DE2420606B2 - Bremsabtastschaltung - Google Patents
BremsabtastschaltungInfo
- Publication number
- DE2420606B2 DE2420606B2 DE2420606A DE2420606A DE2420606B2 DE 2420606 B2 DE2420606 B2 DE 2420606B2 DE 2420606 A DE2420606 A DE 2420606A DE 2420606 A DE2420606 A DE 2420606A DE 2420606 B2 DE2420606 B2 DE 2420606B2
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- voltage
- current
- circuit
- motor
- armature
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P7/00—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors
- H02P7/06—Arrangements 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
- H02P7/18—Arrangements 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
- H02P7/24—Arrangements 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
- H02P7/28—Arrangements 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
- H02P7/285—Arrangements 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
- H02P7/29—Arrangements 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
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L50/00—Electric propulsion with power supplied within the vehicle
- B60L50/50—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells
- B60L50/52—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells characterised by DC-motors
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P3/00—Arrangements for stopping or slowing electric motors, generators, or dynamo-electric converters
- H02P3/06—Arrangements for stopping or slowing electric motors, generators, or dynamo-electric converters for stopping or slowing an individual dynamo-electric motor or dynamo-electric converter
- H02P3/08—Arrangements for stopping or slowing electric motors, generators, or dynamo-electric converters for stopping or slowing an individual dynamo-electric motor or dynamo-electric converter for stopping or slowing a dc motor
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/64—Electric machine technologies in electromobility
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Transportation (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
- Control Of Direct Current Motors (AREA)
- Stopping Of Electric Motors (AREA)
Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Bremsabtaslschaltung
für eine Zeitverhältnisregelung zum Steuern eines umschaltbaren Gleichstromreihenschlußmotors, zu dessen
Anker eine Brernsdiode mit der gleichen Durchlaßrichtung parallel geschaltet ist wie die dem Anker und
der Feldwicklung zusammen parallelgeschaltete Freilaufdiode, wobei das Zeitverhältnis des Impulsgenerators
in Abhängigkeit einer dem Motorstrom proportionalen Spannung über einen im Zweig der Ankerwicklung
eingeschalteten Meßwiderstand verändert wird. Eine derartige Schaltung ist in der CH-PS 4 78 484
beschrieben.
Bekanntlich kann die einem Gleichstrommotor von einer Gleichspannungsquelle zugeführte Leistung dadurch
gesteuert werden, daß der prozentuale Anteil der Zeit gertgelt wird, in der der Motor mit der
Spannungsquelle verbunden ist. Leistungssch-iltungen
dieses Typs werden als Zeitverhältnis- oder Impulsregelungen bezeichnet. Dieser Name weist auf die
Schaltungseigenschaften der Regelung hin, die die Spannungsquelle und die Last ein vorgegebenes
Zeitverhältnis lang miteinander verbindet
Eine derartige Regelung, die insbesondere für die Regelung oder Steuerung elektrischer Fahrzeuge
geeignet ist, ist in der US-PS 36 56 039 beschrieben.
Wenn eine Steuerung gemäß der eingangs penannten CH-PS 4 78 484 auf ein elektrisches Fahrzeug angewendet
wird, bilden die Gleichspannungsquelle, der Motor und der Leistungsschalter eine Reihenschaltung. Der
Leistungsschalter kann beispielsweise durch eine Transistorschaltung oder eine Thyristorschaltung gebildet
sein, die einen Hauptthyristor und die erforderlichen Kommutierungselemente enthält. Die Motor-Feldwicklung
befindet sich in einer Brückenschaltung, um eine Richtungssteuerung- für den magnetischen Feldfluß
bezüglich des Flusses zu erreichen, der vom Ankerstrom erzeugt wird. Zusätzlich ist dem Anker üblicherweise
eine Bremsdiode parallel geschaltet, die so gepolt ist, daß sie beim Bremsen durchgeschaltet ist. Der
Reihenschaltung aus Motoranker und Feldwicklung ist eine Freilaufdiode parallel geschaltet, um einen
Strompfad für den Motorblindstrom während der
j5 Sperrzeiten des Leistungsschalters zu bilden.
Im Antriebszustand ergibt sich aus dem Fluß, der von dem Strom in der Feldwicklung erzeugt wird, eine
Ankerspannung mit einer Polarität, die einen Stromfluß durch die Bremsdiode verhindert. Wenn ein Bremsmoment
erforderlich ist, wird die Richtung des Feldflusses umgekehrt. Diese Umkehrung der Feldflußrichtung
erzeugt eine Ankerspannung mit einer Polarität, die von der Bremsdiode kurzgeschlossen ist. Der Motor arbeitet
dann als nebenschlußerregter Generator, wobei er ein dynamisches Bremsmoment erzeugt, dessen Größe
durch das Einschaltverhältnis geregelt bzw. gesteuert wird.
Wenn der Motor im Bremsbereich läuft, soll das Motordrehmomerit so geregelt werden, daß eine sanfte
Verzögerung unabhängig von der Position des Fahrhebels erhalten wird. Bei den bekannten Schaltungen wird
dies durch eine Rückkopplung des Ankerstroms erreicht. Um diese Form einer Bremsregelung durchzuführen,
sind zwei Parameter notwendig: Erstens muß die Regelung ein Signal erhalten, das anzeigt, daß der
Motor im Bremsbereich arbeitet; zweitens muß sie ein Signal erhalten, das den Ankerstrom anzeigt. Bei den
bekannten Schaltungen wurden beide Signale aus der Ankerschaltung erhalten. Sie sind deshalb zu einem
gewissen Grad abhängig vom dynamischen Widerstand der Bremsdiode. Eine Regelung dieser Art ist auch in
der US-PS 33 44 328 beschrieben.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht deshalb darin, eine Bremsabtastschaltung zu
schaffen, die nur dann die Tast- bzw. Zeitverhältnisregelung für eine genau gesteuerte Bremsung des Motors
betätigt, wenn mit Sicherheit ein Bremsvorgang durchgeführt wird.
Diese Aufgabe wird bei einer Bremsabtastschaltiing
der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die ankerstromprcportionale Spannung
zusammen mit der Klemmenspannung des Motors einem Vergleicher zugeführt wird, dessen Ausganusgröße
die Zeitverhältnisregelung dann beeinflußt, wenn diese Spannungen eine vorbestimmte Beziehung zueinander
erreichen.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen. ι ο
Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen insbesondere darin, daß mit wesentlich größerer
Sicherheit festgestellt werden kann, wann der Motor tatsächlich im Bremsbereich arbeitet, da jeweils die
Relation von Ankerstrom und Klemmenspannung ermittelt wird. Diese Ermittlung ist frei von dem
möglicherweise zu Fehlern führenden Temperaturverhalten der Bremsdiode.
Die Erfindung wird anhand der folgenden Beschreibung und der Zeichnung von Ausführungsbeispielen
näher erläutert Es zeigt
F i g. t ein vereinfachtes Schaubild eines Gleichstrom-Reihenschlußmotors,
Fig.2 ein Kurvenbild, in dem der Ankersirom über
der Klemmenspannung bei dem Motor nach F i g. 1 unter verschiedenen Betriebsbedingungen aufgetragen
ist,
Fig.3 ein schematisches Schaltbild von einem Ausführungsbeispiel der Erfindung,
Fig.4 ein schematisches Schaltbild von einem m
zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung,
F i g. 5 ein schematisches Schaltbild einer Motorregelschaltung unter Verwendung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels
in einem Antriebssystem.
In Fig. 1 ist eine Gleichspannungsquelle als Batterie
10 dargestellt. Der positive Anschluß der Batterie befindet sich in F i g. 1 oben, und der negative Anschluß
unten. Der Gleichstrom-Reihenschlußmotor hat einen Anker 12, Bürsten 13 und 15 und eine Feldwicklung 14.
Der Motor ist direkt mit dem positiven Anschluß der Batterie 10 verbunden. Eine umgekehrt gepolte
Bremsdiode 16 ist zwischen den positiven Anschluß der Batterie 10 und den Knotenpunkt zwischen Anker 12
und Feldwicklung 14 geschaltet.
Die Feldwicklung 14 ist in einer Prückenschaltung mit Vorwärtsschützen F\, F2 sowie mit Rückwärtsschützep
R1, R2 verbunden. Dadurch, daß entweder Fi und F2 oder
R\ und R2 geschlossen werden, kann die Richtung des
Stromflusses durch die Feldwicklung 14 geändert werden, um eine Motordrehung in einer gewünschten
Richtung zu erzeugen oder eine Bremsung zu bewirken.
Wenn sich der Motor vorwärts dreht, so ist die Richtung des magnetischen Feldflusses derart, daß die
erzeugte Anker-.pannung an der oberen Bürste 13 positiv ist, wodurch eine der Betriebsspannung entgegengesetzte
Sperrspannung an der Diode 16 gebildet wird. Wenn die Rückwärtsschütze geschlossen sind, so
daß der Feldstrom in umgekehrter Richtung fließt, so wird die Polarität der erzeugten Ankerspannung
umgekehrt, d. h., sie wird an der unteren Bürste 15 positiv. Diese Umkehrung der Polarität der erzeugten
Ankerspannung gibt der Bremsdiode 16 eine positive Vorspannung, wodurch der Anker kurzgeschlossen
wird, so daß ein Rückstrom beträchtlicher Größe durch die Ankerwicklung fließt. Während der Motor sich also
immer noch in derselben Richtung dreht, ist seine effektive oder elektrische Drehrichtung umgekehrt.
Der Motor ist mit dem negativen Anschluß der Batterie (0 über einen Leistungsschalter 18 verbunden,
der als Thyristor mit einem Steueranschluß dargestellt ist, über den die Impulssteuerung des Motors bewirkt
wird. Das öffnen bzw. das Sperren des Thyristors kann durch eine bekannte Kommutierungsschaltung oder
durch Verwendung eines Thyristors mit Steuerelektrode erfolgen.
Wird der Thyristor 18 eine Zeit t\ lang geschlossen und eine Zeit t2 lang geöffnet, so ist die mittlere
Spannung Vu, die den Anschlüssen des Motors zugeführt wird.
wobei Ve die Spannung der Batterie 10 ist Es ergibt sich,
daß die Motorklemmenspannung zwischen null und der vollen Batteriespannung Ve durch geeignete Steuerung
des Verhältnisses des Zeitintervalls fi zur Summe der
Intervalle (t\ + t2) eingestellt w? den kann. Dieses
Verhältnis wird als Einschaitverhäitnis rezeichnet
Eine Freilaufdiode 20, deren Kathode mit der oberen Bürste 13 des Ankers 12 und deren Anode mit der
Verbindung zwischen dem Leistungsschalter 18 und der Feldw-^klung 14 verbunden ist, bildet einen Strompfad
für den Motorstrom, der während der Zeit, in der der Leistungsschalter 18 offen ist, fließt
Die Kurven von F i g. 2 zeigen die Strom/Spannungs-Charakteristik eines typischen Gleichtirom-Fahrmotors
unter verschiedenen Betriebsbedingungen. Die vertikale Achse stellt den Motorstrom und die horizontale
Achse die Motorspannung dar. Da aber die Motorspannung direkt proportional zum Einschaltverhältnis ist, ist
die horizontale Achse direkt bezogen auf dieses Einschaltverhältnis eingeteilt, welches von 0 bis 1 geht
Wenn der Motor bei 100% der Drehzahl in positiver Drehrichtung, wie vorstehend definiert, arbeitet, so
ergibt sich aus der maximalen Spannung de.· Nennstrom. Bei einer Drehzahl von 30% erzeugt die
maximale Spannung das Sechsfache des Nennstroms. Burn Abdrosseln (durch Überlastung) reichen 40% der
Batteriespannung aus, um den sechsfachen Nennmotorstrom hervorzurufen. Wenn die Rückwärtsschütze
geschlossen sind, so daß sich der Motor in elektrisch negativer Richtung dreht, und zwar bei — T0% der
maximalen Drehzahl, so sind nur 25% der Batteriespannung notwendig, um das Sechsfache des Motornennstroms
zu erzeugen. Ist die Drehzahl rückwärts größer als —10%, so werden entsprechend weniger Prozente
der Batteriespannung benötigt, um den sechsfachen Ankernennstrom zu entwickeln.
Wenn sich der Motor in einer elektrisch negativen Ric'ic.ng bei einer Drehzahl von -10% oder mehr
dreht, so wird der Motor als im Bremsbereich arbeilend bezeichnet. In di;sem Betriebsbereich wird die den
Anker überbrückende Bremsdiode 16 durchgeschalte!. Die Steigung der in F i g. 2 gezeigten Strom-Spannungskurven
ist ein Maß für die Motordrehzahl. Übersteigt der Anstieg einen vorbestimmten Wert, so heißt dies,
daß der Motor bremst. Weil die Motorklemmenspannung und das Einschaltverhältnis durch eine Pvoportionalitätskonstante
in Beziehung stehen, kann dps Einschaltverhältnis in Verbindung mit dem Ankerstrom
verwendet werden, um den Motorbetrieb im Bremsbereich festzustellen.
In F i g. 3 ist ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der
Erfindung zum Abtasten des Bremsbetriebes des
Motors gezeigt, wenn der Strom einen vorbestimmten
Wert für eine vorgegebene Motorspannung übersteigt. Ein als ein erster Fühler arbeitender Meßwiderstand 22
ist mit dem Motoranker 12 in Reihe geschaltet, um ein
Signal abzugeben, das proportional zum Ankerstrom ist. > Das so erhaltene Signal wird durch eine Verstärkerschaltung 24 verstärkt, um eine Spannung zu erzeugen,
die proportional zu dem durch den Anker 12 fließenden Strom ist. Die Ausgangsgröße der Verstärkerschaltung
24 wird über einen Widerstand 26 dem nicht invertierenden Eingang eines Vergleichers 32 zugeführt.
Dieser nicht invertierende Eingang des Vergleichers 32 ist weiterhin mit einem Punkt gemeinsamen Potentials
Der Vergleiche 32 kann ein üblicher Differentialver- ι j
stärker sein und hat zwei Eingänge, von denen einer invertiert und der andere nicht invertiert. Wenn die an
den nicht invertierenden Eingang angelegte Spannung positiver ist als die an den invertierenden Eingang
angelegte Spannung, so hat die Ausgangsspannung des >o Verstärkers einen ersten Wert. Wenn die an den nicht
invertierenden Eingang angelegte Spannung kleiner ist als die Spannung am invertierenden Eingang, so ändert
sich die Ausgangsgröße des Verstärkers auf einen /weiten Wert, der niedriger ist als der erste Wert. Die r>
Spannung am Ausgang des Verstärkers ist daher ein Maß für die relativen Spannungswerte, die an den
[Eingängen des Verstärkers anliegen.
Dem invertierenden Eingang des Vergleichen 32 wird über einen vereinfacht als Leitung dargestellten in
/weiten Fühler 30 ein Spannungssignal zugeführt, das proportional zum Einschaltverhältnis und somit zur
Klemmenspannung des Motors ist. Die Größen der Widerstände 26 und 28 sind so gewählt, daß eine
Spannung am nicht invertierenden Eingang des Γι
Vergleichers ansteht, die bei einem gegebenen Ankerstrom
(typischcrwcisc das Sechsfache des Nennstroms) gleich der Spannung ist. die dem anderen, invertierenden
Eingang des Vergleichers zugeführt wird, wenn das Kinschaltvcrhältnis 25% beträgt. Durch Verwendung 4n
dieser Werte als Bezugspunkte zum Bestimmen der Werte der Bauelemente der Schaltung wird sichergestellt,
daß immer dann, wenn der Ankerstrom und das Hinschaltverhältnis eine vorbestimmte Beziehung erreichen,
die Ausgangsgröße des Vergleichen ihren 4-, Zustand ändert. Dies geschieht, weil die Ausgangsgröße
des Vergleichers eine Funktion der relativen Werte der Signale ist. die den Eingängen des Vergleichers
zugeführt werden.
Der Vergleicher 32 ist also so eingestellt, daß er längs >o
einer charakteristischen Kurve nach F i g. 2 arbeitet, die
die festgelegte Proportionalität der abgetasteten Signale darstellt, die benötigt werden, um den
Vergleicher 32 entsprechend der Steigung der gewünschten Bremskurve zu triggern, d. h., sie ist eine
Kurve, deren Steigung größer ist als diejenige der Kippoder Blockierdrehzahlkurve. Das System arbeitet somit
als eine Funktion der Antriebsart des Motors, und zwar unabhängig von den absoluten Werten des Stroms oder
des Einschaltverhältnisses. Läuft der Motor im Antriebsbereich, so überschreitet die Spannung des
invertierenden Eingangs diejenige des nicht invertierenden Eingangs, und der Ausgang 34 des Vergleichers 32
bleibt auf seinem negativsten Spannungspegel. Läuft der Motor jedoch im Bremsbereich, was einer Steigung
entspricht, die größer ist als die Steigung beim Abdrosseln oder Stillstand, so überschreitet die
Spannung am nicht invertierenden Eingang die Span nung am invertierenden Eingang, weil der Ankerstrom
höher ist. Die Spannung am Ausgang 34 des Verglcichers 32 bleibt dabei auf ihrem positivsten Wert.
Ein positives Signal am Ausgang 34 zeigt also an, daß der Motor im Bremsbetrieb arbeitet.
In Fig.4 ist ein zweites Ausführungsbeispiel der
Erfindung gezeigt, bei dem ebenfalls ein Signal abgegeben wird, das anzeigt, daß der Motor im
Bremsbereich arbeitel, wenn die Größe des Anker-Stroms einen vorbestimmten Wert übersteigt und wenn
das Einschaltvcrhältnis kleiner als ein anderer, ebenfalls vorbestimmter Wert ist. Der invertierende Eingang
eines Verglcichers 52 ist mit dem Knotenpunkt /wischen Widerstanden 48 und 50 verbunden, die
zwischen der positiven und der nega'ivcn Hauptleitung
in Reihe geschaltet sind. Der nicht invertierende Eingang des Vergleichen 52 ist mit dem Knotenpunkt
zwischen Widerständen 36 und 38 verbunden, die ihrerseits zwischen der negativen Hauptleitung und dem
Ausgang der Verstärkerschaltung 24 in Reihe geschaltet sind. Der nicht invertierende Eingang eines zweiten
Vergleichers 54 ist mit dem Knotenpunkt zwischen Widerständen 44 und 46 verbunden, die zwischen der
positiven und der negativen Hauptleitung in Reihe geschaltet sind. Der invertierende Eingang des Vergleichen
54 ist mit dem Knotenpunkt zwischen Widerständen 40 und 42 verbunden, die in einer Reihenschaltung
zwischen einem Eingang 64 und der negativen Hauptleitung liegen.
Die in Reihe geschalteten Widerstände 48 und 50 bilden einen Spannungsteiler, der den invertierenden
Eingang des Vergleichers 52 mit einem bestimmten Spannungsniveau beaufschlagt, während die Reihenwiderstände
44 und 46 den nicht invertierendzn Eingang des Vergleichers 54 auf einen zweiten Spannungswert
vorspannen. Die Größe der Widerstände 36 und 38 ist so gewählt, daß die Spannung am nicht invertierenden
Eingang des Vergleichers 52 den Spannungspegel am invertierenden Eingang (der von der Größe der
Widerstände 48 und 50 bestimmt wird) übersteigt, wenn der Ankerstrom einen vorbestimmten Wert überschreitet,
vorzugsweise sechsmal größer ist als der Nennankerstrom. Wenn der Ankerstrom kleiner als der
gewählte Pegel ist. so befindet sich die Ausgangsspannung des Vergleichers 52 auf dem negativsten Pegel.
Wenn der Strom einen gewählten Pegel übersteigt, so befindet sich die Ausgangsspannung auf ihrem positivsten
Pegel.
Eine dem Einschaltverhältnis proportionale Spannung wird von einer nicht gezeigten Regelschaltung mit
einem vereinfacht als Leitung dargestellten zweiten Fühler 64 zugeführt. Die Größe der Widerstände 40 und
42 ist so gewählt, daß sich der invertierende Eingang auf einem Spannungspegel befindet, der kleiner ist als
derjenige des nicht invertierenden Eingangs (der von der Größe der Widerstände 44 und 46 bestimmt wird),
wenn das Einschaltverhältnis bzw. die Klemmenspannung kleiner als ein vorbestimmter Wert ist, vorzugsweise 25%. Wenn das Einschaltverhältnis kleiner als der
gewählte Wert ist, so bePndet sich die Ausgangsspannung des Vergleichers 54 auf ihrem positivsten Wert
anderenfalls bleibt sie auf ihrem negativsten Wert
Ein Widerstand 60" ist zwischen der positiver Hauptleitung und einem Ausgang 62 vorgesehen, mil
der die Anode einer Diode 56 verbunden ist Derer Kathode ist mit dem Ausgang des Vergleichers 52
verbunden. Eine zweite Diode 58 ist an ihrer Anode mit dem Ausgang 62 und an ihrer Kathode mit den-
Ausgang des Vcrglcichcrs 54 verbunden, lsi der
Ankerstrom kleiner als ein vorbestimmter Wen (vorzugsweise das Sechsfache des Nennmotorstroms)
oder wenn das Einschaltverhältnis größer ist als ein vorbestimmter Wert (beispielsweise 25%), so ist die
Ausgangsgröße einer der beiden Vcrgleicher negativ und die Spannung am Ausgangsanschluß 62 ist negativ.
Wenn d«, Ankerstrom größer als der vorbestimmic Wert ist und wenn das Einschaltverhältnis kleiner als
dessen vorbestimmter Wert ist, so ist die Ausgangsspantiung
beider Vergleicher jetzt auf einem positiven Pegel,
wodurch die Spannung am Ausgang 62 ebenfalls positiv wird, so daß angezeigt wird, daß der Motor im
Bremsbetrieb läuft.
I i g. 5 zeigt in scher, mischer Form eine vollständige
Schaltung zur Steuerung bzw. Regelung eines Antriebssystems für einen (ilcichstroitircihcnschluOmotor unter
Verwendung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Hriindung. Der i.cisdiiigskrci.s mit der Batterie, tier
Feldwicklung 14. dem Anker 12. dem Leistungsschalter 18. der Bremsdiode 16. der Frcilaufdiodc 20 und dem
Meßwidersiand 22 winde bereits vorstehend beschrieben.
Die Verstärkerschaltung 24 verwendet einen Operationsverstärker 76. der als ein Differentialverstärker in
bekannter Art und Weise geschaltet ist, wie dies bereits bezüglich des Vergleichen 32 beschrieben wurde. Der
invertierende [iingang des Verstärkers 76 ist mit dem Mittcliinschluß von Widerständen 66 und 72 verbunden,
die eine Scrienschaltung zwischen einem ersten Ausgang des als ein erster Fühler arbeitenden
Meßwidersiand 22 und der negativen Hauptleitung bilden. Der nicht invertierende Eingang des Verstärkers
76 ist mil dem Knotenpunkt zwischen Widerständen 68 und 70 verbunden, die /wischen dem zweiten Anschluß
des Stromwandlcrs 22 und der negativen Hauptleitung in Reihe geschähet sind. Ein die Verstärkung steuernder
Widerstand 74 ist zwischen den invertierenden Eingang
und den Ausgangsanschluß des Verstärkers 76 geschaltet. Die Ausgangsgröße des Verstärkers 24 ist somit eine
Spannung, die mi! der am Meßwiderstand 22 entwickelten
Spannung über cmc Proportionalitätskonstantc in
Beziehung steht
Ein Potentiometer 116 befindet sich zwischen der für
das S-. stern gemeinsamen Hauptleitung und der negativen Hauptleitung. Das Potentiometer dient zur
Steuerung durch eine Bedienungsperson. Bei einem elektrischen Fahrzeug ist das Potentiometer mechanisch
mit dem Fahrpedal verbunden. Die Stellung des Schleifers liefert eine Referenzspannung bezüglich der
gemeinsamen Hauptleitung, die als Eingang zur steuerbaren Beschleunigiingsschaltung 114 dient. Diese
Beschleunigungsschaltung dient dazu, die Anstiegsgeschwindigkeit des Motordrehmoments zu begrenzen, so
daß die Räder nicht durchdrehen können. Der Schleifer des Potentiometers 116 ist mit einem Ende eines
Widerstandes 104 verbunden Das andere Ende des Widerstandes ist mit einem Kondensator 112 verbunden.
Eine Diode 105 liegt im Nebenanschluß zum Widerstand 104. Der Kondensator 112 ist der
Emitter-Kollektor-Strecke eines Transistors 110 parallel geschaltet, dessen Kollektor mit der gemeinsamen
Leitung bzw. mit Masse verbunden ist und dessen Emitter mit dem Knotenpunkt zwischen dem Widerstand
104 und dem Kondensator 112 in Verbindung steht. Die Basis des Transistors IiO ist über einen
Widerstand 108 mit einer Spannung verbunden, die dazu dient, die steuerbare Beschleunigungsschaltung 114
zurückzustellen. Wird eine positive Spannung an die Basis des Transistors 110 über den Widerstand 108
angelegt, so wird der Transistor diirchgeschaltct und die
Spannung am Kondensator 112 wird null. Der Ausgiingswidersiand 106 ist mit seinem einen Ende mit
dem Knotenpunkt zwischen dem Widerstand 104 und dem Kondensator 112 verbunden, und sein anderes
Ende dient als Ausgang der Bcschlcunigungsschallung 114.
ίο Ein der Spannung am Kondensator 112 proportionaler
Nimm wird von der Beschleunigungsschalttm« 114
an die Summierstelle des Operationsverstärkers 124 einer Verstärkerschaltung 126 gegeben. Ein Widerstand
122 liegt zwischen dem invertierenden Eingang oder der
ι-, .Summierstelle und dem Ausgang des Verstärkers 124
und kehrt den Eingangsstrom in eine proportionale Ausgangsspannung um. Diese Spannung wird einer
Steuerschaltung 128 zugeführt, die vorzugsweise einen Oszillator und eine kommulierungsschaitung zum
»ii Betätigen des Lcistungsschalters 18 enthält. Der
Oszillator steuert die Einschalt-Stcuerimpulsc zeitlich derart, daß das Einschaltvcrhältnis des Leistungsschalters
eine lineare Funktion der Eingangsspannung des Oszillators ist. Dann ist die Ausgangsspannung des
i-, Vcrsiärkers 124 direkt proportional zu der am Motor
anliegenden Spannung.
Somit ist die Motorklemmenspannung eine Funktion der Größe des Stroms, der aus der Summicrstelle
(invertierender Eingang) des Operationsverstärkers 124
κ, fließt. Dessen nicht invertierender Eingang ist mit der
gemeinsamen Leitung (Schaltungsnull) verbunden.
In der Summierstelle des Verstärkers 124 gibt es drei
Stromquellen: Den Ausgangsstrom der steuerbaren Beschleunigungsschaltung 114, die Ausgangsgröße der
r, Strombegrenzungsschaltung 96, die weiter unten näher erläutert wird, und einen Eingangsstrom von einer
lusticrschaltung 117 für das Kriechen. Diese Justierschaltung 117 liefert einen Bezugsstrom, der proportional
dem gewünschten Drehmoment bei nicht betätigtem
4(i Fahrpedal ist. Das Eingangssignal wird einer Serienschaltung
zugeführt, die aus einem Widerstand 118 und einem Potentiometer 120 besteht, das eingestellt
werden kann, um den gewünschten Stromwert zu liefern.
4", Falls kein S'rombegrenzungssignal auftritt, wird die
Motorspannung durch die Spannungen bestimmt, die von der lustierschaltung und dem Potentiometer 116
des Fahrpedals geliefert werden.
Die Strombegrenzungsschaltung 96 hat keine Wir-
■50 kung auf die angelegte Motorklemmenspannung, bis der
Ankerstrom einen vorbestimmten Maximalwert erreicht hat. Die Ausgangsspannung der Stromverstärkerschalti'.ng
24 wird über einen Widerstand 78 an den nicht invertierenden Anschluß eines Vergleichers 82 gegeben.
Der invertierende Anschluß des Vergleichers ist mit dem Schleifer eines Potentiometers 88 verbunden,
dessen eines Ende mit der positiven Hauptleitung verbunden ist Das andere Ende ist mit der negativen
Hauptleitung über einen Widerstand 92 verbunden. Das eine Ende der Serienschaltung des Widerstandes 90 und
des Potentiometers 94 ist mit dem Knotenpunkt zwischen dem Potentiometer 88 und dem Widerstand 92
verbunden. An das andere Ende der Serienschaltung ist eine Spannung angelegt, um den Strombegrenzungs-
(,5 wert beim Bremsen zu erhöhen, wie dies noch näher
erläutert wird. Ein die Verstärkung steuernder Widerstand 80 verbindet den nicht invertierenden Eingang mit
dem Ausgang des Vergleichen 82. Der Ausgang des
Vergleichen 82 ist über eine Diode 84 und einen
Widersland 86 mit dem invertierenden Eingang des Verstärkers 124 verbunden. Wenn der Arikcrsirom
kleiner als der vorbestimmte Begrcn/iingswert ist. so isi
die Ausgangsspannung der Verstärkerschaltung 24 kleiner als die Spannung am Schleifer des Potentiometers
88. Der Vergleicher 82 erzeugi dann eine negative Atisgangsspa.inung, die die Diode 84 in umgekehrter
Richtung vorspannt. Sie hat also keine Wirkung auf den Eingangsstrom der Verstärkerschaltung 126. Wenn der
Ankerstrom den vorbestimmten Wert überschreitet, so
übersteigt die Ausgangsspannung der Verstärkerschaltung
24 die am Schleifer des Potentiometers 88 eingestellte Spannung, und die Ausgangssparnung des
Vergleichers 82 schaltet auf einen positiven Wert. Weil
die Diode 84 jetzt positiv bzw. vorwärts vorgespannt ist. wird ein positiver Strom an den Verstärker 124 geliefert,
wodurch dessen Ausgangsspannung verringert und eine
κι
schalters 18 herbeigeführt wird, wodurch wiederum der
Ankerstrom verkleinert wird.
Beim Bremsen müssen zwei Funktionen erfüllt sein: Erstens muß der Rückstcllanschluß der Beschleunigungsschaltung
114 vorgespannt sein, um den Transistor 110 durchzuschalten, damit der Kondensator 112
überbrückt wird, wodurch der Einfluß der F'ahrpcdalstcllung auf das Bremsmoment aufgehoben wird;
zweitens muß die Strombegrenzungsschaltung % so einjustiert sein, daß ein vorbestimmtes Anwachsen in
der Bezugsspannung erzeugt wird, so daß ein adäquates BreinsmomeiH zur Verfügung steht. Diese beiden
Funktionen weiden von der Bremsabtastschaltung 100 erfüllt, die den gleichen Aufbau aufweist wie das
bevorzugte Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 und zusätzlich einen Kondensator 102 und eine Diode 98
enthält. Der Kondensator 102 ist dem Widerstand 28 parallel geschaltet, um Spannungsschwankungen auszufiltern.
die aus Wclligkeilen im Ankerstrom resultieren. Die Diode 98 ist mit dem Ausgang des Vergleichcrs 32
verbunden, wobei ihr Kathodenanschluß als Ausgang für die Bremsabtastschaltung 100 dient. Die ankerstrom
proportionale Ausgangsspannung der Verstärkerschaltung 24 wird auch in diesem Alisführungsbeispiel dem
nicht invertierenden Eingang des Vergleichcrs 32 zugeführt, während dessen invertierendem Eingang ein
dem Einschaltzcitverhälinis und somit der Klemmenspannung
entsprcche.ides Signal vom Ausgang des Verstärkers 124 über den vereinfacht als Leitung
d:ifaCS'.c!!'.Cn /^C'tcn liihlpr K) /iiirpfiihrl wirrl Wip in
Verbindung mit F'i g. 3 bereits erläutert, ist die
Ausgangsgröße des Vergleichcrs 32 nur dann positiv, wenn der Motor im Bremsbetrieb läuft. Die positive
Ausgangsspannung, die durch die Abtastschaltung 100 erzeugt wird, liefert ein Betätigungssignal an den zum
Zurückstellen dienenden Anschluß der Bcschlcunigungsschaltung
114 und vergrößert auch den von der
Strombegrenzungsschaltung % erlaubten Maximalstrom auf einen Wert, der durch die Einstellung des
Potentiometers 94 bestimmt ist.
Hierzu 3 Watt Zeichnungen
Claims (7)
1. Bremsabtastschaltung für eine Zeitverhältnisregelung zum Steuern eines umschaltbaren Gleichstromreihenschlußmotors,
zu dessen Anker eine Bremsdiode mit der gleichen Durchlaßrichtung parallel geschaltet ist wie die dem Anker und der
Feldwicklung zusammen parallelgeschaltete Freilaufdiode, wobei das Zeitverhältnis des Impulsgenerators
in Abhängigkeit einer dem Motorstrom proportionalen Spannung über einen im Zweig der
Ankerwicklung eingeschalteten Meßwiderstand verändert wird, dadurch gekennzeichnet, daß
die ankerstromproportionale Spannung zusammen mit der Klemmenspannung des Motors einem
Vergleicher (32, 34) zugeführt wird, dessen Ausgangsgröße die Zeitverhältnisregelung .dann beeinflußt,
wenn diese Spannungen eine vorbestinimte Beziehung zueinander erreichen.
2. Bremsabtastschaltung nach Anspruch I1 dadurch
gekennzeichnet, daß die Ausgangsgröße des Vergleichers (32,34) die mittlere Durchschaltung der
Zeitverhältnisregelung zum Senken der an den Motor angelegten Klemmenspannung verkürzt.
3. Bremsabtastschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitverhältnisregelung
einen steuerbaren Siliziumgleichrichter (18) umfaßt.
4. Bremsabtastschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitverhältnisregelung
einen spannungsgesteuerten Oszillator (128) umfaßt.
5. Bremsabtastschahupg nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eini Strombegrenzungsschaltung
(96) das ankerstromproportionale Signal mit einem Bezugssignal vergleicht und ein Strombegrenzungssignal
abgibt, wenn das ankerstromproportionale Signal das Bezugssignal übersteigt, und
daß eine Schaltungsanordnung (126) auf das1 Strombegrenzungssignal oder das Bremssignal der
Bremsabtastschaltung (100) anspricht zur Begrenzung der Motorklemmenspannung.
6. Bremsabtastschaltung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß mit der Strombegrenzungsschaltung
(96) und mit der Bremsabtastschaltung (100) eine steuerbare Beschleunigungsschaltung
(1 14) verbunden ist, die den effektiven Wert des Bezugssignals der Strombegrenzungsschaltung (96)
ändert, wenn die Motorklemmenspannung einen vorbestimmten Wert überschreitet.
7. Bremsabtas!schaltung nach Anspruch 5, dadurch
gekennzeichnet, daß das Strombegrenzungs-Bezugssignal bei Auftreten eines Bremssignals von
einem ersten, niedrigeren Wert zu einem zweiten, höheren Wert wechselt.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US00368973A US3855512A (en) | 1973-06-11 | 1973-06-11 | Braking-mode detection circuit |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2420606A1 DE2420606A1 (de) | 1975-01-02 |
DE2420606B2 true DE2420606B2 (de) | 1979-05-17 |
DE2420606C3 DE2420606C3 (de) | 1980-01-17 |
Family
ID=23453526
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE2420606A Expired DE2420606C3 (de) | 1973-06-11 | 1974-04-27 | Bremsabtastschaltung |
Country Status (7)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US3855512A (de) |
JP (1) | JPS5345483B2 (de) |
AT (1) | AT339439B (de) |
BG (1) | BG42360A3 (de) |
DE (1) | DE2420606C3 (de) |
FR (1) | FR2232863B1 (de) |
GB (1) | GB1468251A (de) |
Families Citing this family (17)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB1480056A (en) * | 1973-06-30 | 1977-07-20 | Lucas Industries Ltd | Electrically driven vehicles |
US3958163A (en) * | 1974-11-20 | 1976-05-18 | General Electric Company | Method and apparatus for plug sensing |
US3995204A (en) * | 1974-12-20 | 1976-11-30 | General Electric Company | Braking mode control for an electric traction motor |
JPS594948B2 (ja) * | 1975-07-24 | 1984-02-01 | ソニー株式会社 | モ−タノキドウソウチ |
JPS5399687U (de) * | 1977-01-17 | 1978-08-12 | ||
US4206389A (en) * | 1977-02-02 | 1980-06-03 | Clark Equipment Company | Automatic field control for direct current shunt motor |
JPS54500083A (de) * | 1977-12-08 | 1979-12-06 | ||
US4410842A (en) * | 1980-10-02 | 1983-10-18 | Lucas Industries Limited | Battery-powered electric vehicle d.c. motor control |
JPS58218706A (ja) * | 1982-06-14 | 1983-12-20 | 株式会社フジクラ | ゴム・プラスチツクケ−ブル |
FR2557398B1 (fr) * | 1983-12-21 | 1986-05-23 | Petit Jean Claude | Procede et dispositif electronique de commande et de regulation de l'intensite du courant d'alimentation d'un moteur electrique alimente par une source de courant continu a tension fixe |
US5565760A (en) * | 1994-11-02 | 1996-10-15 | General Electric Company | Electrical propulsion systems for a golf car |
USRE36454E (en) * | 1994-11-02 | 1999-12-21 | General Electric Company | Electrical propulsion systems for a vehicle |
JP3548690B2 (ja) * | 1998-10-05 | 2004-07-28 | 日本輸送機株式会社 | 電気車用走行モータの限流値設定法及びその装置 |
JP3791375B2 (ja) * | 2001-09-27 | 2006-06-28 | 株式会社明電舎 | 電動車両の制御方法と装置 |
US7042177B2 (en) * | 2004-08-05 | 2006-05-09 | Universal Instruments Corporation | Method and system for electronic braking of an electric motor having no permanent magnets |
US7960928B2 (en) * | 2008-10-15 | 2011-06-14 | Tesla Motors, Inc. | Flux controlled motor management |
CN112440782B (zh) * | 2019-08-30 | 2022-06-14 | 比亚迪股份有限公司 | 电动汽车及其充电系统的控制方法、装置 |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB1010155A (en) * | 1963-03-26 | 1965-11-17 | Lansing Bagnall Ltd | Improvements in or relating to electric motors for example for driving industrial trucks |
US3636422A (en) * | 1970-09-18 | 1972-01-18 | Westinghouse Electric Corp | Traction motor control system |
US3777237A (en) * | 1972-03-03 | 1973-12-04 | Gen Electric | Direct current power control circuit |
-
1973
- 1973-06-11 US US00368973A patent/US3855512A/en not_active Expired - Lifetime
-
1974
- 1974-04-27 DE DE2420606A patent/DE2420606C3/de not_active Expired
- 1974-05-22 AT AT423874A patent/AT339439B/de not_active IP Right Cessation
- 1974-06-04 GB GB2465774A patent/GB1468251A/en not_active Expired
- 1974-06-06 FR FR7419490A patent/FR2232863B1/fr not_active Expired
- 1974-06-10 JP JP6512674A patent/JPS5345483B2/ja not_active Expired
- 1974-06-11 BG BG026929A patent/BG42360A3/xx unknown
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
BG42360A3 (en) | 1987-11-14 |
GB1468251A (en) | 1977-03-23 |
FR2232863A1 (de) | 1975-01-03 |
DE2420606A1 (de) | 1975-01-02 |
AT339439B (de) | 1977-10-25 |
FR2232863B1 (de) | 1980-12-19 |
JPS5345483B2 (de) | 1978-12-07 |
JPS5027920A (de) | 1975-03-22 |
ATA423874A (de) | 1977-02-15 |
DE2420606C3 (de) | 1980-01-17 |
US3855512A (en) | 1974-12-17 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE2420606B2 (de) | Bremsabtastschaltung | |
DE3414592A1 (de) | Elektrische bremsregelung fuer gleichstrommotoren | |
DE3015162A1 (de) | Steuersystem und speiseverfahren fuer einen wechselstrommotor | |
DE102008039593A1 (de) | Steuerschaltung für einen Generator, eine Generatorbaugruppe, und Verfahren zur Steuerung der Ausgangsspannung eines Generators | |
DE2012230A1 (de) | Steuervorrichtung für eine Gleichstrommaschine | |
DE3105792A1 (de) | Steuervorrichtung fuer wechselrichter | |
DE3141190C2 (de) | Schaltungsanordnung zum Regeln der Drehzahl eines Gleichstrommotors | |
DE2228715A1 (de) | Strombegrenzungsregelung für ein elektrisches Leistungssystem | |
DE1513169A1 (de) | Steuerschaltung fuer einen Gleichstrommotor | |
DE1588368A1 (de) | Automatisches Steuerungssystem | |
DE2316237C2 (de) | Steuerschaltung zum Betreiben eines Gleichstrommotors aus einer Gleichstromquelle | |
DE2556809A1 (de) | Steuerkreis fuer einen reluktanzmotor mit sich aendernder magnetischer leitfaehigkeit | |
DE69200655T2 (de) | Schaltung zur Regelung der Ladespannung einer mittels eines Generators gespeisten Batterie. | |
DE3015135A1 (de) | System und verfahren zum erzeugen eines speisestroms variabler groesse und frequenz zum speisen eines wechselstrominduktionsmotors sowie elektromotoranordnung | |
DE3204800A1 (de) | Leistungswechselrichter | |
DE3044150A1 (de) | Spannungsreglerschnittstellenschaltung | |
DE2347859A1 (de) | Steuerbare steuerschaltung fuer variables tastverhaeltnis | |
DE4015614A1 (de) | Zuendeinrichtung fuer einen verbrennungsmotor | |
DE2359299A1 (de) | Zerhacker-regelanordnung | |
DE2030606B2 (de) | Motorsteuerung mit Strombegrenzungsschaltung | |
DE3126277C2 (de) | Schaltungsanordnung zum Regeln des Ankerstromes eines Gleichstrommotors | |
DE1563860B2 (de) | Anordnung zur regelung eines aus einer wechselstromquelle gespeisten gleichstromnebenschlussmotors | |
DE2731501C3 (de) | Regelanordnung für einen mit Reihenschluß-Nebenschluß-Umschaltung betriebenen Gleichstrommotor | |
DE2934316C2 (de) | Verfahren zum Betrieb eines fremderregten Nebenschluß-Gleichstrommotors, Anordnung zur Ausführung des Verfahrens sowie Verwendung des Verfahrens | |
DE2442244A1 (de) | Elektrischer steuerschaltkreis |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |