DE2347413A1 - Verfahren und vorrichtung zur steuerung der reihenschaltung und parallelschaltung der elemente eines elektrochemischen generators zur speisung eines motors - Google Patents

Description

PatenknwUliB
Dipl. ing F. We

ipJ.lnö._l
Dip! Ing F k. «kmann, Olpl.Cbom B

b ΜΰηΟ.ΰΓ. BO, Wöi^:':^;r-'^

S.A. AUTOMOBILES CITROEN

117 a 16 7, Quai Andre Citroen

Paris (15e) Frankreich

Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung der Reihenschaltung und Parallelschaltung der Elemente eines elektrochemischen Generators zur Speisung eines

Motors

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Änderung der Schaltung von Elementen eines elektrochemischen Generators, welcher einen Gleichstrommotor speist, unter'Verwendung von Schalteinrichtungen, die je nach den Zustandabeöingungen die Schaltung von wenigstens zwei vorzugsweise identischen Elementengruppen des Generators in Parallelschaltung oder in Rei henschaltung zulassen.

Die Erfindung betrifft insbesondere den Fall, in welchem der elektrochemische Generator dazu bestimmt ist, einen unter-

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schiedlich belasteten Motor zu speisen, insbesondere den Fall, in welchem der Motor ϊίηγ. Antrieb eines Kraftfahrzeuges Verwendung findet.

Es ist bereits bekannt, die Reihenschaltung oder die Parallelschaltung je nach den Zustandsbedingungen des Motors zu verändern, insbesondere in Abhängigkeit von der Drehzahl dieses Motors. Während die Parallelschaltung, den niedrigen Geschwindicf-

. keiten vorbehalten bleibt, ist die Reihenschaltung für höhere Geschwindigkeiten vorgesehen. Trotzdem hat man bei den vorbe-

.. kannten Vorrichtungen bisher keine Vorteile aus der Vielzahl der Möglichkeiten der Reihenschaltung oder Parallelschaltung gezogen.

Die Erfindung ist daher insbesondere darauf gerichtet, das vorbeschriebene Verfeihren derart auszugestalten, daß es besser als bisher auf die verschiedenen Anforderungen der Praxis anspricht und insbesondere eine Funktion des elektrochemischen Generators sicherstellt, bei v/elcher durch die Verringerung die Energieverluste optimale Leistungsverhältnisse geschaffen werden.

Gemäß der Erfindung ist das vorgenannte Verfahren dadurch gekennzeichnet, daß die Schalteinrichtungen in Abhängigkeit von wenigstens einem Parameter der geforderten Leistung des Motors derart gesteuert v/erden, daß die Parallelsehaltung bei jeder Motordrehzahl in allen den Fällen ausgeführt wird, in welchen die geforderte Leistung durch diese Schaltung erzielbar ist.

Zur Steuerung der Umschaltung von der Reihenschaltung zur Parallelschaltung ist in vorteilhafter Weise einei'seits ein

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Signal äer geforderten Leistung in Abhängigkeit von wenigstens einem Parameter der tatsächlich abgegebenen Leistung vorgesehen und andererseits wenigstens ein Schwellsignal, welches dem Maximalwert entspricht, den der vorgenannte Parameter bei del" Parallelschaltung erreichen kann, wobei im übrigen alle Teile gleich sind, und es wird das Signal der geforderten Leistung mit dem Schwellsignal verglichen und die Umschaltung von der Reihenschaltung zur Parallelschaltung dann ausgeführt, wenn das Signal der geforderten Leistung unter dem Schwellsignal· liegt.

Für die Umschaltung der Reihenschaltung in die Parallelschaltung ist in vorteilhafter Weise vorgesehen, daß der ausgewählte Parameter die mittlere Spannung des Motorankers oder ein Abbild dieser Spannung ist, daß das Signal der geforderr ten Leistung eine Funktion dieser Spannung ist, daß das Schwellsignal eine Funktion der Differenz oder ein Abbild der Differenz zwischen der Leefspannung an den Klemmen des elektrochemischen Generators und dem Widerstandsabfall ist, der zwischen den Klemmen eines Widerstandes mit den gleichen Wert wie der Innenwiderstand des Generators bei Parallelschaltung auftritt und von dem mittleren Strom, der durch den Motoranker fließt, durchströmt wird.

Die mittlere Stromstärke des durch den Motoranker fließenden Stromes kann direkt gemessen werden und wird von dem Motormoment abgezogen. Zur Steuerung der Umschaltung von der Parallelschaltung zur Reihenschaltung ist vorteilhaft als Parameter die mittlere Stromstärke gewählt, die in dem Anker des Motors fließt. Mach einem weiteren vorteilhaften Merkmal der Erfindung ist eine Unterbrechervorrichtung vom Typ eines Zerhackers vorgesehen, um eine Regelung der mittleren Strom-

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stärke des durch den Anker des Motors fließenden Stromes in Abhängigkeit von wenigstens einem Parameter der geforderten Leistung sicherzustellen. Gemäß einer ersten Lösung erfolgt die Umsteuerung von der Parallelschaltung ,zur Reihenschaltung dann, wenn die Unterbrechervorrichtung für eine permanente Speisung des Motors sorgt. . ■

Nach einer v/eiteren vorteilhaften Lösung gemäß der Erfindung ist vorgesehen, daß einerseits ein Signal der geforderten Leistung in Abhängigkeit von der Differenz zwischen der Sollstromstärke und der mittleren Stromstärke, die durch den Anker des Motors fließt, geschaffen wird und andererseits ein Schwellsignal, welches einer bestimmten Amplitude der vorgenannten Differenz entspricht, daß.die beiden Signale miteinander verglichen werden und daß die Umschaltung von der Parallelschaltung zur Reihenschaltung dann erfolgt, wenn das Signal der geforderten Leistung größer wird als das Schweillsignal. Vorzugsweise wird das Signal für die geforderte Leistung ebenfalls mit einem Bezugssignal verglichen und der Zerhacker wird geschlossen oder geöffnet, sobald das Signal der geforderten Leistung über oder unter dem Bezugssignal liegt. Aus Sicherheitsgründen kann man dafür sorgen, daß die Speisung des Motors ununterbrochen erfolgt, wenn das Steuersignal für die Umsteuerung zur Reihenschaltung gemäß der zweiten Lösung erzielt wird.

Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens, die dazu geeignet ist, eine Änderung der Schaltung von Elementen eines elektrochemischen Generators auszuführen, welcher- einen Gleichstrommotor speist, unter Verwendung von Schalteinrichtungen, die je. nach den Zustand*;- ·

bedingungen die Schaltung von wenigstens zwei vorzugsweise identischen Elementengruppen des Generators -in Parallelschaltung oder in Reihenschaltung zulassen.

Gemäß der Erfindung ist diese Vorrichtung dadurch gekennzeichnet, daß Einrichtungen vorgesehen sind, die wenigstens auf einen Parameter -der tatsächlich von dem Motor geforderten Lei-' stung ansprechen und dazu geeignet'sind, ein Signal der geforderten Leistung abzugeben, daß Einrichtungen vorgesehen sind, die ein Schwellsignal abgeben, sowie Vergleichsei'nrichtuhgen für das Signal der geforderten Leistung-und für das Schwellsignal, die je nach dem Vergleichsergebnis einen Steuerimpuls für die umschaltung von der Reihenschaltung zur ■Parallelschal-' tung oder umgekehrt abgeben.

Zur Steuerung der Umschaltung von der Reihenschaltung zur Parallelschaltung sind Einrichtungen vorgesehen, die auf wenige stens einen Parameter der tatsächlich" geforderten Leistung des Motors ansprechen und von einem Stromkreis gebildet werden, der die an den Klemmen des Motorarikers anliegende Spannung aufweist, während die Einrichtungen für das Schwellsig-' nal einerseits eine Quelle aufweisen, die eine der Leerspannung des Generators proportionale Spannung abgibt,· und andererseits einen Stromkreis, der eine Spannung liefert, welche der Stromstärke des im Anker des Motors fließenden Stromes proportional ist, und schließlich einen Differentialverstär- ^: ker mit zwei Eingängen, in welche von den Kreisen' kommende Signale eingeleitet werden und deren Ausgang eiri^Signar abgibt, das eine Punktion der Differenz zwischen der vorge- ' nannten Leersparinung und dem Produkt der mittleren Stromstärke

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des Motorankers " und dem Innenwiderstand des· i'n Parallelschaltung geschalteten Generators ist.

Weitere Merkmale, Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Aus'führungsbeispielen anhand der Zeichnung. Darin zeigen:

Fig.l zv/ei Kurven, die die Abhängigkeit der'Spannungsänderung auf der Ordinate von der Größe der Leistung auf der Abszisse für zwei verschiedene elektrochemische Generatortypen anzeigen;

Fig.2 Kennlinien für die maximale Leistung, die von der Baueinheit Generator-Motor in Parallelschaltung oder in Reihenschaltung der Bauteile des Generators erzielbar ist, wobei die Leistung auf der Ordinate und die Motordrehzahl auf der Absz'isse aufgetragen sind;

Fig. 3 eine Vorrichtung gemäß der Erfindung;

Fig.4 ein Schaltbild des Steuerkreises zum Umschalten von der Reihenschaltung auf die Parallelschaltung;

■ Fig.5 ein Schaltbild des Steuerkreises zum Umschalten von der Parallelschaltung auf die Reihenschaltung';

Fig.6 Änderungen der Stromstärke in Abhängigkeit von der Zeit; ^: ' ■ ;

Fig. 7 eine Abv/andlung des in der Fig. 4 gezeigten Strom-:. kreises und- . . _ . ., . . . , .. . ., _..._

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Fig.8 ein Schaltbild eines anderen für das Umschalten in Reihenschaltung möglichen Steuerkreises.

Es sei daran erinnert, daß die von einem elektrochemischen Generator erzeugte bestimmte Leistung im wesentlichen von zwei Verlust arten beeinflußt, wird. Es gibt zunächst Verluste aufgrund des Innenwiderstandes des Generators, die.von der durch den Generator erzeugten Stromstärke abhängen. Wenn r der Innenwiderstand des Generators ist, dann ergeben sich diese Leistungsverluste aus der Formel:

W₁ = r.I² (I)

Bei einer herkömmlichen Batterie ist der Innenwiderstand r relativ gering, und die Klemmspannenänderung der Batterie in Abhängigkeit von dem erzeugten Strom wird durch, die schwach abfallende Kurve a in der Fig.,1 widergegeben. Praktisch werden diese Verluste je nach der abgegebenen Stromstärke relativ gering sein.

Im Gegensatz dazu verringert sich die Klemmspannung bei der Verwendung eines elektrochemischen Generators, z.B. vom Typ Metall-Luft,sehr stark (Kurve b), wenn die abgegebene Stromstärke zunimmt, denn der Innenwiderstand r eines solchen Generators ist sehr viel größer als derjenige einer herkömmlichen Batterie. Ks ergibt sich daraus, daß die Verluste, die nach der Formel(I) unmittelbar proportional dem Innenwiderstand des Generators sind, bei einer bestimmten Stromstärke dieses Generators höher sein werden.

Zu den vorgenannten Verlusten muß man bei der Verwendung eines Generators mit einer herkömmlichen elektroIytischen

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Flüssigkeit noch die Streustromverluste hinzuaddieren, die durch Isolationsfehler hervorgerufen werden, welche in dem Elektrolyten zwischen den Anoden verschiedener Potentiale fließen, wenn mehrere Bauteile elektrisch in Reihe geschaltet sind. Im Nachfolgenden sollen diese Ströme mit "Isolationsströmen" bezeichnet werden.

Bei der elektrischen Reihenschaltung von η elektrochemischen Elementen, deren Anoden über parallele Kreise mit dem Elektrolyten versorgt werden, ergeben sich die Verluste (W₃) durch die Isolationsströme nach folgender Gleichung:

wobei u die elektrische Klemmspannung eines Elementes ist und R von dem elektrischen Widerstand" der Flüssigkeit zwischen zwei Elementen abhängt.

Beim Einsatz von q Gruppen, wobei jede Gruppe mit η elektro chemischen Elementen in elektrischer Reihenschaltung ausgestattet ist, betragen die Verluste durch die Isolationsströ me:
- bei Parallelschaltung der q Gruppen

. _q

- bei Reihenschaltung der q Gruppen, die einer Reihenschal tun'g von n*q Elementen entspricht: _

W₂(S)

ng

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Das Verhältnis der Verluste durch die Isolationsströme zwischen einer Reihenschaltung und einer Parallelschaltung be·* trägt also:

(nq)²-l
n²-! '

wobei η groß gegenüber 1 ist

Wenn man also zwei Gruppen mit elektrochemischen Elementen verwendet, die in Reihe oder parallel geschaltet sein können, dann sind die Verluste bei einer Parallelschaltung für eine gleiche Elementarspannung u 4mal schwächer als in Reihenschaltung.

Diese Streuleistung W₂, die durch die Isolationsströme hervorgerufen wird, kann dadurch verringert werden, daß man den Querschnitt der Umlaufleitungen für den Elektrolyten verkleinert und ihre Länge vergrößert, aber man vergrößert gleichzeitig den hydraulischen Energiebedarf, der für die Zirkulation dieses Elektrolyten notwendig ist. Es gibt also bei einem Generator mit elektrolytischer Zirkulation eine Grenze,oberhalb welcher die Zunahme der durch die Pumpe für die Zirkulation des Elektrolyten absorbierten Energie nicht von dem Gewinn kompensiert wird, der durch die Verluste infolge der Isolationsströme erzielt wird.

In der Fig.3 ist ein elektrolytischer Generator G darge-

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stellt, der aus zwei identischen Gruppen 1 und 2 besteht, deren Elemente in Reihe geschaltet sind. Diese Gruppen 1 und 2 speisen einen Verbraucherkreis, der von einem elektrischen Gleichstrommotor 3, vorzugsweise einem Reihenschlußmotor, gebildet wird. Dieser Motor dient zur Erzeugung einer veränderlichen Antriebsenergie, insbesondere zum Antrieb eines Kraftfahrzeuges (das in der Zeichnung nicht dargestellt igt).

•Es sind Schalteinrichtungen 4 vorgesehen, mit denen die Elementengruppen 1 und 2 je nach dem Betriebszustand dea Motors parallel oder in Reihe geschaltet werden können. Diese Schalteinrichtungen weisen z.B. zwei Kontakte 5a und 5b auf, die mechanisch mittels einer Verbindung 1 gekuppelt sind. Die Anordnung dieser Kontakte in dem elektrischen Kreis ist in der Fig.3 zu erkennen, und es sind jedem Kontakt zwei Klemmen 6a, 7a und 6b_f 7b zugeordnet, die miteinander elektrisch verbunden sind. Wenn der Kontakt 5a gegenüber der Klemme 6a und der Kontakt 5b gegenüber der Klemme 6b geschlossen ist, dann sind die Gruppen 1 und 2 parallelgeschaltet. Wenn der Kontakt 5a gegenüber der Klemme 7a und der Kontakt 5b gegenüber der Klemme 7b geschlossen ist, dann sind die Gruppen 1 und 2 in Reihe geschaltet. Es versteht sich selbstverständlich, daß die elektromechanischen Kontakte 5a und 5b auch durch elektronische Schalter ersetzt werden könnten.

Der Innenwiderstand jeder Gruppe 1 und 2 entspricht r und die Klemmspannung jeder Gruppe entspricht U, so daß sich der Innenwiderstand und die Klemmspannung des Generators im Fall der Parallelschaltung mit ^ und U und im Fall der Reihenschaltung mit 2r und 2ü ergeben.

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Wenn man die Formeln(I) und (II) betrachtet, die die Verluste W-, und W» angeben, dann kann man feststellen, daß die Verluste bei einer Reihenschaltung immer größer sind als bei einer . Parallelschaltung, wenn man eine gleiche Ausgangsleistung des Generators zugrundelegt.

Bei der Verwendung eines Gleichstrommotors 3 vom Typ eines Reihenschlußmotors, der von den zwei Gruppen 1 und 2 gespeist wird, ist die verfügbare maximale Leistung des Motors als Funktion der Drehzahl N dieses Motors in der Fig.2 durch die Kurve S für die Reihenschaltung der Gruppen 1 und 2 und durch die Kurve P für die Parallelschaltung wiedergegeben. Auf der Ordinate ist die Leistung W und auf der Abszisse die Drehzahl N aufgetragen. Die beiden Kurven P und S besitzen in ihrem Ordinatenscheitelpunkt W eine gemeinsame Tangente, die die von dem Generator abgegebene maximale Leistung angibt. Es ist zu erkennen, daß diese maximale Leistung im Fall der Reihenschaltung bei einer Drehzahl N_ß des Motors zur Verfügung steht, die größer ist als die Drehzahl N„, bei welcher das Leistungsmaximum im Falle der Parallelschaltung liegt. N_c entspricht deutlich erkennbar 2N_p. Die Kurven P und S schneiden sich im ' Punkt A mit dem Abszissenwert N und dem Ordinatenwert W^. Bei einer unter N_A liegenden Drehzahl des Motors ist die Kurve P über der Kurve S, während die Kurve S bei einer über N liegenden Drehzahl über der Kurve P liegt.

Die Kurven P und S teilen den Quadranten (N,W) in "drei Zonen ein:

Die Zone Dl, welche über den Kurven P und S liegt, entspricht Zustandsbedingungen, die mit dem Generator, welcher den Motor speist, nicht vereinbart sind;

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die Zone D2, welche unter der Kurve P liegt, entspricht Zustandsbedingungen, die in Verbindung mit der Parallelschaltung auftreten■können;

die Zone D3, welche zwischen den Kurven P und S liegt, und für Drehzahlen größer N,. zutrifft, ]
dingungen für eine Reihenschaltung.

für Drehzahlen größer N,. zutrifft, betrifft nur Zustandsbe-

Um die Verluste zu verringern, welche, wie bereits erklärt . wurde, während der Reihenschaltung größer sind, stellt man gemäß der Erfindung eine Parallelschaltung zwischen den Gruppen 1 und 2 in allen den Fällen her, in welchen die Zustandsbedingungen des Motors 3 denjenigen der Zone D2 einschließlich der erhöhten Drehzahlen entsprechen.

Es ist zu erkennen, daß die Zone D2 aus Sicherheitsgründen auf Drehzahlen unterhalb N_A durch einen geraden Abschnitt E (siehe Fig.2) begrenzt werden kann, welcher den Nullpunkt mit dem Punkt A verbindet. Dieser gerade Abschnitt entspricht einer Begrenzung des Motormomentes des Motors 3 auf einen konstanten Wert.

Da das Motormoment des Motors 3 der Stärke des Stromes proportional ist, welcher durch den Anker des Motors fließt, erhält man den Abschnitt E durch die Verwendung einer klassischen Vorrichtung (die in der Zeichnung nicht dargestellt ist), welche die Ankerstromstärke auf einen konstanten Wert begrenzt. Die elektrische Klemmspannung des Motors 3 ist der Drehzahl dieses Motors proportional.

Die Kontakte 5a und 5b (siehe Fig.3) werden von einer Schaltung 8 gesteuert, die auf die Verbindung 1 dieser Kontakte

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einwirkt. Die Verbindung 1 wird im allgemeinen von dem beweg" liehen Teil eines Elektromagneten gebildet, und der Teil 8 entspricht dem Steuerteil dieses Elektromagneten. Die Steuerung der Kontakte 5a_< und 5b erfolgt in Abhängigkeit von wenigstens einem der Parameter der von dem Motor 3 tatsächlich geforderten Leistung. Daher legt man an der Schaltung 8 eine Steuerspannung einer Steuervorrichtung 9, z,B. einer bistabilen Rippe, an, wobei ein Eingang 9a das elektrische Signal für die Reihenschaltung und der andere Eingang 9b das elektrische Signal für die Parallelschaltung der Gruppen X und 2 erhält.

Die Speisung des Motors 3 erfolgt vorteilhaft über einen Zerhacker 10, der gleichfalls unter dem Namen "Chopper" bekannt ist. Bei diesem Zerhacker kann es sich um einen herkömmlichen Typ, insbesondere um einen elektronischen Zerhacker handeln. Der Zerhacker 10 liefert Stromimpulse von unterschiedlicher Dauer. Diese Dauer wird von einem Geber oder Wandler 10 gesteuert, der eine Steuerspannung U_c erzeugt, die von der Stellung des Gaspedales 12 abhängt. Durch die Verschiebung dieses Pedales 12 wird ein Schieber 13 eines Potentiometers verschoben, dessen äußere Anschlüsse entsprechend an die Masse und an eine Bezugsspannungsquelle U z.B. eines stabilisierten Netzgerätes. Die Spannung U , die zwischen dem Schieber 13 und der Masse abgegriffen wird, steigt im gleichen Masse wie das Pedal 12 heruntergetreten wird und den Schieber 13 zu dem einen Ende des Regelwiderstandes verschiebt, welcher an der Spannung U anliegt.

Die Spannung U ist maßgebend für.die Stromstärke I_f die der Zerhacker abgeben muß, um den Motor zu speisen. Das Motormoment ist im wesentlichen eine Funktion des Ankerstromes, und man kann 'sagen, daß, wenn der Fahrer des Fahrzeuges auf

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das Gaspedal 12 drückt, bei einer bestimmten Drehzahl des Motors 3 eine bestimmte Leistung erzeugt. Die von dem Motor abgegebene tatsächliche Leistung ergibt sich also bei einer bestimmten Drehzahl durch die Stromstärke I oder die Spannung U„ =s K"J_. Die von dem Motor abgegebene Leistung wird für ei-

CC

ne bestimmte Drehzahl von der mittleren Stromstärke wiedergegeben, die durch den Anker des Motors 3 fließt;

In dem elektrischen Stromkreis ist noch ein induktiver Widerstand 14 vorhanden, der zwischen dem Zerhacker 10 und dem Motor 3 angeordnet ist, und der den zum Motor 3 gelieferten Strom glättet, d.h., der dazu dient, die Amplitude der Stromänderungen dieses Stromes in Abhängigkeit von der Zeit zu verkleinern. Eine Diode 15, d.h. eine Freilaufdiode, ist zwischen die Klemmen desjenigen Stromkreisteiles eingeschaltet, der den induktiven Widerstand 14 und den Motor 3 aufweist, und ist in der in der Fig.3 gezeigten Lage in den Stromkreis eingebaut. Wenn der Zerhacker 10 nicht in Betrieb ist, gestattet diese Diode 15 dem induktiven Widerstand 14 einen Teil der Energie wiederzugeben, welcher während der Zeit gespeichert wurde, in welcher der Zerhacker 10 in Betrieb war. Die Änderungen des Ankerstromes des Motors 3 in Abhängigkeit von der Zeit sind in der Fig.6 durch die Kurve d wiedergegeben, wobei die Abschnitte d^ die Intervalle wiedergeben, in welchen der Zerhacker in Betrieb ist, und die Abschnitte d₂ diejenigen Intervalle, in welchem der Zerhacker IO nicht in Betrieb ist, so daß der induktive Widerstand 14 einen Strom in die Diode 15 liefert. Der mittlere Strom, der durch den Anker des Motors fließt, ist I^ (siehe Fig.6),

Zur Steuerung der Umschaltung von der Reihenschaltung der Gruppen 1 und 2 in die Parallelschaltung wird ein Signal

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der von dem·Motor 3 abgegebenen oder gelieferten Leistung verwendet, welches wenigstens von einem Parameter dieser Leistung abhängt. Vorteilhaft verwendet man die Spannung U an .den Klemmen des Motorankers 3 und man mißt diese Spannung über einen Stromkreis 16 (siehe Fig.3), der von den Klemmen des Motors abzweigt.

Es wird außerdem ein Anfangssignal eingeführt, das dem maximal möglichen Wert der Spannung U an den Klemmen des Motors entspricht, wenn die Gruppen 1 und 2 in Parallelschaltung angeordnet sind und die Intensität des Motors 3 liefern.

Dieser Maximalwert entspricht der Spannung an den Klemmen des Generators, der von den Gruppen 1 und 2 gebildet wird, die parallelgeschaltet sind und eine Stromstärke I_M liefern. Wenn die Spannung U„ die Leerspannung jeder Gruppe ist, d.h. die Spannung, bei welcher von der Gruppe überhaupt kein Strom geliefert wird, dann ist der Maximalwert der Klemmspannung des Motors 3 U_Q- f '¹J₄*

Der Ausdruck 2"¹Wj entspricht dem Widerstandsgefälle im Generator, welches von dem inneren Widerstand bei der Parallelschaltung abhängt. Zur Herstellung des Anfangssignals verwendet man einen Differentialverstärker 17 mit zwei Eingängen 17a und 17b, v;ie er z.B. in der Fig.4 dargestellt ist. Einer dieser Eingänge 17a erhält ein konstantes Signal, das die Spannung U₀ wiedergibt und von einer stabilisierten Bezugsspannung gebildet wird. Der andere Eingang 17b erhält ein Signal, das das Produkt ^- ·* wiedergibt. Das in dem Eingang 17b eingeleitete Signal kommt von einem Ampermeterkreis 18, der.von den Klemmen eines Nebenwiderstandes 18a abzweigt, wel-

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eher in den Ankerstrorakreis des Motors 3 eingebaut ist.

Der Differentialverstärker 17 liefert an seinem Ausgang 17c (siehe Fig.4) ein Signal, das die Differenz U_Q- ·| . I_M, wiedergibt, d.h. das Anfangssignal. Dieses Anfangssignal wird in den Eingang 19a eines Komparators 19 eingegeben, dessen anderer Eingang 19b das Signal erhält, welches die mittlere Spannung tL. an den Klemnen des Motors 3 wiedergibt. Der Komparator 19 gibt an seinem Ausgang 19c ein Signal ab, das in der Lage ist, die Parallelschaltung der Generatorgruppen 1 und 2 zu steuern, wenn folgende Bedingung erfüllt ist:

^ÜM * ^ü0 - f * V

Wenn man jeden Teil dieser Ungleichung mit dem Wert I„ multipliziert r erhält man eine Ungleichung, die zum Ausdruck bringt, daß die abgegebene Leistung unter der Maximalleistung liegt, die abgegeben v/erden könnte, wenn die Gruppen 1 und 2 parallelgeschaltet sind;

Der Ausgang 19c des Komparators 19 ist mit der Eingangsklemme 9b der bistabilen Wippe 9 (siehe Fig.3) über einen Kontakt 20 angeschlossen, der geschlossen ist, wenn die Gruppen 1 und 2 in Reihe geschaltet sind. Man kann natürlich den Kontakt 20 durch einen logischen Kreis ET ersetzen.

Unter diesen Bedingungen kann die Reihenfolge der Umschaltung von der Serienschaltung auf die Parallelschaltung nur dann auf die Wippe 9 übertragen werden, wenn die Gruppen 1 und 2 tatsächlich in Reihe geschaltet sind

wenn o_M <U_Q-f ·Ι_Μ ist.

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Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel für den Schaltkreis nach Fig.4 kann man anstelle der Spannung ü_ (oder ihres Bildes) am Eingang 17a und der Spannung IL. (oder ihres Bildes) am Eingang 19b die Spannung ü_M am Eingang 17a und die Spannung ü_Q am Eingang 19b vorsehen und man richtet den Differential-verstärker derart ein, daß man am Ausgang 17c die Funktion IL. + ?r *I„ und am Eingang 17b immer ein Signal erhält, das I_M proportional ist.

•Der Komparator 19 wird an seinem Ausgang 19c ein Signal zum Umschalten in die Parallelschaltung abgeben, wenn

u_M + f ·ΐ_Μ <u_

ist. Diese Ungleichung ist der vorgenannten Ungleichung

U_M -^U " "2 * ¹M äquivalent. Aber da das Anfangssignal festgelegt ist, kann der Komparator 19 ein Schwelldetektor der Art eines Triggers von Schmidt sein.

In der Fig.7 ist in sehr vereinfachter Weise ein Schaltkreis 117 dargestellt, der es ermöglicht, daß an seinem Ausgang 117c eine lineare Funktion der Amplituden der in seine Eingänge 117a und 117b eingeleiteten Signale erzeugt wird. Jeder Eingang ist mit dem Ausgang 117 über einen Widerstand 118a bzw. 118b verbunden, so daß diese beiden Widerstände also in Parallelschaltung zueinander liegen. Ein Widerstand 119 verbindet den Ausgang 117c mit der Masse. Wenn man in den Eingang 117a ein Signal einleitet, das proportional zu U_M ist, und in den Eingang 117b ein Signal, das proportional zu I_M ist, und wenn man entsprechende Widerstände 118a,118b und 119 auswählt, dann erhält man am Ausgang 117c ein Signal, das proportional ist U,, + % · I...

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Es ist zu erkennen, daß man zum Umschalten von der Reihenschaltung auf die Parallelschaltung anstelle der Spannung IL. als Leistungsparameter auch die Stromstärke I des in den Motor fließenden Stromes wählen könnte. Der Wert dieser Stärke könnte von dem abgegebenen Leistungssignal gebildet werden, während das Anfangssignal, welches dem Maximalwert entspricht, welcher von der vorgenannten Stärke bei der Parallelschaltung für die Betriebsspannung des Motors eingenommen werden kann, durch den Ausdruck wiedergegeben werden könnte: 2(U_n-VS_x.) . Man könnte also den Wert I„ mit diesem

Ausdruck vergleichen und die Umschaltung zur Parallelschaltung vornehmen, sobald I -unter diesem vorgenannten Ausdruck liegt.

Sobald die Umschaltung von der Serienschaltung zur Parallelschaltung ausgeführt ist, reicht die Leistung des elektrochemischen Generators aus, um den Motor zu speisen. Da die Ansprechzeit der den Zerhacker steuernden Vorrichtung klein ist, entspricht die mittlere abgegebene Stromstärke I„ unter diesen Bedingungen der geforderten Stromstärke oder der Stromstärke Ί.-. Bei den vorgenannten Ausführungsbeispielen kann man I„ durch I„ ersetzen. Insbesondere kann der Stromkreis, der dazu bestimmt ist, eine Spannung in Abhängigkeit von der Ankerstromstärke des Motors zu liefern, entweder durch den ,Stromkreis 18 gebildet werden, der zum Messen der Ankerstromstärke dient, oder durch einen Stromkreis der auf die Stromstärke anspricht, welche zur Steuerung des Zerhakkers dient.

Um die Umschaltung von der Parallelschaltung zur Reihenschal-

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tung zu steuern, wählt man gemäß einer ersten Lösung als von dem Motor abgegebenen Leistungsparameter die mittlere Stromstärke Ι« des in dem Anker dieses Motors fließenden Stromes. Das abgegebene Leistungssignal gibt den Wert dieser mittleren Stromstärke I.. wieder, während das Anfangssignal dem Maximalwert entspricht, den diese Stromstärke !„,einnehmen kann. Dieser Maximalwert wird erzielt, während der Zerhacker 10 dauernd in Betrieb ist. Dieser Zerhacker weist im allgemeinen einen Thyristor auf, und die vollständige Lei-tung wird erzielt, während der Thyristor dauernd geschlossen ist.In diesem Fall liefert der Zerhacker 10 keine Impulse mehr, sondern einen Gleichstrom.

Um Schaltungen zur unpassenden Zeit zu vermeiden, muß indessen der Fahrer des Fahrzeuges, der dem Motor 3 eine größere Leistung abverlangt, als die parallelgeschalteten Gruppen 1 und 2 ftir diesen Betriebszustand gegenwärtig abgeben können, außerdem den Zustand der Gesaratleitung des Zerhackers 10 überprüfen. Man muß also überprüfen, ob die Stromstärke I„, die in dem Anker des Motors fließt, unter der Stromstärke I_c liegt, die der Spannung U_ entspricht, welche von dem Wandler 11 angezeigt wird (siehe Fig.3). Schließlich ist es notwendig, daß für den übergang von der Parallelschaltung zur Reihenschaltung die drei folgenden Zustände erfüllt sind:

Die Gruppen 1 und 2 sind parallelgeschaltet, es ist eine vollständige Leitung des Zerhackers 10 vorhanden,
I„ ist kleiner als I₀.

Um die vollständige Leitung des Zerhackers 10 zu erkennen, kann man sich mehrerer Kriterien bedienen. ^=

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In der Fig.5 ist ein elektrisches Schema zu erkennen, welches als Kriterium die Impulse 21 verwendet, die die Leitung des Zerhackers 10 steuern. Diese Impulse 21, die schematisch dargestellt sind, strömen durch einen Eichkreis 22 und werden dann mit Hilfe eines herkömmlichen Integratorkreises 2 3 im Kondensator 24 und dem dazu parallelgeschalteten Widerstand

25 integriert, wobei der Kondensator 24 und der Widerstand mit einer Klemme an Masse liegen.

Das von diesem Integrator 23 abgegebene Signal hängt von der Frequenz'der Auslöseimpulse 21 des Zerhackers ab. Während der dauernden Leitung des Zerhackers 10 hebt sich die Frequenz auf. Die Umschaltung der Parallelschaltung zur Reihenschaltung erfolgt in dem Augenblick, in welchem die permanente Leitung praktisch erreicht ist, d.h. wenn die Amplitude des von dem Integrator 23 abgegebenen Signals unterhalb einem bestimmten Schwellwert liegt. Dazu schickt man ein aus dem Integrator 2 herauskommendes Signal in den Eingang 26a eines Komparators

26 (Schwellvorrichtung oder "Trigger"). Wenn das am Eingang 26a anliegende Signal unter der Schwelle liegt, erscheint am Ausgang 26c des Komparators ein Signal für die Umschaltung der Parallelschaltung zur Reihenschaltung. Um fortgesetzte Schaltungen an der Grenze der Zonen D2 und D3 (siehe Fig.2) zu vermeiden, kann man das Umschaltsignal von der Reihenschaltung auf die Parallelschaltung derart eichen, daß, wie die Fig.2 zeigt, die der Umschaltung von der Reihenschaltung zur Parallelschaltung entsprechende Kurve etwas unter der Kurve P liegt, wobei diese Kurve durch den gestrichelten Bogen Q angedeutet ist.

Zwischen dem Ausgang 26c und dem Eingang 27a eines Tores "ET" 27 ist ein Kontakt 26d angeordnet, der sich schließen

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kann, V7ährend die Gruppen 1 und 2 parallelgeschaltet sind. Der Kontakt 26d könnte von einem zusätzlichen Eingang des Tores "ET" 27 ersetzt v/erden. Es sei darauf hingewiesen, daß die Frequenz der Impulse 21 beim Anhalten des Motors Null ist und daß das von dem Integrator 23 abgegebene Signal unter der bestimmten Schwelle liegt.

Um zu vermeiden, daß eine Steuerung in Reihenschaltung erfolgt, sobald der Motor steht, muß man überprüfen, daß die Stromstärke des in dem Anker des Motors fließenden Stromes I nicht Null wird, sobald die Amplitude des von dem Integrator 23 abgegebenen Signals unterhalb der gewählten Schwelle liegt. Aus diesem Grunde ist der andere Eingang 27b des Tores 27 an eine Spannung ϋ_ angelegt, die die mittlere

Stromstärke I., des in dem Anker des Motors 3 fließenden Stromes wiedergibt. Diese Spannung erhält man durch ein Signal, welches von dem Schaltkreis.18 (siehe Fig.3) abgegeben wird.

Das Tor "ET" 27 verhindert beim Stillstand des Motors eine Reihenschaltung. Der Ausgang des Tores "ET" 27 ist mit dem Eingang 28 eines anderen Tores "ET" 28 verbunden. Der andere Eingang 28b des Tores "ET" 28 ist mit dem Ausgang 29a eines logischen !Comparators 29 verbunden. Ein erster Eingang 29b dieses !Comparators 29 ist an den in der Fig. 3 gezeigten Beschleunigungswandler 11 derart angeschlossen, daß an ihm eine Spannung ü_r anliegt, die die Stromstärke I_ wiedergibt, welche von dem Fahrer verlangt wird. Der andere Eingang 29c des !Comparators .29 liegt an der Spannung U_T an. Der Komparator 29 liefert ein Signal an seinem Aus-

M .
gang 29a, wenn die mittlere Stromstärke I„ unter der Strom-

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stärke I_c liegt. Es ist augenscheinlich, daß das Tor "ET" 28 nur ein Signal durchläßt, wenn.die drei vorher aufgezählten Bedingungen erfüllt sind, da ein Signal am Ausgang 26c (vollständige Leitung), die Schließung des Kontaktes 26b (Parallelschaltung·) und ein Signal am Eingang 28b (I <I) nötig sind.

Anstatt daß die ünterbrecherimpulse des Zerhackers IO als Kriterium für die vollständige Leitung verwendet werden, könnte man z.B. auch folgende Kriterien wählen:

Die mit der Öffnung des Zerhackers in Zusammenhang stehenden Impulse, insbesondere die Zündimpulse,

den vorderen Abfall des Motorstromes, der dem Abschnitt d gemäß Fig.6 entspricht,

die Löschimpulse des Zerhackers IO,

die unmittelbare Spannung der Freilaufdiode 15,

die Wechselstromkomponente der Motorspannung.

Gemäß einer anderen vorteilhaften Lösung der Erfindung wählt man zum Umschalten einer Parallelschaltung in die Reihenschaltung als gefordertes Leistungssignal die Differenz zwischen der geforderten Stromstärke oder der Stromstärke I und der mittleren Stromstärke des in dem Anker des Motors fliessenden Stromes I„. Das Schwellsignal entspricht einer Amplitudendifferenz, die sich zwischen diesen Stromstärken ergibt. Die Umschaltung in Reihe wird in dem Augenblick gesteuert, in welchem das geforderte Leistungssignal größer als das Schwellsignal wird.

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2 3 4 7 A 1 3

In der Fig.8 ist das Schema eines elektronischen Schaltkreises dargestellt, mit welchem diese Lösung ausführbar ist. Ein Differentialverstärker 30 weist zwei Eingänge 30a und 30b auf, in welche Funktionssignale eingeleitet werden, und zwar von der mittleren Stromstärke I ,, die in dem Anker des Motors herrscht, und von der Stromstärke I_n. Der Differentialverstärker 30 gibt an seinem Ausgang 30c ein Signal ab, das der Differenz I_n"¹., proportional ist. Der Ausgang 30c ist über einen Widerstand 31 und einen Kondensator 32 mit der Masse verbunden, wobei der Widerstand und der Kondensator in Reihe geschaltet sind und einen Schaltkreis mit bestimmten Zeitkonstanten bilden. Der zwischen dem Widerstand 31 und dem Kondensator 32 angeordnete Teil des Schaltkreises ist mit dem Eingang 33a eines Komparators 33 verbunden, welcher ein Schwelldetektor des Triggertyps von Schmidt sein kann.

Der Komparator 33 liefert an seinem Ausgang 33c ein Umschaltsignal vonder Parallelschaltung in die Reihenschaltung, wenn das Signal am Eingang 33a (proportional zu I -I) über einen bestimmten Schwellwert liegt, Das Kriterium der vollständigen Leitung wird zusätzlich noch als Sicherheit benutzt. Vorzugsweise wird das am Ausgang 30c verfügbare Signal ebenfalls für die Steuerung des Zerhackers 10 verwendet. Aus diesem Grunde wird ein Schwellkomparator 34 oder "Trigger" verwendet, dessen Eingang 34a mit dem .Ausgang 30c verbunden ist. Sobald das Signal am Eingang 34a, welches I -I proportional ist, größer oder kleiner als der Schwellwert ist, gibt der Komparator 34 an seinem Ausgang 34b ein Signal ab, das die Öffnung (Leitung) oder das Schließen (Unterbrechung) des Zerhackers 10 steuert.

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Es ist zu erkennen, daß aufgrund des Verfahrens und der erfindungsgemäßen Vorrichtung in allen Fällen, in denen die Zustandsbedingungen unabhängig von der Motordrehzahl in der Zone D2 der Fig.2 liegen, die Parallelschaltung der Gruppen der Elemente 1 und 2 ausgeführt wird und daß die geforderte Leistung der größtmöglichsten Leistung entspricht, da die Verluste auf einem Minimum gehalten werden.

Hierbei handelt es sich um einen sehr wichtigen Vorteil, insbesondere in dem Fall, wenn es sich um ein Fahrzeug handelt, das im wesentlichen in der Stadt fährt, denn die maximale Leistung wird nur für Beschleunigungsspitzen benötigt. Jedoch ist die geforderte Leistung im Durchschnitt nicht wesentlich, und die Parallelschaltung wird den größten Teil der Zeit eingehalten werden, selbst bei höheren Drehzahlen, so daß ein angemessener Leistungsgewinn erzielt wird und die Lebensdauer und die Unabhängigkeit des elektrochemischen Generators und die Unabhängigkeit des Fahrzeuges vergrößert werden. Beim Anhalten des Fahrzeuges liegt immer die Parallelschaltung vor, durch welche die Verluste durch einen Kurzschluß auf einem Minimum gehalten werden.

Durch die Erfindung wird die Verwendung eines elektrochemischen Generators ermöglicht, der eine elektrische Leistung abgibt, welche auf sehr unterschiedliche Lastfälle einstellbar ist, die über ein Steuerorgan, z.B. ein Beschleunigungspedal eines Kraftfahrzeuges, eingestellt werden, wobei die geforderte Leistung unter optimalen Leistungsverhältnissen erzielbar ist.

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Claims (18)

Patentansprüche

1.) Verfahren zur Änderung der Schaltung von Elementen eines elektrochemischen Generators, welcher einen Gleichstrommotor speist, unter Verwendung von Schalteinrichturigen, die je nach den Zustandsbedingungen die Schaltung von wenigstens zwei vorzugsweise identischen Elementengruppen des Generators in Parallelschaltung oder in Reihenschaltung zulassen, dadurch gekennzeichnet , daß die Schalteinrichtungen (4) in Abhängigkeit von wenigstens einem Parameter der geforderten Leistung des Motors (3) derart gesteuert werden, daß die Parallelschaltung bei jeder Motordrehzahl in allen den Fällen ausgeführt wird, in welchen die geforderte Leistung durch diese Schaltung erzielbar ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß zur Steuerung der Umschaltung von der Reihenschaltung zur Parallelschaltung einerseits ein Signal der geforderten Leistung in Abhängigkeit von wenigstens einem Parameter der tatsächlich abgegebenen Leistung vorgesehen wird und andererseits wenigstens ein Schwellsignal, welches dem Maximalwert entspricht, den der vorgenannte Parameter bei der Parallelschaltung des Generators erreichen kann, wobei im übrigen alle Teile gleich sind, daß. das Signal der geforderten Leistung

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mit dem Schwellsignal verglichen v/ird und daß die Umschaltung von der Reihenschaltung zur Parallelschaltung ausgeführt wird, wenn das Signal der geforderten Leistung unter dem Schwellsignal liegt.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der ausgewählte Parameter die mittlere Spannung ÜV. des Motorsankers (2) oder ein Abbild dieser Spannung ist, daß das Signal der geforderten Leistung eine Funktion dieser Spannung ist, daß das Schwellsignal eine Funktion der Differenz oder ein Abbild der Differenz zwischen der Leerspannung- U₀ an den Klemmen des elektrochemischen Generators und dem Widerstandsabfall ist, der zwischen den Klemmen eines Widerstandes mit dem gleichen Wert r/2 wie der Innenwiderstand des Generators bei Parallelschaltung auftritt und von dem mittleren Strom I , der durch den Motoranker fließt, durchströmt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Parameter die mittlere Spannung U des Motorankers oder ein Abbild dieser Spannung und die mittlere Stromstärke I„ des den Anker des Motors durchfliessenden Stromes oder ein Abbild dieser Stromstärke gewählt werden_r daß das Signal der geforderten Leistung von der Spannung U + ¥ ·Ι gebildet wird, die an den Klemmen des Generators erforderlich ist, um einen parallelen Verlauf dieser mittleren Spannung UL· des Ankers unter Berücksichtigung des Widerstandabfalls r/2 · I zu erzielen, der zwischen den Klemmen eines Widerstandes mit dem gleichen Wert wie der Innenwiderstand r/2 des Generators bei Parallelschaltung auftritt und von dem mittleren Strom I_M»

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der durch den Motoranker fließt, durchströmt wird, daß dieses Signal mit einer Spannung U verglichen wird, die der Leerspannung an den Klemmen des Generators bei Parallelschaltung entspricht, und daß die Umschaltung der Reihenschaltung zur Parallelschaltung gesteuert wird ■ wenn das Signal der geforderten Leistung U + ^- · I

unter der an den Klemmen des Generators in Parallelschaltung herrschenden Leerspannung U_Q liegt.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 und 4, dadurch gekennzeichnet , daß die mittlere Stromstärke I.„ des durch den Motoranker fließenden Stromes direkt gemessen wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 und 4, dadurch gekennzeichnet ,· daß der Wert der mittleren Stromstärke I des durch den Motoranker fließenden Stromes vom mittleren Moment dieses Motors abgezogen wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet , daß eine Unterbrechervorrichtung (10) vom Typ eines Zerhackers vorgesehen wird, um eine Regelung der mittleren Stromstärke I_M des durch den Anker des Motors (3 ) fließenden Stromes in Abhängigkeit von wenigstens einem Parameter der geforderten Leistung sicherzustellen, daß für den Zerhacker (10) Steuereinrichtungen (11) vorgesehen werden, um eine Sollstromstärke l_p anzugeben, die den Zerhacker speisen muß und die der geforderten Leistung entspricht,

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8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch "gekennz eichnet. , daß die Sollstromstärke I als Wert für die mittlere Stromstärke I angenommen wird, die den Anker des Motors durchfließt.

9. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet , daß die Umschaltung von der Parallelschaltung zur Reihenschaltung dann vorgenommen wird, wenn der Zerhacker (10) für eine permanente Speisung des Motors sorgt.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß als Kriterium für die permanente Speisung die Impulse (21) gezählt werden, die die Leitung des Zerhackers (10) steuern, daß diese Impulse (21) integriert werden, um ein Signal für die geforderte Leistung zu erzielen, daß dieses Signal der geforderten Leistung mit einem Schwellsignal verglichen wird, welches von einer Bezugsspannung gebildet wird, und daß die Umschaltung in die Reihenschaltung dann gesteuert wird, wenn der Vergleich ergibt, daß das Signal der geforderten Leistung unter dem Schwellsignal liegt und daß die mittlere Stromstärke I„ des durch den Anker des Motors liegenden Stromes ungleich Null ist.

11. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet , daß einerseits ein Signal der geforderten Leistung in Abhängigkeit von der Differenz ¹P^-1M zwischen der Sollstromstärke I und der mittleren Stromstärke I_M, die durch den Anker des Motors (3) fließt, geschaffen wird und andererseits ein Schwellsignal, welches einer bestimmten Amplitude der vorgenannten Differenz ent-

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spricht, daß die beiden Signale miteinander verglichen werden, und daß die Umschaltung von der Parallelschaltung zur Reihenschaltung dann erfolgt, wenn das Signal der geforderten Leistung größer wird als das Schwellsignal.

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Signal für die geforderte Leistung ebenfalls mit einem Bezugssignal verglichen wird und daß der Zerhacker (10) geschlossen oder geöffnet wird, sobald das Signal der geforderten Leistung über oder unter dem Bezugssignal liegt.

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet , ·daß ein Reihenschlußmotor (3) verwendet wird.

14. Vorrichtung zur Änderung der Schaltung von Elementen eines elektrochemischen Generators, welcher einen Gleichstrommotor speist, unter Verwendung von Schalteinrichtungen, die je nach den Zustandsbedingungen die Schaltung von wenigstens zwei vorzugsweise identischen Elementengruppen des Generators in Parallelschaltung oder in Reihenschaltung zulassen, dadurch gekenn zeichnet, daß Einrichtungen vorgesehen sind, die wenigstens auf einem Parameter der tatsächlich von dem Motor abverlangten Leistung ansprechen und dazu geeignet sind, ein Signal der geforderten Leistung abzugeben, daß Einrichtungen vorgesehen sind, die ein Schwellsignal abgeben, welches dem Maximalwert entspricht, den der vorgenannte Parameter bei der Parallelschaltung einnehmen kann, und daß Vergleichseinrichtungen für das Signal

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der geforderten Leistung und für das Schwellsignal vorgesehen sind, die je nach dem Vergleichsergebnis einen Steuerimpuls für die Umschaltung von der Reihenschaltung zur Parallelschaltung oder umgekehrt abgeben.

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet / daß die Einrichtung zur Steuerung der Umschaltung von der Reihenschaltung zur Parallelschaltung, die auf wenigstens einem Parameter der tatsächlich geforderten Leistung des Motors anspricht, von einem Stroiakreis (16) gebildet v/ird, der die an den Klemmen des Motorankers (3) anliegende Spannung aufweist, während die Einrichtung für das Schwellsignal einerseits eine Quelle aufweist, die eine bestimmte stabilisierte Spannung abgibt und andererseits einen Stromkreis (18), der eine Spannung liefert, welche von der Stromstärke des Motorankerstromes abhängt, und schließlich einen Differentialverstärker (17) mit zwei Eingängen (17a,17b), in welche von den Kreisen kommende Signale eingeleitet werden und deren Ausgang (17c) ein Signal abgibt, das eine Funktion der Differenz zwischen der vorgenannten Leerspannung und dem Produkt der mittleren Stromstärke des Motorankers mit dem Innenwiderstand des in Parallelschaltung geschalteten Generators ist.

16. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet , daß die Einrichtungen zur Steuerung der Umschaltung von der Reihenschaltung zur Parallelschaltung, die ein Signal für die geforderte Leistung abgeben, einen Stromkreis (16) mit der an den Klemmen des Motorankers anliegenden Spannung aufweisen sowie einen Stromkreis (18), der eine von der Stromstärke des

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durch den Motoranker fließenden Stromes abhängende Span- ^; nung abgibt, sov/ie einen Stromkreis (17) mit zwei Eingängen (17a,17b), die entsprechend an die Ausgänge der beiden vorgenannten Stromkreise angeschlossen sind und dessen Ausgang (17c) ein Signal erzielt wird, das der Summe aus der Klemmspannung des Motorankers und dem Produkt
aus der mittleren Stromstärke I., des durch den Anker
fließenden Stromes und dem Innenwiderstand des parallelgeschalteten Generators entspricht, daß die Einrichtungen ein Schwellsignal abgeben, das einen festen, die an den Klemmen des parallelgeschalteten Generators herrschende
Leerspannung U_n wiedergebenden Schwellwert bildet, wobei die Einrichtungen für den Schwellwert'insbesondere in dem Komparator (19) enthalten sind, der von einer Schwellwertvorrichtung in Form eines Triggers gebildet wird.

17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 und 16, dadurch
gekennzeichnet , daß der zur Erzeugung
einer von der Stärke des durch den Motoranker fließenden Stromes abhängenden Spannung vorgesehene Stromkreis (18) eine Messung der Stromstärke I., des Ankerstromes zuläßt.

18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 und 16, dadurch
gekennzeichnet , daß der zur Erzeugung einer von der Stärke des durch den Motoranker fließenden Stromes abhängenden Spannung vorgesehene Stromkreis auf die Sollstromstärke I-, anspricht, die zur Steuerung des Zerhackers dient.

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