DE2047836A1 - Control device for a battery-operated electric motor - Google Patents

Control device for a battery-operated electric motor

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DE2047836A1
DE2047836A1 DE19702047836 DE2047836A DE2047836A1 DE 2047836 A1 DE2047836 A1 DE 2047836A1 DE 19702047836 DE19702047836 DE 19702047836 DE 2047836 A DE2047836 A DE 2047836A DE 2047836 A1 DE2047836 A1 DE 2047836A1
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DE
Germany
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thyristor
battery
switching
control device
arrangement
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Pending
Application number
DE19702047836
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German (de)
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John Morton Keith Drummond; Thexton Graham Spencer; Romiley Cheshire Stevens (Großbritannien). M
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Cableform Ltd
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Cableform Ltd
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P7/00Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors
    • H02P7/06Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual dc dynamo-electric motor by varying field or armature current
    • H02P7/18Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual dc dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power
    • H02P7/24Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual dc dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power using discharge tubes or semiconductor devices
    • H02P7/28Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual dc dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power using discharge tubes or semiconductor devices using semiconductor devices
    • H02P7/285Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual dc dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power using discharge tubes or semiconductor devices using semiconductor devices controlling armature supply only
    • H02P7/29Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual dc dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power using discharge tubes or semiconductor devices using semiconductor devices controlling armature supply only using pulse modulation

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
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  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)

Description

Für diese Anmeldung wird die Priorität der entsprechenden britischen Anmeldung No. 46726/69 vom 23. September 1969 in Anspruch genommen.For this application the priority of the corresponding British application no. 46726/69 of September 23, 1969 claimed.

Steuereinrichtung für einen batteriebetriebenenControl device for a battery-operated

ElektromotorElectric motor

Die Erfindung bezieht sich auf Einrichtungen zum Steuern batteriebetriebener Elektromotoren, beispielsweise in batteriebetriebenen Fahrzeugen.The invention relates to devices for controlling battery-operated electric motors, for example in battery-powered vehicles.

Bei einer solchen Einrichtung wird von der Batterie zum Elektromotor Strom in Impulsen geliefert, die durch eine Thyristorenanordnung gesteuert wird, deren Leitfähigkeit durch einen Impulsgenerator geregelt wird, so daß die mittlere zum Motor gegebene Leistung durch Verändern von Frequenz und/oder des Impuls-Ahstandverhältnisses dee Generators geändert werden kann. Um die Thyristoranordnung am Ende jedes Impulses abschalten zu können, erfolgt eine Kondensator- und Thyristor-Umschal tung. Hierbei ist es wesentlich, daß Umschaltkondensator während der Zwischenimpulszeit mindestens auf die Batteriespannung wieder geladen wird und daß diese Ladung bie zum nächsten Abschalten der Thyristoranord-In such a device, current is supplied from the battery to the electric motor in pulses which are controlled by a thyristor arrangement, the conductivity of which is regulated by a pulse generator, so that the average power given to the motor by changing the frequency and / or the pulse-to-pulse ratio dee Generator can be changed. In order to be able to switch off the thyristor arrangement at the end of each pulse, a capacitor and thyristor switchover takes place. Here it is essential that the switching capacitor is charged again at least to the battery voltage during the interpulse time and that this charge is used when the thyristor arrangement is next switched off.

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nung gehalten wird.is maintained.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Anordnung anzugeben, die gewährleistet, daß die Ladung gehalten wird.The object of the invention is to provide an arrangement which ensures that the load is held.

Gemäß der Erfindung wird bei einer Steuereinrichtung für einen batteriegespeisten Elektromotor das Umschalten des Thyristors praktisch während 4er glänzen Zwischenimpulszeit angelegt, um zu verhindern, daß die Spannung beim Umschalten des Kondensators sich praktisch unter die Batteriespannung entlädt.According to the invention, in a control device for a battery-powered electric motor, the switching of the Thyristors practically shine during 4er intermediate pulse time applied in order to prevent the voltage when switching the capacitor from practically falling below the Battery voltage is discharging.

Es werden Ausführungsbeispiele der Erfindung mit Hilfe der Zeichnung beschrieben. In dieser ist:Embodiments of the invention are described with the aid of the drawing. In this one is:

Figur 1 ein schematisch.es Schaltbild der Steuereinrichtung für batteriebetriebene Elektrofahrzeuge undFigure 1 is a schematic diagram of the control device for battery-powered electric vehicles and

Figur 2 ein Schaltbild eines anderen Batteriestromkreises. Figure 2 is a circuit diagram of another battery circuit.

Der das Fahrzeug antreibende Elektromotor wird durch einen in Reihe mit dem Feld F liegenden Anker A dargestellt. An diesem Motor liegt eine Diode D1, die den Strom während der Zwischenimpulszeit konstant hält. Von einer Batterie B fließt Strom über eine Thyristorenanordnung TH1 zum Motor. Diese Anordnung wird durch Impulse an der Klemme 1 nach Verstärkung in den Transistoren 2 und 3 leitend gemacht. Die Frequenz und das Impuls-Abstandsverhältnis der Impulse und somit die mittlere Leitfähigkeitszeit der Thyristorenanordnung TH1 wird durch einen Geschwindigkeitssteuerpedal im Fahrzeug geregelt.The electric motor driving the vehicle is represented by an armature A lying in series with field F. A diode D1 is connected to this motor, which keeps the current constant during the interpulse period. From one Battery B flows current to the motor via a thyristor arrangement TH1. This arrangement is made possible by pulses at the Terminal 1 made conductive after amplification in transistors 2 and 3. The frequency and the pulse-to-space ratio of the pulses and thus the average conductivity time of the thyristor arrangement TH1 is determined by a Speed control pedal regulated in the vehicle.

Am Ende jeden Impulses wird die Thyristorenanordnung durch Anlegen einer umgekehrten Spannung aus dem Umschaltkondensator G1 über einen Thyristor TH2 abgeschaltet, der durch vom Transistor 5 von der Klemme 1 verstärkte und in Gegenphase zu diesen gelieferte ImpulseAt the end of each pulse, the thyristor arrangement is removed from the switching capacitor by applying a reverse voltage G1 is switched off via a thyristor TH2, which is amplified by the transistor 5 from terminal 1 and impulses delivered in phase opposition to these

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JAHiQJRO GAÖJAHiQJRO GAÖ

an der Thyristorenanordnung TH1 ausgelöst wird.is triggered at the thyristor arrangement TH1.

Nachdem die Thyristorenanordnung TH1 durch die Rückspannung des Kondensators C1 abgeschaltet worden ist, fließt Motorstrom von der Batterie über den Kondensator 01 und den Thyristor TH2 und lädt infolge der Induktivität der Spannungsquelle den Kondensator 01 auf eine Spannung auf, die größer als die Batteriespannung Vb ist. Der Kondensator 01 beginnt sich dann über die Induktivität L1 und eine Diode D2 zu entladen. 7/enn der Thyristor TH2 nicht an die Spannung am Kondensator 01 geschaltet gelassen wird, fällt sie unter die Batteriespannung Vb ab. Wenn aber der Thyristor TH2 während der ( Zwischenimpulszeiten ständig gezündet ist, kann gemäß der Erfindung die Spannung am Punkt 4- nicht positiv werden und der Strom in der Induktivität I/I fließt weiter durch die Diode D2 und den Thyristor TH2. Die Spannung am Kondensator 01 bleibt auf dem tfert der Batteriespannung Vb und ebenso wird die Energie aus der Spannungsquelleninduktivität auf die Induktivität L1 übertragen, die dann auf den Kondensator C1 übertragen wird, wenn der Thyristor TH1 zu leiten beginnt und der Thyristor TH2 zu leiten aufhört. Hinsichtlich dieser Charakteristik wird die Energie zum Kondensator 01 durch Hinzufügen einer weiteren Induktivität L2 im Kreis neben g der Batterie B erhöht, wie in Pigur 2 zu sehen ist.After the thyristor arrangement TH1 has been switched off by the reverse voltage of the capacitor C1, motor current flows from the battery via the capacitor 01 and the thyristor TH2 and charges the capacitor 01 to a voltage that is greater than the battery voltage Vb due to the inductance of the voltage source. The capacitor 01 then begins to discharge via the inductance L1 and a diode D2. If the thyristor TH2 is not left connected to the voltage on the capacitor 01, it drops below the battery voltage Vb. If, however, the thyristor TH2 is continuously ignited during the ( intermediate pulse times, the voltage at point 4- cannot become positive according to the invention and the current in the inductance I / I continues to flow through the diode D2 and the thyristor TH2. The voltage on the capacitor 01 remains on the tfert of the battery voltage Vb and likewise the energy from the voltage source inductance is transferred to the inductance L1, which is then transferred to the capacitor C1 when the thyristor TH1 starts conducting and the thyristor TH2 stops conducting the energy to the capacitor 01 is increased by adding another inductance L2 in the circle next to g of the battery B, as can be seen in Pigur 2.

Die Thyristoren können in bekannter V/eise gegen den Torstrom geschützt werden, während eine Anodenrückspannung durch Einschalten einer Diode zwischen Tor und Kathode und einer Diode und eines Serienwiderstandes zwischen Tor und Anode gegeben ist, wobei die Dioden zum Thyristor entgegengesetzt gepolt sind. Die Schutzdiodenanordnung kann im Verstarker zum steuern des Thyristors alternativ aiif-e-venctet v/erdeu.The thyristors can counteract the gate current in a known manner be protected during an anode reverse voltage by connecting a diode between gate and cathode and a diode and a series resistor is given between gate and anode, the diodes to the thyristor are oppositely polarized. The protective diode arrangement can alternatively be used in the amplifier to control the thyristor aiif-e-venctet v / erdeu.

I Ü G e 3 (J / Ί I 4 9I Ü G e 3 (J / Ί I 4 9

SAD ORIGtNALSAD ORIGtNAL

Claims (1)

PatentansprücheClaims IJ Steuereinrichtung für einen batteriebetriebenen Elektromotor mit einer Thyristorenanordnung zum Regeln der Stromzuführung in Impulsen von einer Batterie zum Motor, dadurch gekennzeichnet, daß diese Thyristorenanordnung eine Umschaltungseinrichtung für einen Kondensator und den Thyristor, einen Impulsgenerator zum Steuern der Leitfähigkeit der Thyristorenanordnung, durch die die mittlere Leistung am Motor durch Verändern von Frequenz und/oder Impuls- und Abstandsverhältnis des Impulsausgangs des Impulsgenerators geändert wird, und eine Einrichtung zum Steuern der Umschaltung des Thyristors enthält, um ihn während praktisch der ganzen Zwischenimpulszeit gezündet zu halten, um zu verhindern, daß die Spannung an der Umschaltung des Kondensators sich praktisch unter die Batteriespannung entlädt.IJ control device for a battery-operated electric motor with a thyristor arrangement for regulating the power supply in pulses from a battery to the motor, characterized in that this thyristor arrangement has a switching device for a capacitor and the thyristor, a pulse generator for controlling the conductivity of the thyristor arrangement through which the Average power at the motor by changing the frequency and / or the pulse and spacing ratio of the pulse output of the pulse generator is changed, and includes means for controlling the switching of the thyristor, in order to keep it ignited during practically the entire interpulse period in order to prevent the voltage from being released at the switching of the capacitor practically discharges below the battery voltage. 2» Steuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Steuern der Umschaltung des Thyristors Torsteuerimpulse liefert, die in Gegenphase zu denen stehen, die zum Steuern der Thyristorenanordnung dienen, die die Stromlieferung von der Batterie regelt.2 »Control device according to claim 1, characterized in that that the device for controlling the switching of the thyristor delivers gate control pulses which are in antiphase to those who are used to control the thyristor arrangement, which is the power supply from the battery regulates. 3- Steuereinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Thyristorenanordnung, die die Stromlieferung von der Batterie regelt, von der Reihenschaltung von Umschaltung des Kondensators und Umschaltung des Thyristors überbrückt ist, die selbst durch die Serienschaltung einer Induktivität und einer Diode mit sum Thyristor umgekehrter Polung überbrückt ist. 3- Control device according to claim 1 or 2, characterized in that the thyristor arrangement, which regulates the current supply from the battery, is bridged by the series connection of switching the capacitor and switching the thyristor, which is itself through the series connection of an inductance and a diode with sum Reverse polarity thyristor is bridged . 4. Steuereinrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine zusätzliche Induktivität neben die Batterie in den Batteriekreis geschaltet ist. 4. Control device according to claim 1, 2 or 3, characterized in that an additional inductance is connected in addition to the battery in the battery circuit. 109830/1 U9109830/1 U9 5· Steuereinrichtung nach, einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens bei der Thyristorenanordnung, die die Stromlieferung von der Batterie regelt, das Tor während der Anodenrückspannung entweder an dieser Thyristorenanordnung oder in einem Steuerverstärker gegen Stromfluß geschützt ist.5 control device according to one of the preceding claims, characterized in that at least in the thyristor arrangement that the power supply from the Battery regulates the gate during the anode reverse voltage either on this thyristor arrangement or in one Control amplifier is protected against current flow. 109830/1 149109830/1 149 Leelee fseitfseit ■ ϊ ;■■ ϊ; ■
DE19702047836 1969-09-23 1970-09-23 Control device for a battery-operated electric motor Pending DE2047836A1 (en)

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ZA706376B (en) 1971-05-27
GB1328800A (en) 1973-09-05
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