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DD279958A1 - CIRCUIT ARRANGEMENT FOR MONITORING THE ISOLATION CONDITION OF THE DRIVE CIRCUIT FOR OTHER VEHICLE PARTS OF ELECTRICALLY DRIVEN VEHICLES - Google Patents

CIRCUIT ARRANGEMENT FOR MONITORING THE ISOLATION CONDITION OF THE DRIVE CIRCUIT FOR OTHER VEHICLE PARTS OF ELECTRICALLY DRIVEN VEHICLES Download PDF

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DD279958A1
DD279958A1 DD30589587A DD30589587A DD279958A1 DD 279958 A1 DD279958 A1 DD 279958A1 DD 30589587 A DD30589587 A DD 30589587A DD 30589587 A DD30589587 A DD 30589587A DD 279958 A1 DD279958 A1 DD 279958A1
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DD
German Democratic Republic
Prior art keywords
circuit
voltage
insulation
vehicle
insulation state
Prior art date
Application number
DD30589587A
Other languages
German (de)
Inventor
Hans-Hajo Hedrich
Hubertus Loeffler
Original Assignee
Energieversorgung Ingbetrieb
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
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  • Control Of Eletrric Generators (AREA)

Abstract

Die erfindungsgemaesse Schaltungsanordnung zur Ueberwachung des Isolationszustandes des Fahrstromkreises gegenueber den anderen Fahrzeugteilen elektrisch angetriebener Fahrzeuge ist ueberall dort anwendbar, wo der Fahrstromkreis gegenueber den anderen Fahrzeugteilen (Masse) allpolig isoliert ist und wo eine staendige Kontrolle des Isolationszustandes notwendig erscheint. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung vorzuschlagen, mit deren Hilfe ein allpolig von der Fahrzeugmasse isolierter Fahrstromkreis staendig auf die Aufrechterhaltung des Isolationszustandes ueberwacht wird und die auch kurzzeitige und waehrend des Betriebes auftretende einpolige Isolationsfehler erfasst. Erfindungsgemaess wird die Aufgabe dadurch geloest, dass der Ausgang eines einseitig an der Fahrzeugmasse liegenden Wechselspannungsgenerators, der einen dem minimal zulaessigen Isolationszustandes angepassten Innenwiderstand aufweist, zum Zwecke der galvanischen Trennung ueber eine Kondensatorschaltung mit dem Eingang eines einseitig auf Fahrzeugmasse liegenden und auf Spannungsunterschreitung der Wechselspannung reagierenden Schwellwertschalters verbunden ist und der gemeinsame Fusspunkt der Kondensatorschaltung am zu ueberwachenden Fahrstromkreis liegt.The inventive circuit arrangement for monitoring the insulation state of the traction circuit relative to the other vehicle parts electrically powered vehicles is everywhere applicable where the traction circuit is isolated from the other vehicle parts (mass) all poles and where a constant control of the insulation state appears necessary. The invention has for its object to provide a circuit arrangement with the help of an all pole isolated from the vehicle ground travel circuit is constantly monitored for the maintenance of the insulation state and detects the short-term and occurring during operation unipolar insulation fault. According to the invention, the object is achieved in that the output of a one-sided lying on the vehicle ground AC voltage generator having a minimum permissible isolation state adapted internal resistance, for the purpose of galvanic isolation via a capacitor circuit with the input of a one-sided vehicle ground and reacting to voltage undershooting the AC voltage Threshold is connected and the common base of the capacitor circuit is to be monitored traction circuit.

Description

Ausführungsbeispielembodiment

Zu Fig.2 ist ein Ausführungsbeispiel für die Anwendung der Erfindung an einem batteriegespeisten, gleichstromgetriebenen Fahrzeug dargestellt.2 shows an embodiment for the application of the invention to a battery-powered, DC driven vehicle.

Der Antriebsstromkreis besteht aus der Antriebsbatterie 5, dem Hauptschalter 6, den Sicherungen 7 und 8, dem Stromsteller 9 und derr Antriebsmotor 10.The drive circuit consists of the drive battery 5, the main switch 6, the fuses 7 and 8, the current controller 9 and derr drive motor 10th

Der Aufteilung des Antriebsstromkreises für das Überwachungssignal aus dem Generator der Überwachungseinrichtung durch den Stromsteller wird zweckmäßig dadurch begegnet, daß zwei parallele Kondensatorschaltungen 18 vorgesehen werden, die an die von der Antriebsbatterie 5 bis zum Stromsteller 9 und von Stromsteller 9 bis zum Antriebsmotor 10 führenden Prüfabschnitte gekoppelt sind.The division of the drive circuit for the monitoring signal from the generator of the monitoring device by the power controller is suitably countered by the fact that two parallel capacitor circuits 18 are provided, which coupled to the leading from the drive battery 5 to the power controller 9 and current controller 9 to the drive motor 10 test sections are.

Durch die Parallelschaltung weiterer Kondensatorenschaltungen 18 können zusätzliche Prüfabschnitte berücksichtigt werden, die infolge weiterer Elemente im Fahrstromkreis entstehen. Eine besondere Gefährdung am Fahrzeug liegt dort vor, wo der im Fehlerfall auftretende Kurzschlußstrom weder in seiner Höhe noch zeitlich durch Sicherungen 7,8 oder Hauptschalter 6 begrenzt ist. Für diesen Fall sollte eine besondere Meldung festgestellter Isolationsmängel erfolgen.By the parallel connection of further capacitor circuits 18 additional test sections can be taken into account, which arise as a result of other elements in the driving circuit. A particular hazard to the vehicle is where the short-circuit current occurring in the event of a fault is limited neither in its height nor in time by fuses 7,8 or main switch 6. In this case, a special report should be made of detected insulation defects.

Die Überwachungseinrichtung besteht zur Erfüllung der Forderungen aus dem ausgeführten Beispiel aus zwei Wechselspannungsgeneratoren 3 und 17 (die auch durch zwei getrennte Ausgangsstufen eines Generators realisiert werden können), aus zwei Schwell Wertschaltern 4 und 11 mit zugehörigen Anzeigespeichern 12,14 und aus zwei Meldeleuchten 13,15.The monitoring device is to meet the requirements of the example carried out from two AC voltage generators 3 and 17 (which can also be realized by two separate output stages of a generator), two threshold value switches 4 and 11 with associated display memories 12,14 and two indicator lights 13, 15th

Tritt ein (auch nur kurzzeitiger) Isolationsfehler in den Prüfabschnitten auf, spricht mindestens einer der Schwellwertschalter 4, 11 an und stellt den zugehörigen Speicher. Haben beide Schwellwertschalter 4,11 angesprochen, kann der Fehler im Batterieberjich oder in der Zuleitung zum Stromsteller liegen.If a (even short-term) insulation fault occurs in the test sections, at least one of the threshold switches 4, 11 responds and provides the associated memory. If both threshold value switches 4, 11 have responded, the error can lie in the battery junction or in the supply line to the current controller.

Die weitere Fehlereingrenzung kann nur dadurch vorgenommen wurden, daß der Hauptschalter 6 geöffnet und die Anzeigespeicher 12,14 zurückgesetzt werden. Spricht jetzt der zum Batteriokreis gehörige Schwellwertschalter 11 erneut an, liegt ein Fehler im Batteriekreis vor.The further fault limitation can only be made by the main switch 6 is opened and the display memory 12,14 reset. If the threshold value switch 11 belonging to the battery circuit now responds again, there is a fault in the battery circuit.

Für das Rücksetzen der Speicher und zur Herstellung des Betriebszustandes ist der Taster 16 vorgesehen. Während des Fahrbetriebes ist das Erkennen unmittelbarer (niederohmiger) Schlüsse zwischen Teilen des Antriebsstromkreises und der Fahrzeugmasse vorrangig. Der Innenwiderstand Rj des Wechselspannungsgenerators 3 ist dementsprechend niedrig gewählt.For resetting the memory and for producing the operating state of the button 16 is provided. During driving, the recognition of direct (low-impedance) conclusions between parts of the drive circuit and the vehicle ground is paramount. The internal resistance Rj of the AC voltage generator 3 is chosen accordingly low.

Durch Veränderung des Innenwiderstandes Rj des Wechselspannungsgenerators 3 können auch höhere Widerstandswerte der Isolation, wie sie z. B. durch eingedrungenes Wasser in den Motor oder Elektrolytaustritt aus der Batterie entspringen, erkennbar gemacht und näherungsweise in ihrer Größe bestimmt werden. Das kann mit der gleichen Überwachungsanordnung durch Veränderung des Innenwiderstandes des Wechselspannungsgenerators 3 geschehen. Zweckmäßigerweise ist die Überwachungseinrichtung fest in das Fahrzeug zu installieren.By changing the internal resistance Rj of the AC voltage generator 3 can also higher resistance values of the insulation, as they are z. B. originate from water penetrated into the engine or electrolyte discharge from the battery, made recognizable and approximately determined in size. This can be done with the same monitoring arrangement by changing the internal resistance of the AC voltage generator 3. Conveniently, the monitoring device is to be installed firmly in the vehicle.

Claims (3)

1. Schaltungsanordnung zur Überwachung des Isolationszustandes des Fahrstromkreises gegenüber den anderen Fahrzeugteilen elektrisch angetriebener Fahrzeuge, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang eines einseitig an der Fahrzeugmasse (2) liegenden Wechselspannungsgenerators (3), der einem dem minimal zulässigen Isolationswiderstand Risoi angepaßten Innenwiderstand R, aufweist, mit dem Eingang eines auf Spannungsunterschreitung der Wechselspannung reagierenden Schwellwertschalter (4) verbunden und über eine oder mehrere Kondensatorschaltungen (18) an den zu überwachenden Fahrstromkreis (1) geführt ist.1. Circuit arrangement for monitoring the insulation state of the driving circuit with respect to the other vehicle parts of electrically driven vehicles, characterized in that the output of one side of the vehicle mass (2) lying AC voltage generator (3), the one of the minimum permissible insulation resistance R iso i adapted internal resistance R, has, connected to the input of a voltage drop below the AC voltage responsive threshold value switch (4) and is guided via one or more capacitor circuits (18) to the to be monitored traction circuit (1). 2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Kondensatorschaltungen (18) parallel zueinander zwischen den Wechselspannungsgeneratoren (3) und (17) und den Schwellwertschaltern (4) und (11) zur gleichzeitigen Überwachung mehrerer Teilstromkreise geschaltet sind.2. A circuit arrangement according to claim 1, characterized in that a plurality of capacitor circuits (18) are connected in parallel to each other between the AC voltage generators (3) and (17) and the threshold switches (4) and (11) for the simultaneous monitoring of multiple subcircuits. 3. Schaltungsanordnung und Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur differenzierten Bewertung des Isolationszustandes der Innenwiderstand des Wechselspannungsgenerators (3) veränderlich ist.3. Circuit arrangement and claim 1, characterized in that for the differentiated evaluation of the insulation state of the internal resistance of the AC voltage generator (3) is variable. Hierzu 1 Seite ZeichnungenFor this 1 page drawings Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention Die ertindungsgemäße Schaltungsanordnung ist überall dort anwendbar, wo der Fahrstromkreis gegenüber den anderen Fahrzeugteilen (Masse) allpolig isoliert ist und so eine ständige Kontrolle des Isolationszustandes notwendig erscheint.The ertindungsgemäße circuit arrangement is everywhere applicable where the driving circuit is isolated from the other vehicle parts (mass) all poles and so a constant control of the insulation state appears necessary. Charakteristik der bekannten technischen LösungenCharacteristic of the known technical solutions Aus dem Stand der Technik sind keine komplexen technischen Lösungen für die Komplettierung von Elektrofahrzeugen zur Überwachung des Isolationszustandes bei allseitig isolierten Fahrstromkreisen bekanntgeworden.From the prior art, no complex technical solutions for the completion of electric vehicles for monitoring the insulation state in all-sides isolated driving circuits have become known. Ziel der ErfindungObject of the invention Es ist das Ziel der Erfindung, eine Schaltungsanordnung zur Überwachung des Isolationszustandes von elektrsich angetriebenen Fahrzeugen zu schaffen, um deren Betriebssicherheit zu erhöhen und den Wartungsaufwand zu reduzieren.It is the object of the invention to provide a circuit arrangement for monitoring the insulation state of electrically driven vehicles in order to increase their reliability and to reduce maintenance. Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung vorzuschlagen, mit deren Hilfe ein allpolig von der Fahrzeugmasse isolierter Fahrstromkreis ständig auf die Aufrechterhaltung des Isolationszustandes überwacht wird und die auch kurzzeitige und während des Betriebes auftretende einpolige Isolationsfehler erfaßt. Da die relativ hohe Belastungsfähigkeit der Antriebsstromquellen elektrisch angetriebener Fahrzeuge bei Kurzschlüssen zu Zerstörungen am Fahrzeug führen kann und sich daraus erhebliche Gefährdungen ergeben können, wird vielfach die vollständige galvanische Trennung von Antriebsstromkreis/Fahrstromkreis gegenüber Fahrzeugmasse angewendet, auch wenn dies aus Gründen des Berührungsschutzes z. B. nicht erforderlich wäre.The invention has for its object to provide a circuit arrangement by means of which an all pole of the vehicle ground isolated driving circuit is constantly monitored for the maintenance of the insulation state and detects the short-term and occurring during operation unipolar insulation fault. Since the relatively high load capacity of the drive power sources of electrically driven vehicles can cause damage to the vehicle in the event of short circuits and can result in significant hazards, the complete galvanic isolation of the drive circuit / drive circuit is often applied to vehicle mass, even if this is for reasons of protection against contact z. B. would not be required. Da die Fehler im Entstehungszustand oft nur intermittierend uno während der Bewegung des Fahrzeuges auftreten (Scheuerstellen der Leitungen z. B.), ist die Erkennung durch Kontrollmessungen erschwert und unsicher. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß der Ausgang eines einseitig an der Fahrzeugmasse 2 liegenden Wechselspannungsgenerators 3, der eine dem minimal zulässigen Isolationszustand angepaßten Innenwiderstand R1 aufweist, zum Zwecke einer galvanischen Trennung über eine Kondensatorachaltung 18 mit dem Eingang eines einseitig auf Fahrzeugmasse 2 liegenden und auf Spannungsunterschreitung der Wechselspannung reagierenden Schwellwertschalters 4 verbunden ist und der gemeinsame Fußpunkt der Kondensatorschaltung 18 am zu überwachenden Fahrstromkreis 1 liegt. Bei entsprechender Dimensionierung der Kondensatorschaltung 18 sind deren Wechselstromwiderstand vernachlässigbar, und der Isolationswiderstand Ri50| des Wechselspannungsgenerators 3 bildet mit dem Innenwiderstand Rj einen Spannungsteiler, mit dem der Isolationszustand bewertet werden kann (Fig. 1).Since the errors in the state of origin often occur only intermittently during the movement of the vehicle (chafing of the lines, for example), detection by means of control measurements is difficult and uncertain. According to the invention, the object is achieved in that the output of a lying on the vehicle mass 2 AC voltage generator 3, which has a minimum permissible insulation state adapted internal resistance R 1 , for the purpose of galvanic isolation via a Kondensatorachaltung 18 with the input of a one-sided on vehicle mass 2 and threshold voltage switch 4 responsive to voltage drop of the alternating voltage is connected and the common base of the capacitor circuit 18 is located on the to-be-monitored traveling circuit 1. With appropriate dimensioning of the capacitor circuit 18 whose AC resistance are negligible, and the insulation resistance R i50 | of the AC voltage generator 3 forms with the internal resistance Rj a voltage divider with which the insulation state can be evaluated (FIG. 1). Die Kurvenform der Wechselspannung aus dem Wechselspannungsgenerator 3 hat für die Funktion der Ei-findung nachgeordnete Bedeutung. Es ist aber zu beachten, daß aus dem Fahrstromkreis 1 weitere Wechselspannungen als Störspannung an den Eingang des Schwellwertschalters 4 gelangen können. Je nach Art und Größe dieser Störspannungen kann durch Wahl der Frequenz und Kurvanform der Generatorspannung, Tastung des Schwellwertschalters 4 u.a.m. die Unterscheidungsfähigkeit des Schwellwertschalters 4 gegenüber periodischen Störspannungen gewählleistet werden. Schaltspannungen und andere nichtperiodische Störspannungen, die zeitweise gegen Null gehen, bleiben ohne Einfluß auf die Bewertung des Isolationswiderstandes Ri,oi, weil der Schwellwertschalter 4 die Schwellwertunterschreitung durch geminderten Isolationswiderstand RISOi erkennt. Es muß aber eine Überlastung des Eingangs (durch bekannte Mittel) verhindert und eine den Bedingungen angepaßte Ansprechzeit des Schwellwertschalters 4 gewährleistet werden.The waveform of the AC voltage from the AC voltage generator 3 has subordinate importance for the function of Ei-finding. However, it should be noted that from the driving circuit 1 more AC voltages can reach the input of the threshold 4 as an interference voltage. Depending on the nature and size of these interference voltages can be selected by selecting the frequency and Kurvanform the generator voltage, keying the threshold 4 and the discrimination of the threshold 4 against periodic interference voltages. Switching voltages and other non-periodic interference voltages, which temporarily go to zero, have no influence on the evaluation of the insulation resistance Ri, o i, because the threshold value 4 detects the threshold below by reduced insulation resistance R ISO i. However, it must be an overload of the input (by known means) prevented and a conditions adapted response time of the threshold value switch 4 can be ensured.
DD30589587A 1987-08-11 1987-08-11 CIRCUIT ARRANGEMENT FOR MONITORING THE ISOLATION CONDITION OF THE DRIVE CIRCUIT FOR OTHER VEHICLE PARTS OF ELECTRICALLY DRIVEN VEHICLES DD279958A1 (en)

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