DD147016A1

DD147016A1 - CIRCUIT ARRANGEMENT FOR QUICK-LOADING ELECTROMAGNETS

Info

Publication number: DD147016A1
Application number: DD21684379A
Authority: DD
Inventors: Siegfried Fleischer
Original assignee: Siegfried Fleischer
Priority date: 1979-11-13
Filing date: 1979-11-13
Publication date: 1981-03-11
Also published as: DE3031659A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Schnellerregung von Elektromagneten, insbesondere zur Schnellerregung von elektromagnetischen Kupplungen in Werkzeugmaschinen. Ziel der Erfindung ist es, mit geringem technischem Aufwand mehrere Elektromagnete in einer Steuerung schnell zu erregen. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung zur Schnellerregung von Elektromagneten zu schaffen, die bei geringen zusaetzlichen Verlustleistungen und ohne wesentlichen Mehraufwand an zusaetzlichen Bauelementen eine effektive Schnellerregung von mehreren Elektromagneten gewaehrleistet. Dies wird dadurch erreicht, dasz in Reihe mit der Spule des Elektromagneten und einem Thyristor ein Kondensator geschaltet ist, dem eine fuer den Laststrom in Fluszrichtung gepolte Diode parallelgeschaltet ist und der ueber einen Widerstand an einer zusaetzlichen leistungsschwachen Spannungsquelle angeschlossen ist. Beim Einschalten des Thyristor entlaed sich der Kondensator im Lastkreis und legt eine erhoehte Spannung an die Spule des Elektromagneten, was zur gewuenschten Schnellerregung fuehrt. Anwendungsgebiet: Elektromagnetische Kupplungen in Werkzeugmaschinen und anderen Maschinen.The invention relates to a circuit arrangement for the rapid excitation of electromagnets, in particular for the rapid excitation of electromagnetic clutches in machine tools. The aim of the invention is to quickly excite a plurality of electromagnets in a controller with little technical effort. The invention has for its object to provide a circuit arrangement for fast excitation of electromagnets, which ensures an effective fast excitation of several electromagnets at low additional power losses and without significant overhead on additional components. This is achieved by connecting a capacitor in series with the coil of the electromagnet and a thyristor to which a diode poled for the load current in the flux direction is connected in parallel and which is connected via a resistor to an additional low-power voltage source. When the thyristor is switched on, the capacitor discharges in the load circuit and applies an increased voltage to the coil of the electromagnet, which leads to the desired fast excitation. Application: Electromagnetic couplings in machine tools and other machines.

Description

A-A-

Titel der ErfindungTitle of the invention

Schaltungsanordnung zur Schnellerregung von ElektromagnetenCircuit arrangement for fast excitation of electromagnets

Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Schnellerregung von Elektromagnaten, insbesondere zur Schnellerregung von elektromagnetischen Kupplungen in Werkzeugmaschinen.The invention relates to a circuit arrangement for the rapid excitation of electric tyrants, in particular for the rapid excitation of electromagnetic clutches in machine tools.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen In der Zeitschrift Elektric (1971/H.6-S.219.u. 1975/H.8-S.431) sind verschiedene Methoden zur Schnellerregung von Elektromagneten beschrieben.Characteristic of the known technical solutions In the journal Elektric (1971 / H.6-S.219.u. 1975 / H.8-S.431) various methods for the fast excitation of electromagnets are described.

Mit Hilfe einer Kondensator-Widerstandskombination kann zur Schnellerregung ein Schwingkreis aufgebaut werden, der die Magnetspule einbezieht, wobei die Schwingung nach einer bestimmten Zeit abgebrochen werden muß. Durch die Erzeugung einer Stromschwingung wird eine große Stromänderungsgeschwindigkeit erreicht.With the help of a capacitor-resistor combination, a resonant circuit can be built up for fast excitation, which involves the magnetic coil, whereby the oscillation must be stopped after a certain time. By generating a current swing, a large rate of change of current is achieved.

Es ist weiterhin möglich, eine Schnellerregung durch eine Zusatzstromquelle mit höherer Spannung, die nur im ersten Moment wirkt und durch einen separaten Schalter impulsmäßig eingeschaltet wird, zu erreichen.It is also possible to achieve a fast excitation by an additional current source with higher voltage, which acts only in the first moment and is pulsed on by a separate switch.

Bei der Möglichkeit der Übererregung durch Überspannung beträgt die angelegte Spannung ein Vielfaches der Nennspannung. Bei Erreichen des Nennstromes ist zu gewährleisten, daß der Strom in den Erregerwicklungen begrenztWith the possibility of overexcitation by overvoltage, the applied voltage is a multiple of the rated voltage. When the rated current is reached, it must be ensured that the current in the excitation windings is limited

wird, wobei zur Begrenzung des Stromes zusätzliche Schaltelemente erforderlich sind.is, with the limitation of the current additional switching elements are required.

Nachteilig bei allen aufgeführten Methoden ist, daß zusätzliche Verlustleistungen entstehen. Das äußert sich bspvii» bei der Schnellerregung durch einen Schwingkreis in höheren ohm'sehen- und Wirbelstromverlusten. Weiterhin tritt eine erhebliche Verschlechterung des Wirkungsgrades ein«A disadvantage of all listed methods is that additional power losses occur. This manifests itself in the case of rapid excitation through a resonant circuit in higher ohmic and eddy current losses. Furthermore, a significant deterioration of the efficiency occurs «

Bei der mehrfachen Anwendung der einzelnen aufgeführten Methoden in einer Anlage tritt, bedingt durch die für jeden Zweig notwendigen zusätzlichen, sich wiederholenden Bauelemente, ein höherer technischer Aufwand ein.In the multiple application of the individual listed methods in a system occurs, due to the need for each branch additional, repetitive components, a higher technical effort.

Ziel der ErfindungObject of the invention

Das Ziel der Erfindung besteht darin, mit geringem technischem Aufwand mehrere Elektromagnete in einer Steuerung schnell zu erregen.The aim of the invention is to quickly excite several electromagnets in a controller with little technical effort.

Darlegung des Wesens der Erfindung Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung zur Schnellerregung von Elektromagneten zu schaffen, die bei geringen zusätzlichen Verlustleistungen und ohne wesentlichen Mehraufwand an zusätzlichen Bauelementen eine effektive Schnellerregung von mehreren Elektromagneten gewährleistet.DISCLOSURE OF THE INVENTION The invention has for its object to provide a circuit arrangement for fast excitation of electromagnets, which ensures effective fast excitation of multiple electromagnets with low additional power losses and without significant overhead on additional components.

Erfindungsgemäß wird dies ,dadurch erreicht, daß in Reihe mit der Spule des Elektromagneten und dem Thyristor ein Kondensator geschaltet ist, dem eine für den Laststrom in Flußrichtung gepolte Diode parallelgeschaltet ist und der über einen an sich bekannten Widerstand an einer zusätzlichen leistungsschwachen Spannungsquelle angeschlossen ist·According to the invention, this is achieved in that a capacitor is connected in series with the coil of the electromagnet and the thyristor, which is connected in parallel to a poled diode for the load current in the flux direction and which is connected via a resistor known per se to an additional low-power source.

Ausführungsbeispielembodiment

Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. InThe circuit arrangement according to the invention will be explained in more detail below using an exemplary embodiment. In

-3--3-

der zugehörigen Zeichnung ist das Schaltbild der erfindungsgemäßen Lösung dargestellt.the accompanying drawing, the circuit diagram of the inventive solution is shown.

Die Schaltungsanordnung ist folgendermaßen aufgebaut: An einer Spannungsquelle U (pulsierende Gleichspannung) sind mehrere Zweige 1 zur Speisung von Elektromagneten 2 angeschlossen, wobei ein Zweig 1 aus einer Reihenschaltung eines Thyristors 3, eines Kondensators 4, dem eine Diode 5 parallelgeschältet ist und der Spule des Elektromagneten 2, dem eine Löschdiode 6 parallelgeschaltet ist, besteht. Zusätzlich ist an dem Minusanschluß des Kondensators 4, der an der Kathode des Thyristors 3 liegt, ein .Widerstand 7 angeschlossen, der zu einer zusätzlichen leistungsschwachen Spannungsquelle U- führt. Die Wirkungsweise ist folgende:The circuit arrangement is constructed as follows: At a voltage source U (pulsating DC voltage) a plurality of branches 1 are connected to the supply of electromagnets 2, wherein a branch 1 of a series circuit of a thyristor 3, a capacitor 4, which is a parallel peeled diode 5 and the coil of Electromagnet 2, which is a quenching diode 6 connected in parallel, there is. In addition, at the negative terminal of the capacitor 4, which is located at the cathode of the thyristor 3, a. Resistor 7 is connected, which leads to an additional low-power source U-. The mode of action is the following:

Im ausgeschalteten Zustand (Thyristor 3 nicht gezündet) ist der in Reihe mit der Spule des Elektromagneten 2 liegende Kondensator 4, der durch eine im stationären Betrieb in Durchlaßrichtung gepolten Diode 5 überbrückt wird, auf die dargestellte Polarität über den Widerstand 7 aufgeladen. Das wird durch eine leistungsschwache Spannungsquelle U₂, die gleichzeitig auch die Kondensatoren der anderen schnell zu erregenden Stromkreise speist, erreicht. Die Polarität des aufgeladenen Kondensators 4 muß so sein, daß sich im gesamten Laststromkreis eine höhere Spannung als die Betriebsspannung ergibt. Wird nun der Thyristor 3 eingeschaltet, entlädt sich der Kondensator im Lastkreis und legt damit an die Spule des Elektromagneten 2 eine erhöhte Spannung an. Im aufgezeigten Ausführungsbeispiel ist U =24V und U_= -50V. Damit ergibt sich eine Gesamtspannung von U +U_s 74V. Dieser dreifach höhere Spannungswert erzeugt einen großen Stromanstieg und damit kommt es zur gewünschten Schnellerregung. Nach Entladung des Kondensators 4 übernimmt die Diode 5 den Laststrom. Dabei stellt sich auf dem Kondensator 4 eine Spannung ein, die der Flußspannung der Diode 5 entspricht und die eine der ursprünglichen entgegengesetzte Polarität hat» Diese kleine Span-In the off state (thyristor 3 is not ignited) is in series with the coil of the electromagnet 2 lying capacitor 4, which is bridged by a polarized in steady state operation in the forward direction diode 5, charged to the illustrated polarity via the resistor 7. This is achieved by a low-power voltage source U ₂ , which also feeds the capacitors of other fast-to-energize circuits. The polarity of the charged capacitor 4 must be such that a higher voltage than the operating voltage results in the entire load circuit. If now the thyristor 3 is switched on, the capacitor discharges in the load circuit and thus applies to the coil of the electromagnet 2 an increased voltage. In the exemplary embodiment shown, U = 24V and U_ = -50V. This results in a total voltage of U + U_s 74V. This threefold higher voltage value generates a large current increase and thus it comes to the desired fast excitation. After discharge of the capacitor 4, the diode 5 takes over the load current. In this case, on the capacitor 4 sets a voltage which corresponds to the forward voltage of the diode 5 and which has one of the original opposite polarity »This small chip

nung entgegengesetzter Polarität ist für einen Elektrolytkondensator nicht schädlich. Am Widerstand 7 entsteht jetzt die höchste Verlustleistung während des Zyklusses, die aber absolut nicht groß ist, da der Widerstand 7 entsprechend hochohmig gewählt werden kann.The opposite polarity is not detrimental to an electrolytic capacitor. At the resistor 7 now creates the highest power loss during the cycle, which is not great, however, since the resistor 7 can be selected correspondingly high impedance.

Die Vorteile der erfindungsgemäßen Lösung bestehen einmal darin, daß nahezu keine zusätzlichen Verlustleistungen entstehen. Weiterhin ist von Vorteil, daß mit einer zusätzlichen leistungsschwachen Spannungsquelle mehrere Schnellerregungskreise höherer Leistung gespeist werden können. Der zusätzliche Aufwand an Bauelementen ist ge-. ring, wodurch der technische Aufwand klein bleibt. Darüberhinaus ist die Anwendung der erfindungsgemäßen Lösung auch bei größeren zu schaltenden Elektromagneten möglich.The advantages of the solution according to the invention consist in the fact that almost no additional power losses occur. Furthermore, it is advantageous that with an additional low-power voltage source several fast-switching circuits higher power can be fed. The additional expense of components is ge. ring, whereby the technical complexity remains small. Moreover, the application of the solution according to the invention is also possible with larger electromagnets to be switched.

-5--5-

Claims

invention claim

Circuit arrangement for the rapid excitation of electromagnets, in particular for the rapid excitation of electromagnetic couplings in machine tools, which contains a mechanical or electronic switch and a resistor connected to voltage, characterized in that in series with the coil of the electromagnet (2) and the thyristor (3 ) a capacitor (4) is connected, to which a poled for the load current in the direction of flux diode (5) is connected in parallel and which is connected via the resistor (7) to an additional low-power supply (Up).

1 Drawings