DE2736304B2 - Sicherheitsschaltung für einen von einer Batterie gespeisten Elektromotor - Google Patents
Sicherheitsschaltung für einen von einer Batterie gespeisten ElektromotorInfo
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- 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
- B60L3/00—Electric devices on electrically-propelled vehicles for safety purposes; Monitoring operating variables, e.g. speed, deceleration or energy consumption
- B60L3/0023—Detecting, eliminating, remedying or compensating for drive train abnormalities, e.g. failures within the drive train
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- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
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- H02H7/00—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions
- H02H7/08—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for dynamo-electric motors
- H02H7/0833—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for dynamo-electric motors for electric motors with control arrangements
- H02H7/0844—Fail safe control, e.g. by comparing control signal and controlled current, isolating motor on commutation error
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Sicherheitsschaltung gemäß dem Oberbogriff des Patentanspruches.
Eine solche Sicherheitsschaltung ist bekannt aus der DE-OS 21 08 lt>9. Dort sind Hilfsmittel zur Erzielung
eines Stromsignals und Hilfsmiuel zum Vergleich des Stromsignales mit dem Slou^rimpulssignal vorgesehen
und das Impulssteuergerät wird dann abgeschaltet, wenn ein Stromsignal bei Abwesenheit eines Steuersignales
vorliegt Hierdurch wird erreicht, daß die Stromzufuhr zu dem Elektromotor unterbrochen wird,
wenn aufgrund eines Defektes, beispielsweise im Halbleiterschalter, ein Strom durch den Elektromotor
fließt, ohne daß ein Steuersignal vom Impulssteuergerät vorliegt.
Bei dieser bekannten Einrichtung ist jedoch der Meßwiderstand nicht vom Stromfluß durch die Freilaufdiode
beeinflußt. Die Vorrichtung entsprechend der Anmeldung hat gegenüber dem Bekannten jedoch den
erheblichen Vorteil, daß für die Gewinnung des Signales zum Ansteuern der erfindungsgemäßen Sicherheitsschaltung der Meßwiderstand verwendet werden kann,
der bei den üblichen Vorrichtungen zur Einstellung des Stromes von einer Batterie zu einem Elektromotor,
insbesondere bei Eiektrofahrzeugen, ohnehin vorhanden ist. Dieser Meßwiderstand dient dabei zur
Ansteuerung des Stromreglers und muß in dem Teil des Motorstromkreises angeordnet sein, der auch vom
Frcilaufstrom durchflossen wird. Für die Ansteuerung des Reglers ist es nämlich notwendig, den Motorstrom
und nicht den Batteriestrom zu erfassen, da, läge der Meßwiderstand außerhalb des vom Freilaufstrom
durchflossenen Kreises, u. U. unzulässig hohe Motorströme auftreten könnten, ohne daß ein dies anzeigendes
Signal auf den Stromregler gelangte.
Mithin geht die Anmeldung von der Aufgabe aus, eine Sicherheitsschaltung der eingangs genannten Art derart
zu vervollkommnen, daß der auch vom Freilaufstrom durchflossene Meßwiderstand sowohl für die betriebsmäßige
Stromregelung als auch für die Sicherheitsschaltung mitbenutzt werden kann.·
Da die hier in Frage stehenden Meßwiderstände aufgrund der hohen Ströme und der hohen Anforderungen
an Betriebssicherheit und mögliche Betriebsbedingungen sehr teuer sind, stellt die erfindungsgemäße
Vorrichtung einen erheblichen Vorteil gegenüber der bekannten Vorrichtung dar.
Das Prinzipbild einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen
Vorrichtung ist in der Figur dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher*jläutert
In der Figur ist ein batteriegespeister Elektromotor mit einer erfindungsgemäßen Sicherheitsvorrichtung
dargestellt Ein Elektromotor 1 mit einer Feldwicklung 2 wird von einer Batterie 3 gespeist, wobei in den
Stromkreis weiterhin ein steuerbarer Halbleiterschalter 4, ein erster steuerbarer Schalter 5 und ein Meßwiderstand
6 geschaltet sind. Parallel zu dem Elektromotor 1, der Feldwicklung 2 und dem Meßwiderstand 6 liegt eine
Freilaufdiode 7. Der Steuereingang des steuerbaren Halbleiterschalters 4 ist mit einem Impulssteuergerät 8
und einem ersten Eingang einer Sicherheitsschaltung 9 verbunden. Der zweite Eingang der Sicherheitsschaltung
9 ist über einen zweiten steuerbaren Schalter 10 an den Ausgang des Meßwiderstandes 6 angeschlossen.
Der Steuereingang des ersten steuerbaren Schalters 5 steht mit dem Ausgang der Sicherheitsschaltung 9, der
Steuereingang des zweiten steuerbaren Schalters 10 steht mit der Kathode der Freilaufdiode 7 in
Wirkungsverbindung.
Im normalen Betrieb des Elektromotors 1 ist der erste steuerbare Schalter 5 geschlossen und die Stromzufuhr
von der Batterie 3 zu dem Elektromotor 1 wird vermittels des steuerbaren Halbleiterschalters 4 eingestellt,
dessen Steuerelektrode von dem Impulssteuergerät 8 entsprechend den gewünschten Betriebsbedingungen
beaufschlagt wird. Wird der steuerbare Halbleiterschalter 4 durchgeschaltet, fließt ein Strom von der
Batterie 3 über den steuerbaren Halbleiterschalter 4, den geschlossenen ersten steuerbaren Schalter 5, die
Feldwicklung 2, den Elektromotor 1 und den Meßwidersland
6 nach Masse. Wird der steuerbare Halbleiterschalter 4 gesperrt, fließt aufgrund des Energiegehaltes
der Feldwicklung 2 ein Ausgleichsstrom durch den Elektromotor 1, den Meßwiderstand 6 und die
Freilaufdiode 7. Der Motorstrom setzt sich also aus einem Batteriestrom, der bei geschlossenem steuerbarem
Halbleiterschalter 4 fließt und einem Freilaufstrom, der bei geöffnetem steuerbarem Halbleiterschalter 4
über die Freilaufdiode 7 fließt, zusammen. Am Meßwiderstand 6 wird ein dem Motorstrom proportionales
Signal gewonnen und als Eingangssignal dem zweiten Eingang der Sicherheitsschaltung 9 zugeführt.
Die Sicherheitsschaltung 9 vergleicht die Motorstromimpulse mit den Ausgangsimpulsen des Impulssteuergerätes
8. Im normalen Betriebsfall treten beide Impulse im gleichen Takt auf und der erste steuerbare Schalter 5
ist geschlossen. Die Sicherheitsschaltung 9 führt also eine konjuktive Verknüpfung zwischen den Motorstromimpulsen
und den Steuerimpulsen aus, was durch das UND-Gatter Symbol angedeutet ist. Erkennt die
Sicherheitsschaltung 9 jedoch, daß ein Motorstrom fließt, ohne daß ein Steuerimpuls vom Impulssteuergerät
8 vorliegt, wird der erste steuerbare Schalter 5 geöffnet, da bei Abwesenheit eines Impulses vom
Impulssteuergerät 8 vorliegt, wird der erste steuerbare Schalter 5 geöffnet, da bei Abwesenheit eines Impulses
vom Impulssieuergerät ein Strom durch den Elektromotor 1 nur aufgrund eines Defektes fließen kann. Dabei
können jedoch Fehlauslösungen der Sicherheitsschaltung 9 insofern auftreten, als während des Sperrens des
steuerbaren Halbleiterschalters 4 der Freilaufstrom durch den Elektromotor 1 und den Meßwiderstand 6
fließt und damit die Sicherheitsschaltung 9 ein Motorstromsignal erkennt, obwohl kein Steuersignal
des Impulssteuergerätes 8 vorliegt Dies kann zu einem öffnen des ersten steuerbaren Schalters 5 führen,
obwohl die Motorsteuerung korrekt arbeitet Um diesen Nachteil zu vermeiden wird erfindungsgemäß das
Motorstromsignal am Eingang der Sicherheitsschaltung 9 dann unterdrückt wenn ein Freilaufstrom durch die
Freilaufdiode 7 fließt Hierzu kann beispielsweise d?s an der Kathode der Freilaufdiode 7 herrschende Potential
abgegriffen und zur Steuerung des zwischen den Meßwiderstand 6 und dem zweiten Eingang der
Sicherheitsschaltung 9 geschalteten zweiten steuerbaren Schalters 10 herangezogen werden. Auf diese Weise
wird eine irrtümliche Auslösung der Sicherheitsschaltung 9 im Sperrbetrieb des steuerbaren Halbleiterschalters
4 vermieden.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (1)
1
Patentanspruch;
Patentanspruch;
Sicherhejtsschaltung für einen von einer Batterie
gespeisten Elektromotor, dem sine Freilaufdiode parallelgeschaltet ist, mit einem die Stromzufuhr zu
dem Elektromotor durch einen Halbleiterschalter regelnden Impulssteuergerät, mit einem Meßwiderstand,
zur Messung des Motorstromes und mit einem die Stromzufuhr bei Auftreten eines Motorstromimpulses
bei Fehlen eines Steuerimpulses unterbrechenden Schalter, dadurch gekennzeichnet,
daß die Freilaufdiode (7) parallel zur Serienschaltung von Elektromotor (1) Feldwicklung
(2) und Meßwiderstand (6) angeordnet ist, daß der Ausgang des Meßwiderstandes (6) über einen bei
Stromführung der Freilaufdiode (7) öffnenden Schalter (10) mit einem ersten Eingang eines
UND-Gatters (9) verbunden ist, dessen zweitem Eingang „d;e Steuerimpulse des Impulssteuergerätes
(8) zufühibar sind und daß durch das UND-Gatter
(9) ein Schalter (5) zur Unterbrechung des Stromkreises zwischen der Batterie (3) und dem
Motor (1) steuerbar ist.
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