DE2809976A1

DE2809976A1 - Steuerschaltung fuer einen elektrischen fahrzeugmotor

Info

Publication number: DE2809976A1
Application number: DE19782809976
Authority: DE
Inventors: John Frank Joyes
Original assignee: Lucas Industries Ltd
Current assignee: ZF International UK Ltd
Priority date: 1977-03-09
Filing date: 1978-03-08
Publication date: 1978-09-14
Also published as: CA1108733A; US4170750A; IT1093776B; FR2383547A1; CA1108734A; FR2383548A1; JPS53131612A; BR7801427A; AU3396378A; FR2383548B1; FR2383547B1; DE2810010A1; IT7821035A0; GB1602957A; AU518248B2; SE7802543L; IT1093779B; SE7802542L; US4172233A; AU520170B2

Description

2809376

Lucas Industries Limited
Great King Street,

Birmingham BI9 2XF, England

Steuerschaltung für einen elektrischen Fahrzeugmotor

Die Erfindung betrifft eine Steuerschaltung für einen elektrischen Fahrzeugmotor, bei der Motorstrom durch periodisches Schließen und öffnen eines Hauptstromkreises gesteuert wird, wenn er einen unteren Grenzwert unterschreitet oder einen oberen Grenzwert überschreitet, deren Größen vom Fahrer geändert werden können.

Es ist bei einer solchen Schaltung bekannt, zwischen einem Paar von Stromschienen den Motor in Reihe mit einem Hauptthyristor anzuordnen. Um den Hauptthyristor abzuschalten, muß der gesamte Motorstrom über einen kommutierenden Weg umgelenkt werden, der aus einem zweiten Thyristor, einer ersten Induktivität und einem Kondensator besteht, die den ersten Thyristor überbrücken. Ein dritter Thyristor liegt in Reihe mit einer zweiten Induktivität quer zu dem Kondensator und bewirkt beim Zünden eine Umkehrung der Spannung am Kondensator.

Bei einer solchen Anordnung sind verschiedene Zündordnungen für die Transistoren vorgeschlagen worden. Eine Möglichkeit besteht darin, den Haupttransistor und den dritten Traneistor gleichzeitig zu zünden, wenn der untere Grenzwert erreicht wird, und den zweiten Tranistor zu zünden, wenn der obere Grenzwert erreicht ist. Bei einer solchen Anordnung ergeben sich Probleme, wenn der obere Grenzwert nicht erreicht wird, weil dann die umgekehrte Ladung des Kondensators entweichen kann, so daß bei einem Zünden des zweiten Thyristors keine saubere Umkehrung stattfindet. Zur Überwindung dieser Schwierigkeiten und anderer damit zusammenhängender Probleme hat man verhältnis-

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mäßig komplizierte Steuerkreise für den Thyristor vorgesehen, um Minimum- und Maximum-Ein- und Abschalt-Zeitglieder für den Haupttransistor zu schaffen.

Auch andere Versuche, die Probleme zu lösen, haben sich als zu schwierig erwiesen.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine verbesserte Steuerschaltung zu schaffen, die diese Probleme nicht aufweist.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe bei einer Steuerschaltung der oben genannten Art dadurch gelöst, daß sie einen Schaltkreis zum Abfühlen der Größe der vom kommutierenden Kondensator gespeicherten Spannung und zum Ändern der genannten Grenzwerte unabhängig von der vom Fahrer bedienbaren Vorrichtung umfaßt, sowie einen Schaltkreis zur Zündkontrolle des Zündens des Hauptthyristors, wenn der Motorwirkstrom den unteren Grenzwert unterschreitet, einen zweiten Schaltkreis zur Zündkontrolle des Zündens des zweiten Thyristors, wenn der Motorwirkstrom den oberen Grenzwert überschreitet und einen dritten Zündkontroll-Schaltkreis für den dritten Thyristor umfaßt.

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Die Zeichnung zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung.

Fig. 1 zeigt eine Schaltung für den Mwtor und einen Thyristor-Zerhacker,

Fig. 2 zeigt eine Fühlschaltung eines Kommutatorkondensators,

Fig. 3 zeigt eine Stromkomparatorschaltung und die Zündschaltung für einen der Thyristoren der Zerhackerschaltung der Fig. 1,

Fig. 4 und 5 zeigen Zündschaltungen für die beiden anderen Thyristoren der Fig. 1,

Fig. 6 und 7 zeigen andere logische Schaltungen der Steuerschaltung.

Gemäß Fig. 1 besitzt der Motor eine Ankerwicklung 10 und eine Feldwicklung 11. Ein Kontakt F verbindet eine Seite der Ankerwicklung 10 mit einer positiven Stromschiene 12, deren Spannung gegenüber einer zweiten Stromschiene 13 etwa 200 V beträgt, und ein Kontakt R verbindet die andere Seite der Ankerwicklung 10 mit der Stromschiene 12. Die beiden Seiten der Ankerwicklung 10 sind ferner mit zwei Festkontakten eines Umschalters F/RB verbunden, dessen gemeinsamer Kontakt über einen Induktor I^ mit der Feldwicklung 11, einem Hauptthyristor SCRl und einer Hauptsicherung 15 mit der Schiene 13 verbunden ist. Vier Dioden D₁ bis D₁. verbinden die beiden Seiten der Ankerwicklung 10 mit den Schienen 12, 13 derart, daß die Anode der Diode D^ mit der gleichen Seite der Ankerwicklung verbunden ist wie der Kontakt F, während ihre Kathode mit der Schiene 12 verbunden ist, die Kathode der Diode D₂ mit der Anode der Diode D. verbunden ist, während ihre Anode mit der Schiene 13 verbunden ist, die Anode der Diode D, mit der anderen Seite der Ankerwicklung 10 verbunden ist, während ihre Kathode mit der Schiene

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12 verbunden ist, und die Kathode der Diode D^ mit der Anode der Diode D., verbunden ist, während ihre Anode über eine Bremsstrom-Sicherung 16 mit der Schiene 13 verbunden ist. Die Anode einer weiteren Diode Dr ist mit der Anode des Thyristors SCRl verbunden, während ihre Kathode mit der Schiene 12 verbunden ist. Die Kathode einer sechsten Diode D,- ist mit dem gemeinsamen Kontakt des Schalters P/RB verbunden, während ihre Anode 13 verbunden ist. Zum Umschalten des Stroms durch den Thyristor SCRl ist ein zweiter Thyristor SCR2 in Reihe mit Spule 17 mit sättigbarem Kern, einer Sicherung 18 und einem Kommutatorkondensator 19 vorgesehen zwischen der Anode des Thyristors SCRl und der Schiene 13- Ein dritter Thyristor SCR3 .liegt in Reihe mit einer quer zum Kondensator 19 liegenden Induktivität 20.

Bei normalem Vorwärtslauf ist der Kontakt F geschlossen und der Schalter F/RB ist nach rechts geschlossen durch Kontaktgeber, die durch Schaltungen bewegt werden, die nicht Teil der vorliegenden Erfindung sind und deren Einzelheiten für das Verständnis dieser Erfindung nicht erforderlich sind. Wenn der Hauptthyristor leitend ist, fließt Strom über den Kontakt F "vorwärts" durch die Ankerwicklung, den Schalter F/RB, die Induktivität Ik, die Feldwicklung 11, den Thyristor SCRl und die Hauptsicherung 15· Wenn der Thyristor SCR2 gezündet ist (es sei angenommen, daß an der oberen Platte des Kondensators 19 negative Spannung herrscht) so wird der Strom vom Hauptthyristor SCRl über die Induktivität 17 zum Kondensator 19 abgeleitet. Dadurch wird der Thyristor SCRl ausgeschaltet. Der abgeleitete Strom führt zum Aufladen des Kondensators I¹I, bis die Spannung an der oberen Platte des Kondensators 19 so hoch ist wie die der Anode des Thyristors SCRl. Dann fährt die Induktion 17 fort dem Kondensator 19 Strom zuzuführen, und die Induktivität 14 bewirkt, daß in der Ankerwicklung und in der Kernwicklung Strom über die "Freilauf-Diode" D^ fließt. Die Spule 17 und der Kondensator 19 wirken als Resonanzkreis; wenn die Spannung am Kondensator 19 ihren Höhepunkt erreicht.(d.h. wenn der Strom in der Induktivität 17 auf Null abfällt) schaltet der Thyristor SCR2 ab und die Ladung wird dann am Kondensator 19 gehalten. Der Strom

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in den Wicklungen von Anker und Feld des Motors sinkt auf Null ab.

Heim Zünden des Thyristors SCR3 wird die Induktivität 20 quer zu dem geladenen Kondensator 19 geschaltet. Der Kondensator 19 entlädt sich daher über die Induktivität; dieser Strom fließt bis ein negativer Spannungshöhepunkt erreicht ist, der aufrechterhalten wird, bis die nächste Kommutierung erforderlich wird. Für einen RückwMrtslauf wird der Kontakt l· geöffnet, der Kontakt R geschlossen und der Schalter F/RB nach links geschlossen. Zum Nutzbremsen bei vorwärtslaufendem Motor werden die Kontakte F und R geöffnet und der Sehalter F/RB ist nach links geschaltet. In der Ankerwicklung induzierter Strom fließt dann durch den Schalter F/RB, die Induktivität Ik, die Feldwicklung 11, den Thyristor SCRl, die Sicherungen 15 und 16 und die Diode D₁..

Fig. 1 zeigt ferner eine Einrichtung zum Abfühlen des Ankerstroms, die eine ferromagnetische Schleife 21 aufweist, die einen der zur Ankerwicklung 10 führenden Leiter umschlingt, eine Hall-Effekt-Vorrichtung 22 im Spalt dieser Schleife und einen Differentialverstärker A. dessen Eingänge über Widerstände Rl und R2 mit den Klemmen der Vorrichtung 22 verbunden sind. Ein Rückkopplungswiderstand R verbindet die invertierenden Eingangsklemmendes Verstärkers A₁ mit seinen Ausgangsklemmen und ein Vorspannungswiderstand R₁, verbindet die nicht-invertierenden Klemmen mit Erde. Eine Widerstandsthermistor-Schaltung 23 ist am Ausgang des Verstärkers A_-. zwecks Temperaturkompensation vorgesehen.

Ferner ist eine Schaltung vorgesehen, um den Zeitpunkt festzustellen, an dem die Spannung an der Induktion 17 sich umkehrt und die Diode D₁- beginnt während der Kommutation zu leiten. Im dargestellten Beispiel umfaßt diese Schaltung eine Diode D„, einen Widerstand und die Lichtsendende Diode eines Opto-Kopplers, die in Reihe quer zur Induktivität 17 liegen. Der Transistor des Opto-Kopplers ο ist in einer (nicht im einzelnen

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dargestellten) "Fertig-Schaltung" enthalten, die an einer Klemme 24 einen Ausgangsimpuls erzeugt, solange an der Induktion 17 eine umgekehrte Spannung liegt. Dieser Impuls kann stattdessen auch erzeugt werden mittels eines Stromdetektors an der mit der Preilaufdiode D_r verbundenen Leiter. Ein solcher Detektor kann ein Stromwandler oder ein anderer Hall-Effekt-Detektor sein, wobei letzterer zu bevorzugen ist.

Fig. 2 zeigt einen Stromkreis zum überwachen der Spannung, die am Kondensator 19 nach dem Zünden des Thyristors SCHi auftritt. Diese Schaltung enthält einen pnp-Transistor Q₁, dessen Kollektor mit der Schiene 13 und dessen Basis über einen hochohmigen Widerstand R^ mit dem Kondensator 19 verbunden ist. Der Emitter des Transistors Q. ist über einen stromleitenden Widerstand Rr und eine lichtsendende Diode eines Opto-Kopplers 0 mit der Schiene 25 verbunden. Ein Widerstand R„ liegt zwischen der Basis des Transistors Q₁ und der Schiene 25, während die Kathode einer Diode D.-, mit der Schiene 25 verbunden ist und deren Anode mit der Basis des Transistors Q₁ verbunden ist, um den Transistor Q₁ in der Periode zu schützen, in der die Kondensatorspannung bei der Kommutierung positiv ist. Der Strom von der Schiene 12 zur Schiene 25 wird durch eine Zener-Diode geregelt. Zu diesem Zweck sind die Schienen 12 und 25 durch einen Widerstand R_q miteinander verbunden, und eine Zener-Diode ZD₁ ist mit ihrer Kathode mit der Schiene 25 und mit ihrer Anode mit der Schiene 13 über einen Beruhigungskondensator C₁ verbunden.

Der Kollektor des Foto-Transistors des Opto-Kopplers 0 ist mit einer +15V-Schiene 26 verbunden, die mit einer Grundschiene 27 und einer -15V-Schiene einer Stromquelle verbunden ist, die isoliert ist von den Fahrstrom-Schienen 12, 13. Der Emitter dieses Foto-Transistors ist über einen Widerstand R₁₀ mit der Schiene 27 verbunden, während ein Widerstand R₁₁ seine Basis mit seinem Emitter verbindet. Der Foto-Transistor eines anderen Opto-Kopplers 0·, ist ebenfalls mit einem Widerstand R₁₂ und einem Widerstand R₁, verbunden. Die Emitter dieser beiden Transistoren sind ebenfalls über Widerstände R₁^ und R₁^

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mit der invertierenden bzw. nicht-invertierenden Eingangsklemme eines Funktionsverstärkers verbunden. Ein Widerstand Rw verbindet die nicht-invertierende Eingangsklemme des Verstärkers A. mit der Schiene 27, während die Ausgangsklemme des Verstärkers mit der Kathode einer Diode D_Q verbunden ist, deren Anode mit der Basis eines pnp-Transistors Q., verbunden ist, wobei ein Potentiometer R₁₇ den Emitter dieses Transistors mit der Schiene 27 verbindet. Der Kollektor des Transistors Q^ ist über die lichtsendende Diode des Opto-Kopplers 0, mit der Schiene 28 verbunden. Ein Widerstand R.η verbindet die Basis des Transistors Q_? mit der Schiene 27· Der Emitter des Transistors Q„ ist über einen Widerstand R_1Q und einen zu ihm parallel liegenden Kondensator C„ mit der invertierenden Eingangsklemme des Verstärkers A₁ verbunden.

Die beschriebene Schaltung erzeugt eine Spannung an dem Potentiometer R₁₇, die in einem im wesentlichen linearen Verhältnis zur Spannung am Kondensator 19 steht (abgesehen den Fall, daß diese Spannung infolge der Kommutierung positiv ist). Die Anwendung des Opto-Isolators 0-, in der Rückkopplungsschleife des Verstärkers A. bewirkt eine Kompensation für die durch Temperatur bewirkte. Nichtlinearität und Leistungsschwankung des Opto-Iaolators 0„, vorausgesetzt, daß die beiden Opto-Isolatoren Op und 0 im vernünftigen Verhältnis angeordnet sind.

üer Schieber des Potentiometers R₁₇ ist sowohl mit einer auf den Funktionsverstärkern Ap und A, beruhenden "Sample- und Halt-Schaltung" als auch mit einem Spannungs-Schwellenwertdetektor des Funktionsverstärkers A^ verbunden. Die "Sample- und Halt-Schaltung" weist einen η-Kanal Feld-Effekt-Transistor Q-, auf, dessen Senke mit der Ausgangsklemme des Verstärkers A₂ verbunden ist und dessen Quelle mit einer Seite des Kondensators C-. verbunden ist, dessen andere Seite mit der Schiene 27 verbunden ist. Die umkehrende Eingangsklemme des Verstärkers A- ist über einen Widerstand R_{1 q} mit dem Schieber des Potentiometers R₇ verbunden, während die nicht-invertierende Eingangsklemme über einen Widerstand R mit der Schiene 27 und über

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einen Widerstand R₂₁ niit der Schiene 28 verbunden ist. Ein Rückkopplungswiderstand Rp₂ verbindet die Ausgangsklemme des Verstärkers A_? mit der invertierenden Eingangsklemine desselben, so daß der Verstärker A„ als linearer invertierender Verstärker wirkt.

Ein Vorspannungswiderstand Rp, verbindet die AusgangskJemme des Verstärkers A„ mit dem Tor eines FeId-Effekt-Transistors <J,, der ferner mit der Anode einer Diode D.„ verbunden ist. Die Kathode der Diode D₁₀ ist über einen Widerstand H_oj) mit dem Kollektor eines npn-Transistors Q₁. verbunden, dessen Emitter mit der Schiene 28 und dessen Kollektor über einen Widerstand

R-,Γ- mit der Schiene 26 verbunden ist. Die Basis des Tranaistors 25

Q₁, ist verbunden mit dem Verbindungspunkt von zwei in Reihe zwischen dem Kollektor des pnp-Transistors Q₁. und der Schiene 28 liegender Widerstände R~c und R₂₇ verbunden. Der Emitter des Transistors ist mit der Schiene 26 verbunden und ist vorgespannt über einen zwischen der Schiene 26 und der Basis des Transistors Q₁, liegenden Widerstand R₂s» wobei der Transistor außerdem über einen Widerstand R_?q mit der Klemme 29 verbunden ist (s. Fig. 7)· Während die Klemme 29 eine Spannung hat, die der Spannung der Schiene 26 nahekommt, sind die Transistoren Q^ und Q_r abgeschaltet und der Feld-Effekt-Transistor Q, ist nichtleitend. Wenn die Spannung an der Klemme 29 abfällt, wie das weiter unten erläutert wird, so werden die Transistoren Q_i( und Q^ eingeschaltet und der Feld-Effekt-Transistor Q-, nimmt den Zustand geringen Widerstands ein, so daß der Kondensator C, schnell geladen und entladen werden kann gemäß der dann an der Ausgangsklemme der Verstärkers Ap vorhandenen Spannung.

Der Verstärker A, ist als Spannungs-Folger geschaltet, so daß er eine hohe Eingangsimpedanz besitzt und somit nicht eine Entladung des Kondensators C, bewirkt. Ein Widerstand R-,_Q verbindet den Kondensator C mit dem nichtinvertierenden Eingang des Verstärkers A,, wobei ein Widerstand R,. die Ausgangsklemme des Verstärkers A, mit dessen invertierenden Eingangskleinme verbindet. Die Augangsklemme des Verstärkers A, ist ferner mit der Kathode einer Diode D₁₁ verbunden, die über einen normalerweise geschlossenen Relais-Kontakt mit der Klemme 30 verbunden ist

(s. Fig. 3). Der Verstärker An i_st als ein Komparator mit

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Hysterese geschaltet. Seine invertierende Eingangsklemme ist über einen Verstärker R,_? mit dem Schieber des Potentiometers R.„ verbunden, während seine nicht-invertierende Eingangsklemme mit dem gemeinsamen Punkt eines Paares von in Reihe zwischen den Schienen 27 und 28 liegenden Widerständen R-,, und R^j. und außerdem über einen Widerstand R,^ mit ihrer Ausgangsklemme verbunden ist, die mit der Klemme 31 verbunden ist.

Fig. 3 zeigt schematisch die Anordnung, bei der die Signale der Strom-Transducer-Schaltung der Fig. 1 und des Kondensator-Spannungsschalters der Fig, 2 benutzt werden. Das Stromsignal wird über einen Widerstand R₁,. der invertierenden Eingangsklemme eines FunktionsVerstärkers A₁- zugeführt, der als Komparator mit Hysterese geschaltet ist. Die erforderliche Hysterese wird erzielt durch Widerstände Rh₂» ^rüv ^d*^e ^^{n Reine} zwischen der Aus gangs klemme des Verstärkers Ap- und der Schiene 27 liegen, wobei deren gemeinsamer Punkt mit der nicht-invertierenden Ausgangskiemme des Verstärkers A₁- verbunden ist. Die invertierende Eingangsklemme des Verstärkers A₁- ist über einen Widerstand R₁-J. mit einer Schaltung verbunden, die ein Signal erzeugt, das den Motorstrombedarf anzeigt. Sie erhält Eingangssignale von einem Geschwindigkeit sumwandl er 33 und Potentiometern 3¹I und 35 des Beschleunigungspedals bzw. Bremspedals und erzeugt ein Gleichstromsignal, das dem gewünschten Durchschnittsmotorstrom entspricht, der entsprechend der Betätigung der Pedale ist. Einzelheiten einer solchen Schaltung ergeben sich aus der früheren deutschen Patentanmeldung P 26 08 357.

Die Ausgangsstufe besteht aus einem Funktionsverstärker A₁₀Q, der entweder in invertierender oder in nicht-invertierender Art arbeitet, je nach dem ob ein Transistor Q^₀₀ vorhanden ist oder nicht. Die invertierende Eingangsklemme des Verstärkern ist über einen Widerstand R^t- mit einem Punkt der Schaltung 32, der andererseits über zwei gleich große Widerstände R-Jc₁* mit der nicht-invertierenden Eingangsklemme verbunden ist. Ein mit einem Kondensator C^₀₀ in Reihe liegender Widerstand verbindet die Ausgangsklemme des Verstärkers A^₀₀ mit der

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Erdschiene 27. Ein Widerstand R.j-n verbindet die Stelle, an der der Widerstand K₁^ ^m^ ^dem Kondensator C._QQ verbunden ist, mit der Anode der Diode D₁₀₀, deren Kathode mit der Basis eines Transistors Q₁₀₁ als Emitter-Polger verbunden ist. Zwei in Reihe geschaltete Widerstände verbinden den Emitter des Transistors Q₁₀₁ mit der Schiene 27, wobei der Verbindungspunkt dieser beiden Widerstände mit der invertierenden Eingangsklemme des Verstärkers A₁₀₀ über einen Rückkopplungswiderstand R-icy verbunden ist. Der Emitter des Transistors Q₁₀₁ ist über den Widerstand Ru₁, mit der invertierenden Eingangsklemme des Verstärkers A_n. verbunden.

Die Klemme 30 ist mit der Basis des Emitter-I'Olge-Transistora Q₁₀₁ verbunden. Wenn der Ausgang des Verstärkers A hoch ist, ist die Spannung an seiner nicht-invertierenden Eingangsklemme auf einem bestimmten positiven Niveau, das durch die Spannung an seiner invertierenden Eingangsklemme überschritten werden muß,bevor der Verstärkerausgang negativ werden kann. Ebenso liegt eine feste negative Spannung an der nicht-invertierenden Eingangsklemme des Verstärkers Aj- an, wenn die Ausgangsleistung des Verstärkers A₁- niedrig ist. Die über die Widerstände R₁₄₁ und R₁Jj, zugeführten Signale haben entgegengesetzte Polarität; diese Widerstände können als Potentialteiler angesehen werden, so daß für ein gegebenes Bedarfssignal die Ausgangsleistung des Verstärkers A,- abnimmt, wenn eine obere Stromgrenze überschritten wird und zunimmt, wenn der Motorstrom geringer ist als eine untere Stromgrenze, wobei beide Grenzen durch den Fahrer mittels der Pedale 3**> 35 geändert werden können.

Die Wirkung des über die Klemme 30 zugeführten Kondensator-Spannungs-Signals besteht darin, daß das Niveau, bis zu dem das Strombedarfssignal abnimmt, angehoben wird, wenn die Kondensatorspannung zu niedrig ist.

Die Ausgangsklemme des Verstärkers A^ ist über eine Diode D₁₂ und einen Spannungsverteiler Rjig» Rn₇ ^mit der Basis eines npn-Transistors Q,- verbunden, dessen Emitter mit der Schiene 27,

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und dessen Kollektor über den Widerstand *»8 mit der Schiene verbunden ist. Der Kollektor des Transistors Qg ist mit der Klemme 36 (Fig. ¹O verbunden und außerdem mit der Kathode einer Diode D.-,, deren Anode über einen Widerstand R₁ mit der Schiene 26 verbunden ist. Eine Diode D₁. verbindet die Anode der Diode D., mit der Klemme 37 (Fig. 7)· Die Kathode einer Zener-Diode ZD„ ist mit den Anoden der Dioden D., und D . verbunden, während ihre Anode über einen Widerstand R₁... mit der Schiene 27 verbunden ist. Der Widerstand R^_q und die Zener-Diode Zü„ sind so gewählt, daß die Zener-Diode nichtleitend ist, wenn eine der Dioden D-, ,, D . leitend ist, d.h. wenn der Transistor Qg eingeschaltet oder die Spannung an der Klemme 39 niedrig ist.

Der Emitter eines npn-Transistors Q₇ ist mit der Schiene 27 verbunden, während seine Basis mit der Anode der Zener-Diode Zü„ und sein Kollektor über einen Widerstand R₁-. mit der Schiene verbunden ist. Der Transistor Q₇ ist eingeschaltet, wenn die Zener-Diode ZD leitend ist.

Der Emitter des Transistors Q₇ ist über einen Potentialteiler R , R mit der Basis eines npn-Transistors Qg verbunden, der einen Oszillator steuert, der auf einem Unijunktion Transistor Q_q und einem Kondensator C₁. beruht. Die zweite Basis dieses Transistors Q„ ist über zwei in Reihe geschaltete Widerstände

RtrJi» Rcrtr ^mit der Schiene 27 verbunden, während seine erste 5H 55

Basis über einen Widerstand 56 mit der Schiene 26 verbunden ist. Es bestehen zwei getrennte Ladewege für den Kondensator C₁., der die Frequenz des Oszillators bestimmt. Der eine Weg wird gebildet durch einen Widerstand Rc₇> der in Reihe mit dem Kondensator C₁^ zwischen den Schienen 26, 27 liegt. Der andere Weg wird gebildet durch einen Widerstand R₁-Q, eine Diode D₁C* eine

Diode D„ _c und einen Widerstand Rr-_nJ die in Serie quer zum Ib 59

Widerstand R,_₇ liegen, wobei der Gesamtwiderstand der Widerstände Rf-Qj R(TQ nierkbar geringer ist als der des Widerstandes Rc₇-Eine Diode D₁₇ liegt quer zu der Reihenkombination des Widerstandes R_rq und der Diode D.g mit einer zur Diode D>g umgekehrten Polarität. Die Anode der Diode Ό.β und die Kathode der Diode D₁₇ sind mit dem Kollektor des Transistors Qg verbunden. Die Anode

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der Diode D₁ „ ist mit der Anode einer Diode Ό.γ, verbunden, deren Kathode mit der Anode eines Thyristors SCR¹J verbunden ist, dessen Kathode mit der Schiene 27 verbunden ist.

Wenn der Transistor Qg leitend ist, arbeitet der Oszillator nicht, da der Kondensator in entladenem Zustand gehalten wird. Wenn der Transistor Q 8 eingeschaltet ist, d.h., wenn der Transistor Q₇ eingeschaltet ist, beginnt der Oszillator bei einer relativ hohen Frequenz zu laufen, bis der Thyristor SCK¹J gezündet ist, wie dies weiter unten beschrieben werden wird. Dann wird der Oszillator, solange der Transistor Qo ausgeschaltet ist, mit einer niedrigen, durch den Widerstand R „ bestimmten Frequenz laufen. Der gemeinsame Punkt der- in Reihe geschalteten Widerstände Rr η > ^cc i^st- ^mit ^l^^er Basis eines Transistors Q₁₀ verbunden, der Emitter mit der Schiene 27 und dessen Kollektor über einen Widerstand R^ mit der Schiene 26

bo

verbunden. Der Kollektor des Transistors Q₁₀ ist. verbunden mit der Trägerklemme einer integrierten Zeitgeberschaltung T. (dargestellt als die eine Hälfte eines Doppel-Zeitgeber-Schaltkreises vom Typ NE556). Die Entladungs- und Schwellen-Klemmen dieser Zeitgeberschaltung sind verbunden mit dem Punkt, an dem der Widerstand R^₁ und ein mit ihm zwischen den Schienen 26 und 27 in Reihe liegender Kondensator C^ miteinander verbunden sind. Die Spannungssteuerungs-Klemme dieser Schaltung ist über einen Kondensator Cr mit der Schiene 27 verbunden, während die Rückstellklemme mit dem Kollektor eines npn-Transistors Q₁₁ verbunden ist, dessen Emitter mit der Schiene 27 und dessen Kollektor über einen Widerstand R/-_? mit der Schiene 26 verbunden ist. Die Basis des Kollektors Q₁₁ ist über einen Widerstand Rg, mit der Schiene 27 verbunden und über einen Widerstand Hr₁, mit der Kathode einer Diode D₁„, deren Anode mit dem Kollektor des Transistors Q₇ verbunden ist. Die Basis des Transistors Q₁₁ ist ferner über einen Widerstand Rg^ mit der Kathode einer Diode D_2Overbunden, deren Anode mit der Klemme ¹JO verbunden'ist.

Die Ausgangsklemme der Zeitgeberschaltung T. ist mit einer Klemme ¹Il und von dort mit dem Tor des Hauptthyristors SCRl

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verbunden. Die Ausgangsklemme ist ferner über einen normalerweise geschlossenen, über Steuerungskontakt 42 und einen Widerstand Rg₀ mit dem Tor des Thyristors SCR4 verbunden, das außerdem über einen Widerstand Rr₇ mit der Schiene Z'l verbunden ist.

Wenn die Spannung an der Klemme 'IU niedrig und an der Klemme hoch ist, so daß der Transistor Q,- abgeschaltet ist, wird der Transistor Q„ durch den vom Komparator-FunkLionsverstärker Abgelieferten Strom eingeschaltet, wodurch der Oszillator beginnt, mit verhältnismäßig hoher Frequenz zu schwingen und der Zeitgeber T. angesteuert werden, weil unter diesen Umständen der Transistor Q.... abgeschaltet ist, wobei die Widerstände R,-g und R_rg sowie der Kondensator C₁. eine Verzögerung von etwa 7OuS bis zu solchem Ansteuern bestimmen. Bedingt durch den Widerstand Rp. und den Kondensator C^ ergibt sich an der Zeitgeberausgangsklemme eine Spannungserhöhung von 20,uS. Dieser Ausgangsimpuls zündet die Thyristoren SCRl und SCR4, wobei der letztere den Ladeweg für den Kondensator Cn unterbricht. Der Widerstand R₁-,, und der Kondensator C₁. bestimmen die Wiederho lungsfrequenz des Oszillators zu etwa 20 Hz, so daß zusätzliche Zündungsimpulse durch den Zeitgeber T₁ bei dieser Frequenz erzeugt werden, wenn die Stromgröße in Thyristor SCRl nicht ausreicht, um ihn leitend zu halten, wenn die Ausgangsleistung des Strornkomparator-Funktionsverstärkers A₁- ansteigt. (und dadurch anzeigt, daß der Strom seine obere Grenze erreicht hat). Dabei wird der Transistor Q^- eingeschaltet und der Transistor Q₇ ausgeschaltet, der die Transistoren Q₀ und Q₁. einschaltet. Der Transistor

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Q₁₁ hält die Rückstellklemme des Zeitgebers T₁ niedrig, so daß er nicht angesteuert werden kann,und der Transistor Qn den Kondensator C^ in Entladungszustand hält, so daß der Oszillator aufhört zu laufen.

Die Klemmen 36, 39 und 40 ergeben Eingangssignale für die in Fig. 4 dargestellte Schaltung, die die Zündung des Thyristors SCR2 steuert. Ein Widerstand R₇₀ verbindet die Klemme 36 mit der Anode einer Zener-Diode ZD-,, deren Kathode über einen Widerstand R₇₁ mit den Schienen 26 verbunden ist, so daß die Zener-Diode ZD, nur leitend wird, wenn der Transistor Qg der Fig. eingeschaltet ist (d.h. wenn die Ausgangsspannung des Strom-Komparator-Verstärkers A^ hoch ist). Die Kathode der

p Q Q 8 3 7 / Π B 7 Π _ I₇ _

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Zener-Diode ZD ist mit der Basis eines pnp-Transistors Q_lp verbunden, dessen Emitter mit der Schiene 26 und dessen Kollektor mit der Schiene 27 über einen Widerstand H verbunden

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ist. Der Kollektor des Transistors Q₁₀ ist fiber einen Widerstand R₁,- und einen damit in Reihe liegenden Kondensator U^ mit der Basis eines npn-Transistors Q.^ verbunden, dessen Emitter mit der Schiene 27 und dessen Kollektor über einen Widerstand R₇^ mit der Schiene 26 verbunden ist. Die Basis des Transistors Q₁-, ist mit der Kathode einer Schutzdiode D ,^verbunden, deren Anode mit der Schiene 27 und außerdem über einen Widerstand R,_7ir mit derSchiene 27 verbunden ist, um den Transistor Q. . entsprechend vorzuspannen.

Es ist erkennbar, daß bei eingeschaltetem Transistor Q₁-, der Transistor Q₁-, auf eine solche Zeit eingeschaltet ist, die erforderlich ist, den Kondensator aufzuladen (die Zeitkonstante Rjy Cg ist ungefähr 10 ^uS).

Der Kollektor des Transistors Q_1? ist ferner über einen Widerstand R„/- und einen mit ihr in Reihe liegende Diode D^, mit einer Seite eines Kondensators C„ verbunden, dessen andere Seite mit der Schiene 27 verbunden ist. Diese erste Seite des Kondensators C„ ist mit dem Emitter eines Unijunktion Transistors Q₁^ verbunden, dessen zweite Basis über einen Widerstand R

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mit der Schiene 27 und dessen erste Basis über einen Widerstand R₇O mit der Schiene 26 verbunden ist. Die zweite Basis dieses Transistors Q₁^ ist ferner über einen Widerstand R₇Q und eine Diode Dph mit der Basis des Transistors Q₁, verbunden.

Der Widerstand R_7fr, der Kondensator C₇ und der Transistor Q₁^ bilden einen Oszillator, der unter der Steuerung des Transistors Q₁P bei einer Frequenz von etwa 3 kHz arbeitet. Dieser Oszillator ist so angeordnet, daß er durch einen npn-transistor Q_lt- gesperrt wird, dessen Kollektor und Emitter miteinander über einen Kondensator C₇ verbunden und dessen Basis über einen Widerstand Rg₀ mit der Schiene 27 verbunden ist. Die Basis des Transistors Q₁,- ist außerdem verbunden mit der Kathode eines Thyristors SCR5, dessen Anode über einen Widerstand Rg₁ mit dem Kollektor des

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Transistors Q₁₂ verbunden ist. Die Basis des Transistors Q_1r ist ferner mit dem Kollektor eines npn-Transistors Q₁ ^- verbunden, dessen Emitter mit der Schiene 27 und dessen Basis über einen Widerstand Rg₂ mit der Schiene 27 verbunden ist. Die Kathode einer Diode Dpj, ist mit der Basis des Transistors Q₁ c verbunden, während ihre Anode über einen Widerstand Rg, mit der Klemme 40 verbunden ist. Eine Diode D_5C. verbindet die Anode der Diode Dpj. mit der Klemme 39, so daß der Transistor Q^g nur eingeschaltet werden kann, wenn die Signale an beiden Klemmen 39 und 40 hoch sind.

Das Tor des Thyristors SCR5 ist über einen Widerstand Rg₁. , eine Diode D_?f- und einen normalerweise geschlossenen Übersteuerungskontakt 43 mit der Ausgangsklemme einer weiteren integrierten Zeitgeberschaltung T verbunden (die durch die andere Hälfte des NE556.Schaltkreises des Zeitgebers T gebildet wird). Die Eingangsklemme des Zeitgebers Tp ist mit dem Emitter des Transistors Q₁, verbunden und ihre Spannungssteuerungsklemme über einen Kondensator Cg mit der Schiene verbunden. Die Schwellen- und Entladurigs-Klemmen des Zeitgebers

T„ sind beide über einen Widerstand R₀₁- mit der Schiene 26 a op

und über einen Kondensator C mit der Schiene 27 verbunden, wobei der Widerstand Rg₁- und der Kondensator C„ die Einschaltzeit des monostabilen Multivibrators bestimmt, der durch den Zeitgeber T_p und die damit verbundenen Komponenten gebildet wird, auf etwa 20 uS. Die Ausgangsklemme des Zeitgebers T₂ ist zweimal verbunden mit dem Tor des zweiten Thyristors SCR2 (Fig. 1) und mit der Klemme 44.

Die Rückstellklemme des Zeitgebers Ί' ist über einen Widerstand

mit der Schiene 26 und über den Kollektor-Emitter-Weg eines

npn-Transistors Q₁₇ mit der Schiene 27 verbunden. Die Basis des Transistors Q„„ ist über einen Widerstand R_Q„ mit der Schiene

17 «γ

27 und über einen Widerstand Rgg mit der Anode einer Zener-Diode ZD4 verbunden, deren Kathode mit der Kathode von drei Dioden ^D26* ^D27 ^{Und D}28 ^verbunden ist. Die Anoden der Dioden ^D ₂6* ^D27 und D₂g führen zu drei Klemmen 45, 46 und 47 (s. auch Fig. 5),

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so daß ein Hochspannungssignal an jeder diener Klemmen den Transistor Q₁₇ einschaltet und den Zeitgeber T₀ zurückstellt. Ein Kondensator* C₁₀ liegt zwischen der Kathode der Zener-Diode und der Schiene 27.

Wenn die Signalspannung an den Klemmen 45, 46 und 47 niedrig ist, wenn der Transistor Q₁ „ durch den Ausgang des St.romkomparator-Funktionsverstärkers A₁. abfällt, wird der Zeitgeber T₂ sofort ausgelöst und der Oszillator um den Unijunktions-Transistor Q₁^ beginnt zu laufen und weitere Auslösesignale werden an den Zeitgeber T„ gegeben. Durch den ersten Ausgangsimpuls des Zeitgebers T„ wird der Thyristor SCR5 eingeschaltet, es sei denn, der Transistor Q.g ist eingeschaltet, schaltet den Transistor Q_HC- an und hält den Kondensator C₇ im entladenen

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Zustand und verhindert das Laufen des Oszillators.

Ein normalerweise offener Kontakt 48 verbindet die Klemme über einen Widerstand R_0n und eine Diode D„_n mit dem Emitter des Unijunktions-Transistors Q₁ η > so daß bei geschlossenem Kontakt 48 (wenn eine "Kriech'-'-Bedingung gewählt worden ist) der Oszillator bei einer merklich geringeren Frequenz von beispielsweise ¹JOO Hz läuft, wenn der Ausgang des Stromkomparator-FunktionsVerstärkers A₁- niedrig ist. Unter dieser Bedingung ist der Transistor Q^₂ ausgeschaltet, so daß ein Zünden des Thyristors SCR5 keinen Strom ergibt, um den Transistor Q₁^ einzuschalten und den Oszillator anzuhalten.

Wie Fig. 5 zeigt, ist die Ausgangsklemme des Zeitgebers T„ (Fig. 4) über die Klemme 4¹J über zwei in Serie liegende Widerstände Hqqj Rq₁ mit der Schiene 27 verbunden. Der diesen Widerständen gemeinsame Punkt ist mit der Basis einen npn-Transistors Q.g verbunden, dessen Emitter zur Schiene 27 hin geerdet ist. Der Kollektor des Transistors Q.n ist über einen Widerstand Rg₂ mit der Schiene 26 verbunden und überdies mit der Trägerklemme eines anderen integrierten Zeitgeberschaltkreises T,

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verbunden, der als ein monostabiler Multivibrator mit einer Impulsdauer von etwa 2,5 ^mS geschaltet ist. Die Schwellen- und Entladungsklemmen des Zeitgebers T liegen über einen Kondensator C an der Schiene 27 und über einen Widerstand Rq, und einen damit in Reihe liegenden Rücksteller R„^ an der Schiene 26. Ein Kondensator CL- verbindet die Steuerspannungsquelle des Zeitgebers T-, mit der Schiene 26, während die Rückstellungsklemme mit einer Klemme R₁ verbunden ist. Die Ausgangsklemme ist verbunden mit einer Klemme ^9 (Fig. 6 und 7)·

Die Ausgangsklemme des Zeitgebers Ϊ, ist außerdem über einen Kondensator C.., mit dem einen Ende eines Widerstandes R_q(- verbunden, dessen anderes Ende mit der Schiene 26 verbunden ist. Die Kathode einer Diode D„_Q ist mit der Schiene 26 verbunden und ihre Anode mit dem Verbindungspunkt zwischen dem Kondensator CL, und dem Widerstand Rnc» ^so daß ^an dieser Stelle ein negativer Impuls erzeugt wird, wenn der Zeitgeber T-, rückgestellt ist. Diese Verbindungsstelle ist außerdem mit der Auslöseklemme eines anderen Zeitgebers Tj. verbunden, der ebenfalls ein als ein monostabiler Multivibrator geschaltet ist und zwar mit einer Impulsdauer von etwa 20»uS. Die Schwellen und Entladungsklemmen des Zeitgebers T₁. sind über einen Widerstand R_qg mit der Schiene 26 und über einen Kondensator CLj. mit der Schiene 27 verbunden. Ein Kondensator CL₁- verbindet die Steuerspannungsklemme des Zeitgebers T₁, mit der Schiene 27, während seine Rückstellklemme mit einer Klemme R„ verbunden ist. Die Ausgangsklemme des Zeitgebers T^ ist über die Klemme ^5 mit dem Tor des Thyristors SCR3 und außerdem mit dem Rückstellkreis des Zeitgebers T₂ (Fig. ¹J) verbunden.

Die Aus gangs klemme des Zeitgebers T₁, ist ferner über zwei in Reihe liegende Widerstände R_gg, R_gg mit der Schiene 27 verbunden, wobei deren Verbindungspunkt mit der Basis eines npn-Transistors Q_lq verbunden ist, dessen Emitter mit der Schiene 27 verbunden ist. Der Kollektor des Transistors Q_iq ist über einen Belastungswiderstand R₁₀₀ mit der Schiene 26 und außerdem mit der Auslöseklemme eines noch weiteren Zeitgebers T₁- verbunden, der als monostabiler Multivibrator mit einer Impulsdauer von 300 ,US geschaltet ist. Die Schwellen- und Entladungsklemmen

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des Zeitgebers T sind über einen Kondensator C ,- mit der Schiene 27 verbunden und über einen Widerstand R₁₀₁ und einem mit ihm in Reihe liegenden Widerstand R_1n„ mit der Schiene 26 verbunden. Die Steuerspannungsquelle des Zeitgebers T|- ist über einen Kondensator C.g mit der Schiene 27 und seine Rückstellklemme unmittelbar mit der Schiene 26 verbunden.

Die Ausgangsklemme des Zeitgebers T„ ist mit der Klemme 46 und außerdem Über einen Kondensator C.n mit der Auslöseklemme eines weiteren Zeitgebers IV verbunden, der als monostabiler Multivibrator mit einer Impulsdauer von 100u S geschaltet ist. Die Schwellen- und Entladungs-Klemmen des Zeitgebers 'IV sind über einen Kondensator C_iq mit der Schiene 27 und über einen Widerstand R₁₀^ mit der Schiene 26 verbunden. Die Steuerspannungsklemme des Zeitgebers T^ ist über einen Kondensator Cp₀ mit der Schiene 26 verbunden und seine Rückstellklemme unmittelbar mit der Schiene 26 verbunden. Die Auslöseklemme ist über einen Widerstand R₁₀g und eine Diode D,_Q mit der Schiene 27verbunden, so daß die Rückflanke des Ausgangsimpulses des Zeitgebers T₁- umgewandelt wird in einen negativ werdenden. Auslöseimpuls für den Zeitgeber T^. Die Ausgangsklemme des Zeitgebers Tg ist mit der Klemme 47 verbunden.

Fig. 6 zeigt eine einfache Schaltung, durch die die schwachen Signale, die an der Klemme 31 auftreten, wenn die Spannung am Kondensator 19 zu gering ist, in ein Signal größerer Stärke, das geeignet ist für die Schaltungen der Fig. 3 und 4. Die Schaltung weist einen Verstärker R₁₁₀ auf, der die Anode einer Diode D-^₁ mit der Schiene 26 verbindet. Die Klemme 31 ist mit der Anode dieser Diode über einen normalerweise geschlossenen Kontakt verbunden, dem Energie zugeführt wird, wenn das vom Verstärker A₁, erzeugte "V low"-Steuersignal, also das Steuersignal, sofern es geringe Energie hat, übersteuert werden muß. Die Kathode der Diode D,. ist über einen Widerstand R₁₁₁ mit der Basis eines npn-Transistors Q₂₀ verbunden, dessen Basis außerdem über einen Widerstand R₁₁₁ mit der Schiene 27 ver bunden ist. Der Emitter des Transistors Q₂₀ ist mit der Schiene

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27 und der Kollektor mit der Klemme ku sowie über einen Widerstand R₁₁-I mit der Schiene 26 verbunden. Das H_p Rückstellsignal zum Rückstellen des Zeitgebers T^ wird erzeugt durch Invertieren eines Bedarf-Trennsignals, das unter gewissen Umständen während des Umschaltens zwischen Vorwärts- und Rückwärtsgang erzeugt wird. Da dies Merkmal für die vorliegende Erfindung nicht wesentlich ist, wird hier nicht dargestellt, wie dies Signal entwickelt wird. Die Trennsignalklemme 50 ist über einen Widerstand R₁₁J, mit der Basis eines npn-Transistors Q₂₁ verbunden, dessen Emitter mit der Schiene 27 verbunden ist. Die Basis des Transistors Q_oi ist über einen Widerstand R₁ .,_c mit

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der Schiene 27 verbunden und der Kollektor über einen Widerstand mit der Schiene 26 und außerdem mit der Klemme H._} und der

Kathode einer Diode D^,p. Die Anode der Diode D,„ ist über einen Kondensator Cp₁ mit der Schiene 26 und außerdem mit den Anoden zweier Dioden D,,·, D . und mit einer Zener-Diode ZD5 verbunden. Die Kathode der Diode D,, ist mit der Klemme 49 verbunden und die Kathode der Zener-Diode ZD5 über zwei in Reihe liegende

Widerstände R,,„ und R„.. _Q mit der Schiene 26 verbunden. Die 117 Ho

Verbindungspunkte dieser beiden Widerstände ist mit der Basis eines pnp-Transistors Q₂₂ verbunden, dessen Emitter mit der Schiene 26 und dessen Kollektor über einen Widerstand R₁₁Q mit der Schiene 27 verbunden ist. Die Kathode der Diode D,^ ist mit dem Kollektor eines npn-Transistors Qp, verbunden, dessen Emitter mit der Schiene 27 und dessen Kollektor über einen Widerstand R.„„ mit der Schiene 26 verbunden ist. Die Basis des Transistors Q_p7. ist über einen Widerstand R_1?1 ^mit der Schiene 27 und mit der Anode einer Zener-Diode ZD6 verbunden, deren Kathode mit der Klemme 2k und über einen Widerstand R₁₂₂ mit der Schiene 26 verbunden ist. Dieser Transistor Qp₂ kann eingeschaltet werden durch ein positiv werdendes Signal an der Klemme 2k oder an der Klemme 50 oder durch ein negativ werdendes Signal an der Klemme ^9·

Der Kollektor des Transistors Q₂₂ ist mit der Auslöseklemme eines weiteren Zeitgebers T„ verbunden, der als monostabiler Multivibrator mit einer Impulsfrequenz von 100 η S geschaltet ist. Die Schwellen- und Entladungsklemmen des Zeitgebers T₇ sind über einen Kondensator C₂ mit der Schiene 27 und über einen

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Widerstand Rn_n-, mit der Schiene 26 verbunden. Die Steuerspannungsklemme ist über einen Kondensator C_, mit der Schiene 27 und die Rückstellklemme unmittelbar mit der Schiene 26 verbunden.

Die Ausgangsklemme des Zeitgebers T₇ ist über einen Kondensator Cpj. mit der Regelklemme eines weiteren Zeitgebers T„ verbunden, der über einen Widerstand R_1?h und eine dazu parallel liegende Diode D-,,- mit der Schiene 26 verbunden ist, so daß der Zeitgeber Tg erregt wird durch Abfallen der Planke des Ausgangsimpulses des Zeitgebers T₇. Der Zeitgeber T., ist als ein monostabiler Multivibrator mit einer Impulsdauer von 5OuS geschaltet. Seine Schwellen- und Entladungsklemmen sind über einen Kondensator C mit der Schiene 27 und über einen Widerstand R₁₂C; ¹¹¹^t ^der Schiene 26 verbunden. Die Steuerspannungsklemme des Zeitgeber Tg ist mit der Schiene 27 über einen Kondensator Cp,- verbunden. Die Rückstellklemme des Zeitgebers Tg ist mit dem Kollektor eines npn-Transistors Qp₁, verbunden, dessen Emitter mit der Erdschiene 27 und dessen Kollektor über einen Widerstand R_1?ir ^mit der Schiene 26 verbunden ist. Die Basis des Transistors Qp₁. ist mit dem Kollektor eines npn-Transistors Q_?t- verbunden, dessen Emitter mit der Schiene 27 un'd dessen Kollektor über einen Widerstand R^p₇ mit der Schiene

26 verbunden ist. Die Basis des Transistors Qpj- ist verbunden mit dem Verbindungspunkt zweier in Reihe liegender Verstärker R₁₂gi R₁₂Q* ^^{e zw}i^scnen der Ausgangsklemme des Zeitgebers Tg und der Schiene 27 liegen und außerdem über einen Widerstand R₁^₀ mit der Kathode einer Diode D-,,- verbunden, deren Anode mit dem Kollektor des Transistors Q„^ verbunden ist.

Die Ausgangsklemme des Zeitgebers Tg ist außerdem über zwei in Reihe geschaltete Widerstände R₁^₁ und R₁^₂ mit der Schiene

27 verbunden, deren Verbindungspunkt mit der Basis eines npn-Transistors Qpg verbunden ist, dessen Emitter mit der Schiene 27 und dessen Kollektor über einen normalerweise geschlossenen Übersteuerungskontakt 31 mit der Klemme R₁ und Über einen Widerstand R₁-ZT mit der Schiene 26 verbunden ist.

Der Zeitgeber T₇ wird ausgelöst, wenn der Transistor Q₂₂ abge-

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schaltet wird, sei es deswegen, weil die Signalspannung an der Klemme 49 ansteigt (verursacht durch ein Auslösen des Zeitgebers T,) oder deswegen, weil die Signal spannung an der Klemme 24 abnimmt. Am Ende des Ausgangsimpulses des Zeitgebers T₇ wird der Zeitgeber To ausgelöst, wenn die Signal spannung an der Klemme 24 niedrig bleibt. Der einmal eingeschaltete Zeitgeber wird nicht rückgestellt, wenn das Signal an der Klemme 2k ansteigt.

Die Fig. 7 zeigt zwei einfache logische Schaltungen. Zunächst ist dort ein npn-Transistor Q„„ vorgesehen, der das Signal an der Klemme 29 entsprechend den Signalen an den Klemmen 46 und 49 steuert. Der Emitter des Transistors Q_?7 ist mit der Schiene 27 und seine Basis mit der gleichen Schiene über einen Widerstand R₁₇₁- verbunden. Diese Basis ist außerdem mit; der

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Anode einer Zener-Diode ZD7 verbunden, deren Kathode über einen Widerstand R₁^g mit den Kathoden zweier Dioden D „ und D,g verbunden ist, deren Anoden mit den Klemmen 46 bzw. 49 verbunden sind. Ein Kondensator C„₇ liegt zwischen den Kathoden dieser beiden Dioden und der Schiene 27. Der Kollektor des Transistors Qp₇ ist mit der Klemme 29 und über einen Widerstand R₁-Z₇ ^mit der Schiene 26 verbunden. Die Signalspannung an der Klemme 29 steigt somit an, so daß der Feld-Effekt-Transistor Q, (Fig. 2) nur dann leitend wird, wenn die Signalspannung an beiden Klemmen k6 und k9 niedrig^ist. Durch die übrige Schaltung der Fig. 7 wird das Signal an der Klemme 37 entsprechend den Signalen an den Klemmen 46, 47 und 49 gesteuert. Der Emitter eines Transistors Q„o ist mit der Schiene 27 und seine Basis mit der gleichen Schiene über einen Widerstand R₁M_n verbunden. Die Basis ist außerdem mit der Anode einer Zener-Diode ZD8 verbunden, deren Kathode über einen Widerstand R₁^₁ mit den Kathoden dreier Dioden D__q, D^₀ und D^.. verbunden ist, deren Anoden mit den Klemmen 46 bzw. 47, 49 verbunden sind. Ein Kondensator C₂Q liegt zwischen den Kathoden dieser Dioden und der Schiene 27. Der Kollektor des Transistors Qpg ist mit der Klemme 37 und außerdem über einen Widerstand R.^ mit der Schiene 26 verbunden.

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Bei normalem Lauf erfolgt der Betrieb wie folgt:

Der Thyristor SCRl wird gezündet, wenn der Ausgang des Stromkomparator-Funktionsverstärkers A₁- niedrig wird, vorausgesetzt daß die Signalspannung an der Klemme 39 hoch ist (d.h. es werden laufend keine Impulse durch die Zeitgeber T,, T und T. erzeugt) und die Signalspannung an der Klemme 40 niedrig ist (d.h. es liegt eine für das Umschalten angemessene Ladung auf dem Kondensator 19)·

Wenn die Spannung am Ausgang des Verstärkers A^ steigt und der Zeitgeber T₁ rückgestellt ist, wird durch Einschalten des Transistors Q₁₁ sichergestellt, daß der Zeitgeber T₁ nicht ausgelöst wird, bevor die Spannung am Ausgang des Verstärkers A^ wieder abnimmt. Ferner wird dann auch der Transistor Q₁₂ eingeschaltet, wodurch der Transistor Q₁, momentan angeschaltet wird und den Zeitgeber T auslöst, vorausgesetzt, daß die Signale an den Klemmen 45, 46 und 47 sämtlich niedrig sind (d.h. vorausgesetzt, daß keiner der Zeitgeber T , T^- oder T„ Impulse erzeugt) Infolgedessen zündet der Thyristor SCR2, wodurch der Strom des Hauptthyristors SCRl umgeschaltet wird.

Wenn der Thyristor SCR2 aufhört leitend zu sein (was die vollständige Umkehrung anzeigt) wird die Signalspannung an der Klemme 24 verringert, so daß unter der Voraussetzung, daß die Signalspannung an der Klemme 49 hoch ist (diese Bedingung besteht für 2,5 mS nach der Zündung des Thyristors SCR2 wegen des Zeitgebers T,), der Zeitgeber T₁. ausgelöst wird. Am Ende des Ausgangsimpulses des Zeitgebers T₁, wird der Zeitgeber Tg gezündet (in der Annahme, daß die Signalspannung an der Klemme 24 inzwischen nicht angestiegen ist) und der Ausgang des Zeitgebers Tg schaltet den Transistor Q₂g an, wobei der Zeitgeber T, rückgestellt wird. Das Rückstellen des Zeitgebers T _Q bewirkt ein Auslösen des Zeitgebers Τ,, wodurch der Thyristor SCR3 eingeschaltet wird. Wenn aus irgendeinem Grund der Rückstellimpuls bei R. "fehlt"j so wird der Zeitgeber T, zurückgestellt und löst den Zeitgeber Tj. nach der vollen Verzögerung von 2,5 mS aus.

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Das Zünden des Thyristors SCR3 veranlaßt das Auslösen des Zeitgebers T , durch den der Zeitgeber Tg nach 300,u S ausgelöst wird, d.h. nach einer Zeit, die ausreicht für das Umkehren und Halten der Spannung am Kondensator 19· Während der Impulsdauer von 100 η S des Zeitnehmers IV wird der Transistor Q, leitend und die Spannung am Kondensator 19 wird wird abgetastet, so daß das Signal an der Klemme 30 eingestellt wird zum Bestimmen des oberen und unteren Grenzwerts des Stroms für den nächsten Umlauf. Nur wenn die Signalspannung an der Klemme 47 am Ende der Periode von 100 ,uS geht die Signalspannung an der Klemme 37 hoch, wodurch der Start eines neuen Umlaufs ermöglicht wird.

Ein Zünden der Thyristoren SCRl und SCR2 wird verhindert, wenn die Zündspannung an der Klemme 31 absinkt, was aber übersteuert werden kann, wenn das zwecks Testens gewünscht wird.

Wenn der Kontakt 48 geschlossen ist, und die Thyristoren SCR2 und SCR3 abwechselnd zünden, während die Signalspannung an der Klemme 36 hoch ist (d.h. nachdem der Motorstrom unter den unteren Grenzwert fällt), so daß etwas Strom im Motor fließt, wenn die Spannung der Klemme 36 abnimmt, hört dies abwechselnde Zünden auf, bis der Motorstrom erneut unter den unteren Grenzwert fällt.

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Claims

COHAUSZ & FLORACK

PATBNTANWALTSBÜRO ') Q Q Q Q Π

SCHtJMANNSTR. 97 · D-4000 DÜSSELDORF

Telefon: (0211) 68 33 46 Telex: 0858 6513 cop d

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

7.3.1978 Ansprüche:

1. .Steuerschaltung für einen elektrischen Fahrzeugmotor mit einem Hauptthyristor, der in Reihe mit dem Motoranker zwischen einem Paar von Stromschienen liegt, einem zweiten Thyristor, durch den beim Zünden der Strom vom Hauptthyristor zu einem kommutierenden Kondensator umgelenkt wird, einem dritten Thyristor, der in Serie mit einer Induktivität quer zum kommutierenden Kondensator liegt und beim Zünden die Spannung am kommutierenden Kondensator umkehrt, und eine vom Fahrer bedienbare Steuervorrichtung zum Bestimmen oberer und unterer Grenzwerte für den Motor, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen Schaltkreis zum Ab fühlen der Größe der vom kommutierenden Kondensator gespeicherten Spannung und zum Ändern der genannten Grenzwerte unabhängig von der vom Fahrer bedienbaren Vorrichtung umfaßt, sowie einen Schaltkreis zur Zündkontrolle des Zündens des Hauptthyristors, wenn der Motorwirkstrom den unteren Grenzwert unterschreitet, einen zweiten Schaltkreis zur Zündkontrolle des Zündens des zweiten Thyristors, wenn der Motorwirkstrom den oberen Grenzwert überschreitet und einen dritten Zündkontroll-Schaltkreis für den dritten Thyristor umfaßt.

2. Steuerschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der genannte, die Kondensatorspannung ab fühlende Schaltkreis ein Mittel zum Koppeln dieser Kondensatorspannung mit einem Verstärker umfaßt, dessen Ausgang im Verhältnis zur Kondensatorspannung steht, und einen Abfrage- und Halt-Stromkreis umfaßt, durch den die Ausgangs.

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spannung dieses Verstärkers periodisch synchron mit dem Betrieb des Motorsteuerschaltkreises abgefragt wird.

3· Steuerschaltung für einen Pahrzeugmotor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Steuerklemme des Abfrage- und Halte-Schaltkreises mit der Zündkontrolle derart verbunden ist, daß der Verstärkerausgang angefragt wird in den Zwischenzeiten zwischen der Zündung des dritten Thyristors und dem Zünden des zweiten Thyristors.

4. Steuerschaltung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Verzögerungsstromkreis mit dem die Zündung des dritten Thyristors, bewirkenden Stromkreis verbunden ist, um ein Abfragen des Verstärkerausgangs durch den Abfrage- und Haltestromkreis nach einer bestimmten Verzögerung nach dem Steuern des dritten Thyistors zu bewirken.

5. Steuerschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 4 _i dadurch gekennzeichnet, daß die vom Fahrer bedienbare Steuervorrichtung einen Generator eines den Strombedarf anzeigenden Signals aufweist und daß die erste und zweite Zündkontrolle einen gemeinsamen Komparator mit einem Rückkopplungskreis aufweisen, durch den die genannten oberen und unteren Grenzwerte bestimmt werden, wobei der Komparator das Bedarfsignal und ein dem Motorwirkstrom entsprechendes Signal empfängt, und den die Kondensatorspannung abfühlenden Schaltkreis umpolt zwecks begrenzens des Bedarfssignals auf eine durch die Spannung des kommutierenden Kondensators bestimmte Höhe.

6. Steuerschaltung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,daß der das Bedarfssignal erzeugende Generator mit dem Komparator durch Zwischenschaltung eines Schaltkreises verbunden ist, der einen Funktionsverstärker, ein Paar in Reihe geschaltete Widerstände zwischen dem Funktionsverstärker und der Basis eines dem Emitter nachgeschalteten Transistors, dessen Emitter mit dem Komparator verbunden ist, einen Kondensator zwischen der Verbindung der beiden genannten Widerstände und einer Stromschiene, und einem Rückkopplungswiderstand zwischen dem Emitter des letztgenannten Transistors und der invertie-

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renden Eingangsklemme des Funktionsverstärkers, wobei der die Spannung des kommutierenden Kondensators abfühlende Stromkreis eine Diode aufweist, die mit der Basis des letztgenannten Transistors verbunden ist, wobei dieser Schaltkreis geeignet ist, die Basisspannung des letztgenannten Transistors zu verringern, nicht aber sie zu erhöhen,

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