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formée par
VEB Kombinat Textima pour : "Montage de commande d'un organe de réglage électromagné- tique à haute inductance pour machines textiles" Priorité d'une demande de brevet en République Démocratique allemande déposée le 21 décembre 1982, sous le nO DDR WP HO 2P/246 316 2.
Inventeurs : Gunter Jost, Egbert Pech et Uwe Hess.
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"Montage de commande d'un organe de réglage électromagné- tique à haute inductance pour machines textiles"
La présente invention est relative à un montage de commande d'un organe de réglage électromagnétique à haute inductance pour machines textiles, qui est alimenté à partir d'une source de tension continue avec un multiple de la tension continue nominale de l'organe de réglage électromagnétique. De tels montages peuvent entre autres être utilisés pour commander des embrayages ou freins électromagnétiques de la transmission principale de machines à tisser les tapis doubles.
On connaît d'après DE-OS 1.763. 036, un montage de commande de l'excitation de la bobine de freinage d'un frein, dans lequel une alimentation doit exciter rapidement par l'intermédiaire d'un montage, une bobine de frein pour desserrer le frein et dans lequel, pour une coupure rapide de l'excitation, le courant dans la bobine après l'excitation est limité. L'excitation de la bobine de frein a lieu dans ce cas avec le courant nominal fourni par la source de courant alternatif et redressé par une diode. Lorsque la bobine de frein est complètement excitée, un relais sensible à l'intensité ouvre les contacts du circuit antérieur, de telle sorte qu'on intercale conjointement une résistance dans le circuit. La résistance réduit le courant de l'alimentation exactement
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dans une mesure telle que la bobine de frein reste excitée.
Si l'excitation de la bobine de frein doit être coupée, on intercale par l'intermédiaire d'un relais, une résistance dans la boucle fermée avec la bobine de frein, qui constitue le circuit de décharge pour la bobine de frein et qui transforme l'énergie accumulée en chaleur.
De la sorte, une décharge rapide de la bobine de frein est rendue possible. L'inconvénient de ce montage réside en ce que l'excitation de la bobine de frein avec le courant nominal est trop lente. Les relais ne permettent qu'une commutation entachée d'une perte de temps. L'établissement du courant de maintien par une résistance signifie des pertes d'énergie pendant toute la durée de mise en service du courant de maintien. De même, la désexcitation rapide par l'intermédiaire d'une résistance est entachée de pertes et est trop lente pour certains cas d'utilisation.
L'invention a pour but de permettre une excitation et une désexcitation accélérées et sans perte d'un organe de réglage électromagnétique à haute inductance pour machines textiles.
L'invention a pour base le problème de réaliser la commande de cet organe de réglage de telle sorte qu'elle permette une surexcitation et permette en outre la réduction du courant de surexcitation en un courant de maintien ainsi qu'une désexcitation rapide sans destruction de l'énergie par l'intermédiaire de résistances et sans contact.
Suivant l'invention avec une unité de transistor de commutation à haute tension ouverte par la commande et en fonction de l'état de charge de la branche d'accumu-
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lation, lorsque cette dernière est déchargée, on utilise un circuit passant par la connexion série de la source de tension, de la branche à diode, de l'organe de réglage, du dispositif de mesure de courant et de l'unité de transistor à haute tension, et au contraire avec la branche d'accumulation déchargée, un circuit passant par la connexion série de la source de tension, la branche d'accumulation et la branche à thyristor de protection rendue conductrice :, vers l'organe de réglage.
Avec l'unité de transistor de commutation à haute tension bloquée par la commande, le circuit est formé par la connexion série de l'organe de réglage, du dispositif de mesure de courant, de la branche à diode et avec la conduction ou le blocage de la branche à thyristor de protection par la commande, soit par la branche à thyristor de protection ou la branche d'accumulation et la branche à diode ainsi que l'organe de réglage. Lors d'une opération de mise en circuit répétée de l'organe de réglage, suivant une variante de l'invention, la source de tension, la branche d'accumulation chargée et la branche à thyristor de protection rendue conductrice par la commande, forment vers l'organe de réglage un circuit dans lequel ces éléments se trouvent en série.
Pour maintenir une circulation de courant permanente dans l'organe de réglage excité depuis une valeur supérieure jusqu'à une valeur inférieure, on utilise dans une variante de l'invention et avec l'unité de transistor de commutation à haute tension bloquée par la commande, le circuit passant par la connexion série du dispositif de mesure de courant, de la branche à diode : et de la branche à thyristor de protection non bloquée par
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la commande.
Pour une désexcitation rapide de l'organe de réglage, on utilise dans un développement de l'invention, avec l'unité à transistor de commutation à haute tension bloquée par la commande et la branche à thyristor de protection bloquée, le circuit passant par la connexion série du dispositif de mesure de courant, de la branche à diode., de la branche à accumulation et d'une seconde branche à diode.
Finalement, une réalisation suivant l'invention consiste à former la branche d'accumulation par un condensateur d'accumulation.
D'autres détails et particularités de l'invention ressortiront de la description ci-après, donnée à titre d'exemple non limitatif et en se référant aux dessins, dans lesquels :
La figure 1 est un schéma synoptique du montage d'un organe de réglage électromagnétique.
La figure 2 est un diagramme courant/temps de l'allure de l'excitation et de la désexcitation.
Le montage illustré sert à commander des organes de réglage électromagnétiques à haute inductance.
L'organe de réglage 1 peut par exemple être la bobine d'un embrayage ou d'un frein électromagnétique, destinée à l'entratnement d'une machine à tisser les tapis doubles.
Pour assurer l'excitation rapide de l'organe de réglage 1, la source de tension 2 possède une tension multiple de la tension continue nominale de l'organe de réglage 1. Lors de la première mise en circuit de l'organe de réglage 1, la source de tension 2 est connectée par l'intermédiaire de la ligne 3 et de la branche à diode 4, à l'organe de réglage ! Ce dernier est mis en
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liaison par la ligne 5 avec le dispositif de mesure de courant 6. La sortie de ce dernier est ramenée à l'unité de transistor de commutation à haute tension 8. La sortie de cette dernière revient à la source de tension.
La ligne de commande 9 du dispositif de mesure de courant 6 est couplée à la commande 10. Par l'intermédiaire d'une ligne de commande 11, on peut commander à l'aide de la commande 10, l'unité de transistor de commutation à haute tension 8. Pour mettre en et hors circuit L'organe de réglage 1, la commande 10 est reliée par l'intermédiaire de la ligne de commande 12 avec une séparation galvanique, à l'unité marche/arrêt 13. Cette dernière peut dans le cas le plus simple être un interrupteur, mais peut cependant aussi être une logique programmable à mémoire.
Dans le présent cas, on a utilisé une logique TTL comme unité marche/arrêt. Après la commande de surexcitation avec le montage décrit, il convient de décrire l'agencement pour la commande de la constance du courant de maintien Im dans l'organe de réglage 1 excité, le fonctionnement dit commuté. Etant donné que la surexcitation est terminée, la commande 10 coupe l'unité de transistor de commutation à haute tension 8. L'organe de réglage 1 se trouve donc dans un circuit fermé passant par la connexion série du dispositif de mesure de courant 6, la sortie 7, la ligne 14, la branche à diode 15, la branche à thyristor de protection rendue conductrice 17, la ligne 18 et l'organe de réglage 1. Ce circuit fermé constitue un circuit à effet de roue libre.
L'atteinte des valeurs limites supérieure et inférieure du courant de maintien est indiquée à la commande 10 par le dispositif de mesure de courant 6, par l'intermédiaire de la ligne de commande 9.
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Les instructions de commande communiquées alors par la commande 10 sont envoyées par la ligne de commande 11 à l'unité de transistor de commutation à haute tension 8. Celle-ci ferme ou coupe le circuit décrit pour la commande de surexcitation. Après l'achèvement du fonctionnement commuté, la désexcitation rapide de l'organe de réglage 1 est amorcée par un signal marche/arrêt provenant de l'unité marche/arrêt 13.
La commande 10 empêche par une impulsion de commande sur la ligne de commande 16, un nouvel allumage de la brarche d3 thynstor ds protection au ce volant 17, et de l'unité de transistor de commutation à haute tension 8 est Moquée.
La connexion série de l'organe de réglage 1, du dispositif de mesure de courant 6, de la branche à diode 15, de la branche d'accumulation 19, de la branche à diode 4 et de la ligne 18 vers l'organe de réglage 1 forme alors un autre circuit fermé. La branche d'accumulation 19 est formée par un condensateur électrolytique à haute résistance diélectrique. La capacité d'accumulation requise dépend de la résistance diélectrique et de la valeur de l'inductance de l'organe de réglage 1.
Dans ce circuit, la branche à diode 4 empêche lors d'une répétition de l'opération de mise en circuit et donc avec la branche d'accumulation 19 chargée, la décharge en courtcircuit de cette dernière et la branche à diode 15 empêche au cours des phases de commande de conduction de l'unité de transistor de commutation à haute tension 8, la charge négative de la branche d'accumulation 19.
Le fonctionnement du montage commence avec un signal marche/arrêt provenant de l'unité marche/arrêt 13.
L'excitation rapide s'amorçant de l'organe de réglage 1
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est commandée avec une tension d'alimentation qui est un multiple de la tension continue nominale. La commande 10 produit dans ce but un signal de temps qui empêche l'action du signal engendré lors de l'atteinte du cou- rant de coupure Ic (figure 2) et appliqué par l'inter- médiaire de la ligne de commande 9 à partir du disposi- tif de mesure de courant 6, jusqu'à ce que le courant d'attraction ou nominal de l'organe de réglage 1 soit atteint. La durée du signal de temps peut être réglée de façon connue avec un potentiomètre dans la commande 10.
Après l'écoulement de ce temps, le signal se propage à partir du dispositif de mesure de courant 6 et coupe l'unité de transistor de commutation à haute tension 8.
L'agencement passe alors au fonctionnement commuté. Pour maintenir la constance du courant dans l'organe de régla- ge 1 excité, on utilise pour l'effet de roue libre, le circuit passant par la branche à diode 15, la branche de thyristor de protection ou de volant 17 rendue con- ductrice et l'organe de réglage 10 On atteint ainsi une valeur limite inférieure du courant (I, figure 2) et ma le dispositif de mesure de courant 6 fournit un signal retardé pour la limitation de fréquence à la commande 10, de telle sorte qu'une conduction renouvelée de l'unité de transistor de commutation à haute tension 8 soit pro- voquée. Celle-ci referme le circuit passant par la sour- ce de tension 2, la branche à diode 4, l'organe de ré- glage 1 et le dispositif de mesure de courant 6.
Ceci dure jusqu'à ce que la limite supérieure du courant (I, figure 2) soit atteinte et que le dispositif de mesure de courant 6 fournisse à la commande 10 un signal à l'aide duquel l'unité de transistor de commutation à haute ten-
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sion 8 est bloquée. La pulsation entre les deux valeurs limites dure jusqu'à ce que le signal marche/ arrêt provenant de l'unité marche/arrêt 13 soit coupée par la commande et que la désexcitation rapide commence.
Au début de la première désexcitation rapide, un signal est envoyé à partir de la commande 10 au dispositif d'allumage de la branche de thyristor de protection ou de volant. 17, qui empêche un allumage renouvelé du thyristor et élimine l'énergie d'allumage. Simultanément, l'unité de transistor de commutation à haute tension 8 reste en circuit pendant un temps de retard après l'instruction de coupure par le signal marche/ arrêt à partir de l'unité marche'arrêt 13. Ce temps de retard peut être ajusté au moyen d'un potentiomètre. Il sert à obtenir une extinction plus stre de la branche de thyristor de protection 17 par l'application à ce thyristor d'une tension de blocage.
Après la coupure de l'unité de transistor de commutation à haute tension
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8, le circuit de protection ou de. volant¯ mis en action par l'intermédiaire de la branche à diode-15, la branche d'accumulation 19, la branche à diode 4 et l'organe de réglage 1. Dans la branche d'accumulation 19, l'énergie de l'organe de réglage 1 au moment de la coupure est accumulée, le courant diminuant très rapidement à cause de l'opération d'inversion sans perte et par conséquent l'organe de réglage 1 prend très rapidement l'état non excité. Une mise en circuit renouvelée commence, comme déjà décrit, avec un signal marche/arrêt provenant de l'unité marche/arrêt 13 envoyé à la commande 10.
Lors de la mise en circuit de l'unité de transistor de commutation à haute tension 8, un autre circuit
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est alors cependant mis en action à cause de la charge de la branche d'accumulation 19. Ce circuit est constitué par la source de tension 2, la branche d'accumulation 19, la branche à thyristor de protection 17, l'organe de réglage 1, le dispositif de mesure de courant 6 et l'unité de transistor de commutation à haute tension 8. Au moment de la mise en circuit, la branche à thyristor de protection 17 est rendue conductrice à cause des conditions de potentiel existantes, la branche à diode 4 empêchant la décharge en court-circuit de la branche d'accumulation 19 et par conséquent l'énergie de cette dernière contribue à l'excitation rapide de l'organe de réglage 1.
En outre, le fonctionnement commuté se déroule avec cette énergie supplémentaire. La branche à diode 4 reste bloquée jusqu'à ce que la branche d'accumulation 19 ait été complètement déchargée. Ensuite, l'opération se déroule comme pour la première mise en circuit. Si la désexcitation rapide doit avoir lieu à un moment OU de l'énergie existe encore dans la branche d'accumulation 19 (par exemple lors d'un fonctionnement alterné) on doit en tenir compte avec un temps de retard plus important pour la coupure de l'unité de transistor de commutation à haute tension 18. Ce temps comporte alors non seulement le temps de maintien libre de la branche à thyristor de protection 17, mais encore le temps s'écoulant jusqu'à la décharge complète de la branche d'accumulation 19.
Ce n'est qu'avec la décharge que l'on tombe en dessous du courant de maintien de la branche à thyristor de protection ou de.. volant 17.
Après blocage de cette dernière, la désexcitation rapide se déroule comme décrit précédemment.
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A la figure 2, les diverses références ont la signification suivante : I courant d'excitation ex
I courant d'attraction a
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courant de coupure
IcI courant de maintien m 1 courant de fonctionnement ma
EMI11.2
I courant ar t : de marche M : de surexcitation. d'arrêtIl doit être entendu que la présente invention n'est en aucune façon limitée aux formes de réalisation ci-avant et que bien des modifications peuvent y être apportées sans sortir du cadre du présent brevet.
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formed by
VEB Kombinat Textima for: "Control assembly of a high-inductance electromagnetic adjustment device for textile machines" Priority of a patent application in the German Democratic Republic filed on December 21, 1982, under the number DDR WP HO 2P / 246,316 2.
Inventors: Gunter Jost, Egbert Pech and Uwe Hess.
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"Control arrangement of a high-inductance electromagnetic adjustment device for textile machines"
The present invention relates to a control assembly of a high-inductance electromagnetic adjustment member for textile machines, which is supplied from a DC voltage source with a multiple of the nominal DC voltage of the adjustment member. electromagnetic. Such assemblies can inter alia be used to control electromagnetic clutches or brakes of the main transmission of machines for weaving double carpets.
We know from DE-OS 1.763. 036, a circuit for controlling the excitation of the brake coil of a brake, in which a supply must rapidly excite by means of a circuit, a brake coil for releasing the brake and in which, for a rapid excitation shutdown, the current in the coil after excitation is limited. The brake coil is energized in this case with the nominal current supplied by the alternating current source and rectified by a diode. When the brake coil is fully energized, a current-sensitive relay opens the contacts of the front circuit, so that a resistor is interposed in the circuit. Resistor reduces power current exactly
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to such an extent that the brake coil remains energized.
If the excitation of the brake coil must be cut, a resistor is inserted via a relay in the closed loop with the brake coil, which constitutes the discharge circuit for the brake coil and which transforms the energy accumulated in heat.
In this way, rapid discharge of the brake coil is made possible. The disadvantage of this arrangement is that the excitation of the brake coil with the nominal current is too slow. The relays only allow switching, which is wasted time. The establishment of the holding current by a resistor means energy losses during the entire duration of commissioning of the holding current. Likewise, rapid de-excitation via a resistor is marred by losses and is too slow for certain use cases.
The object of the invention is to allow accelerated and lossless excitation and de-excitation of a high-inductance electromagnetic adjustment member for textile machines.
The invention is based on the problem of controlling this adjustment member so that it allows overexcitation and also allows the reduction of the overexcitation current to a holding current and rapid deexcitation without destruction of energy through resistors and without contact.
According to the invention with a high voltage switching transistor unit opened by the control and according to the state of charge of the accumulator branch.
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lation, when the latter is discharged, a circuit is used passing through the serial connection of the voltage source, the diode branch, the regulating member, the current measuring device and the transistor unit high voltage, and on the contrary with the discharged accumulation branch, a circuit passing through the series connection of the voltage source, the accumulation branch and the protective thyristor branch made conductive:, towards the regulating member.
With the high-voltage switching transistor unit blocked by the control, the circuit is formed by the serial connection of the regulating member, the current measuring device, the diode branch and with conduction or blocking. of the protective thyristor branch by the control, either by the protective thyristor branch or the accumulation branch and the diode branch as well as the regulating member. During an operation of repeatedly switching on the adjusting member, according to a variant of the invention, the voltage source, the charged storage branch and the protective thyristor branch made conductive by the control, form towards the regulating member a circuit in which these elements are in series.
To maintain a permanent current flow in the regulating member excited from a higher value to a lower value, is used in a variant of the invention and with the high voltage switching transistor unit blocked by the control , the circuit passing through the serial connection of the current measurement device, of the diode branch: and of the protective thyristor branch not blocked by
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the command.
For rapid de-energization of the regulating member, in a development of the invention, use is made with the high-voltage switching transistor unit blocked by the control and the protective thyristor branch blocked, the circuit passing through the serial connection of the current measuring device, the diode branch, the storage branch and a second diode branch.
Finally, an embodiment according to the invention consists in forming the accumulation branch by an accumulation capacitor.
Other details and particularities of the invention will emerge from the description below, given by way of nonlimiting example and with reference to the drawings, in which:
Figure 1 is a block diagram of the mounting of an electromagnetic adjustment member.
Figure 2 is a current / time diagram of the pattern of excitation and de-excitation.
The illustrated assembly is used to control high-inductance electromagnetic adjustment devices.
The adjusting member 1 can for example be the coil of a clutch or an electromagnetic brake, intended for driving a machine for weaving double carpets.
To ensure rapid excitation of the regulating member 1, the voltage source 2 has a voltage multiple of the nominal direct voltage of the regulating member 1. When the regulating member 1 is switched on for the first time , the voltage source 2 is connected via the line 3 and the diode branch 4, to the adjustment member! The latter is set
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connection by line 5 with the current measuring device 6. The output of the latter is brought back to the high-voltage switching transistor unit 8. The output of the latter returns to the voltage source.
The control line 9 of the current measuring device 6 is coupled to the control 10. Via a control line 11, the switching transistor unit can be controlled using the control 10. high voltage 8. To switch on and off The regulating member 1, the control 10 is connected via the control line 12 with a galvanic separation, to the on / off unit 13. The latter can in the simplest case be a switch, but can also be a programmable logic with memory.
In this case, TTL logic was used as the on / off unit. After the overexcitation command with the circuit described, it is necessary to describe the arrangement for controlling the constancy of the holding current Im in the excited regulating member 1, the so-called switched operation. Since the overexcitation is finished, the control 10 switches off the high-voltage switching transistor unit 8. The regulating member 1 is therefore in a closed circuit passing through the serial connection of the current measuring device 6, the output 7, the line 14, the diode branch 15, the protective thyristor branch made conductive 17, the line 18 and the adjusting member 1. This closed circuit constitutes a freewheeling circuit.
The achievement of the upper and lower limit values of the holding current is indicated at the command 10 by the current measuring device 6, via the command line 9.
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The control instructions then communicated by the control 10 are sent by the control line 11 to the high voltage switching transistor unit 8. The latter closes or interrupts the circuit described for the overexcitation control. After completion of the switched operation, the rapid de-energization of the adjusting member 1 is initiated by an on / off signal from the on / off unit 13.
The command 10 prevents by a command pulse on the command line 16, a new ignition of the spindle d3 thynstor ds protection at the flywheel 17, and the high voltage switching transistor unit 8 is mocked.
The serial connection of the adjusting member 1, of the current measuring device 6, of the diode branch 15, of the accumulation branch 19, of the diode branch 4 and of the line 18 to the setting 1 then forms another closed circuit. The accumulation branch 19 is formed by an electrolytic capacitor with high dielectric strength. The required storage capacity depends on the dielectric strength and the value of the inductance of the regulating member 1.
In this circuit, the diode branch 4 prevents during a repetition of the circuiting operation and therefore with the accumulating branch 19 charged, the short-circuit discharge of the latter and the diode branch 15 prevents during conduction control phases of the high-voltage switching transistor unit 8, the negative charge of the accumulation branch 19.
The assembly operation begins with an on / off signal from the on / off unit 13.
The rapid excitation starting from the regulating member 1
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is controlled with a supply voltage which is a multiple of the nominal DC voltage. The command 10 produces for this purpose a time signal which prevents the action of the signal generated when the breaking current Ic is reached (FIG. 2) and applied via the command line 9 to from the current measuring device 6, until the attraction or nominal current of the adjusting member 1 is reached. The duration of the time signal can be adjusted in a known manner with a potentiometer in control 10.
After this time has elapsed, the signal propagates from the current measuring device 6 and switches off the high voltage switching transistor unit 8.
The arrangement then switches to switched operation. To maintain the constancy of the current in the excited regulating member 1, for the freewheeling effect, the circuit passing through the diode branch 15, the protective thyristor branch or the flywheel branch 17 made use of is used. conductive and the regulating member 10 A lower current limit value is thus reached (I, FIG. 2) and ma the current measuring device 6 provides a delayed signal for the frequency limitation at the control 10, so that a renewed conduction of the high voltage switching transistor unit 8 is caused. This closes the circuit passing through the voltage source 2, the diode branch 4, the adjustment member 1 and the current measurement device 6.
This lasts until the upper current limit (I, Figure 2) is reached and the current measuring device 6 supplies control 10 with a signal by means of which the high-switching transistor unit ten-
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sion 8 is blocked. The pulsation between the two limit values lasts until the on / off signal from the on / off unit 13 is cut off by the control and rapid de-energization begins.
At the start of the first rapid de-energization, a signal is sent from control 10 to the ignition device of the protective thyristor or flywheel branch. 17, which prevents renewed ignition of the thyristor and eliminates the ignition energy. Simultaneously, the high-voltage switching transistor unit 8 remains on for a delay time after the cut-off instruction by the on / off signal from the on / off unit 13. This delay time can be adjusted using a potentiometer. It is used to obtain a more stable extinction of the protective thyristor branch 17 by the application to this thyristor of a blocking voltage.
After switching off the high voltage switching transistor unit
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8, the protection circuit or. flywheel put into action via the diode branch-15, the accumulation branch 19, the diode branch 4 and the adjusting member 1. In the accumulation branch 19, the energy of the the regulating member 1 at the time of the cut-off is accumulated, the current decreasing very quickly due to the lossless inversion operation and consequently the regulating member 1 very quickly takes the unexcited state. A renewed circuit starts, as already described, with an on / off signal from the on / off unit 13 sent to the control 10.
When switching on the high voltage switching transistor unit 8, another circuit
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is then put into action because of the load of the accumulation branch 19. This circuit is constituted by the voltage source 2, the accumulation branch 19, the protective thyristor branch 17, the regulating member 1, the current measuring device 6 and the high voltage switching transistor unit 8. At the time of switching on, the protective thyristor branch 17 is made conductive because of the existing potential conditions, the branch with a diode 4 preventing the short-circuit discharge of the accumulation branch 19 and consequently the energy of the latter contributes to the rapid excitation of the adjusting member 1.
Furthermore, switched operation takes place with this additional energy. The diode branch 4 remains blocked until the accumulation branch 19 has been completely discharged. Then, the operation takes place as for the first circuit. If the rapid de-excitation must take place at a time OR energy still exists in the accumulation branch 19 (for example during alternating operation), this must be taken into account with a longer delay time for switching off. the high-voltage switching transistor unit 18. This time then comprises not only the time of free maintenance of the protective thyristor branch 17, but also the time elapsing until the complete discharge of the branch accumulation 19.
It is only with the discharge that one falls below the holding current of the protective thyristor branch or of the flywheel 17.
After blocking the latter, the rapid de-excitation takes place as described above.
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In FIG. 2, the various references have the following meaning: I excitation current ex
I current of attraction a
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breaking current
IcI holding current m 1 operating current ma
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I current ar t: walking M: overexcitation. It should be understood that the present invention is in no way limited to the above embodiments and that many modifications can be made without departing from the scope of this patent.