Chopper

Chop er det engelske ord for 'at hakke', og det er netop hvad en chopper gør. Den hakker strømmen i stykker. Set udefra, består en elektromotor af en modstand og en spole i serie med en spændingsgenerator.

Permanent magnet motor

Hvis vi påtrykker dette kredsløb en spænding, vil strømmen vokse som vist


Hvis vi herefter fjerner spændingen og erstatter den med en kortslutning, fås følgende strømforløb


Som det ses, forsvinder strømmen ikke med det samme, og det er det, der udnyttes i chopperstyringen.
I princippet består chopperen af følgende

Princip i chopper styring

Strømmen gennem motoren kommer i del af tiden fra batteriet og i den resterende tid fra motorens selvinduktion. Det giver tilsyneladende nogle ret store batteristrømme (som det ses, vokser strømmen hurtigt efter spændingen er sat på), så for at aflaste batteriet anbringes der ladeelektrolytkondensatorer i parallel med dette. Batterierne har en indre modstand, som vel kan være ret lille, men kondensatorernes er væsentligt mindre og motorstrømmen vil primært blive taget fra kondensatorerne. Batteriet vil herefter oplade kondensatorerne, mens motorstrømmen tages fra selvinduktionen. Dette giver en mindre og mere ensartet belastning af batteriet.
Der er selvføgelig ikke anvendt en mekanisk omskifter, da skiftet sker 15000-25000 gange i sekundet, så kredsløbet er rettere som dette

Princip i Curtis chopper

Denne konstruktion betegnes også som en 1-kvadrant styring. En chopperstyring kan være 1, 2 eller 4-kvadrant. Forskellen ligger i virkemåden. Følgende viser strøm og spænding for en motor.



Ved positiv spænding forstås den spænding, der skal til for at motoren kører fremad. Ved positiv strøm forstås, at strømmen går ind i motoren ved plus-terminalen.
I 1. kvadrant sender vi en strøm gennem motoren og den kører fremad. I 2. kvadrant kører motoren stadig fremad, men den sender strøm til batteriet. I 3. kvadrant sender vi en modsat rettet strøm til motoren, og den kører baglæns og i 4. kvadrant kører motoren baglæns, men den sender strøm til batteriet.
Vi kan lave en relativt simpel 2-kvadrant styring ved - når spændingen fjernes - at kortslutte motoren et kort øjeblik. Dette bygger en strøm op i selvinduktionen på grund af motorens genererede spænding (rød pil). Kortslutningen afbrydes, og strømmen sendes nu til batteriet gennem den indbyggede diode i T1.
Princippet bruges bl. a. af 4QD

2-kvadrant styring

Herfra er skridtet ikke langt til en fuld 4-kvadrant styring, hvor der ikke anvendes relæer til at skifte køreretning.

4-kvadrant styring

Dette kredsløb kan styres på to måder: Transistorerne sluttes parvis T1/T3 og T2/T4. Når det ene sæt er afbrudt, er det andet sluttet og omvendt. Dette betyder at for at køretøjet skal stå stille, skal sluttet og afbrudt perioderne være lige lange.
En lidt anden metode er den, der bruges af 4QD. Her opererer man med fire faser:

1) Kørsel fremad	T1 er konstant sluttet, T2 og T4 er afbrudt og styring sker ved at slutte/afbryde T3. Bemærk, at transistorerne har indbyggede modsat rettede dioder.
2) Bremsning fremad	T3 er konstant sluttet, T1 og T4 er afbrudt. Styring sker gennem T2.
3) Kørsel baglæns	T4 er konstant sluttet, T1 og T3 er afbrudt. Styring sker gennem T2.
4) Bremsning baglæns	T2 er konstant sluttet, T1 og T4 er afbrudt. Styring sker gennem T3.