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Schaltung mit einem Elektromotor, der an eine Gleich-
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stromquelle anschließbar ist Die Erfindung betrifft eine Schaltung
mit einem Gleichstrom-Elektromotor, einer Gleichstromquelle und einem diese mit
dem Elektromotor verbindenden Kontaktschalter, der als Schaltschittz ausgestaltet
ist, dessen Spule über einen zweiten, vorzugsweise willkürlich zu betätigenden Schalter
mit einer Stromquelle, insbesondere mit der gleichen Stromquelle wie der Elektromotor,
verbindbar ist. Die Erfindung betrifft also auch ein Antriebssystem mit einem Gleichstrom-Elektromotor.
Beim Schließen der an Spannung liegenden Kontakte des Kontaktschalters erfolgt schon
kurz vor dem endgültigen Schließen ein Uchtbogen-Uberschlag, wobei durch den Lichtbogen
ein hoher Einschaltatrom fließt, der zu einem großen Kontaktabbrand führt.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diesen durch den Einschaltstrom
verursachten Kontaktabbrand zu vermindern.
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Zur Ldsung dieser Aufgabe ist gemäß der Erfindung vorgesehen, daß
parallel zu den Kontakten des Kontaktschalters ein Thyristor geschaltet ist, dessen
Basis an die zu der
Spule des Schaltschützes führende Leitung angeschlossen
ist, so daß dieser Thyristor mit dem gleichen Schalter, der die Schtzspule einschaltet,
gezündet wird. Wird durch Schließen des Schalters , an den die Schützspule angeschlossen
ist, das Gitter des Thyristors an Spannung gelegt, so wird dadurch in sehr kurzer
Zeit der Thyristor leitend.
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Hingegen muß in der Spule des Schaltsohützes erst ein Magnetfeld aufgebaut
werden und mit Hilfe dieses Magnetfeldes die beweglichen Massen des qehaltschützes
beschleunigt werden, so daß das Schließen der Schützkontakte wesentlich später erfolgt
als das Zünden des Thyristors. Das hat zur Folge, daß dann, wenn sich die Kontakte
des Schaltschützes einander nähern, diese bereits über den Thyristor kurzgeschlossen
sind, so daß der hohe Einschaltstrom über den Thyristor fließt und zwischen den
Kontakten des Schaltschützes nur ein geringes Spannungsgefälle liegt, so daß kein
Uberschlag erfolgt oder zumindest nur ein äußerst schwacher Lichtbogen entsteht,
der keinen wesentlichen Kontaktabbrand zur Folge hat. Wenn dann die Kontakte des
Schaltsohützes vollkommen geschlossen sind, so ist der Widerstand über diese erheblich
geringer als der Widerstand des Thyristors, so daß ein wesentlich überwiegender
Teil des Motorstromes über die Kontakte des Schaltschützes fließt während zunächst
ganz kurze Zeit ein entsprechend dem Verhältnis der Widerstände einerseits der Kontakte,
andererseits des Thyristors sehr geringer Anteil des Motorstromes durch den Thyristor
fließt. Dieser Motorstrom liegt Jedoch unterhalb des Schwellwertes des Thyristorstromes,
so daß der Thyristor in kurzer Zeit löscht.
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Zu berücksichtigen ist, daß es bereits bekannt ist, bei einer Schaltung
für einen Gleichstrommotor mit Steuerung durch einen Gleichstromsteller den Hauptthyristor
dieses Gleichstromstellers parallel zu einem Uberbrückungsschalter zu schalten und
parallel zu diesem Überbrückungsschalter
einen zweiten Schalter,
der mit dem Uberbrückungsschalter mechanisch gekoppelt ist, vorzusehen, der zu dem
Gitter des genannten Hauptthyristors führt. Bei geschlossenem Überbrückungsschalter
und damit auch geschlossenem mit diesem gekoppelten Schalter ist der Thyristor leitend.
Diese Schaltung hat den Zweck, zu sichern, daß bei Offnen des Uberbrückungsschalters
an diesem kein Lichtbogen entsteht (DE-OS 25 52 767). Die Wirkung ist somit gerade
entgegengesetzt der der vorliegenden Erfindung zugrunde liegenden Aufgabe. Ausgehend
von dieser bekannten Schaltung mit einem Gleichstrommotor, dessen Anker über einen
Kontaktschalter an eine Gleichstromquelle geschlossen werden kann, wobei parallel
zu diesem Kontaktschalter ein Thyristor geschaltet ist, dessen Basis über einen
zweiten Schalter an Spannung gelegt werden kann, unterscheidet sich die Schaltung
gemäß der Erfindung also dadurch, daß der Thyristor ein zusätzlich nur für den Zweck
des Vermeidens des Kontaktabbrandes vorgesehener Thyristor ist und daß der Kontaktschalter
nicht der Uberbrückungsschalter für einen Gleichstromsteller-Thyristor sondern das
Schaltschütz für den Motor ist und daß die Basis des Thyristors an die zu der Spule
des SchaltschUtzes führenden Leitung angeschlossen ist und der zweite Schalter in
dieser zeitung liegt.
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Gemäß einer zweckmäßigen Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen,
daß parallel zu der Spule des Schaltschützes ein Spannungsteiler geschaltet ist,
an dessen Mitte das Gitter des Thyristors angeschlossen ist. Der Spannungsteiler
kann mindestens einen einstellbaren Widerstand aufweisen, um eine Anpassung der
Zündspannung an die vorliegenden Gegebenheiten zu ermöglichen. Normalerweise gentlgt
es, wenn beide Widerstände des Spannungsteilers konstante Widerstände sind.
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Durch die Schaltung gemäß der Erfindung wird bei hohen Einschaltströmen
die Standzeit der Schützkontakte um ein Vielfaches verlängert. Besonders zweckmäßig
ist die Anwendung der Schaltung für einen Elektromotor für den Antrieb der Pumpe
für die Hubhydraulik eines batteriegetriebenen Hubladers (Gabelstaplers). Beim Einschalten
nimmt infolge der noch nicht aufgebauten Ankerrückwirkung der Elektromotor einen
großen Strom auf, so daß dem Vermeiden des Kontaktabbrandes unter diesem Einschaltstrom
große Bedeutung zukommt.
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Die Schaltung gemäß der Erfindung ist durch ein Schaltschema erläutert.
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An die Batterie 1 sind die beiden Leitungen 2 und 3 geschlossen, wobei
von der Leitung 2 die Leitung 4 ausgeht, die zu dem Anker 5 und der Feldspule 6
eines Elektromotors führt, der andererseits über die Leitung 7 an die Kontakte 8
und 9 eines Schaltschützes geschlossen ist, wobei der Kontakt 9 über die Leitung
10 an die Leitung 3 angeschlossen ist, so daß mit den vorstehend beschriebenen Teilen
bei geschlossenen Kontakten 8, 9 ein geschlossener Stromkreis gegeben ist. An die
Leitung 2 ist weiterhin eine Leitung 11 angeschlossen, die zu einem willkürlich
betätigbaren Schalter 12 führt, der seinerseits zu einer Leitung 13 führt, die zu
der Spule 14 des Schaltschützes mit den Kontakten 8, 9 führt. Diese Spule 14 ist
andererseits an eine Leitung 15 angeschlossen, die ihrerseits wiederum an die Leitung
3 angeschlossen ist. Parallel zu der SchUtzspule 14 ist eine Schutzdiode 16 und
ein Widerstand 17 geschaltet und in die Leitung 11 ist ein weiterer Widerstand 18
und in die Leitung 4 ein weiterer Widerstand 19 geschaltet.
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In soweit ist die Schaltung bekannt.
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An die Leitung 7 zwischen der Feldspule 6 und dem Kontakt 8 ist eine
Leitung 21 angeschlossen, die zu einem Thyristor 22
führt, der andererseits
über eine Leitung 23 an die Leitung 15 und damit an die Leitung 3 angeschlossen
ist, so daß der Thyristor 22 parallel zu den Kontakten 8 und 9 des Schaltschützes
8, 9, 14 geschaltet ist. An das Gitter des Thyristors 22 ist eine Leitung 24 angeschlossen,
die zu der Mitte eines SpannuneSteilers führt, der durch die Widerstände 25 und
26 gebildet ist, wobei der Widerstand 25 über eine Leitung 27 an die Leitung 13
geschlossen ist und der Widerstand 26 über eine Leitung 28 an die Leitung 15 geschlossen
ist.
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Die Wirkungsweise ist folgende: Wird durch willkürliche Be tätigung
der Schalter 12 geschlossen, so wird damit einerseits die Spule 14 an die Batterie
1 angeschlossen, andererseits aber auch über die Leitungen 27, 28 und den Spannungsteiler
25, 26 und die Leitung 24 das Gitter des Thyristors 22 an Spannung gelegt. Dadurch
wird in sehr kurzer Zeit der Thyristor 22 gezündet, so daß der Stromkreis 1, 2,
19, 4, 5, 6, 21, 22, 23, 3 geschlossen ist. Gleichzeitig ist aber auch der Stromkreis
1, 2, 18, 12, 13, 14, 15, 3 geschlossen mit der Folge, daß sich in der Spule 14
ein Magnetfeld aufbaut, welches die beweglichen Massen des Schaltschiltzes beschleunigt
und somit den Kontakt 8, 9 schließt. Im Augehblick des Schließens der Kontakte 8,
9 ist aber der Thyristor 22 bereits gezündet, so daß zwischen den Kontakten 8, 9
nur ein sehr geringes Spannungsgefälle liegt. Sind Jedoch die Kontakte 8, 9 geschlossen,
fließt über den geringen Widerstand, der zwischen diesen Kontakten besteht, der
Hauptteil des Motorstromes während der Thyristor 22 nur mit einem derart kleinen
Teil des Stromes belastet ist, daß dieser unter den Schwellwert des Thyristorstromes
liegt mit der Folge, daß der Thyristor 22 löscht.