DE2736304C3 - Sicherheitsschaltung für einen von einer Batterie gespeisten Elektromotor - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Sicherheitsschaltung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches.

Eine solche Sicherheitsschaltung ist bekannt aus der DE-OS 21 08 169. Dort sind Hilfsmittel zur Erzielung eines Stromsignais und Hilfsmittel zum Vergleich des Stromsignales mit dem Stcuerim]/Jssignal 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 Elektrofahrzeuge^ ohnehin vorhanden ist. Dieser Meßwiderstand dient dabei zur Ansteuerung des Stromreglers und muß in dem Teil des Motorstromkreises angeordnet sein, der auch vom Freilaufstrom 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 Ströffireglef gelängte.

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 errindungsgemäßen Vorrichtung ist in der Figur dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert In der Figur ist ein batteriegespeister Elekta-jnotor

ίο 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 Meßwiderstand 6 nach Masse. Wird der steuerbare Halbleiterschalter 4 gesperrt, fließt aufgrund des Energiegehaltes der Feldwicklung 2 ein Ausgleichistrom durch den Elektromotor 1, den Meßwiderstand 6 und die Freilaufdiode 7. Der Motorstrom setzt sich also aus einem Batteriestrom, der bei geschlossenem steuerba-

« rem 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 S geöffnet, da bei Abwesenheit eines Impulses vom Impulssteuergerät 8 vorliegt, wird der erste steuerbare Schalter S geöffnet, da bei Abwesenheit eines Impulses vom Impulssteuergerät 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 Halbleiterschalter 4 der Freilaufstrom durch den Elektromotor 1 und den MeDwiderstand 6 fließt und damit die Sicherheitsschaltung 9 ein Motorstrornsignal erkennt, obwohl kein Steuersignal des Impulssteuergerätes 8 vorliegL Dies kann zu einem öffnen des ersten steuerbaren Schalters 5 führen, obwohl die Motorsteuerung korrekt arbeitet Um diesen Nachteil zu vermeiden wird erfindungsgemäß das MotorstromsignaJ am Eingang der Sicherheitsschaltung 9 dann unterdrückt, wenn ein Freilaufstrom durch die Freilaufdiode 7 fließt. Hierzu kann beispielsweise das an der Kathode der Freilaufdiode 7 herrschende PotentteJ abgegriffen und zur Steuerung des zwischen den Meßwidersitand 6 und dem zweiten Eingang der Sicherheitsischaltung 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:

   Sicherheitsschaltung für einen von einer Batterie gespeisten Elektromotor, dem eine 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 die Steuerimpulse des Impulssteuergerätes

   (8) zuführbar 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