DE1488534A1

DE1488534A1 - Schaltung zur Erzeugung von in der Phasenlage verschiebbaren Impulsen zur Stromsteuerung von Antriebsmagneten fuer Vibrationsgeraete

Info

Publication number: DE1488534A1
Application number: DE19651488534
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: IFE GES fur MASCHINEN und APP
Current assignee: IFE GES fur MASCHINEN und APP
Priority date: 1964-08-11
Filing date: 1965-08-05
Publication date: 1969-07-03
Also published as: DE1488534B2; GB1085145A; AT245115B; DE1488534C3; US3400316A; US3414675A

Description

Schaltung zur Erzeugung von in der Phasenlage verschiebbaren Impulsen zur Stromsteuerun von Antriebsmagneten für Vibrationsgeräte Die Erfindung betrifft eine Schaltung zur Erzeugung von in der Phasenlage verschiebbaren Impulsen zur Stromsteuerung von Antriebsmagneten für Vibrationsgeräte, die mit einer mechanischen Schwingungsfrequenz gleich der 1/2n-ten Netzfrequenz arbeiten.
Die Förderung und Siebung von Schüttgütern mit Hilfe des Vibrationsprinzips wird in der modernen Aufbereituncstechnik in breitem Umfang angewendet. Besonders die mit elekt romagnetisdBm Antrieb arbeitenden Vibrationsgeräte werden wegen der wesentlich einfacheren Möglichkeit der stufenlosen Steuerung der Schwingbreite vielseitig angewendet.
Elektromagnetische Fördergeräte bestehen aus zwei Massen, dietter ein Federsystem miteinander gekoppelt sind und so einen Zweimassenschwinger bilden. Der Antrieb des Systems erfolgt über einen Elektromagneten. Eine Masse, die sogenannte Nutzmasse, wird im wesentlichen aus dem Förderelement selbst (Rinne, Rohr oder Sieb) gebildet, während die zweite Masse als Gegenmasse vornehmlich im Antrieb (Triebwerk) untergebracht ist. Der Elektrommenet ist mit einer der beiden Massen, meist der Gegenmasse, starr verbunden, während das Magnetjoch an der anderen Masse befestigt ist. Der Magnet wird mit pulsierendem Strom beschickt.Durch Variation der Kenngrößen dieser Strcmimpulee kann die Antriebskraft und damit die Schwingbreite des Systems verändert werden. Für schwere elektromagnetisehe Vibrationsueräte ist es auch vielfach üblich, zwei im Gegentakt arbeitende Magnete anzuordnen, deren Kraftimpulse um eine halbe Periode der mechanischen Schwingung, verschoben sind.
Beim Anschluß eines Antriebsmagneten an das wechselstromnetz werden entweder periodische Kräfte von der doppelten Netzfrequenz oder bei Zwischenschaltiing eines Einweggleichrich ters in den Stromkreis gleich der einfachen Netzfrequenz erregt. Vorteilhaft werden daher elektromagnetische Schwingfördergeräte mit einer Schwingfrequenz gleich der einfachen oder doppelten Netzfreauenz betrieben. Abgesehen von der Streuung des Magnetflusses im Luftspalt ist de-r Momentanwert der Zugkraft des Mall-neten dem Quadrat des Momentanwertes des Magnetflusses proportional. Die Änderung des MagneW1usses zwischen z,..iei Zeitpunkten ist der in den Spulen wirksamen Spannungszeitfläche direkt, der Spylenwindungezahl verkehrt proportional: Die Größe der am Magnet auftretenden pulsierenden Kraft und damit der Schwingbreite kann daher durch Beeinflussung der in den Magnetepulen zur Wirkung kommenden Spannungszeitfläche gesteuert werden. Für die Steuerung des Kraftflusses bietet sich die Möglichkeit der Spannunge- und Ventiletromsteuerung. Im folgenden wird der prinzipielle Unterschied zwischen diesen beiden Steuerungsarten an Hand der Fig. 1 bis 4 der Zeichnung kurz dargestellt. Bei der in Fig. 1 dargestellten Spannungesteuerung sind die Spulen des Elektromagneien über einen Einweggleichrichter GL an einen Stelltrafo TR angeschlossen. Das Diegramm in Fig. 2 zeigt Spannungs-, Magnetfluß- und Kraftverlauf für zwei verschiedene Einstellungen des Stelltrafos. In Fig. 3 ist eine Ventiletromsteuerung dargestellt, bei der zur Festlegung des Durchlaßbeginnes die Phasenlage der Steuerspannung des steuerbaren Gleichrichters GLS verstellt wird. In Fig. 4 sind die zugehörigen Diagramme für den Spannungs-, Magnetfluß- und Kraftverlauf entsprechend zwei verschiedenen Phasenlagen der Steuer8pannung wiedergegeben. In manchen Fällen ist es zweckmäßig, elektromagnetische Vibrationägeräte mit einer Schwingungsfrequenz kleiner als die Netzfrequenz zu betreiben. Dies wird gemäß der Erfindung mit der eingangs erwähnten Shaltung dadurch erreicht, daß ein an sich bekannter Impulaformer eine mit der Netzfrequenz synchronisierte und in ihrer Phasenlage gegen diese verschiebbare Impulsserie mit einer Frequenz f erzeugt und mit dieser einen in Serie geschalteten Frequenzteiler ansteuert, wobei an den zwei Ausgän-ren desselben zeitlich um 2 #-1 /f versetzte Impulsfolgen mit einer Frequenz f/2# entstehen und eine oder beide dieser Impulsfolgen zur Zündung von steuekerbaren Gleichrichtern in den Magnetstromkreisen verwendet werden.
Durch die Erfindung wird somit ein SteuerEerät der Ventilstromtype geschaffen, welches den Betrieb von elektromagnetischen Vibratinnsgeräten mit einer Schwingfrequenz gleich dem 1/2#-ten Teil der Netzfrequenz ermMglicht, wobei für n jede positive ganze Zahl eingesetzt werden kann. Das erfindungsgemäße Gerät ist sowohl für den Betrieb von Vibrationsgeräten mit im Gegentaizt arbeitenden Antriebsmagneten als auch für den Eintaktantrieb anwendbar.
Die Erfindung wird an Hand der in den Fig. 5 bis 9 der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Fig. 5 zeigt schematisch einen Schnitt durch ein Vibrationsgerät, Fig. 6 eine entsprechende elektrische Schaltung, In Fig. 7 ist das Blockschaltbild einer Ausfithrungsform gemäß der Erfindung wiedergegeben. In Fig. 8 sind die Funktionen der einzelnen B&gruppen dieser Schaltung über der Zeit dargestellt. Fig. 9 zeigt eine andere Ausführungsform gemäß der Erfindung.
Bei der in Fig. 5 dargestellten AusfUhrung sind die Magnete Mi und M2 mit der Gegenmasse des Vibratio nagerätes, das Magnetjoch MJ mit der Nutzmasse ver-

bunden. Der Anachluß,der Spulen der Yagnete M und 1.1 an

2

das W chseletromnetz bei Ve.iti;7c-teueru.,ig ist aus Fica 0' zu

e U

eirsehen. Man erkennt die steuerberen Gleichrichter GLS sowie die zugehörigen Impuletrafos IT, weiche die zündimpulee für die steuerbaren Gleichrichter GLS liefern, sowie die Dioden D zur Unterdrückung der negativen Impulse.
Die Erfindung ermöglicht es, zwei Reihen von Zündimpuleen gleicher Form zu erzeugen, die zeitlich um die halbe Periode der Schwingungsfrequenz gegeneinander versetzt sind. Diese Impulsreihen werden den steuerbaren elektrischen Ventilen.GLS# und GLS# zugeführt und bestimmen den Durchlaßbeginn derselben. Durch die erfindungsgemäße Schaltung weden zunächst in an sich bekannter Weise Impulse im Takt der Netzfrequenz erzeugt, die zur Steuerung des Stromflußwinkelr im Hauptstromkreis in ihrer Phase verschoben werden können. Diese Impulse werden einem bistabilen Multivibrator zugeführt, welcher an seinen zwei Ausgängen abwechselnd Impulse abgibt , deren Vorderflanken die gleiche Phasenlage wie die einleitenden Impulse besitzen. Diese Impulse werden der Primärseite eines Impulstrafos ITR@ bzw. ITR@ zugeführt, dessen Sekundärseite an Gitter und Basis des steuerbaren Gleichrichters angeschlossen ist. Eine in den Sekundärkreie gelegte Diode D# bzw. D a:rgt dafür, daß jeweils-nur die steigenden Impuls-2 U flanken an das Gitter'des sieuerberen Gleichrichtee ge-

langen, während der Durchgang der negativen Impuls#lanke

durch die Diode gesperrt wird'und daher diese im Gitter nicht wirksam werden. Bei dem in Fig. 7 dargestellten Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Schaltung stellt IF einen Impulsforger dar, welchem eino Wechselspannung mit der Periode der Netzfrequenz zugeführt wird und welcher an seinem Ausgang Rechteckimpulse abgibt. Mit Hilfe des Stellgliedes ST kann die Phasenlage der abgegebenen Impulse verschoben werden. BM stellt einen bistakilen Multivibrator dar. An den Ausgängen dieses Multivibrators entstehen abwechselnd Immulse mit der Impulslänge gleich der Periodendauer, die gegeneinander um je eine Periode vorsetzt sind. An jedem Ausgang entstehen somit gegeneinander zeitlich verschobene Imbulse mit einer Impulsfrequenzgleich der halben Netzfrequenz.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schaltung können auch, wie aus Fig. 9ersichtlieh ist, an Stelle eines Multivibrators beispielsweise zwei Multivibratoren BMI und BMII hintereinander geschaltet werden. Dabei wird der Eingang des zweiten Multivibrators an einen Ausgang des ersten Multivibrators gelegt. An den beiden Ausgängen des zweiten Multivibrators entstehen dann Impulne mit einer.Impulslänge von zwei Netzperioden, die wieder zueinander um die halbe Periodendauer der einzelnen Ausgangr, impulee,in diesem Fall zwei Netzperiodeng gegeneinander versetzt sind.
In dieser Form kann-die Hintereinanderreihung von bistabilen Multivibratoren beliebig fortgesetzt werden.. Es wird damit die Periodendauer der schließlich den ImDulstrafos (Gitterübertragern) zugeführten Apulsreihen bei n hintereinander geschalteten bistabilen Multivilbratoren betogen auf die Netzfrequenz im Verhältnis 1 vergrößert. An den Ausgängen des Frequenzteiler, der aus einem oder mehreren bistabilen Multivibratoren BM gebildet ist, entstehen Impulse, welche Impulstrafos ITR#, ITR (Gitterübertragern) zugeführt werden. Auch bei Impulsende an der Primärseite des Impulstrafos (Gitterübertragers) werden an der Sekundärseite Impulse gebildet. Diese Impulse werden jedoch in an sich bekannter Weise durch Dioden D#, D# Unterdrückt. Durch diese Schaltungsanordnung wird der Stromfluß durch die steuerbaren Gleichrichter GLS mit der Frequenz f/2# (f=Netzfrequenz) freigegeben und somit der Schwinger über die Magnete M#,M2 mit einer Frequenz von f/2# erregt.
Die Funktionen der einzelnen elektronischen B@ugruopen der Schaltung gemäß Fig. 7 über der Zeit gehen aus Fig.8 hervor. Es ist dargestellt bei A die Wechselspannung; bei B die Form und Lage der vom Impulsformer IF gelieferten Impulse; bei C die Ausgangsimpulse des Multivibrators BM; bei D die Steuerimpulse der Impulstrafos ITR# und ITR# (Gitterübertrager) und bei E der Strom durch die Magnete M# und M2 »

Die Erfindung isj4--iieht,auf die dargestellten Aus-

C>

führungsbeispiele beschrimikt, sondern es sind zahlreiche Ausgestaltungen innerhalb des Rahmens des Erfindungsgedankens möglich.
Insbesondere.ist die erfindungsgemäße Schaltung in gleicher Weise auch für elektromagnetische Vibrationsgeräte mit nur Eintaktantrieb verwendbar. In diesem Falle wird nur einer der beiden Ausgänge des Frequenzteilcrz übcr einen Impulstrafo (Gitterübert rager) an den Gleichrichter zur Steuerung des Magnetstromas angeschlossen*

Claims

Patentansprüche : Sohaltung zur Erzeutgung von in der Phascnlagre verschiebbaren Impulsen zur Stromsteuerung von Antriebsmagneten für Vibrationsgerüte, die mit einer mechanischen Schwingungsfrequenz gleich der 1/2#-ten Netzfrequenz arbeiten, dadurch gekennzeichnet, daß ein an sich bekannter Impulsformer (IF) eine mit der Netzfrequenz f synchronisierte und in ihrer Phasenlage gegen diese verschiebbare Impulsserie mit einer Frequenz C erzeugt und mit dieser einen h Serie geschalteten Frequenzteiler ansteuert, wobei an den zwei Ausgängen desselben zeitlich um 2#-1 /f versetzte Impulsfolgen mit n einer Frequenz f/2# entstehen und, eine oder beide dieser Impulsfalgen zur zündung von steuerbaren Gleichrichtern in den Magnetstromkreisen verwendet werden.
2. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Frequenzteiler für n=I aus einem bistabilen Multivibrator (BM) besteht, an dessen Ausgängen gegeneinander CD versetzte Impulse von halber Frequenz der Eingangsfrequenz entstehen (Pig. 7).- 3. Schaltungnach Anspruch 1, dadurch gekenn- zeichnet, daA#er-Frequenzteller für n größer als 1 aus U-Multivibratoren auf- einer Serienschaltung von n bieftabilei gebaut ist, wobei jewieils '.einer #'der Aus'Sänge der 1 bi s 11-1 Mültivibrato.ren, mit.. 48ta# ungoIng des nachfolgenden Multivi- .brators ve rbundeh ist-und am Ausgän , g, des n-Mteri Multiv'ibra-

tors gegeneinander versetzte Impulse mit einer Frequenz f/2' entstehen (Fig.9). 4. Schaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadäurch gekennzeichnet, daß die Schaltung zur stromsteuerung von im Gegantakt arbeitenden Antriebsmagneten von Vibrationsgeräten angewendet wird, wobei die an den zwei AUS-gängen der Frequenzteilers zur Verfügung stehenden Imipulsfolgen getrennt zur Zündung der st-euerbaren Gleichrichter in den Magnetstromkidsen verwendet werden. 5. Schaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet ,daß die Schaltung zur Stroirsteurung von im Eintakt arbeitenden Antriebosmagnetein von Vibrationsgeräten angewendet wird, wei die an einem der beiden Aucgänge des Frequenzteilers zur Verfügung stehende Impulsfolge zur Zündung der steuerbiren Gleichrichter in den ginen Magnetetromkreis verwendet wird.