DE2410926C3 - Schaltungsvorrichtung zum dynamischen Bremsen eines Gleichstrommotors - Google Patents

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsvorrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs.

Es ist allgemein bekannt, daß Gleichstrommotore in *) der Läuferwicklung eine Gegen-EMK erzeugen, die zur Abbremsung des Motors als wirkungsvolles Mittel benutzt werden kann, indem eine Kurzschlußbrücke für die Gegen-EMK hergestellt wird. Nachdem die Versorgungsspannung abgeschaltet ist, erzeugt die Gegen-EMK ein durch ein starkes Magnetfeld bedingtes Drehmoment entgegengesetzt der Drehrichtung des Rotors. Es sind bereits eine große Zahl von Vorrichtungen und Schaltungen bekannt, die diese Erscheinungen zur Abbremsung des Motors benutzen, die allgemein als dynamische Kurzvchlußbremsung bezeichnet wird (DE-PS 11 33 798, DE-AS 10 87 245, CH-PS 4 23 941).

Die Erfindung geht von dem durch die US-PS 63 991 bekannten Stand der Technik aus. Dort wird bei einem aus einem Wechselstromnetz über einen « Transformator und steuerbare Gleichrichter in zwei den beiden Drehrichtungen zugeordneten antiparallelen Mittelpunktschaltungen gespeisten Gleichstrommotor die dynamische Bremsung mittels einer separaten Diodenbrückenschaltung und einer steuerbaren Gleich- *>" richteranordnung bewirkt, die mit den Ausgangsklemmen des Ankers verbunden sind. Für die Kurzschließung werden also zusätzliche Bauelemente benötigt.

Bei der bekannten Einrichilung nach der DE-AS 87 245 wird der Motor aus einer Gleichstromquelle ·" gespeist. Zum Lauf- und dynsimischen Bremsbetrieb dient eine von der Gleichstromversorgungseinrichtung völlig getrennte, selbständige Schalteinrichtung; diese schaltet den Motor je nach Antriebsrichtung über vier in Brückenschaltung angeordnete Leistungstransistoren. Beim dynamischen Abbremsen befinden sich jeweils zwei Transistoren im Sperrzustand. Die Bremsung erfolgt über einen Bremsstromkreis aus jeweils einem der beiden restlichen Transistoren und einer Diode. Die Dioden dienen hierbei auch dazu, Oberspannungen an den letztgenannten Transistoren zu vermeiden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Schaltungsvorrichtung der gattungsgemäßen Art das dynamische Bremsen bei Wegfall der Versorgungswechselspannung mit geringem Schaltungsaufwand zu ermöglichen.

Die Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Gesamtheit der kennzeichnenden Anspruchsmerkmale erreicht.

Die Motorsteuerung erfolgt mittels steuerbarer Gleichrichteranordnungen mit einer vollständig gleichgerichteten Spannung. Eine dieser Vollweggleichrichterschaltungen speist den Motor in der Vorwärtsrichtung mit Strom, die andere dient der Versorgung des Motors für die umgekehrte Drehrichtung. Jede Gleichrichteranordnung besteht aus zwei gesteuerten Gleichrichtern, die mit dem Motor einerseits und den beiden Anschlüssen der Stromversorgung andererseits verbunden sind. Die Steuerelektroden jedes Gleichrichters sind mit einem Impulsgenerator verbunden. Ein durch das Abschalten der Motorspannung erzeugter Steuerimpuls wird benutzt, um allen Gleichrichterelementen gleichzeitig Zündimpulse zuzuführen und diese damit in den Durchlaßzustand zu versetzen, so daß sie über die Transformatorwicklung eine Kurzschlußbrücke für die vom Motor erzeugte Gegen-EMK bilden.

Die vorliegende Erfindung wird durch die Zeichnungen weiter verdeutlicht.

F i g. 1 ist ein Blockdiagramm der Hauptbauteile;

Fig.2 ist ein Schaltschema, das eine bei der Erfindung verwendete Einphasenvollweggleichrichter-Ausführung zeigt;

F i g. 3 ist ein Schaltschf ma der Steueranordnung.

Gemäß F i g. 2 dient zur Stromversorgung eine Wechselstromquelle mit einem Transformator, dessen Ausgangsklemmen mit 2 und 3 und dessen Mittelanzapfung mit 4 bezeichnet sind. Der Transformatorausgang 2 ist mit dem zur Stromlieferung für die Vorwärtsrichtung des Motors dienenden steuerbaren Gleichrichter 5 und mit dem zur Stromlieferung für die entgegengesetzte Richtung dienenden steuerbaren Gleichrichter 6 verbunden. Der Transformatorausgang 3 ist mit dem steuerbaren Gleichrichter 7 für die Vorwärtsrichtung und dem steuerbaren Gleichrichter 8 für die Gegenrichtung verbunden. Die Mittelanzapfung des Transformators ist mit dem Motoranschluß 9 verbunden, welcher die gemeinsame Leitung oder Masseleitung sein kann. Die steuerbaren Gleichrichter 5 und 7 sind mit dem Motoranschluß i0 über die Glättungsdrossel U verbunden. Die steuerbaren Gleichrichter für die umgekehrte Drehrichtung 6 und 8 sind mit dem Motoranschluß 10 über die Glättungsdrossel 12 verbunden.

Die Steuerelektroden der Gleichrichter sind mit der Ausgangsklemme 13 der in Fig. 3 dargestellten Steueranordnung verbunden. Obgleich für die Steueranordnung eine Reihe von Schaltungsschemen geeignet ist, hat sich die in F i g. 3 dargestellte Anordnung für den vorliegenden Zweck als besonders geeignet erwiesen. Diese wird am übersichtlichsten beschrieben ausgehend von den Anschlußpunkten 13,14,15,16 und 17.

Die Eingangsschalteinheit mit den Transistoren 19 und 20 ist mit dem AnschluDpunkt 14 und dem Kondensator 18 verbunden, dem ein Motoranzeige-Signal A zugeführt wird, welches angibt, ob der Motor mit Strom versorgt ist, und dessen Ausbleiben einen Oszillator-Torkreis einschaltet. Der Ausgang 15 der Schalteinheit ist mit dem Oszillatorkreis verbunden. Dieser besteht aus den Kapazitäten 21 und 22, dem steuerbaren Gleichrichter 23 und dem Widerstand 24 und erhält seinen Einschaltimpuls von den Schalttransi- iü stören 19 und 20. Die Kapazität 25, die mit dem Anschlußpunkt 16 des Oszillatorkreises verbunden ist, wird mittels einer Gleichstromquelle (von 24 Volt) aufgeladen und so die Energie bereitgestellt, um den Impuls in dem Augenblick, in dem die Versorgungsspannung des Motors wegfällt, zu erzeugen. Der Ausgangsverstärker mit den Transistoren 26 und 27 liegt mit der Basis des Transistors 26 am Anschlußpunkt 17 des Widerstands 24.

Solange der Motor mit Strom versorgt wird, liegt am Anschlußpunkt 14 eine positive Spannung, die aus der Versorgungswechselspannung durch Gleichrichtung und Spannungsteilung abgeleitet wird. Diese Spannung bewirkt, daß der Kondensator 18 im geladenen Zustand ist, wodurch die Transistoren 19 und 20 im Durchlaßzustand sind. Der Kondensator 18 verhindert auch das vorzeitige Umschalten, ausgelöst durch elektrische Störsignale. Solange sich der Transistor 20 im Durchlaßzustand befinoet, kann der Kondensator 21 nicht aufgeladen werden, was zur Folge hat, dall der Oszillator durch den Transistor 20 überbrückt wird und damit ausgeschaltet ist.

Sobald die Stromzufuhr zum Motor unterbrochen wird, sinkt die positive Spannung am Anschlußpunkt 14, da sich die Kapazität 18 nunmehr entlädt; damit werden die Transistoren 19 und 20 in den Sperrzustand versetzt. Der Kondensator 21 lädt sich auf, wodurch die Anode des steuerbaren Gleichrichters 23 ein höheres positives Potential annimmt als die Steuerelektrode, was bewirkt, daß dieser zündet. Damit bildet sich eine pulsierende Spannung über dem Widerstand 24 aus, die verstärkt mittels der Transistoren 26 und 27 den Steuerelektroden der Gleichrichterelemente 5, 6, 7 und 8 zugeführt wird, was bewirkt, daß alle Gleichrichter sich im Durchlaßzustand befinden.

Wird also der Motor von der Stromversorgung abgetrennt, so erzeugt der noch rotierende Anker eine Gegen-EMK, und da zu diesem Zeitpunkt, wie zuvor beschrieben, alle steuerbaren Gleichrichter der Mittelpunktschaltungen (Fig. 2) im Durchlaßzustand sind, so entsteht ein Kurzschlußpfad für die Gegen-EMK über die Glättungsdrosseln 11 und 12 und die Sekundärwicklung des Transformators. Der derart fließende Strom erzeugt im Motor ein Drehmoment entgegengesetzt zur Antriebsrichtung des Rotors, wodurch der Rotor zum schnellen Anhalten gebracht wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Schaltungsvorrichtung zum dynamischen Bremsen eines Gleichstrommotors, der aus einem Wechselstromnetz über einen Transformator und steuerbare Gleichrichter in zwei den beiden Drehrichtungen zugeordneten antiparallelen Mittelpunktschaltungen gespeist wird und bei dem zum dynamischen Bremsen ein Kurzschlußkreis parallel ίο zum Motoranker mittels einer steuerbaren Gleichrichteranordnung gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß einer aus einem Kondensator (18) und Transistoren (19, 20) sowie weiteren Schaltmitteln bestehenden Schalteinheit (15, 19, 20) im Verbindungspunkt (14) ein das Vorhandensein der Motorversorgungsspannung anzeigendes Signal, welches aus der Versorgungswechselspannung durch Gleichrichtung und Spannungsteilung abgeleitet ist, zDKäführt ist und daß der Ausgang (15) der Schaiteinheit (15, 19, 20) mit einem Osziiiaior-Torkreis verbunden ist, der aus Kondensatoren (21, 22, 25), einem steuerbaren Gleichrichter (23) sowie einem Widerstand (24) und weiteren Schaltmitteln besteht und seinerseits beim Ausbleiben des das Vorhandensein der Motorversorgungsspannung anzeigenden Signals sich einschaltet und über den nachgeschalteten, aus Transistoren (26, 27) und anderen üblichen Schaltmitteln bestehenden Verstärker an einen ausgangsseitigen Verbindungspunkt (13) t.i Zündsignal abgibt, das den Steuerelektroden aller steuerbaren Gleichrichter zugeführt wird.