DE2539133A1

DE2539133A1 - Steuerschaltung fuer elektrisch angetriebenes fahrzeug

Info

Publication number: DE2539133A1
Application number: DE19752539133
Authority: DE
Inventors: Trevor Charles Boxer
Original assignee: Joseph Lucas Ltd
Current assignee: ZF International UK Ltd
Priority date: 1974-09-04
Filing date: 1975-09-03
Publication date: 1976-03-25
Also published as: GB1525563A; FR2283792A1; JPS5172010A; DE2539133C2; FR2283792B1; IT1044493B

Description

COHAUSZ E

PATBNTANWALTSBÜRO &bO3 I O «3 D-4 DÜSSELDORF ■ SCHUMANN8TR. 97

PATENTANWÄLTE:
Dipl.-lng. W. COHAUSZ ■ Dipl.-lng. W. FLORACK - Dipl.-lng. R. KNAUF ■ Dr.-lng., Dipl.-Wirtsch.-lng. A. GERBER - Dipl.-lng. H. B. COHAUSZ

Joseph Lucas Limited

Well Street

GB-Birmingham 2. September 1975

Steuerschaltung für elektrisch angetriebenes_Fahrzeug_

Die Erfindung betrifft eine Steuerschaltung für ein elektrisch angetriebenes Fahrzeug.

Eine Steuerschaltung gemäß der Erfindung ist gekennzeichnet durch eine positive und negative Stromleitung zur Verbindung mit einer Antriebsbatterie am Fahrzeug, einen Motor mit einem Anker und mit einer getrennt erregten Feldwicklung in einer Schaltung zwischen die positive und die negative Stromleitung, derart, daß im Betrieb der Motor von der Batterie zum Antreiben des Fahrzeugs mit Strom versorgt wird, mindestens eine Rezirkulatinnsdiode, die in den Stromkreis der Feldwicklung eingeschaltet ist, erste bedienbare Mittel zum Umkehren der Verbindungen zwischen den Enden der Feldwicklung und der positiven bzw. negativen Stromleitung, derart, daß im Betrieb die Richtung des Stromflusses durch die Feldwicklung umgekehrt werden kann, und zweite Mittel, die im Betrieb bei Betätigung der ersten Mittel zeitweilig eine Last in einer Heihenschaltung anschließt, zu der die Feldwicklung gehört, bis der Fluss in der Feldwicklung im wesentlichen auf Null abgeklungen ist, wobei die Last sich den Stromfluß in der Schaltung so entgegenstellt, daß die Ausklinggeschwindigkeit des Flusses über jene erhöht wird, die bei allein vorhandener Rezirkulationsdiode auftritt, und daß dadurch eine schnelle Umkehrung des Feldstroms ermöglicht wird.

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Vorzugsweise weisen die ersten Mittel erste» Schaltmittel auf, die in eine:.· ersten Betriebsposition eine Seite der Feldwicklung mit der positiven Stromleitung und die andere Seite der Wicklung mit der negativen Stromleitung verbinden und die in einer zweiten Betrieb spo si tion die eine Seite der Wicklung mit der negativen Stromlei-bung und die andere Seite mit der positiven Stromleitung verbinden.

Zweckmäßigerweise sind die zweiten Mittel so betätigbar, daß zeitweilig die Last in Reihe mit der Feldwicklung in Erwiderung auf eine Bewegung der ersten Schaltmittel aus einer der Betriebspositionen in die andere Betriebsposition geschaltet wird.

Alternativ weisen die ersten Mittel auch Steuereemittel und weitere Schaltmittel auf, die von den Steuermitteln betätigbar sind, derart, daß im Betrieb bei Fließen von Strom von der Batterie in einer Richtung durch die Feldwicklung zeitweilig ein weiteres Fließen von Strom von der Batterie verhindert und die Last in die Reihenschaltung eingeschaltet wird, zu der die Feldwicklung gehört, bis der Fluß in der Feldwicklung im wesentlichen auf Hull abgeklungen ist, wobei die Steuermittel danach die ersten Schalimittel so betätigen, daß Strom von der Batterie dann in die entgegengesetzte Richtung durch die Feldwicklung fließt.

Torzugsweise ist die Last die Fahrzeugbatterie.

Vorzugsweise weist die Schaltung einen Feldregler in einem Stromkreis mit der Feldwicklung zum Regeln des Stromflusses durch die Feldwicklung auf.

Die Erfindung ist nachstehend an Hand der Zeichnungen näher erläutert. In den Zeichnungen sind:

Fig. 1 ein Schaltbild eines Teils einer Steuerschaltung nach einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung bei Verwendung iin einem elektrisch angetriebenen Fahrzeug,

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Pig. 2 ein Schaltbild der Feldsteuerechaltung in einer Anordnung nach einem zweiten Ausführungsbeispiel der E£rfindung,

Fig. 5 ein Schaltbild eines Teils der Feldsteuerschaltung in einer Anordnung nach einem dritten Ausführungsbeispiel und

Fig. 4 ein Schaltbild, das dem in Fig. 3 gezeigten Schaltbild ähnlich ist und ein viertes Ausführungsbeispiel darstellt.

Gemäß Fig. 1 weist die Schaltung nach dem ersten Ausführungsbeispiel eine positive und eine negative Stromleitung 11 bzs. 12 auf, die mit einer Antriebsbatterie 13 am Fahrzeug verbunden sind. Mit der Stromleitung 11 ist eine Seite des Ankers 14 eines getrennt erregten Motors 10 verbunden, der im Betrieb von der Batterie 13 zsm Antreiben des Fahrzeugs Strom erhält. Die andere Seite des Ankers 14 ist über einen Ankerregler 15 mit der Stromleitung 12 verbunden, und eine Rezirkulationsdiode 16 ist zum Anker 14 parallelgeschaltet. Wenn im Betrieb das Fahrzeug fährt, mißt der Segler 15 den Strom, der durch den Anker 14 fließt, und er hält den Ankerstrom unter einem oberen Sollwert. Der Wert dieses oberen Sollwerts hängt von der Position des Beschleunigungspedals des Fahrzeugs ab, das natürlich von dem Fahrer des Fahrzeugs bedient wird. Wenn die Ankerstromstärke den oberen Sollwert erreicht, öffnen sich Eontakte (nicht dargestellt) im Regler 15» so daß der Anker 14 von der Batterie 13 getrennt wird. Strom flueß t jedoch weiter durch den Anker 14 über die Diode 16, und dier Strom klingt allmählich auf einen unteren Sollwert aus, dessen Größe ebenfalls von der Position des Besohleunigungspedals des Fahrzeugs bestimmt wird. Wenn der untere Sollwert erreicht ist, schließen sich die Kontakte des Reglers 15» so daß Strom von der Batterie I3 erneut durch den Anker I4 fließt.

Die Feldwicklung 17 des Motors 10 ist an einem Ende 18 mit der Anode einer Diode I9 und der Kathode einer Diode 21 verbunden, wobei die Kathode der Diode 19 mit der Stromleitung 11 und die Anode der Diode 21 mit der Stromleitung/verbunden sind. Das Ende 18 der Wicklung 17 /12 ist ferner mit einem von zwei beweglichen Kontakten eines Umsteuersohalters 22 verbunden, der in einer ersten Betriebsposition das Ende 18 mit der Leitung 12 über einen Feldregler 23 und in einer zweiten Be-

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triebsposition das Ende 18 mit der Stromleitung 11 verbindet. Der andere bewgegliche Kontakt des Schalters 22 ist mit dem anderen Ende 24 der Wicklung I7 verbunden, so daß in der ersten Betriebsposition das Ende 24 mit der Stromleitung 11 verbunden ist, während in der zweiten Betriebspeosition das Ende 24 über den Regler 23 mit der Leitung 12 verbunden ist. Darüber hinaus ist das Ende 24 der Wicklung 17 mit der Anode einer Diode 25 und der Kathode einer Diode 26 verbunden, wobei die anderen Pole der Dioden 25, 26 mit der Leitung 11 bzw. 12 verbunden sind.

Im Betrieb arbeitet der Feldregler 2J in gleicher Weise wie der Ankerregler 15, um den durch die Feldwicklung I7 fließenden Strom zwischen einem oberen und unteren Sollwert zu halten, die von der Position des Beschleunigungspedals des Fahrzeugs abhängen. Wenn also angenommen wird, daß dae Fahrzeug nach vorne gefahren wird und daß in dieser Situation der Schalter 22 sich in seiner ersten Betriebsposition befindet, fließt Strom durch die Wicklugng I7 in die Richtung, die durch den Pfeil I- in Fig. 1 dargestellt ist, bis der Strom den oberen Sollwert erreicht. An diesem Punkt hört der Regler 2J zu leiten auf, Strom fließt aber weiter durch die Wicklung I7 über die Diode 19, die als eine Rezirkulationsdiode wirkt, bis der Strom auf den unteren Sollwert ausklingt, und an diesem Punkt leitet der Regler 23 wieder und verbindet die Wicklung I7 mit der Batterie I3. Wenn während dieses Spiels die Richtung des Stromflusses des Feldstroms umgekehrt werden muß, entweder um ein Bremsen zu bewirken oder ansonsten um das Fahrzeug rückwärts zu fahren, werden Mittel (nicht dargestellt) betätigt, um den Schalter/in seine zweite Betriebsposition zu schalten. Die /22 Verbindungen zwischen den Enden 18, 24 der Wicklung und den Stromleitungen 11, 12 werden damit umgekehrt, so daß der Fluß in der Wicklung 17» der vom Strom erzeugt wird, der in der Richtung I_ fließt, auekzuklingen beginnt. Wie jedoch weiter ersichtlich ist, kann dann, wenn der Schalter 22 in seine zweite Position bewegt wird, der durch den Zusammenbruch des Flusses in der Wicklung I7 induzierte Strom nur in dem Stromkreis fließen, der von der Wicklung I7, der Diode I9, der Batterie 13 und der Diode 26 gebildet ist. Die Batterie I3 stellt sich na-

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türlich diesem Stromfluß entgegen und erzeugt folglich eine schnellere Aasklingung des Flusses in der Wicklung 17, als das der Fall ist, wenn die Batterie 15 im Entladeweg der Batterie 17 nicht vorhanden ist. Wenn der Fluß in der Wicklung 17 im wesentlichen auf Null «usammengebrochen ist, ist die Anordnung eine solche, daß der Hegler 23 erneut ein Fließen von Strom von der Batterie I3 durch die Wicklung 17 ermöglicht, nun allerdings in umgekehrter Sichtung. Es versteht sich deshalb, daß die vorstehend beschriebene Schaltung eine schnelle Umkehrung in der Sichtung des Feldetroms gestattet.

Wenn sich der Schalter 22 in seiner zweiten Position befindet, so daß das Fahrzeug entweder nach rückwärts gefahren wird oder regenerativ gebremst wird, bewirkt eine Funktion des Reglers 23 zum Stoppen des St3mflusses in der Wicklung I7, daß die Diode 25 als eine Rezirkulationsdiode wirkt. Eine Bewegung des Schalters in seine erste Position zum Umkehren der Sichtung des Feldstroms legt die Batterie in den Entladeweg der Wicklung I7 über die Dioden 21, 25. Damit ergibt sich wiederum eine schnelle Umkehrung des Feldstroms.

Wie in Fig. 2 dargestellt, steuert die Schaltung nach dem zweiten Ausführnngsbeispiel ebenfalls die Arbeit eines getrennt erregten Motors zum Antreiben eines Elektrofahrzeuge, aus Gründen der Vereinfachung zeigt die Darstellung jedoch nur den Teil der Schaltung, der der Feldwicklung 331 des Motors zugeordnet ist. Der Teil der Schaltung, der der Steuerung des Ankerstroms des Motors zugeordnet ist, ist der gleiche wie in der in Fig. 1 gezeigten Anordnung. Gemäß Fig. 2 ist die Feldwicklung 31 an ihren gegenüberliegenden Enden 32, 33 mit zwei beweglichen Kontakten 34 bzw. 35 eines Seiais 36 verbunden. Die Kontakte 34, 35 sind zwischen einer ersten und einer zweiten Betriebaposition bewegbar, und sie sind in ihrer ersten Betriebsposition in Fig. 2 gezeigt. Es ist also zu sehen, daß dann, wenn sich die Kontakte 34» 35 in ihrer ersten Betriebsposition befinden, das Ende 33 der Wicklung 3I mit einer ersten positiven Stromleitung 37 über einen normalerweise geschlossenen Relaiskontakt 38 verbunden ist, während das Ende 32 der Wicklung über den KoI-lektor-Emiseionselektrodenweg eines n-p-n-Transistors 42 mit einer ersten

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negativen Stromleitung 39 verbunden ist. Diese Verbindungen werden umgekehrt, wenn sich die Kontakte 34, 35 in ihrer zweiten Betriebsposition befinden. Im Betrieb liefert eine Antriebsbatterie 42 am Fahrzeug Strom an die Leitungen 37, 39» so daß Strom in der Feldwicklung 31 fließen kann. Die Sichtung des Feldstroms hängt dann von der Position der Kontakte 34, 35 ab, wobei die Fig. 2 die Kontakte in ihrer ersten Betriebsposition zeigt, in der der Feldstrom in Richtung des Pfels Ι~ fließt.

Die Steuerelektrode des Transistors 4^ ist ^rj1-i"fc äer Bnissionselektrode eines weiteren n-p-n-Tranästors 43 verbunden und ist über einen Widerstand 44 mit der Stromleitung 39 verbunden. Der Kollektor des Transistors 43 ist mit dem Kollektor des Transistors 41 und mit der Anode einer Diode

45 verbunden, deren Kathode mit der Stromleitung 37 verbunden ist. Die Steuerelektrode des Transistors 43 ist ^m^ &em Kollektor eines Transistus

46 und mit einem Feldregler 40 verbunden, der w.e im ersten Ausführungsbeispiel den Stromfluß durch die Feldwicklung 31 entsprechend der Position des Beschleunigungspedals des Fahrzeugs reguliert. Die Snissionselektrode des Transistors 46 ist mit einer zweiten negativen Stromleitung 47 verbunden, die hier mit der Stromleitung 39 verbunden ist, und die Steuerelektrode des Transistors 46 ist mit der Verbindung zwischen zwei Widerständen 481 49 verbunden, die in Reihe zu einem Kondensator 51 parallelgeschaltet sind. Eine Seite des Kondensators 4I ist mit der Stromleitung 47 verbunden, während die andere Seite über zwei in Reihe geschaltete Widerstände 52, 53 mit einer zweiten positiven Stromleitung 54 verbunden ist. Die Verbindung zwischen den Widerständen 52, 53 ist mit dem Kollektor eines η-p-n-Transistors 55 verbunden, während der Widerstand 52 zu einer Diode 56 parallelgeschaltet ist. Der Transistor ist mit seiner Emissionselektrode mit der Stromleitung 47 verbunden, und mit seiner Steuerelektrode ist er über einen Widerstand 57 mit einem ersten beweglichen Kontakt 58 eines Relais 59 verbunden. Zuar Steuerelektrode und zur Baissionelektrode des Transistors 55 ist ein Widerstand 61 parallelgeschaltet. Die Steuerelektrode des Transistors 55 ist ferner über eine Reihenschaltung, zu der der Widerstand 57 und weitere Widerstände 62, 65 gehören, mit der Stromleitung 47 verbunden, und die Ver- · bindung zwischen den Widerständen 62, 63 ist mit der Steuerelektrode

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eines n-p-n-Transistors 64 verbunden. Ein Ende eines Widerstands 65 ist mit dem Kollektor des Transistors 64 verbunden, und das andere Ende dieses Widerstands ist mit einem zweiten beweglichen Kontakt 66 des Relais 59 verbunden. Die Emissionselektrode des Transistors 64 ist mit der Stromleitung 47 verbunden, und zum Kollektor-Emissionselektrodenweg des Transistors 64 ist ein Widerstand 67 und ein Kondensattor 68 parallelgeschaltet, wobei zum Widerstand 67 eine Diode 69 parallelgeschaltet ist. Die Verbindung zwischen dem Widerstand 67 und dem Kondensator 68 ist mit der Stromleitung 47 über zwei Heihenwiderstände "]"\, 72 verbunden, deren Verbindung mit der Steuerelektrode eines n-p-n-Transistors 73 verbunden ist. Der Kollektor des Transistors 73 ist mit der Stromleitung 54 über eine Relaisspule 74 verbunden, die den Kontakten 38 zugeordnet ist, während die Emissionselektrode des Transistors 73 mit der Stromleitung 47 verbunden ist.

Die Kontakte 58 des Relais 59 sind normalerweise mit einem ersten Eingangsanschluß 75 verbunden, jedoch wird bei Erregen der zugehörigen Relaisspule der entsprechende Kontakt in eine betätigte Position bewegt, in der er mit einem zweiten Eingangsanschluß 76 verbunden ist. Wenn im Betrieb, wird ein positiven Anforderungssignal dem Anschluß 75 zugeleitet, wenn das Fahrzeug nach vorn gefahren werden soll, während ein entsprechendes Signal an den Anschluß 76 anegelegt wird, wenn das Fahrzeug rückwärts fahren soll. Die Anschlüsse 75» 76 sind durch jeweilige Torschaltungen 77» 78 mit einer bistabilen Schaltung 79 verbunden, deren Ausgang einem Ende der Spule des Relais 59 zugeleitet wird, während das andere Ende der Spule mit der Stromleitung 47 verbunden ist. Die Torschaltungen 77, 78 erhalten Eingänge von einer Hall-Effektsonde 81, die den durch die Feldwicklung 3I fließenden Strom überwacht und die auch einen Eingang für den Feldregler 40 liefert.

Der Kontakt 66 des Relais 59 befindet sich normalerweise in einer offenen Position, ist jedoch bei/Regen des Relais 59 in eine gesehlos- /Ersene Position bewegbar, um ein Ende der Spule des Relais 36 mit der Stromleitung 54 zu verbunden, während das andere Ende des Relais 36 mit der Stromleitung 39 verbunden ist. Die Anordnung des Relais 36 ist derart, daß die Kontakte 34, 35 sich normalerweise in der ersten Betriebs-

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position befinden, jedoch bei Erregen des Relais in die zweite Betriebspesition bewegbar sind, so daß, wie nachstehend noch im einzelnen zu beschreiben sein wird, die Richtung des Stromflusses durch die Wicklung 31 umgekehrt wird.

Die Schaltung weist ferner eine Diode 82 auf, deren Anode mit der Stromleitung 39 unl deren Kathode mit der Stromleitung 37 über die Relaiskontakte 38 verbunden sind, wobei zu den letzteren eine Dämpfungsschaltung 8J parallelgeschaltet ist. Die Schaltung 83 weist eine Diode 84 und einen Kondensator in einer Reihenschaltung parallel zu den Kontakten 38 auf, wobei zur Diode 84 ein Wideretand 86 parallelgeschaltet ist.

Wenn im Betrieb das Fahrzeug in Richtung vorwärts gefahren werden soll, wird ein positive»s Anforderungssignal an den Anschluß 75 gelegt, der die bistabile Schaltung 79 in einen ersten Zustand bringt, so daß das Relais 59 und damit das Relais 36 nicht erregt werden und sich die Kontakte 34» 35 in ihrer ersten Betriebsposition befinden. Ferner schaltet das positive Signal am Anschluß 75 die Transistoren 55» 64 ein, so daß die Transistoren 46» 73 ausgeschaltet gehalten werden. Die Relaisspule 74 wird damit nicht erregt, so daß die Kontakte 38 geschlossen sind. Strom kann dann von der Batterie 42 durch die Feldwicklung 3I in die Richtung des Pfeils L »fließen, weil, wenn die Transistoren 46, 73 ausgeschaltet sind, der Regler 40 die Transistoren 43» 41 in ihrem eingeschalteten Zustand hält, vorausgesetzt, daß der Stromfluß in der Wicklung 31» wie er von der Sonde 81 gemessen wird, den eingestellten oberen Sollwert nicht überschreitet. Der Regler 40 ist zwec-kmäßigerweise ein Transistorregler, und er schaltet dann, wenn die Feldstromstärke den oberen Sollwert überschreitet, die Transistoren 43» 41 aus. Die Zuleitung von Feüstrom von der Batterie 42 wird damit verhindert, und der Strom, der durch die Wicklung 3I weiterfließt, klingt dann durch die Diode 45 aus, bis der eingestellte untere Sollwert'erreicht wird und der Regler 47 erneut die Transistoren 43» 41 einschaltet.

Wenn die Richtung des Feldstroms umgekehrt werden soll, wird das Signal vom Anschluß 75 weggenommen und Murch ein positives Anforderungssignal am Anschluß 76 ersetzt. Das Verschwinden des Anforderungssignals am An-

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schluß 75 nimmt die Zuleitung von Steuerelektrodenstrom zu den Transistoren 55, 64 weg, die sich damit ausschalten. Der Kondensator 51 lädt sich dann im wesentlichen sofort durch die Mode 56 auf, um ein Einschalten des Transistors 46 zu ermöglichen, was dann bewirkt, daS die Transistoren 4I, 43 ausgeschaltet werden und eine weitere Zuleitung von Feldstrom von der Batterie 42 verhindert wird. Hach einer Verzögerung, die von der Zeitkonstanten der Verzögerungsschaltung bestimmt wird, die von den Widerständen 65, 67 und dem Kondensator 68 gebildet ist, wird dieser auch geladen, so daß ein Leiten des Transistors 75 ermöglicht wird. Strom kann deshalb zwischen den Stromleitungen 54» 47 über den Kollektor-Emissionselektrodenweg· des Transistors 75 fließen, um die Relaisspule 74 zu erregen und die Relaiskontakte 33 zu öffnen. Wie aus der noch kommenden Beschreibung hervorgeht, bleibt in diesem Stadium das Relais 36 nicht erregt, so daß sich die Kontakte 34» 35 immer noch in ihrer ersten Betriebsposition befinden. Wenn sich die Kontakte 38 also öffnen, kann der durch den zusammenbrechenden ?lu3 in der Wicklnng 3I induzierte Strom nur in dem Stromkreis fließen, der von der Diode 45» der Batterie 42 und der Diode 82 gebildet ist. Die Fahrzeugbatterie wird deshalb erneut in den Kntladeweg der Feldwicklung gelegt, so daß die Ausklinggeschwindigkeit des Flusses in der Wicklung erhöht wird. Es versteht sich, daß die Dämpfungsschaltung 8J an den Kontakten 38 vorgesehen ist, um eine Funkenbildung zu verhindern, wenn die Kontakte geöffnet werden.

Der Entladestrom, der durch die Wicklung' 3I fließt, während der Fluß in der Wicklung abklingt, wird von der Sonde 81 gemessen, die so angeordnet ist, daß die Torschaltung 78 geschlossen gehalten wird, bis der Strom auf Null abklingt. Wenn der Entladestrom also zu fließen aufhört, öffnet sich die Torschaltung 78, und dadurch wird die bistabile Schaltung 75 in ihren anderen Zustand geschaltet, so daß das Heiais 59 erregt wird. Der Kontakt 66 bewegt sich damit in seine geschlossene Position, so daß das Relais 36 erregt wird und die Kontakte 34, 35 in ihre zweite Betriebsposition bewegt werden. Eine Erregung des Relais 59 bewegt auch den Kontakt 58 in seine betätigte Position, so daß Steuerelektrodenstrom wieder zu den Transistoren 55, 64 fleießt, so daß diese wieder leiten. Der Transistor 73 schaltet sich deshalb schnell ab, weil der Kondensator 68 in der Lage ist, sich durch die Diode 69 zu entladen, wodurch die Re-

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laisspule 74 entregt wird und die Kontakte 38 wieder schließen. !lach einer Verzögerung, die von der Zeitkonstanten abhängt, die von der von Kondensator 51 und den \:i der ständen 52» 53 gebildeten Verzögerungsschaltung gebildet wird, entlädt sich auch der Kondensator 51» so daß der Transistor 46 zu leiten aufhört. Me Transistoren 543» 41 schalten sich also wieder ein, so daß Strom von der Batterie 42 durch die Feldwicklung erneut zu fließen beginnt, nun aber in Richtung entgegengesetzt zum Pfeil I-. Es versteht sich, daß dann, wenn der Feldstrom zurück in die ursprüngliche Pachtung umgekehrt v/erden soll, die Schaltung in entsprechender Weise wie vorstehend beschreieben arbeitet, obgleich nun die Torschaltung 77 geschlossen bleibt, bis sich die Feldwicklung ganz entfeladen hat.

Gemäß Fig. 3 wird eine Umkehrung des Feldstroms in der Steuerschaltung nach dem dritten Ausführungsbeispiel durch Thyristoren bewirkt. Die Feldwicklung -9-1 ist also an einem Ende 9² mit der Anode eines Thyristors und der Kathode eines Thyristors 94 verbunden, und die Kathode des Thyristors 93 ist mit einer negativen Stromleitung 95 verbunden, während die Anode des Thyristors 94 niit einer positiven Stromleitung 946 über einen Schalter 97 verbunden ist. Am anderen Ende 98 ist die Wicklung 91 mit der Anode eines Thyristors 99 und der Kathode eines Thyristors 101 verbunden, und die Kathode des Thyristors 99 ist mit der Stromleitung

95 verbunden, während die Anode des Thyristors 101 durch den Schalter 97 niit der Leitung 96 verbunden ist. Die Leitungen 95» 96 sind mit der Antriebsbatterie 102 des Fahrzeugs verbunden, und Steuermittel (nicht dargestellt) sind mit den Steuerelektroden der Thyristoren 93» 94» 99» 101 verbunden, um das Leiten der Thyristoren zu bestimmen. Dabei sind kommutierende Mittel (nicht dargestellt) für die Thyristoren 93» 99 vorgesehen. Rezirkulationsdioden 103» I04 sind zwischen die Stromleitung

96 und die Enden 92, 98 der Wicklung 9I geschaltet, während weitere Dioden 105, I06 zu den Thyristoren 93 bzw. 99 parallelgeschaltet sind. Ferner ist eine Dämpfungsschaltung 107 zum Schalter 97 parallelgeschaltet, um eine Funkenbildung zu verhindern, wenn der Schalter im Betrieb geöffnet und geschlossen wird.

In der in Fig. 3 gezeigten Anordnung wird beim Yorwärtsfahren des Fahr-

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zeugs der Schalter 97 geschlossen, und die Steuermittel sind so eingerichtet, daß die Thyristoren 94 "und 99 leiten. Strom von der Batterie 102 fließt also durch die Feldwicklung 91 in die Richtung des Pfeils I-. Wie in den vorhergehenden Beispielen wird die Größe des Feldstroms durch einen Feldregler (nicht dargestellt) reguliert, und wenn der Regler einee .!Commutation des Thyristors 99 bewirkt, kann der Strom, der durch die Feldwicklung weiterfließt, durch die Diode 104 ausklingen. Ferner ist die Anordnung der Schaltung derart, daß dann, wenn die Richtung des Feldstroms umgekehrt werden soll, der Schalter 97 geöffnet wird. Wenn also angeommen wird, daß der Feldstrom in eine Richtung I« fließt, wenn der Schalter 97 geöffnet wird, um eine Umkehrung zu bewirken, wird der von dem zusammenbrechenden Fluß in der Wicklung 91 induzierte Strom zwangsweise zum Fließen in dem Stromkreis gebracht, der von der Diode 104» eier Batterie 102, der Diode 105 ¹^d der Wicklung 91 gebildet wird. Die Batterie wird also erneut in den Entladeweg der Feldwicklung gebracht, so daß sich die Wicklung schnell entlädt. Wenn der Entladestrom zu fließen aufgehört hat, ist die Anordnung der Schaltang eine solche, daß der Schalter 97 schließt und die Thyristoren 95» 101 eingeschaltet werden, so daß Feldstrom erneut zu fließen beginnt, jetzt aber in umgekehrter Richtung.

Die Schaltung nach dem vierten Ausführungsbeispiel gemäß der Darstellung in Fig. 4 ist so eingerichtet, daß dann, wenn der Strom durch die Feldwicklung 111 umgekehrt werden soll, ein Schalter/zeitweilig geöff- /110 net wird, um eine Last 112 getrennt von der Fahrzeugbatterie 113 in einer Reihenschaltung anzuschließen, zu der die Feldwicklung 111 und eine Diode 114 gehören. Erneut ist also eine schnelle Umkehrung dess Feldstroms möglich. Wie in den vorhergehenden Beispielen weist die Schaltung nach Fig. 4 einen Feldregler 115 zum Regulieren der Stärke des Feldstroms und eine Dämpfungsschaltung 116 auf, um eine Funkenbildung bu verhindern, wenn sich der Schalter 110 öffnet.

Ansprüche

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Claims

Ansprüche

1. Ξteuerschaltang für ein elektrisch augetirebenes Fahrzeug, gekennzeichnet durch eine positive und negative Stromleitung zur Verbindung mit einer Antriebsbatterie am Fahrzeug, einen Motor mit einem Anker und mit einer getrennt erregten Feldwicklung in einer Schaltung zwischen die positive und die negative Stromleitung, derart, daß im Betrieb der Motor von der Batterie zum Antreiben des Fahrzeugs mit Strom versorgt wird, mindestens eine ßezirkulationsdiode, die in den Stromkreis der Feldwicklung eingeschaltet ist, erste bedienbare Kittel zum Umkehren der Verbindungen zwischen den Enden der Feldwicklung und der positiven bzw. negativen Stromleitung, derart, daß im Betrieb die Richtung des Stromflusses durch die Feldwicklung umkehrbar ist, und zweite Mittel, die im Betrieb bei Betätigung der ersten Mittel zeitweilig eine Last in einer Reihenschaltung anschließt, zu der die Feldwicklung gehört, bis der Fluß in der Feldwicklung im wesentlichen auf Null abgeklungen ist, wobei die Last sich den Stromflnß in der Schaltung so entgegenstellt, daß die Ausklinggeschwindigkeit des Flusses über jene erhöht wird, die bei allein vorhandener Rezirkulationsdiode auftritt, und daß dadurch ekeine schnelle Umkehrung des Feldstroms ermöglicht wird.

2. Steuerschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten Mittel erste Schaltmittel aufweisen, die in einer ersten Betriebsposition eine Seite der Feldwicklung mit der postitiven Stromleitung und die andere Seite der Wicklung mit der negativen Stromleitung verbinden und die in einer zweiten Betriebsposition die eine Seite der Wicklung mit der negativen Stromleitung und die andere Seite mit der positiven Stromleitung verbinden.

5. Steuerschaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zweiten Mittel so betätigbar sind, daß zeitweilig die Last in Reihe mit der Feldwicklung in Erwiderung auf eine Bewegung der ersten Schaltmittel aus einer der Betriebspositionen in die andere Beiriebsposition geschaltet wird.

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4. Steuerschaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten Mittel auch Steuermittel und weitere Schaltmittel aufweisen, die von den Steuermittel betätigbar sind, derart, daß im Betrieb bei fließen von Strom von der Batterie in einer Richtung durch die Feldwicklung zeitweilig ein weiteres Fliei3en von Strom von der Batterie verhindert und die Last in die Reihenschaltung eingeschaltet wird, zu der die Feldwicklung gehört, bis der Fluß in der Feldwicklung im wesentlichen auf Null abgeklungen ist, v/obei die Steuermittel danach die ersten Schaltmittel so betätigen, daß Strom von der Batterie dann in die entgegengesetzte Richtung durch die Feldwicklung fließt.

5. Steuerschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 4» dadurch gekennzeichnet, daß die Last die Fahrzeugbatterie ist.

6. Steuerschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 5» dadurch gekennzeichnet, daß eine Feldstromsteuerung in Reihe mit der Feldwicklung zum Regulieren der Stromstärke durch die Feldwicklung vorgesehen ist.

7. Steuerschaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwei ReZirkulationsdioden vorgesehen sind, die gegenüberliegende Enden der Feldwicklung mit der positiven Stromleutng verbinden, wobei der entsprechende Rezirkulationsweg durch die ersten Schaltmittel geschlossen wird.

8. Steuerschaltung nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß die zweiten Kittel zwei zusätzliche Dioden aufweisen, die die Enden der Feldwicklung mit der negativen Stromleitung verbinden, derart, daß die Batterie als die Last wirkt.

9. Steuerschaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichn e t , daß eine einzige Rezirkulatxonsdiode zu den ersten Schaltmitteln in Reihe mit einem Relaiskontakt/geschaltet ist. /-parallel-

10. Steuerschaltung nach Anspruch 1, gekennzeichnet

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d ur c h einen Kontakt, der normalerweise geschlossen ist, jedoch zeitweilig während der Stromukmkehrung geöffnet wird, derart, daß er einen isolierbaren Teil der positiven Stromleitung mit dem Rest der positiven Stromleitung verbindet, wobei die ersten Mittel ein erstes Paar Thyristoren, die den isolierbaren Teil der positiven Stromleitung mit jeweils gegenüberliegenden Enden der Feldwicklung verbinden, ein zweites Paar Thyristoren, die die negative Stromleitung mit jeweils gegenügberliegenden Enden der Feldwicklung verbinden, und eine Peldstromsteuerung aufweisen, die zum feuern der Thyristoren je nach der Treibrichtung vorgesehen ist, die erforderlich ist, wobei zwei Rezirkulationsdioden gegenüberliegende Enden der Feldwicklung mit der positiven Stromleitung verbinden, derart, daß rezirkulierender Strom durch den Kontakt fließt, wenn alle Thyristoren abgeschaltet sind, und wobei die zweiten Mittel ein weiteres Paar Dioden aufweisen, die gegenüberliegende Enden der Feldwicklung mit der negativen Stromleitung verbinden.

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