DE3635863A1 - Schaltungsanordnung zur ueberwachung eines motorparameters - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Über­ wachung eines Motorparameters, der für die von dem Motor abgegebene mechanische Leistung charakteristisch ist, mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruches 1.

Aus der DE-PS 28 47 765 ist eine Schaltungsanordnung zum Schutz eines Antriebsmotors vor Überlastung be­ kannt. Der bei dieser Schaltung ausgewertete Motorpara­ meter ist der Motorstrom, der mit Hilfe einer Meßschal­ tung gemessen wird. Die Meßschaltung gibt an ihrem Ausgang ein Signal ab, durch das der Motorstrom abge­ schaltet wird, sobald ein bestimmter Grenzwert über­ schritten wird.

Damit nicht jede kurzfristig auftretende Überlastung zu einem Abschalten führt, sind zwischen der Meßschal­ tung und der Steuerschaltung für den Motorstrom Spei­ cherkreise angeordnet, die unterschiedliche Zeitkon­ stanten zum Auf- und Entladen aufweisen. Eine kurz­ fristige Überlastung führt wegen der Verzögerungscha­ rakteristik des Speicherkreises nicht unmittelbar zum Stillsetzen des Antriebsmotors.

In einer Vielzahl von Anwendungen wird für eine über­ geordnete Steuerung oder Regelung die Belastung eines Motors als Stell- oder Schaltkriterium benötigt, um daraufhin weitere Schritte in der Steuerung auszulösen. Beispiele hierfür sind Vorschubantriebe ganz allgemein, die mittels eines Motors einen bewegbaren Schlitten gegen einen Anschlag drücken. Hierbei soll der Motor stillgesetzt werden, sobald der Schlitten mit einer vorgegebenen Mindestkraft gegen den Anschlag angepreßt wird.

Würde hierzu die oben erwähnte bekannte Steuerschaltung verwendet werden, ergeben sich erhebliche abweichende An­ preßkräfte, je nachdem, ob sich die Anlage im kalten oder warmen Betriebszustand befindet. Im kalten Betriebszustand sind nämlich die Lagerreibkräfte erheblich größer, so daß, wenn nur der Motorstrom in Verbindung mit einem festen Schwellwert Verwendung findet, die Anpreßkraft wesentlich geringer ist als bei betriebswarmer Anlage, wenn die beweglichen Teile entsprechend leichtgängig sind.

Ein weiteres Beispiel, bei dem ein Motorparameter der für die von dem Motor abgegebene mechanische Leistung charakteristisch ist, für die Steuerung ausgewertet wird, sind Autowaschanlagen. Dazu wird, um die Kontur des zu waschenden Fahrzeuges abzutasten, die von dem Motor aufgenommene Leistung ermittelt, der die Waschbürste antreibt. Die hierbei verwendeten bekann­ ten Meßschaltungen arbeiten ebenfalls mit einem festen Grenzwert, was zu unterschiedlichen Anpreßkräften der Waschbürste an die Karosserie führt, je nach dem, ob der Bürstenantrieb infolge hoher Temperaturen leicht­ gängig oder wegen niedriger Temperaturen schwergängig ist. Im einen Falle würde die Bürste zu früh auswei­ chen, während im anderen Falle die Anpreßkräfte für die Bürste an das zu waschende Fahrzeug sehr hoch werden.

Ausgehend hiervon ist es Aufgabe der Erfindung, eine Schaltungsanordnung zur Überwachung eines Motorpara­ meters zu schaffen, bei der das erhaltene Ausgangs­ signal im wesentlichen nur von derjenigen Belastung ab­ hängig ist, die am Ende der getrieblichen Anordnung, bestehend aus dem Motor und eventuell damit gekuppel­ ten Einrichtungen, abgenommen wird.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine Schal­ tungsanordnung mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.

Die Verwendung der Speicherschaltung in Verbindung mit der Überlagerungsschaltung gestattet es, das an der Schaltungsanordnung abgegebene Steuersignal von einem Betriebszustand abhängig zu machen. Dieser Betriebszu­ stand kann ein definierter Lastzustand oder der Leer­ laufzustand sein. Wenn sich der Motor mit der nachge­ schalteten getrieblichen Anordnung in dem betreffenden Zustand befindet, wird in der Speicherschaltung der jeweils erzeugte Meßwert für den Motorparameter ge­ speichert, so daß es möglich ist, für den Lastfall eine entsprechende Korrektur anzubringen. Hierdurch wird die im Lastfall von der Antriebseinrichtung abgegebene mechanische Leistung auf denjenigen Betriebszustand bezogen, in dem die gespeicherte Messung vorgenommen wurde.

Im Falle des Antriebs einer Waschbürste einer Wasch­ straße ist die Bezugsgröße der Leerlaufstrom oder die Leerlaufdrehzahl des Antriebsmotors für die Waschbürste. Die Drehzahl im Leerlaufzustand ist bei kalter Anlage niedriger als im warmen Zustand bzw. die Leerlaufstrom­ aufnahme ist im kalten Zustand deutlich höher als im warmen Zustand. Durch die Speicherung des Meßwertes im Leerlaufzustand erfolgt die vergleichende Messung immer in Relation zu diesem Leerlaufzustand. Die von der Waschbürste abgegebene mechanische Leistung ist damit weitgehend unabhängig von den schwankenden mechanischen Verlusten in dem Antriebssystem.

Das von der Schaltungsanordnung abgegebene Stellsignal kann sowohl ein analoges Signal als auch ein binäres Signal sein. Im Falle des binären Signals nimmt das Stellsignal den einen Zustand ein, wenn sich der Motor in einem den Leerlauf sowie einen vorgegebenen Last­ fall enthaltenden Lastbereich befindet, während das Stellsignal den anderen Zustand einnimmt, wenn der Motor außerhalb des Lastbereiches betrieben wird.

Der Motorparameter, der zur Messung herangezogen wird, kann jede dazu geeignete Meßgröße, beispielsweise der Motorstrom, die Motordrehzahl, der Motorschlupf, die Anker-EMK, der cos ϕ usw. sein.

Eine einfache Überlagerungsschaltung für das Meßsignal mit dem gespeicherten Signal bzw. des Sollwertsignals mit dem gespeicherten Signal besteht in der Verwendung einer Addierschaltung, deren einem Eingang das ge­ speicherte Signal und deren anderem Eingang das Meßwert­ signal oder das Sollwertsignal zugeführt wird und deren Ausgang mit einem weiteren Differenzverstärker verbunden ist, der an seinem anderen Eingang das Soll­ wertsignal oder das Meßwertsignal erhält und an seinem Ausgang das Stellsignal abgibt. Hierbei hat das ge­ speicherte Signal an dem Eingang der Addierschaltung ein anderes Vorzeichen als das Meßwertsignal bzw. das Grenzwertsignal.

Der zweite Differenzverstärker kann als Komparator ge­ schaltet sein, um so das binäre Signal zu erzeugen. Vorzugsweise hat hierbei der Komparator die Charakteristik eines Schmitt-Triggers, um indifferente Zwischenzustände auszuschalten. Hierbei kann die Hysterese, mit der der Schmitt-Trigger schaltet, einstellbar sein.

Eine andere Möglichkeit besteht darin, zur Überlagerung mit dem gespeicherten Signal eine Addierschaltung mit drei Eingängen vorzusehen, die an ihrem ersten Eingang das Meßsignal, an ihrem zweiten Eingang das gespeicher­ te Signal und an ihrem dritten Eingang das Sollwert­ signal erhält. Diese Schaltung ist dann besonders vor­ teilhaft, wenn das abzugebende Stellsignal ein Analog­ signal ist. Es ist aber auch möglich, dieser Addier­ schaltung einen Schmitt-Trigger nachzuschalten, um aus dem erhaltenen Signal am Ausgang der Addierschaltung ein binäres Signal zu erzeugen.

Die Speicherschaltung ist bevorzugt eine Sample-and-Hold- Schaltung, die von einer Ablaufsteuerung gesteuert ist, damit das gespeicherte Meßsignal einem vorbestimmten Lastzustand entspricht und bis zum Erneuern des gespei­ cherten Wertes im wesentlichen konstant gehalten wird.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele des Gegen­ standes der Erfindung dargestellt. Es zeigt

Fig. 1 ein Blockschaltbild der Schaltungsanordnung zur Überwachung eines Motorparameters mit einer zwei Eingänge aufweisenden Addierschaltung und einem nachgeschalteten Komparator,

Fig. 2 ein weiter detailliertes Schaltbild der Schal­ tungsanordnung nach Fig. 1,

Fig. 3 das Blockschaltbild einer Schaltungsanordnung zur Überwachung eines Motorparameters mit einer Addierschaltung mit drei Eingängen und

Fig. 4 ein schematisches Motorlastdiagramm zur Er­ läuterung des unterschiedlichen Betriebsver­ haltens.

Fig. 1 zeigt das Blockschaltbild einer Schaltungsanord­ nung 1 zur Überwachung eines Motorparameters, der für die von dem Motor 2 abgegebene mechanische Leistung charakteristisch ist. Dieser Parameter ist beispiels­ weise die Drehzahl des Motors 2, die mittels eines mit dem Motor 2 gekuppelten Tachogenerators 3 in ein drehzahlproportionales elektrisches Signal umgewandelt wird, das über eine Verbindungsleitung 4 einem Eingang 5 der Schaltungsanordnung 1 zugeführt wird. Der Eingang 5 der Schaltungsanordnung 1 ist über eine Leitung 6 mit einem Eingang 7 einer Addierschaltung 8 verbun­ den und außerdem über eine Leitung 9 mit einem Eingang 11 einer Sample-and-Hold-Schaltung 12 mit einem inver­ tierenden Ausgang 13 und einem Steuereingang 14. Der invertierende Ausgang 13 liegt über eine Leitung 15 an einem weiteren Eingang 16 der Addierschaltung 8, während der Steuereingang 14 sein Steuer­ signal aus einer Ablaufsteuerung 16 erhält, an deren Signalausgang 17 die Sample-and-Hold-Schaltung 12 angeschlossen ist. Die Ablaufsteuerung 16 wird ihrer­ seits an einem Eingang 18 gesteuert.

Die Addierschaltung 8 liegt mit ihrem Ausgang 19 an einem Eingang 21 eines eine Schmitt-Trigger-Charakteristik aufweisenden Komparators 22 mit einem Ausgang 23 und einem weiteren, jedoch invertierenden Eingang 24. Dem invertierenden Eingang 24 wird ein Sollwertsignal zugeführt, das durch einen Einstellregler 25 schema­ tisch veranschaulicht ist.

An seinem Ausgang 23 gibt der Komparator ein binäres Stellsignal ab, das anzeigt, ob der Motor 2 weniger oder mehr mechanische Leistung, bezogen auf einen An­ fangswert, angibt oder nicht.

Bei der nachfolgenden Funktionsbeschreibung der Schal­ tungsanordnung 1 wird auf die Fig. 4 Bezug genommen, in der schematisiert die Motordrehzahl n über der von dem Motor abgegebenen mechanischen Leistung N aufgetragen ist. Der Einfachheit halber wurde hierbei ein linearer Zusammenhang gewählt. Falls der Zusammenhang stark nicht linear ist, kann entweder eine Linearisierungsschaltung vor dem Eingang der Schaltungsanordnung 1 verwendet werden oder ein an­ derer Motorparameter, der einen besseren linearen Zusammenhang mit der abgegebenen mechanischen Leistung aufweist.

Die nicht veranschaulichte übergeordnete Schaltung, der das Stellsignal aus dem Ausgang 23 des Komparators 22 zugeführt wird, stellt zunächst fest, ob von dem Motor 2 und den damit gekuppelten mechanischen Ein­ richtungen zusätzliche Leistung abgegeben wird. Wenn keine Leistung abgegeben wird, beispielsweise im Falle einer Waschstraße die Waschbürste, die von dem Motor 2 angetrieben ist, frei läuft, schaltet die überge­ ordnete Steuerung die Ablaufsteuerung 16 um, die daraufhin die Sample-and-Hold-Schaltung 12 veranlaßt, den in diesem Betriebszustand, als Leerlaufzustand be­ zeichnet, an dem Eingang 5 erhaltenen Meßwert zu über­ nehmen und zu speichern. Dieser Meßwert steht als gespeicherter Wert mit negativem Vorzeichen an dem invertierenden Ausgang an und wird in unveränderter Form bis zur Übernahme eines neuen Meßwertes in den Eingang 16 der Addierschaltung 8 eingespeist.

Sobald die Meßwertübernahme stattgefunden hat, schaltet die übergeordnete Steuereinrichtung über die Ablauf­ steuerung 16 die Sample-and-Hold-Schaltung 12 um in den Speicherzustand, in dem eine Änderung des Meß­ signals an dem Eingang 5 keine Änderung des gespeicher­ ten Signals hervorruft. Die Addierschaltung 8 bildet fortan die Differenz zwischen dem in der Sample-and- Hold-Schaltung 12 gespeicherten Wert und dem nach der Speicherung an dem Eingang 5 anstehenden aktuellen Meß­ wert. Die von der Addierschaltung 8 erhaltene Differenz wird in dem nachgeschalteten Komparator 22 mit dem Sollwert 25 verglichen, so daß das Stellsignal an dem Ausgang 23 des Komparators 22, beispielsweise den Zu­ stand L annimmt, wenn die Differenz kleiner als der Sollwert ist und in den Zustand H wechselt, wenn die Differenz den Grenzwert überschreitet.

Da die Meßwertspeicherung im Leerlauffall bei betriebs­ warmem Motor und betriebswarmer Einrichtung erfolgte, ist in der Sample-and-Hold-Schaltung 12 ein Wert ge­ speichert, der der Leerlaufdrehzahl n _Lw entspricht, zu der die von dem Motor abgegebene mechanische Lei­ stung N _Lw gehört. Auf diesen Anfangswert wird wegen der Differenzbildung die abgegebene Leistung bezogen. Wenn nämlich, hiervon ausgehend, der Motor 2 und die von ihm angetriebene mechanische Einrichtung belastet werden, sinkt die Motordrehzahl bis auf die Drehzahl n _Gw , wenn im warmen Zustand vom Motor 2 bzw. der von ihm angetriebenen Einrichtung die entsprechende me­ chanische Leistung abgegeben wird, die gleich der Differenz:

N _Gw - N _Lw

ist, wobei N _Lw die vom Motor im Leerlauffall aufgenommene mechanische Leistung und N _Gw die vom Motor im Nennlast­ fall abgegebene mechanische Leistung ist, und zwar je­ weils im warmen Betriebszustand.

Zu diesen Leistungswerten gehören die entsprechenden Drehzahlen n _Lw und n _Gw , deren Differenz in der Addier­ schaltung 8 erzeugt und mit einer Konstanten, nämlich dem Sollwert 25, verglichen wird. Überschreitet die Differenz den Sollwert, schaltet, wie erwähnt, das Stellsignal nach H um, was anzeigt, daß von dem Motor 2 mehr als die gewünschte Leistung abgegeben wird.

Die Übernahme des Wertes für die Leerlaufdrehzahl er­ folgt vor jeder Leistungsmessung, so daß die von dem Motor 2 im Lastfall abgegebene mechanische Leistung unabhängig davon wird, wie hoch die mechanischen Ver­ luste im Motor 2 und der von ihm angetriebenen Einrich­ tung sind. Befindet sich nämlich die Anlage im kalten Zustand mit hohen Lagerreibungsverlusten, dann ist im Leerlaufzustand, bei dem keine weitere mechanische Leistung abgenommen wird, die Leerlaufdrehzahl ent­ sprechend niedrig, in Fig. 4 mit n _Lk bezeichnet. Dieser Anfangswert wird in der Sample-and-Hold-Schaltung 12 gespeichert und bei der nachfolgenden Leistungs- bzw. Drehzahlmessung als Bezugsgröße verwendet, insofern, als mit diesem gespeicherten Wert und dem aktuellen Meßwert in der Addierschaltung 8 die Differenz gebil­ det wird. Erst, wenn diese Differenz den fest einge­ stellten Sollwert 25 überschreitet, wechselt das Stell­ signal an dem Ausgang 23 von L nach H. Übertragen auf das Diagramm nach Fig. 4 bedeutet dies dann, daß die Umschaltung nicht, wie im warmen Betriebszustand, bei der Leistung N _Gw , sondern bei der Leistung N _Gk er­ folgt. Unter der Voraussetzung des linearen oder fast linearen Zusammenhangs zwischen der Drehzahl und der Leistung wird dann auch im kalten Zustand am Ausgang der mechanischen Einrichtung beim Umschalten des Stell­ signals genau so viel mechanische Leistung abgegeben wie im warmen Zustand, denn es gilt:

N _Gw - N _Lw = N _Gk - N _Lk = K

mit K = Sollwert.

Aus der oben angegebenen Beziehung ist sofort ersicht­ lich, daß die Leitung 6 auch an dem Eingang 24 ange­ schlossen und der Sollwert 25 an dem Eingang 7 einge­ speist werden kann, ohne daß sich hierdurch an der grundsätzlichen Funktionsweise der Schaltung etwas ändert. In jedem Falle wird eine Korrektur erhalten, die es gestattet, unmittelbar am Motor eine Größe zu messen, die unabhängig vom Betriebszustand eine Aus­ sage darüber ermöglicht, wieviel mechanische Leistung am Ausgang des von dem Motor 2 angetriebenen mechani­ schen Strangs abgegeben wird, und zwar gleichgültig, ob sich die Einrichtungen im kalten oder im warmen oder in einem Temperaturzustand dazwischen befinden.

An die Stelle der Leistung kann auch das Drehmoment treten, wenn ein Motorparameter zur Messung herange­ zogen wird, der einen weitgehend linearen Zusammen­ hang mit dem Drehmoment aufweist.

In Fig. 2 ist ein stärker detailliertes Schaltbild für die Schaltungsanordnung 1 nach Fig. 1 veranschau­ licht. Soweit darin gleiche Schaltungselemente wieder verwendet sind wie in Fig. 1, sind sie mit denselben Bezugszeichen versehen und nicht erneut erläutert. Die Schaltungsanordnung 1 nach Fig. 2 enthält im Anschluß an den Eingangsanschluß 5 einen Tiefpaß, be­ stehend aus der Serienschaltung eines Längswiderstan­ des 24 und eines zur Schaltungsmasse hin verbundenen Siebkondensators 27, dem zur Amplitudenbegrenzung eine Z-Diode 28 parallelgeschaltet ist. An die Ver­ bindungsstelle zwischen dem Widerstand 26 und dem Kondensator 27 ist ein Analogschalter 31 mit seinem Eingang 32 angeschlossen, dessen Ausgang 33 zu dem nicht invertierenden Eingang 34 eines Differenzverstärkers 35 hin verbunden ist. Gesteuert wird der elektronische Schalter 31 über seinen Steuereingang 36, der an einen Signalausgang 37 der Ablaufsteuerung 16 angeschlossen ist.

Der Differenzverstärker 35 ist als Spannungsfolger- oder Elektrometerverstärker geschaltet und von seinem Ausgang 38 zu seinem invertierenden Eingang 39 zurück­ gekoppelt, damit ein Speicherkondensator 41, der zwischen dem nicht invertierenden Eingang 34 und Mas­ se geschaltet ist, möglichst wenig belastet wird. Auf diese Weise ändert sich der gespeicherte Spannungs­ wert zwischen zwei Speicherzyklen der Sample-and-Hold- Schaltung 12 praktisch nicht.

Eine geeignete integrierte Schaltung für den Differenz­ verstärker 35 ist der Operationsverstärker TLC 27 MC4N der Firma Texas Instruments. Der Differenzverstärker 35 bildet so zusammen mit dem Analogschalter 31 und dem Speicherkondensator 41 die Sample-and-Hold-Schal­ tung 12 zur Speicherung des Korrekturwertes. Diese Speicherung erfolgt, wenn über die Ablaufsteuerung 16 der Analogschalter 31 geschlossen wird, so daß in den Speicherkondensator 41 der momentane Meßwert, wie er zu diesem Zeitpunkt parallel zu dem Kondensa­ tor 27 ansteht, übernommen wird. Nach Übernahme des Meßwertes in den Speicherkondensator 41 steuert die Ablaufsteuerung 16 den Analogschalter 31 wieder auf, womit an dem Speicherkondensator 41 praktisch keine Spannungsänderung mehr auftreten kann.

Das Ausgangssignal des Differenzverstärkers 35 gelangt über zwei in Serie geschaltete Widerstände 42 und 43 zu einem invertierenden Eingang 44 eines weiteren Differenzverstärkers 45, der einen Ausgang 46 und einen nicht invertierenden Eingang 47 aufweist. Der Differenzverstärker 45 ist in bekannter Weise von sei­ nem Ausgang 46 über einen Widerstand 48 zu seinem invertierenden Eingang 44 gegengekoppelt.

In den nicht invertierenden Eingang 47 wird über einen Widerstand 49 das Meßsignal eingespeist, das aus dem Tiefpaß, bestehend aus dem Widerstand 26 und dem Kondensator 27, erhalten wird. Ein weiterer Widerstand 51 führt von dem nicht invertierenden Eingang 47 zur Schaltungsmasse und dient dazu, eine Stromdrift infolge eines möglichen Offset zu unterdrücken.

Das Ausgangssignal des Differenzverstärkers 45 wird in den nicht invertierenden Eingang 21 des Komparators 22 eingespeist. Dieser Komparator 22 hat wiederum Schmitt-Trigger-Charakteristik, wobei die Hysterese an einem Eingang 52 einstellbar ist, was durch den veranschaulichten Einstellregler 53 symbolisiert ist.

Der andere Eingang 24 des Komparators 22 wird aus dem Einstellregler 25 mit einem Sollwert beaufschlagt.

Um mit der beschriebenen Schaltungsanordnung 1 auch in bekannter Weise den Meßwert mit dem Sollwert 25 zu vergleichen, ist noch ein NPN-Transistor 54 vor­ gesehen, dessen Kollektor an der Verbindungsstelle der beiden in Serie geschalteten Widerstände 42 und 43 angeschlossen ist und der emitterseitig an der Schaltungsmasse liegt. Seine Basis ist an einen wei­ teren Steuerausgang 55 der Ablaufsteuerung 16 an­ geschlossen. Der Transistor 54 dient dazu, das Aus­ gangssignal der Sample-and-Hold-Schaltung 12, d. h. den Korrekturwert auszuschalten, wodurch dann das Meßsignal von der Leitung 6 unmittelbar mit dem Sollwert 25 verglichen wird. Die Ablaufsteuerung 16 schaltet in diesem Falle den Transistor 54 ein, während er sonst bei der oben beschriebenen Betriebsweise sich im Sperrzustand befindet.

Die erläuterte Schaltung arbeitet, wie dies ausführ­ lich im Zusammenhang mit dem Blockschaltbild aus Fig. 1 beschrieben ist. Sie bildet, wie diese, mit Hilfe des Differenzverstärkers 45 die Differenz aus dem in der Sample-and-Hold-Schaltung 12 gespeicherten Meßwert und dem aktuellen Meßwert, der über den Widerstand 49 zu­ geführt wird. Die erhaltene Differenz wird in dem Komparator 22 mit einem konstanten Wert entsprechend der Sollwertvorgabe durch den Einstellregler 25 verglichen.

Unter Verwendung der oben angegebenen Drehzahlwerte als motorcharakteristische Parameter arbeitet die Schaltung nach Fig. 2 gemäß der Gleichung:

n _Dif = n _L - n _G ,

wobei n _Dif die Drehzahldifferenz bedeutet, bei der das binäre Stellsignal an dem Ausgang 23 des Komparators 22 seinen Zustand wechselt, n _L derjenige Drehzahlwert ist, der zu Beginn der Messung in der Sample-and-Hold-Schal­ tung 12 gespeichert ist und n _G die aktuelle Lastdreh­ zahl ist.

Ohne die Differenzbildung würde bei einer festen Last­ drehzahl das Stellsignal umschalten, was bedeutet, daß die mechanische Einrichtung, die an dem Motor 2 an­ geschlossen ist, unterschiedlich viel Leistung abgibt, je nach dem, wieviel mechanische Leistung in dem Antriebssystem selbst als Verlustleistung auf­ tritt.

Die oben angegebene Gleichung zeigt außerdem, daß mit den dargestellten Schaltungen auch ein Stellsignal er­ zeugt werden kann, das analog ist und diejenige me­ chanische Leistung kennzeichnet, die am Ausgang der von dem Motor 2 angetriebenen mechanischen Einrichtung abgegeben wird, und zwar weitgehend unabhängig von der in der mechanischen Einrichtung auftretenden Verlust­ leistung. Hierzu braucht lediglich der Komparator 22 als Differenzverstärker zu arbeiten, der das aus der Addierschaltung 8 erhaltene Signal mit dem Sollwert überlagert. Dieser dient dann nicht als Grenzwert, son­ dern der Einregelung der Lage des gewünschten und korrigierten Meßsignals.

Die Funktion der Schaltung nach Fig. 1 kann auch mittels einer Addierschaltung verwirklicht werden, die drei Eingänge aufweist, wie dies Fig. 3 zeigt. Diese Addier­ schaltung 8 enthält neben den bereits beschriebenen Ein­ gängen 7 und 16 zusätzlich einen invertierenden Eingang 56, an dem der Sollwert, der mittels des Einstellreglers 25 erhal­ ten wird, eingespeist wird. Das Ausgangssignal an dem Ausgang 19 der Addierschaltung 8 ist ein Analog­ signal, das auf die jeweilige Leerlaufleistung bezogen ist und durch Veränderung des Sollwertes 25 pegelmäßig verschiebbar ist. Das Ausgangssignal kann entweder als Analogsignal direkt weiter verarbeitet werden oder es kann in einen Schmitt-Trigger eingespeist werden, der daraus ein binäres Signal formt. Der Schmitt-Trig­ ger selbst braucht keine Einstellmöglichkeit des Triggerpunktes zu haben. Die Verstellung erfolgt durch Änderung des Sollwertes 25.

Wiewohl in der vorhergehenden Beschreibung die Messung als auf die Leerlaufleistung bezogen beschrieben ist, kann der Bezugspunkt auch jede andere definierte Lastsituation sein, gegenüber der die abgegebene Lei­ stung oder das abgegebene Drehmoment gemessen werden soll. Es muß dann nur dafür gesorgt werden, die Sample-and-Hold-Schaltung 12 zur Übernahme eines neuen Meßwertes zu aktivieren, wenn diese Lastsituation vor­ liegt.

Claims (18)

1. Schaltungsanordnung zur Überwachung wenigstens eines Motorparameters, der für die von dem Motor oder der von ihm angetriebenen Einrichtung abgegebenen mechanischen Leistung oder des Drehmomentes oder seine Belastung cha­ rakteristisch ist, mit einer den Motorparameter überwa­ chenden Meßeinrichtung, die ein dem Motorparameter ent­ sprechendes Meßsignal abgibt, sowie mit einer Ver­ gleichsschaltung, in der das Meßsignal mit einem Sollwertsignal verglichen wird und die an ihrem Ausgang entsprechend der Relation zwischen dem Meßwert- und dem Sollwertsignal ein Stellsignal abgibt, dadurch gekennzeichnet, daß eine Speicher­ schaltung (12) vorhanden ist, die zumindest zeit­ weise ein dem Motorparameter entsprechendes Signal erhält und speichert, das bei einem vorbestimmten Lastzustand des Motors auftritt, und daß eine Über­ lagerungsschaltung (8) vorhanden ist, die einerseits das gespeicherte Signal aus der Speicherschaltung (12) und andererseits entweder das Meßwertsignal oder das Sollwertsignal erhält.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der vorbestimmte Lastzustand der Leer­ laufzustand des Motors (2) ist, in dem keine wei­ tere Nutzleistung an dem Motor (2) oder der damit verbundenen mechanischen Einrichtung abgenommen wird.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Stellsignal ein binäres Signal ist, das einen Zustand annimmt, wenn sich der Motor (2) in einem den Leerlauf sowie einen vorgegebenen Grenzlastfall enthaltenden Lastbereich (N _Lk . . . N _Gk , N _Lw . . . N _Gw ) befindet, und das den anderen Zustand einnimmt, wenn sich der Motor (2) außerhalb des Lastbereiches (N _Lw . . . N _Gw , N _Lk . . . N _Gk ) befindet.

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Motorparameter eine mit dem Motor­ drehmoment im wesentlichen linear zusammenhängende Größe ist.

5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Motorparameter eine mit der abgegebe­ nen Leistung im wesentlichen linear zusammenhängende Größe ist.

6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Motorparameter die Motordrehzahl (n) ist.

7. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Motorparameter der Motorstrom ist.

8. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Motorparameter die Motor-EMK ist.

9. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß zur Überlagerung des Meßsignals mit dem gespeicherten Signal oder zur Überlagerung des Sollwertsignals mit dem gespeicherten Signal eine Addierschaltung (8) vorgesehen ist, deren einem Eingang (16) das gespeicherte Signal, deren anderem Eingang (7) das Meßsignal oder das Sollwertsignal zugeführt wird und deren Ausgang (19) mit einem weiteren Differenzverstärker (22) verbunden ist, der an seinem anderen Eingang (24) das Sollwert­ signal oder das Meßwertsignal erhält und an seinem Ausgang (23) das Stellsignal abgibt.

10. Schaltungsanordnung nach Anspruch 9, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das gespeicherte Signal an dem Ein­ gang (16) der Addierschaltung (8) ein anderes Vor­ zeichen als das Meßsignal oder das Grenzwertsignal aufweist.

11. Schaltungsanordnung nach Anspruch 9, dadurch gekenn­ zeichnet, daß einer der beiden Eingänge (7, 16) der Addierschaltung (8) invertierend ist.

12. Schaltungsanordnung nach Anspruch 9, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der zweite Differenzverstärker (22) als Komparator geschaltet ist, der an seinem Aus­ gang (23) ein binäres Signal abgibt.

13. Schaltungsanordnung nach Anspruch 12, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Komparator (22) eine Schmitt- Trigger-Charakteristik aufweist.

14. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß zur Überlagerung mit dem gespeicherten Signal eine Addierschaltung (8) mit drei Eingängen (7, 16, 56) vorgesehen ist, die an ihrem ersten Eingang (7) das Meßsignal, an ihrem zweiten Ein­ gang (16) das gespeicherte Signal und an ihrem drit­ ten Eingang (56) das Sollwertsignal erhält.

15. Schaltungsanordnung nach Anspruch 14, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Addierschaltung (8) ein Schmitt- Trigger nachgeschaltet ist, der an seinem Ausgang das Stellsignal abgibt.

16. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Speicherschaltung eine Sample- and-Hold-Schaltung (12) ist.

17. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Motorparameter der Phasenwinkel zwischen dem Motorstrom und der Motorspannung ist.

18. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Motorparameter die aufgenommene elektrische Leitung ist.