DE1463654A1 - Impulsbetriebene Steuervorrichtung fuer Gleichstrommotoren - Google Patents

Description

3· το ρ η Engineering I>td.pf Queeneway, Teaa Valley Trading Äetate, Oatevhead 11, County Durham (läigla&d)

Impulebetriebeae SteuerYorrichtung fttr Gleichstrommotoren"

£1· Erfindung besieht »ich auf ein· lmpulabetriebene Steuer-Torriohtunf fur aieioli*tro»«otor#a, iaebeeondtr· fur batteri·- (•■peiat· l>X«ktro«otor«tt tlaktrieoa an««trltbtn«r faurstOf·» wi· β·£· Elektrokaxrttt und Hubstapler. Da« Ziel d«r irfindung iat di· Löuwtn der Probl««·» wtloh· auftreten, wenn der Motor "euxüokfeecnaltet", d.h. durch Ueeohalten gebremet wird, *o da·· or dasu neigt» la umgekehrter filohtung «u laufen.

eind üteuareyeteae fur ölelohetro«motoren bekannt, welche •la· alt «Imb steuerten Ulelohriohter und eine« £ondeaa«tor Tere«h«a·. »wl«oh·· einer Batterie «it ülelohetr«»quelle und dem in ateuamden Motor angeordnete Impulageneratoreoheltuaf ■owie elae ^.larlohtung avar Begelung der Impulafrequea· und der •lttlerea Motorleletuag be«ltaen. In einigen fallen iat 1» der iScnaltuaf ein Öermt nur Aufreohterhaltuag dee ötroaflu···· nährend der I«pul«paueen aageordnet. Aue» kaan Ia der Schaltung eine Uarioatuag eur AufaOuag der "Iaduktionawlrkung· d«r Batterie Torge»«a·» w«rd«a, durah welohe Al·

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verringert und infolgedessen das Abschälten des gesteuerten ttleichrlohters verhindert wird·

Die Xmpulsgeneratorachaltung enthält sweokmäesig einen mit einem transistor versehenen Impulsgenerator veränderlicher Impulsfrequenz, dessen Impulse sum Auslösen einer Diode, beispielsweise ein·· gesteuerten äilisiumgleiohrichters, benutst werden» welche ihrerseits den ätromdurohgang sum Motor bsw· su den Motoren steuert·

^ Die Strombelaatbarkeit eines Steuersystems der vorbesohriebenen Art wird duroh swei faktoren bedingt, nämlich duroh die mittlere und die maximal· Sonnstromstärke der Dioden bsw· der gesteuerten Silisiumgleiohrichter, welche hauptsächlich von der urusse und der Semperaturabsinkfähigkeit der Geräte abhängen, sowie durch die grttsste Absohaltleistung, die von der Ladung der Umsohaltkondensntoren abhängt· Diese Ladung begrenst den maximalen strom, der bei jedem Impuls geschaltet werden kann·

Xn normalem Betrieb wird der erreichbare höchste maximale Strom ) τ·« der Motorinduktivität, dem Motorwiderstand und der Batteri·- Ausgnngslmpedans begrenst· Diese Begrenzungen gelten» wenn der Motor im Stillstand gebracht wird» Mne weitere Begrenzung kommt hinzu, wenn der Motor läuft, nämlich die vom Mo tor anker erseugt· gegemelektromotorieohe Kraft» die ein bedeutender faktor for Ale Begrenzung der maximalen Ström« ist, weloh· die Steuereinrichtung leiten muss· wird der Motor stillgesetzt, so.wird der maximale ötrem bei verhältnlsmässig niedrigen Impulegeschwindigkeiten duroh Ale Motorinduktivität und sei sehr honen Inpulegeschwindigkeiten

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" ⁵ · BAD ORIGINAL

durofc den Motorwlderetand und Auren Al· Batterieauegaageiapendaai begremit· Infolg· A«r Magnetfeldeättigung beeteht di· vorher duroh Al· MotorinduktlTltnt bedingt· ütronbegreneung nioht Mhr. let d«r maximal· ätromflue· su irgendeinen Zeitpunkt gr8ee«r tla Al· Sohftltlei8tung d«r Einrichtung, ao «t«u«rt Al· bt«u*rrorrlohtuag nicht BMinr·

In noraaleB B«trl«b «rs«U£t d»r Motorwiloir, wie b«r«lt· «rviUwl» •in« g«g«n*l«ktreaot«rlaeh· Kraft, w«Xea* Α·η Produkt .u· der 0·- ■ohwindifktit und der ^elddichte proportional let· In der Ιβραΐβ-peuee wirkt Al··· gegeaelektroaotorleohe Kraft den StronfluM «nt- * gegen, welcher über eine an den Hauptatrowwtor angeeohloaaono Diode durch dl· SvlbetlaAuktlvltät de« Hauptetronfeldee und gegefcenvnfall· durch Al« Randepole aufrechterfcutlten wird. Saraua ergibt eloh In der Inpulepauee «in Stronabfall τοη einen HOonet* wert auf einen durch Al· lapulepaueeageechwlndlgkeit unA -läng· bvetiaaten V««rt. Lreht «lon der Metoranker nicht, uo halten Al· induktlT«n Stronkreiee im Motor den Btronflu·· aufreoht, wobei keine Segenwlrkung der geeenelektroaotorieohen Kraft de· Motor» anker· auftritt« Dadurch eateteht in der lapulepau·· ein kleinerer λ ^tronabbau, und infolgedeeeen werden höhere aaxlmale ütrön· Böglioh.

ν>·ηη dar Motor JoAoch >urttokge«ohalt«t wird, bewirkt Al« üneteuerung dee Motoranker· oder der Hauptetronfeld-Verblndungeleitungen« da·· der Motoranker eine elektrodetorieohe Kraft erieugt, Auren welche die beautate Spannung unteretutet wird· lach der Beendigung eine· Impuls·· arbeitet der Metoranker Über dl· rorerwähnte

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BAD

Diode und du Hamptatromfeld weiter, wobei «r die JNlddiohte und althin dl· elektromotorisch· Kraft «rauht· Da* Steuereystern iat nunmehr alao unstabil, und dar Strom et·igt 1« Motor auf «intη Wort, weloh·r der ereeugten Ankerspannung geteilt durch dta Motorwider stand ent«prioht. Di« Ankerspannung ergibt BiMb tu* dom Produkt der Geschwindigkeit und der Sattigungsflussdiohte de· Motorfold·«· Abgesehen davon, daa« da« Fahrzeug aueeerordeatlioh eohnell •um Reiten gebracht wird, ent epr ic ht dor bein Bt ginn de« nächsten Impuls·· durch die »dt einer Diode b«w. eine« Silieiumgleiohrichter versehene steuervorrichtung flie«««nde Strom der Summ dor Batterieepaniiung und der «rβengten «loktroaotorieohoa Kraft geteilt durch die ijueme dee Motorwidoretande« und der BatterioauegaBgaimpedene. Dieser ^trom iot natürlich grbaaer ale der Motorbroa·- ■tro«, und sofern die steuervorrichtung nicht beeonder« reiohlioh beeie««en iet, «teuert «ie nicht mehr·

Die Erfindung hat ·· «ich lur Aufgab« gemacht« boi einem Steuer-» ■ystem der vorgenannten Art die beim Zurückschalten d·· Motor· auftretende Schwierigkeit »u beheben· Di«· gesohieht orfindungagomft«· dadurch, da·· der Motoranker mit einem Umeoh«lt«r «um JS*rUok-

ist
«ehaltaii oder Bromaon rereehen, wobei ein GHeiehrichter mn den Motoa anker und den Umechalter im einer «eichen Richtung amgeeohloa««n iet, da·· «r während de« Broma«n· den atrom leitet·

Di« Möglichkeit einer Umatabilitat dee Motor« wird daduroh verhindert, da·· dea Motoranker ein« Diode parallelgeechaltet wird. Da die s^romb«gren«ung dann gans von der Induktivität de« Haupt-

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•troaf«ld·· abhängt, lot «la· höh· Iapulegeachwindigkeit uniuläaeig, und im su reraeiden, da·« dl· Xapul·geschwindigkeit einen kritischen «·*% überschreitet, wird rorteilhaft «la· Glättungssohaltung bsnutst, duroh ««loh· dl· Baal· «in·· Transistor· gespeist wird, dessen Ausgang· le ie tuog dl· normale Wirkung d·· V*r- »ögerungakreisstroae unaöglioh macht. Infolgedessen sohalt«t di· St«u»rTorrlohtuag während d·· Küokechaltrorgang·· b«i ain«r rorb·- ■tiamten ■Schleioh'^l-^eohwindigk#it eurüok. «eon der Rüokeohmlt-Yorgang b««nd«t uad da« fahr*·ng cua Halten gebracht ist, fährt da· imhreeug la noraalvr w·!·· ia uagekearter Richtung. |

Auesardea kaaa der Erfindungagedanke Ia d«r ^ei·· Terwirklioht werden, da·· «la· Wiederbetätigiing dea eingeaohalteten, geateuerten Siliiiuagleiohriohter· verhindert wird, wenn «la Elektrokarren oder ein and«r·· aotorangetrieben·· fahre·ug nicht a*hr la dar aittela der üaaohaltung gewählten Richtung, aondern ia der Gegenrichtung fährt» iei Doppelechluaaaotorec beiapielaweiae, welohe alt «iner liebenaohlueawloklung Teraehen alad, ·ο da·· der Motor» anker auch bei geöifneter üiode beaw. geöffnetea, geeteuertea Siliaiuagleiohrichter ein· elektroaotorieohe Kraft erxeugen i kaaa, hängt dl· fiichtuag dieser elektroaotoriaohen Kraft sowohl γόη der tataäohlieh«a Jrahrtriohtung d·· fahrseug·· al· auoh ▼on der gewählten Riohtung ab» lsabel i«t ·· «öglioh, dl« er Beugte •l«ktroaotorl«oh· Kraft lur Betätigung «In·· Relaia eu b«auts«a, welohea aeineraeita 41· Betätigung de· _oeateuerten lileionrichtere T«rhind«rt·

lach einer anderen AusfUhrungafora der irfindung wir« «la Seihen-•ohluaaaotor rerwendet, bei welohea al· eraeugte elektroa«t«ri-

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»NSPECTED

acht Kraft des Motorankere flir dl· Betätigung »in·· Verstärker· benutet wird, der seinereeits ein Kelai· betätigt. I« fall· d·· Kelhensohluasmotors, bei weich·» kein Nebeneohlusefeld sur Verfügung steht, wird Angenommen, dass ein ausreichend·· Restfeld fllr ein· kleine au erzeugende elektromotorisch« Kraft rorhanden let· Obwohl dieses Verfahren durchführbar let» führt e· nicht in allen Anlagen au« erfolg, weil et auf einen Restmagnetfeld beruht, wc lohe· nicht Ib roraue genau festgelegt werden kann« von Motor au Motor verschieden iat und auch von dem Verwendung*iw«ok des iahrseugee abhängt·

In der Zeichnung sind swei verschiedene Ausfuhrungsbeispiele der Erfindung in For« τοη ohultskissen dargestellt·

In Hg. 1 ist den Motoranker A eine Diode D₂ parallele«sehaltet. Der Anker A besitct einen Umschalter X-X* Die Diode D₂ greift nicht in den normalen Arbeitsgang der bteuerrorriohtung ein» verhindert jedooh die vorerwähnte wirkungsweise de· Hauptstrongenerators· *erden die Verbindungeleitungen des Motoranker« mittel· de· Umschalters um- oder suruokgeschaltet, so flieset der erseugte Ankeretrom Über die Diode S₂ und das Hauptstromfeld und nicht Über die Diode D₁ , welohe den btromdurohgang duroh das Feld F während der Impulepauaen aufrechterhalten soll· daraus ergibt sieh, dass dal steuersystem ulcht »ehr unstabil 1st und daws der Motor sich nicht selbst erregt· In diesem Falle kann der Motoranker aber beim Zurückschalten als effektiv kursgesohlosssn angesehen werden« Bei effektiv kuregesohlessenem MotoreAker ist de: Hamytfaktor für die Begrensung d«sr duroh «en iapulcgeeteuerten

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Bilisiuagleiohrichter CG fliessenden aaxlaalen Inpulaetrtiee 41· MotorlnduktiTität· De, bei hoher Xapulageeohwlndlgkelt soviel btroa duroh da· Haupt«troafeld flieset, da·· ee geeättlgt und daduroh «ein« effektiv« Induktivität verringert wird, darf 41· Steuervorrichtung bei« Zurückschalten de· Jrahrsaug·« nicht aehnelle Iapul·· geben· Abgesehen ν·η den la Steuerlasten auftretenden hohen aaxlaalea utrOaen erseugt naalleh eine höh· la» pulsgeechwladlgkelt ein derart starke· Magnetfeld, de.ee duroh den Anker Über die Diode D₂ auMerorde&tlloh hohe ^trune erseugt «erden und d&e Fahrseug auf die·· ifceiee äueeeret eohneXl amn Halten gebraoht wird· ™

£ine Vorrichtung mir Verhinderung einer hohen Iapulegeeohvlndlg» keit während de· £urnekeohalten· let In Yig· 2 dargestellt· Hleraue ibt ereichtlioh» dae· der Motoranker, wenn er über die Diode Dg arbeitet» einen kleinen äpannungnabfall aufweiet· ύ·τ Abfall aa Anker let auf «wal üreaehen »urttokaufuhren, aänlioh auf da· Knie der I>lodenkennlinie (durohweg 0,6 ble 0,7 Volt bei eilieiundiodea) und darauf_t da«· an dar Diod· ©₂ bein Durchgang hoher ütröne der nomale 0ha* aoh· apannungefall auftritt·

Die Gerate E₁, R₂ und C^ eollen die·· !Spannung abfuhlen und einen ihr proportionalen» geglätteten besw· ausgeglichenen uleiohstroaauagang ergeben· Pie Auagaage«pannung der aiättung·- •ohttltung wird dann in dl· Baal« 4·· Tranalator· TR₁ gegeben· imr Kollektor die··· Traneietore «pel«t den Versögerung··troakreie der bteuervorriohtung· Jeder über lull liegende Traneietoretroa ist in der Lage» eine Erhöhung der Impulageechwindig-

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keit durch den VeraugerungaetroBitrela au Yeraeiden. .Daher arbeitet dl· bteueryorriohtung während dta 4uriio kachelten· laver bei dtr vorbestimmten ^Mäohleioh"-(*eechwindigkeit· »ie·· «Sohleioh«~Ge« aohwladigkeit wird eo g«wählt» data daa fahraeug geattuart und aanft iua Halten kooait· ütr Iraiirtr kann daa anteiligt_v duroh dan Motor erseugte BreaasMiaent nicht beeinfluuaen und daa tob Konatrukteur TOrgeaohrleaane Slchtrh«itabr*«a«oaent nicht ttl»erechr«iten. Bei einigen AuafUhrungaforKan kann «a «weokmäaalg »ein, daa· der iahrer die Mügllohkeit hat, da· Breaeaweent während de· Zutilokaohaltane au beeintlueaen* Zvl die··« 2w«ok kann ·1η ϊotentloaeter angeordnet werden, welche· an den Breaaheoel anauaohlleaaan let. Wenn da· Zurück·οhaltβη »eendigt ist, d.h. wenn daa Fahraeug ■ua Halten gekoauwn 1st, fährt ea bei einer duroh da» YerattgeruBga» •tromkrai· der Vorriohtung elngeetelltan Geaohwlndigkalt la der Oeganrlohtung, ·ο£ern die Ankerverbindungaleltung nicht wieder ua>» geaohaltet wird«

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Claims (3)

Patentanspruch·

1.)) lapulsbetrlebeae Steuervorrichtung für Gleiohetroaaotoren, lasbeeoadere fttr batteriegespeiste ftlektroaotorea elektrleoh angetriebener fahrseuge, «1« beispielsweise £lektrokarrea und Hubstapler, dadurch gekennseiohnet, da·· d«r Motoranker mit «la·« Ua* ο aalt er »vm Lurüokaohiilten oder Br«a»«a Ter-••a«a let, wobei «la öl»lohrloht«r aa den Motoranker und den Unnohelter la einer aolohen Rlohtung anceeohloeaen 1st» da·· ·γ ffänr«nd de· Br«aeene den otroa leitet·

2·) titeuareyete· naoa Anspruch 1, dadurch gokennselohnet, da··

dl· Sfanaung aa (lie lehr loht er bela Breaieen sur Begreaiuag

der lapulegeeohwlndigkeit de· Iapulegeneretor» verwendet wird.

3.) steuerayetea naoh Anspruch 2, daduroh gekennaeiohnet, da·· die Spannuag aa Olelohrlohter garn oder teilweise Über elae Glättvingaechaltung für einen Verstärker, beispielsweise eiaea Iransietor, verwendet wird» dessen Ausgang smr Be* greasuaf der üetriebegesohwlndigkeit de· Iapulsgeaerater· aa das steuergerät angösokloesen 1st·

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