Vorrichtung zur Kontaktschonung für impulsgesteuerte Gleichstrommotoren
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Schonung der Kontakte von Impulssteuereinrichtungen
mit Gleichstrommotoren, die mit einer Selbstinduktion in Reihe geschaltet sind,
namentlich für solche Steuereinrichtungen, bei denen der Motor auch vorübergehend
mit voller Drehzahl läuft und dauernd an einer dieser Drehzahl entsprechenden Spannung
liegt. Die Steuerkontakte solcher Einrichtungen sind insbesondere dann sehr hohen
Beanspruchungen ausgesetzt, wenn die Impulse verhältnismäßig kurz sind, weil dann
die Kontaktöffnungen noch in dem Bereich des verhältnismäßig hohen Einschaltstromstoßes
liegen. Man kann ,in bekannter Weise den- Eirnsch a-Itstromstoß durch Vorschalten
einer Drossel milidern, erhält aber wegen der Selbstinduktion der Drosselspule erfahrungsgemäß
trotzdem einen starken Öffniungsfunrnken, der namentlich bei rasch aufeinanderfolgenden
Impulsen die Lebensdauer der Kontakte erheblich herabsetzt.Device for contact protection for pulse-controlled DC motors
The invention relates to a device for protecting the contacts of pulse control devices
with DC motors connected in series with a self-induction,
namely for those control devices in which the engine is also temporarily
runs at full speed and continuously at a voltage corresponding to this speed
lies. The control contacts of such devices are especially then very high
Exposed to stress when the pulses are relatively short, because then
the contact openings are still in the area of the relatively high inrush current
lie. One can, in a known way, the electrical shock by connecting upstream
of a choke, but experience has shown that this is due to the self-induction of the choke coil
nevertheless a strong opening spark, especially in the case of rapidly successive ones
Impulses considerably reduce the service life of the contacts.
Die Erfindung macht sich nun eine bekannte Erscheinung bei mit Selbstiniduktion
:in Reihe geschalteten Gleichstrommotoren zu Nutze, die darin besteht, daß solche
Schaltungen sich ähnlich wie ein Schwingungskreis verhalten, wobei der Gleichstrommotor
die Rolle einer verhältnismäßig hohen Kapazität übernimmt. Erfindungsgemäß werden
nun die Impulsdauer und die aus Selbstinduktion und Motor bestehende Schaltung derart
aufeinander abgeglichen, daß das Impulsende etwa beim Minimalstrom oder beim Stromnulldurchgang,
am besten kurz vorher, liegt.
Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung
näher erläutert.The invention is now a well-known phenomenon with self-induction
: to use DC motors connected in series, which consists in the fact that such
Circuits behave similarly to an oscillating circuit, with the DC motor
takes on the role of a relatively high capacity. Be according to the invention
now the pulse duration and the circuit consisting of self-induction and motor in such a way
matched to each other so that the end of the pulse at about the minimum current or when the current crosses zero,
best shortly beforehand.
The invention is based on the drawing
explained in more detail.
In Fig. i ist das Schaltbild einer solchen Steueranordnung dargestellt,
in Fig. 2 und 3 der Strom- und Drehzahlverlauf des gesteuerten Motors.In Fig. I the circuit diagram of such a control arrangement is shown,
in Fig. 2 and 3 the current and speed curve of the controlled motor.
An das Gleichstromnetz N ist über eine Drosselspule i und über Schaltschütze
2, 3 ein Gleichstromkleinmotor d. zum Antrieb beispielsweise eines Fahrzeugsteuers
angeschlossen. Die feststehenden Kontakte des Schützes 2 sdnd mit 21, 22, die des
Schützes 3 mit 3 i, 32 bezeichnet. Die Erregerwicklungen 23, 33 der Schütze können
durch einen Steuerschalter 5 abwechselnd eingeschaltet werden. In der gezeichneten
Schätzstellung ist der Anker des beispielsweise mit Dauermagneterregüng arbeitenden
Motors kurzgeschlossen. Liegt das Schütz 2 an dem Kontakt 2z, dann läuft der Motor
q: im Pfeilsinn. Dabei liegt gleichzeitig das Schütz 3 an dem Kontakt 32. Der Motoranker
ist dann mit der Drosselspule i in Reihe geschaltet. Bei Drehung in entgegengesetztem
Sinn liegt das Schütz 3 an dem Kontakt 31, das Schütz 2 an dem Kontakt 22. Auf diese
Weise kann beliebig nach rechts und links gesteuert werden, wenn größere Steuerbewegungen
ausgeführt werden müssen. Handelt es sich nur um Korrekturen der Steuerbewegeng
oder um die Haltung des Steuers in einer bestimmten Stellung entgegen der Wirkung
von rückführenden Kräften, Fahrwiderständen od.,dgl., dann wird ,der Schalter 5
nmpulsarti:g betätigt. Diese Betätigung kann mit bekannten Mitteln ausgeführt werden,
die deshalb hier nicht näher erläutert werden sollen. jedoch wird zwecks Schonung
der Kontakte an den Schaltschützen 2 und 3 die Impulsdauer derart .auf die Zeitkonstante
des Motors d. und der Drosselspule i abgeglichen, daß sich etwa die in Fig. 2 und
3 dargestellten Verhältnisse ergeben. In Fig. 2 ist der Strom- und Drehzahlverlauf
ben nicht oder schwach belastetem Motor dargestellt. In Fig. 3 sind die gleichen
Verhältnisse bei einem bestimmten Belastungsfall wiedergegeben.To the direct current network N is via a choke coil i and contactors
2, 3 a small DC motor d. to drive a vehicle steering wheel, for example
connected. The fixed contacts of the contactor 2 sdnd with 21, 22, those of the
Contactor 3 with 3 i, 32 designated. The excitation windings 23, 33 of the contactors can
be switched on alternately by a control switch 5. In the drawn
The estimated position is the armature of the person working, for example, with permanent magnet excitation
Motor shorted. If contactor 2 is on contact 2z, the motor is running
q: in the direction of the arrow. At the same time, contactor 3 is connected to contact 32. The motor armature
is then connected in series with the choke coil i. When rotating in the opposite direction
Meaning the contactor 3 is on the contact 31, the contactor 2 on the contact 22. On this
Way can be steered arbitrarily to the right and left when making larger steering movements
must be carried out. Is it just a matter of corrections to the tax movement?
or about the attitude of the helm in a certain position contrary to the effect
of restoring forces, driving resistances or the like, then the switch 5
nmpulsarti: g actuated. This operation can be carried out by known means,
which should therefore not be explained in more detail here. however, for the sake of protection
of the contacts on the contactors 2 and 3 the pulse duration in such a way .on the time constant
of the engine d. and the choke coil i balanced that approximately the one in Fig. 2 and
3 shown relationships result. In Fig. 2 is the current and speed curve
ben not or lightly loaded engine. In Fig. 3 are the same
Relationships given in a specific load case.
Es ist bekannt, daß sich bei einer Reihenschaltung einer Drosselspule
eines Gleichstrommotors, namentlich wenn der Ohmsche Widerstand im Stromkreis verhältnismäßig
klein ist, Schwingungen ergeben. Die Drehzahl co (vgl. Fig. 2) steigt nicht wie
bei gewöhnlichem Gleichstrommotorantrieb a:symptotisch bis zu der durch die Gerade
6 wiedergegebenen Enddrehzahl an, sondern sie schwingt, wie die Kurve co zeigt,
zuerst über diese Drehzahl hinaus und pendelt schließlich nach mehreren Schwingungen
in diese Drehzahl ein. Der Strom I führt dabei ebenfalls Schwingungen aus. Bei nicht
oder schwach belastetem Motor schwingt der Strom sogar in den negativen Bereich
hinüber und geht bei dem Punkt P durch Null hindurch. Erfindungsgemäß wird nun bei
diesem Punkt oder kurz vorher abgeschaltet, d. h. die Impulsdauer p wird etwa gleich
oder kleiner als die Strecke 0-P gemacht. Dann arbeiten die Schütze 2, 3 praktisch
funkenfrei, mit der Folge, daß auch bei häufiger Impulssteuerung eine lange Lebensdauer
der Schaltkontakte gewährleistet ist. Ist der Motor stärker belastet, liegt z. B.
sein Laststrom bei. :der Linie 7, .dann sinkt seine Enddrehzahl entsprechend auf
die Linie 6o ab. Der Strom I schwingt dann nicht mehr in den negativen Bereich hinüber,
erreicht aber etwa bei dem Punkt P' einen Minimalwert. Macht man nun die Impulsdauer
p gleich der Abszisse 0-P des Punktes P', dann ergibt sich eine weitgehende
Schonung der Kontakte.It is known that when a choke coil of a direct current motor is connected in series, particularly when the ohmic resistance in the circuit is relatively small, vibrations result. The speed co (see. Fig. 2) does not increase as with the usual DC motor drive a: symptotically up to the final speed shown by the straight line 6, but it swings, as the curve co shows, first above this speed and finally oscillates after several Vibrations in this speed. The current I also carries out oscillations. When the motor is not or only slightly loaded, the current even swings into the negative range and passes through zero at point P. According to the invention, it is now switched off at this point or shortly before, ie the pulse duration p is made approximately equal to or less than the distance 0-P. Then the contactors 2, 3 work practically spark-free, with the result that a long service life of the switching contacts is guaranteed even with frequent pulse control. If the engine is more heavily loaded, z. B. its load current. : the line 7, .then its final speed decreases accordingly to the line 6o. The current I then no longer swings over into the negative range, but reaches a minimum value approximately at the point P '. If one now makes the pulse duration p equal to the abscissa 0-P of the point P ', the contacts are largely spared.
Die Abgleichu:ng der Impulsdauer und der Motorschaltung ist in der
Weise möglich, daß man entweder den Kontaktgeber, der die Impulse erzeugt, entsprechend
verstellt oder die Selbstinduktion ändert. Die Konstanten des Motors q. werden sich
aber in der Regel nicht beeinflussen lassen.The comparison of the pulse duration and the motor circuit is in the
Way possible that either the contactor that generates the pulses, accordingly
adjusted or the self-induction changes. The constants of the motor q. would you
but usually do not let that influence.
Wie die Fig. 2 und 3 zeigen, ist der Strom nicht nur am Impulsende
sehr klein, sondern auch bei Impulsbeginn. Es tritt also auch praktisch kein Schließungsfunke
auf.As FIGS. 2 and 3 show, the current is not only at the end of the pulse
very small, but also at the start of the pulse. So there is practically no closure spark
on.