CH717381A1

CH717381A1 - Electronic switching device for demagnetizing ferromagnetic bodies.

Info

Publication number: CH717381A1
Application number: CH00527/20A
Authority: CH
Inventors: Dr Urs Meyer Prof; Maurer Albert
Original assignee: Maurer Albert
Priority date: 2020-05-04
Filing date: 2020-05-04
Publication date: 2021-11-15
Also published as: CH717381B1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine elektronische Schaltvorrichtung (11) zum Entmagnetisieren von ferromagnetischen Körpern mit einem ersten Schaltkreis (12) umfassend eine Magnetspule (1), einen Kondensator (2) und einen Schalter (8) zum Erzeugen eines entmagnetisierenden Schwingkreises (15) und eine parallel dazu angeordnete Ladesteuerung (7), die mit einer ersten DC Speisung (6) gespiesen werden kann, und mit einem Schalter (4) zum Aufladen des Kondensators (2). Erfindungsgemäss umfasst die elektronische Schaltvorrichtung (11) zusätzlich einen zweiten Schaltkreis (14) als Nachladepulsgenerator, umfassend eine Nachladesteuerung (40), die mit einer zweiten DC Speisung (6') gespiesen werden kann, und mit einen Schalter (42), zur periodischen Zuführung von elektrischer Energie in Form eines Nachladepulses (30) in den ersten Schaltkreis (12) während einer laufenden Resonanzschwingung nach jeweils einer ganzen oder halben Schwingung im Schwingkreis (15). Die dadurch veränderte Resonanzschwingung hat erhöhten Amplituden, wodurch sich die Abklingzeit verlängert.The invention relates to an electronic switching device (11) for demagnetizing ferromagnetic bodies with a first circuit (12) comprising a magnet coil (1), a capacitor (2) and a switch (8) for generating a demagnetizing oscillating circuit (15) and a parallel Charging control (7) arranged for this purpose, which can be fed with a first DC supply (6), and with a switch (4) for charging the capacitor (2). According to the invention, the electronic switching device (11) additionally comprises a second circuit (14) as a recharge pulse generator, comprising a recharge control (40) that can be fed with a second DC supply (6 ') and with a switch (42) for periodic supply of electrical energy in the form of a recharging pulse (30) in the first circuit (12) during an ongoing resonance oscillation after a full or half oscillation in each case in the oscillating circuit (15). The resulting changed resonance oscillation has increased amplitudes, which increases the decay time.

Description

Technisches GebietTechnical area

[0001] Die Erfindung betrifft eine Elektronische Schaltvorrichtung zum Entmagnetisieren von ferromagnetischen Körpern mit einem ersten Schaltkreis umfassend eine Magnetspule, einen Kondensator und einen ersten Schalter zum Erzeugen eines entmagnetisierenden Schwingkreises und eine parallel dazu angeordnete Ladesteuerung, die mit einer ersten DC Speisung gespiesen werden kann, und mit einem zweiten Schalter zum Aufladen des Kondensators. Bei geöffnetem zweiten Schalter und geschlossenem ersten Schalter entlädt sich der geladene Kondensator und bildet eine abklingende Resonanzschwingung, welche durch abklingende Amplituden einer periodischen Entmagnetisierspannung und eines periodischen Entmagnetisierstroms und durch eine Abklingzeit charakterisiert ist. The invention relates to an electronic switching device for demagnetizing ferromagnetic bodies with a first circuit comprising a magnetic coil, a capacitor and a first switch for generating a demagnetizing oscillating circuit and a charging control arranged in parallel therewith, which can be fed with a first DC supply, and with a second switch for charging the capacitor. When the second switch is open and the first switch is closed, the charged capacitor discharges and forms a decaying resonance oscillation, which is characterized by decaying amplitudes of a periodic demagnetizing voltage and a periodic demagnetizing current and by a decay time.

Stand der TechnikState of the art

[0002] Zum Entmagnetisieren ferromagnetischer Körper sind verschiedene Einrichtungen bekannt. In der Regel werden magnetische Felder wechselnder Polarität mit degressiver Amplitude eingesetzt. Erzeugt werden diese magnetischen Felder mit Leiterspulen, auch Entmagnetisierspulen genannt, durch die ein elektrischer Strom entsprechend der gewünschten Stärke des Magnetfeldes fliesst. Beim hier beschriebenen Impuls-Entmagnetisierung Verfahren werden die wechselnde Polarität und die degressive Amplitude des Magnetfeldes durch eine geeignete zeitliche Steuerung der Stromstärke erzeugt. Die Entmagnetisierspule und der zu entmagnetisierende Körper befinden sich während des Entmagnetisiervorgangs in gegenseitig fester Position zueinander. Various devices are known for demagnetizing ferromagnetic bodies. As a rule, magnetic fields of alternating polarity with a degressive amplitude are used. These magnetic fields are generated with conductor coils, also called demagnetizing coils, through which an electric current flows according to the desired strength of the magnetic field. In the pulse demagnetization process described here, the changing polarity and the degressive amplitude of the magnetic field are generated by a suitable time control of the current strength. The demagnetizing coil and the body to be demagnetized are mutually fixed in relation to one another during the demagnetizing process.

[0003] Um das vollständige Eindringen des Magnetfeldes wechselnder Polarität in den zu entmagnetisierenden Körper während dieses Vorganges in kürzest möglicher Zeit und mit geringstmöglichem Energieverbrauch zu gewährleisten, wird angestrebt, einen sinusförmigen Stromverlauf zu erzeugen. Am einfachsten wird dies mit einem in Resonanz arbeitenden elektrischen Schwingkreis, wie eingangs beschrieben, erreicht. In order to ensure the complete penetration of the magnetic field of alternating polarity into the body to be demagnetized during this process in the shortest possible time and with the lowest possible energy consumption, the aim is to generate a sinusoidal current curve. The simplest way of doing this is to use an electrical oscillating circuit operating in resonance, as described above.

[0004] Die Vorteile dieser Schaltung liegen im besonders einfachen Aufbau, in der sicheren Einhaltung einer degressiven Amplitude für den Entmagnetisierstrom und in der nahezu verlustlosen Umsetzung der eingespeisten Energie in den Entmagnetisiervorgang. Solche Entmagnetisierschaltungen, die auf dem freien Ausschwingen eines Schwingkreises beruhen, sind beispielsweise in US 4599673 und in EP 0021274 beschrieben. The advantages of this circuit are in the particularly simple structure, in the reliable maintenance of a degressive amplitude for the demagnetizing current and in the almost lossless conversion of the energy fed into the demagnetizing process. Such demagnetization circuits, which are based on the free oscillation of an oscillating circuit, are described, for example, in US Pat. No. 4,599,673 and in EP 0021274.

[0005] Ein entscheidender Nachteil solcher Entmagnetisierschaltungen ist der zu schnelle Abbau der Amplitude für den Entmagnetisierstrom, wodurch eine mangelnde Wirkung dieser Schaltung im Entmagnetisierprozess entsteht. Dieser Abbau, der durch das Dekrement in Strom und Spannung im Schwingkreis definiert ist, ist aus physikalischen und materialtechnischen Gründen im Aufbau der Entmagnetisierspule vorgegeben. Er setzt sich zusammen aus den Verlusten gegeben durch den Kupferwiderstand der Entmagnetisierspule, definiert durch deren Dimensionen und Aufbau sowie aus den Hysterese- und die Wirbelstromverlusten im zu entmagnetisierenden Körper. A decisive disadvantage of such demagnetization circuits is the too rapid reduction in the amplitude for the demagnetization current, as a result of which this circuit does not work properly in the demagnetization process. This reduction, which is defined by the decrement in current and voltage in the resonant circuit, is specified in the structure of the demagnetizing coil for physical and material reasons. It is made up of the losses given by the copper resistance of the demagnetizing coil, defined by its dimensions and structure, as well as the hysteresis and eddy current losses in the body to be demagnetized.

[0006] In der US 4734620 ist eine Schaltung zum Entmagnetisieren von Fernseh-Bildröhren beschrieben, welche dieses Ausschwingen durch periodisches Zuschalten eines zweiten Kondensators verlangsamt. Die dort beschriebene Lösung ist aber aus den im Folgenden Gründen für das Entmagnetisieren industrieller Körper ungeeignet. In US 4734620 a circuit for demagnetizing television picture tubes is described, which slows down this oscillation by periodically connecting a second capacitor. However, the solution described there is unsuitable for demagnetizing industrial bodies for the following reasons.

[0007] Erstens führt die in der US 4734620 beschriebene Schaltung bei jedem Nachspeisepuls zu einem direkten Kurzschluss zwischen den beiden Kondensatoren über einen Transistor Q4 und einen Switch SCR1. Bei Spannungen von 12 V und Kapazitäten der Kondensatoren von 1 µF, wie beschrieben, führt dies noch nicht zu einem Ausfall der Komponenten. Bei industriell eingesetzten Entmagnetisierprozessen mit Spannungen von mehreren 100 Volt und Stromstärken von mehreren Ampere ist ein solcher Kurzschluss aber nicht beherrschbar, wodurch die beschriebene Schaltung unzulässig würde. First, the circuit described in US 4734620 leads to a direct short circuit between the two capacitors via a transistor Q4 and a switch SCR1 with each replenishment pulse. At voltages of 12 V and capacities of the capacitors of 1 µF, as described, this does not yet lead to a failure of the components. In industrial demagnetization processes with voltages of several 100 volts and currents of several amperes, however, such a short circuit cannot be controlled, which would make the circuit described inadmissible.

[0008] Zweitens führt das dort beschriebene Verfahren im Verlauf der abklingenden Kondensatorspannung zu einer asymmetrischen Form, gegeben durch die periodisch erzeugten Nachladeimpulse. Dies erzeugt zwangsläufig einen Gleichstromanteil im Strombild, der in der US Schrift weder beabsichtigt noch berücksichtigt wird, sich aber störend auf den Entmagnetisierprozess auswirken kann. Second, the method described there leads in the course of the decaying capacitor voltage to an asymmetrical shape, given by the periodically generated recharge pulses. This inevitably generates a direct current component in the current pattern, which is neither intended nor taken into account in the US document, but can have a disruptive effect on the demagnetization process.

[0009] Drittens bleibt die periodisch nachgespeiste Energie von Puls zu Puls über den Entmagnetisiervorgang hinweg konstant. Gegen Ende des Entmagnetisiervorgangs, wenn kleine Werte der Amplituden in Spannung und Strom vorherrschen, entsteht so eine massive Verzerrung des Stromverlaufs, was eine brauchbare Entmagnetisierwirkung verhindert und stets zwangsläufig einen Restmagnetismus im Körper hinterlässt. Thirdly, the periodically replenished energy remains constant from pulse to pulse over the demagnetization process. Towards the end of the demagnetization process, when small values of the amplitudes prevail in voltage and current, this creates a massive distortion of the current curve, which prevents a useful demagnetizing effect and always inevitably leaves a residual magnetism in the body.

Darstellung der ErfindungPresentation of the invention

[0010] Es ist nun die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung basierend auf der eingangs genannten elektronischen Schaltvorrichtung zu beschreiben, welche keinen Kurzschluss erzeugt, sodass sie auch bei Spannungen von über 10 Volt und Stromstärken von mehr als ein Ampere eingesetzt werden kann. Zudem sollen die Möglichkeit bestehen, die abklingenden Spannungs- und Stromkurven symmetrisch zu halten und deren Amplituden auch gegen Ende der Abklingzeit gleichmässig gegen Null gehen zu lassen. It is now the object of the present invention to describe a device based on the electronic switching device mentioned above, which does not generate a short circuit, so that it can also be used at voltages of over 10 volts and currents of more than one ampere. In addition, it should be possible to keep the decaying voltage and current curves symmetrical and to let their amplitudes evenly approach zero towards the end of the decay time.

[0011] Die Aufgaben werden durch eine elektronische Schaltvorrichtung mit den Merkmalen des ersten Patentanspruchs gelöst. Erfindungsgemäss umfasst eine eingangs beschriebene Schaltvorrichtung einen zweiten Schaltkreis als Nachladepulsgenerator. Dieser umfasst eine Nachladesteuerung, die mit einer zweiten DC Speisung gespiesen werden kann, und einen Schalter, um während einer laufenden Resonanzschwingung in den ersten Schaltkreis nach jeweils einer ganzen oder halben Schwingung im Schwingkreis periodisch elektrische Energie in Form eines Nachladepulses zuzuführen. Dadurch kann mittels erhöhter Amplituden der Entmagnetisierspannung und/oder des Entmagnetisierstroms eine veränderte Resonanzschwingung mit einer verlängerten Abklingzeit erzeugt werden. The objects are achieved by an electronic switching device with the features of the first claim. According to the invention, a switching device described at the outset comprises a second switching circuit as a recharge pulse generator. This includes a reload control, which can be fed with a second DC supply, and a switch to periodically supply electrical energy in the form of a reload pulse after a full or half oscillation in the resonant circuit during a running resonance oscillation in the first circuit. In this way, by means of increased amplitudes of the demagnetizing voltage and / or of the demagnetizing current, a modified resonance oscillation with an extended decay time can be generated.

[0012] Dem ersten Schaltkreis wird jeweils während einer Resonanzschwingung periodisch kurzzeitig ein Impuls von elektrischer Energie durch den Nachladepulsgenerator zugeführt, während dieser erste Schaltkreis in den Zeiten zwischen diesen Impulsen ansonsten unberührt bleibt, sodass der Schwingkreis frei und ungestört schwingen kann. Die Impulse können zweimal pro Periode zugefügt werden, um Symmetrie der Resonanzschwingung bezüglich des Nullpunks zu erlangen. Zudem können sie mit gleichmässig abklingenden Amplituden eingeleitet werden, damit die Resonanzschwingung asymptotisch gegen Null abklingt. The first circuit is periodically briefly supplied a pulse of electrical energy by the recharge pulse generator during a resonance oscillation, while this first circuit remains otherwise unaffected in the times between these pulses, so that the resonant circuit can oscillate freely and undisturbed. The pulses can be added twice per period in order to achieve symmetry of the resonance oscillation with respect to the zero point. In addition, they can be introduced with evenly decaying amplitudes so that the resonance oscillation decays asymptotically towards zero.

[0013] Insbesondere aber kann die zugeführte elektrische Energie wahlweise in Form von Spannung oder Strom eingeleitet werden, wobei die Einleitung stets beim Nulldurchgang von Spannung resp. Strom vorgenommen wird. Da der Schwingkreis weiterhin im Wesentlichen natürlich schwingt, sind Strom und Spannung stets im Einklang miteinander. In particular, however, the electrical energy supplied can be introduced either in the form of voltage or current, the introduction always at the zero crossing of voltage, respectively. Electricity is made. Since the resonant circuit continues to oscillate essentially naturally, the current and voltage are always in harmony with one another.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

[0014] Im Folgenden wird die Erfindung mit Bezug auf die Zeichnungen näher erklärt. Es zeigen: Fig. 1 eine schematische elektronische Schaltvorrichtung zum Entmagnetisieren von ferromagnetischen Körpern nach dem Stand der Technik; Fig. 2 den Verlauf von Spannung und Stroms beim Abklingen der Schwingung mit einer Schaltung gemäss Fig. 1; Fig. 3 a, b zwei schematische erfindungsgemässe Schaltungen mit einer Nachladeschaltung in zwei alternativen Ausführungen; Fig. 4 den Verlauf von Spannung und Strom beim Abklingen einer Schwingung, die durch eine Schaltung nach Fig. 3 erzeugt wurde, sowie den damit erzeugten Nachladepuls, in Abhängigkeit der Zeit t; Fig. 5 eine schematisch und ausführlich dargestellte erfindungsgemässe Steuerung mit Nachladesteuerung; Fig. 6 Einzelheiten der Schaltung gemäss Fig. 5 zur Bildung des Nachladepulses und dessen Übertragung auf den Kondensator. Fig. 7 eine schematisch und ausführlich dargestellte alternative erfindungsgemässe Steuerung mit Nachladesteuerung gemäss Fig. 3b.In the following the invention is explained in more detail with reference to the drawings. 1 shows a schematic electronic switching device for demagnetizing ferromagnetic bodies according to the prior art; FIG. 2 shows the course of voltage and current when the oscillation decays with a circuit according to FIG. 1; 3 a, b two schematic circuits according to the invention with a recharging circuit in two alternative designs; FIG. 4 shows the course of voltage and current when an oscillation which was generated by a circuit according to FIG. 3 dies down, as well as the recharge pulse generated thereby, as a function of time t; FIG. 5 shows a control system according to the invention, shown schematically and in detail, with reloading control; 6 shows details of the circuit according to FIG. 5 for the formation of the recharge pulse and its transmission to the capacitor. 7 shows an alternative control according to the invention, shown schematically and in detail, with reloading control according to FIG. 3b.

Wege zur Ausführung der ErfindungWays of Carrying Out the Invention

[0015] In Fig. 1 ist eine einfache elektronische Schaltvorrichtung 11 zum Entmagnetisieren von ferromagnetischen Körpern nach dem Stand der Technik mit einer normalen Abklingzeit schematisch dargestellt. Sie umfasst einen ersten Schaltkreis 12 mit einer Magnetspule 1 und einem Kondensator 2 und einen Schalter 8 zum Erzeugen eines entmagnetisierenden Schwingkreises 15. Parallel dazu ist eine Ladesteuerung 7 angeordnet, die mit einer ersten DC Speisung 6 gespiesen ist, und mit einen Schalter 4 zum Aufladen des Kondensators 2 versehen ist. Bei geöffnetem Schalter 4 und geschlossenem Schalter 8 entlädt sich der zuvor geladene Kondensator 2 und bildet eine abklingende Resonanzschwingung, welche durch abklingende Amplituden einer periodischen Entmagnetisierspannung 9 und eines periodischen Entmagnetisierstroms 10 und durch eine Abklingzeit charakterisiert ist. In Fig. 1, a simple electronic switching device 11 for demagnetizing ferromagnetic bodies according to the prior art with a normal decay time is shown schematically. It comprises a first circuit 12 with a magnetic coil 1 and a capacitor 2 and a switch 8 for generating a demagnetizing oscillating circuit 15. In parallel, a charging control 7 is arranged, which is supplied with a first DC supply 6 and with a switch 4 for charging of the capacitor 2 is provided. With switch 4 open and switch 8 closed, the previously charged capacitor 2 discharges and forms a decaying resonance oscillation, which is characterized by decaying amplitudes of a periodic demagnetizing voltage 9 and a periodic demagnetizing current 10 and a decay time.

[0016] Zur Vorbereitung eines Entmagnetisiervorgangs wird der Kondensator 2 bei geöffnetem Schalter 8 für den Entmagnetisierstrom 10 und bei geschlossenem Schalter 4 mit den Aufladestrom 5 aufgeladen. Der dazu benötigte Speisetrom wird aus einem Stromnetz bezogen. Die Ladesteuerung 7 besteht im Wesentlichen aus einem Gleichrichter mit strombegrenzender Funktion. Sie ist über die gemeinsamen Masseverbindung 3 mit dem ersten Schaltkreis 12 verbunden. To prepare for a demagnetization process, the capacitor 2 is charged with the switch 8 for the demagnetization current 10 and with the switch 4 closed with the charging current 5 when the switch 8 is open. The feed electricity required for this is obtained from a power grid. The charging controller 7 essentially consists of a rectifier with a current-limiting function. It is connected to the first circuit 12 via the common ground connection 3.

[0017] Die Entmagnetisierspule 1 kann nun in Verbindung mit dem Kondensator 2 als Schwingkreis 15 betrieben werden. Für den eigentlichen Entmagnetisiervorgang wird bei aufgeladenem Kondensator 2 der Schalter 4 für den Aufladestrom 5 geöffnet und anschliessend der Schalter 8 für den Entmagnetisierstrom 10 geschlossen. Die am Kondensator 2 anstehende Spannung 9 entlädt sich mit dem Entmagnetisierstrom 10 unter Bildung einer Schwingung in der Resonanzfrequenz des beim Schliessen des Schalters 8 gebildeten Schwingkreises 15. Die Verläufe der Spannung 9 am Kondensator 2 und des Entmagnetisierstroms 10 über der Zeit t sind in Fig. 2 dargestellt. Die Kondensatorspannung 9 und der Entmagnetisierstrom 10 schwingen mit der Eigenfrequenz des Schwingkreises 15, solange der Schalter 8 geschlossen bleibt. Dieser wird erst nach dem Abklingen der Schwingung, entsprechend dem Abschluss des Entmagnetisiervorgangs, wieder geöffnet. Damit ist der Entmagnetisierprozess abgeschlossen und der Ausgangszustand des Systems wieder erreicht. The demagnetizing coil 1 can now be operated in connection with the capacitor 2 as a resonant circuit 15. For the actual demagnetization process, when the capacitor 2 is charged, the switch 4 for the charging current 5 is opened and then the switch 8 for the demagnetization current 10 is closed. The voltage 9 present at the capacitor 2 discharges with the demagnetizing current 10, forming an oscillation at the resonance frequency of the resonant circuit 15 formed when the switch 8 is closed. 2 shown. The capacitor voltage 9 and the demagnetizing current 10 oscillate at the natural frequency of the resonant circuit 15 as long as the switch 8 remains closed. This is only opened again after the oscillation has subsided, corresponding to the completion of the demagnetization process. This completes the demagnetization process and the system has returned to its original state.

[0018] Eine erfindungsgemässe elektronische Schaltvorrichtung 11 zum Entmagnetisieren von ferromagnetischen Körpern mit einer verlängerten Abklingzeit ist in Fig. 3a und 4 beschrieben. Sie umfasst einen zweiten Schaltkreis 14 als Nachladepulsgenerator mit einer Nachladesteuerung 40, 60, die mit einer zweiten DC Speisung 6' gespiesenen ist, und einen Schalter 42, zur periodischen impulsweisen Zuführung von elektrischer Energie Form eines Nachladepulses 30 in den ersten Schaltkreis 12 während einer laufenden Resonanzschwingung. Die zusätzliche Energie kann jeweils nach einer ganzen oder einer halben Schwingung dem Schwingkreis 15 zugeführt werden. Dies führt zu einer veränderten Resonanzschwingung mit erhöhten Spannungsamplituden 32 und Stromamplituden 10 und zu einer verlängerten Abklingzeit gegenüber der Abklingzeit der ursprüngliche Resonanzschwingung. An inventive electronic switching device 11 for demagnetizing ferromagnetic bodies with an extended decay time is described in FIGS. 3a and 4. It comprises a second circuit 14 as a reload pulse generator with a reload control 40, 60, which is fed with a second DC supply 6 ', and a switch 42, for the periodic pulse-wise supply of electrical energy in the form of a reload pulse 30 into the first circuit 12 during an ongoing Resonance oscillation. The additional energy can be fed to the resonant circuit 15 after a full or half oscillation. This leads to a changed resonance oscillation with increased voltage amplitudes 32 and current amplitudes 10 and to a lengthened decay time compared to the decay time of the original resonance oscillation.

[0019] Bei der Ausführung nach Fig. 3a ist der Nachladepuls 30 ein Nachladestrom 41, der parallel in den ersten Schaltkreis 12 eingespeist wird, bei Fig. 3b eine Nachladespannung, die von der Nachladesteuerung 60 in Serie in den Schwingkreis 15 eingeleitet wird. In the embodiment according to FIG. 3a, the reload pulse 30 is a reload current 41 which is fed in parallel into the first circuit 12, and in FIG.

[0020] Der Aufbau und die Funktion der Nachladesteuerung 40 gehen in einer ersten Variante aus den Figuren 3a und 4 hervor. Mit der Nachladesteuerung 40 wird dem ersten Schaltkreis 12 in passendem Takt ein Nachladepuls 30 in Form eines Nachladestroms 41 zugefügt. Der Schalter 42 gibt den Nachladestrom 41 frei. Der zeitliche Ablauf in der Funktion der Nachladesteuerung 40 geht aus Fig. 4 hervor. Die Spannung 9 am Kondensator 2 löst beim Nulldurchgang 31 einen Nachladepuls 30 in jener Polarität aus, die zu einer Erhöhung der Kondensatorspannung 9 führt. Die Polarität des Nachladepulses 30 wechselt somit entsprechend der Richtung des Nulldurchganges 31 und ist in der Teitachse nicht proportional dargestellt. Der Nachladepuls 30 besteht aus einer bestimmten Ladungsmenge, welche einen Spannungsanstieg 33 an der Kondensatorspannung bewirkt, wie dies der Spannungsverlauf 32 zeigt. Die Zufuhr von Energie führt zu einer erhöhten Amplitude des Entmagnetisierstroms 10 und verringert das Dekrement der Schwingung. Entscheidend für die Verbesserung der Wirkung des Entmagnetisiervorgangs ist dessen höhere Anzahl an wirkungsvollen Schwingungsperioden, bevor die Schwingung nach einer verlängerten Abklingzeit abgeklungen ist. The structure and the function of the reload control 40 can be seen in a first variant from FIGS. 3a and 4. With the recharge control 40, a recharge pulse 30 in the form of a recharge current 41 is added to the first circuit 12 in a suitable cycle. The switch 42 releases the recharging current 41. The time sequence in the function of the reloading control 40 is shown in FIG. At the zero crossing 31, the voltage 9 on the capacitor 2 triggers a recharge pulse 30 in the polarity that leads to an increase in the capacitor voltage 9. The polarity of the recharge pulse 30 thus changes in accordance with the direction of the zero crossing 31 and is not shown proportionally in the teit axis. The recharge pulse 30 consists of a certain amount of charge, which causes a voltage increase 33 at the capacitor voltage, as the voltage curve 32 shows. The supply of energy leads to an increased amplitude of the demagnetizing current 10 and reduces the decrement of the oscillation. A decisive factor in improving the effectiveness of the demagnetization process is its higher number of effective periods of oscillation before the oscillation has subsided after an extended decay time.

[0021] Der Aufbau der Nachadesteuerung 40 ist in Fig. 5 näher dargestellt. Eine Polaritätssteuerung 43 für die Polarität des Nachladepulses erzeugt an Hand der Spannung 9 am Kondensator 2 ein digitales Polaritätssignal 44 zum Bestimmen der Polarität, so dass der Nachladepuls 30 jeweils in der Richtung wirkt, welche die Spannung 9 am Kondensator zusätzlich erhöht. Eine Ladungssteuerung 45 erzeugt ein analoges Stellsignal 46 für die Stärke und die Dauer des Nachladepulses 30 und stellt somit die gewünschte Amplitude der Spannung 32 der Resonanzschwingung ein. Schliesslich ist eine Prozessablaufsteuerung 47 für den Prozessablauf verantwortlich. Sie leitet zum Zeitpunkt des Nulldurchgangs 31 der Spannung 9 den Nachladestrom 41 ein. An Hand einer vorgegebenen Hüllkurve wird dafür der Sollwert für die Amplitude der gewünschten Spannung 32 am Kondensator 2 bestimmt, die so im geschlossenen Regelkreis geregelt wird. Die Stärke des Nachladepulses 30 ist bestimmt durch seine Dauer und die Stromstärke, entspricht also einer bestimmten elektrischen Ladung. Zusätzlich kann die Prozessablaufsteuerung 47 einen Gleichstrom überlagernd auf dem Nachladestrom 41 anlegen, wenn beispielsweise ein stationäres, störendes Magnetfeld, wie das Erdmagnetfeld, kompensiert werden soll. Dies wird in der Regel nur in einer Polarität des Nachladestroms angelegt. The structure of the reloading control 40 is shown in more detail in FIG. A polarity control 43 for the polarity of the recharge pulse uses the voltage 9 on the capacitor 2 to generate a digital polarity signal 44 to determine the polarity, so that the recharge pulse 30 acts in the direction that additionally increases the voltage 9 on the capacitor. A charge controller 45 generates an analog control signal 46 for the strength and duration of the recharge pulse 30 and thus sets the desired amplitude of the voltage 32 of the resonance oscillation. Finally, a process flow control 47 is responsible for the process flow. At the time of the zero crossing 31 of the voltage 9, it initiates the recharging current 41. For this purpose, the setpoint value for the amplitude of the desired voltage 32 at the capacitor 2 is determined on the basis of a predetermined envelope curve, which voltage is thus regulated in a closed control loop. The strength of the recharge pulse 30 is determined by its duration and the current strength, ie it corresponds to a specific electrical charge. In addition, the process flow control 47 can superimpose a direct current on the recharging current 41 if, for example, a stationary, disruptive magnetic field, such as the earth's magnetic field, is to be compensated. This is usually only applied in one polarity of the recharge current.

[0022] Eine konkrete Lösung zur Bildung und zur Übertragung des Nachladestroms 41 ist in Fig. 6 dargestellt. Sie ist als Teil der Nachadesteuerung 40 doppelt vorgesehen, je in positiver und negativer Polarität. Fig. 6 zeigt die Ausführung in positiver Polarität. Eine Speicherdrossel 51 dient als Zwischenspeicher für den Nachladepuls 30, um den Nachladestrom 41 in einer Parallelschaltung zum Schwingkreis 15 dem Kondensator 2 zuführen zu können. Im Moment der Auslösung des Nachladepulses 30 legt die Speicherladequelle 55 über den geschlossenen Speicherladeschalter 54 eine bestimmte negative Spannung an die Speicherdrossel 51. So entsteht ein in ihr fliessender Strom in Richtung des Pfeils 56. Der Nachladestrom 41 zum Nachladen beginnt mit dem Schliessen des Schalters 52, das gleichzeitig erfolgt mit dem Öffnen des Schalters 54. A specific solution for the formation and transmission of the recharging current 41 is shown in FIG. It is provided twice as part of the recharge control 40, each in positive and negative polarity. Fig. 6 shows the design in positive polarity. A storage choke 51 serves as an intermediate store for the recharge pulse 30 in order to be able to supply the recharge current 41 to the capacitor 2 in a parallel connection to the resonant circuit 15. At the moment the reloading pulse 30 is triggered, the storage charging source 55 applies a certain negative voltage to the storage choke 51 via the closed storage charging switch 54. This creates a current flowing in it in the direction of the arrow 56. The reloading current 41 for reloading begins when the switch 52 closes , which takes place at the same time as the switch 54 is opened.

[0023] Der in der Speicherdrossel 51 gespeicherte Strom 56 kommutiert dadurch über die Diode 53 als Nachladestrom 41 in den Kondensator 2. Der ganze Vorgang wird von der Nachladesteuerung 50 gesteuert. Diese bestimmt an Hand des Polaritätssignals 44 den Zeitpunkt zum Auslösen des Nachladepulses und an Hand des Stellsignals 46 die Stärke dieses Pulses 30 über die Dauer des Schliessens des Schalters 54. Diese Dauer, in Verbindung mit der anliegenden Spannung der Speicherladequelle 55, ist massgebend für den in der Speicherdrossel aufgebauten Strom und bestimmt in der Folge die an den Kondensator 2 übertragene Ladung. Die Speicherdrossel 51 dient einerseits zum Dosieren des Nachladepulses 30. Sie erlaubt das präzise Vorbereiten des Nachladepulses 30 als separaten Vorgang, getrennt vom Entmagnetisierstrom. The current 56 stored in the storage choke 51 thus commutates via the diode 53 as the recharge current 41 in the capacitor 2. The entire process is controlled by the recharge control 50. This determines on the basis of the polarity signal 44 the time to trigger the reload pulse and on the basis of the control signal 46 the strength of this pulse 30 over the duration of the closing of the switch 54. This duration, in connection with the applied voltage of the storage charging source 55, is decisive for the Current built up in the storage choke and subsequently determines the charge transferred to the capacitor 2. The storage choke 51 serves, on the one hand, to meter the recharge pulse 30. It allows the precise preparation of the recharge pulse 30 as a separate process, separate from the demagnetizing current.

[0024] Eine alternative Lösung zur Bildung und Übertragung des Nachladepulses 30 gemäss Fig. 3b ist in Fig. 7 detaillierter dargestellt. Sie ist als Teil der Nachladesteuerung 60 ebenfalls doppelt vorgesehen, je in positiver und negativer Polarität. Fig. 7 zeigt die Ausführung in positiver Polarität. Ein Speicherkondensator 61 dient als Zwischenspeicher für die Nachladespannung. Im Moment der Auslösung des Nachladepulses speist die Nachladesteuerung 60 über den geschlossenen Nachladestromschalter 63 einen Ladestrom 63 auf den Speicherkondensator 61 und lädt ihn damit auf. Bei Erreichen der geforderten Nachladespannung am Kondensator 61 wird der Nachladestromschalter 63 geöffnet. Danach wird der Kommutierungsschalter 64 geöffnet und gleichzeitig der Nachladeschalter 65 geschlossen. Die über dem Kondensator 61 liegende Nachladespannung addiert sich nun zur Spannung 9 am Schwingkreiskondensator, und der Entmagnetisierstrom 10 nimmt nun den Weg über den Schalter 65 und den Kondensator 61. Dieser Zustand entspricht dem, in dem der Nachladeimpuls 30 zugefügt wird. Die Nachladesteuerung 60 leitet die zusätzliche Nachladespannung jeweils zum Zeitpunkt des Nulldurchgangs des Stroms 10 ein. Ist die Spannung über dem Kondensator 61 auf Null zurückgegangen, wird der Kommutierungsschalter 64 wieder geschlossen und der Schalter 65 geöffnet. Der Nachladeimpuls 30 ist abgeschlossen und der Strom im Schwingkreis nimmt seinen ursprünglichen Weg. An alternative solution for the formation and transmission of the reload pulse 30 according to FIG. 3b is shown in more detail in FIG. It is also provided twice as part of the recharge control 60, each in positive and negative polarity. Fig. 7 shows the design in positive polarity. A storage capacitor 61 serves as an intermediate store for the recharge voltage. At the moment the reloading pulse is triggered, the reloading control 60 feeds a charging current 63 to the storage capacitor 61 via the closed reloading current switch 63, thereby charging it. When the required recharge voltage is reached at the capacitor 61, the recharge current switch 63 is opened. The commutation switch 64 is then opened and the recharging switch 65 is closed at the same time. The recharge voltage across the capacitor 61 is now added to the voltage 9 at the resonant circuit capacitor, and the demagnetizing current 10 now takes the path via the switch 65 and the capacitor 61. This state corresponds to that in which the recharge pulse 30 is added. The recharge control 60 initiates the additional recharge voltage at the time of the zero crossing of the current 10. If the voltage across the capacitor 61 has decreased to zero, the commutation switch 64 is closed again and the switch 65 is opened. The recharge pulse 30 is completed and the current in the resonant circuit takes its original path.

[0025] Die hier als Schalter bezeichneten Funktionen sind konkret als Leistungshalbleiter ausgeführt, wozu je nach Auslegung von Spannung und Strom bipolare Transistoren, Feldeffekttransistoren, Insulated Gate Bipolar Transistoren, Thyristoren oder abschaltbare Thyristoren zum Einsatz kommen. Diese Auslegung umfasst den Spannungsbereich von 10 bis 5000 V, vorzugsweise 100 bis 1000 V, den Strombereich 1 bis 1000 A, vorzugsweise 5 bis 200 A, und den Frequenzbereich 5 bis 5000 Hz, vorzugsweise 20 bis 500 Hz. The functions referred to here as switches are specifically designed as power semiconductors, for which purpose, depending on the design of voltage and current, bipolar transistors, field effect transistors, insulated gate bipolar transistors, thyristors or thyristors that can be switched off are used. This design includes the voltage range from 10 to 5000 V, preferably 100 to 1000 V, the current range 1 to 1000 A, preferably 5 to 200 A, and the frequency range 5 to 5000 Hz, preferably 20 to 500 Hz.

[0026] Der Vorteil an dieser erfindungsgemässen Anordnung nach Fig. 3a oder 3b besteht darin, dass der Schaltkreis 12, in dem der Schwingkreis 15 seine natürliche Schwingung ausführen kann, in der meisten Zeit ungestört schwingen kann, wobei periodisch ein zweiter Schaltkreis zugeschalten wird zum Zuführen des Nachladepulses 30. Sobald die Energie im Nachladepuls 30 im ersten Schaltkreis 12 eingeleitet wurde, schwingt dieser wieder ungestört bis zum nächsten Nachladepuls 30, der etwas weniger Energie einfliessen lässt als vorherige. The advantage of this inventive arrangement according to Fig. 3a or 3b is that the circuit 12, in which the resonant circuit 15 can perform its natural oscillation, can oscillate undisturbed most of the time, with a second circuit being switched on periodically Supply of the reload pulse 30. As soon as the energy in the reload pulse 30 has been introduced in the first circuit 12, this oscillates again undisturbed until the next reload pulse 30, which allows a little less energy to flow in than the previous one.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

[0027] 1 Magnetspule 2 Kondensator 3 Masse 4 Schalter für Aufladung 5 Aufladestrom 6 erste DC Speisung; 6' zweite DC Speisung 7 Ladesteuerung 8 Schalter für Resonanzschwingung 9 Entmagnetisierspannung mit Spannungsamplituden 10 Entmagnetisierstrom mit Stromamplituden 11 elektronische Schaltvorrichtung 12 erster Schaltkreis 14 zweiter Schaltkreis als Nachladepulsgenerator 15 Schwingkreis 30 Nachladepuls 31 Nulldurchgang der Spannung 32 Spannungsverlauf mit Nachladeimpuls 33 Spannungsanstieg durch Nachladeimpuls 40 Nachladesteuerung 41 Nachladestrom 42 Schalter 43 Polaritätssteuerung zum Nachladepuls 44 Polaritätssignal 45 Ladungssteuerung 46 Stellsignal 47 Steuerung zum Prozessablauf 50 Nachladesteuerung 51 Speicherdrossel 52 Nachladeschalter 53 Diode 54 Speicherladeschaltung 55 Speicherladequelle 56 Richtungspfeil Strom 60 alternative Nachladesteuerung 61 Speicherkondensator 62 Ladestrom 63 Nachladestromschalter 64 Kommutierungsschalter 65 Nachladeschalter t Zeitachse 1 solenoid coil 2 capacitor 3 ground 4 switch for charging 5 charging current 6 first DC supply; 6 'second DC supply 7 charging control 8 switch for resonance oscillation 9 demagnetizing voltage with voltage amplitudes 10 demagnetizing current with current amplitudes 11 electronic switching device 12 first circuit 14 second circuit as reload pulse generator 15 oscillating circuit 30 reload pulse 31 zero crossing of the voltage 32 voltage curve with reload pulse 33 voltage rise through reload current control 41 reload current control 40 reload current control 42 Switch 43 Polarity control for recharge pulse 44 Polarity signal 45 Charge control 46 Control signal 47 Control for process sequence 50 Recharge control 51 Storage choke 52 Recharge switch 53 Diode 54 Storage charging circuit 55 Storage charging source 56 Directional arrow current 60 Alternative recharging control 61 Storage capacitor 62 Charging current 63 Recharge current switch 64 Commutation switch 65 Recharge switch t time axis

Claims

1. Electronic switching device (11) for demagnetizing ferromagnetic bodies with a first circuit (12) comprising a magnetic coil (1), a capacitor (2) and a switch (8) for generating a demagnetizing oscillating circuit (15) and a parallel arranged therewith Charging control (7), which can be fed with a first DC supply (6), and with a switch (4) for charging the capacitor (2), with the charged capacitor being opened when the switch (4) and the switch (8) are closed (2) discharges and forms a decaying resonance oscillation, which is characterized by decaying amplitudes of a periodic demagnetizing voltage (9) and a periodic demagnetizing current (10) and by a decay time, characterized by a second circuit (14) as a recharge pulse generator comprising a recharge control (40, 60), which can be fed with a second DC supply (6 '), and with a switch (42, 65) for the periodic supply of electrical energy in Form of a reload pulse (30) in the first circuit (12) during an ongoing resonance oscillation after a whole or half oscillation in each case in the oscillating circuit (15) in order to generate a changed resonance oscillation with an extended decay time by means of increased amplitudes of the demagnetizing voltage (9) and / or the demagnetizing current (10).

2. Device according to claim 1, characterized in that the reload pulse (30) is a reload current (41) which is introduced in parallel into the resonant circuit (15) by the reload control (40).

3. Apparatus according to claim 2, characterized in that the recharge control (40) is assigned a polarity control (43) in order to be able to supply the recharge current (41) in both polarities according to the instantaneous polarity to the capacitor (2).

4. Apparatus according to claim 2 or 3, characterized in that the recharge control (40) is assigned a charge control (45) to determine the strength and duration of the recharge current (41) in order to set the desired amplitude of the voltage (32) of the resonance oscillation .

5. Device according to one of claims 2 to 4, characterized in that the reloading control (40) is assigned a process sequence control (47) in order to be able to initiate the reloading current (41) in each case at the time of the zero crossing (31) of the voltage (9).

6. The device according to claim 5, characterized in that the reloading control 40 with the process flow control (47) can apply a direct current superimposed on the reloading current (41).

7. The device according to claim 6, characterized in that the process sequence control (47) can only allow the additional direct current in one polarity of the recharging current.

8. Device according to one of claims 1 to 7, characterized in that the recharge control (40) is assigned a storage choke (51) as a buffer to supply the recharge current (41) to the capacitor (2) in a parallel circuit to the resonant circuit (15) to be able to.

9. The device according to claim 1, characterized in that the recharge pulse (30) is a recharge voltage which can be introduced in series into the resonant circuit (15) by the recharge control (60).

10. The device according to claim 9, characterized in that the recharge control (60) is assigned a capacitor (61) as an intermediate store, which can supply the recharge voltage to the capacitor (2) in the series circuit in the resonant circuit (15).

11. The device according to claim 9, characterized in that the recharge control (60) can initiate the additional recharge voltage at the time of the zero crossing of the current (10).