DE1252802B

DE1252802B -

Info

Publication number: DE1252802B
Application number: DEB57591A
Authority: DE
Publication date: 1967-10-26

Description

DEUTSCHES PATENTAMT

DeutscheKl.: 21g-2/01

AUSLEGESCHRIFT = ™

Aktenzeichen: B 57591 VIII c/21 g

1252 802 Anmeldetag: 23.Aprill960

Auslegetag: 26. Oktober 1967

Die Erfindung betrifft ein Gleichrichtergerät zur Speisung von Gleichstromhubmagneten aus einer Wechselstromquelle, bei welchem die in Graetz-Schaltung angeordneten Gleichrichter nach dem Anzug des Ankers durch einen vom Anker betätigten Umschalter auf die Abgabe eines geringeren Stromes für die Halteerregung des Magneten umschaltbar sind.

Es ist bekannt, däß Gleichstromhubmagneten nach dem Anziehen des Ankers zu dessen Halten in der angezogenen Stellung nur noch einen Bruchteil der für das Anziehen notwendigen Erregerleistung erfordern. Die zusätzlich zugeführte Leistung wird als reine Verlustleistung in den Wicklungen des Magneten in Wärme umgesetzt. Bei Dauerbetrieb kann hier eine unerwünschte Überhitzung der Erregerwicklung auftreten. Außerdem ist bei Dauerbetrieb der Stromverbrauch unnötig hoch.

Um diese Nachteile zu vermeiden, ist es bekannt, eine Sparschaltung zu verwenden, bei der nach dem Anziehen des Magnetankers in die Erregerleistung ein Vorwiderstand eingeschaltet wird. Auch in diesem Vorwiderstand wird jedoch ein erheblicher Teil der zugeführten Leistung in Wärme umgesetzt, so daß die Widerstände entsprechend dimensioniert sein müssen.

Es ist weiter ein Gerät der eingangs genannten Gattung bekannt, bei dem die Wicklung des Magneten einer Gleichrichteranordnung in Graetz-Schaltung vorgeschaltet ist und bei der nach dem Anziehen des Magnetankers durch entsprechende Schaltelemente zwei von den vier Gleichrichterzweigen der Graetz-Schalter aufgetrennt werden, und zwar jeweils die dem gleichen Halbwellenstromkreis zugeordneten Zweige. Gleichzeitig damit wird in dem einen der aufgetrennten Zweige ein Widerstand parallel zur Brennstelle eingeschaltet. Bei dieser Anordnung ist als Nachteil anzusehen, daß der Magnet, insbesondere wenn er durch eine Feder in einer Richtung vorgespannt ist, nach dem Umschalten auf die Halteleistung zum Brummen neigt. Außerdem tritt durch die hohe Restwelligkeit des Einweggleichstromes eine höhere Erwärmung der bei Gleichstrommagneten aus massivem Eisen bestehenden Kern- und Ankerteile auf. Der zusätzlich eingeschaltete Widerstand verbraucht bei dieser bekannten Schaltung ebenfalls zusätzlich Leistung.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Gerät der eingangs genannten Gattung zu schaffen, bei dem diese Nachteile nicht auftreten. Dies wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß zwei aus getrennten Wechselstromwicklungen gespeiste Gleichrichter in Graetz-Schaltung_j zwei weitere Halbweg-Gleichrichter und ein beim Anziehen des Magnetankers be-Gleichrichtergerät zur Speisung
von Gleichstromhubmagneten

Anmelder:

Binder Magnete K. G., Villingen (Schwarzw.)

Als Erfinder benannt:
DipL-Ing. Wilhelm Binder,
RudolfHauer, Villingen (Schwarzw.);
Heinz Haug, Schwenningen/Neckar

tätigter Ein-Aus-Schalter vorgesehen und derart geschaltet sind, daß beim Einschalten des Magneten die Speisegleichrichter über den geschlossenen Schalter in Reihe und nach dem Anziehen des Ankers bei geöffnetem Schalter über die Halbweg-Gleichrichter parallel an die Magnetspule geschaltet sind.

Eine Unterbrechung des Stromflusses im Magneten tritt bei dem Umschalten der Gleichrichterkreise

as praktisch nicht auf, und von besonderer Bedeutung gegenüber dem Stand der Technik ist, daß die verschiedene Spannungsversorgung des Hubmagneten allein durch eine Umschaltung eines Versorgungskreises ohne Hinzufügung oder Verwendung Verlust- leistung verbrauchender ohmscher Widerstände erfolgt. Durch die neue Anordnung erhält die Magnetwicklung bei Bewegung des Ankers des Hubmagneten die doppelte Spannung, da sich die beiden Spannungen der Gleichrichterkreise addieren. Sobald der Anker jedoch seinen Hubweg durchlaufen hat, werden die beiden Gleichrichterkreise parallel geschaltet, so daß zwei Teilströme dem Magneten bzw. seiner Wicklung zugeführt werden. Nach dem Umschalten liefert jeder Gleichrichter nur noch ein Viertel des Einschaltstromes, so daß der Magnetwicklung im ganzen nur noch der halbe Einschaltstrom zugeführt wird, der jedoch ausreicht, um den Anker sicher in seiner Anzugsstellung zu halten. Da der Einschaltstrom im allgemeinen nur für die Dauer von etwa 100 bis 200 Millisekunden fließt, können Gleichrichter und Transformator während dieser kurzen Zeit ohne Gefahr überlastet werden. Es ist also nicht erforderlich, diese Elemente zu überdimensionieren.

Die Umschaltung erfolgt, wie beschrieben, in Abhängigkeit von der Stellung des Ankers des Hubmagneten. Diese Abhängigkeit kann auch indirekt zum Ausdruck kommen, indem gemäß dem Unter-

709 679/425

Claims

ansprach in Abhängigkeit vom Stromdurchfluß in der Erregerwicklung des Hubmagneten geschaltet wird. Die Erfindung wird im folgenden an Hand schematischer Zeichnungen an zwei Ausführungsbeispielen näher erläutert. F i g. 1 zeigt eine Schaltung, wie sie bisher im allgemeinen zum Speisen von Gleichstrommagneten verwendet wurde, während die F i g. 2 und 3 jeweils ein Ausführungsbeispiel des Gerätes gemäß, der Erfindung zeigen. In den Figuren sind gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen. In F i g. 1 ist mit 1 die Wechselstromquelle bezeichnet, an die sich ein mit 2 bezeichneter Gleichrichterkreis in bekannter Graetz-Schaltung anschließt., Mit der Magnetwicklung 3 liegt ein Hauptschalter 4, der zum Einschalten des Magneten dient, sowie ein Widerstand 5 in Reihe. Mit dem Anker ist außerdem ein Schalter 6 verbunden, der den Widerstand 5 dann, ao wenn der Anker seine Endstellung erreicht hat, in den Stromkreis einschaltet, um den der Wicklung 3 zugeführten Strom zu begrenzen. An Stelle des Widerstandes 5 kann auch ein Kondensator 7 vorgesehen sein. F i g. 2 zeigt die Anordnung gemäß der Erfindung. Auch hier ist die Stromquelle wieder mit 1 bezeichnet. Von der Stromquelle wird ein Transformator 8 gespeist, der eine Primärwicklung 9 und zwei Sekundärwicklungen 10 und 11 aufweist. Jeder Sekundärwicklung ist ein Gleichrichterkreis 12 bzw. 13 in Graetz-Schaltung nachgeschaltet. Die Magnetwicklung 3 hegt normalerweise mit jedem der Gleichrichterkreise über je einen weiteren Einweggleichrichter 14 bzw. 15 in Reihe. Mit 4 ist wieder der Hauptschalter bezeichnet. Weiterhin ist ein Schalter 16 vorgesehen, der die beiden Stromkreise der Gleichrichter 12 und 13 im geschlossenen Zustand in Reihe legen kann. Dieser Schalter wird durch die Wicklung 3 des Magneten betätigt. Im Ruhezustand, d. h., wenn der Schalter 4 geöffnet ist, ist der Schalter 16 geschlossen. Wenn die Wicklung 3 durch Schließen des Schalters 4 eingeschaltet wird, so fließt ein Strom von der Plusklemme des Gleichrichters 12 über den Schalter 4, die Wicklung 3, die Minusklemme des Gleichrichters 13, die Plusklemme des Gleichrichters 13, den Schalter 16 zur Minusklemme des Gleichrichters 12. Es liegen also beide Gleichrichter in Reihe. Der Magnet erhält auf diese Weise die doppelte Spannung. Sobald der Anker seinen Hubweg durchlaufen hat, öffnet er den Schalter 16. Es fließen jetzt zwei Teilströme über den Magneten. Der eine Teilstrom fließt von der Plusklemme des Gleichrichters 12 über den Schalter 4, die Wicklung 3, den Gleichrichter 15 zur Minusklemme der Gleichrichteranordnung 12, während der andere Teilstrom von der Plusklemme des Gleichrichters 13 über Gleichrichter 14, Schalter 4, Wicklung 3 nach der Minusklemme der Gleichrichteranordnung 13 fließt. Jeder Gleichrichter Uefert nach öffnen des Schalters 16 nur noch etwa ein Viertel des Einschaltstromes, so daß der Wicklung der halbe Einschaltstrom zugeführt wird. Der mechanische Schalter 16 kann, wie in F i g. 3 gezeigt, auch durch einen elektronischen Schalter, beispielsweise einen Transistor, ersetzt werden. Der elektronische Schalter 20 ist, wie in F i g. 3 gezeigt, an der gleichen Stelle angeordnet wie der mechanische Schalter 16. Die Steuerung dieses Schalters erfolgt über einen zusätzlichen Transformator 25, dessen Primärwicklung, welche nur einen geringen ohmschen Widerstand besitzt, mit der Wicklung 3 des Magneten in Reihe geschaltet ist. Die Sekundärwicklung dieses Transformators dient zur Steuerung des elektronischen Schalters 20. Dabei ist zu beachten, daß der durch die Wicklung 3 fließende Strom ein Gleichstrom ist, so daß die Sekundärwicklung des Transformators 25 immer dann ohne Strom ist, wenn sich der Gleichstrom durch die Wicklung 3 nicht ändert. In der Sekundärwicklung wird also nur in der Zeit eine Spannung induziert, in welcher sich der Strom beim Einschalten des Magneten von Null auf seinen Endwert ändert. Der Transistorschalter 20 bleibt vom Einschaltpunkt an bis über einen wesentlichen Teil des Hubes geschlossen. Kurz vor Hubende, spätestens bei Hubende, hat der Spulenstrom seinen Dauerwert erreicht, und die induzierte Spannung in der Sekundärwicklung des Transformators 25 wird Null (von der durch die Welligkeit des Stromes verursachten Spannung abgesehen). Dadurch öffnet der Transistor 20, wodurch die gleiche Wirkung wie beim Öffnen des mechanischen Schalters 16 bei der Anordnung gemäß F i g. 2 erreicht wird. Patentansprüche:

1. Gleichrichtergerät zur Speisung von Gleichstromhubmagneten, bei welchem die in Graetz-Schaltung angeordneten Gleichrichter nach dem Anzug des Ankers durch einen vom Anker betätigten Umschalter auf die Abgabe eines geringeren Stromes für die Halteerregung des Magneten umschaltbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß zwei aus getrennten Wechselstromwicklungen gespeiste Gleichrichter in Graetz-SchaI-tung, zwei weitere Halbweg-Gleichrichter und ein beim Anziehen des Magnetankers betätigter Ein-Aus-Schalter vorgesehen und derart geschaltet sind, daß beim Einschalten des Magneten die Speisegleichrichter über den geschlossenen Schalter in Reihe und nach dem Anziehen des Ankers bei geöffnetem Schalter über die Halbweg-Gleichrichter parallel an die Magnetspule geschaltet sind.

2. Gleichrichtergerät nach Anspruch 1, bei dem als Schaltelement ein elektronischer Schalter vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung des elektronischen Schalters in Abhängigkeit von Stromänderungen im Speisekreis des Magneten über die Sekundärwicklung eines Transformators erfolgt, dessen Primärwicklung mit der Wicklung des Magneten in Reihe geschaltet ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:

Deutsche Auslegeschriften Nr. 1 018 845,
1 040 670,1 074 754,1 075 739;

österreichische Patentschrift Nr. 208 465;

Κ. M a i e r, »Trockengleichrichter«, 1938,
S. 183/184.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen