DE2007703C - Anordnung zur Drehzahlsteuerung eines aus einer Gleichspannungsquelle gespeisten Gleichstromnebenschlußmotors - Google Patents

Description

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angeordnet ist. Je geringer die Impedanz ist, desto Erregerstrom durchflossene Wicklung IS angeordnet,

mehr Zündimpulse werden über den Nebenschluß Ein einstellbarer Permanentmagnet 32 ist so ange-

each Masse abgeleitet und erreichen den Löschthy- ordnet, daß er in dem Magnetkern 31 einen magneti-

ristor nicht. In bevorzugter Ausführungsform be- sehen Fluß erzeugt, der sich normalerweise zu dem

steht die Drehzalilsteuervorrichtung aus einem Ma- 5 von der Wicklung 13 erzeugten magnetischen FIuB

gnetkern. der vom Erregerstrom und vom Anker- addiert. Diese gleichsinnig gerichteten magnetischen

strom durchflussene Wicklungen sowie eine das Im- Flüsse sind normalerweise dem magnetischen Fluß

pciianzgiied bildende Wicklung trägt. entgegengerichtet, der von der Rückkopplungswick-

F.ine Ausführungsform der Erfindung wird im lung 18 erzeugt wird.

foigenden an Hand der Zeichnung näher erläutert. io Der Permanentmagnet 22 ändert die magnetische

dk ein vereinfachtes Schaltbild darstellt. Flußdichte im Magnetkern unabhängig von den

Die Zeichnung zeigt eine Batterie 50. dere poM- dun η den Ankerstrom und den Erregerstrom er-

Ii w und negativer Pol an eire positive bzw nega- zeugten Magnetflüssen. Die wesentliche Aufgabe des

Ii■■ .■ Leitung 11 und 12 angeschlossen i<='.. Z":,chen Permanentmagneten 22 ist es, die von dem Motor

el«. ■■ Leitungen 11 und 12 sind h· S.r^;. -ne aus 15 abgegebene Leistung zu bestimmen. Die Position des

cii-t-r einzigen Windung bestehende V' klung 13 und Permanentmagneten-32 wird durch ein Drehzahl-

tk- Anker 14 eines Gleichstro-nn^üenschlußmotors stellglied 33 in Gestalt eines Pedals gesteuert, das.

angeordnet. Dem Anker 14 ·->, -nc Ankerstrom- wie schematisch dargestellt, mit dem Permanentma-

bi.-liorordnung 15 zugeordnet, die verschiedene gneten 32 gekuppelt ist.

«koalier und Startwiderstände enthalten kann oder 20 Vlan erkennt, daß, wenn dei Magnetkern 31 des

auch in jeder beliebigen Weise als Impulsanordi.ting Transduktors gesättigt ist, die Impedanz der Wick-

/1 Ίΐ Speisen des Ankers mit Strominipulsen und lung 30 sehr klein ist und infolgedessen die durch

/;:■!! Festlegen der Stromrichtung im Anker ausge- - einen Impuls des Zündimpulsgenerators 26 an der

{ ilci vein kann. Wicklung 3P erzeugte Spannung nicht ausreicht, um

i) . positive Leitung 11 ist über einen Schalter 16 25 die Triggerschaltung 27 in Tätigkeit zu setzen. Dies

r· iem Erregerwicklungskreis des Motors verbun- bedeutet, daß, falls der Magnetkern 31 des Trans-

Oieser enthält eine Erregerwicklung 17 in Serie duklors gesättigt ist, der Löschthyristor 21 nicht ge-

1 mer Wicklung 18. deren Zweck noch erläutert zündet werden kann. Wenn jedoch der Magnetkern

to .!. I ine Freilaufdiode 19 ist parallel zur Reihen- 31 des Transduktors nicht gesättigt ist, ist die Impe-

·.. ^; jltun» tier I'riegerwicklung 17 und de/ Wicklung 30 danz der Wicklung 30 relativ hoch, so daß die an ihr

IH .iiigeordnet. durch einen Impuls des Ziindimpulsgenerators 26 er-

!)as untere Ende der Erregerwicklung 17 ist mit zeugte Spannung ausreicht, um den Triggerkreis 27

cIl r negativen Leitung 12 über einen Hauptthyristor zum Zünden des Löschthyristors 21 zu veranlassen.

2» verbunden. Der Hauptthyristor 20 ist in einer Man sieht ferner, daß der andere Ausgang des Zünd-

R.vnmuiatierungsschaliung mit einem Löschthyristor 35 impulsgenerators 26 ständig Zündimpulse abgibt, die

21 verbunden. Ein Lösch kondensator 22 koppelt die den Triggerkreis 28 betätigen und infolgedessen den

Anoden der beiJen Thyristoren 20 und 21. Wie be- Hauptthyristor 20 zünden.

k.iniil. wird durch den leitenden Zustand eines der Di- beschriebene Anordnung arbeitet wie folgt.

I hytistoren der leitende Zustand des jeweils anderen Wenn der Permanentmagnet 32 so eingestellt is·,,

ihvristors gelöscht. 40 daß er in dem Magnetkern 31 einer maximalen ma-

Die Anode des Löschthyristors 21 ist über eine gnetischen Fluß erzeugt, wird die Zündung des

Diode 23 und eine Induktivität 24 mit der negativen Löschthyristors 21 so lange unterdrückt, bis der ma·

Leitung 12 sowie über einen ohmschep Widerstand gnetische Fluß, der von dem in de' Wicklui.g 18

25 mit einem Verbindungspunkt zwischen dem obe- fließenden Erregerstrom erzeugt wird, eine aus-

n-i Hnde der Wicklung 18 und der Anode der Frei- 45 reichende Dichte hat, um den von dem Permanen·-

laufdiode 19 verbunden. Durch die Induktivität ver- magneten 32 erzeugten magnetischen Fluß zu über-

urößert sich in bekannter Weise die Ladung, die sich wiegen. Die Erregerstromstärke des Motors stellt sich

Fn dem Löschkondensator 22 zwischen zwei K immu- deshalb so ein, daß .ich die beiden magnetischen

tierungsvorgänge-i ansammelt. Die Diode 23 dient Flüsse die Waage halten. Dieses Niveau der Erreger-

dazu, die Ladung im Löschkondensator 22 zu halten. 50 stn.msiärKe kann als Dauererregerstiom bezeichnet

Als Zündimpulsgtnerator 26 zur Erzeugung von weiden uiiü ist vr.n der Stellung des Permanentm.i-

astabiler Multivibrat« ■■■ vorgesehen, der Ausgangsim- magneten 32 von dem Magnetkern 31 weg läßt die pulse abwechselnd einer Triggerschaltung 27 ur.J Flußdichte in dem Magnetkern bis unter den Sättieiner Triggerschaltung 28 zuführt. Die Ausgänge der 55 gungswert abfallet . so daß auch die F.rregcrstrom-TriEgmthaJuingen sind an die Sleuerdektroden cks starke abfiil't, bis sich ein neues Gleichgewicht der Löschthyristors 21 bzw. des Hauptthyristors 20 auge- magnetischen Flüsse ergibt. Wenn der Permanentschlossen, magnet 32 vollständig nach außen bewegt ist, gibt es Zwischen einem Ausgang des Zündimpulsgenera- keine Unterdrückung der vom Zündimpu'sgenerator tors 26 und dem Eingang des Triggerkreises 27 ist 6o 26 zur Trigiierschaltung 27 gehenden Zündimpulse. ein Spannungsteiler angeordnet, der aus einem ohm- und die Hrregei Stromstärke hat dann einen vorgesehen Widerstand 2«! line! einem von einer Wicklung benen schwachen Wert.

30 gebildeten Impedanzglied besteht. Diese Wicklung Wenn der Permanentmagnet 32 vollständig aus

30 wird von einem Schenkel des si nematisch auge- dem magnetischen Kreis herausbewegt worden ist.

deuteten Magnetkerns 31 -ines Transduktors getra- 65 hat der in dem Magnetkern 31 durch den Anke

gen, der als Drehzahlsteuervorrichlung wirkt. Auf strom erzeugte magnetische Fluß dieselbe Wirkung

anderen Schenkeln des Magnetkerns 31 sind die vom wie der vom Permanentmagneten 32 erzeugte ma-

Ankerstrom durchflossene Wicklung 13 und die vom gnetipche Fluß, und infolgedessen steigt die Starke

des Erregerstroms bei einer Zunahme des Ankerstroms in gleichem Maße an. Es ist jedoch erwünscht, daß diese Wirkung nur dann eintritt, wenn dieAnkcr-Ktromstärke oberhalb eines festgelegten Wertes liegt. Dies kann leicht dadurch erreicht werden, daß verschiedene nicht magnetische Teile in dem Magnetkreis angeordnet werden. Das Verhältnis, in dem .sich bei einem Ansteigen des Ankerstromes die Errcgerstroimtärkc erhöhl, ist bestimmt durch das Verhältnis der Windungszahlcii der Wicklung 18 und der Wicklung 13. Wenn die Ankerstromslärke einen ausreichend hohen Wert hat. werden alle Zündimpulse, die sonst vom Zündimpulsgeneralor 26 dem Löschthyristor 21 zugeführt werden, unterdrückt und der Hauptlhyristor 20 bleibt ständig leitend, wodurch die Erregerstromstärke auf einen Maximalwert ansteigt.

Während der Beschleunigung des Motors ist der Ankerstrom hoch. Auf Grund des im magnetischen Kreis sich sinstellenden Gleichgewichtes wird jedoch ein geeigneter Anteil der Zündimpulse für den Lösch thyristor 21 unterdrückt, und die Erregerstromstärke steigt entsprechend an. Wenn die Drehzahl des Motors sich dem Maximum nähert, fällt die Stromstärke im Anker auf ein Niveau ab, das ausreicht, um das Zünden des Löschthyristors 21 zu unterdrücken, so daß die Erregerstromstärke auf den obenerwähnten schwachen Wert abfällt.

Wenn ein vom Motor angetriebenes Fahrzeug mit voller Geschwindigkeit fährt und auf eine Steigung gerät, steigt der Ankerstrom notwendigerweise über die normale Stromstärke an, wodurch ebenfalls mehr Zündimpufse für den Löschthyristor 21 unterdrückt werden und die Errcgcrstromslärke wie vorher ansteigt. Hierdurch erhöht sich das Drehmoment des Motors.

Da ,der Zündimpulsgcnerator26 seine Zündimpulsc abwechselnd· den beiden Thyristoren zuführt, kann die Schaltung im Beirieb nicht in einen Zustand geraten, in dem der Löschthyrislor 21 ständig leitend ist. Infolgedessen kann die Erregcrstromslärke nicht unter den vorgegebenen schwachen Wert abfallen. Hierdurch wird insbesondere ein übermäßiges Ansteigen der Drehzahl des Motors bei geringer

Belastung verhindert.

Der dem »Dauererregcrslrom« entsprechende Zustand bestimmt die Erregerstromstärke bei der Widerstands- und Nutzbremsung. Im crstercn Fall fließt, sobald der Motor zum Stehen gekommen ist, kein

Strom durch den Anker und die Wicklung 13, und in diesem Fall erscheint kein vom Ankerstrom erzeugter magnetischer Fluß im Magnetkern 31, Im zweiten Fall sind die normalen Richtungen des Ankerstroms und des von ihm erzeugten magnetischen

Flusses im magnetischen Kreis umgekehrt. Somit ist nun dieser magnetische Fluß dem von dem Permanentmagneten 32 erzeugten Fluß entgegengerichtet, und die sich hieraus ergebende Stromstärke in der Erregerwicklung verringert sich bei einem Anstieg

der Stärke des rückgespeisten Ankerstromes.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

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Vergleich zwischen Ankerstrom und Erregerstrom

Patentansprüche: eine galvanische Vergleichsanordnung mit einem

zwischen zwei vom Anker- bzw. Erregerstrom durch-

L Anordnung zur Drehzahlsteuerung eines aus f.ossenen Widerständen liegenden, aus Transistoren, einer Gleichspannungsquelle gespeisten Gleich- 5 ohmschen Widerständen und Kondensatoren bestestromnebenschlußmotors, dessen Erregerwick- henden Fühler. Bei dieser Anordnung sind zwei gelung über einen mittels eines Löschthyristors und " trennte Impulsgeneratoren für die Zündimpulse des eines Löschkondensators löschbaren Hauptthy- Haupt- und des Löschthyristors notwendig, und ristor Erregerslromimpulse erhält, derart, daß ferner kann diese bekannte Anordnung nicht versieh in Abhängigkeit von einem Ankerstrom-Er- io hindern, daß der durch Stromvergleich gesteuerte Erregerstrom-Vergieich bei großem motorischem regerstrom unter bestimmten Betriebsbedingungen Ankerstrom auch ein großer Erregerstrom ergibt. ein weder übermäßig ansteigt oder — insbesondere gekennzeichnet durch einen mit dem bei zu r^:edriger Belastung, z. B. Abwärtsfahrt — au' Haiiptthyristor (20) und dem Löschthyristor (21) einen zu niedrigen Wert absinkt, verbundenen Zündimpulsgeneralor (26). durch 15 Ausgehend von einer derartigen Anordnung lie·.; cine magnetische Drehzahlsteuervorrichtung. in der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die Stromverder ein vom Ankerstrom, von der EinsteTiunc gleichseinrichtung einerseits zu vereinfachen uiu' eines Drehzahlsteileliedes (33} und von dem dazu andererseits so auszugestalten, daß sie einen scü^t entgegengesetzt Wi.ksui ien Enegerstrom abhän- tätig wirkenden Schutz gegen ein zu starkes Ansiei giger magnetischer Fluß erregbar ist, und durch 20 gen oder Abfallen des Erregerstroms aufweist, eine Zündsperrvorrichtung, die die Zündung des Zur Lösung dieser Aufgabe ist eine Anordnung

I oschthyristors (21) verhindert, wenn der ma- der eingangs genannten Art erfindungsgemäß gegnetische Fluß in der Drehzahlsteuervorrichtung kennzeichnet durch einen mit dem Hauptthyristor einen vorgegebenen Wert überschreitet. und dem Löschthyristor verbundenen ZandimpuK-

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch ge- 25 generator, durch eine magnetische Drehzahisteuerkennzeichnet, daß die Zündsperrvorrichtuiig als vorrichtung, in der ein vom Ankerstrom, von der inipcdan/gfied mit einer von der magnetischen Einstellung eines Drehzahlstellgliedes und von dem Hußdichte in der Drfhzahlsteuervorrichtung (31) dazu entgegengesetzt wirksamen Erregerstrom ababhängigen Impedanz ausgebildet und im Neben- hängiger magnetisdie-r Fluß erregbar ist, und durch schluß zwischen dem Zündimpulsgenerator (26) 30 eine Zündsperrvorrichtung. die die Zündung des und dem Löschthyristor (21) angeordnet ist. Löschthyristors verhindert, wenn der magnetische

3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch ge- Fluß in der Dreh/ahlsteuervorrichtung einen voruekennzeichnet. daß die Drehzahlsteue-rvorrichtung gebenen Wert überschreitet.

(31) aus einem Magnetkern besieht, der vom Er- Durch diese Anordnung wird der Vorteil er/ielt.

regerstrom und vom Ankerstrom durchflossene 35 daß durch die entgegengesetzte Ausrichtung der vom Wicklungen (13, 18.) sowie eine das Impedanz- Anker- und vom Erregerstrom erzeugten Magnetglii-d bildende Wicklung (30) trägt. flüsse in der magnetischen Drehzahlsieuervorrichtung

und durch die auf die resultierende Magnetflußstärke

anbrechende Steuerung der Zündimpulse für den

43 Loschthyristor neben dem gewünschten Slromver-

gleich gleichzeitig eine wirksame Begrenzung des Er-

regerstrorns nach oben und nach unten bewirkt wird.

Die Verwendung eines einzigen Impulsgenerators

Z"m Erzeugen tk r Zündimpulse für den Haupt- und

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung +5 den Lösdithyristor i->t bei einer ähnlichen Anordnung zur Drehzahlsteuerung eines aus einer iileichspaii- an sich bek.innt (französische Patentschrift 1 364 235). !HiJIgS(IiIfIIi.' gespeisten Gieichstromniebenschluum«'- Ferner sind magnetische, mittels eines Pauermngnetors, dessen Erregerwicklung über einen mittels eines ten beeinflußbare und in ihren Wicklungen vom Löschthyristors und eines Löschkondensators lösch- Anker- bzw vom Erregerstrom durchflossen· Ste> baren Hauptthyristor Lrregerstromimpulsi.· erhalt. 50 einrichtungen bekannt (USA.-Patentschrift 2 696 „ j, derart, daß sich in Abhängigkeit von einem Anker österreichische Patentschrift 271 639). Hierbei hansirorn-L-rregerstrom-Vergleich bei großem moton- ticlt es sien aner nient um Einrichtungen, bei denen schem Ankerst rom aueh ein großer Lrregerstrom eine stromvt-rgleichsahhäni' · Steuerung des Era ergibt. gerstroms in der Weise duu;igeführ? wird, daß bei

Hei der wegen ihrer Verlustfreiheit und stufenlosen 55 einem Ansteigen des Ankerstroms auch der Erre-(fistcliliarkeit besonders vorteilhaften Steuerung ge rs (rom ansteigt, infolgedessen wird bei den beeiiK-s Gleichstrommotors durch veränderbare Fr- kannten Einrichtungen auch nicht der besondere regerstromimpulse bedarf es besonderer Maßnahmen Vorteil der erfinduiigsgemäßen Anordnung im Hinzur Leistungsanpassung an die beim Anfahren vo' blick auf eine selbsttätige Begrenzung des Erregeilie:'ii)deti Bedingungen. Dies pil· insbesondere fur 60 Stroms nach oben und unten erzielt. GlekhslromnebenschluHmuuircn und spied vor Die Zt'mdsperrvorrichtung kann in weiterer Ans

allem bei deren Anwendung für den Fahrzeugantrieb gestaltung der Erfindung in besonders einfacher Cine Rolle. Hierzu dient bei Anordnungen der ge- Weise dadurch in die Drchzahlsleuervorrichtiing nannten Art du- durch Stromvergleich selbsttätig ge- integriert weiden, daß die Zündsperrvorrichtung als Mcuetlu Anpassung des Erregerslroms an den Anker- 65 Imperiun/giicd mit einer von der magnetischen Fkiß-Mrom. dichte in der Drehzahlsteuervorrichtung abhängigen

Hei einer aus der österreichischen Patentschrift Impedanz ausgebildet und im Nebenschluß zwischen ,.09 bekannten Anordnung dieser Art dient zum dem Zündimpulsgcneratnr und dem Löschthyristor