DE102006009628A1 - Device for controlling an electromagnetic actuator - Google Patents

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Abstract

Bei einem Verfahren zur Steuerung eines elektromagnetischen Stellantriebes ist eine Schaltungseinrichtung vorgesehen, die einen Eingang (80.2) zum Anschluss an eine Versorgungsspannung (UV), einen Eingang (80.3) zum Anschluss an GND, zwei Ausgänge (80.4, 80.5) zum Anschluss einer Last (100), mindestens ein Schaltelement (10) zur Unterbrechung der Stromversorgung und eine Einrichtung (20) zur Erfassung des Stroms aufweist. Ein Steuerelement (60) dient zur Messung von Strom und Versorgungsspannung sowie zur Steuerung des wenigstens einen Schaltelements (10). Dadurch, dass das Steuerelement (60) anhand von Strom und der Höhe der Versorgungsspannung die Impedanz der Last des Stellantriebes errechnet und die zum Betrieb des Stellantriebs notwendige Leistung bestimmt, werden Ventilspulen nach ihrer Nennspannung identifiziert und für den industriellen Einsatz nutzbar gemacht.at a method for controlling an electromagnetic actuator a circuit device is provided which has an input (80.2) for connection to a supply voltage (UV), an input (80.3) for connection to GND, two outputs (80.4, 80.5) for connecting a load (100), at least one switching element (10) to interrupt the power supply and a device (20) for detecting the current. A control (60) is used for measuring current and supply voltage as well as for control the at least one switching element (10). By doing that the control (60) based on current and altitude the supply voltage is the impedance of the load of the actuator calculated and necessary for the operation of the actuator power determined, valve coils are identified by their rated voltage and for the industrial use made usable.

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Description

Gebiet der ErfindungTerritory of invention

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Steuerung eines elektromagnetischen Stellantriebs wie einer Magnetspule, insbesondere einer Magnetspule an Hydraulik- oder Pneumatikschaltventilen, vorzugsweise im Bereich von Kunststoff-Spritzgießmaschinen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The The invention relates to a device for controlling an electromagnetic Actuator such as a magnetic coil, in particular a magnetic coil at hydraulic or Pneumatic switching valves, preferably in the field of plastic injection molding machines according to the preamble of claim 1.

Stand der TechnikState of technology

Im industriellen Bereich werden traditionell hydraulische Schaltventile mit einer Versorgungsspannung von 24VDC eingesetzt. Das gleiche gilt für die Pneumatik im industriellen Einsatz. Vorgegeben durch das Bordnetz, liegen die Versorgungsspannungen von Schaltventilen im mobilen Bereich meist bei 12VDC. Das Spektrum an Ventilen und deren Schaltlogik ist jedoch vergleichbar.In the industrial sector, hydraulic switching valves with a supply voltage of 24V DC are traditionally used. The same applies to pneumatics in industrial applications. Prescribed by the vehicle electrical system, the supply voltages of switching valves in the mobile area are usually 12V DC . However, the range of valves and their switching logic is comparable.

Aus der DE 40 31 427 A1 sind ein Verfahren und eine Vorrichtung bekannt, die mit Hilfe von pulsweitenmodulierter Versorgungsspannung einen energiereduzierten Betrieb mit nachgeregelter Leistungsanpassung eines elektromagnetischen Stellgliedes erlaubt. Dieses Verfahren reduziert zyklisch die Leistung auf eine Minimalleistung (P0) und kann somit an die Grenze des Haltemomentes des Stellgliedes gelangen. Dazu werden Spulenstrom und Spulenspannung gemessen und die Leistung in der Spule wird kontinuierlich oder in festgelegten Stufen reduziert, bis sich der Aktor bewegt, d.h. die Gegeninduktion in der Spule durch den Spulenstrom erkannt wird. Diese Leistung P0 wird mit einen Offset versehen und als Minimalleistung an die Spule abgegeben. Das Verfahren ist unabhängig von der angeschlossenen Last, wobei bei kleinen induktiven Lasten das Erkennen der Aktorbewegung wegen der geringen Gegeninduktion durch Spulenstrom und -spannung schwierig ist. Zudem besteht die Gefahr, dass sich in kritischen Anwendungen unter hoher Last oder bei spontan einwirkenden Störgrößen, sich die Last zumindest teilweise aus dem angestrebten Zustand heraus bewegt.From the DE 40 31 427 A1 For example, a method and a device are known which, with the aid of pulse-width-modulated supply voltage, permit energy-reduced operation with readjusted power adaptation of an electromagnetic actuator. This method reduces the power cyclically to a minimum power (P 0 ) and can thus reach the limit of the holding torque of the actuator. For this purpose coil current and coil voltage are measured and the power in the coil is reduced continuously or in fixed stages until the actuator moves, ie the counterinduction in the coil is detected by the coil current. This power P 0 is provided with an offset and delivered to the coil as a minimum power. The method is independent of the connected load, with small inductive loads, the recognition of the actuator movement is difficult because of the low mutual induction by coil current and voltage. In addition, there is the danger that in critical applications under high load or with spontaneously acting disturbances, the load at least partially moves out of the desired state.

Aus der DE 39 10 810 A1 ist eine Schaltungsanordnung bekannt, bei der mit einer einstellbarer Pulsweitenmodulation (PWM) ein leistungsreduzierte Betrieb von elektromagnetischen Stellgliedern realisiert wird.From the DE 39 10 810 A1 a circuit arrangement is known in which with an adjustable pulse width modulation (PWM) a reduced-power operation of electromagnetic actuators is realized.

Offenbarung der Erfindungepiphany the invention

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, Ventilspulen nach ihrer Nennspannung zu identifizieren und diese für den industriellen Einsatz nutzbar zu machen.outgoing From this prior art, the invention is based on the object Identify valve coils according to their rated voltage and this for the industrial use.

Dies Aufgabe wird durch ein Verfahren zur Steuerung eines elektromagnetischen Stellglieds mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.This Task is by a method of controlling an electromagnetic An actuator with the features of claim 1 solved.

An Hand der Strom- und Spannung-Charakteristik beim Anlegen der Versorgungsspannung an den Stellantrieb kann die Impedanz berechnet werden und daraus auf den Stellantrieb geschlossen werde, der dann entsprechend betrieben wird. Vorzugsweise ist die Versorgungsspannung wenigstens so hoch wie die Nennspannung des Stellantriebs.At Hand of the current and voltage characteristics when applying the supply voltage to the actuator, the impedance can be calculated and from it closed on the actuator, which then operated accordingly becomes. Preferably, the supply voltage is at least as high like the rated voltage of the actuator.

Bedarfsweise lassen sich Ventilspulen verschiedener Nennspannungen identifizieren und für den industriellen Einsatz an verschiedenen Versorgungsspannungen nutzbar machen. Über eine Anpassung der Einschaltdauer innerhalb einer vorzugsweise verwendeten pulsweitenmodulierten Versorgung können die elektromagnetischen Stellglieder für einen weiten Bereich verschiedener Versorgungsspannungen nutzbar gemacht werden. Die Höhe der Versorgungsspannung ist im wesentlich nur von der zulässigen Isolationsspannung der Spule begrenzt. Im Betrieb werden Schwankungen der Versorgungsspannung durch Anpassung der Einschaltdauer ausgeglichen, sodass der mittlere Spulenstrom konstant bleibt.If necessary, can be used to identify valve coils of different nominal voltages and for the industrial use at different supply voltages usable do. about an adjustment of the duty cycle within a preferably used Pulse width modulated supply can be the electromagnetic Actuators for one wide range of different supply voltages used become. The height the supply voltage is essentially only of the permissible insulation voltage limited to the coil. In operation, fluctuations in the supply voltage balanced by adjusting the duty cycle, so that the middle Coil current remains constant.

Im Einschaltmoment steigt der Strom in der angeschlossenen induktiven Last in einer e-Funktion an. Mit der Bewegung des Stellantriebes, d.h., der Auslenkung des Stellgliedes von der Ruhelage in die aktive Endlage kommt es zu einer kurzfristigen Unterbrechung des Stromanstiegs, welche zur Funktionsüberwachung ausgewertet werden kann.in the Starting torque increases the current in the connected inductive Load in an e-function. With the movement of the actuator, that is, the deflection of the actuator from the rest position to the active one End situation, there is a short-term interruption of the current increase, which for function monitoring can be evaluated.

Durch eine zeitlich begrenzte Übererregung, d.h. Betrieb mit einer Leistung, welche deutlich über der Nennleistung des elektromagnetische Stellantriebes liegt, werden Streuungen der Einschaltdauer über verschiedene Stellantriebe einer Serie und/oder verschiedene Arbeitspunkte (für Ventile z.B. Druck, Durchflussmenge, Temperatur, Viskosität des Mediums) minimiert.By a time-limited overexcitation, i. Operating at a power which is well above the rated power of the electromagnetic Actuator is scattered, the duty cycle over various Actuators of one series and / or different operating points (for valves e.g. Pressure, flow rate, temperature, viscosity of the medium) minimized.

Weitere Vorteile ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung.Further Advantages emerge from the subclaims and the following Description.

Kurzbeschreibung der FigurenSummary the figures

Im Folgenden wird die Erfindung an Hand der beigefügten Figuren näher erläutert.in the The invention will be explained in more detail with reference to the attached figures.

Es zeigen:It demonstrate:

1 ein Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Schaltung, 1 a block diagram of a circuit according to the invention,

2 ein Schaltbild einer Schaltung in einer gegenüber 1 konkretisierten Ausführungsform, 2 a circuit diagram of a circuit in a opposite 1 concretized embodiment,

3-5 Diagramme von Spannung und Strom über der Zeit an verschiedenen Ventilspulen als Last. 3 - 5 Diagrams of voltage and current over time on different valve coils as a load.

Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispieledescription preferred embodiments

Bevor die Erfindung im Detail beschrieben wird, ist darauf hinzuweisen, dass sie nicht auf die jeweiligen Bauteile der Vorrichtung oder die erläuterte Vorgehensweise im Rahmen des Verfahrens beschränkt ist, da diese Bauteile und Verfahren variieren können. Die hier verwendeten Begriffe sind lediglich dafür bestimmt, besondere Ausführungsformen zu beschreiben und werden nicht einschränkend verwendet. Wenn in der Beschreibung und in den Ansprüchen die Einzahl oder unbestimmte Artikel verwendet werden, beziehen sich diese auch auf die Mehrzahl dieser Elemente, solange nicht der Gesamtzusammenhang eindeutig etwas anderes deutlich macht. Dasselbe gilt in umgekehrter Richtung.Before the invention is described in detail, it should be noted that they do not affect the respective components of the device or the explained procedure limited under the procedure is because these components and methods can vary. The ones used here Terms are just for that determined, special embodiments too describe and are not used restrictively. If in the Description and in the claims the singular or indefinite articles are used refer These also apply to the majority of these elements, if not the overall context clearly makes something else clear. The same thing applies in the opposite direction.

Das im Folgenden beschriebene Verfahren wird vorzugsweise an Stellgliedern von Ventilen an einer Spritzgießmaschine zur Verarbeitung plastifizierbarer Materialien, insbesondere an einer Kunststoff-Spritzgießmaschine verwendet.The The method described below is preferably applied to actuators of valves on an injection molding machine for the processing of plasticizable materials, in particular a plastic injection molding machine used.

In der Ansteuerschaltung 80 gemäß 1 wird über wenigstens ein Schaltelement 10 eine Versorgungsspannung UV über die Ausgänge 80.4, 80.5 an eine angeschlossene Last 100 angelegt. Die Schaltung ist über Eingang 80.2 an der Versorgungsspannung UV und über Eingang 80.3 an GND angeschlossen. Das Schaltelement 10 wird über ein Steuerelement 60 über Anschlüsse 60.2 ein- bzw. ausgeschaltet. Zusätzlich zum Schaltelement 10 ist ein Stromsensor 20 vorgesehen.In the drive circuit 80 according to 1 is via at least one switching element 10 a supply voltage U V via the outputs 80.4 . 80.5 to a connected load 100 created. The circuit is via input 80.2 at the supply voltage U V and via input 80.3 connected to GND. The switching element 10 is about a control 60 over connections 60.2 switched on or off. In addition to the switching element 10 is a current sensor 20 intended.

Ist das Schaltelement 10 geschlossen, fließt Strom vom Versorgungspin 80.2 über Stromsensor 20, Schaltelement 10 und über die angeschlossene Last 100 nach GND. Das elektromagnetische Stellglied schaltet ein. Der dabei fließende Strom wird dem Steuerelement 60 vom Stromsensor 20 als Information zur Verfügung gestellt. Zusätzlich wird die Höhe der Versorgungsspannung UV gemessen. Aus den beiden Informationen Strom (hier Spulenstrom) und Spannung (hier Versorgungsspannung) wird die Impedanz der Last 100 errechnet. Die Einrichtung zur Erfassung von Strom und Versorgungsspannung kann im Steuerelement 60 integriert oder extern vorhanden sein. Der Stromsensor 20 kann auch im Schaltelement 10 integriert sein.Is the switching element 10 closed, current flows from the supply pin 80.2 via current sensor 20 , Switching element 10 and about the connected load 100 to GND. The electromagnetic actuator turns on. The thereby flowing current is the control 60 from the current sensor 20 provided as information. In addition, the height of the supply voltage U V is measured. From the two information current (here coil current) and voltage (here supply voltage) becomes the impedance of the load 100 calculated. The means for detecting current and supply voltage may be in the control 60 integrated or available externally. The current sensor 20 can also in the switching element 10 be integrated.

Die Entscheidung, mit welcher Leistung die Last (Spule des elektromagnetischen Stellgliedes) betrieben werden muss, wird im Steuerelement 60 anhand der berechneten Impedanz festgelegt.The decision with which power the load (coil of the electromagnetic actuator) must be operated, is in the control 60 determined based on the calculated impedance.

Erkennt das Steuerelement 60 als Last eine Spule niedrigerer Nennspannung, wird das Schaltelement 10 vom Steuerelement 60 im Taktbetrieb geschaltet und somit über eine pulsweitenmodulierte Spannung die Leistung an die Last der Spule ange passt. Die Einschaltdauer innerhalb des Taktbetriebes ist auch abhängig von der angelegten Versorgungsspannung UV. Mit steigender Versorgungsspannung wird die Einschaltdauer reduziert und umgekehrt. Durch diese Anpassung wird der mittlere Spulenstrom auch bei variabler Versorgungsspannung UV konstant gehalten.Detects the control 60 as a load, a coil of lower nominal voltage, the switching element 10 from the control 60 switched in clock mode and thus the power to the load of the coil fits over a pulse width modulated voltage. The duty cycle within the clock mode is also dependent on the applied supply voltage U V. With increasing supply voltage, the duty cycle is reduced and vice versa. As a result of this adaptation, the average coil current is kept constant even when the supply voltage U V is variable.

Dem Steuerelement ist eine Vielzahl verschiedener induktiver Lasten unterschiedlicher Nennspannung bekannt. Die Erkennung der jeweiligen Last erfolgt über die Impedanz der Last. Die Schaltfrequenz der Pulsweitenmoduiation (PWM) ist so hoch gewählt, dass die induktive Last wie die Speicherdrossel eines Schaltreglers wirkt. An der Ventilspule stellt sich ein "quasi" DC Strom mit geringer Restwelligkeit ein. Spulenstrom und Versorgungsspannung werden vorzugsweise in jedem Takt gemessen. Die Versorgungsspannung UV muss mindestens so hoch sein, wie die Nennspannung der angeschlossenen Last. Überschreitet die Versorgungsspannung die Nennspannung der Last, so wird dynamisch in den Taktbetrieb gewechselt (und wieder zurück). Die dem Stellglied bekannten Lasten können somit deutlich über Nennspannung betrieben werden (begrenzt nur durch die Isolationsfestigkeit der Isolierung des Spulendrahtes). Die PWM wird dynamisch der Versorgungsspannung angepasst. Somit können mit einer Spannungsquelle Lasten verschiedenster Nennspannung betrieben werden.The control is a variety of different inductive loads of different nominal voltage known. The detection of the respective load takes place via the impedance of the load. The switching frequency of the pulse width modulation (PWM) is chosen so high that the inductive load acts as the storage inductor of a switching regulator. At the valve coil, a "quasi" DC current sets in with little residual ripple. Coil current and supply voltage are preferably measured in each cycle. The supply voltage U V must be at least as high as the rated voltage of the connected load. If the supply voltage exceeds the rated voltage of the load, it is dynamically switched to cycle mode (and back again). The loads known to the actuator can thus be operated well above rated voltage (limited only by the insulation resistance of the insulation of the coil wire). The PWM is dynamically adapted to the supply voltage. Thus, with a voltage source loads of different nominal voltage can be operated.

Anhand des Spulenstromes kann das Schalten der Last erkannt werden und somit Ventilklemmer, z.B. durch Fremdkörper, detektiert werden. Die Überwachung des Spulenstromes kann als Kurzschlusserkennung genutzt werden, als elektronische Sicherung. Dies erhöht die Kurzschlusssicherheit des Stellantriebs an sichBased of the coil current, the switching of the load can be detected and thus valve clamp, e.g. by foreign bodies. The supervision the coil current can be used as a short circuit detection, as an electronic fuse. This increases the short-circuit safety of the Actuator itself

Die Schaltungseinrichtung kann einen zusätzlichen Steuereingang 80.1 aufweisen, durch den das Ein- und Ausschalten der Schaltung an sich gesteuert werden kannThe circuit device may have an additional control input 80.1 have, by which the switching on and off of the circuit can be controlled by itself

In der Ausführungsform der 2 sind in der Ansteuerschaltung 80 zwei Schaltelemente 10, 30 vorgesehen. Beide Schaltelemente, die hier als MOSFET Schalter, logisch als Schließer ausgeführt sind, werden über Steuerelement 60 über Anschlüsse 60.2, 60.3 ein- bzw. ausgeschaltet. Im Schaltungsbeispiel ist zusätzlich zum Schaltelement 10 ein Stromsensor 20 (hier z.B. ein Shunt Widerstand) vorgesehen. Mit 70 ist ein internes Löschglied gekennzeichnet.In the embodiment of the 2 are in the drive circuit 80 two switching elements 10 . 30 intended. Both switching elements, which are designed here as MOSFET switches, logically as normally open, are controlled by control 60 over connections 60.2 . 60.3 switched on or off. In the circuit example is in addition to the switching element 10 a current sensor 20 (here, for example, a shunt resistor) provided. With 70 an internal extinguishing element is marked.

Sind beide Schaltelemente 10, 30 geschlossen, fließt Strom vom Eingang 80.2 über Schaltelement 10, Stromsensor 20, über die angeschlossene Last 100 und über Schaltelement 30 nach GND. Das elektromagnetische Stellglied schaltet ein. Der dabei fließende Strom wird dem Steuerelement 60 vom Stromsensor 20 über den A/D-Wandler 40 dem Steuerelement 60 am Eingang 60.5 als Information zur Verfügung gestellt. Zusätzlich wird die Höhe der Versorgungsspannung gemessen und über den A/D-Wandler 50 zur Spannungsmessung dem Steuerelement 60 am Eingang 60.4 zur Verfügung gestellt. Aus den beiden Informationen Strom und Spannung wird wie im ersten Ausführungsbeispiel die Impedanz der Last 100 errechnet.Are both switching elements 10 . 30 CLOSED sen, current flows from the entrance 80.2 via switching element 10 , Current sensor 20 , about the connected load 100 and via switching element 30 to GND. The electromagnetic actuator turns on. The thereby flowing current is the control 60 from the current sensor 20 via the A / D converter 40 the control 60 at the entrance 60.5 provided as information. In addition, the level of the supply voltage is measured and via the A / D converter 50 for voltage measurement of the control 60 at the entrance 60.4 made available. From the two information current and voltage, as in the first embodiment, the impedance of the load 100 calculated.

Die Schaltung arbeitet wie folgt. Gemäß 3 liegt zum Zeitpunkt tEIN1 ein digitales Steuersignal am Eingang 60.1 des Steuerelementes an. Das Steuerelement schließt zeitgleich beide Schaltelemente 10, 30. Somit liegt die Spannung ULAST (UV – Verluste an den Schaltelementen 10, 30 sowie am Stromsensor 20) an der angeschlossenen Last 100 (Ventilspule). Der Spulenstrom ILAST steigt in einer e-Funktion bis zum Zeitpunkt t1. Durch die Bewegung des Stellglieds des Stellantriebes aus der Ruhelage in Richtung aktive Endlage kommt es zu einer kurzfristigen Unterbrechung des Stromanstiegs, bis zum Zeitpunkt t2 das Stellglied in Endlage ist. Der Stromanstieg erreicht zum Zeitpunkt t3 den Maximalwert. Zum Zeitpunkt t3 identifiziert das Steuerelement anhand des Spulenstrom und der Versorgungsspannung die Nennleistung der angeschlossenen Last 100. Im Beispiel der 3 ist keine Leistungsanpassung mittels PWM erforderlich. Zudem kann der im Einschaltmoment zum Zeitpunkt t2 auftretende Wendepunkt im Anstieg des Stromes zur Funktionsüberwachung des Stellantriebes genutzt werden, da dieser Wendepunkt als Folge der Bewegung des Stellglieds auftritt. Meist ist die Kurve des Stroms über die Zeit an dieser Stelle nicht monoton steigend oder ggf. sogar unstetigThe circuit works as follows. According to 3 At time t IN1, a digital control signal is present at the input 60.1 of the control. The control closes both switching elements at the same time 10 . 30 , Thus, the voltage U LAST (U V - losses at the switching elements 10 . 30 as well as at the current sensor 20 ) on the connected load 100 (Spool). The coil current I LOAD increases in an e-function until the time t 1 . By the movement of the actuator of the actuator from the rest position towards the active end position, there is a short-term interruption of the current increase, until the time t 2, the actuator is in the end position. The current increase reaches the maximum value at time t 3 . At time t 3 , the control identifies the nominal power of the connected load based on the coil current and the supply voltage 100 , In the example of 3 No power adjustment via PWM is required. In addition, the inflection point occurring at the moment of time t 2 at the time of switch-on can be used to increase the current for function monitoring of the actuator, since this inflection point occurs as a result of the movement of the actuator. In most cases, the curve of the current over time at this point is not monotonically increasing or possibly even unsteady

Ist als Last gemäß 4 eine Spule niedrigerer Nennspannung angeschlossen, wird, nachdem der Stellantrieb sicher in Endlage ist, in den Taktbetrieb umgeschaltet. Der Strom und somit die wirksame Leistung über die Spule wird auf den Nenn wert des Bauelementes reduziert, um eine thermische Zerstörung der Spule zu verhindern. In diesem Fall liegt zum Zeitpunkt tEIN2 ein digitales Steuersignal am Eingang 60.1 des Steuerelementes an. Das Steuerelement schließt zeitgleich beide Schaltelemente 10, 30. Somit liegt die Spannung ULAST an der angeschlossenen Last 100. Der Spulenstrom ILAST steigt in einer e-Funktion bis zum Zeitpunkt t4. Durch die Bewegung des Stellglieds des Stellantriebes aus der Ruhelage in Richtung aktive Endlage kommt es auch hier zu einer kurzfristigen Unterbrechung des Stromanstiegs, bis zum Zeitpunkt t5 das Stellglied in Endlage ist. Der Stromanstieg erreicht zum Zeitpunkt t6 den Maximalwert. Zum Zeitpunkt t6 identifiziert das Steuerelement anhand des Spulenstrom und der Versorgungsspannung die Nennleistung der angeschlossenen Last 100 und taktet wenigstens eines der Schaltelemente 10, 30 zu den Zeitpunkten t7, t8. dadurch verringert sich bei getakteter Spannung ULAST der Spulenstrom ILAST.Is as a load according to 4 a coil of lower rated voltage is connected, after the actuator is safely in the end position, switched to the clock mode. The current and thus the effective power across the coil is reduced to the nominal value of the device to prevent thermal destruction of the coil. In this case, there is a digital control signal at the input at time t IN2 60.1 of the control. The control closes both switching elements at the same time 10 . 30 , Thus, the voltage U LAST is connected to the connected load 100 , The coil current I LOAD increases in an e-function until the time t 4 . By the movement of the actuator of the actuator from the rest position towards the active end position, there is also a short-term interruption of the current increase, until the time t 5, the actuator is in the end position. The current increase reaches the maximum value at time t 6 . At time t 6 , the control identifies the rated power of the connected load based on the coil current and the supply voltage 100 and it clocks at least one of the switching elements 10 . 30 at the times t 7 , t 8 . as a result, when the voltage U LAST is pulsed, the coil current I LOAD is reduced.

Reduziert sich während des Betriebs die Versorgungsspannung, wird die Einschaltdauer wie in 5 zum Zeitpunkt t9 dargestellt entsprechend vergrößert und der Spulenstrom bleibt konstant, d.h., bei getakteter Spannung gilt für den Strom ILAST im ausgeregelten Zustand unabhängig von der Höhe der Versorgungsspannung UV: ∫I(t)dt = const. If the supply voltage is reduced during operation, the duty cycle will be as in 5 shown at the time t 9 increased accordingly and the coil current remains constant, that is, when clocked voltage applies to the current I LAST in the controlled state, regardless of the amount of supply voltage U V : ∫I (t) dt = const.

Durch die Übererregung des elektromagnetischen Stellantriebes werden die Streuungen der Einschaltdauer über verschiedene Geräte einer Serie und/oder verschiedene Arbeitspunkte minimiert.By the overexcitation of the electromagnetic actuator, the scatters of the Duty cycle over different devices a series and / or different operating points minimized.

10, 3010 30
Schaltelementswitching element
2020
Stromsensorcurrent sensor
4040
A/D-Wandler zur StrommessungA / D converter for current measurement
5050
A/D-Wandler zur SpannungsmessungA / D converter for voltage measurement
6060
Steuerelementcontrol
60.1,60.4,60.560.1,60.4,60.5
Eingangentrance
60.2,60.360.2,60.3
Anschlüsseconnections
7070
internes Löschgliedinternal suppressor
8080
Ansteuerschaltungdrive circuit
80.180.1
Steuereingangcontrol input
80.2,80.380.2,80.3
Eingangentrance
80.4,80.580.4,80.5
Ausgangoutput
100100
Lastload
tEIN1 t ON1
Zeitpunkttime
t1, t2, .., t10 t 1 , t 2 , .., t 10
Zeitpunkttime
ILAST I LAST
Spulenstromcoil current
ULAST U LOAD
Spannungssignalvoltage signal
UV U V
Versorgungsspannungsupply voltage

Claims (14)

Verfahren zur Steuerung eines elektromagnetischen Stellantriebes mit einer Schaltungseinrichtung, welche aufweist: – einen Eingang (80.2) zum Anschluss an eine Versorgungsspannung (UV), – einen Eingang (80.3) zum Anschluss an GND, – zwei Ausgänge (80.4, 80.5) zum Anschluss einer Last (100), – mindestens ein Schaltelement (10, 30) zur Unterbrechung der Stromversorgung, – eine Einrichtung (20) zur Erfassung des Stroms, – ein Steuerelement (60) zur Messung von Strom und Versorgungsspannung sowie zur Steuerung des wenigstens einen Schaltelements (10, 30), dadurch gekennzeichnet, dass das Steuerelement (60) anhand von Strom und der Höhe der Versorgungsspannung die Impedanz der Last des Stellantriebes errechnet und die zum Betrieb des Stellantriebs notwendige Leistung bestimmt.Method for controlling an electromagnetic actuator with a circuit device, comprising: - an input ( 80.2 ) for connection to a supply voltage (UV), - an input ( 80.3 ) for connection to GND, - two outputs ( 80.4 . 80.5 ) for connecting a load ( 100 ), - at least one switching element ( 10 . 30 ) for the interruption of the power supply, - a device ( 20 ) for detecting the current, - a control ( 60 ) for measuring current and supply voltage as well as for controlling the we at least one switching element ( 10 . 30 ), characterized in that the control ( 60 ) calculated on the basis of current and the amount of supply voltage, the impedance of the load of the actuator and determines the power required for the operation of the actuator. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung des wenigstens einen Schaltelements (10, 30) unter Pulsweitenmodulation erfolgt.Method according to claim 1, characterized in that the control of the at least one switching element ( 10 . 30 ) takes place under pulse width modulation. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass mittels des wenigstens einen Schaltelements (10, 30) eine pulsweitenmodulierte Spannung zur Anpassung der Leistung an die bestimmte Leistung im angeschlossenen elektromagnetischen Stellantrieb erzeugt wird.Method according to claim 1 or 2, characterized in that by means of the at least one switching element ( 10 . 30 ) is generated a pulse width modulated voltage for adjusting the power to the specific power in the connected electromagnetic actuator. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltungseinrichtung einen zusätzlichen Steuereingang (80.1) besitzt, durch den das Ein- und Ausschalten der Schaltungseinrichtung gesteuert werden kannMethod according to one of the preceding claims, characterized in that the circuit device has an additional control input ( 80.1 ), by which the switching on and off of the circuit device can be controlled Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (20) zur Erfassung von Strom und Versorgungsspannung im Steuerelement (60) integriert oder extern vorhanden istMethod according to one of the preceding claims, characterized in that the device ( 20 ) for detecting current and supply voltage in the control ( 60 ) is integrated or available externally Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (20) zur Erfassung des Stroms im Schaltelement (10) integriert istMethod according to one of claims 1 to 4, characterized in that the device ( 20 ) for detecting the current in the switching element ( 10 ) is integrated Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Tastverhältnis des von mindestens einem der Schaltelemente (10, 30) erzeugten, getakteten Spannungssignal (ULAST) von der Höhe der Versorgungsspannung (UV) abhängt.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the duty cycle of at least one of the switching elements ( 10 . 30 ), clocked voltage signal (U LAST ) depends on the level of the supply voltage (U V ). Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei getakteter Spannung für den Strom (ILAST) im ausgeregelten Zustand unabhängig von der Höhe der Versorgungsspannung (UV) gilt: ∫I(t)dt = const. Method according to one of the preceding claims, characterized in that when clocked voltage for the current (I LAST ) in the controlled state, regardless of the level of the supply voltage (U V ) applies: ∫I (t) dt = const. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Einschaltmoment (t2, t5) der wenigstens eine Wendepunkt im Anstieg des Stromes zur Funktionsüberwachung des Stellantriebes genutzt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that at the turn-on (t 2 , t 5 ), the at least one inflection point in the increase of the current is used to monitor the operation of the actuator. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dem Steuerelement (60) eine Vielzahl verschiedener induktiver Lasten unterschiedlicher Nennspannung bekannt ist.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the control element ( 60 ) a plurality of different inductive loads of different nominal voltage is known. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltfrequenz der Pulsweitenmodulation so hoch gewählt ist, dass die induktive Last wie die Speicherdrossel eines Schaltreglers wirkt.Method according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the switching frequency of the pulse width modulation chosen so high is that the inductive load as the storage inductor of a switching regulator acts. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Spulenstrom und Versorgungsspannung vorzugsweise in jedem Takt gemessen werden.Method according to one of the preceding claims, characterized characterized in that coil current and supply voltage preferably be measured in every bar. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Versorgungsspannung (UV) größer gleich der Nennspannung (ULAST) der Last (100) ist.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the supply voltage (U V ) greater than or equal to the rated voltage (U LAST ) of the load ( 100 ). Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren an einer Spritzgießmaschine zur Verarbeitung plastifizierbarer Materialien, insbesondere an einer Kunststoff-Spritzgießmaschine verwendet wird.Method according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the method on an injection molding machine for the processing of plasticizable materials, in particular a plastic injection molding machine is used.
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