DE2407002B2 - Überstrombegrenzung für einen impulsgesteuerten Gleichstrom-Fahrantrieb eines elektrischen Triebfahrzeuges - Google Patents

Überstrombegrenzung für einen impulsgesteuerten Gleichstrom-Fahrantrieb eines elektrischen Triebfahrzeuges

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Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Überstrombegrenzung für einen impulsgesteuerten Gleichstrom-Fahrantrieb eines elektrischen Triebfahrzeuges mit einem von mindestens einer Diode überbrückten Gleichstrom-Fahrmotor und mit einem mit diesem in Reihe geschalteten Gleichstromsteller, welcher aus einem Hauptthyristor mit parallelgeschalteter Reihenschaltung aus Löschthyristor und Löschkondensator besteht, wobei das Taktverhältnis der Zünd- und Löschimpulse nach Maßgabe eines von einer Potentiometerschaltung abgegriffenen Spannungssignals durch eine Steuerschaltung vorgegeben wird und eine Detektorschaltung für den Fahrmotorstrom vorgesehen ist, die aufgrund von impulsstrombedingten Spannungsänderungen an einer induktiven Meßeinrichtung ein weiteres Signal an die Steuerschaltung zur Begrenzung es des Fahrmotorstroms liefert.
Eine derartige Überstrombegrenzung ist bekannt (deutsche Auslegeschrift 14 63 628).
Bei der bekannten Überstrombegrenzung werden die impulsstrombedingten Spannungsänderungen von einem Stromtransformator ermittelt. Ein derartiger zusätzlicher Stromtransformator ist relativ aufwendig, und er nimmt in der Schaltungsanordnung einen relativ großen Platz ein.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Überstrombegrenzung für einen impulsgesteuerten Gleichstromfahrantrieb eines elektrischen Triebfahrzeuges zu zeigen, bei dem zur Lieferung eines stromabhängigen Signals zur Begrenzung des Fahrmotorstroms man mit einer Detektorschaltung auskommt, die einen geringen Schaltungsaufwand aufweist und bei der insbesondere ein zusätzlicher Transformator zur Ermittlung von impulsstrombedingten Spannungsänderungen überflüssig ist
Diese Aufgabe wird bei der Überstrombegrenzung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein Kondensator über einen niederohmigen Widerstand und eine Diode an eine vom Umladestrom des Löschkondensators durchflossene Drossel angeschlossen und durch die Drosselspannung auf die an der Drossel auftretende Spitzenspannung aufladbar ist und daß das stromabhängige Signal am Kondensator abnehmbar ist.
In vorteilhafter Weise kann als von einem Umladestrom durchflossene Drossel eine zusätzlich mit dem Löschthyristor in Reihe geschaltete Drossel dienen, welche man normalerweise auch zur Unterdrückung von Einschwingvorgängen im Gleichstromsteller verwendet. Es wird bei dieser Ausführungsform der sich im Anschluß an einen Löschimpuls einstellende Umladevorgang des Löschkondensators ausgenutzt.
Außerdem ist es möglich, als vom Resonanzstrom zur Umkehrung der Polarität des Löschkondensators durchflossene Drossel die Umschwingdrossel zu verwenden, welche als Reihenschaltung mit einer antiparallel gerichteten Diode parallel zum Löschthyristor geschaltet ist. Hierbei wird der sich anläßlich eines Zündimpu.'ses für den Gleichstromsteller ergebende Umladevorgang des Löschkondensators ausgenutzt.
Zur Einstellung des vom Kondensator abgenommenen stromabhängigen Signals, welches an die Steuerschaltung geliefert wird, kann man das stromabhängige Signal von einem Spannungsteiler abnehmen, der die Reihenschaltung als Kondensator und niederohmigen Widerstand überbrückt.
Vorteilhaft ist bei der Erfindung, daß man bei der Ermittlung der impulsstrombedingten Spannungsänderungen ohne einen zusätzlichen Transformator auskommt und man diese Spannungsänderungen beispielsweise in ohnehin im Gleichstromsteller zu anderen Zwecken vorhandenen Drosseln gewinnt und diese Spannungen dann zum Aufladen eines Kondensators benützt, der das stromabhängige Signal für die Begrenzung des Fahrmotorstromes liefert. Der Schaltungsaufwand kann daher gegenüber bekannten Überstrombegrenzungen erheblich verringert werden.
In den Figuren sind Ausfuhrungsbeispiele der Erfindung dargestellt, und es sollen diese noch näher erläutert werden. Es zeigt
F i g. 1 ein Blockschaltbild mit einer Überstrombegrenzung nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung,
Fig.2 eine Kurvenform einer induzierten Spannung, welche von der Überstrombegrenzung nach F i g. 1 ausgewertet wird,
F i g. 3 ein weiteres Ausführungsbeispiel, und
Fig.4 eine Kurvenform einer induzierten Spannung, welche im Ausführungsbeispiel der F i g. 3 ausgewertet wird.
Bei der in F i g. I dargestellten Ausführungsform einer Überstrombegrenzung zum Betrieb eines elektrischen s Triebfahrzeuges wird die Antriebsleistung von einer Gleichstromquelle 1 einem Gleichstromfahrmotor 3 über einen Gleichstromsteller 2 zugeführt. Der Gleichstromsteller 2 liegt in Serie zum Motor 3 und enthält einen Hauptthyristor 2a, einen Löschthyristor 2b, ι ο welcher mit dem Hauptthyristor 2a über einen Löschkondensator 2d verbunden ist und eine Drossel 2e zur Unterdrückung des Einschwingstroms sowie einen Hilfsthyristor 2c. Der Gleichstromfahrmotor 3 liegt zwischen der Gleichstromquelle I und dem deichstromsteller 2. Der Motor 3 besitzt eine Ankerwicklung 3a und eine Feldwicklung 36. Eine Freilaufdiode 6a liegt parallel zur Reihenschaltung von Ankerwicklung 3a und Feldwicklung 3b. Eine weitere Freilaufdiode 6b liegt parallel zur Ankerwicklung 3a.
Dem Beschleunigungspedal ist ein Potentiometer 60 zugeordnet, dessen Abgriff 60a sich entsprechend der Stellung des Beschleunigungspedals ändert. Mit dem Abgriff 60a ist die Anode einer Diode 61a verbunden, deren Kathode an eine Steuerschaltung 63 angeschlossen ist.
Wenn der Abgriff 60a sich in der normalen Betriebsstellung befindet, steuert die Steuerschaltung einen Einschaltimpulsgeber in der Weise an, daß dieser an den Gleichstromsteller 2 ein Signal legt, welches den Hauptthyristor 2a zündet, wodurch der Motor 3 angetrieben wird. Außerdem kann durch die Stellung des Abgriffes 60a die Motorgeschwindigkeit eingestellt werden. Ferner kann durch einen Abschaltimpulsgeber 82 ein Abschaltimpuls an den Gleichstromsteller geliefert werden.
Ferner ist in F i g. 1 eine Detektorschaltung 90 für den Fahrmotorstrom dargestellt, die zur Begrenzung des Fahrmotorstroms an die Steuerschaltung 63 ein entsprechendes Signal legen kann. Die Detektorschaltung 90 enthält einen Widerstand 91, welcher mit der Steuerschaltung 63 verbunden ist, eine Diode 92, deren Anode mit dem Widerstand 91 verbunden ist, einen Kondensator 93 und einen niederohmigen Widerstand 94, der mit einer zwischen der Diode 92 und dem Widerstand 91 liegenden Verbindungsstelle verbunden ist und einen einstellbaren Widerstand 95, der mit dem Widerstand 91 einen Spannungsteiler bildet. Eingangsklemmen /ι und h der Schaltung 90 sind mit der Drossel 2e verbunden.
Die in der Drossel 2e induzierte Spannung wird von der Detektorschaltung 90 erfaßt, wobei ein dem Spitzenwert der induzierten Spannung proportionales Signal von der Detektorschaltung 90 an die Steuerschaltung 63 zur Begrenzung des Fahrmotorstroms geliefert wird.
Eine Spannungsspitze Vp (oder Vp) der induzierten Spannung ist in Fig.2 dargestellt. Wenn die Spannung Vp (oder Vp') sich in Abhängigkeit vom im Gleichstromsteller fließenden Strom ändert, kann dies durch die Detektorschaltung 90 festgestellt werden. Wenn die Spannungsspitze von der Detektorschaltung 90 empfangen wird, wird der Kondensator 93 über den niederohmigen Widerstand 94 auf den Spitzenwert Vp der Spannung aufgeladen. Natürlich könnte in ähnlicher Weise, wie im Zusammenhang mit der positiven Spannungsspitze Vp beschrieben, auch die negative Spannungsspitze Vp ausgewertet werden.
Die Größe des an die Steuerschaltung 63 gelieferten Signals kann durch das Teilerverhältnis des aus den Widerständen 91 und 95 bestehenden Spannungsteilers eingestellt werden.
Die F i g. 3 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel, bei dem die Eingangsklemmen /| und h der Detektorschaltung 50 mit einer Umschwingdrossel 2/verbunden sind, die in Reihe mit dem Hilfsthyristor 2c geschaltet sind. Die in die Umschwingdrossel 2f induzierte Spannung (dargestellt durch die Kurve in Fig.4) wird von der Detektorschaltung 90 empfangen, und wie im vorbeschriebenen Ausführungsbeispiel wird das Signal zur Fahrmotorstrombegrenzung an die Steuerschaltung 63 geliefert. Die Detektorschaltung 90 stellt die Änderung der in die Drossel 2e bzw. 2/induzierten Spannung fest, wodurch über die Steuerschaltung 63 der Fahrmotorstrom entsprechend begrenzt werden kann. In der Detektorschaltung 90 benötigt man wenig Bauelemente; aufwendige Einrichtungen, z. B. ein Transformator, können entfallen. Die Begrenzung des Fahrmotorstroms kann daher leicht und mit geringem Aufwand durchgeführt werden.
Die Spannungsspitzen Vp bzw. Vp sind eindeutig feststellbar, und es ist nicht erforderlich, daß dieses Signal verstärkt wird.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:
1. Überstrombegrenzung für einen impulsgesteuerten Gleichstrom-Fahrantrieb eines elektrischen Triebfahrzeuges mit einem von mindestens einer Diode überbrückten Gleichstrom-Fahrmotor und mit einem mit diesem in Reihe geschalteten Gleichstromsteller, welcher aus einem Hauptthyristor mit parallelgeschalteter Reihenschaltung aus Löschthyristor und Löschkondensator besteht, wobei das Taktverhältnis der Zünd- und Löschimpulse nach Maßgabe eines von einer Potentiometerschaltung abgegriffenen Spannungssignals durch eine Steuerschaltung vorgegeben wird und eine Detektorschaltung für den Fahrmotorstrom vorgesehen is ist, die aufgrund von impulsstrombedingten Spannungsänderungen an einer induktiven Meßeinrichtung ein weiteres Signal an die Steuerschaltung zur Begrenzung des Fahrmotorstroms liefert, d a durch gekennzeichnet, daß ein Kondensator (93) über einen niederohmigen Widerstand (94) und eine Diode (92) an eine vom Umladestrom des Löschkondensators (2d) durchflossene Drossel (2e) angeschlossen und durch die Drosselspannung auf die an der Drossel auftretenden Spitzenspannung aufladbar ist und daß das stromabhängige Signal am Kondensator (93) abnehmbar ist.
2. Überstrombegrenzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als von einem Umladestrom durchflossene Drossel eine zusätzlich mit dem Löschthyristor (2b)in Reihe geschaltete Drossel (Ie) dient.
3. Überstrombegrenzung nach Anspruch 1 mit parallel zum Löschthyristor geschalteter Reihenschaltung aus antiparallel gerichteter Diode und « Umschwingdrossel, dadurch gekennzeichnet, daß als von einem Resonanzstrom zur Umkehrung der Polarität des Löschkondensators (2d) durchflossene Drossel die Umschwingdrossel (2/?dient.
4. Überstrombegrenzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das stromabhängige Signal von einem Spannungsteiler (91, 95) abnehmbar ist, der die Reihenschaltung aus Kondensator (93) und niederohmigem Widerstand (94) überbrückt.
DE2407002A 1973-02-19 1974-02-14 Überstrombegrenzung für einen impulsgesteuerten Gleichstrom-Fahrantrieb eines elektrischen Triebfahrzeuges Expired DE2407002C3 (de)

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