DD291897A7 - DIGITAL CONTROL METHOD FOR MOTORLESS MAGNETIC FIELD DRIVERS - Google Patents

DIGITAL CONTROL METHOD FOR MOTORLESS MAGNETIC FIELD DRIVERS Download PDF

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DD291897A7
DD291897A7 DD32548389A DD32548389A DD291897A7 DD 291897 A7 DD291897 A7 DD 291897A7 DD 32548389 A DD32548389 A DD 32548389A DD 32548389 A DD32548389 A DD 32548389A DD 291897 A7 DD291897 A7 DD 291897A7
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DD
German Democratic Republic
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coils
stirring
magnetic field
motorless
coil
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DD32548389A
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German (de)
Inventor
Wolfgang Knittel
Gunter Seifert
Original Assignee
Knittel,Wolfgang,De
Seifert,Gunter,De
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur digitalen Ansteuerung von motorlosen Magnetfeldruehrern, mit dem die Schrittzahl fuer das permanentmagnetische Ruehrelement verdoppelt wird. Typische Anwendungen sind in der chemischen und biotechnologischen Forschung, Entwicklung und Industrie, wo sowohl leistungsstarke Laborruehrer als auch Kleinstruehrer eingesetzt werden. Vorhandene motorlose Magnetfeldruehrer koennen mit diesem Verfahren nachgeruestet werden und somit eine hoehere Stabilitaet erreichen. Erfindungsgemaesz wird diese Aufgabe geloest, indem die Schrittzahl des Ruehrelementes fuer eine Umdrehung elektromagnetisch verdoppelt wird.{Magnetfeldruehrer, motorlos; Ansteuerung, digital; Forschung, biotechnologisch; Forschung, chemisch; Kleinstruehrer; Nachruestung; Schrittzahl; Stabilitaet, hoeher}The invention relates to a method for digital control of motorless Magnetfeldruehrern, with the number of steps for the permanent magnetic stirring element is doubled. Typical applications are in chemical and biotechnological research, development and industry where both high performance laboratory and small scale instruments are used. Existing motorless magnetic field rotors can be retrofitted with this method and thus achieve a higher stability. According to the invention, this object is achieved by electromagnetically doubling the number of steps of the stirring element for one rotation. Control, digital; Research, biotechnological; Research, chemical; Klein True listeners; retrofitting; Step number; Stability, higher}

Description

Ausführungsbeispielembodiment

In Fig.2 wird ein Beispiel für einen motorlosen Magnetfoldrührer mit 3 Polpaaren dargestellt.2 shows an example of a motorless Magnetfoldrührer with 3 pole pairs.

Die Polschuhe 8 mit den Magnetspulen 9 werden ringförmig von dem Kern 7 umschlossen und weisen zum Mittelpunkt. Die jeweils gegenüberliegenden Spulen werden so verschaltet, daß sie elektrisch als eine Spule zu betrachten sind, die an den Polschuhen in ihrem magnetischen FIuU unterbrochen ist. Die jeweils gegenüberliegenden Polschuhe bilden bei elektrischer Erregung der Spule je ein magnetisches Polpaar.The pole pieces 8 with the magnetic coils 9 are annularly surrounded by the core 7 and point to the center. The respective opposite coils are connected so that they are to be considered electrically as a coil, which is interrupted at the pole pieces in their magnetic FIuU. The respective opposite pole pieces each form a magnetic pole pair upon electrical excitation of the coil.

Das Rührelement, bestehend aus einem Permanentmagneten, befindet sich im Mittelpunkt dieser Anordnung. Es richtet sich nach den sich jeweils an den Polschuhen entsxehenden Polen aus.The stirring element, consisting of a permanent magnet, is located in the center of this arrangement. It depends on the poles which are in each case on the pole shoes.

Bei der bisher üblichen Betriebsart werden die Spulen zyklisch angeregt und das Rührelement führt eine Bewegung von 60° von Spule zu Spule aus.In the usual operating mode, the coils are cyclically excited and the stirring element performs a movement of 60 ° from coil to coil.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Ansteuerung führt einen zusätzlichen Schritt ein.The control method according to the invention introduces an additional step.

Ist eine Spule erregt, wird im zweiten Schritt die nächstfolgende dazugeschaltet. Das Rührelement nimmt eine Zwischenstellung zwischen rien Spulen ein, es führt eine Bewegung von 30° aus. Im nächsten Schritt wird dann die zuerst erregte Spule abgeschaltet, das Rührelement bewegt sich wiederum um 30° weiter und richtet sich über der zweiten Spule aus.If one coil is energized, the next step is added in the second step. The stirring element assumes an intermediate position between the coils, it performs a movement of 30 °. In the next step, then the first excited coil is turned off, the stirring element moves in turn by 30 ° and aligns with the second coil.

Verfährt man auch bei den nächsten Schritten in gleicher Weise weiter, so ist die Schrittanzahl für eine Gesamtumdrehung verdoppelt und die Stabilität erhöht.If you proceed in the same way in the next steps, the number of steps for a complete revolution is doubled and the stability increased.

Für do'.i Zeitraum, wo zwei Spulen erregt sind, wird eine S'.romreduzierung für äie Spulen wirksam. Durch diese Maßnahme wird ein gleichmäßiges magnetisches Drehfeld erzeugt und somit eine zusätzliche Belastung der Leistungsquelk vermieden.For do'.i period, where two coils are energized, a S'.rom reduction for äie coils is effective. By this measure, a uniform magnetic rotating field is generated and thus avoided an additional burden of Leistungsquelk.

Während der Wartezeit vor und nach einem Rührvergang werden alle Spulen stromfrei geschaltet, um eine unnötige Erwärmung des Spulensystems des Magnetrührers zu vermeiden.During the waiting time before and after a stirring process, all coils are de-energized in order to avoid unnecessary heating of the coil system of the magnetic stirrer.

Claims (4)

1. Verfahren zur digitalen Ansteuerung von motorlosen Magnetfeldrührern (6) mit mindestens zwei Spulen, die über eine Schalteinrichtung (4) aus einer Leistungsquelle (5) versorgt werden, die über Irr.pulse von einem Zähler (2) mit regelbarer Taktfrequenz (1) gesteuert werden, dadurch gekennzeichnet, daß eine Logikschaltung (3) zwischen Zähler (2) und der Schalteinrichtung (4) benutzt wird, wobei die Spulen (9) durch die Logikschaltung (3) in Drehrichtung zeitlich überlappend von der Leistungsquelle (5) zu- oder abgeschaltet werden.1. A method for the digital control of motorless magnetic field stirrers (6) with at least two coils, which are supplied via a switching device (4) from a power source (5) via Irr.pulse from a counter (2) with adjustable clock frequency (1) be controlled, characterized in that a logic circuit (3) between the counter (2) and the switching device (4) is used, the coils (9) by the logic circuit (3) in the direction of rotation overlapping in time from the power source (5) or shut off. 2. Verfahren zurdigitalen Ansteuerung von motorlosen Magnetfeldrührern nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zeitliche Überlappung so gewählt wird, daß im ersten Drittel der Einschaltzeit einer Spule (9) die vorhergehende noch mit eingeschaltet bleibt und im letzten Drittel der Einschaltzeit einer Spule (9) die nachfolgende Spule (9) schon mit eingeschaltet wird.2. A method for the digital control of motorless magnetic stirrer according to claim 1, characterized in that the temporal overlap is chosen so that in the first third of the on time of a coil (9), the preceding still remains on and in the last third of the on time of a coil (9 ) the following coil (9) is already turned on. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Einschaltzeit zweier Spulen (9) der Strom, der aus der Leistungsquelle (5) geliefert wird, für jede der eingeschalteten Spulen (9) in der Leistungsquelle (5) bis zu 50% herabgesetzt wird.3. The method according to claim 1, characterized in that at the turn-on time of two coils (9), the current supplied from the power source (5), for each of the switched coils (9) in the power source (5) reduced by up to 50% becomes. 4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß wahrend der Wartezeit vor und nach einem Rührvorgang alle Spulen (9) durch die Logikschaltung (3) stromfrei geschaltet werden.4. The method according to claim 1, characterized in that during the waiting time before and after a stirring all coils (9) are switched off by the logic circuit (3). Hierzu 1 Seite ZeichnungenFor this 1 page drawings Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention Die Erfindung kann in der chemischen und biotechnologischen Forschung, Routine und Industrie eingesetzt werden. Sie eignet sich sowohl für leistungsstarke Laborrührer als auch für Kleinstrührer mit einer oder mehreren Rührstellen.The invention can be used in chemical and biotechnological research, routine and industrial. It is suitable for high-performance laboratory stirrers as well as for small stirrers with one or more stirring points. Charakteristik des bekannten Standes der TechnikCharacteristic of the known state of the art Motorlose Magnetfeldrührer herkömmlicher Bauart bestehen meist aus einer sternförmigen Anordnung von mindestens zwei oder mehr elektromagnetischen Polpaaren. Über dem Zentrum dieser Polpaare befindet sich im Rührgefäß das Rührelement, das durch zyklisches Ansteuern der Spulen der Elektromagneten in eine Drehbev eejung versetzt wird. Jeweils nach einer Drehung des Rührelementes von z. B. 90° bei zwei Polpaaren ist das magnetische Feld umzupolen. Die Ansteuerung der Spulen erfolgt über Leistungsstufen, die durch einen Zähler gesteuert werden. Durch Variation der Zähler-Taktfrequenz ist es möglich, die Geschwindigkeit des magnetischen Drehfeldes zu verändern.Motorless magnetic field stirrers of conventional design usually consist of a star-shaped arrangement of at least two or more electromagnetic pole pairs. Above the center of these pole pairs is located in the mixing vessel, the stirring element, which is set by cyclically driving the coils of the electromagnet in a Drehbev eejung. Each time after a rotation of the stirring of z. B. 90 ° in two pole pairs umzupolen the magnetic field. The control of the coils via power stages, which are controlled by a counter. By varying the counter clock frequency, it is possible to change the speed of the rotating magnetic field. Die Stabilität und der Gleichlauf des Rührelementes hängen im wesentlichen von der Bündelung des Magnetfeldes und der Anzahl der Polpaare ab. Einer Erhöhung der Polpaarenanzahl sind mechanische Grenzen gesetzt, auch zusätzliche konstruktive Maßnahmen, wie Füllstücke, Mu-Metallplatten und Hilfspolkerne, dargestellt in den Erfindungsbeschreibungen DE 3135961, DE 3400724 und DT 2709365, sind aufwendig und in der Anwendungsbreite eingeschränkt.The stability and the synchronism of the stirring element depend essentially on the bundling of the magnetic field and the number of pole pairs. An increase in the number of poles are mechanical limits set, and additional design measures, such as filler, Mu metal plates and auxiliary pole cores, shown in the invention DE 3135961, DE 3400724 and DT 2709365, are complex and limited in the scope. Ziel der ErfindungObject of the invention Das Ziel der Erfindung ist es, die Anwendungsbreite eines motorlosen Magnetfeldrührers zu vergrößern und damit Arbeitszeit und Geräte einzusparen. Vorhandene motorlose Magnetfeldrührer sollen mit diesem Verfahren nachrüstbar sein und somit die Qualität der neuen Systome erreichen, ohne dabei in das spezielle Spulensystem mechanisch eingreifen zu müssen.The aim of the invention is to increase the scope of application of a motorless magnetic stirrer and thus save working time and equipment. Existing motorless magnetic stirrer should be retrofittable with this method and thus achieve the quality of the new Systome, without having to intervene mechanically in the special coil system. Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur digitalen Ansteuerung für motorlose Magnetfeldrührer zu finden, daß bei üblichen Magnetrührersystemen der Gleichlauf und die Stabilität des Rührelementes bei unterschiedlich viskosen Medien wesentlich verbessert wird und somit unter normalen Betriebsbedingungen Trudelerscheinungen und Stillstand des Rührelementes vermieden werden.The invention has for its object to find a method for digital control for motorless magnetic stirrer that is significantly improved in conventional magnetic stirrer systems, the synchronization and the stability of the stirring at different viscous media and thus be avoided under normal operating conditions Trudelerscheinungen and stoppage of the stirring. Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß. !nd jm die Anzahl der magnetischen Wirksektoren für das Rührelement verdoppelt wird. Hierbei ist ei unwesentlich, aus wieviel Spulen (eine Spule = ein Polpaar) der Magnetfeldrührer besteht. Die Verdopplung erfolgt ohne eine mechanische Veränderung des Rührers. Bei den bisher bekannten Lösungen erfolgt die Führung des Rührelementes durch zyklisches Erregen der einzelnen Spulen. Wird nun zu einer erregten Spule eine zweite nachfolgende dazu geschaltet, so nimmt das Rührelement eine Mittelstellung zwischen den Spulen ein. Es wird auf diese Weise ein magnetisch stabiler Zwischenschritt für das Rührelement erzeugt. Verfährt man für eine gesamte Umdrehung des Rührelementes in gleicher Weise, so verdoppelt man die Anzahl der magnetisch stabilen Schritte für eine Umdrehung. Durch das erfindungsgemäße Verfahren zur Ansteuerung von Magnetfeldrührern erhöht sich ihre Leistungsfähigkeit gegenüber dem bekannten Stand der Technik. Die Einsatzbreite der Magnetfeldrührer erweitert sich erheblich. Es können Medien höherer Viskosität gerührt werden. Kleine Teilchen im Medium und auch ein nicht ganz ebensr Boden des Rührgefäßes stören den Rührvorgang nicht.The solution of the task is carried out according to the invention. ! nd the number of magnetic sectors of action for the stirring element is doubled. In this case, it is irrelevant how many coils (one coil = one pole pair) of the magnetic field stirrer. The doubling takes place without a mechanical change of the stirrer. In the previously known solutions, the guidance of the stirring element is carried out by cyclically exciting the individual coils. If now a second subsequent thereto is connected to an excited coil, the stirring element assumes a middle position between the coils. It is generated in this way, a magnetically stable intermediate step for the stirring. If one proceeds in the same way for a complete revolution of the stirring element, then one doubles the number of magnetically stable steps for one revolution. The inventive method for controlling magnetic field stirrers increases their performance compared to the known prior art. The application width of the magnetic field stirrer expands considerably. It can be stirred media of higher viscosity. Small particles in the medium and also not quite equal bottom of the mixing vessel do not disturb the stirring process.
DD32548389A 1989-02-03 1989-02-03 DIGITAL CONTROL METHOD FOR MOTORLESS MAGNETIC FIELD DRIVERS DD291897A7 (en)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE102006024300A1 (en) * 2006-05-24 2007-11-29 Manfred Schmelzer Gmbh Device for stirring liquids comprises magnetic coils each made from a core of magnetic material having axes lying in a plane parallel to the rotating plane of a stirring rod
DE202007000665U1 (en) * 2007-01-15 2008-05-29 AMTEC - Anwendungszentrum für Mikrotechnologien Chemnitz GmbH magnetic stirrer

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE102006024300A1 (en) * 2006-05-24 2007-11-29 Manfred Schmelzer Gmbh Device for stirring liquids comprises magnetic coils each made from a core of magnetic material having axes lying in a plane parallel to the rotating plane of a stirring rod
DE102006024300B4 (en) * 2006-05-24 2008-08-14 Manfred Schmelzer Gmbh Device for stirring liquids
DE202007000665U1 (en) * 2007-01-15 2008-05-29 AMTEC - Anwendungszentrum für Mikrotechnologien Chemnitz GmbH magnetic stirrer

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