DE2038907B2 - Anordnung zur Drehzahlregelung einer Gleichstrommaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zur Drehzahlregelung einer Gleichstrommaschine gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Eine derartige Anordnung ist aus der Elin-Zeitschrift, Jahrgang 19 (1967), Seiten 133 bis 144, bekannt Wenn dort Überströme oder andere Notsituationen auftreten, werden die steuerbaren Gleichrichter so schnell wie möglich gesperrt, um Beschädigungen zu vermeiden. Zu diesem Zweck werden unverzüglich keine Zündsignale mehr zugeführt, so daß die Gleichrichter sperren, wenn sie in Sperrichtung vorgespannt sind. Ein drehzahlgeregelter Motor beispielsweise läuft dann bis zum Stillstand aus.

Die Erfahrung hat jedoch gezeigt, daß mit einer derartigen Schnellabschaltung Beschädigungen der Zündzeitpunkt-gesteuerten Gleichrichter nicht vermieden werden können. Diese treten beim Eintreten in die Auslaufphase auf und am häufigsten bei Drehzahlregelungsanordnungen von Motoren, die wiederholt im Generatorbetrieb arbeiten.

Es ist Aufgabe der Erfindung, bei einer Anordnung zur Drehzahlregelung der eingangs genannten Art eine Beschädigung der steuerbaren Gleichrichter durch Überströme nach einer Notabschaltung zu verhindern.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Patentanspruch 1 gekennzeichneten Merkmale gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen insbesondere darin, daß die Stromleitung nicht abrupt unterbrochen wird, sondern daß die Zündsignale zunächst verzögert zugeführt werden, wobei der Überstrom absinken kann. Hierbei wird die Kommutierung der beim Notstop gerade leitenden Gleichrichter unterstützt. Erst nachdem ein vorbestimmter, kleiner Ankerstrom erreicht ist, werden die Gleichrichter gesperrt, wodurch große Stromsteilheiten vermieden werden.

Die Erfindung wird nun anhand der Beschreibung und Zeichnung eines Ausführungsbeispiels näher erläutert

F i g. 1 ist ein Blockdiagramm der Drehzahlregelungsanordnung gemäß dem beschriebenen Ausführungsbei- spieL

Fig.2 zeigt die Richtungs- und Polaritätsbeziehungen von Motorbetriebsarten in der Motorschreibweise. F i g. 3 zeigt graphisch die Relation der Zündwinkel eines steue/baren Gleichrichters.

F i g. 4 ist ein schematisches Schaltbild und zeigt die einzelnen Komponenten einer Drehzahlregelungsanordnung. In dem Blockdiagramm der Drehzahlregelungsanord nung gemäß Fig. 1 ist eine Wechselstromquelle 10 mit einem in zwei Richtungen leitfähigen Leistungsverstärker 12 verbunden. Dieser enthält Zündzeitpunkt-gesteuerte Gleichrichter 16, 18, welche den Strom in beiden Richtungen zwischen der Wechselstromquelle 10 und einer Gleichstrommaschine 14 leiten, die ein Antriebsmotor sein kann.

Die Anzahl und Anordnung der steuerbaren Gleichrichter 16, 18 hängt von der Phasenzahl und davon ab, ob eine Einweg- oder Zweiweggleichrichtung Anwen dung Findet Wenn beispielsweise ein dreiphasiges System mit Zweiweggleichrichtung benutzt wird, würden die Gleichrichter 16, 18 durch übliche Dreiphasen-Brückenschaltungen gebildet sein, die sechs steuerbare Gleichrichter oder ein Vielfaches davon enthalten, um den Strom zwischen der Wechselstromquelle und der Gleichstrommaschine 14 zu leiten. Bei einem einphasigen System kann jeder steuerbare Gleichrichter 16,18 vier Gleichrichterzweige enthalten, die zu einer Einphasen-Gleichrichterbrücke verbunden sind

Die Gleichstrommaschine 14 enthält nicht nur den schematisch gezeigten Ankerteii, sondern auch entsprechende Feldwicklungen. Ferner sind eine Last 20 und ein Rückkopplungssignalgeber 22 gezeigt die mit der Gleichstrommaschine 14 mechanisch zu verbinden sind. Die Ausgangsspannung der steuerbaren Gleichrichter 16,18 des Leistungsverstärkers 12 wird über Leiter 24, 26 an den Antriebsmotor 14 angelegt, und zwar in Abhängigkeit von Richtungsbefehlssignalen von einem Befehlsgeber 28. Dieser Befehlsgeber 28 kann auch eine Einrichtung enthalten, um andere Befehle zu erzeugen, wie sie für die gewünschte Steuerung der Last erforderlich sein können. Hierzu gehören beispielsweise ein Steuersignal und ein »Notstop«-Signal.

Üblicherweise ist das Steuersignal proportional zum. gewünschten Verhalten des Antriebsmotors bezüglich eines geregelten Parameters. In der in F i g. 1 gezeigten Drehzahlregelungsanordnung ist das Steuersignal proportional zur gewünschten Motordrehzahl und kann als ein Drehzahl-Sollwertsignal bezeichnet werden. Dieses Drehzahl-Sollwertsignal wird über einen Widerstand 32 einer Summierstelle 30 zugeführt. An der Summierstelle 30 wird das Sollwertsignal mit einem Drehzahl-Istwertsignal von dem Rückkopplungssignalgeber 22 vergli- chen, das über einen Leiter 33 und einen Widerstand 34 zur Summierstelle 30 zurückgeführt wird. Das resultierende Drehzahlsignal, das aus dem Vergleich an der Summierstelle 30 entsteht, wird dann in einem Vorverstärker und einer Leistungseinspeisung 36 durch einen Differenzverstärker verarbeitet. Nach einer Diskrimination und Verstärkung in dem Differenzverstärker wird für eine weitere Verstärkung entweder in einem Vorwärts-Verstärker 38 oder einem Rückwärts-

Verstärker 40 gesorgt, was von der gewünschten Drehrichtung des Antriebsmotors 14 abhängt Die entweder vom Vorwärts-Leiter 42 oder vom Rückwärts-Leiter 44 kommenden Ausgangssignale werden einer Gleichrichtersteuerung 46 zugeführt, die entsprechende Zündsignale an die steuerbaren Gleichrichter 16,18 des Leistungsverstärkers 12 liefert

Der Gleichrichtersteuerung 46 ist eine Schutzschaltung 48 vorgeschaltet um die steuerbaren Gleichrichter vor einer Beschädigung zu bewahren, wenn in dem Antriebssystem eine Notabschaltung ausgelöst wird. Wie bereits vorstehend erwähnt wurde, kann bei einer Notabschaltung automatisch in eine Auslaufphase eingetreten werden, wenn ein interner Fehler des Motorregelsystems festgestellt wird, wie dies z. B. bei einem Überstromzustand der Fall ist Auch ein Operateur kann den Befehlsgeber 28 auslösen, um für ein Notstopsignal zu sorgen, das den Schutzschaltungen 48 übir einen Leiter 50 zugeführt wird, wenn er feststellt daß eine Notsituation besteht Die Schutzschaltungen 48 können Mittel enthalten, um die Zufuhr von Zündsignalen zu den steuerbaren Gleichrichtern des Leistungsverstärkers 12 zu verzögern, wenn eine Notabschaltung erforderlich wird.

Die in F i g. 1 gezeigte Drehzahlregelungsanordnung enthält Stromtransformatoren 52 und 54, die mit den steuerbaren Gleichrichtern 16,18 gekoppelt sind, um die Ströme zu messen, die von den Gleichrichtern geleitet werden. Entweder von dem Rückkopplungszweig 56 oder dem Rückkopplungszweig 58 wird ein Rückkopplungssignal geleitet wobei es darauf ankommt, ob gerade die vorwärtsleitenden oder rückwärtsleitenden Gleichrichter 16 bzw. 18 durchgeschaltet sind. Die Schutzschaltung 48 enthält ferner Mittel, die auf den von den Gleichrichtern 16 oder 18 geleiteten Strom ansprechen, um sicher zu verhindern, daß die Zündsignalzufuhr durch eine Sperrschaltung gesperrt ist, bis der Strom zwischen der Wechselstromquelle 10 und dem Motor 14 unter einen vorbestimmten Wert abgesunken ist

Wenn die Schutzschaltung die Zündung der steuerbaren Gleichrichter verzögert hat während der hindurchfließende Strom absinken kann, werden keine Zündsignale mehr zugeführt, nachdem der Stromfluß unter einen vorbestimmten Wert abgesunken ist An diesem Punkt im Betrieb der Schutzschaltung 48 sind die Zündsignale mit Sicherheit gesperrt, so daß, wenn sich der Motor einmal einem Stillstand genähert hat, das Antriebssystem absichtlich neu gestartet werden muß, bevor der Antriebsmotor erneut in Betrieb gesetzt werden kann.

Zur weiteren Erklärung der Wirkungsweise der Schutzschaltung 48 wird nun F i g. 2 erläutert, die die üblicherweise verwendete Darstellung der MotDrbetriebsarten in vier Quadranten zeigt. Auf der Ordinate oder Veriikalachse in F i g. 2 ist die Motorspannung und auf der Abszisse oder Horizontalachse der Motorstrom aufgetragen. Die zwecks Erklärung der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung verwendete Motorbetriebsart ist der Motorbetrieb bei Vorwärtslauf, der im Quadranten I in F i g. 2 gezeigt ist, und der Generatorbetrieb bei Rückwärtslauf, der im Quadranten IV dargestellt ist. Für beide Betriebsarten fließt der Strom in gleicher Richtung zwischen der Wechselstromquelle 10 und dem Motor 14, d. h. durch den steuerbaren Gleichrichter 16. Somit entwickelt der Motor, während er in den Quadranten 1 und IV arbeitet, immer ein Vorwärtsdrehmoment, um beispielsweise die Last eines Hebekrans anzuheben, wenn er im Quadranten I arbeitet und um die Abwärtsbewegung der Kj anlast zu bremsen, wenn er im Quadranten IV arbeitet Während des Motorbetriebs in Vorwärtsrichtung

s wird die Polarität der Motorspannung als positiv bezeichnet Sie wird von der Wechselstromquelle 10 an den Motoranker 14 angelegt, damit sich der Anker in Vorwärtsrichtung dreht Während des Rückwärts-Generatorbetriebes wird der Anker durch eins Kraft von

ίο außen, beispielsweise durch das Gewicht einer Last, in umgekehrte Richtung gedreht, so daß der Motor selbst eine Spannung erzeugt, deren Polarität entgegengesetzt derjenigen ist die während des Vorwärts-Motorbetriebs auftritt

is Der Motor selbst ist im Punkt A in Fig.2 im Stillstand. Wenn nun von der Spannungsquelle 10 eine positivt Spannung angelegt wird, fließt der Strom in Vorwärtsrichtung, so daß der Motor auf seine gewünschte Drehzahl im Punkt B beschleunigt wird. Bei einer Verkleinerung der an den Motor 14 angelegten Spannung wird der Motor verlangsamt, so daß sich sein Arbeitspunkt nach unten in Richtung des Punktes C zu bewegen beginnt Wenn der Arbeitspunkt die Horizontalachse erreicht ist der Motor im Stillstand und er beginnt sich in umgekehrter Richtung zu drehen, wenn der Betriebspunkt unter die Horizontalachse in

Richtung des Punktes Q den gewünschten Arbeitpunkt

während des Generatorbetriebes, verschoben wird.

Es sei angenommen, daß während eines Betriebes im

Punkt C die Drehzahlregelungsanordnung gemäß F i g. 1 bei einer Notabschaltung so schnell wie möglich in die Auslaufphase eintreten muß, um den Stromfluß durch die steuerbaren Gleichrichter 16 zu sperren. Beim Stand der Technik wurden den Steuerelektroden dieser steuerbaren Gleichrichter ab sofort keine Zündsignale mehr zugeführt Wenn somit die steuerbaren Gleichrichter ihre Stromleitung beendeten, wurden sie nicht wieder gezündet und es floß kein weiterer Strom durch sie hindurch. Der Antriebsmotor ist jedoch eine stark induktive Last, was dazu führt daß der Motorstrom der Spannung am Anker dieses Motors nacheilt Aufgrund dieses nacheilenden Stromes und der Tatsache, daß der Strom weiterhin durch die steuerbaren Gleichrichter fließen kann, wem diese einmal durchgeschaltet sind, ist die Spannung an der Wechselstromquelle 10 nicht wirksam, um die steuerbaren Gleichrichter 16 zu sperren, selbst wenn eine Wechselwirkung der Quellenwechselspannung und der Ankerspannung dazu neigt, die steuerbaren Gleichrichter wenigstens während eines Teiles des Rückwärts-Generatorbetriebes in Sperrichtung vorzuspannen.

Normalerweise würde die nächste Zündung anderer steuerbarer Gleichrichter, die als nächste im Betrieb der Drehzahlregelungsanordnung gezündet werden sollten, zu einer Kommutierung der leitenden Gleichrichter führen, während die steuerbaren Gleichrichter in Sperrichtung vorgespannt würden. Da aber die Zufuhr von Zündsignalen gesperrt ist wurden die anderen Gleichrichter der Gruppe 16 nicht gezündet, und die leitenden Gleichrichter würden weiterhin während des Zeitraumes Strom führen, in dem sie zu einer Vorspannung in Sperrichtung neigen, und zwar bis zu der Zeit, in der sie wieder in Durchlaßrichtung vorgespannt würden. Somit kann ein ungeregelter Stromstoß von der Wechselstromquelle 10 zu dem Generatorstrom des Motors hinzuaddiert werden, so daß in den leitenden Gleichrichtern Überströme auftreten, die diese beschädigen oder zerstören können.

Gemäß dem beschriebenen Ausführungsbeispiel der Erfindung können diese Beschädigungen der steuerbaren Gleichrichter in einer Notstopsituation wesentlich vermindert oder ganz verhindert werden, wenn die Zündung der steuerbaren Gleichrichter von ihren normalen Zündpunkten, wie sie beispielsweise an den Punkten D und Z?'in F i g. 3 gezeigt sind, verzögert wird, und zwar nicht zu den amplitudenmäßig entsprechenden Zündpunkten im abfallenden Teil der gleichen Halbwelle, die in F i g. 3 beispielsweise bei den Punkten E und E' gezeigt sind, sondern über den Nulldurchgang der Quellenwechselspannung hinaus. Dabei werden diese verzögerten Zündwinkel aufrechterhalten, bis der durch die steuerbaren Gleichrichter fließende Strom unter einen vorbestimmten Wert abgesunken ist, bei dem die induktive Motorlast kein Problem mehr darstellt. Ein bevorzugter verzögerter Phasenwinkel beträgt 30° nach dem Durchgang der Spannung am steuerbaren Gleichrichter durch die Nullachse. Dieser Phasenwinkel wurde sowohl für den Motor- als auch für den Generatorbetrieb beibehalten, um den Schaltungsaufbau zu vereinfachen, obwohl es nicht erforderlich und während des Motorbetriebes unwirksam war.

F i g. 4 ist ein schematisches Schaltbild und zeigt die bevorzugte Ausführungsform der Strombegrenzungsund Überstrom-Schutzschaltung 48. Ein auf einen Vorwärtsstrom ansprechender Schalter 74 enthält einen Transistor 76, der ein Stromeingangssignal vom Leiter 56 erhält, um den Schalter 74 einzuschalten, wenn der Strom durch die Vorwärts-Gleichrichter 16 fließt, da die Regelungsanordnung in den Quadranten I und IV der F i g. 2 arbeitet. Das Stromsignal wird über eine Diode 80 und einen Widerstand 82 zur Basis 78 des Transistors 76 geleitet. Der Transistor 76 enthält weiterhin einen zweiten Eingangskreis mit einer Diode 84, deren Kathode mit der Basis 78 verbunden ist und deren Anode über einen Widerstand 86 mit einer Sammelleitung 72 in Verbindung steht

Die Schutzschaltung 48 enthält ferner einen auf den in umgekehrter Richtung fließenden Strom ansprechenden Schalter 130 mit einem Transistor 132, der eingeschaltet wird, wenn ein Signal am Leiter 58 anzeigt, daß der Strom durch die Rückwärts-Gleichrichter 18 fließt. Die Signale vom Leiter 58 werden über eine Diode 136 und einen Widerstand 137 zur Basiselektrode des Transistors 132 geleitet. Ein Kollektorleiter 88 des Transistors 76 ist mit dem den Rückwärts-Gleichrichtern Zündsignale zuführenden Sperrsignalleiter 66 verbunden, so daß der Sperrleiter 66 bei leitendem Transistor 76 geerdet ist und den steuerbaren Rückwärts-Gleichrichtern 18 keine Zündsignale zugeführt sind. Auf ähnliche Weise ist der Kollektor des Transistors 132 mit dem den Vorwärts-Gleichrichtern Zündsignale zuführenden Sperrsignalleiter 64 verbunden. Wenn der Transistor 132 leitet, ist der Vorwärts-Sperrleiter 64 geerdet, und den steuerbaren Vorwärts-Gleichrichtern 16 können keine Zündsignale zugeführt werden. Der Rückwärts-Sperrleiter 66 ist mit der Kathode der Sperrdiode 90 verbunden. Die Kathode der Sperrdiode 94 steht mit dem Vorwärts-Sperrleiter 64 in Verbindung. Die Anoden dieser Dioden sind über einen Leiter 92 an die Anode einer Sperrdiode 96 und über einen Widerstand 98 an die positive Sammelleitung 68 angeschlossen.

Die Diode 96 ist in den Basiszweig eines Transistors 104 eingefügt, der zusammen mit einem Transistor 106 in einer kreuzgekoppelten Verstärkerschaltung angeordnet ist, weiche die Schalter 100 bzw. 102 bildet Der Kollektor 110 des Transistors 104 ist über einer Widerstand 108 an die positive Sammelleitung 6f angeschlossen, während der Kollektor 114 des Transistors 106 über einen Widerstand 112 mit dei Sammelleitung 68 verbunden ist. Ein Widerstand 11 verbindet die Basis des Transistors 104 mit dem Kollektor des Transistors 106, während ein Widerstam 118 die Basis des Transistors 106 mit dem Kollektor de: Transistors 104 verbindet.

Ein Widerstand 128 verbindet den Kollektor 114 de: Transistors 106 über die Sammelleitung 72 mit der Basis der Transistoren 76 und 132 des auf Vorwärtsstrom ansprechenden Schalters 74 bzw. des auf Rückwärtsstrom ansprechenden Schalters 130. Da der Transistoi

:5 106 ein relativ kleines Potential an den Kollektor 114 legt, ist er hinsichtlich der Vorspannung der Transistoren 76 und 132 unwirksam.

Wenn jedoch der Transistor 104 durchgeschaltet is und der Transistor 106 sperrt, schaltet das höh Potential am Kollektor 114 sowohl den Schalter 74 als auch den Schalter 130 über die Steuerelektroden dei Transistoren 76 und 132 ein.

Durch die Verbindung des Notstopleiters 50 mit dem Sammelleiter 70 kann das Notstopsignal über den Leitet 50 zu dem Knotenpunkt zwischen einer Zenerdiode 122 und einer Diode 150 geleitet werden, um das Anleger der verzögerten Zündzeitpunktsignale an die leitender Gleichrichter zu regeln. Dieser Knotenpunkt ist übei einen Widerstand 124 mit der positiven Sammelleitung 68 verbunden, um für die normale Vorspannung für der Leiter 50 zu sorgen. Die normale positive Vorspannung des Notstopleiters 50 ist über die Zenerdiode oder eine Durchbruchanordnung 122 und über eine Diode 120 mil der Basis des Transistors 106 verbunden. Der Leiter 50 selbst steht über eine Diode 150, einen Widerstand 154 und eine Diode 158 mit der Basis des Transistors 13t und über einen Widerstand 152 sowie eine Diode 15t mit der Basis des Transistors 140 in Verbindung. Die Transistoren 138 und 140 steuern das Potential an der Phasenverschiebungsleitern 142 und 144, wobei de Kollektor des Transistors 138 mit dem Rückwärls-Phasenverschiebungsleiter 142 und der Kollektor de: Transistors 140 mit dem Vorwärts-Phasenverschiebungsleiter 144 verbunden ist Ein hohes Potential am Leiter 142 führt dazu, daß die Zündung der steuerbarer Gleichrichter 18 verzögert wird, indem der Ausgangswert des Rückwärts-Verstärkers 40 in Fig. 1 beeinflußi wird Ein hohes Potential am Leiter 144 hat zur Folge daß die Zündung der steuerbaren Gleichrichter If verzögert wird, indem der Ausgangswert des Vorwärts Verstärkers 38 in F i g. 1 beeinflußt wird.

Der Kollektor des Transistors 138 wird über einer Widerstand 164 und einen Spannungsteiler 161 vorgespannt, dessen Schleifer mit der positiven Sammellei tung 68 in Verbindung steht Der Transistor 140 wird au ähnliche Weise durch den Widerstand 163 und die andere Seite des Spannungsteilers 161 vorgespannt Zwischen die Basis des Transistors 138 und die positive Sammelleitung 68 ist ein Widerstand 162 geschaltet

eo während ein Widerstand 160 zwischen die Basis des Transistors 140 und diese Sammelschiene geschaltet ist. Die Transistoren 138 und 140 können beide durch eii Niederspannungs-Notstopsignal durchgeschaltet werden, das durch die Verbindung des Notstopleiters 50 um

es des Sammelleiters 70 erzeugt wird, wobei dieses Signa die Diode 150 und die Dioden 156, 158 in der Basiszweigen dieser Transistoren in Durchlaßrichtung vorspannt Der Basiszweig des Transistors 138 ist auct

durch eine Diode 146 und einen Widerstand 148 vorgespannt, der mit dem Rückwärts-Sperrleiter 66 verbunden ist. Auf ähnliche Weise wird der Transistor 140 durch eine Diode 147 und einen Widerstand 149 vorgespannt, der mit dem Vorwärts-Sperrleiter 64 verbunden ist. Wenn durch die steuerbaren Gleichrichter 16 in F i g. 1 ein Strom fließt, um ein Vorwärts-Drehmoment zu erzeugen, so daß der Transistor 76 des Schalters 74 eingeschaltet wird, ist der Transistor 138 leitend, um an den Rückwärts-Phasenverschiebungsleiter 142 eine hohe Spannung anzulegen. Dadurch ist der Rückwärts-Verstärker 40 für die nächste Stromleitung richtig vorbereitet. Auf ähnliche Weise schaltet ein Stromfluß durch den Rückwärts-Gleichrichter 18, wobei ein Rückwärts-Drehmoment erzeugt und der Transistor 132 des Schalters 130 leitend wird, den Transistor 140 ein, um an den Vorwärts-Phasenverschiebungsleiter 144 eine hohe Spannung anzulegen, so daß der Verstärker 38 für die nächste Stromleitung vorbereitet ist.

Es wird nun die Wirkungsweise der in Fig.4 dargestellten Schaltung beschrieben. Es sei angenommen, daß die Drehzahlregelungsanordnung gemäß F i g. 1 im Generatorbetrieb bei Rückwärtslauf gemäß dem Quadranten IV in Fig.2 arbeitet. Zu dieser Zeit fließt der Strom durch die steuerbaren Gleichrichter 16, um ein Vorwärts-Drehmoment zu erzeugen, während sich der Motor in Rückwärtsrichtung dreht, beispielsweise aufgrund der Schwerkraft einer Last bei einem Hebekran oder aus einem ähnlichen Grunde. Ein Signal auf dem Leiter 56 gibt die Richtung des Stromflusses an und bewirkt, daß der Transistor 76 durchgeschaltet wird. Der Rückwärts-Sperrleiter 66 ist mit dem Sammelleiter 70 kurzgeschlossen, so daß die Zündsignale nicht den steuerbaren Gleichrichtern 18 in F i g. 1 zugeführt sind. Folglich können diese Gleichrichter 18 nicht versehentlich durchgeschaltet werden. Weiterhin schaltet der leitende Transistor 76 des Schalters 74 den Transistor 138 über den Widerstand 148 und die Diode 146 durch, um das Potential an dem Rückwärts-Phasen verschiebungsleiter 142 zu erhöhen. Der Zweck dieser Maßnahme besteht darin, denjenigen Wert einzustellen, bei dem den steuerbaren Gleichrichtern 18 ZUndsignale bei dem verzögerten Phasenwinkel zugeführt würden. Vorzugsweise beträgt der verzögerte Phasenwinkel 30° nach dem Nulldurchgang der Quellenwechselspannung.

Wenn der Transistor 76 den Rückwärts-Sperrleiter 66 mit dem Sammelleiter 70 verbindet, ist die Diode 90 in Durchlaßrichtung vorgespannt, so daß der Strom durch den Widerstand 98 fließt, um das Potential an der Basis des Transistors 104 zu verkleinern, so daß dieser Transistor sperrt.

Während des normalen Betriebes der Anordnung gemäß F i g. 1 ist das Potential am Notstopleiter 50 positiv und es liegt über dem Durchbruchswert der Zenerdiode 122. Somit ist der Transistor 106 durchgeschaltet, wobei das Potential an seinem Kollektor 114 verkleinert wird, um eine Durchschaltung des Transistors 132 des Schalters 130 zu verhindern. Das positive Potential an der Kathode der Diode 150 und der sperrende Transistor 132 lassen nicht zu, daß der Transistor 140 leitend ist, so daß der Vorwärts-Phasenverschiebungsleiter 144 auf seinem unteren Potentialwert liegt Somit können die steuerbaren Gleichrichter 16 gemäß Fig. 1 bei jedem Phasenwinkel zünden, der für die Drehzahlregelung erforderlich ist

Beim Auftreten einer Notstopsituation wird der Notstopleiter 50 mit dem Sammelleiter 70 kurzgeschlossen, so daß die Diode 150 in Durchlaßrichtung vorgespannt ist. Der oben erwähnte sperrende Transistor 140 wird über den Widerstand 152 und die Diode 156 durchgeschaltet. Der Transistor 138 bleibt durch die Vorspannwirkung des Widerstandes 154 und der Diode ^ri 158 eingeschaltet. Folglich wird der Leiter 144 auf sein höheres Potential gebracht, und die Zündung der steuerbaren Gleichrichter 16 wird verzögert. Wie vorstehend bereits erwähnt, beträgt ein bevorzugter verzögerter Phasenwinkel etwa 30° nach dem NuIldurchgang der Quellenwechselspannung. Infolgedessen beginnt der Stromfluß durch die steuerbaren Gleichrichter 16 schnell abzufallen.

Die Zenerdiode 122 sperrt dann, da der Notstopleiter 50 auf dem Potential des Sammelleiters 70 liegt. Es fließt jedoch noch ein so hoher Strom durch die steuerbaren Gleichrichter 16 in Fig. 1, daß der Transistor 76 durchgeschaltet bleibt, obwohl der Wert dieses Stromes kontinuierlich abnimmt. Der Rückwärts-Sperrleiter 66 liegt noch auf seinem niedrigen Potential, und somit fließt der Strom noch durch die Diode 90 und den Widerstand 98, um infolge der Wirkung des Widerstandes 118 in der Kreuzschaltung den Transistor 104 zu sperren und den Transistor 106 eingeschaltet zu halten. Wenn die Zündsignale für die steuerbaren Gleichrichter 18 in F i g. 1 gesperrt sind und der Transistor 106 sicher durchgeschaltet bleibt, kann der Transistor 132 des Schalters 130 nicht durchgeschaltet werden. Somit können die Zündsignale für die steuerbaren Gleichrichter 16 in F i g. 1 zu dieser Zeit nicht gesperrt werden.

so Wenn der durch die steuerbaren Gleichrichter 16 in F i g. 1 fließende Strom unter einen vorbestimmten Wert abfällt, kann das Rückkopplungssignal am Leiter 56 den Transistor 76 im Schaller 74 nicht langer in seinem leitenden Zustand halten. Das Potential am

is Kollektor 88 dieses Transistors steigt zu dieser Zeit an, so daß die Diode 90 in Sperrichtung vorgespannt ist. Der Strom fließt durch den Widerstand 98, und somit ist die Diode 96 des Schalters 100 durch das Potential am Sammelleiter 68 in Durchlaßrichtung vorgespannt, so daß der Transistor 104 der Kreuzschaltung eingeschaltet ist. Folglich wird der Transistor 106 der Kreuzschaltung ausgeschaltet, wobei der Potentialwert an seinem Kollektor 114 erhöht wird. Der vorbestimmte Stromwert sollte so klein wie möglich sein, wobei die Genauigkeit der Stromtransformatoren 52 und 54 in F i g. 1 und die Wirkungen transienter Vorgänge im Leistungsverstärker 12 in der Nähe des Nullpunktes des Stromes berücksichtigt werden müssen.

In diesem Arbeitspunkt der Schutzschaltung gemäß Fig.4 sind beide Transistoren 76 und 132 durch das positive Potential am Kollektor 114 durchgeschaltet Dadurch liegen sowohl der Vorwärts-Sperrleiter 64 als auch der Rückwärts-Sperrleiter 66 auf dem gemeinsamen Potential des Sammelleiters 70. Auf diese Weise können weder den steuerbaren Gleichrichtern 16 noch den steuerbaren Gleichrichtern 18 in F i g. 1 weitere Zündsignale zugeführt werden. Die Zündsignale bleiben vielmehr gesperrt, bis irgendeine Maßnahme eingegriffen wird. Dies kann beispielsweise durch eine Bedienungsperson geschehen, die den Zustand korrigiert bzw. beseitigt welcher den Notstop ausgelöst hat

Die Wirkungsweise der Drehzahlregelungsanordnung während des Generatorbetriebes bei einer Motordrehung in Vorwärtsrichtung ist der oben beschriebenen ähnlich, außer daß der Strom durch die steuerbare Gleichrichter 18 in F i g. 1 fließt und am Leiter 58 in F i g. 1 abgetastet wird, um den Transistor 132 normalerweise durchgeschaltet zu halten. Obwohl

während des Motorbetriebes die gleiche Reihenfolge der Ereignisse besteht, sind die steuerbaren Gleichrichter zu der Zeit in Sperrichtung vorgespannt, zu der die verzögerten Zündwinkel angelegt werden, und die steuerbaren Gleichrichter werden nicht gezündet.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

1 Patentansprüche:

1. Anordnung zur Drehzahlregelung einer Gleichstrommaschine, die Ober Zündzeitpunkt-gesteuerte Gleichrichter aus einer Wechselstromquelle gespeist ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Gleichrichtersteuerung (46) Notstopsignale über eine Schutzschaltung (48) zuführbar sind, die beim Auftreten eines Notstopsignales die Zündsignale in den nachfolgenden Halbwellen der Quellenwechselspannung den Gleichrichtern (16, 18) bei einem verzögerten, über den Nulldurchgang der Quellenwechselspannung hinaus verschobenen Phasenwinkel zuführt, und daß eine den Ankerstrom abtastende Sperrschaltung (74,130,100,102) die Zufuhr von Zündsignalen eu den Gleichrichtern (16, 18) erst nach dem Absinken des Stromes auf einen vorbestimmten Wert sperrt

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der verzögerte Phasenwinkel etwa 30° beträgt

3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß die Sperrschaltung (74,130,100,102) eine kreuzgekoppelte Verstärkerschaltung (100, 102) aufweist