DE2420606C3

DE2420606C3 - Bremsabtastschaltung

Info

Publication number: DE2420606C3
Application number: DE2420606A
Authority: DE
Inventors: Charles Edward Roanoke Va. Konrad (V.St.A.)
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1973-06-11
Filing date: 1974-04-27
Publication date: 1980-01-17
Also published as: DE2420606B2; GB1468251A; JPS5345483B2; FR2232863A1; AT339439B; US3855512A; FR2232863B1; BG42360A3; JPS5027920A; DE2420606A1; ATA423874A

Description

Die Krfimliing bezieht sich miF eint¹
lung für eine Zeilverhältnisregelung zum Steuern eines iimschiiltharen Cileichslromreihenschlußmotors. zu dessen Anker eine Bremsdiode mil der gleichen Durehiaßrichmng parallel geschaltet ist wie die dem Anker und der Feldwicklung zusammen parallelgeschallele l-'reilaufdindc. wobei das Zeiiverhällnis des Impulsgcncralors in AbhiiiiL'iL'kcii einer dem Mntorsirom pronoriionalen Spannung über einen im Zweig der Ankerwicklung eingeschalteten Meßwiderstand verändert wird. Eine derartige Schallung ist in der CH-PS 4 78 484 beschrieben.

Ί Bekanntlich kann die einem Gleichstrommotor von einer Gleichspannungsciuelle /.ugeführtc Leistung dadurch gesteuert werden, daß der prozentuale Anteil der Zeit geregelt wird, in der der Motor mit der Spannungsquelle verbunden ist. LcisiungsschaHungen

ι» dieses Typs werden als Zeitverhältnis- oder Impulsregelungen bezeichnet. Dieser Name weist auf die Schaltungseigenschaften der Regelung hin, die die Spannungsquelle und die Last ein vorgegebenes Zeitverhältnis lang miteinander verbindet.

Ii Eine derartige Regelung, die insbesondere für die Regelung oder Steuerung elektrischer Fahrzeuge geeignet ist, ist in der US-PS 36 56 039 beschrieben.

Wenn eine Steuerung gemäß der eingangs genannten CH-PS 4 78 484 auf ein elektrisches Fahrzeug angewen-

>n det wird, bilden die Gleichspannungsquelle, der Motor und der Leistungsschalter eine Reihenschaltung. Der Leistungsschalter kann beispielsweise durch eine Transistorschaltung oder eine Thyristorschaltung gebildet sein, die einen Hauptthyristor und die erforderlichen

r> Kommutierungselemente enthält. Die Motor-Feldwicklung befindet sich in einer Brückenschaltung, um eine Richtungssteuerung für den magnetischen Feldfluß bezüglich des Flusses zu erreichen, der vom Ankerstrom erzeugt wird. Zusätzlich ist dem Anker üblicherweise

jo eine Bremsdiode parallel geschaltet, die so gepolt ist. daß sie beim Bremsen durchgeschaltet ist. Der Reihenschaltung aus Motoranker und Feldwicklung ist eine Freilaufdiode parallel geschaltet, um einen Strompfad für den Motorblindstrom während der

Γι Sperrzeiten des Leistungsschalter zu bilden.

Im Antriebszustand ergibt sich aus dem Fluß, der von dem Strom in der Feldwicklung erzeugt wird, eine Ankerspannung mit einer Polarität, die einen Stromfluß durch die Bremsdiode verhindert Wenn ein Brcmsmo-

4» ment erforderlich ist. wird die Richtung des Feldflusses umgekehrt. Diese Umkehrung der Fcldflußrichtung erzeugt eine Ankerspannung mit einer Polarität, die von der Bremsdiode kurzgeschlossen ist. Der Motor arbeitel dann als nebenschlußerregtcr Generator, wobei er ein

-π dynamisches Bremsmomcnl erzeugt, dessen Größe durch das Einschaltvcrhiiltni.s geregell bzw. gesteuert wird.

Wenn der Motor im Brcmsbcrcich läuft, soll das Motordrehmoment ·ό geregelt werden, daß eine sanfte

-,Ii Verzögerung unabhängig von der Position des Fahrhebcls erhalten wird. Bei den bekannten Schaltungen wird dies durch eine Rückkopplung des Ankerstroms ei reicht. Um diese Form einer Bremsregelung durchzuführen, sind zwei Parameter notwendig: Erstens muß die

■-,--, Regelung ein Signal erhalten, das anzeigt, daß der Motor im Brcmsbcrcich arbeitet; zweitens muß sie ein Signal erhalten, das den Ankerslrom anzeigt. Bei den bekannten Schaltungen wurden beide Signale aus der Ankcrschaltung erhalten. Sie sind deshalb zu einem

mi gewissen Grad abhängig vom dynamischen Widerstand der Bremsdiodc. F.inc Regelung dieser ArI ist mich in der US-PS J3 44 328 beschrieben.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht deshalb darin, eine Bremsablastschaltung zu

ι,-, schaffen, die nur dann die Tasi- bzw /eilverhallnisrege hing für eine yenau gesieueru· Bremsung des Motors belätigt. wenn mil Sicherheit ein Bremsvorgang diirchiieführi wird.

Diese Aufgabe wird bei einer
der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die ankerstromproportionale .Spannung /usammen mit der Klemmenspannung des Motors einem Vergieicher zugeführt wird, dessen Ausgangsgröße die Zcitverhültnisregelung dann beeinflußt, wenn diese Spannungen eine vorbestimmte Beziehung zueinander erreichen.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich auc den Unteransprüchen.

Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen insbesondere darin, daß mil wesentlich größerer Sicherheit festgestellt werden kann, wann der Motor tatsächlich im Bremsbereich arbeitet, da jeweils die Relation von Ankerstrom und Klemmenspannung ermittelt wird. Diese Ermittlung ist frei von dem möglicherweise z.u Fehlern führenden Temperaturverhalten der Bremsdiode.

Die Erfindung wird anhand der folgenden Beschreibung und der Zeichnung von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigt

F i g. I ein vereinfachtes Schaubiid eines Gleichstrom-Reihenschlußmotors,

Fig. 2 ein Kurvenbild, in dem der Ankerstrom über der Klemmenspannung bei dem Motor nach Fig. 1 unter verschiedenen Betriebsbedingungen aufgetragen ist,

F i g. 3 ein schema tisches Schaltbild von einem Ausführungsbeispiel der Erfindung,

Fig.4 ein schematischcs Schaltbild vom einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung,

F i g. 5 ein schematischcs Schaltbild einer Motorregelschaltung unter Verwendung eines bevorzugten Ausführungsbeispicis in einem Antriebssystem.

In Fig. I ist eine Gleichspannungsquelle als Batterie IO dargestellt. Der positive Anschluß der Batterie befindet sich in F i g. I oben, und der negative Anschluß unten. Der Gleichstrom-Reihenschlußmotor hat einen Anker 12, Bürsten 13 und 15 und eine Feldwicklung 14. Der Motor ist direkt mit dem positiven Anschluß der Batterie 10 verbunden. Eine umgekehrt gepoltc Bremsdiode 16 ist zwischen den positiven Anschluß der Batterie 10 und den Knotenpunkt zwischen Anker 12 und Feldwicklung 14 geschaltet.

Die Feldwicklung 14 ist in einer BrOckensehaltung mit Vorwärtsschützen Fi, Fi sowie mit Rtickwärtsschützcn R]. Ri verbunden. Dadurch, daß entweder Fi und F₂ oder R\ und R2 geschlossen werden, kann die Richtung des Stromflusscs durch die Feldwicklung 14 geändert werden, um eine Motordrehung in einer gewünschten Richtung zu erzeugen oder eine Bremsung zu bewirken.

Wenn sich der Motor vorwärts dreht, so ist die Richtung des magnetischen Feldflusses derart, daß die erzeugte Ankcrspinnung an der oberen Bürste 13 positiv ist, wodurch eine der Betriebsspannung entgegengesetzte Sperrspannung an der Diode 16 gebildet wird. Wenn die Rückwäitssehinze geschlossen sind, so daß der Fcldslrom in umgekehrter Richtung fließt, so wird die Polarität der erzeugten Ankerspannung umgekehrt, d.h.. sie wird π η der unteren Hiirstc 15 positiv. Diese Umkehrung der Polarität der erzeugten Ankerspannung gibt der Uremsdiode 16 eine positive Vorspannung, wodurch der Anker kurzgeschlossen wird, so dal.l ein Rückstrom beträchtlicher Größe durch die Ankerwicklung fließt. Während tier Motor sich also immer noch in derselben Richtung dreht, ist seine effektive oder elektrische Drehrichtiing umgekehrt.

Der Motor :,i mit dem negativen Anschluß der Batterie 10 über einen Leistungsschalter 18 verbunden, der als Thyristor mit einem Steueranschluß dargestellt ist, über den die Impulssteuerung des Motors bewirkt ■> wird. Das Öffnen b/w. das Sperren des Thyristors kann durch eine bekannte Kommutierungsschaltung oder durch Verwendung eines Thyristors mit Steuerelektrode erfolgen.

Wird der Thyristor 18 eine Zeit t\ lang geschlossen κι und eine Zeit /2 lang geöffnet, so ist die mittlere Spannung Vm, die den Anschlüssen des Motors zugeführt wird,

Vs₁= y'i,- V_B.
ι -, Ί + '2

wobei V/₍die Spannung der Batterie 10 ist. Es ergibt sich, daß die Motorklemmenspannung zwischen null und der vollen Batteriespannung V» durch geeignete Steuerung des Verhältnisses des Zeitintervalls fi zur Summe der Intervalle (ti + fc) eingestellt wer<>:n kann. Dieses Verhältnis wird als Einschaiiverhäitnis De: eichnet.

Eine Freilaufdiode 20, deren Kathode mit der oberen Bürste 13 des Ankers 12 und deren Anode mit der 1-, Verbindung zwischen dem Leistungsschalter 18 und der Feldwicklung 14 verbunden ist, bildet einen Strompfad für den Motorstrorn, der während der Zeil, in der der Leistungsschalter 11$ offen ist, fließt.

Die Kurven von F i g. 2 zeigen die Strom/Spannungs-JH Charakteristik eines typischen Gleichstrom-Fahrmotors unter verschiedenen Betriebsbedingungen. Die vertikale Achse stellt den Motorstrom und die horizontale Achse die MotorspEtnnung dar. Da aber die Motorspannung direkt proportional zum Einschaltverhältnis ist. ist Γ, die horizontale Achse direkt bezogen auf dieses Einschaltverhältnis eingeteilt, welches von 0 bis I geht. Wenn der Motor bei 100% der Drehzahl in positiver Drehrichtiing. wie vorstehend definiert, arbeitet, so ergibt sich aus der maximalen Spannung der i>enn-4i) strom. Bei einer Drehzahl von 30% erzeugt die maximale Spannung das Sechsfache des Nennsiroms. Beim Abdrosseln (durch Überlastung) reichen 40% der Battericspanniing aus, um den sechsfachen Nennmotorstrom hervorzurufen. Wenn die Rückwärtsschützc r, geschlossen sind, so daß sich der Motor in elektrisch negativer Richtung dreht, und zwar bei —10% der maximalen Drehzahl, so sind nur 25% der Battcriespannung notwendig, um das Sechsfache des Motornennstroms zu erzeugen. Ist die Drehzahl rückwärts größer -,ti als — 10%. so werden entsprechend weniger Prozente der Batteriespannung benötigt, um den sechsfachen Ankernennstrom zu entwickeln.

Wenn sich der Motor in einer elektrisch negativen R<cht.;i£ bei einer Drehzahl von -10% oder mehr -,-, dreht, so wird der Motor als im Bremsbercich arbeitend bezeichnet. In diesem Betriebsbereich wird die den Anker überbrückende Bremsdiode 16 durchgeschaltci. Die Steigung der ',n F i g. 2 gezeigten .Strom-Spannungskurven ist ein Maß für die Motordrehzahl. Übersteigt hu der Anstieg einen vorbestimmten Wert, so heißt dies, daß der Motor bremst. Weil die Motorklcmmgnspannung und das Einschaltverhältnis durch eine PrcportioniilitätskonsMntc in Beziehung stehen, kann das Einschiiltverhältnis in Verbindung mit dem Ankerstrom tv-, verwendet werden, um den Motorbetrieb im Uremsbercich festzustellen.

In F i g. 3 ist ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der [Gründung zum Abtasten des Bremsbetriebes des

Motors gezeigt, wenn der Strom einen vorbestimmten Wertjür eine vorgegebene Motorspanniing übcrsic-igi. Ein al* ein erster Fühler arbeilender Meßwidersland 22 ist mit dem Moloranker 12 in Reihe geschaltet, um ein Signal abzugeben.das proportional zum Ankerstrom ist. Das so erhaltene Signal wird durch eine Verstärker schaltung 24 verstärkt, um eine Spannung zu erzeugen, die proportional zu dem durch den Anker 12 fließenden Strom ist. Die Ausgangsgröße der Verstärkerschaltung 24 wird über einen Widerstand 26 dem nicht invertierenden Füngang eines Vergleichers 32 zugeführt. Dieser nicht invertierende Eingang des Vergleichers 32 ist weiterhin mit einem funkt gemeinsamen Potentials über einen Widerstand 28 verbunden.

Der Vergleicher 32 kann ein üblicher Differentials er stärker sein und hat zwei [Eingänge, von denen einer invertiert und der andere nicht invertiert. Wenn die an den nicht invertierenden Eingang angelegte Spannung nrnilivrr isl nk clip :in ili'n invertierenden l'.inPHtU' angelegte Spannung, so hat die Ausgangsspannung des Verstärkers einen ersten Wert. Wenn die an den nicht invertierenden Eingang angelegte Spannung kleiner ist als die Spannung am invertierenden Eingang, so ändert sich die Ausgangsgroße des Verstärkers auf einen /weiten Wert, der niedriger ist als der erste Wert. Die Spannung am Ausgang des Verstärkers ist daher ein NIaIi für die relativen Spannungswerle. die an den Hingängen des Verstärkers anliegen.

Dem invertierenden Eingang des Vergleichen 32 wird über einen vereinfacht als Leitung dargestellten /weiten Rihlcr 30 ein .Spannungssignal zugeführt, das proportional /um Einschaltverliältnis und somit zur Klemmenspannung des Motors ist. Die Größen der Widerstände 26 und 28 sind so gewählt, daß eine Spannung am nicht invertierenden Eingang des Vergleichen ansteht, die bei einem gegebenen Ankerstrom (typischerweise das Sechsfache des Nennstroms) gleich der Spannung ist. die dem anderen, inverlierenden Eingang des Vergleichers zugeführt wird, wenn das Einschallverhältnis 25% beträgt. Durch Verwendung dieser Werte als Bezugspunkte zum Bestimmen der Werte der Bauelemente der Schaltung wird sichergestellt, tliiLf immer dann, wenn der Ankerstrom und das F.inschallverhaltnis eine vorbcslimmte Beziehung erreichen, die Ausgangsgröße des Vergleichers ihren Zustand ändert. Dies geschieht, weil die Ausgangsgröße des Vergleichen eine Funktion der relativen Werte der Signale ist. die den Fingängcn des Vergleichers zugeführt werden.

Der Vergleicher 32 ist also so eingestellt, daß er längs einer charakteristischen Kurve nach F i g. 2 arbeitet, die die festgelegte Proportionalität der abgetasteten Signale darstellt, die benötigt werden, um den Vergleicher 32 entsprechend der Steigung der gewünschten Bremskurve zu triggern. d. h.. sie ist eine Kurve, deren Steigung größer ist als diejenige der Kippoder Blockierdrehzahlkurve. Das System arbeitet somit als eine Funktion der Antriebsart des Motors, und zwar unabhängig von den absoluten Werten des Stroms oder des Einschaltverhältnisses. Läuft der Motor im Antriebsbereich, so überschreitet die Spannung des invertierenden F.ingangs diejenige des nicht invertierenden Eingangs, und der Ausgang 34 des Vergleichers 32 bleibt auf seinem negativslen Spannungspegel. Läuft der Motor jedoch im Bremsbereich, was einer Steigung entspricht, die größer isi als die Steigung beim Abdrosscln oder Stillstand, so überschreitet die Spannung am nicht invertierenden Eingang die Spannung am invertierenden Eingang, weil der Ankeisiroiu höher ist. Die Spannung am Ausgang 34 des Vergleichen 32 bleibt dabei auf ihrem positivsten Wert. I'm positives Signal um Ausgang 34 zeigt also an. daß der Motor im Bremsbetrieb arbeilet.

Li F ig. 4 ist ein /weites Ausfiihrungsheispiel der LrI lulling gezeigl. bei dem ebenfalls ein Signal abgegeben wird, d.is anzeigt, daß der Motor im Bremsbereich arbeitet, wenn die Größe des Ankerstroms einen vorbestimmten Wert übcrsieigt und wenn das Einschallverhältnis kleiner als ein anderer, ebenfalls vorbcslimmter Wert ist. Der inverlierende Eingang eines Vergleichen 52 ist mit dem Knotenpunkt zwischen Widerständen 48 und 50 verbunden, die zwischen der positiven und der negativen Hauptleitung in Reihe geschähet sind. Der nicht invertierende Eingang des Vergleichen 52 ist mit dem Knotenpunkt zwischen Widerständen 36 und 38 verbunden, die ihrerseits /wischen der negativen Hauptleitung und dem Ausgang der Verstärkerschaltung 24 in Reihe geschaltet sind. Der nicht Invertierende Eingang eines /weilen Vergleichers 54 ist mit dem Knotenpunkt /wischen Widerständen 44 und 46 verbunden, die /wischen der positiven und der negativen Hauptleitung in Reihe geschaltet sind. Der invertierende Eingang des Vergleichen 54 ist mit dem Knotenpunkt /wischen Widerständen 40 und 42 verbunden, die in einer Reihenschaltung /wische einem Eingang 64 und der negativen Hauptleitung liegen.

Die in Reihe geschalteten Widerstände 48 und 50 bilden einen Spannungsteiler, der den invertierenden Eingang des Vergleichers 52 mit einem bestimmten Spannungsniveau beaufschlagt, während die Reihenwiderstände 44 und 46 den nicht invertierenden Eingang des Vergleichcrs 54 auf einen zweiten Spannungsweri vorspannen. DieGröJk'der Widerstände 36 und 38 ist so gewählt, daß die Spannung am nicht invertierenden Eingang des Vergleichers 52 den .Spannungspegel am invertierenden Eingang (der von der Größe der Widerstände 48 und 50 bestimmt wird) übersteigt, wenn der Ankerstrom einen vorbestimmten Wert überschreitet, vorzugsweise sechsmal größer ist als der Nennankerstrom, wenn der Ankersirom kleiner ais eier gewählte Pegel ist. so befindet sich die Ausgangsspannurvz des Vergleichers 52 auf dem negativsten Pegel. Wenn der Strom einen gewählten Pegel übersteigt, so befindet sich die Ausgangsspannung auf ihrem positivsten Pegel.

Eine dem Einschal'.verhältnis proportionale Spannung wird von einer nicht gezeigten Regelschaltung mit einem vereinfacht als Leitung dargestellten ζ ν -ilen Fühler 64 zugeführt. Die Größe der Widerstände 40 und 42 ist so gewählt, daß sich der invertierende Eingang auf einem Spannungspegel befindet, der kleiner ist ais derjenige des nicht invertierenden Eingangs (der von der Größe der Widerstände 44 und 46 bestimmt wird), wem das Einschaltverhältnis bzw. die Klemmenspannung kleiner als ein vorbestimmter Wert ist. vorzugsweise 25%. Wenn das Einschaltverhältnis kleiner als der gewählte Wert ist, so befindet sich die Ausgangsspannung des Vergleichen 54 auf ihren positivsten Wert: anderenfalls bleibt sie auf ihrem negativsten Wert.

Ein Widerstand 60 ist zwischen der positiven Hauptleitung und einem Ausgang 62 vorgesehen, mit der die Anode einer Diode 56 verbunden ist. Deren Kathode isi mit dem Ausgang des Vcrgieiehers 52 verbunden. Eine zweite Diode 58 ist an ihrer Anode mit dem Ausgang 62 und an ihrer Kathode mit dem

Ausgang des Vergleichers 54 verbunden. Ist der Ankerstrom kleiner als ein vorbeslimmier Wert (vorzugsweise das Sechsfache des Nennmotorsiroms) oder wenn das Kinsehaltverhältnis größer ist als ein voibesiimmier Wert (beispielsweise 25%). so ist die Ausgangsgröße einer der beiden Vergleiche!· irjgatix und die Spannung am Ausgangsanschluß 62 ist negativ Wi',i der Ankerslrom größer als der vorbestimmte Wen ist und wenn das Einschaltvcrhältnis kleiner als dessen vorbestimmler Wert ist. so ist die Atisgangsspanniing beider Vorgleicher jetzt auf einem positiven Pegel, wodurch die Spannung am Ausgang 62 ebenfalls positiv wird, so daß angezeigt wird, daß der Motor im Hremsbclrieb liiufl.

Fig. 3 zeigt in schematischer Form eine vollständige Schaltung /ur Steuerung b/w. Regelung eines Antriebssystems für einen Glciehstromreihcnschlußmotor unter Verwendung eines bevorzugten Allsführungsbeispiels zurückzustellen. Wird eine positive Spannung an die Basis des Transistors 110 über den Widerstand 108 angelegt, so wird der Transistor durchgeschallt und die Spannung am Kondensator 112 wird null. Der Ausgangswiderstand 106 ist mit seinem einen F.nde mit dem Knotenpunkt zwischen dem Widerstand 104 und dem Kondensator 112 verbunden, und sein anderes F.ndc dient als Ausgang der licschlcunigungsschaltiing 114.

Ein der Spannung am Kondensator 112 proportionaler Strom wird von der Beschleiinigungsschaluing 114 an die Suinmierstclle des Operationsverstärkers 124 einer Verstärkerschaltung 126 gegeben. Ein Widerstand 122 liegt zwischen dem invertierenden Eingang oder der Summierst'slle und dem Ausgang des Verstärkers 124 und kehrt den Eingangsstrom in eine proportionale Ausgangsspannung um. Diese Spannung wird einer .Steuerschaltung 128 zugeführt, die vorzugsweise einen

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Feldwicklung 14. dem Anker 12, dem Leistungsschalter 18. der Bremsdiode 16. der Frcilaufdiodc 20 und dem Mcßwidersland 22 wurde bereits vorstehend beschrieben.

Die Verstärkerschaltung 24 verwendet einen Operationsverstärker 76. der als ein Differentialverstärker in bekannter Art und Weise geschaltet ist. wie dies bereits bezüglich des Vergleiche« 32 beschrieben wurde. Der invertierende Eingang d^s Verstärkers 76 ist mit dem Mittelanschluß von Widerständen 66 und 72 verbunden, die eine Serienschaltung zwischen einem ersten Av.gang des als ein erster Fühler arbeitenden Meßwiderstand 22 und der negativen Hauptleitung bilden. Der nicht invertierende Eingang des Verstärkers 76 ist mit dem Knotenpunkt zwischen Widerständen 68 und 70 verbunden, die zwischen dem zweiten Anschluß des .Stromwandlers 22 und der negativen Hauptleitung in Reihe geschaltet sind. Ein die Verstärkung steuernder Widerstand 74 ist zwischen den invertierenden Eingang und den Ausgangsanschluß des Verstärkers 76 geschaltet. Die Ausgangsgröße des Verstärkers 24 ist somit eine Spannung, die mit der am Meßwiderstand 22 entwickelten Spannung über eine Proportionalitätskonstante in Beziehung steht.

Ein Potentiometer 116 befindet sich zwischen der für das System gemeinsamen Hauptleitung und der negativen Hauptleitung. Das Potentiometer dient zur Steuerung durch eine Bedienungsperson. Bei einem elektrischen Fahrzeug ist das Potentiometer mechanisch mit dem Fahrpedal verbunden. Die Stellung des Schleifers liefert eine Referenzspannung bezüglich der gemeinsamen Hauptleitung, die als Eingang zur steuerbaren Beschleunigungsschaltung 114 dient. Diese Beschleunigungsschaltung dient dazu, die Anstiegsgeschwindigkeit des Motordrehmoments zu begrenzen, so daß die Räder nicht durchdrehen können. Der Schleifer des Potentiometers 116 ist mit einem Ende eines Widerstandes 104 verbunden. Das andere Ende des Widerstandes ist mit einem Kondensator 112 verbunden. Eine Diode 105 liegt im Nebenanschluß zum Widerstand 104. Der Kondensator 112 ist der Emitter-Kollektor-Strecke eines Transistors 110 parallel geschaltet, dessen Kollektor mit der gemeinsamen Leitung bzw. mit Masse verbunden ist und dessen Emitter mit dem Knotenpunkt zwischen dem Widerstand 104 und dem Kondensator 112 in Verbindung steht. Die Basis des Transistors 110 ist über einen Widerstand 108 mit einer Spannung verbunden, die dazu dient, die steuerbare Beschleunigungsschaltung 114

Betätigen des l.eistungsschaltcrs 18 enthält. Der Oszillator steuert die FinschallSteuerimpulse zeitlich derart, daß das Einschaltvcrhältnis des Leistungsschal· ters eine lineare Funktion der Eingangsspannung des Oszillators ist. Dann ist die Ausgangsspannung des Verstärkers 124 direkt proportional zu d'.-r am Motor anliegenden Spannung.

Somit ist die Motorklemmenspannung eine Funktion der Größe des Stroms, der aus der Summicrstcllc (invertierender Eingang) des Operationsverstärkers 124 fließt. Dessen nicht invertierender Eingang ist mit der gemeinsamen Leitung (Schaltungsnull) verbunden.

In der Summicrstcllc des Verstärkers 124 gibt es drei Stromquellen: Den Ausgangsstrom der steuerbaren Besehleunigungssehaltung 114. die Ausgangsgröße der Strombegrenzungsschaltung 96. die weiter unten näher erläutert wird, und einen Eingangsstrom von einer Justierschaitung 117 für das Kriechen. Diese justierschaltung 117 liefert einen Bezugsstrom, der proportional dem gewünschten Drehmoment bei nicht betätigtem Fahrpedal ist. Das Eingangssignal wird einer Serienschaltung zugeführt, die aus einem Widerstand 118 und einem Potentiometer 120 besteht, das eingestellt werden kann, um den gewünschten Stromwert zu liefern.

Falls kein Strombegrenzungssignal auftritt, wird die Motorspannung durch die Spannungen bestimmt, die von der |ustierschaliung und dem Potentiometer 116 des Fahrpedals geliefert werden.

Die Strombegrenzungsschaltung 96 hat keine Wirkung auf die angelegte Motorklemmenspannung. bis der Ankerstrom einen vorbestimmten Maximalwert erreicht hat. Die Ausgangsspannung der Stromverstärkerschaltung 24 wird über einen Widerstand 78 an den nicht invertierenden Anschluß eines Vergleichers 82 gegeben. Der invertierende Anschluß des Vergleichers ist mit dem Schleifer _ eines Potentiometers 88 verbunden, dessen eines Ende mit der positiven Hauptleitung verbunden ist. Das andere Ende ist mit der negativen Hauptleitung über einen Widerstand 92 verbunden. Das eine Ende der Serienschaltung des Widerstandes 90 und des Potentiometers 94 ist mit dem Knotenpunkt zwischen dem Potentiometer 88 und dem Widerstand 92 verbunden. An das andere Ende der Serienschaltung ist eine Spannung angelegt, um den Strombegrenzungswert beim Bremsen zu erhöhen, wie dies noch näher erläutert wird. Ein die Verstärkung steuernder Widerstand 80 verbindet den nicht invertierenden Eingang mit dem Ausgang des Vergleichers 82. Der Ausgang des

Vergleichen 82 ist über eine Diode 84 und einen Widerstand 86 mit dem invertierenden Fingang des Verstärkers 124 verbunden. Wenn der Ankerstrom kleiner als der vorbestimmte Begren/ungswert ist. so ist die Ausgangsspannung der Verstärkerschaltung 24 kleiner als die Spannung am Schleifer des Potcntiomclers 88. Der Vergleicber 82 erzeugt dann eine negative Ausgangsspannung, die die Diode 84 in umgekehrter Kichtung vorspannt. Sie hat also keine Wirkung auf den Fingangssirom der Verstärkerschaltung 126. Wenn der Ankerstrom den vorbestimmten Wert übersehreitet, so übersteigt die Ausgangsspanniing der Verstärkerschaltung 24 die am Schleifer des Potentiometers 88 eingestellte Spannung, und die Ausgangsspanniing des Vergleichen. 82 schaltet auf einen positiven Wert. Weil die Diode 84 jet/.t positiv b/w. vorwärts vorgespannt ist. wird ein positiver Strom an den Verstärker 124 geliefert, wodurch dessen Ausgangsspanniing verringert und eine

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V ti ι mgcrüng im L.inscniM./ciiverhal!":', ;!es i.ei.siungsschalters 18 herbeigeführt wird, wodurch wiederum der Ankerstrom verkleinert wird.

Beim Bremsen müssen zwei Punktionen erfüllt sein: Ostens muß der Riiekstellanschluß der Bcsehleuni gungsschallung 114 vorgespannt sein, um den Transistor 110 durchzuschallen, damit der Kondensator 112 überbrückt wird, wodurch der liinfluß der Fahrpedalstellung auf das Bremsmomenl aufgehoben wird; zweitens muß die Strombegrcnziingsschaltung 96 so einjustiert sein, daß ein vorbesiimmtcs Anwachsen in der Bezugsspannung erzeugt wird, so daß ein adäquates Brenismoment zur Verfügung steht. Diese beiden Funktionen werden von der Bremsabtaslschaltung 100 erfüllt, die den gleichen Aufbau aufweist wie das bevorzugte Ausführungsbeispiel gemäß F i g. 3 und zusätzlich einen Kondensator 102 und eine Diode 98 enthält. Der Kondensator 102 ist dem Widersland 28 parallel geschaltet, um Spaunungsschwankungen atiszufiltern. die aus Welligkeilen im Ankerstrom resultieren. Die Diode 98 ist mit dem Ausgang des Vergleichen 32 verbunden, wobei ihr Kathodenanschluß als Ausgang für die Bremsabtasisihnllung 100 dient. Die ankerstromproporiionale Ausgangsspannung der Verstärkerschaltung 24 wird auch in diesem Alisführungsbeispiel dem nicht invertierenden Fingang des Vergleichers 32 zugeführt, während dessen invertierendem Fingang ein dem Fiiisehaltzeilverhältnis und somit der Klemmenspannung entsprechendes Signal vom Ausgang ties Verstärkers 124 über den vereinfacht als Leitung d:irj;es!e!!!'jn /weiten Fühler ?0 zugeführ«. wird Wie in Verbindung mit F i g. 3 bereits erläutert, ist die Ausgangsgröße des Vergleichers 32 nur dann positiv, wenn der Motor im Bremsbetrieb läuft. Die positive Alisgangsspannung, die durch die Abtastschaltung 100 erzeugt wird, liefert ein Bctätigungssignal an den zum Zurückstellen dienenden Anschluß der Beschleunigungsschaltung 114 und vergrößert auch den von der Strombcgrenzungsschaltung 96 erlaubten Maximalstrom auf einen Wert, der durch die Finstcllung des Potentiometers 94 bestimmt ist.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. BrcmsabtasischalHing für eine ZeitverhäUnisregelung zum Steuern eines umschaltbaren Gleichsiromreihensehlußmotor.s. zu dessen Anker eine Bremsdiode mit der gleichen Durchlaßriehiung parallel geschaltet ist wie die dem Anker und der Feldwicklung zusammen parallelgeschaliete I'reilaufdiode, wobei das Zeitverhältnis des Impulsgenerators in Abhängigkeit einer dem Motorstrom proportionalen Spannung über einen im Zweig der Ankerwicklung eingeschalteten Meßwiderstand verändert wird, dadurch gekennzeichnet, daß die ankerstromproportionale Spannung zusammen init der Klemmenspannung des Motors einem Vergleicher (32, 34) zugeführt wird, dessen Ausgangsgröße die Zeitverhältnisregelung dann beeinflußt, wenn diese Spannungen eine vorbestimmte Beziehung zueinander erreichen.

2. Bremsabtastschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangsgröße des Vergleichers (32,34) die mittlere Durchschaltung der Zeitverhältnisregelung zum Senken der an den Motor angelegten Klemmenspannung verkürzt.

3. Bremsabtastschaltung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitverhältnisregelung einen steuerbaren Siüziumgleichrichter (18) umfaßt.

4. Bremsablastschaltung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitverhältnisregclung einen spannungsgesieuerten Oszillator (128) umfaßt.

5. Bremsabtastschaltmg nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß eine Urombegrcnzungsschaltung (96) das ankerstromproportionale Signal mit einem Bezugssignal vergleicht und ein Strombegrcnzungssignal abgibt, wenn das ankerstromproportionale Signal das Bezugssignal übersteigt, und daß eine Schaltungsanordnung (126) auf das Strombegrenzungssignal oder das Brcmssignal der Bremsablastschaltung (100) anspricht zur Begrenzung der Motorklcnimenspannung.

6. Bremsabtastschaltung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß mit der Strombcgrenzungsschaltung (96) und mit der Bremsabtastschaltung (100) eine steuerbare Bcschleunigungsschallung (114) verbunden ist, die den effektiven Wert des Bezugssignals der Strombcgrcnzungsschaltung (96) ändert, wenn die Motorklemmenspanniing einen vorbestimmten Wert überschreitet.

7. Bremsabtaslschaltung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Strombcgrenzungs-Bc/.ugssignal bei Auftreten eines ß.cmssignals von einem ersten, niedrigeren Weil zu einem zweiten, höheren Wert wechselt.