DE2656620C3 - Nutzbrems-Regeleinrichtung für Gleichstromreihenschlußmotoren - Google Patents
Nutzbrems-Regeleinrichtung für GleichstromreihenschlußmotorenInfo
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- DE2656620C3 DE2656620C3 DE2656620A DE2656620A DE2656620C3 DE 2656620 C3 DE2656620 C3 DE 2656620C3 DE 2656620 A DE2656620 A DE 2656620A DE 2656620 A DE2656620 A DE 2656620A DE 2656620 C3 DE2656620 C3 DE 2656620C3
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L7/00—Electrodynamic brake systems for vehicles in general
- B60L7/003—Dynamic electric braking by short circuiting the motor
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P3/00—Arrangements for stopping or slowing electric motors, generators, or dynamo-electric converters
- H02P3/06—Arrangements for stopping or slowing electric motors, generators, or dynamo-electric converters for stopping or slowing an individual dynamo-electric motor or dynamo-electric converter
- H02P3/08—Arrangements for stopping or slowing electric motors, generators, or dynamo-electric converters for stopping or slowing an individual dynamo-electric motor or dynamo-electric converter for stopping or slowing a dc motor
- H02P3/14—Arrangements for stopping or slowing electric motors, generators, or dynamo-electric converters for stopping or slowing an individual dynamo-electric motor or dynamo-electric converter for stopping or slowing a dc motor by regenerative braking
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- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
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Description
gangsspannung VcFdes Fühlers PTsund der Ausgangsspanriung
V^ des Fühlers PTm unter die Spannung Δ Vo
am Beginn des Ausgangssignals des Spannungsreglers AVR abgesenkt wird, entsteht eine Ausgarigsspannung
Va durch ein Verzögerungsglied erster Ordnung
\\ + Tv ■ s J '
Tv = Zeitkonstante und
S = Laplace-Operator.
S = Laplace-Operator.
Weiterhin ist vorgesehen ein Vergleicher-Verstärker AMP eines automatischen Stromreglers ACR zum
Vergleichen der Spannung Vw, die vom Strom-Führungswert Vip durch ein Verzögerungsglied erster
Ordnung
U + Tp-SJ'
erzeugt ist,
mit der Spannung Vim proportional zum Motorstrom Im
und der Ausgangsspannung Va des Spannungsreglers
A VR und zum Abgeben der Abweichung dazwischen an den Phasenschieber APS durch ein Verzögerungsglied
erster Ordnung
\\ +Tc-SJ'
mit Tc = Verstärkungsfaktor. Das Ausgangssignal des Phasenschiebers APS wird zum Steueranschluß des
Zerhackers CH gespeist, um das Ausgangssignal des automatischen Phasenschiebers APS zu steuern, d.h.,
das Tastverhältnis γ des Zerhackers CH, das definiert ist durch:
30
35
•Ein
•Ein
Τε,π — Einschalt-Zeit des Zerhackers,
Taus = Ausschalt-Zeit des Zerhackers und
T = Zerhacker-Periode.
Taus = Ausschalt-Zeit des Zerhackers und
T = Zerhacker-Periode.
Wenn der Zerhacker CH eingeschaltet ist, fließt der durch die Anker-EMK Em erzeugte Strom in einer
geschlossenen Schleife vom Zerhacker CH durch den Widerstand R, den Anker M, die Feldwicklung F, die
Giättungsdrossel MSL und zurück zum Zerhacker CH. Wenn der Zerhacker CHandererseits ausgeschaltet ist,
fließt der Strom von Erde und durch den Widerstand, den Anker Af, die Feldwicklung F, die Giättungsdrossel
MSL und die Diode Ds zurück zur Stromversorgung H über den Scherenstromabnehmer P. Das Ausgangssignal
V4 des Spannungsreglers AVR wirkt auf den Stromregler ACR, um den Strom-Führungswert Vw zu
verringern.
Es ist in F i g. 1 nun der Widerstand R im Bereich hoher Drehzahl eingeschaltet, wo die Motorspannung
fwhöheralsdie Ersatzquellenspannung VcZ(I — ym/n) ist
Im eingeschalteten Zustand des Widerstandes R arbeitet der Spannungsregler AVR so, daß die
Motorspannung Em minus dem Spannungsabfall ImR am
Widerstand R(Em- ImR=Vm) nicht höher als die Ersatzquellenspannung VcZ(I —ymi„) wird. Wenn der
45
so
60
65 Motor in der Drehzahl so verringert wird, daß die Motorspannung Em niedriger als die Ersalzqtiellenspannung
Vcj(\-ymin) wird, ist der Widerstand R kurzgeschlossen;
Mit anderen Worten, wenn die Bedingung
VMU Vcf{\-Vmi,)-lhiR
20
40 vorliegt, wird das Schütz K geschlossen. In der
Anfangsstufe des Nutzbremsens ist der in der Feldwicklung /·" fließende Strom klein und daher ist die
erzeugte Spannung Em niedrig, so daß die Gleichung (1)
erfüllt ist, sobald das Nutzbremsen beginnt. Zum Steuern des Schalters oder Schützes K wurde eine in
Fig.3 dargestellte Schaltung entwickelt und geprüft,
bei der das Signal Vk zum Kurzschließen des Schützes K
abhängig von der Erfüllung der Gleichung (1) nach z. B. einer Zeitdauer t\ erzeugt wird, die erforderlich ist,
damit der Strom-f-ührungswert Vip'. der durch das
Verzögerungsglied erster Ordnung
L ^
ί + Tp ■ s J
geschickt ist, im wesentlichen gleich dem ursprünglichen Strom-Führungswert Vw wird, wie dies in Fig.2 zur
Erläuterung des Betriebs dargestellt ist. In der Fig.3
werden die Spannung VcC proportional zur Ersatzquellenspannung
VcZ(I -ymin), für die Spannung Vm'
proportional zur Spannung VM, die die Motorspannung
Em minus dem Spannungsabfall ImR am Widerstand R
und die Spannung Vr-, die durch die Konstante A\ als
Spannung Vim geschickt und proportional zum Spannungsabfall
ImR am Widerstand R ist, an einen ersten
Vergleicher CPi abgegeben. Andererseits werden die Spannung V/p", die durch Multiplizieren des Strom-Führungswertes
Vyp mit der Konstanten A? erhalten wird
und etwas kleiner als der Strom-Führungswert Vw ist, und die Spannung V/p', die vom Strom-Führungswert
V/pdurch das Verzögerungsglied erster Ordnung
/ 1 \
^ 1 + Tp-S )
^ 1 + Tp-S )
erhalten ist, an einen zweiten Vergleicher CP2
abgegeben. Die Vergleicher CPi und CP2 arbeiten so, daß bei jeweils negativen Eingangsspannungen Vcpi
und Vcp2 die Ausgangsspannungen »0« sind, während
die Ausgangsspannungen Vcp\ und Vcp2' jeweils
abhängig von positiven Eingangsspannungen Vcp< bzw. Vcp2 erzeugt werden. Ein UND-Glied AND erzeugt ein
Kurzschlußsignal Vk zum Schließen des Schützes K abhängig von beiden Ausgangsspannungen Vcpi' und
Vcp2 der Vergleicher CPi bzw. CP2- Mit anderen
Worten, der Vergleicher CP2 erzeugt die Ausgangsspannung
Vcp2 und kommt in einen Bereitschaftszustand im
Zeitpunkt fi, wie dies in F i g. 2 gezeigt ist. Wenn die
Gleichung (1) erfüllt ist, erzeugt der Vergleicher CPi die Ausgangsspannung VCpi, so daß das Kurzschlußsignal
Vk durch das UND-Glied AND erzeugt wird, um so das kurzschließende Schütz K umzulegen. Es hat sich
gezeigt, daß die Schaltung der Fig.3 die unten aufgezeigten Nachteile aufweist.
Das Diagramm der F i g. 4 zeigt die Kennlinien des Motorstromes /m in Bezug zur Motor-Drehzahl n, wenn
die Ausgangsspannung VA vom Spannungsregler AVR
in den Bereichen hoher Drehzahl erzeugt wird. Die Kurve a zeigt eine kritische Kennlinie, bei der
M■_■'.. oremsen bei kleinstem Tastverhältnis vm;„ des
Zerhackers CH mit eingeschaltetem Widerstand R
möglich ist, während eine Kurve a' die statische Kennlinie aufgrund des Betriebs des Spannungsreglers
A VR darstellt. Weiterhin zeigt eine Kurve b die kritische Kennlinie, bei der Nutzbremsen bei kleinstem
Tastverhältnis y„,i„ des Zerhackers CH mit kurzgeschlossenem
Widerstand R möglich ist* Und eine Kurve
b' stellt die statische Kennlinie bei betriebenem Spannungsregler A VR dar. Es sei angekommen, daß das
Nutzbremsen im Zeitpunkt 0 in F i g. 2 beginnt, und daü der Betriebspunkt des Nutzbremsens im Zeitpunkt t\
den Wert x, aufweist. Im Punkt Yi ist die Spannung Vm.
die die Motorspannung Fm der Fig. 1 minus dem Spannungsabfall ImR am Widerstand R darstellt, unter
die Ersatzquellenspannung VcV(I -ym,„) gesteuert. Un
tcr dieser Bedingung nimmt der Strom Aw den Verlauf von Iuι nn if i ρ ά\ Ηργ klpirj^r :i!c. der Strom Ι\ί\
äquivalent zum Strom·Führungswert Vipisl. und es hat
sich gezeigt, daß der Spannungsabfall ImR am Widerstand R so klein ist. daß die Gleichung (1) erfüllt
werden kann. Es sei z. B. angenommen, daß Ki = 1500 V. Im 2 = 300A. )<„„„ = 0.05. R = 0,2 Ω. VM =
I35OV betragen und die Belriebsstartspannung des Spannungsreglers A VR den Wert AVo = 75 V hat. Die
linke Seite der Gleichung (1) beträgt 1350 V, während
die rechte Seite hiervon den Wert 1365 V hat. wodurch Gleichung (1) erfüllt wird. Da der Zeitpunkt fi in Fig. 2
bereits erfüllt ist und die Ausgangsspannung Vcp2 vom
v-^gleicher CPj der Fig. 3 erzeugt ist, bewirkt die
Erfüllung der Gleichung (1) in Punkt x\ in Fig. 4, daß der
Vergleicher CPi in Fig. 3 die Ausgangsspannung V(P,'
erzeugt, so daß das UND-Glied AND das Kurzschlußsignal Vfc erzeugt, um so das kurzschließende Schütz K
zum Kurzschließen des Widerstandes R umzulegen. Wenn der Widerstand R im Punkt *i in F i g. 4 auf diese
Weise kurzgeschlossen ist, verschiebt sich der Betriebspunkt zum Punkt Λ'2 auf der statischen Kennlinie b'. die
dem Kurzschließen des Widerstandes R zugeordnet ist. Auf diese Weise wird das folgende Nutzbremsen auf der
Kennlinie b' bewirkt. Das Ergebnis ist eine geringe Nutzbremsleistung und eine herabgesetzte Nutzleistung,
wodurch die Wirkung aufgrund des Einschaltens des Widerstandes R stark verkleinert wird.
Die Erfindung betrifft eine verbesserte Nutzbrems-Regeleinrichtung
für Gleichstromreihenschlußmotoren mit parallelgeschaltetem Zerhacker, bei der die
Nachteile der oben erläuterten Regler vermieden werden.
Einige Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand der F i g. 5 bis 9 näher erläutert.
In Fig.5, die ein erstes Ausführungsbeispiel der
Erfindung zeigt, dient der Vergleicher CPi zum Erzeugen einer Ausgangsspannung Vcp\ abhängig vom
positiven Zustand der Spannung Vcpu die die Ausgangsspannung VcF des Fühlers PTs proportional
zur Ersatzquellenspannung VcZ(I —ymin) ist, minus der
Ausgangsspannung Vm' proportional zur Spannung Vm
(die die Motorspannung Em minus dem Spannungsabfall ImR am Widerstand R ist) und der Ausgangsspannung
Vr' proportional zum Spannungsabfall ImR des
Widerstandes /?(die durch Multiplizieren der Ausgangsspannung
Vim des Fühlers CTm proportional zum
Motorstrom Im mit einer Konstanten A\ erhalten wird).
Dies zeigt, daß der Vergieicher CPi das Ausgangssignal
Vom' erzeugt wenn die Gleichung (1) erfüllt ist. Der
Vergleicher CP2 erzeugt andererseits die Ausgangsspannung
VCp2 abhängig vorn positiven Zustand der
Spannung Vcpi, die die Spannung V/p' ist, die vom
Strom-Führungswert durch das Verzögerungsglied erster Ordnung
(j +Tp-SJ
erhalten wird* minus der Summe der Ausgangsspanhung
Va des Spannungsreglers A VR und der Spannung VV.
die etwas kleiner als der Strom-Führungswert Vn· ist.
wobei die Spannung Vn·" durch Multiplizieren des Slrom-Führungswerles V/p mit der Konstanten Ai
erhalten wird. Mit anderen Worten, die Ausgangsspannung
V(Pi beginnt im Zeitpunkt I7 in Fig. 6 erzeugt zu
Werden. Das UND-Glied AND gibt das Signal V* zum
Schütz K ab. um den Widerstand R kurzzuschließen, wenn die Vergieicher CPi und CPj die Ausgangsspan-
Gemäß dem in Fig. 5 dargestellten ersten Ausfüh rungsbeispiel wird die Ausgangsspannung V, p' durch
den Vergleicher CPi abhängig von der Erfüllung der Gleichung (1) im Punkt αί auf der Kennlinie a'mit dem
Widerstand R im Stromweg und der Motordrehzahl-Kennlinie der F i g. 4 erzeugt. Da die Ausgangsspannung
Va des Spannungsreglers A VR im Punkt *t so groß ist.
wird der Zeilpunkt I2 in F i g. 6 nicht erreicht. Daher ist
die Eingangsspannung tyy>2 des Vcrgleichers CP}
negativ, so daß dieser kein Ausgangssignal erzeugt. Damit erzeugt das UND-Glied AND kein Signal V*
zum Kurzschließen des Widerstandes R. Auf diese Weise wird das Nutzbremsen auf der Kennlinie a'rnii
eingeschaltetem Widerstand /?(vgl. F i g. 4) fortgesetzt.
Mit abnehmender Motor-Drehzahl wird die Ausgangsspannung V4 des Spannungsreglers A VR verringert,
so daß die Eingangsspannung VCP2 des Vergleichers
CP2 positiv wird und dieser die Ausgangsspannung
VcP2 im Zeitpunkt h erzeugt. Unter dieser Bedingung
liegt der Nutzbrems-Betriebspunkt bei y\ auf der Kennlinie a'der Fig.4. und der Motorstrom Im nähert
sich dem Strom h<\ äquivalent dem Strom-Führungswert Vip. Als Frgebnis ist der Spannungsabfall Au. R am
Widerstand R in Gleichung (1) so groß, daß die Gleichung (1) nicht erfüllt ist. Die Eingangsspannung des
Vergleichers CPi ist deshalb negativ, wodurch verhindert wird, daß ein Ausgangssignal vom Vergleicher CPi
erzeugt wird, so daß kein Kurzschlußsignal VK für den
Widerstand R vom UND-Glied AND abgegeben wird. Folglich verschiebt sich der Nutzbrems-Betriebspunkt
vom Punkt y\ zum Punkt yi auf der Kennlinie a' in
F i g. 4. Wenn der Betriebspunkt so nach /2 verschoben
wird, verringert sich die Ausgangsspannung des Spannungsreglers A VR nach Null und kommt aus dem
Spannungs-Regelbereich heraus, so daß der Motorstrom Im auf einem Pegel äquivalent zum Strom-Führungswert
Vip geregelt wird. Der Widerstand R wird kurzgeschlossen, wenn die Gleichung (1) in einem
vorbestimmten Regelbereich des Motorstromes Im erfüllt ist.
Beim betrachteten Ausführungsbeispiel wird der Widerstand R im Spannungs-Regelbereich nicht kurzgeschlossen, wenn die Spannung V)ii(die die Motorspannung
Em weniger dem Spannungsabfall ImR am
Widerstand R in F i g. 1 ist) unter die Ersatzquellenspannung VcZ(I —Vmm) geregelt ist, d-h, so lange der
Spannungsregler AVR die Ausgangsspannung VA
erzeugt, wodurch eine wirkungsvolle Nutzbrems-Regelung
ohne jeden Ausfall der Nutzbremsleistung oder Verringerung der Nutzleistung ermöglicht wird.
Ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in
Fig. 7 dargestellt, in der einander entsprechende Teile
mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind wie in F i g. 5. Das Ausführungsbeispiel der F i g. 7 unterscheidet
sich vom Ausführungsbeispiel der Fig.5 dadurch, daß die Ausgangsspannung VCp2 durch den Vergleicher
CP2 abhängig von einem positiven Zustand von Vw'
erzeugt wird, das den Strom-Führungswert K//>darstellt,
der durch das Verzögerungsglied erster Ordnung
\\ + Tp- SJ
geschickt ist, minus der Spannung Vw", die den Strom-Führungswert Vw, über die Konstante A2
eingespeist, darstellt, wobei die Spannung Vw" kleiner als der Strom-Führungswert Vw ist. Weiterhin ist die
Ausgarsgsseite des Vergleichen CP2 mit einem weiteren
UND-Glied AND' verbunden, um eine Ausgangsspannung Vn zu erzeugen, wenn die Äusgangsspannung VU
des Spannungsreglers A VR am invertierten Eingang des UND-Gliedes AND' Null ist. Mit anderen Worten, das
UND-Glied AND erzeugt das Kurzschlußsignal VK für
den Widerstand R nicht, bis der Vergleicher CPi die Äusgangsspannung Vcpv abgibt und das UND-Glied
AND' die Ausgangsspannung Vn erzeugt. Auf diese
Weise liegt das Kurzschlußsignal VK für den Widerstand
R im Spannungs-Regelbereich so lange nicht vor, wie die Ausgangsspannung V,\ vom Spannungsregler A VR
erzeugt wird, was zu den gleichen Vorteilen wie beim Ausführungsbeispiel der Fig.5 führt. Das UND-Glied
AND' kann auch auf der Ausgangsseite des Vergleichers CPi vorgesehen sein.
Ein drittes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in
Fig.8 dargestellt, ifi der einander entsprechende Teile
mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind wie in den Fig.5 und 1- Das dritte Ausführungsbeispiel
unterscheidet sich vom Ausführungsbeispiel der Fig.7
■5 dadurch, daß der Vergleichet· CP2 in Fig.7 durch ein
Zeitverzögerungsglied Ry mit angelegter konstanter Spannung Vcc ersetzt ist. Wenn das Zeitverzögerungs·
glied Ry \m Zeitpunkt h in Fig.2 eingestellt wird, wird
eine zu den Aüsfühfungsbeispielen der Fig.5 und 7
ίο ähnliche Wirkung erzielt.
Ein viertes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in F i g. 9 dargestellt, in der einander entsprechende Teile
mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind wie in Fig.5. Das vierte Ausführungsbeispiel unterscheidet
sich vom Ausführungsbeispiel der Fig. 5 dadurch, daß
der Vergleicher CP2 die Ausgangsspannung Vcri
erzeugt, wenn die Spannung Vim proportional zum
Motorstrom 4/im wesentlichen gleich dem Strom-Fühfungswert
Vw wird. Im Spannungs-Kegeibereich des
Motors ist der Motorstrom ki kleiner als der zum
Strom-Führungswert Vm äquivalente Strom, und deshalb
wird die Ausgangsspannung Vcp2 vom Vergleicher CP2 nicht erzeugt. Als Ergebnis wird der Widefsiand R
im Spannungs-Regelbereich nicht kurzgeschlossen, was
zu den gleichen Vorteilen wie beim Ausführungsbeispiel der F i g. 5 führt.
Bei der Erfindung wird ein Kurzschließen des Widerstandes R im Spannungs-Regelbereich verhindert,
wo die die Motorspannung Em darstellende Spannung Vm minus dem Spannungsabfall ImR am
Widerstand R unter die Ersatzquellenspannung KcZ-(I -ymi„) gesteuert ist, so daß eine hervorragende
Nutzbrems-Regelung ermöglicht wird.
Hierzu 5 Blatt Zeichnungen
Claims (6)
- Patentansprüche:1, Nutzbrems-Regeleinrichtung für Gleichstromrejhenschlußmotoren,— mit einem Widerstand in Reihe zum Gleichstrommotor,— mit einem Schalter zum Kurzschließen des Widerstandes,— mit einem Zerhacker parallel zu einer Reihen-Schaltung aus dem Gleichstrommotor und dem Widerstand zum Steuern des Ankerstromes des Gleichstrommotors durch Ein-Aus-Betrieb des Zerhackers,— mit einem einen automatischen Stromregler, der den Motorstrom auf den Strom-Führungswert einstellt, enthaltenden Tastverhältnis-Regler für den Zerhacker,— mit einerr· Filter, das über eine Diode an eine Parallelschaltung aus dem Zerhacker und der Reihenschaltung angeschlossen ist, und— mit einer mit dem Filter verbundenen Stromversorgung.dadurch gekennzeichnet,
daß der Tastverhältnis-Regler außer dem Stromregler (ACR)noch aufweist:— einen automatischen Spannungsregler (AVR), der die Spannung (Vm) so regelt, daß sie eine Ersatzquellenspannung (Vcr(\ —ymm))nicht überschreitet,— wobei die Spannung fV/nJgiüch der Motorspannung (Em) minus dem Spannungsabfall (ImR) am Widerstand (R) ist, und— ein Steuerglied (CPt. CP2, AND), bestehend aus einem ersten und einem zweiten Vergleicher (CPt, CP2) zum Steuern eines Schalters (K) zum Kurzschließen des Widerstandes (R) mit dem Ausgangssignal (V*) des Spannungsreglers (A VR),— wobei der Spannungsregler (AVR) auf den Stromregler (ACR)einwirkt, um den Strom-Führungswert (Vw)7.u verringern, und— wobei der Schalter (K) im Spannungs-Regelbereich des Spannungsreglers (A V/?/1 unwirksam ist (Fig. 1.5.6). - 2. Nuizbrems-Regeleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet.— daß der erste Vergleicher (CPt) erzeugt: ein Ausgangssijjnai (V, n') abhängig von einem im wesentlichen positiven Zustand der Spannung ( V, r\) äquivalent zur Spannung (V1/) proportional zur Rrsatzquellenspanming (V,r(\ -ymm)) minus der Spannung (Vki) und der Spannung y-,— wobei die Spannung (Vm') proportional zur Spannung (Vm) ist. die die Motorspannung (I'm) minus dem Spannungsabfall (UiR) am Wider stand fW/Mst.und— wobei die Spannung (Vr') proportional zum Spannungsabfall am Widerstand (T^ ist,
- 3, Nul/.brcms'Rcgeleinrichtiing nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, r·= (laß der zweite Vergleichet' (CP2) erzeugt: ein Ausgangssignal (Vcn'), abhängig von einem im wesentlichen positiven Zustand der Spannung (Vcpi) äquivalent zur Spannung (Vw'), die durch Schicken des Strom-Führungswertes (Vw) durch ein Verzögerungsglied (A2) erster Ordnung erhalten wird, minus der Ausgangsspannung (V*) des Spannungsreglers (AVR)und der Spannung (Vw") etwas niedriger als der Strom-Führungswert (Vip), und— daß der Schalter (K) zum Kurzschließen des Widerstandes (R) abhängig von den Ausgangssignalen (Vcpv, ', Vcp2) des ersten bzw. zweiten Vergleichers (CPi, CP2) betätigbar ist (F i g. 5).
- 4. Nutzbrems-Regeleinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,— daß der zweite Vergleicher (CP2) erzeugt: ein Ausgangssignal (Vcp2), abhängig von einem im wesentlichen positiven Zustand der Spannung (Vcp2) äquivalent zur Spannung (Vw), die durch Schicken des Strom-Führungswertes (Vw) durch ein Verzögerungsglied (A2) erster Ordnung erhalten wird, minus der Spannung (Vw"), die etwas niedriger als der Strom-Führungswert (Vw) ist,— daß ein NAND-Glied (NAND) auf der Ausgangsseite d^i zweiten Vergleichers (CP2) vorgesehen ist und eine Ausgangsspannung (Vn) erzeugt, wenn die Ausgangsspannung (V*) des Spannungsreglers (AVR) im wesentlichen auf Null verringert ist, und— daß der Schalter (K) zum Kurzschließen des Widerstandes (R) abhängig von der Ausgangsspannung (Vn) und der Ausgangsspannung (Vf ρ,) betätigbar ist (F i g. 7).
- 5. Nutzbrems-Regeleinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet.— daß der Schalter (K) zum Kurzschließen des Widerstandes (R) abhängig von der Ausgangsspannung (Vm) und der Ausgangsspannung (Vi pi) des zweiten Vergleichers (CTy betätigbar ist (F ig. 7).
- 6. Nut/brems-Regeleinrichtung nach Anspruch 2. dadurch gekennzeichnet.— daß mit dem Ausgangssignal eines Zeitverzögerungsgliedes (Ry) und der Ausgangsspannung (V\) des Spannungsreglers (AVR) ein NAND-Gaiter (AM/VD/1 beaufschlagbar ist,— daß das Zeitverzögerungsglied (Ry) an Konstantspannung (Vcc) liegt.— daß das NAND-Glied (NAND) ein Ausgangssi gnal (Vm)erzeugt, wenn das Ausgangssignal (V\) im wesentlichen auf Null verringert ist, und— daß der Schalter (K) /um Kurzschließen des Widerslandes (R) abhangig von den Ausgangssignalen (V(Ci) und dem Signal (V\) beläligbar ISt(KIg1S).T. Nul'/brems-Rcgeicinfichlufig nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,— daß der zweite Vcrglcicher (CP2) eine Ausgangsspannung (VcW) erzeugt, wenn die Spannung (Vim) proportional zum Motorslfom (Im) im wesentlichen gleich dem Sirom-Fühningswerl (Vw) wird, unddaß der Schalter (K) zum Kurzschließen des Widerslandes (R) abhängig vom Signal (Vcp\') und vom Signal (VcpJ) betätigbar ist (Fig. 9).Die Erfindung betrifft eine Nutzbrems-Regeieinrichtung für Gleichstromreihenschlußmotoren nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.Eine derartige Nutzbrems-Regeleinrichtung wurde bereits vorgeschlagen (DE-PS 26 26 831}.Bei der Nutzbrems-Regelung eines Gleichstromreihenschlußmotors mit einem Zerhacker arbeitet der Motor als Generator, und daher kann die Motorspan- π nung nicht über die Quellenspannung erhöht werden, was zu mangelnder Bremsleistung bei hohen Drehzahlen bzw. Geschwindigkeiten führt. Zur Oberwindung dieser Schwierigkeit ist eine Nutzbrems-Regeleinrichtung entwickelt worden, bei der ein Widerstand in Reihe zum Gleichstrommotor liegt, um gleichzeitig, dynamisches Bremsen auszunutzen (vgl. »Conference Record IEEE International Semiconductor Power Converter Conference«, im Lord Baltimore Hotel, Baltimore, Maryland, USA, 8.-10. Mai 1972, Seiten 3-7-3 und Fig. 4 sowie US-PS 39 47 740). Dieser Motor wird betriebsmäßig in Hochdrehzahlbereichen eingeschaltet, wo die Motorspannung größer als eine Ersatzquellenspannung ist, so daß die Motorspannung minus dem Spannungsabfall am Widerstand nicht höher als die Ersatzquellenspannung geregelt ist. Derartige Regelbereiche werden im folgenden als Spannungs-Regelbereiche bezeichnet. Durch geeignetes Festlegen des Wertes des eingeschalteten Widerstandes wird daher das gewünschte Nutzbremsen selbst in Bereichen hoher Drehzahl erreicht. Wenn die Motor-Drehzahl verringert wird und die Motorspannung unter die Ersatzquellenspannung abfällt, wird andererseits der Widerstand kurzgeschlos en. Dabei hat sich gezeigt, daß ein Signal zum Kurzschließen des eingeschalteten Widerstandes selbst innerhalb des Spannungs-Regelbereiches erzeugt werden kann. Das Kurzschließen des Widerstandes im Spannungs-Regelbereich bewirkt aber einerseits eine mangelnde Nutzbrems-Leistung und andererseits eine · verringerte Nutzleisiung.Mit der eingangs erwähnten, bereits vorgeschlagenen Nutzbrems-Regeleinrichtung soll ein unerwünschter Anstieg der Quellenspannung gedämpft werden, der gegebenenfalls nach dem /.urzschließen des Widerstandes im Motor-Stromkreis des Gleichstrommotors auftreten kinn. Hierzu ist diese Nut/brems-Regeleinrichtung so aufgebaut, daß das Tastverhältnis eines Zerhackers /um Steuern des Ankerstromes des Gleichstrommotors verringert wird, bevor der Widersland kurzgeschlossen wird.Dagegen ist es Aufgabe der Erfindung, eine Nut/brems Regeleinrichtung für Gleichstromreihen schlußmotoren anzugeben, bei der der Widerstand im Spannungs-Regelbeieich nicht kurzgeschlossen wird, um so die Wirkung der Nutzbremsung zu erhöhen,Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst.Die Erfindung sieht also eine Nutzbrems-Regeleinrichtung für Gleichstrommotoren vor, bei der ein Widersland im Motorkreis eingeschaltet ist, um eine Nui'/.brcms-Regclung von {^oher Drehzahl mittels eines Zerhackers zu bewirken. Im Spannungs-Regclbercich, in dem die Molorspannung minus dem Spannungsabfall am eingeschalteten Widerstand unter eine Ersatzquellenspannung geregelt ist, wird der eingeschaltete Widerstand aber nicht kurzgeschlossen, wodurch der Wirkungsgrad der Nutzbremsung verbessert wird.Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigtFig. 1 ein Schaltbild einer Nutzbrems-Regeleinrichtung mit einem Zerhacker und einem Widerstand in Reihe zum Gleichstrommotor,F i g. 3 ein Schaltbild einer Schaltung zum Erzeugen eines Signals, um den in F i g. 1 dargestellten Widerstand kurzzuschließen,F i g. 2 und 4 Betriebskennlinien für die Spannungsänderung, die jeweils die Strom-Führungswerte und die Beziehung zwischen der Moiorspannung und der Drehzahl darstellen,Fig.5 ein Schaltbild eines ersten Ausführungsbeispiels der Erfindung,F i g. 6 Betriebskennlinien ähnlich 7 . F i g. 2 undF i g. 7 bis 9 Schaltbilder eines zweiten bis vierten Ausführungsbeispieles der Erfindung.Ein Beispiel einer Schaltung zum Nutzbremsen mit einem Zerhacker über einen Widerstand, der in Reihe mit einem Reihenschlußmotor zum Antrieb eines elektrischen Fahrzeugs eingeschaltet ist, um dieses zu steuern, ist in der Fi g. 1 dargestellt In dieser Figur sind zu sehen eine Filterspule Lrsowie ein Filterkondensator Cf zum Glätten eines Fahrstromes, eine Glättungsspule oder -drossel MSL zum Verringern der Oberwellen im Motorstrom Im. eine Feldwicklung F des Gleichstrommotors mit dem Anker M, ein Widerstand R in Reihe zum Gleichstrommotor, ein Schalter oder Schütz K zum Kurzschließen des Widerstandes R. ein Zerhacker CH parallel zur Reihenschaltung aus der Gleichstrommotor-Schaltung und dem Widerstand R und eine Diode Ds. die den Kurzschluß der Stromquelle verhindert, wenn der Zerhacker eingeschaltet ist, urd die den Motorstrom /,« zur Stromquelle zurückführt, wenn der Zerhacker ausgeschaltet ist. Alle diese Bauteile bilden eine Hauptschaltung eines herkömmlichen Nutzbrems-Reglers mit einem Zerhacker.In dieser Hauptschaltung ist ein Ende der Parallelschaltung aus der Motorschaltung und dem Widerstand R sowie dem Zerhacker CH mit der Anode der Diode Ds verbunden, während das andere Ende an Erde angeschlossen ist. Die Kathode der Diode Ds ist mit einem Ende der Filterspule Li und demjenigen des Filterkondensators Ci verbunden. Das andere Ende der Filterspule Li ist an eine Stromversorgungsleitung // über einen Scherenstromabnehmer P angeschlossen. Das andere Ende des F ilterkondensators Ci ist mit Erde verbunden.(.Tiifist ein Stromwandler für den Motorstrom Im. der eine Spannung V'/vr proportional zum MoturMrom Λ/ bildet. Die Motor-FMK ist mit Em bezeichnet. Die Spannung VKI ist die Motorspannung Em minus dem Spannungsabfall am Widerstand R( = f:M- ImR). Das Ausgangssignal des Fühlers PJM ist proportional zur Spannung V\, und ist mit V\, bezeichnet. Die Spannung am Filterkondensator Cr ist mit Vc/angegeben, FOr die Spannung Vcf ist ein Fühler PTs vorgesehen, dessen Ausgangssignal eine Spannung Vcf proportional zu einer Ersätzquellenspannung VcV(I —ymm)bildet, wobei das kleinste Tastverhältnis des Zerhackers abhängig von der Erfassung der Spannung proportional zur Fillcrkondensatorspannung Vcf berücksichtigt wird Weiterhin ist ein automatischer Spannungsregler Λ VR vorgesehen. Wenn die Differenz zwischen der Aus:
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