DE4038199A1 - Transient voltage and current limiting circuitry for electric motor - uses controlled semiconductor bridge to provide current and=or voltage limiting path - Google Patents
Transient voltage and current limiting circuitry for electric motor - uses controlled semiconductor bridge to provide current and=or voltage limiting pathInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Be grenzung transienter Spannungs- und/oder Stromspitzen an den Anschlüssen eines über eine elektronische Schaltein richtung aus einer Spannungsquelle gespeisten Elektromo tors.The invention relates to a circuit arrangement for loading limit transient voltage and / or current peaks the connections one via an electronic switch Direction of electromo powered from a voltage source tors.
Aus der DE-AS 15 13 514 ist eine elektronische Schaltungs anordnung zur selbsttätigen Kurzschlußbremsung eines Gleichstromnebenschlußmotors bekannt, bei der ein Schalter in dem von einer Gleichspannungsquelle versorgten Anker kreis des Gleichstromnebenschlußmotors liegt. Eine Diode ist im Motorbetrieb in Durchlaßrichtung des Quellenstromes gepolt, während die Emitter-Kollektor-Strecke eines Tran sistors parallel zur Ankerwicklung des Motors liegt. Pa rallel zur Basis-Emitter-Strecke des Transistors ist die Diode geschaltet, während parallel zur Basis-Kollektor- Strecke des Transistors ein Widerstand geschaltet ist.From DE-AS 15 13 514 is an electronic circuit arrangement for automatic short-circuit braking of a DC shunt motor known in which a switch in the armature supplied by a DC voltage source circuit of the DC shunt motor. A diode is in motor operation in the forward direction of the source current polarized during the emitter-collector path of a tran sistor is parallel to the armature winding of the motor. Pa parallel to the base-emitter path of the transistor Diode connected while parallel to the base collector Route of the transistor a resistor is connected.
Um den Gleichstrommotor mit möglichst geringem Nachlauf abzubremsen, ist parallel zur Ankerwicklung des Motors ei ne Reihenschaltung aus einer weiteren Diode und einem Kon densator sowie zwischen der Diode und dem Kondensator der kollektorseitige Anschluß des Widerstandes geschaltet.To the DC motor with the least possible wake braking is parallel to the armature winding of the motor ne series connection of a further diode and a Kon capacitor and between the diode and the capacitor collector-side connection of the resistor switched.
Zwar ermöglicht die bekannte Schaltungsanordnung eine Ver ringerung der Auslaufzeit des Motors beim Bremsen, jedoch können transiente Spannungs- und/oder Stromspitzen an den Motoranschlüssen bzw. im Motorstromkreis aufgrund der im Motor gespeicherten Energie nicht vermieden werden, so daß beim Ein-, Aus- und Umschalten der Drehrichtung des Elek tromotors Spannungs- und Stromtransienten auftreten, die eine erhebliche Gefahr für die Bauelemente in den Ansteu erstufen des Elektromotors bedeuten und darüber hinaus Störsignale erzeugen, die insbesondere in isolierten Net zen stark störend sind.The known circuit arrangement enables a Ver reduction in motor stopping time when braking, however can transient voltage and / or current peaks at the Motor connections or in the motor circuit due to the in Engine stored energy can not be avoided, so that when switching the direction of rotation of the elec tromotors voltage and current transients occur that a considerable risk for the components in the control stage of the electric motor mean and beyond Generate interference signals, especially in isolated networks zen are very annoying.
Ein Beispiel für ein isoliertes Netz ist das Bordnetz ei nes Kraftfahrzeugs, bei dem durch das Ein-, Aus- und Um schalten der Drehrichtung eines Elektromotors erzeugte Störsignale infolge der induktiven Abschaltspitzen in der Gesamtverkabelung auftreten und ihre störende Wirkung hin sichtlich des Rundfunkempfangs und hinsichtlich des feh lerverursachenden Einflusses auf die gesamte Bordelektro nik entfalten.An example of an isolated network is the on-board network ei nes motor vehicle in which by the on, off and order switch the direction of rotation of an electric motor generated Interference signals due to the inductive shutdown peaks in the Overall cabling occur and its disruptive effect visually of the radio reception and regarding the feh influence on the entire on-board electrical system nik unfold.
Zur Unterdrückung der induktiven Abschaltspitzen werden Zenerdioden, Varistoren, Dioden und Widerstands-Kondensa tor-Kombinationen verwendet, die parallel zu den Motoran schlüssen geschaltet bzw. im Motorstromkreis angeordnet werden. Diese Komponenten zur Begrenzung der induktiven Abschaltspitze machen jedoch erhebliche Mehrkosten hin sichtlich der Beschaffungs- und Montagekosten erforderlich und bedingen einen größeren Platzbedarf zu ihrer Anord nung.To suppress the inductive shutdown peaks Zener diodes, varistors, diodes and resistance condensers gate combinations used in parallel with the motor conclusions switched or arranged in the motor circuit will. These components to limit the inductive Switch-off peaks, however, entail considerable additional costs clearly the procurement and assembly costs required and require a larger space for their arrangement nung.
Der erhöhte Platzbedarf zur Anordnung der Entstörkomponen ten erweist sich besonders dort als nachteilig, wo ohnehin auf sehr engem Raum der Elektromotor und die zur Steuerung des Elektromotors erforderliche Ansteuerelektronik ange ordnet werden muß.The increased space requirement for the arrangement of the interference suppression components ten proves to be particularly disadvantageous where it is anyway in a very confined space the electric motor and those for control required control electronics of the electric motor must be arranged.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Schal tungsanordnung zur Begrenzung transienter Spannungs und/oder Stromspitzen beim Ein-, Aus- und Umschalten der Drehrichtung eines Elektromotors zu schaffen, die keine zusätzlichen Entstörkomponenten benötigt, eine kostengün stige Montage und Teilepreise sicherstellt und gewährlei stet, daß beim Ein-, Aus- und Umschalten der Drehrichtung des Elektromotors keine Funkenbildung und daraus resultie rende Störungen insbesondere in einem abgeschlossenen Bordnetz auftreten. The object of the present invention is a scarf arrangement for limiting transient voltage and / or current peaks when switching on, off and switching the To create the direction of rotation of an electric motor that no additional interference suppression components required, a cost-effective ensures permanent assembly and part prices Continues that when switching the direction of rotation on and off of the electric motor no spark formation and the result disturbances in particular in a closed Electrical system occur.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch das kennzeichnende Merkmal des Anspruchs 1 gelöst.This object is achieved by the characterizing Feature of claim 1 solved.
Die erfindungsgemäße Lösung ermöglicht eine platzsparende Installation eines Elektromotors mit der dazugehörigen An steuerelektronik durch den Verzicht auf zusätzliche Ent störkomponenten, eine kostengünstige Montage und geringe Teilepreise sowie einen störungsfreien Betrieb ohne das Auftreten von Funkenbildung beim Ein-, Aus- und Umschalten der Drehrichtung des Elektromotors mit daraus resultieren dem Entfallen von Rundfunkempfangsstörungen sowie weniger Störungen im gesamten Bordnetz.The solution according to the invention enables a space-saving Installation of an electric motor with the associated an control electronics by dispensing with additional ent interfering components, inexpensive assembly and low Part prices and trouble-free operation without that Sparking occurs when switching on, off and switching the direction of rotation of the electric motor result from this the absence of radio interference and less Disruptions in the entire electrical system.
Die erfindungsgemäße Lösung geht von der Erkenntnis aus, daß die induktiven Abschaltspitzen beim Ein-, Aus- und Um schalten der Drehrichtung des Elektromotors dann vermieden werden können, wenn durch eine intelligente Ansteuerung des Elektromotors immer ein Weg für den Strom geöffnet wird, so daß sowohl eine gesteuerte Begrenzung der Größe der transienten Spannungs- und/oder Stromspitzen erzielt als auch ein kontrolliertes Bremsen sowie eine kontrol lierte Drehrichtungsumkehr und Beschleunigung des Elektro motors ermöglicht wird.The solution according to the invention is based on the knowledge that that the inductive switch-off peaks when switching on, off and around then switching the direction of rotation of the electric motor avoided if through intelligent control of the electric motor always opened a path for the electricity will, so that both controlled size limitation the transient voltage and / or current peaks achieved as well as controlled braking as well as a control reversed direction of rotation and acceleration of the electric motors is made possible.
Eine vorteilhafte Weiterbildung der erfindungsgemaßen Lö sung ist dadurch gekennzeichnet, daß zumindest zwei in Reihe geschaltete und parallel zu den Motoranschlüssen liegende steuerbare Halbleiterbauelemente gleichzeitig eingeschaltet werden.An advantageous development of the Lö according to the invention is characterized in that at least two in Series connected and parallel to the motor connections lying controllable semiconductor components at the same time be switched on.
Die gleichzeitige Einschaltung zweier parallel zu den Mo toranschlüssen in Reihe geschalteter Halbleiterbauelemente verringert zum einen die Auslaufzeit des Motors im Brems betrieb und ermöglicht zum anderen einen Stromfreilauf, mit dem induktive Abschaltspitzen vermieden werden, so daß neben einer Vermeidung von Störsignalen in der Gesamtver kabelung ein Schutz der Ansteuerendstufen vor Zerstörung infolge der Spannungs- und/oder Stromspitzen geschaffen wird.The simultaneous activation of two parallel to the Mo Gate connections of semiconductor devices connected in series on the one hand reduces the stopping time of the motor in the brake operation and on the other hand enables a power freewheel, can be avoided with the inductive switch-off peaks, so that in addition to avoiding interference signals in the overall ver cabling to protect the control output stages from destruction created due to the voltage and / or current peaks becomes.
In vorteilhafter Weise werden die steuerbaren Halbleiter bauelemente bei Überschreiten eines vorgegebenen Maximal wertes des Motorstroms bzw. der Motorspannung im Taktbe trieb ein- und ausgeschaltet, wobei insbesondere der Be trieb der steuerbaren Halbleiterbauelemente als Gleich stromsteller mit Pulsbreiten- oder Pulsfolgesteuerung vor teilhaft ist.The controllable semiconductors are advantageous components when a predetermined maximum is exceeded value of the motor current or the motor voltage in the cycle drove on and off, especially the Be driven the controllable semiconductor devices as equals current controller with pulse width or pulse sequence control is partaking.
Die Öffnung eines Strompfades zur Begrenzung der Größe des Transients bewirkt ein Kappen der Spannungs- bzw. Strom spitzen, so daß neben einer Kontrolle der Bewegungsände rung des Elektromotors ein Schutz für die elektronischen Bauteile geschaffen und das Auftreten von Störsignalen vermieden wird.The opening of a current path to limit the size of the Transients cuts the voltage or current pointed so that in addition to a control of the moving areas protection of the electric motor for the electronic Components created and the occurrence of interference signals is avoided.
In Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lösung können im Bremsbetrieb die Motoranschlüsse kurzgeschlossen oder der Elektromotor kurzzeitig in Gegenrichtung angesteuert und daran anschließender ein die transienten Spannungs- bzw. Stromspitzen begrenzender Strompfad eingestellt werden, wobei der aus der induktiven Spannung resultierende tran siente Motorstrom durch Öffnen und Schließen der steuerba ren Halbleiterbauelemente der Brückenschaltung im Taktbe trieb oder durch Veränderung des Widerstandswertes des Laststrompfades der Halbleiterbauelemente erfolgen kann.In a further development of the solution according to the invention Brake operation shorted the motor connections or the Electric motor briefly controlled in the opposite direction and then the transient voltage or Current path limiting current peaks are set, the tran resulting from the inductive voltage sient motor current by opening and closing the controllable Ren semiconductor components of the bridge circuit in the Taktbe driven or by changing the resistance value of the Load current path of the semiconductor components can take place.
Anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungs beispieles soll der der Erfindung zugrundeliegende Gedanke näher erläutert werden.Based on an execution shown in the drawing for example, the idea on which the invention is based are explained in more detail.
Es zeigen: Show it:
Figur 1 eine Steuerschaltung für einen Elektromotor mit vier in H-Brückenschaltung angeordneten Feldeffekttransistoren und 1 shows a control circuit for an electric motor with four field-effect transistors arranged in an H-bridge circuit
Fig. 2 eine zeitliche Darstellung der Drehzahl und des Stromes sowie der Ansteuersignale eines Elektromotors zum Antrieb beispielsweise eines elektrischen Fensterhebers in Kraftfahrzeugen. Fig. 2 is a temporal representation of the speed and current and the control signals of an electric motor for driving, for example, an electric window regulator in motor vehicles.
Die in Fig. 1 dargestellte Schaltungsanordnung zeigt ei nen in einer Brückendiagonalen einer aus vier Feldeffekt transistoren 1, 2, 3, 4 bestehenden H-Brückenschaltung an geordneten Elektromotor 5. An die andere Brückendiagonale ist eine Spannungsquelle U bzw. Massepotential angeschlos sen und dient zur Speisung des Elektromotors 5, dessen Drehzahl und Drehrichtung durch die Öffnung eines Strom pfades mittels der Feldeffekttransistoren 1, 2, 3, 4 be stimmt wird, die über Ansteuerleitungen 11, 12, 13, 14 mit einer Steuerschaltung 6 verbunden sind.The circuit arrangement shown in Fig. 1 shows egg NEN in a bridge diagonal of an existing of four field effect transistors 1 , 2 , 3 , 4 H-bridge circuit on ordered electric motor 5th To the other diagonal of the bridge, a voltage source U or ground potential is connected and is used to feed the electric motor 5 , the speed and direction of rotation of which is determined by the opening of a current path by means of the field effect transistors 1 , 2 , 3 , 4 , which are via control lines 11 , 12 , 13 , 14 are connected to a control circuit 6 .
Zwei der vier Feldeffekttransistoren 1, 2, 3, 4, nämlich die Feldeffekttransistoren 1 und 2 können als Sensor Feldeffekttransistoren mit einem zusätzlichen Sensoran schluß ausgebildet sein, wobei der Sensoranschluß dieser Feldeffekttransistoren 1, 2 einen Signalstrom abgibt, der einen Bruchteil des durch den betreffenden Sensor-Feld effekttransistor 1, 2 fließenden Laststromes ist.Two of the four field effect transistors 1 , 2 , 3 , 4 , namely the field effect transistors 1 and 2 can be designed as a sensor field effect transistors with an additional sensor connection, the sensor connection of these field effect transistors 1 , 2 emitting a signal current which is a fraction of that by the sensor in question -Field effect transistor 1 , 2 flowing load current.
In der dargestellten H-Brückenschaltung sind die Drain- bzw. Sourceanschlüsse der beiden Sensor-Feldeffekttransis toren 1, 2 miteinander verbunden und an den positiven Pol U der Spannungsquelle angeschlossen, während die Source- bzw. Drainanschlüsse der beiden verbleibenden Feldeffekt transistoren 3, 4 an Massepotential angeschlossen sind.In the H-bridge circuit shown, the drain or source connections of the two sensor field effect transistors 1 , 2 are connected to one another and connected to the positive pole U of the voltage source, while the source and drain connections of the two remaining field effect transistors 3 , 4 are connected Ground potential are connected.
Die Verbindung der Lastanschlüsse der Sensor-Feldeffekt transistoren 1, 2 einerseits und der beiden verbleibenden Feldeffekttransistoren 3, 4 andererseits sind mit den Mo toranschlüssen 51, 52 des Elektromotors 5 verbunden.The connection of the load connections of the sensor field effect transistors 1 , 2 on the one hand and the two remaining field effect transistors 3 , 4 on the other hand are connected to the motor connections 51 , 52 of the electric motor 5 .
Die Steuerschaltung 6 ist über eine weitere Leitung 8 mit zusätzlichen Bedienelementen bzw. einer übergeordneten Steuer- und Regelschaltung verbunden. Weitere Anschlüsse der Steuerschaltung 6 sind mit einem Stromsensor 7 im Mo torstromkreis des Elektromotors 5 bzw. mit den Motoran schlüssen 51, 52 zur Erfassung der Spannung an den Motor anschlüssen verbunden.The control circuit 6 is connected via a further line 8 to additional operating elements or a higher-level control and regulating circuit. Further connections of the control circuit 6 are connected to a current sensor 7 in the motor circuit of the electric motor 5 or to the motor connections 51 , 52 for detecting the voltage at the motor connections.
Zum Beschleunigen des Elektromotors 5 in der einen oder anderen Drehrichtung bzw. zur Aufrechterhaltung der Dreh zahl des Elektromotors 5 in der einen oder anderen Dreh richtung werden wahlweise die Feldeffekttransistoren 1 und 4 bzw. 2 und 3 in den leitfähigen Zustand gesteuert, so daß der Ankerstrom von der Spannungsquelle U über den An kerstromkreis des Motors 5 sowie wahlweise durch die Feld effekttransistoren 1 und 4 bzw. 2 und 3 fließt.To accelerate the electric motor 5 in one or the other direction of rotation or to maintain the number of rotations of the electric motor 5 in one or the other direction of rotation, the field effect transistors 1 and 4 or 2 and 3 are optionally controlled in the conductive state, so that the armature current from the voltage source U via the ker circuit of the motor 5 and optionally through the field effect transistors 1 and 4 or 2 and 3 flows.
Zur Begrenzung transienter Strom- bzw. Spannungsspitzen beim Beschleunigen des Elektromotors 5 bzw. bei Drehzahl änderungen des Elektromotors kann wahlweise auf einen Pulsbetrieb der den Ankerstrom in ihrem Lastkreis führen den Feldeffekttransistoren 1 und 4 bzw. 2 und 3 umgeschal tet werden bzw. zur Begrenzung des Ankerstromes der Leit fähigkeitszustand der betreffenden Feldeffekttransistoren 1, 2, 3, 4 verändert werden. Zusätzlich kann bei plötzlich auftretenden Spannungs- bzw. Stromspitzen ein Strompfad geöffnet werden, der beispielsweise kurzzeitig die Motor anschlüsse 51, 52 kurzschließt. Die Erfassung derartiger Spannungs-bzw. Stromspitzen erfolgt mit dem Stromsensor 7 bzw. die Spannungserfassung an den Motoranschlüssen 51, 52 und/oder über die Sensorleitungen 15, 16 der Sensor- Feldeffekttransistoren 1, 2.To limit transient current or voltage peaks when accelerating the electric motor 5 or when changing the speed of the electric motor, the field effect transistors 1 and 4 or 2 and 3 can be switched over to pulse operation of the armature current in their load circuit or to limit the Armature current of the conductivity state of the relevant field effect transistors 1 , 2 , 3 , 4 can be changed. In addition, in the event of suddenly occurring voltage or current peaks, a current path can be opened which, for example, short-circuits the motor connections 51 , 52 . The detection of such voltage or Current peaks occur with the current sensor 7 or the voltage detection at the motor connections 51 , 52 and / or via the sensor lines 15 , 16 of the sensor field-effect transistors 1 , 2 .
Anstelle der Verwendung von Feldeffekttransistoren in H- Brückenschaltung können selbstverständlich auch Transisto ren vorgesehen werden, deren Leitfähigkeit kontinuierlich verändert werden kann, so daß transiente Spannungs- bzw. Stromspitzen durch Erhöhen des Widerstandswertes der einen Strompfad öffnenden Transistoren begrenzt werden können.Instead of using field effect transistors in H- Bridge switching can of course also be done by Transisto ren are provided, the conductivity of which is continuous can be changed so that transient voltage or Current peaks by increasing the resistance value of one Current path opening transistors can be limited.
Zum Abbremsen des Elektromotors 5 werden beispielsweise in der Schaltungsanordnung gemäß Fig. 1 die Feldeffekttran sistoren 1, 2 eingeschaltet, so daß der Elektromotor 5 elektrisch gebremst wird. Die im Elektromotor 5 gespei cherte Energie bewirkt einen Stromanstieg durch die Sensor- Feldeffekttransistoren 1, 2, was sich in einem entsprechendem Anstieg des über die Sensoranschlüsse die ser Sensor-Feldeffekttransistoren 1, 2 erfaßten Stromes auswirkt.To brake the electric motor 5 , the field effect transistors 1 , 2 are switched on, for example in the circuit arrangement according to FIG. 1, so that the electric motor 5 is electrically braked. The energy stored in the electric motor 5 causes a current rise through the sensor field-effect transistors 1 , 2 , which has an effect in a corresponding increase in the current sensed via the sensor connections of the sensor field-effect transistors 1 , 2 .
Die mit den Sensoranschlüssen der Sensor-Feldeffekttran sistoren 1, 2 verbundene Steuerschaltung empfängt die Stromsignale von den beiden Sensor-Feldeffekttransistoren 1, 2 und wandelt sie in ein Spannungssignal um, das der Summe der positiven Ströme, d. h. der vom Drain- zum Sour ceanschluß fließenden Ströme durch die beiden Sensor-Feld effekttransistoren 1, 2 entspricht.The control circuit connected to the sensor connections of the sensor field-effect transistors 1 , 2 receives the current signals from the two sensor field-effect transistors 1 , 2 and converts them into a voltage signal which is the sum of the positive currents, that is to say the one flowing from the drain to the source connection Currents through the two sensor field effect transistors 1 , 2 corresponds.
Tritt beim Abbremsen des Elektromotors 5 ein transienter Spannungs- bzw. Stromanstieg auf, so kann der Bremsbetrieb kurzzeitig verlangsamt werden, indem die den Klemmenkurz schluß bewirkenden Feldeffekttransistoren 1, 2 im Pulsbe trieb ein- und ausgeschaltet werden bzw. indem der Wider standswert des Strompfades erhöht wird. In Ergänzung hier zu kann ein weiterer paralleler Strompfad beispielsweise durch Ansteuern der Feldeffekttransistoren 3 und 4 erfol gen, so daß insgesamt die transiente Spannungs- oder Stromspitze gekappt wird.If a transient voltage or current rise occurs when the electric motor 5 is braked, the braking operation can be slowed down briefly by switching the field effect transistors 1 , 2 causing the terminal short circuit on and off or by increasing the resistance value of the current path becomes. In addition to this, a further parallel current path can be achieved, for example, by driving the field effect transistors 3 and 4 , so that the transient voltage or current peak is capped overall.
Wird eine Verstärkung des Bremsbetriebes gewünscht, so kann alternativ hierzu der Elektromotor 5 in Gegenrichtung angesteuert und zur Vermeidung von Spannungs- und Strom transienten ein Strompfad entsprechend der vorstehend be schriebenen Steuerung geöffnet werden. If an intensification of the braking operation is desired, the electric motor 5 can alternatively be driven in the opposite direction and a current path can be opened in accordance with the control described above to avoid voltage and current transients.
Fig. 2 zeigt die Drehzahl, den Motorstrom und die An steuerimpulse für die Feldeffekttransistoren gemäß Fig. 1 über der Zeit bei Anwendung unterschiedlicher Verfahren zum Abbremsen des Elektromotors 5. Fig. 2 shows the speed, the motor current and the control pulses for the field effect transistors according to FIG. 1 over time using different methods for braking the electric motor 5th
Die gestrichelte Darstellung zeigt die Drehzahlverringe rung des Elektromotors 5 bei nicht gebremstem Elektromo tor, während die durchgezogene Linie den Drehzahl-, Motor strom- und Steuerimpulsverlauf bei aktiv gebremstem Elek tromotor 5 zeigt.The dashed illustration indicates the Drehzahlverringe tion of the electric motor 5 at tor not braked Elektromo, while the solid line current- the speed, motor and control pulse waveform for actively braked Elek tromotor 5 shows.
Wird beim Abbremsen des Elektromotors 5 die Drehrichtung des Elektromotors 5 reversiert, so ergibt sich ein strich punktiert dargestellter Verlauf der Drehzahl, des Motor stroms und der Ansteuerimpulse für die Feldeffekttransi storen.Is reversed the direction of rotation of the electric motor 5 during deceleration of the electric motor 5, the result is a dot-dash line shown of the rotational speed, current of the motor and the drive pulses for the Feldeffekttransi interfere.
Zum Zeitpunkt t0 wird bei einem Bremsverfahren der Brems vorgang eingeleitet, im Zeitraum zwischen t0 und t1 klingt der induktive Strom im Elektromotor 5 aufgrund des Frei laufs in der H-Brückenschaltung ab, wobei die Motordreh zahl und Drehrichtung des Elektromotors 5 in diesem Zeit intervall als konstant angesehen wird. Zum Zeitpunkt t1 wird die Drehrichtung des Elektromotors 5 über die H- Brückenschaltung reversiert, indem die Feldeffekttransi storen 3 und 4 eingeschaltet werden.At the time t0, the braking process is initiated in a braking process, in the period between t0 and t1 the inductive current in the electric motor 5 decays due to the free running in the H-bridge circuit, the motor speed and direction of rotation of the electric motor 5 in this time interval as is considered constant. At time t1, the direction of rotation of the electric motor 5 is reversed via the H-bridge circuit by the field effect transistors 3 and 4 being switched on.
Zwischen dem Zeitpunkt t1 und t2 bzw. t1 und t3 wird eine lineare Verzögerung bzw. Beschleunigung in der entgegenge setzten Richtung angenommen, da von diesem Zeitpunkt an entweder die andere Drehrichtung des Elektromotors 5 bei Reversieren des Motors eingenommen bzw. der Motor stillge setzt wird.Between the time t1 and t2 or t1 and t3, a linear deceleration or acceleration in the opposite direction is assumed, since from this point in time either the other direction of rotation of the electric motor 5 is taken when the motor reverses or the motor is stopped.
Zur Begrenzung des Spannungs- und Stromtransients kann im Bremsbetrieb beispielsweise der Feldeffekttransistor 1 im Pulsbetrieb mit Pulsbreiten- oder Pulsfolgesteuerung be trieben werden, so daß kurzzeitig infolge des durchgesteu erten Feldeffekttransistors 2 ein Freilaufpfad über die Motoranschlüsse 51, 52 gemäß Fig. 1 geschaffen wird.To limit the voltage and current transients, the field effect transistor 1 can be operated in the pulse mode with pulse width or pulse sequence control, for example, in braking operation, so that a short-time path as a result of the controlled field effect transistor 2 creates a freewheeling path via the motor connections 51 , 52 according to FIG. 1.
In den jeweiligen Impulslücken kann dann der Feldeffekt transistor des anderen Brückenzweiges angesteuert werden, so daß eine gesteuerte Abbremsung bzw. kurzzeitige Dreh richtungsumkehr des Elektromotors 5 bewirkt werden kann. Die Ansteuerung der Feldeffekttransistoren 1, 2, 3, 4 er folgt vorzugsweise mittels eines Mikrocomputers als Steu erschaltung 6.In the respective pulse gaps, the field effect transistor of the other bridge branch can then be controlled, so that controlled braking or brief reversal of the direction of rotation of the electric motor 5 can be effected. The control of the field effect transistors 1 , 2 , 3 , 4 it preferably follows by means of a microcomputer as a control circuit 6 .
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| DE4038199A DE4038199A1 (en) | 1990-11-30 | 1990-11-30 | Transient voltage and current limiting circuitry for electric motor - uses controlled semiconductor bridge to provide current and=or voltage limiting path |
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