DE69819180T2 - Umkehrschaltung für einen motor - Google Patents

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    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P7/00Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors
    • H02P7/03Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for controlling the direction of rotation of DC motors
    • HELECTRICITY
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    • H01H9/00Details of switching devices, not covered by groups H01H1/00 - H01H7/00
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    • HELECTRICITY
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    • H02HEMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H7/00Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions
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    • H02H7/0838Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for dynamo-electric motors for electric motors with control arrangements with H-bridge circuit

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Description

  • HINTERGRUND
  • 1. TECHNISCHES GEBIET
  • Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein eine Relaisschaltung zum Betreiben eines bidirektionalen DC Motors. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung eine Relaisschaltung für DC Systeme, die bei Spannungspegeln von größer als 12 Volt arbeiten.
  • 2. HINTERGRUND DES VERWANDTEN SACHSTANDES
  • H-Brücken-Motorumkehrungs-Relaisanordnungen werden normalerweise in Systemen verwendet, die einen bidirektionalen DC Motor Betrieb benötigen. Zum Beispiel wird eine H-Brücken-Schaltung in Autosystemen verwendet, die bidirektionale Motoren zum Betreiben von automatischen Türschlössern, Servositzen, Servofenstern, etc. aufweisen. Typischerweise wird eine bidirektionale Eigenschaft durch die H-Brücken-Schaltung dadurch erreicht, dass zwei einpolige Umschalter-(SPDT)-Relais verwendet werden, die von einem einpoligen dezentrierten Vorwärts- und Rückwärts-Zweiwegschalter gesteuert werden, um die Polarität der Spannungseingänge zu dem Motor zu ändern, um Vorwärts- und Rückwärtsbetriebe bereitzustellen.
  • Jedes SPDT Relais arbeitet zwischen einer normalerweise offenen (N.O.) und einer normalerweise geschlossenen (N.C.) Position zum Zuführen und Unterbrechen von Energie an dem Motor. Die Last ist zwischen einem bewegbaren Kontakt jedes SPDT Relais mit der negativen Polarität der Spannungsquelle auf beiden N.C. stationären Kontakten und der positiven Polarität auf beiden N.O. stationären Kontakten positioniert. Die Masse ist an den N.C. Kontakten derart vorgesehen, dass beide Seiten der Motorwicklungen mit Masse verbunden sind, wenn kein Relais in der H-Brücken-Schaltung betrieben wird.
  • Wenn eines der Relais der H-Brücken-Schaltung mit Energie versorgt wird, legt es eine positive Spannung an eine Seite des Motors durch einen der SPDT Schalter (Relaiskontakte) an, während die andere Seite über den N.C. stationären Kontakt des anderen SPDT Schalters (Relaiskontakte) mit Masse verbunden bleibt. Dies bewirkt, dass sich der Motor in eine spezifische Richtung dreht. Wenn das Relais abgeschaltet wird, stellt der Motor einen Betrieb ein und die Motorwicklungen werden wieder mit Masse verbunden. Wenn das andere Relais mit Energie versorgt wird, legt es eine positive Spannung an die andere Seite des Motors über den anderen SPDT Schalter an und bewirkt, dass sich der Motor in die entgegengesetzte Richtung dreht.
  • Die herkömmliche H-Brücken-Schaltung, wie voranstehend beschrieben, arbeitet gut für 12-Volt-DC-Systeme. Jedoch erzeugt in Systemen mit einer höheren Spannung, beispielsweise in 24-Volt-DC-Systemen, die typischerweise einen Betrieb bis zu 32-Volt-DC benötigen, die H-Brücken-Relaisschaltung einen Funken zwischen den bewegbaren Kontakten und dem N.O. stationären Kontakteschalters, wenn er sich öffnet. Der Funken bzw. Bogen wird als Folge des relativ hohen Stroms und der hohen Potentialdifferenz zwischen dem bewegbaren Kontakt und dem N.O. stationären Kontakt erzeugt. Weil der N.O. stationäre Kontakt eine Pulsgebebattertespannung aufweist und der N.C. stationäre Kontakt auf den Massepotential ist, wird ein Kurzschluss durch den Bogen erzeugt, was bewirkt, dass der Stromfluss durch den Bogen erhöht wird. und zwar nur durch die Schaltungsimpedanz begrenzt. Der Bogen wird fortgesetzt, bis er genug Kontaktmaterial weggeschmolzen hat, um einen ausreichenden Spalt einzurichten, um den Bogen auszulöschen.
  • Die DE-A-4 313 363 offenbart eine Relaisschaltung zum Betreiben eines bidirektionalen DC Motors in Übereinstimmung mit dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Eine andere Relaisschaltung ist in der DD-A-0 116 702 offenbart. Dieses Dokument zeigt eine Einrichtung zum Verzögern der Ausrückung von Relaiskontakten, umfassend einen Widerstand parallel zu einer Relaiswicklung.
  • Eine weitere Relaisschaltung ist in der US-A-5 546 061 offenbart, bei der ein Pol eines Permanentmagneten einem Magnetfeld gegenüber liegt, das von dem Strom erzeugt wird, der durch die Kontakte des Relais bei deren Trennung fließt.
  • Deshalb besteht ein Bedarf für eine Motorumkehrungsschaltung zum Betreiben eines bidirektionalen Motors bei höheren Spannungspegeln, die eine Bogenbildung nicht verursacht und einen bidirektionalen Betrieb der Last noch bereitstellt.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • In Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung ist eine Relaisschaltung vorgesehen, die das obige Problem vermeidet. Die offenbarte Schaltung tut dies in einer Weise, die transparent für den Rest der elektrischen Steuerschaltung ist. Das heißt, sie arbeitet mit den gleichen Schaltungsverbindungen wie eine standardmäßige H-Brücke.
  • Insbesondere umfasst die Relaisschaltung zum Betreiben eines bidirektionalen Motors die standardmäßige H-Brücken-Relaisschaltung, die ein erstes und eine zweites Relais einschließt. Das erste Relais ist in der Lage betriebsmäßig einen ersten Kontakt zu einer ersten Zeitperiode einzurücken, um eine erste Verbindung des Motors mit einer Energiequelle bereitzustellen, um den Motor in einem ersten Modus zu betreiben. Das zweite Relais ist in der Lage einen zweiten Kontakt zu einer zweiten Zeitperiode betriebsmäßig einzurücken, um eine zweite Verbindung des Motors mit der Energiequelle bereitzustellen, um den Motor in einem zweiten Modus zu betreiben. Die Motorumkehrungsschaltung umfasst ferner einen Schalter mit wenigstens einem Kontakt, der betriebsmäßig das erste oder zweite Relais einrückt, um die jeweils die erste oder zweite Verbindung zu bewirken. Ein drittes Relais ist betriebsmäßig dem Schalter zugeordnet, um eine dritte Verbindung des Motors mit der Energiequelle bereitzustellen, wenn der wenigstens eine Kontakt betriebsmäßig das erste oder zweite Relais einrückt. Eine Einrichtung zum Trennen der dritten Verbindung ist ebenfalls vorgesehen, um die dritte Verbindung zu trennen, wenn der wenigstens eine Kontakt das erste oder zweite Relais ausrückt.
  • In Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung umfasst die Einrichtung zum Trennen einen ersten Unterdrücker parallel zu dem ersten Relais und einen zweiten Unterdrücker parallel zu dem zweiten Relais und einen anderen Stoß-Unterdrücker parallel zu dem dritten Relais (16). Ferner weist der andere Stoß-Unterdrücker eine größere Impedanz als die ersten und zweiten Unterdrücker auf.
  • Die dritte Verbindung wird vor der Trennung der ersten oder zweiten Verbindung getrennt, wodurch eine Bogenbildung (Funkenbildung) vermieden wird.
  • Die Erfindung stellt ferner eine Relaisschaltung zum Betreiben einer Einrichtung in einem ersten und einem zweiten Modus bereit. Die Relaisschaltung umfasst eine H-Brücken-Relaisschaltung mit einem ersten und einem zweiten Relais, die betriebsmäßig die Einrichtung einrücken, und einem ersten Anschluss einer Energiequelle zum Betreiben der Einrichtung in den ersten oder zweiten Modus; und ein drittes Relais, welches betriebsmäßig der Einrichtung und dem ersten Anschluss zugeordnet ist, um die Energiequelle mit der Einrichtung auf eine Ausrückung des ersten oder zweiten Relais von dem ersten Anschluss und vor einer Ausrückung des ersten oder zweiten Relais mit der Einrichtung zu trennen.
  • Die offenbarte Motorumkehrungsschaltung ist für Geländegeräte und schwere Lastwägen vorgesehen, die häufig DC Systeme verwenden, die bei Spannungspegeln größer als 12 Volt arbeiten. Jedoch wird die offenbarte Schaltung nützlich in Personenfahrzeugen und mittelgroßen Lastwägen sein, da diese Fahrzeuge zu Energiesystemen mit einer höheren Spannung übergehen.
  • KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • In den Zeichnungen zeigen:
  • 1 eine schematische Darstellung, die eine Motorumkehrungsschaltung in Übereinstimmung mit der vorliegenden Offenbarung darstellt;
  • 2 eine schematische Darstellung, die die Motorumkehrungsschaltung der 1 zeigt, wobei ein Vorwärtsbetrieb einer Last bewirkt wird;
  • 3 eine schematische Darstellung, die die Motorumkehrungsschaltung der 1 zeigt, wobei eine Entfernung einer Energie von der Last bewirkt wird;
  • 4 eine schematische Darstellung, die die Motorumkehrungsschaltung der 1 zeigt, wobei eine Umkehroperation der Last bewirkt wird.
  • AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Eine bevorzugte Ausführungsform der gegenwärtig offenbarten Motorumkehrungsschaltung wird nun ausführlich unter Bezugnahme auf die 14 beschrieben. Während die bevorzugte Ausführungsform der Motorumkehrungsschaltung der vorliegenden Offenbarung für Autoanwendungen ausgelegt ist, beispielsweise für den Betrieb von automatischen Türschlössern, Servositzen und Servofenstern, kann die gegenwärtig offenbarte Motorumkehrungsschaltung in irgendeiner Anwendung verwendet werden, die einen bidirektionalen DC Motor zum Betreiben einer Last (nicht gezeigt) in einer Vorwärts- und Rückwärtsrichtung verwendet.
  • Die Motorumkehrungsschaltung 10 umfasst einen Motor 12, eine H-Brücken-Konfiguration 14, und ein Ein/Aus-Relais 16. Die H-Brücken-Konfiguration 14 umfasst ein Vorwärtsrelais 18, mit einem ersten Satz von ersten einpoligen Umschalter-(SPDT)-Kontakten 22, ein Umkehrrelais 20 mit einem zweiten Satz von einpoligen Umschalter-(SPDT)-Kontakten 24 und einen Betriebsschalter 26.
  • Der Motor 12 ist mit den SPDT Relaiskontakten 22, 24 gekoppelt, um Vorwärts- und Rückwärtsoperationen der Last bereitzustellen, wenn der Betriebsschalter 26 geschaltet ist, um einen Vorwärtskontakt 28 oder einen Rückwärtskontakt 30 einzurücken, wie ferner nachstehend beschrieben wird. Der Betriebsschalter 26 umfasst einen bewegbaren Kontakt 32, der von einer Vorwärtsposition 34 an eine Mittenposition 36 und an eine Rückwärtsposition 38 bewegbar ist. In der Vorwärtsposition 38 rückt der bewegbare Kontakt 32 den Vorwärtskontakt 28 ein. In der Rückwärtsposition 38 rückt der bewegbare Kontakt 32 den Rückwärtskontakt 30 ein. In der Mittenposition 36 rückt der bewegbare Kontakt 32 weder den Vorwärtskontakt 28 noch den Rückwärtskontakt 30 ein.
  • Jeder SPDT Relaiskontaktsatz 22, 24 umfasst einen bewegbaren Kontakt 40, der sich von einem normalerweise geschlossenen (N.C.) stationären Kontakt 42 auf einen normalerweise offenen (N.O.) stationären Kontakt 44 verschwenkt, wenn der Betriebsschalter 26 von der Vorwärtsposition 34 auf die Mittenposition 36 und an die Rückwärtsposition 38 bewegt wird.
  • Das Ein/Aus-Relais 16 steuert einen Relaiskontaktsatz 46, der einen bewegbaren Kontakt 48 und einen stationären Kontakt 50 einschließt. Der bewegbare Kontakt 48 verschwenkt sich von einer nichtkontaktierenden Position 52 an eine kontaktierende Position 54, um den stationären Kontakt 50 einzurücken, um eine elektrische Verbindung zwischen der Last und der Motorumkehrungsschaltung 10 bereitzustellen. Die Spule des Ein/Aus-Relais 16 ist parallel zu beiden H-Brücken-Relais-Spulen, so dass es immer dann erregt wird, wenn die H-Brücken-Relais 18, 20 erregt werden.
  • Der Betrieb der Motorumkehrungsschaltung 10 wird nun mit Einzelheiten unter Bezugnahme auf die 24 geschrieben. 2 zeigt einen Vorwärtsbetrieb der Last. Ein Vorwärtsbetrieb der Last wird durch Bewegen des Betriebsschalters 26 von der Mittenposition 36 an die Vorwärtsposition 34 bewirkt, wie mit dem Pfeil „A" gezeigt, so dass ein bewegbarer Kontakt 32 den Vorwärtskontakt 28 einrückt. Wenn ein bewegbarer Kontakt 32 den Vorwärskontakt 28 einrückt, wird Strom gleichzeitig von einer Energiequelle (nicht gezeigt) an das Vorwärtsrelais 18 und das Ein/Aus-Relais 16 geführt. Der Strom, der von der Energiequelle zugeführt wird, ermöglicht, dass eine elektromagnetische Kraft an dem Vorwärtsrelais 18 und an dem Ein/Aus-Relais 16 erzeugt wird.
  • Die elektromagnetische Kraft, die an dem Vorwärtsrelais 18 erzeugt wird, zieht magnetisch den bewegbaren Kontakt 40 des ersten SPDT Schalters 22 von einer N.C. Position 56 an eine N.O. Position 58, um den N.O. stationären Kontakt 44 einzurücken, wie mit dem Pfeil „B" gezeigt, um eine positive Spannung an eine Seite des Motors 12 anzulegen. Die andere Seite des Motors 12 bleibt über die N.C. Position 56 des zweiten SPDT Schalters 24 mit Masse verbunden.
  • Unter fortgesetzter Bezugnahme auf 2 zieht die elektromagnetische Kraft, die an dem Ein/Aus-Relais 16 erzeugt wird, den bewegbaren Kontakt 48 des Schalters 46 von der nichtkontaktierenden Position 52 an die kontaktierende Position 54, wie mit dem Pfeil „C" gezeigt, um einen Laststrom an dem Motor 12 über dem bewegbaren Kontakt 40 des ersten SPDT Schalters 22 bereitzustellen. Die Spulen des Vorwärtsrelais 18 und des Ein/Aus-Relais 16 bleiben mit Energie versorgt, solange wie der bewegbare Kontakt 32 den Vorwärtskontakt 28 einrückt.
  • Eine Abschaltung der Spulen des Vorwärtsrelais 18 und des Ein/Aus-Relais 16 wird dadurch erreicht, dass der bewegbare Kontakt 32 von der Vorwärtsposition 34 an die Mittenposition 36 gebracht wird, wie mit der schematischen Darstellung der 3 gezeigt. Wenn der bewegbare Kontakt 32 an die Mittenposition 36 gebracht wird, wird der Strom, der gerade an das Vorwärtsrelais 18 und das Ein/Aus-Relais 16 durch die Energiequelle geführt wird, als Folge der Unterbrechung in der Schaltung unterbrochen, wie mit dem Pfeil „D" gezeigt.
  • Wenn der Strom, der gerade an die Motorumkehrungsschaltung 10 zugeführt wird, unterbrochen wird. wird das Vorwärsrelais 18 abgeschaltet. Bei der Abschaltung ermöglicht eine erste Unterdrückungsdiode 16 parallel zu dem Vorwärtsrelais 18, dass der Strom durch die Relaisspule erneut zirkuliert wird. Die erste Unterdrückungsdiode 60 stellt im Endeffekt eine Diodenunterdrückung des Vorwärtsrelais 18 bereit. Dies verlangsamt das Zusammenfallen des magnetischen Felds und verlangsamt wiederum das Herausfallen des bewegbaren Kontakts 40 des ersten SPDT Schalters 22 von der N.O. Position 58 an die N.C. Position 56, wie mit dem Pfeil „E" gezeigt.
  • Ferner wird während einer Abschaltung des Vorwärtsrelais 18 das Ein/Aus-Relais 16 durch einen Widerstand 62 oder einen anderen Stoß-Unterdrücker parallel zu dem Ein/Aus-Relais 16 und mit einer größeren Impedanz als die erste Unterdrückungsdiode 60 unterdrückt. Dies ermöglicht dem Ein/Aus-Relais 16 wesentlich schneller bei der Abschaltung herauszufallen, als das Vorwärtsrelais 18, wie mit dem Pfeil „F" gezeigt. Der Schalter 46 öffnet sich vor der Öffnung des Schalters 22 auf die N.O. Position 58. Somit schneidet das Ein/Aus-Relais 16 den Laststrom ab oder unterbricht diesen, bevor der erste SPDT Schalter 22 beginnt auf den N.C. stationären Kontakt 42 zu schalten. Dies verhindert eine Bogenbildung durch den Spalt zwischen dem bewegbaren Kontakt 40 und dem N.O. stationären Kontakt 44 in dem H-Brücken-Relais.
  • Unter Bezugnahme nun auf 4 ist ein Rückwärtsbetrieb der Motorumkehrungsschaltung 10 gezeigt. Ein Rückwärts- oder Umkehrbetrieb der Last wird durch Bewegen des Betriebsschalters 26 von der Mittenposition 36 auf die Umkehrposition 38 durchgeführt, wie mit dem Pfeil „G" gezeigt, so dass der bewegbare Kontakt 32 an dem Umkehrkontakt 30 angreift. Wenn der bewegbare Kontakt 32 an dem Umkehrkontakt 30 angreift, fließt Strom gleichzeitig von der Energiequelle an das Umkehrrelais 20 und das Ein/Aus-Relais 16. Der Strom, der von der Energiequelle zugeführt wird, ermöglicht nochmals, dass eine elektromagnetische Kraft erzeugt wird. Jedoch wird zu dieser Zeit die elektromagnetische Kraft an dem Rückwärtsrelais 20 und an dem Ein/Aus-Relais 16 erzeugt.
  • Die elektromagnetische Kraft, die an dem Rückwärtsrelais 20 erzeugt wird, zieht magnetisch den bewegbaren Kontakt 40 des zweiten SPDT Schalters 24 von der N.C. Position 56 an die N.O. Position 58, um an dem stationären Kontakt 44 anzugreifen bzw. diesen einzurücken, wie mit dem Pfeil „H" gezeigt, um eine positive Spannung an eine Seite des Motors 12 anzulegen. Die anderes Seite des Motors 12 bleibt über die N.C. Position 56 des ersten SPDT Schalters 22 mit Masse verbunden.
  • Unter fortgesetzter Bezugnahme auf 4 zieht die elektromagnetische Kraft, die an dem Ein/Aus-Relais 16 erzeugt wird, den bewegbaren Kontakt 48 des Schalters 46 von der nichtkontaktierenden Position 52 auf die kontaktierende Position 54, wie mit dem Pfeil „I" gezeigt, um den Laststrom an dem Motor 12 über dem bewegbaren Kontakt 40 des zweiten SPDT Schalters 24 bereitzustellen. Die Spulen des Umkehrrelais 20 und des Ein/Aus-Relais 16 bleiben mit Energie versorgt (eingeschaltet), solange wie der bewegbare Kontakt 32 an dem Umkehrkontakt 30 anliegt.
  • Eine Abschaltung der Spulen des Umkehrrelais 20 und des Ein/Aus-Relais 16 wird dadurch erreicht, dass der bewegbare Kontakt 32 von der Umkehrposition 38 an die Mittenposition 36 gebracht wird. Wenn der bewegbare Kontakt 32 an die Mittenposition 36 gebracht wird, dann wird der Strom, der gerade an das Umkehrrelais 20 und das Ein/Aus-Relais 16 von der Energiequelle geführt wird, als Folge der Unterbrechung in der Schaltung unterbrochen.
  • Wie bei dem Betrieb des Vorwärtsrelais 18 wird in ähnlicher Weise das Umkehrrelais 20 abgeschaltet. wenn der Strom. der an die Motorumkehrungsschaltung 10 geliefert wird, unterbrochen wird. Bei einer Abschaltung erlaubt eine zweite Unterdrückungsdiode 64 parallel zu dem Umkehrrelais 20, dass der Strom durch die Relaisspule erneut zirkuliert wird. Die zweite Unterdrückungsdiode 64 unterdrückt das Umkehrrelais 20, um das Zusammenfallen des magnetischen Felds zu verlangsamen und wiederum das Herausfallen des bewegbaren Kontakts 40 des zweiten SPDT Schalters 24 von der N.O. Position 58 an die N.C. Position 56 zu verlangsamen.
  • Während der Abschaltung des Umkehrrelais 20 wird auch das Ein/Aus-Relais 16 von dem Widerstand 62 parallel zu dem Ein/Aus-Relais 16 und mit einer größeren Impedanz als die zweite Unterdrückungsdiode 64 unterdrückt. Dies ermöglicht, dass das Ein/Aus-Relais 16 wesentlich schneller bei einer Abschaltung als das Umkehrrelais 20 herausfällt. Somit unterbricht das Ein/Aus-Relais 16 den Laststrom, bevor sich der zweite SPDT Schalter 24 öffnet. Wiederum verhindert dies eine Bogenbildung in dem H-Brücken-Relais.
  • Die Vorwärts- und Rückwärts(Umkehr)-Relais 18, 20 sind voneinander durch ein Paar von Abblockungsdioden 66 isoliert. Eine zusätzliche Diode 69 ist in der Motorumkehrungsschaltung 10 vorgesehen, um einen Pfad von Masse zu dem Ein/Aus-Relais 16 durch die erste 60 oder zweite Unterdrückungsdiode 64 und zurück zu der positiven Seite des Ein/Aus-Relais 16 zu beseitigen.
  • Es wird in Erwägung gezogen ein VKP oder eine andere Form eines „A" Relais mit einem magnetischen Sicherheitsmerkmal in der Ein/Aus-Relaisfunktion zu verwenden, was der Motorumkehrungsschaltung 10 erlauben würde bei einer noch höheren Systemspannung zu arbeiten, einschließlich aber nicht beschränkt auf 48-Volt DC Systeme. Wie Durchschnittsfachleuten in dem technischen Gebiet bekannt ist wird um den Leiter herum ein Magnetfeld erzeugt, wenn ein Strom durch ionisierte Gase eines Bogens oder eines anderen Leiters fließt. In einem magnetischen Sicherungssystem wird ein Permanentmagnet senkrecht zu der Richtung eines Stromflusses angeordnet, und zwar mit dem geeigneten Pol des Magneten derart, dass er dem magnetischen Feld, das von dem in dem Bogen fließenden Strom verursacht wird, gegenüber liegt. Der Magnet übt eine Kraft auf den Leiter (die ionisierten Gase) aus, wobei er diese weg von dem Magneten drängt. Dies erhöht künstlich den Kontaktspalt, indem der Bogen gezwungen wird einem zunehmend längeren Pfad zu folgen, bis er von einer derartigen Länge ist, dass der Bogen nicht aufrecht erhalten werden kann.
  • Jedoch kann das magnetische Herausdrängungsmerkmal nicht an den Relais in der herkömmlichen H-Brücken-Schaltung eingebaut werden, weil der Effekt nicht unmittelbar ist und der Bogen über dem Spalt des H-Brücken-Relais auftritt. Dies tritt auf, weil eine positive Versorgungsspannung auf einem stationären Kontakt vorhanden ist und eine negative Versorgungsspannung auf dem anderen stationären Kontakt vorhanden ist. Deshalb kann der Strom in dem Bogen auf Hunderte von Amperes sehr schnell ansteigen. Bei hohen Strompegeln kann der Bogen sogar mit dem magnetischen Herausdrängungssystem nicht ausgelöscht werden. Das magnetische Herausdrängungsmerkmal ist geeignet in dem Ein/Aus-Relais 16 der gegenwärtig offenbarten Motorumkehrungsschaltung 10, weil der Stromfluss durch den Bogen des Schalters 46 auf den Laststrom beschränkt ist. Dies ist die Folge der Tatsache, dass positive und negative Versorgungsspannungen nicht auf gegenüberliegenden stationären Kontakten vorhanden sind (da dort kein N.C. stationärer Kontakt vorhanden ist) und deshalb ein Kurzschluss durch den Bogen nicht erzeugt werden kann. Das magnetische Herausdrängungsmerkmal ermöglicht. dass der Motor bei Spannungspegeln in dem Bereich von 20–350 Volt betrieben werden kann.
  • Es sei darauf hingewiesen, das verschiedene Modifikationen an den hier offenbarten Ausführungsformen durchgeführt werden können und, dass die obige Beschreibung nicht als einschränkend, sondern lediglich als Beispiele von bevorzugten Ausführungsformen angesehen werden sollte. Durchschnittsfachleute in dem technischen Gebiet werden andere Modifikationen innerhalb des Umfangs der hier angehängten Ansprüche in Betracht ziehen.

Claims (8)

  1. Relaisschaltung zum Betreiben eines bidirektionalen DC Motors (12), wobei die Relaisschaltung umfasst: eine H-Brücken-Relaisschaltung mit einem ersten und einem zweiten Relais (18, 20), wobei das erste Relais (18) in der Lage ist, betriebsmäßig einen ersten Kontakt (40) zu einer ersten Zeitperiode einzurücken, um eine erste Verbindung des Motors mit einer Energiequelle zum Betreiben des Motors (12) in einem ersten Modus bereitzustellen, wobei das zweite Relais (20) in der Lage ist, betriebsmäßig einen zweiten Kontakt (40) zu einer zweiten Zeitperiode einzurücken, um eine zweite Verbindung des Motors (12) mit der Energiequelle bereitzustellen, um den Motor (12) in einem zweiten Modus zu betreiben; einen Schalter (26), der wenigstens einen Kontakt aufweist, der betriebsmäßig das erste oder zweite Relais zum Bewirken der ersten oder zweiten Verbindung einrückt; ein drittes Relais (16), welches betriebsmäßig zu dem Schalter (26) gehört, um eine dritte Verbindung des Motors (12) mit der Energiequelle bereitzustellen, wenn der wenigstens eine Kontakt (40) betriebsmäßig das erste oder zweite Relais (18, 20) einrückt; und eine Einrichtung (60, 62, 64) zum Trennen der dritten Verbindung, wenn der wenigstens eine Kontakt (40) das erste oder zweite Relais (18, 20) ausrückt, vor einer Trennung der ersten oder zweiten Verbindung, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zum Trennen ein erster Unterdrücker (60) parallel zum dem ersten Relais (18) und ein zweiter Unterdrücker (64) parallel zu dem zweiten Relais (20) und ein anderer Stoß-Unterdrücker (62) parallel zu dem dritten Relais (16) ist, und dass der andere Stoß-Unterdrücker (62) eine größere Impedanz als der erste und zweite Unterdrücker (60, 64) aufweist.
  2. Relaisschaltung nach Anspruch 1, ferner umfassend eine erste Abblockungsdiode (68) in Reihe zwischen dem ersten und dritten Relais (18, 20) und eine zweite Abblockungsdiode (66) in Reihe zwischen dem zweiten und dritten Relais (20, 16).
  3. Relaisschaltung nach Anspruch 1 oder 2, ferner umfassend einen Magneten in der Nähe zu dem dritten Relais (16), wobei ein Pol des Magneten dem magnetischen Feld entgegenwirkt, dass durch Strom erzeugt wird, der durch die dritte Verbindung fließt, wenn die dritte Verbindung getrennt wird.
  4. Relaisschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei ein bidirektionaler DC Motor (12) an der Relaisschaltung gesteuert wird.
  5. Relaisschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das dritte Relais (16) eine Einrichtung zum Abschalten von Energie an dem Motor vor einer elektrischen Ausrückung des ersten oder zweiten Relais von dem Motor aufweist.
  6. Relaisschaltung nach Anspruch 5, wobei der Motor (12) bei Spannungspegeln in dem Bereich von 20–350 Volt arbeitet.
  7. Relaisschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 6. wobei der erste Unterdrücker (60) und der zweite Unterdrücker (64) Dioden sind.
  8. Relaisschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei der andere Stoß-Unterdrücker (62) ein Widerstand ist.
DE69819180T 1997-02-27 1998-02-05 Umkehrschaltung für einen motor Expired - Lifetime DE69819180T2 (de)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US08/807,309 US6153990A (en) 1997-02-27 1997-02-27 Relay circuit for high-voltage operation of a bi-directional DC motor
US807309 1997-02-27
PCT/US1998/002120 WO1998038728A1 (en) 1997-02-27 1998-02-05 Motor reversing circuit

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE69819180D1 DE69819180D1 (de) 2003-11-27
DE69819180T2 true DE69819180T2 (de) 2004-08-12

Family

ID=25196068

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE69819180T Expired - Lifetime DE69819180T2 (de) 1997-02-27 1998-02-05 Umkehrschaltung für einen motor

Country Status (7)

Country Link
US (1) US6153990A (de)
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