DE2023317A1

DE2023317A1 - Elektronischer Stromunterbrecher mit allmählicher und augenblicklicher Abschaltung

Info

Publication number: DE2023317A1
Application number: DE19702023317
Authority: DE
Inventors: Dudley D. Lauderdale; Pantelakis Thomas Margate; Fla. Nye jun. (V.St.A.)
Original assignee: Borg Warner Corp
Current assignee: Borg Warner Corp
Priority date: 1969-05-14
Filing date: 1970-05-13
Publication date: 1970-11-19
Also published as: FR2049101A1; US3558978A; GB1271885A; DE2023317B2; FR2049101B1; JPS5033527B1

Description

Elektronischer Stromunterbrecher mit allmählicher und augenblicklicher Abschaltung

In der Motorsteuertechnik werden verschiedene Systeme verwendet, die als Stromunterbrecher oder als äquivalente Geräte wirken, wenn die Höhe des Ankerstroms eine vorher festgesetzte Höhe, z.B. 300 % der lTennhöhe, überschreitet. Es kann ein Kurzschluß vorliegen oder ein.übermäßiges Drehmoment an der Motorwelle herrschen, so daß ein derartiger Strom erzeugt wird, und unter diesen Bedingungen ist es wünschenswert, die Motorerregung augenblicklich zu unterbrechen. Bei niedrigeren Überlastbedingungen, z.B. I50 % des Nennstroms, kann jedoch der Motor für kurze Zeit, etwa eine Minute lang, laufen, ohne bleibenden Schaden zu erleiden. Für viele gesteuerte Vorgänge wird ein intermittierender kurzfristiger Betrieb angewendet und es ist daher wünschenswert, daß derselbe Steuerkreis, der für eine augenblickliche Auslösung bei beträchtlichen Motorüberlasten sorgt, auch eine verzögerte Auslösung der Stromunterbrecheranordnung bewirkt, wenn die Motorüberlast nicht so hoch ist·

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Bisher wurden noch keine Schaltkreise geschaffen, um diesen Doppelbetrieb in einer wirtschaftlichen, jedoch sicheren Anordnung richtig zu "bewerkstelligen·

Die vorliegende Erfindung bezweckt daher, einen Steuerkreis zum Regeln der Erregung eines Elektromotors zu schaffen, welcher die Erregung des Motors augenblicklich unterbricht, wenn eine beträchtliche tiberlast herrscht, jedoch diese Unterbrechung um eine kurze Zeitdauer verzögert, wenn eine Überlast zwar vorliegt, jedoch innerhalb zulässiger Grenzen liegt·

Die vorliegende Erfindung ist bei einem Erregungssystem für einen Elektromotor verwendbar, in dem ein Arbeitsstromkreis elektrische Energie zu dem Motor leitet» Der Arbeitsstromkreis weist mindestens einen Halbleiterschalter auf, der von einem Zündsteuerkreis geregelt wird, um die Erregungshöhe des Motors entsprechend zu regeln.

Insbesondere wird gemäß vorliegender Erfindung ein Steuerkreis geschaffen, der einen Eingangskreis aufweist, der so geschaltet ist, daß er ein erstes auf die Höhe des Stromflusses durch den Motor bezogenes Signal empfängt und dieses erste Signal mit einem Bezugssignal kombiniert, um ein resultierendes Eingangssignal zu erzeugen, das das Maß angibt, um das der Motorstrom eine vorbestimmte

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Bezugsnölie überschreitet. Ein Verstärkerkreis ist so geschaltet, daß er ein Au^angssteuersignal erzeugt, das. sich verändert, wenn das resultierende Eingangssignal sich ändert. Ein Rüekkopplungskreis ist mit diesem Verstärkerkreis gekoppelt, um ein Proportional-Integral-Verhältnis zwischen dem Verstärkerausgangssteuersignal und dem resultierenden Eingangssignal zu schaffen. Schaltmittel sind mit dem Verstärkerkreis gekoppelt und so geschaltet, daß sie den Zündsteuerkreis "blockieren und die Erregung des Motors unterbrechen, und zwar entweder unmittelbar auf eine plötzliche, eine vorher festgesetzte Höhe überschreitende Motorüberlast hin oder nach einer Verzögerungszeit auf eine plötzliche Motorüberlast hin, die niedriger als die vorher festgesetzte Höhe ist«.

In den Zeichnungen, die eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung zeigen, ist bzw. sind:

Fig. 1 ein Schaltbild einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die mit herkömmlichen Stufen eines Motorsteuersystems gekoppelt ist, und

Fig. 2 bis 5 den Betrieb der erfindungsgemäßen Anordnung erläuternde graphische Darstellungen.

Fig. 1 zeigt ein Motorerregungssystem, in dem ein Motoranker 20 Energie von einem ArbeitsStromkreis 21 empfängt, der seinerseits über drei Eingangs leitungen 22, 23 und.

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gespeist wird· Die Höhe der durch den Arbeitsstromkreis geleiteten Energie wird durch einen Zündkreis 25 geregelt, der durch ein über eine Leitung 26 zu der Basis eines EPN Transistors 27 geleitetes Signal abgeschaltet oder blockiert werden kann. Bei Fehlen eines Blockiersignals leitet der Halbleiterschalter 27 und schließt einen Stromkreis, der den Zündkreis 25 in die Lage versetzt, in Übereinstimmung mit dem über einen Steuerverstärker 102 empfangenen Betriebsdrehzahlsteuersignal zu arbeiten.

Der Motor 20 wird erregt, wenn durch den Arbeitsstromkreis 21 geleitete Gleichstromenergie über Leitungen 28, 30 zugeführt wird. Wenn Schalter 3I und 32 geschlossen werden, fließt Strom durch den Motor 20 in einer ersten Richtung und bewirkt die Motordrehung in einer gegebenen Richtung. Wenn die Schalter 31» 32 geöffnet und Schalter 33, 34· geschlossen werden, (und zwar durch Steuerelemente, die nicht dargestellt sind, weil sie nicht zur vorliegenden Erfindung gehören), fließt Strom durch den Motor 20 in der entgegengesetzten Richtung und bewirkt eine Drehung in der entgegengesetzten Winkelrichtung.

Gemäß vorliegender Erfindung ist ein Steuerkreis 35 vorgesehen, der einen Rechenverstärker 36 aufweist. Der Steuerkreis empfängt über eine Leitung 37 ein erstes Signal, das die Höhe des AnkerStroms in dem Motor 20 anzeigt· Dieses Signal wird mit einem Bezugssignal verglichen, das durch

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die Einstellung eines Potentiometers 38 bestimmt wird, so daß das an die untere Eingangsklemme 12 des Verstärkers 36 angelegte resultierende Eingangssignal das Maß andeutet, um das der Ankerstrom eine vorbestimmte Bezugshöhe überschreitet. Insbesondere ist gemäß vorliegender Erfindung ein erster Rück— kopplungskreis» der einen Kondensator 40 und zwei Widerstände 4-1 , 4-2 aufweist, mit dem Rechenverstärker 36 gekoppelt· Das Bezugssignal wird eingestellt und der Rechenverstärkerkreis wird angeschlossen, so daß unter normalen Bedingungen (d.h. das die Ankerstromhöhe anzeigende resultierende Eingangssignal liegt bei oder unter 105 % Nennstrom) ein Signal von ungefähr +5 Volt an der Ausgangsklemme 7 des Rechenverstärkers erscheint. Wenn der Motorankerstrom über die vorbestimmte Bezugshöhe ansteigt, ändert sich entsprechend das Eingangssignal an der Klemme 12 und das Ausgangssignal des Rechenverstärkers nähert sich linear einem negativen Wert mit einer Geschwindigkeit, die von dem Maß der Überlastung, d.h. dem Maß des Anstiegs des resultierenden Eingangssignals über die normale Höhe abhängig ist. Der Kondensator 40 beginnt sich aufzuladen und nach einer Zeit, die eine Funktion der Überlastmenge ist, wird das Ausgangssignal von dem Rechenverstärker 36 leicht negativ. Eine Diode 43 leitet dann und das Blockiersignal wird über die Leitung 26 geleitet, um den Zündkreis 25 zu blockieren und den Motor zu entregen. Wenn der Ankerstrom einen plötzlichen raschenikriBtieg zeigt, etwa auf 300 % Nennstrom sind die Konstanten in dem negativen Rückkopplungskreis 40, 41 und 42 derart, daß

S-taierder/Kreis 35 praktisch augenblicklich arbeitet und der Motor

sofort entregt wird.

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Wie in Fig. 1 dargestellt ist, wird eine über die Leitungen 22, 23 und 24 empfangene Dreiphasenwechselstromleistung an die Mittelanschlüsse des Arbeitsstromkreises 21, zwischen die Dioden 44·, 45 und 46 und ihre zugeordneten Halbleiterschalter 47, 48 und 49 angelegt. Die Schalter 47 bis 49 sind als gesteuerte Siliziumgleichrichter dargestellt, jedoch lassen sich selbstverständlich auch andere Bauteile, z.B. Thyratrons, Ignitrons, Leistungs- ψ transistoren, Transistoren, Elektronenentladevorrichtungen u. dgl., verwenden.

In der dargestellten Ausführungsform ist die Motorfeldwicklung 50 zwischen Leitungen 22 und '28 gekoppelte Fachleute auf diesem Gebiet werden erkennen, daß sich auch andere Arbeitsstromkreise verwenden lassen und andere Motortypen zum Einsatz gelangen können. So kann z.B. Gleichstromenergie gesteuerten Siliziumgleichrich- ^ tern zugeführt werden, die in Zerhacker- oder Gleichstrom-in-Gleichstrom-Umformer-Anordnung geschaltet sind. Bei einer derartigen Anordnung ist der Zündkreis 25 angeschlossen, um ansprechend auf das Erscheinen eines negativ werdenden Signals auf der Leitung 26 den oder die Halbleiterschalter zu blockieren und die Übertragung der Gleichstromleistung zu unterbrechen, so daß der Stromfluß durch den Transistor 27 unterbrochen und der . Zündkreis 25 blockiert wird. Der Halbleiterschalter 27 kann innerhalb des Zündkreises 25 angeordnet werden, ist jedoch zwecks Vereinfachung der Erläuterung als getrenntes Bauteil dargestellt.

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Ein Widerstand 51 ist zwischen Leitungen 30 und 52 gekoppelt und eine Masse- oder Erdleitung ist an dem An- ■ Schluß zwischen dem Widerstand 51 und der Leitung 52 vorgesehen. Somit schließt der Widerstand 51 den Erregungskreis zwischen dem Arbeitsstromkreis 21 und dem Motor 20, wenn ein Paar der Schalter 31 "bis 3^ geschlossen werden. Ein Potentiometer 53 ist zwischen der Leitung 30 und Erde geschaltet und ein Widerstand 5^· ist zwischen dem Schleifer dieses Potentiometers und der Leitung 37 geschaltet, um ä

das Ankerstromsignal über einen Widerstand 55 an die Pluseingang ski emme 12 des Rechenverstärkers 36 anzulegen. Drei Dioden 56, 57 und 58 sind zwischen der Leitung 37 und Erde in Reihe geschaltet, um die elektronischen Kreise zu schützen, falls übermäßige oder Kurzschlußströme durch den Widerstand 51 fließen. Dementsprechend gestattet die Einstellung des Potentiometers 53 eine Einstellung der Amplitude des Signals, das für einen gegebenen Ankerstrom durch den Motor über die Leitung 37 geleitet wird. Der Steuerkreis 35 weist einen Reihenstromkreis auf, der zwischen eine + Klemme 60 und Erde geschaltet ist. Dieser Reihenstromkreis enthält Widerstände 61 und 62, das Potentiometer 38 und einen weiteren Widerstand 63· Eine Zener-Diode 64- ist zwischen Erde und dem Anschluß zwischen den Widerständen 61, 62 gekoppelt. Diese Zener-Diode ist so gewählt, daß sie einen Nulltemperaturkoeffizienten besitzt, um Stromkreisstörungen zu verhüten, die sonst durch Änderungen der Umgebungstemperatur verursacht werden wurden.

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Ein Widerstand 65 ist zwischen dem Schleifer oder beweglichen Abgriff des Potentiometers 38 und dem Eingangsan- . Schluß 12 des Rechenverstärkers 36 gekoppelt. Eine äußere Kompensationsschaltung für diesen Rechenverstärker weist einen Kondensator 66, der zwischen den 5 und 7 Anschlüssen gekoppelt ist, und einen Reihenstromkreis auf, der einen Kondensator 67 und einen Widerstand 68 umfaßt, die zwischen den 1 und 14 Klemmen gekoppelt sind· Die 3 Klemme ist mit einer weiteren + Klemme 70 gekoppelt und ferner über einen Kondensator 71 mit Erde gekoppelt. Ein weiterer Kondensator 72 ist zwischen dem 8 Anschluß des Rechenverstärkers 36 und Erde gelegt.

Der positive oder zweite Rückkopplungskreis für den Rechenverstärker weist eine Diode 73 auf, die, wie dargestellt ist, zwischen die Klemmen 12 und 7 der Einheit 36 geschaltet ist. Ein Kondensator 74 ist zwischen der Klemme 12 und Erde gekoppelt und ein Widerstand 75 ist mit einem weiteren Kondensator 76 in Parallelschaltung zwischen die Ausgangsseite des Rechenverstärkers 36 und Erde gelegt.

In dem Überlastauslöseteil des Kreises 35 befindet sich ein PMP Transistor 77, dessen Emitter geerdet ist. Die Basis des Transistor 77 ist mit zwei Widerständen 78 und 80 gekoppelt. Die andere Seite des Widerstands 78 ist mit der Blockierleitung 26 und mit der Anode der Diode 43 gekoppelt. Die andere Seite des Widerstands 80 ist mit einem ersten Kontakt · 81 eines Rückstellschalters 82 und ferner mit einer Seite

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eines Kondensators 83 gekoppelt, dessen andere Seite geerdet ist. Die "beiden rechten Kontakte 84, 85 des Rückstellschalters 82 sind miteinander und mit einer negativen Erregungskiemme 86 gekoppelt. Der übrige Kontakt 87 des Rücksteilschalters ist mit der 8 Klemme des Rechenverstärkers 36 und mit einer Platte des Kondensators 72 gekoppelt.

Der Kollektor des Uberlasttransistors 77 ist über eine Leitung 88 mit einer Seite der Wicklung 90 eines Überstromrelais 91 gekoppelt, das ferner einen normalerweise offenen Kontaktsatz 92, einen ersten normalerweise geschlossenen Kontaktsatz 93 "und einen zusätzlichen normalerweise geschlossenen Kontaktsatz 99 aufweist. Eine Schutzdiode 94 ist mit der Wicklung 90 zwischen der Leitung 88 und einer weiteren negativen Klemme 95 parallel gekoppelt. Widerstände 96, 97 sind zwischen der Klemme 95 und Erde in Reihe geschaltet. Der bewegliche Kontakt des Satzes 92 ist mit dem gemeinsamen Anschluß zwischen den Widerständen 96, 97 gekoppelt· Der bewegliche Kontakt des Satzes 93 ist mit dem gemeinsamen Anschluß zwischen dem Widerstand 41 und einem Kondensator 98 gekoppelt. Die festen Kontakte beider Sätze 92, 93 sind miteinander und mit dem gemeinsamen Anschluß zwischen den Kondensatoren 40 und 98 gekoppelt. Eine Diode 100 ist zwischen Erde und dem gemeinsamen Anschluß zwischen den Widerständen 41 und 42 gekoppelt und ein Widerstand 101 ist zwischen Erde und dem 10 oder negativen Eingangsanschluß des Rechenverstärkers 36 gekoppelt·

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Im Betrieb wird Wechelstromenergie über die Leitungen 22, 23 und 24 zugeführt und die Übertragung durch die gesteuerten Siliziumgleichrichter im Arbeitsstromkreis 21 wird durch Signale von dem Zündkreis 25 geregelt, um die Erregung des Motors 20 entsprechend zu regeln. Bei zwischen den Leitungen 28, 30 angelegter Gleichstromenergie werden entweder die Schalter y\, 32 geschlossen, um eine Drehung in einer Richtung zu erzeugen, oder es werden die Schalter 33, 34 geschlossen, um eine Motorwellendrehung in der entgegengesetzten Richtung zu erzeugen. Unter diesen Bedingungen wird bei keiner Überlastung ein Blockiersignal nicht über die Leitung 26 geleitet, um den Stromkreis über den Schalter 27 zu öffnen und den Zündkreis 25 zu blockieren.

Im Steuerkreis 35 wird die Einstellung de sPotentiometers so vorgenommen, daß der Rechenverstärker 36 sich normalerweise in einem positiven Sättigungszustand mit ungefähr ■f 5 "Volt an seiner Ausgangsklemme 7 befindet, wenn die Höhe des ersten über die Leitung 37 empfangenen Signals anzeigt, daß der tatsächliche Ankerstrom des Motors 20 bei oder unter* 105 % des Nennstroms liegt. Zu dieser Zeit ist der Transistor 77 nichtleitend.

Wenn angenommen wird, daß die Höhe des'AnkerStroms auf 150 % der Nennhöhe oder I50 % Last ansteigt, so wird dies durch eine entsprechende Änderung der Höhe des über die Leitung 37 geleiteten Ankerstromsignals signalisiert, um das resultierende Eingangssignal an der Klemme 12 des Rechenverstärkers 36 zu ändern. Dieses beginnt, das Ausgangs-

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steuersignal von dem Eechenverstärker in der negativen Richtung zu ändern, wodurch die Ausgangsspannung von ihrem positiven Sättigungsstand nach Null hin reduziert wird. Es sei darauf hingewiesen, daß der den Kondensator 40, den normalerweise geschlossenen Eontaktsatz 93 und die Widerstände 41, 42 aufweisende negative Rückkopplungskreis eine Proportional-Integral-Funktion in diesem Kreis erzeugt. D.h. eine Anfangsstufenänderung an der Klemme 12 wird durch den soeben beschriebenen negativen Rückkopplungs- Λ kreis rasch als eine Stufenfunktion umgesetzt, um eine gleich große Stufenänderung an der anderen Eingangsklemme 10 sowie eine Stufenänderung "bei dem Ausgangs signal an der Klemme 7 zu erzeugen. Wenn danach die Überlast von ungefähr I50 % Nennlast aufrechterhalten wird, lädt sich der Kondensator 40 auf, um die Integrationsfufction über einen von den Werten der Schaltelemente 40, 41 und 42 bestimmten Zeitraum zu erzeugen. Wenn jedoch die Anfangsstufenänderung bei dem Ankerstromsignal beträchtlich ist, entsprechend einer Überlast von ungefähr 300 % Nennlast in der dargestellten Ausführungsform, ist das durch den negativen Rückkopplungskreis umgesetzte Anfangsstufensignal ausreichend, umftie Diode 100 zu veranlassen, mit der Leitung zu beginnen. Dadurch wird die negative Rückkopplung beseitigt und das Ausgangssignal von dem Rechenverstärker 36 von der Höhe von +5 Volt zu einem negativen Wert geführt, um den Überlastauslösekreis zu betätigen. Die Proportional-Integral-Arbeitsweise des Rechenverstarkerkreises schützt somit den Motor durch Gewährleistung einer augenblicklichen Entregung, wenn

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die Überlast beträchtlich ist, während sie gleichzeitig für geringere Überlastmengen einen kurzen Zeitraum gewährt (der sich verringert, wenn die Überlast zunimmt), bevor der Überlastkreis ausgelöst wird. Die Abnahme der Zeit, die erforderlich ist, um den Überlastkreis auszulösen, wenn das Maß der Überlast zunimmt, ist in Fig. 2 bis 5 dargestellt.

Bei einer mäßigen Überlast wird das Ausgangssignal an der

Klemme/nach einer Zeitverzögerung leicht negativ und die Diode 73 beginnt zu leiten und erzeugt dabei ein zusätzliches negativ werdendes Signal an der Hemme 12, um das · Ausgangssignal des Rechenverstärkers 36 zu veranlassen, sich schnell in den negativen Bereich zu bewegen. Dies bewirkt eine Leitung» durch die Diode 43 und den Basis-Emitter-Anschluß des Transistors 27, wodurch der Zündkreis 25 blockiert wird. Wenn der Ausgang des Rechenverstärkers 36 sich aufgrund des positiven Rückkopplungswegs über die Diode 73 schnell in den negativen Bereich bewegt, leitet die Diode 100 und blockiert den negativen Rückkopplungssignalweg über den Kondensator 4Ό, Dies gewährleistet, daß bei einem ganz leichten Übergang von dem positiven zu dem negativen Polaritätssignal von dem Rechenverstärker 36 der Schaltvorgang sehr schnell und zwangsläufig wird und es erfolgt kein Zittern oder Schwingen um einen Steuerpunkt. Der Verstärker 36 verriegelt sich bei völlig negativem Ausgang·

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Wenn das Augangssignal von dem Verstärker 36 negativ wird und die Diode 43 zu leiten beginnt, wird eine Durchlassvorspannung in dem Basis-Emitter-Kreis des Transistors 77 erzeugt, der auch leitet und einen Pfad für den Stromfluß durch die Wicklung 90 schließt. Das Beiais 91 spricht an und schließt an seinem Kontaktsatz 92 einen Pfad, der die Spannung zwischen die Widerstände 96, 97 zu dem Anschluß zwischen den Kondensatoren 98, 40 leitet. Die Werte der Widerstände 96, 97 sind so gewählt, daß dieser Schalt-Vorgang schnell die angesammelte Ladung von dem Kondensator 40 entfernt und ihn in den anfänglichen Schaltkreiszustand zurückversetzt, und zwar vorbereitend für ein sofortiges Ansprechen in einem anderen Arbeitsgang, nachdem das System zurückgestellt ist. In seinem Betrieb öffnet das Relais 91 auch den Kontaktsatz 93» so daß die Spannung oben an dem Widerstand 41 die Rückstellung des K_ondensators 40 nicht beeinträchtigt. Das Relais 9*1 öffnet in seinem Betrieb auch den zusätzlichen Kontaktsatz 99» der (über nicht dargestellte herkömmliche Stromkreise) angeschlossen ist, um den Arbeitsstromkrqis zwischen den gesteuerten Siliziumgleichrichtern 47 bis 49 und dem Motor 20 zu unterbrechen. Dies erfolgt durch Abfallen der Schalterkontakte 31» 32 oder 33» 34·· Die normale Erregungszeit des Relais 91 verzögert die Unterbrechung des Arbeitsstromkreises bis zu einer Zeit, nachdem die Diode 43 leitet und der Zündkreis 25 blockiert ist, wodurch gewährleistet wird, daß die Schalterkontakte nicht den Fehler- oder Überlastungsstrom ausschalten. Ein nicht dargestellter Anlaßknopf in dem Schalterstromkreis

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muß dann zusätzlich zur Rückstellung des Steuerkreises 35 gedrückt werden, um den Betrieb wiederherzustellen.

Wigfoereits erwähnt, wird die Ladung an dem Kondensator 40 schnell in den Anfangszustand zurückgeführt, wenn der Kontaktsatz 92 schließt. Um den Verstärker 36 zu entriegeln und die Inbetriebsetzung des Kreises zu bewerkstelligen, wird der Rückstellschalter 82 gedrückt, um die Verbindung zwischen den Kontakten 84 und 87 zu unterbrechen, wodurch die Verbindung zwischen der negativen Klemme 86 und dem Anschluß 8 des Rechenverstärkers 36 aufgehoben wird. Der Rückstellschalter 82 kann eine herkömmliche Federrückführeinrichtung afweisen. Um eine unbeabsichtigte erneute Zuleitung von Strom zu dem Motor zu vermeiden, bevor der Rückstellknopf losgelassen worden ist, wird bei Betätigung des Rückstellschalters ein Stromkreis zwischen dem anderen Kontaktsatz 81, 85 geschlossen, so daß die negative Spannung an dem Punkt 86 über den Widerstand 80 zu der Basis des Transistors 77 geleitet wird, wodurch dieser Transistor leitend gehalten wird, um das Relais 91 zu dieser Zeit in Betrieb zu halten, so daß der Kontaktsatz 99 offen bleibt. Dadurch wird ein Schließen der Kontakte 3% 32 oder 33» verhindert, wodurch die Wiederaufnahme des Motorbetriebs vor dem Loslassen des Rückstellknopfes verhütet wird.

Die Kondensatoren 71 ^un-d 72 sind elektrisch so zueinander bemessen, daß der den Rechenverstärker 36 aufweisende Kreis bei anfänglicher Erregung sich im positiv gesättigten

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Zustand befindet, und zwar mit der gewünschten positiven Spannungshöhe an der Ausgangskiemme 7 des Rechenverstärkers. Die Kondensatoren 74- "und 76 sind mit geeigneten Werten ausgewählt, um eine irrtümliche Auslösung des Rechenverstärkerkreises infolge von Übergangsströmen und Hochfrequenzsignalen zu verhindern. Dadurch wird eine geringe Yerzögerung, die weniger als eine Millisekunde beträgt, in dem augenblicklichen Auslösevorgang des Kreises verursacht. Bei den Halbleiterschaltern von der Art der gesteuerten Siliziumgleichrichter verliert jedoch, nachdem ein derartiger Schalter durch das geeignete Signal von dem Zündkreis durchgeschaltet ist, das Torsignal jeden Steuereinfluß und der leitende Zustand wird solange aufrechterhalten, wie die zwischen der Anode und Kathode aufrechterhaltene Spannung von- der geeigneten Polarität ist. Somit wird der gesteuerte Siliziumgleichrichter bis zu der nächsten Polaritätsumkehrung der über die Leitungen 22 bis 24 angelegten Erregerspannung nicht ausgelöscht und die durch die Übergangsstromunterdrückungsanordnung hervagerufene geringfügige

-igt

Yerzögerung beeinträcht/nicht den praktisch augenblicklichen Betrieb des Kreises· Der Kondensator 83 verhindert die Energieaufnahme durch wilde Kopplungen durch den Transistor 77» wenn der RücksteIlsehalter 82 außen angebracht ist.

Es ist klar, daß sich verschiedene Änderungen an der oben beschriebenen bevorzugten Ausführungsform vornehmen lassen.

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So können z.B. die Transistoren 77 und 27 d-urcli Halbleiter des entgegengesetzten Typs (NPB für PNP und umgekehrt) "bei gleichzeitiger Umkehrung der E~rregerspannungen und Steuersignale ersetzt werden. Die beschriebene Ausführungsform dient dazu, Fachleute auf diesem Gebiet bei der Anwendung der Erfindung zu unterstützen, und zu diesem Zweck ist unten eine Aufstellung der geeigneten Schaltelemente und der Y/erte für die Anordnung des Steuerkreises 35 gegeben. Es ist selbstverständlich, daß diese Tabelle nur zur Erläuterung dient und in keiner V/eise die vorliegende Erfindung beschränken soll.

Bei dem dargestellten Kreis war dör Eechenverstärker 36 eine mit PA238 (GE) bezeichnete integrierte Sehalteinheit. Der Steuerkreis 35 wurde mit +16 Volt, die an die Klemme 60 angelegt waren, und -16 YoIt erregt, die an die Klemme 95 angelegt waren. Eine +6 Volt Spannung wurde an die Klemme und eine -6 Volt Spannung an die Klemme 86 angelegt. Die anderen Bestandteile sind wie folgt:

Bestandteil	009847/1329	Kennzeichnung oder Wert
77	2N3638
64	1N936
^3, 73, 94, 100	1N5Q59
38	100 Ohm, 20 %
41	2,94 K 0hm, 1 %
42	9,76 K 0hm, 1 %
55, 65	15 K Ohm, 1 %
61	825 0hm, 1 %
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8,87	κ	Ohm,	I /O
150		Ohm,	I /ο
150		Ohm,	*ι /Ο*

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Bestandteil Kennzeichnung oder Wert

75, 97 10 K Ohm, 10%, 1/2 Watt 78, 80, 96 6,8 K Ohm, 10 %, 1/2 Watt

101 7,5 K Ohm, 1 %

40 60 Mikrofarad, 5%

66 47 Pikofarad, 10 %

67, 74 0,033 Mikrofarad, 10 %

71 0,1 Mikrofarad, 10 %

72 67 Mikrofarad,- 10% bis +50 %

76, 83 0,47 Mikrofarad, 10 % 98 O,O47Mikrofarad, 10 %

Obwohl lediglich eine besondere Ausführungsform der Erfindung dargestellt und beschrieben worden ist, ist es ohne weiteres klar, daß sich verschiedene Änderungen an der Ausführungsform durchführen lassen, ohne von dem Erfindungsgedanken abzuweichen.

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Claims

Pat ent a η s ρ r ü cn e

(1. ) Erregungssystem für einen Elektromotor, in dem elektrische Energie zu dem Motor durch einen Arbeitsstromkreis geleitet wird, der mindestens einen von einem Zündkreis (25) geregelten Halbleiterschalter (47) aufweist, gekennzeichnet durch einen Steuerkreis (35) > der einen Eingangskreis aufweist, der so geschaltet ist, daß er ein erstes auf die Höhe des Stromflusses durch den Motor bezogenes Signal (über 37) empfängt und dieses erste Signal mit einem Bezugssignal (38) kombiniert, um ein (an eine Klemme (12) eines Verstärkers (36) angelegtes) resultierendes Eingangssignal zu erzeugen, das das Maß angibt, um das der Motorstrom eine vorbestimmte Bezugshöhe überschreitet, einen Verstärkerkreis (36) in dem Steuerkreis, der so geschaltet ist, daß er ein Ausgangssteuersignal (an 7) erzeugt, das sich verändert, wenn das resultierende Eingangssignal sich ändert, einen ersten Rückkopplungskreis (40—42), • der mit dem Verstärkerkreis gekoppelt ist, um eine Proportional-Integral-Arbeitsweise unter Ansprechen des Ausgangssteuersignals auf eine gegebene Änderung des resultierenden Signals zu ermöglichen, und Mittel (42, 26, 27), die mit dem Verstärkerkreis gekoppelt und so geschaltet sind, daß sie den Zündsteuerkreis (25) blockieren und die Erregung des Motors unterbrechen, und zwar entweder unmittelbar auf eine plötzliche eine vorher festgesetzte Höhe überschreitende

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Motorüberlast hin oder nach einer Yerzögerungszeit auf eine plötzliche Motorüberlast hin, die niedriger als die vorher festgesetzte Höhe ist.
2. Erregungssystem nach Patentanspruch 1,. dadurch gekennzeichnet, daß der erste Rückkopplungskreis einen Kondensator (40) aufweist, der mit mindestens einem Widerstand (41, 42) in Reihe gekoppelt ist, derart, daß die Proportionalarteitsweise durch Umsetzung eines Stufensignals durch den Kondensator erzielt und die Integralarbeitsweise dann erzielt wird, wenn der Kondensator sich anschließend an den Durchlauf des Stufensignals auflädt«.
3. Erregungssystem nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Rückkopplungskreis (40-42) ein negativer Rückkopplungskreis zur allmählichen Änderung des AusgangsSteuersignals von einer podfciven Höhe zu einer negativen Höhe hin ist und ein zweiter Rückkopplungskreis (73) vorgesehen ist, der mit dem Verstärkerkreis derart gekoppelt ist, daß der zweite Rückkopplungskreis eine positive Rückkopplung erzeugt, nachdem das Ausgangssteuersignal negativ geworden ist·
4. Erregungssystem nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Blockierung des Zünds-kuerkreises aus einer Diode (43), die mit der Ausgangsseite

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des Verstärkerkreises gekoppelt ist, um zu leiten, wenn das Ausgangssteuersignal negativ wird, und aus einem Halbleiterschalter (27) bestehen, der mit dem Zündkreis gekoppelt ist und von einem Blockiersignal (über 26) geregelt werden kann, das erzeugt wird, wenn die Diode leitet, um den Zündkreis zu blockieren.

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