in Fig. 15a gezeigt, wodurch die Regelung beginnt.

Wenn der Motorstrom ansteigt, wie Fig. 15b zeigt, wird der Motor gebremst, und die darin erzeugte Spannung fällt ab.

Wenn der Motorstrom verringert wird, da die erzeugte Spannung abfällt, wodurch die Abweisung ε vom Bezugsstromwert ansteigt, wird eine Pha >verschiebung im Phasenschieber vergrößert, um den ίο Motorslrom zu steigern. Die Phasenverschiebung wächst von da an schrittweise durch eine Wiederholung der oben erwähnten Vorgänge, wie in Fig. 15c gezeigt ist.

Wenn die Phasenverschiebung einen Wert erreicht, der y_max entspricht, wird ein Teilwiderstand kurzgeschlossen. Das Kurzschließen der Teilwiderstände wird jeweils als Ausgangssignal der Magnetverstärker angezeigt, wie in Fig. 15d gezeigt ist.

Hierbei zeigt sich eine kleine Änderung des Motorstroms, die jedoch kein Problem bedeutet, da es sich um einen sehr kleinen Wert handelt und die Änderung auch nur von sehr kurzer Dauer ist.

Die Geschwindigkeit des Elektrofahrzeuges wird

schrittweise verringert, wie Fig. 15e zeigt, indem die vorstehend beschriebenen Vorgänge wiederholt werden.

Hierzu 11 Blatt Zeichnungen

509 616/118

Claims (10)

1. Patentansprüche:

   I. Anordnung /um Regeln des Betriebsstromes für mindestens einen Elektromotor mit einem Regclwiderstand aus mehreren hintereinandergcschalteten Teilwiderständen, denen je eine Überbrükkungsschaltung parallelgcschaltet ist und von denen mindestens einer über einen Komparator an Hand eines Vergleichs /wischen dem Istwert Jes Betriebsstromes und einem dafür vorgegebenen Sollwert in seiner Impedanz /wischen einem oberen und einem unteren Grenzwert stufenlos variierbar ist, d adurch gekennzeichnet, daß die Überbrückungsschaltung für einer. Teilwiders'and (R₁₁) als über den Komparator (33, 37, 39, 41) zwischen einem oberen und einem unteren Grenzwert impe- »Jan/variable Thyrislorschahung (S) und für alle übrigen Teilwiderstände (U. 15, 19) als durch den Komparator schließbarer Überbrückungskontakt (13. 17.21) ausgebildet ist und daß der Komparator jeweils beim Schließen eines Überbrückungskonlaktcs (13, 17, 21) die Thyristorschaltung (.S) aus ihrem unteren in ihren oberen Impedan/gren/wcrt Überführt (Fig. la, Ib).
2. 2 Anordnung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß in der Thyristorschaltung (S) einem den Betriebsstrom des Motors (Λ/) führenden Und durch ein erstes Steuersignal leitend steuerbaren ersten Thyristor (23) über eine Diode (31) mit gleicher Polung eine Parallelschaltung aus einem gleichgepoltcn und durch ein /weites Steuersignal leitend steuerbaren zweiten Thyristor (25) und einem Serienresonanzkreis mit einem Kondensator 127) und einer Spule (29) parallelgeschaltet ist.
3. 3. Anordnung nach Anspruch I oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Komparator einen Phasenschieber (37) enthalt, der an einem Eingang von einer Vergleichsschaltung (33) mit dem Ergebnis des Istwert/Soll wert-Vergleichs für den Betriebsstrom des Motors (M) gespeist wird und seinerseits 4" an 2 Ausgängen ein erstes Umschaltsignal für jeweils einen der Überbrückungskontakte (13, 17, 21) im Motorstromkreis (35) und ein /weites Umischaltsignal für die Thyristorschaltung (S) abgibt O ig. 2).
4. 4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch geikenn/eichnet, daß der Phasenschieber (37) an einem zweiten Eingang mit einem Rechteckwellenos/illator (39) verbunden ist (Fig. 2).
5. 5. Anordnung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch 5" gekennzeichnet, daß der Phasenschieber (37) mit der Thyristorschaltung (.V) über eine Impulsformerstufe (41, 97) verbunden ist (Fig. 2, 3, 9).
6. 6. Anordnung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß dem Phasenschieber (37) im Komparator ein Festphasenschieber (101) mit fester Phasenverschiebung eingangsseitig parallelgeschaltet ist, der ausgangsseitig über eine weitere Impulsformerstufe (103) mit der Thyristorschaltung (S) verbunden ist (Fig. 9, II).
7. 7. Anordnung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Phasenschieber (37) und die Thyristorschaltung (S) ein Zeitrelais (43) mit mindestens einer nachgeschalteten ODER-Schaltung (45, 99) eingerügt ist ⁶S (Fig. 3,9, II).
8. 8. Anordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Zeitrelais (43) einen beim Oberbrücken eines Teilwiderstandes (II, 15, 19) wirksamen Arbeitskpntakt (435) enthält, der den Ausgang der Vergleichsschaltung (33) im Komparator (33. 37, 39, 41) kurzschließt (Fig. 13).
9. 9. Anordnung nach einem der Ansprüche I bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Überbrückungskontakte (13, 17, 21) mit Magnet\erstärkcrn (49, 71) gekoppelt sind, die jeweils beim Schalten des zugehörigen Übcrbrückungskontaktes ein Steuersignal an die Thyristorschaltung (S) abgeben (Fig. 5, 7).
10. 10. Anordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die zu verschiedenen Übcrbrückungskontakten (13,17, 21) gehörigen Magnetverstärker einen gemeinsamen Eisenkern (83) mit einer gemeinsamen, das Steuersignal an die Thyristorschaltung (S) abgebenden Sekundärwicklung (93) aufweisen (Fig. 8).