DE19520573C2

DE19520573C2 - Schaltungsanordnung für ein Magnetschütz mit Phasenanschnittsteuerung

Info

Publication number: DE19520573C2
Application number: DE19520573A
Authority: DE
Inventors: Naoki Muramatsu; Yoshihide Kinbara
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1994-12-27
Filing date: 1995-06-06
Publication date: 2001-06-07
Anticipated expiration: 2015-06-07
Also published as: JPH08185779A; DE19520573A1; US5684668A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung für ein Magnetschütz zum Erregen oder Entregen der Spulen eines Elektromagneten, damit ein beweglicher Eisenkern zu einem unbeweglichen Eisenkern angezogen wird oder von diesem abgestoßen wird, wodurch ein Kontakt geöffnet oder geschlossen wird.

Ein gebräuchliches Magnetschütz wird in Zusammenhang mit Fig. 19 beschrieben, die eine Querschnittansicht des Elektromagneten von dem Magnetschütz zeigt. Die Struktur des Magnetschützes ist im großen und ganzen unterteilt in einen beweglichen Abschnitt, der aus einem beweglichen Eisenkern 1 und einem an den beweglichen Eisenkern 1 gekoppelten beweglichen Kontakt (nicht gezeigt) besteht, sowie einen unbeweglichen Abschnitt, der aus einem unbeweglichen Eisenkern 20, Spulen 21 usw. besteht. Der unbewegliche Eisenkern ist in einem (nicht gezeigten) Gehäuse mittels einer Gummiplatte 22 oder einem Haltepufferelement aufgenommen. Die Spulen 21 sind auf Spulenkörper 24 gewickelt und an den Mittenpol des unbeweglichen Eisenkerns 20 angepaßt. Eine konische Auslösefeder 31 ist zwischen dem Mittenpol des beweglichen Eisenkerns 1 und den Spulenkörpern 24 angeordnet.

Der Betrieb des Magnetschützes wird nun unter Bezugnahme auf Fig. 19 beschrieben. Fließt Strom durch die Spulen 21, so wird der unbewegliche Eisenkern 20 magnetisiert, wodurch eine magnetische Anziehung zwischen diesen und dem beweglichen Eisenkern 1 entsteht und der bewegliche Eisenkern 1 entgegen der Wirkung der Auslösefeder 31 zu dem unbeweglichen Eisenkern 20 angezogen wird. Im Verlauf dieses Verbindungsvorgangs wird der Kontakt des beweglichen Kontakts (nicht gezeigt) gegen den Kontakt eines unbeweglichen Kontakts gepreßt und geschlossen. Wird der Strom der Spulen 21 abgeschaltet so endet die magnetische Anziehung zwischen dem unbeweglichen Eisenkern 20 und dem beweglichen Eisenkern 1, und die Auslösefeder 31 bewirkt eine Bewegung des beweglichen Eisenkerns 1 in die ursprüngliche Lage zum Öffnen der Kontakte. Demnach wird die Energieversorgung der Elektromagnete direkt an- und abgeschaltet.

Ein weiterer gebräuchlicher Magnetschütz wird unter Bezugnahme auf die Fig. 20(a) und 20(b) beschrieben, die eine in der offengelegten japanischen Patentveröffentlichung Nr. SHO 51-32297 offenbarte "Kontakt-Betätigungsschaltung" und eine zugehörige Kurve zeigen. Diese Kontakt- Betätigungsschaltung ist so entworfen, daß der Betätigungs- Phasenwinkel einer Spule auf einen Phasenwinkel eingestellt wird, bei dem kaum ein Prellen auftritt. Wie es in Fig. 20(a) gezeigt ist, sind die Spule 21, eine Wechselstrom- Stromversorgung 100 und eine Regelgleichrichtungs-Vorrichtung 41 über eine Betätigungsschalter 11 zueinander in Serie geschaltet. Weiterhin sind die Stromversorgung 100 und eine Phasensignal-Erzeugungsschaltung über dem Betätigungsschalter 11 zueinander in Serie geschaltet. Die Phasensignal- Erzeugungsschaltung 40 ist so ausgebildet, daß sie ein Triggersignal erzeugt, das der Regelgleichrichtungs- Vorrichtung 41 zugeführt wird, wenn die Spannung der Wechselstrom-Stromversorgung 100 einen Wert von V_BO erreicht.

Die Fig. 20(b) zeigt eine Beziehung zwischen der Spannung V_BO der Phasensignal-Erzeugungschaltung 41 und der Spannungssignalform der Stromversorgung 100. Wie es in dieser Zeichnung gezeigt ist, beträgt der der Spannung V_BO entsprechende Phasenwinkel 25°. Demnach wird die Spule 21 erregt, wenn der Betätigungsschalter 11 zwischen 0° und 25° geschlossen wird. Auf der anderen Seite tritt in dem Fall, in dem der Schalter 11 bei einem Phasenwinkel von 25° oder mehr eingeschaltet wird, eine Verzögerung auf, bis der nächste Zyklus von 0° bis 25° erreicht ist, und die Regelgleichrichtungs-Vorrichtung 41 wird dann leitend, um die Spule 21 zu erregen, wodurch das Auftreten von Kontakt- Prellen herabgesetzt wird.

Bei dem ersten gebräuchlichen Magnetschütz ist, wie es oben beschrieben ist, der Betätigungs-Phasenwinkel der Stromversorgung wählbar, wohingehend die Kollisionsgeschwindigkeit des beweglichen Eisenkerns 1 mit dem unbeweglichen Eisenkern 20 in hohem Maße schwankt.

Bei der zweiten gebräuchlichen Vorrichtung wird der Phasenwinkel auf eine Phase eingestellt, bei der ein Kontakt- Prellen herabgesetzt ist. Jedoch läßt sich aus dem folgenden Grund die Geschwindigkeit, mit der sich der bewegliche Eisenkern 1 gegen den unbeweglichen Eisenkern 20 bewegt, nicht in ausreichendem Maße herabsetzen. So wird insbesondere zum Herabsetzen des Kontakt-Prellens die Kollisionsgschwindigkeit der beweglichen und unbeweglichen Kontakte bei der Hälfte einer Wegstrecke, über die der bewegliche Eisenkern 1 zu dem unbeweglichen Eisenkern 20 angezogen wird, auf einen niedrigen Wert gesetzt. Andererseits wird zum Herabsetzen des Einflusses, der beim Kollidieren des beweglichen Eisenkerns 1 mit dem unbeweglichen Eisenkern 20 entsteht, die Geschwindigkeit bei dem nahezu letzten Stück der Wegstrecke des beweglichen Eisenkerns 1 herabgesetzt, was sich von dem Herabsetzen der Geschwindigkeit an einer bestimmten Durchgangsstelle der Wegstrecke des beweglichen Eisenkerns 1 unterscheidet.

Einen Überblick über diese Punkte vermittelt ein in Fig. 21 gezeigtes Beispiel, bei dem eine vertikale Achse V eine Anziehgeschwindigkeit eines beweglichen Eisenkerns 1 darstellt und bei dem eine horizontale Achse X die Wegstrecke eines beweglichen Eisenkerns 1 des elektromagnetischen Schützes zeigt. In Fig. 21 beträgt ein Betätigungs- Phasenwinkel α der Stromversorgung 35° und 90°, und der Eisenkern kollidiert mit einem unbeweglichen Kontakt (Schütz), wenn der Eisenkern 1 eine Wegstrecke von ungefähr 4 mm zurückgelegt hat.

Wie es in Fig. 21 gezeigt ist, beträgt sowohl in dem Fall eines Betätigungs-Phasenwinkels von 35° als auch in dem Fall eines Betätigungs-Phasenwinkels von 90° die Geschwindigkeit V bei Betätigung eines Schützes ungefähr 0,6 m/sek, wenn der Eisenkern eine Wegstrecke von ungefähr 2,5 mm zurückgelegt hat. Jedoch variiert die Geschwindigkeit V, mit der der Eisenkern mit dem unbeweglichen Eisenkern 20 kollidiert, in Abhängigkeit vom Betätigungs-Phasenwinkel einer Stromversorgung. Insbesondere beträgt die Geschwindigkeit V in dem Fall eines Winkels α von 90° ungefähr 1,6 m/sek und ist in dem Fall des Winkels α von 35° viermal so groß wie die Geschwindigkeit V von ungefähr 0,4 m/sek. Die Prellzeit des Schützes hängt von der Betätigungsgeschwindigkeit ab, und je höher die Betätigungsgeschwindigkeit ist, umso höher ist die Prellzeit. Demnach sind bei dem in der Fig. 21 gezeigten Beispiel die Prellzeiten im wesentlichen gleich. Jedoch beträgt die Kollisionskraft in dem Fall von 90° das Vierfache von der Kollisionskraft in dem Fall von 35°. Demnach ist die Geschwindigkeit, mit der der bewegliche Eisenkern 1 mit dem unbeweglichen Eisenkern 20 kollidiert, erhöht, obgleich die Geschwindigkeit, mit der der bewegliche Eisenkern 1 bei dem Fortbewegungsvorgang einen Kontakt erzeugt, zum Reduzieren des Prellens herabgesetzt wurde, wodurch sich die Lebensdauer des Magnetschützes verringert.

Obgleich der Einfluß des beweglichen Eisenkerns 1 niedrig war, trat mit hoher Wahrscheinlichkeit ein Kontakt-Prellen auf, wobei Bogenentladungen an dem Kontakt auftraten und die Lebensdauer des Kontaktes herabsetzten.

Die DE 32 32 864 C2 zeigt ein präzises Steuern der Ein- und Ausschaltzeitpunkte für Relais.

Die DE 28 16 558 C2 zeigt eine Schaltungsanordnung, mit der das Schließen und Öffnen von Wechselstromkreisen im nahen Bereich des Nulldurchgangs der Spannung ermöglicht wird.

Die DE 31 10 314 A1 zeigt eine Schaltungsanordnung, bei der eine von einem Rechner/Mikrocomputer gesteuerte Kontaktbetätigung phasenverschoben in der Nähe der Nulldurchgänge erfolgt.

Die nächstliegende DE 44 09 010 A1 zeigt eine Schaltungsanordnung für das Ein-/Ausschalten eines Magnetschützes mit einem Elektromagneten bestehend aus Spule, beweglichem und unbeweglichem Eisenkern, durch den der Spulenstrom über die gesamte Wegstrecke des beweglichen Eisenkerns mittels Stromimpulsen so gesteuert wird, daß das Prellen der Kontakte möglichst klein ist, indem die Schließgeschwindigkeit gesteuert oder eingestellt wird.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Schaltungsanordnung für ein phasenabhängiges Ein-/Ausschalten eines Magnetschützes derart auszubilden, daß der Magnetschütz eine hohe Lebensdauer hat.

Diese Aufgabe wird durch eine Schaltungsanordnung gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.

Es folgt eine kurze Beschreibung der Zeichnungen. Es zeigen:

Fig. 1 ein Schaltbild einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 2 einen Kurvenverlauf zum Darstellen des Betriebs eines Magnetschützes entsprechend der vorliegenden Erfindung;

Fig. 3 eine Betätigungs-Phasenwinkel-Einstellschaltung entsprechend der vorliegenden Erfindung;

Fig. 4(a) bis 4(f) Signalverläufe und Zeitdiagramme zum Darstellen des Betriebs der in Fig. 1 gezeigten Schaltung;

Fig. 5 eine Kurve zum Darstellen des Betriebs des Magnetschützes entsprechend der vorliegenden Erfindung;

Fig. 6(a) bis 6(e) tatsächliche Signalverläufe gemäß der vorliegenden Erfindung;

Fig. 7(a) bis 7(d) tatsächliche Signalverläufe entsprechend der vorliegenden Erfindung;

Fig. 8(a) bis 8(c) tatsächliche Signalverläufe entsprechend der vorliegenden Erfindung;

Fig. 9 ein Schaltbild entsprechend einer anderen Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 10 ein Schaltbild entsprechend einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 11 ein Schaltbild entsprechend einem Betätigungs- Phasenwinkel-Detektors der vorliegenden Erfindung;

Fig. 12 ein Schaltbild entsprechend einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 13 ein Schaltbild entsprechend einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 14 ein Schaltbild entsprechend einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 15 ein Schaltbild entsprechend einem Stromdetektor der vorliegenden Erfindung;

Fig. 16 ein Schaltbild entsprechend der anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 17 ein Schaltbild entsprechend einer Ausführungsform, bei der ein Mikroprozessor benützt wird;

Fig. 18 ein Flußdiagramm zum Darstellen eines Betriebs des in Fig. 17 gezeigten Mikroprozessors;

Fig. 19 eine Querschnittsansicht zum Darstellen der Struktur eines gebräuchlichen Magnetschützes;

Fig. 20(a) und 20(b) jeweils ein Schaltbild und einen Graphen zum Darstellen des Standes der Technik, wie er in der offengelegten japanischen Patentveröffentlichung Nr. SHO 51-32297 beschrieben ist;

Fig. 21 einen charakteristischen Kurvenverlauf eines gebräuchlichen elektromagnetischen Schützes.

AUSFÜHRUNGSFORM 1

Eine Ausführungsform eines Magnetschützes entsprechend der vorliegenden Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf Fig. 1 beschrieben, die eine Wechselstrom-Stromversorgung 100 zeigt, sowie einen Elektromagneten 101 und einen Phasenschalter 103 unter Miteinbeziehung einer Schaltvorrichtung, die zueinander in Serie geschaltet sind, und ferner einen Signalgenerator 104, mit dem ein Betriebssignal zum Betätigen des Schalters erzeugt wird und der mit dem Phasenschalter 103 verbunden ist. Der Phasenschalter 103 regelt die Zufuhr der Spannung der Wechselstrom-Stromversorgung 100 zu den Spulen 101 derart, daß die Spannung mit einer Verzögerung angeschaltet wird, die einem bestimmten Phasenwinkel α nach Null entspricht (auf den hiernach als "Betätigungs-Phasenwinkel" Bezug genommen wird). Der Signalgenerator 104 enthält einen normalerweise offenen Kontakt 200 und gibt in Abhängigkeit davon, ob der normalerweise offene Kontakt 200 geöffnet oder geschlossen ist, einen Einschalt-Abschalt-Befehl an den Phasenschalter 103 ab.

Eine Beziehung zwischen dem Betätigungs-Phasenwinkel α und einer Kollisionsgeschwindigkeit Vm, mit der der bewegliche Eisenkern 1 mit dem unbeweglichen Eisenkern 20 kollidiert, ist in Fig. 2 gezeigt. Die vertikale Achse stellt die Kollisionsgeschwindigkeit Vm dar, während die horizontale Achse dem Betätigungs-Phasenwinkel α entspricht. Die Kollisionsgeschwindigkeit Vm verändert sich entsprechend der Veränderung des Betätigungs-Phasenwinkels α stark zwischen einem Wert von ungefähr 0,4 und einem Wert von ungefähr 1,6 m/sek. Der Betätigungs-Phasenwinkel α wird auf einen der Punkte 140, 141, 142 und 143 eingestellt, bei denen die Kollisionsgeschwindigkeit Vm abnimmt. Allgemein ist die Kollisionskraft des Eisenkerns proportional zu der Kollisionsgeschwindigkeit. Demnach ist die Kollisionskraft umso kleiner und die Lebensdauer des Eisenkerns umso höher, je kleiner die Kollisionsgeschwindigkeit ist. Geht man jedoch von einem Fehler bei der Betätigung aus, so wird die Betätigungs-Phase α in einem Bereich von ±5% festgelegt. Es ist zu erkennen, daß bei einer Veränderung des zulässigen Bereichs der Kollisionsgeschwindigkeit andere Phasenwinkel zu benützen sind.

Nunmehr folgt unter Bezugnahme auf Fig. 3 die Beschreibung einer speziellen Einstellvorrichtung für den Betätigungs- Phasenwinkel α des Phasenschalters 103, wobei die Wechselstrom-Stromversorgung 100, der Elektromagnet 101 und der Phasenschalter 103 in Serie zueinander geschaltet sind und der Signalgenerator 104 mit dem Phasenschalter 103 verbunden ist. Ein Betätigungs-Phasenwinkel-Detektor, der als Phasenwinkel-Angleichvorrichtung vorgesehen ist, ist mit dem Phasenschalter 103 verbunden. Der Betätigungs-Phasenwinkel α kann wählbar durch den Betätigungs-Phasenwinkel-Detektor 180B mit Hilfe eines veränderlichen Widerstands gewählt werden.

Die genaue Struktur des Betätigungs-Phasenwinkel-Detektors 180B wird in einer später beschriebenen Ausführungsform erläutert. Ein Meßfühler 500A eines kontaktlosen Laser- Doppler-Velocimeters 500 ist parallel zu einer Ansatzoberseite 20A des beweglichen Eisenkerns 1 angeordnet.

In der obigen Anordnung wird der im Normalfall geöffnete Kontakt 200 geschlossen, um den Phasenschalter 103 in einen Einschaltbereich-Zustand zu versetzen, und der Betätigungs- Phasenwinkel α des Schalters 103 wird durch den veränderlichen Widerstand des Betätigungs-Phasenwinkel- Detektors 180B bestimmt. Bei einer derartigen Einstellung wird der Phasenschalter 103 zum Erregen der Spulen 101 angeschaltet, wodurch der bewegliche Eisenkern 1 betätigt wird und die durch ein Anzeigegerät 500B angezeigte Geschwindigkeit visuell von einem Meßgerät überprüft wird. Die Ablauffolge wird für jede Einstellung des Betätigungs- Phasenwinkels α mit dem veränderlichen Widerstand wiederholt, und der Betätigungs-Phasenwinkel α, bei dem die Geschwindigkeit des beweglichen Eisenkerns 1 abnimmt, wird mit dem veränderlichen Widerstand eingestellt.

Es ist zu erkennen, daß - anders als oben, wo die Geschwindigkeit des beweglichen Eisenkerns 1 direkt detektiert wurde - die Veränderung L des beweglichen Eisenkerns 1 mit Hilfe eines Differentialübertragers gemessen werden kann, wobei gleichzeitig die Bewegungszeit t gemessen wird und L/t berechnet wird, um die Geschwindigkeit des beweglichen Eisenkerns 1 indirekt zu erfassen.

Der Betrieb der vorliegenden Ausführungsform wird nun unter Bezugnahme auf die in den Fig. 4(a)-4(g) gezeigten Signalverläufe beschrieben. Zunächst wird der Betätigungs- Phasenwinkel α auf einen Phasenwinkel eingestellt, der zu dem in Fig. 2 gezeigten Punkt 140 äquivalent ist. Anschließend wird der im Normalfall offene Kontakt 200 des Signalgenerators 104 zum Zeitpunkt T0 geschlossen, wie es in Fig. 4(b) gezeigt ist. Das Schließen des Kontakts bewirkt ein Anschalten des Phasenschalters 103 zu dem Zeitpunkt T2 mit einer Verzögerung entsprechend dem vorgegebenen Phasenwinkel α bezogen auf den Zeitpunkt T1, wie es in Fig. 4(c) gezeigt ist. Demnach wird eine der Schraffur entsprechende Spannung 111 an den Elektromagneten 101 angelegt, wie es in Fig. 4(a) gezeigt ist, und ein Strom 112 fließt zu dem Elektromagneten 101, wie es in Fig. 4(d) gezeigt ist, was dazu führt, daß der bewegliche Eisenkern 1 durch eine magnetische Kraft zu dem unbeweglichen Eisenkern 20 gezogen wird. Wie es in Fig. 4(e) gezeigt ist, führt die Trägheit dazu, daß sich der bewegliche Eisenkern 1 zu dem Zeitpunkt T11 zu bewegen beginnt, unmittelbar nach dem der Strom 112 zu fließen begonnen hat. Der Eisenkern 1 nimmt allmählich Geschwindigkeit auf und kollidiert mit dem unbeweglichen Eisenkern 20 zum Zeitpunkt T5. Zudem treten Veränderungen bei dem Strom 112 auf, wie es in Fig. 4(g) gezeigt ist, und zwar zwischen der Beschleunigung zum Zeitpunkt T11 und der Kollision zum Zeitpunkt T5. Die Anziehung des beweglichen Eisenkerns 1, die proportional zum Quadrat des Stroms ist, nimmt zu dem Zeitpunkt T4, in dem der Strom 112 Null ist, einen Wert von Null an (im folgenden mit "Nulldurchgangspunkt" bezeichnet). Demnach verliert der bewegliche Eisenkern 1 die Geschwindigkeit unter Einwirkung der Gegenkraft der Auslösefeder 31 usw., und die Kollisionsgeschwindigkeit wird genau in dem Zeitpunkt T5 minimiert, in dem der bewegliche Eisenkern 1 mit dem unbeweglichen Eisenkern 20 kollidiert. Weiterhin wird, wie es in Fig. 4(f) gezeigt ist, der Kontakt 102 zum Zeitpunkt T12 geschlossen, indem der bewegliche Eisenkern 1 angezogen wird.

Der Kontakt 102 wird in der Nähe des Strom- Nulldurchgangspunktes T4 geschlossen, während der Elektromagnet 101 mit einem Phasenwinkel erregt wird, bei dem die Kollisionsgeschwindigkeit verringert ist, wie es anhand des Zeitpunkts T12 in Fig. 4(f) gezeigt ist. Entsprechend wird ein Defekt erzeugt, der zu dieser Ausführungsform identisch ist, indem der Phasenschalter 103 in der Nähe des Punktes angeschaltet wird, in dem der Kontakt 102 schließt, nachdem der Elektromagnet 101 erregt wurde, und in dem der Betätigungs-Phasenwinkel α, mit dem der Strom in dem Elektromagneten 101 fließt, Null ist.

AUSFÜHRUNGSFORM 2

Eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird unter Bezugnahme auf Fig. 5 beschrieben, in der die vertikale Achse einen Zeitabsschnitt darstellt, nachdem der elektromagnetische Eisenkern 1 den Elektromagneten 101 soweit erregt hat, daß er mit dem unbeweglichen Eisenkern 20 kollidiert (hiernach als "Anziehzeit" bezeichnet); dies entspricht insbesondere der Zeit von T2, bei der ein Phasenschalter 103 angeschaltet wird, bis zu der Zeit T5, bei der der bewegliche Eisenkern 1 mit dem unbeweglichen Eisenkern 20 kollidiert, wie es in den Fig. 4(a) bis 4(f) gezeigt ist. Die Abszisse zeigt Rechenergebnisse und experimentelle Daten für den Betätigungs-Phasenwinkel α. Wie es in Fig. 5 gezeigt ist, tritt bei der Anziehzeit t mehr als eine Verdoppelung von 11 bis zu 26 ms bei der Stromversorgungsfrequenz von 60 Hz auf.

Wie oben erwähnt, hat der Betätigungs-Phasenwinkel α bei den in Fig. 2 gezeigten Punkten 140, 141, 142 und 143 eine niedrige Kollisionsgeschwindigkeit Vm. Jedoch ist die Anziehzeit bei den in Fig. 2 gezeigten Punkten 141 und 142 länger als diejenige, die in Fig. 5 gezeigt ist. Da der Phasenwinkel bei den Punkten 141, 142 bei einer niedrigen Kollisionsgeschwindigkeit eine geringere Breite (höhere Krümmung) aufweist, ist der Phasenwinkel bei diesen Punkten nicht vorzuziehen. Die Betriebsbreite des Phasenwinkels ist bei dem Punkt 143 groß, jedoch beträgt der zu dem Punkt 143 äquivalente Phasenwinkel 135°, was zu einer Zeit von 6,25 ms führt, wenn man davon ausgeht, daß die Frequenz der Wechselstrom-Stromversorgung 100 60 Hz beträgt. Da der Betätigungs-Phasenwinkel α auch im Hinblick auf die normale Betätigungszeit des Magnetschützes zu betrachten ist, ist die Zeitdauer von 6,25 ms zwischen dem Erzeugen des Betriebssignals zum Anschalten des Schalters bis zum Abschließen der Betätigung des Magnetschützes (hiernach als "Gesamtbetätigungszeit" bezeichnet) im Hinblick auf das Leistungsvermögen des Magnetschützes nicht vorteilhaft. Demnach ist der Betätigungs-Phasenwinkel von ungefähr 35°, der dem Punkt 140 entspricht, der günstigste Phasenwinkel, wenn die Gesamtbetätigungszeit und dergleichen in Betracht gezogen werden.

Es ist zu erwähnen, daß es eine Vielzahl von Magnetschütztypen gibt, die entsprechend den Elektromagnet- Betriebsformen klassifiziert sind (wie Tauchspulen und Typen mit flachem Boden), sowie nach Kontaktkapazitäten und so weiter, wobei eine Kennzeichnung durch die unterschiedlichen Anziehzeiten und Kollisionsgeschwindigkeiten erfolgt. Ebenso unterscheiden sich die Anziehzeit und dergleichen in Abhänigkeit von der Einbaurichtung des Magnetschützes. Jedoch läßt sich der Einfluß durch die Betätigung herabsetzen, indem der Betätigungs-Phasenwinkel gewählt wird, bei dem die Kollisionsgeschwindigkeit für jeden Magnetschütz abnimmt und die Anziehzeit kurz ist, und indem der Elektromagnet 101 mit dem bestimmten Betätigungs-Phasenwinkel erregt wird.

Die tatsächliche Betriebssignalform des Magnetschützes wird nun unter Bezugnahme auf die Fig. 6(a)-6(c) beschrieben, wobei der im Normalfall geöffnete Kontakt 200 des Signalgenerators 104 zum Zeitpunkt T0 geschlossen wird, wie es in Fig. 6(b) gezeigt ist, und der Phasenschalter 103 mit einem Betätigungs-Phasenwinkel α von ungefähr 35° angeschaltet wird, damit die schraffiert gezeigte Spannung 150 dem Elektromagneten 101 zugeführt wird, wie es in Fig. 6(a) gezeigt ist. Wird die Spannung angelegt, so fließt, wie es in Fig. 6(c) gezeigt ist, ein Strom 151 zu dem Elektromagneten 101, wodurch eine magnetische Anziehung entsteht, und der bewegliche Eisenkern 1 beginnt sich zum Zeitpunkt T11 zu bewegen, wobei die Anziehung zu einer Bewegung mit einer Beschleunigungsgeschwindigkeit 152 führt, wie es in Fig. 6(d) gezeigt ist. Der Kontakt 102 wird zum Zeitpunkt T12 geschlossen, unmittelbar bevor der bewegliche Eisenkern 1 mit dem unbeweglichen Eisenkern 20 kollidiert, wie es in Fig. 6(e) gezeigt ist, und hiernach kollidiert der bewegliche Eisenkern 1 mit dem unbeweglichen Eisenkern 20 mit einer niedrigen Geschwindigkeit im Zeitpunkt T5. Die Beschleunigung des beweglichen Eisenkerns 1 fällt weg, da der Strom des Elektromagneten zum Zeitpunkt T4 Null ist.

Die Länge des Zeitabschnitts 154 zwischen dem Null- Durchgangspunkt 157 des Stroms und der Kollision beträgt ungefähr 4 ms. Entsprechend den experimentellen Ergebnissen beträgt die Länge des Zeitabschnitts 154 zwischen 1 und 5 ms.

Der Betätigungs-Phasenwinkel α kann auf jeden beliebigen Punkt zwischen dem Null-Durchgangspunkt und einem Punkt von 1 bis 5 ms vor der Kollision des beweglichen Eisenkerns 1 und des unbeweglichen Eisenkerns 20 eingestellt werden. Es ist zu erwähnen, daß beim Einstellen des Betätigungs-Phasenwinkels α dann, wenn der Null-Durchgangspunkt des Stroms zu nahe beim Zeitpunkt T5 liegt, der bewegliche Eisenkern 1 ohne herabgesetzte Geschwindigkeit kollidiert. Andererseits nimmt dann, wenn der Null-Durchgangspunkt des Stroms zu früh auftritt, ein Rückwärtsstrom zu, wodurch sich die Anziehung wieder erhöht und der bewegliche Eisenkern 1 wieder beschleunigt wird, so daß die Kollisionsgeschwindigkeit zunimmt.

Die tatsächlichen Betriebssignale des Magnetschützes bei einer ungeeigneten Einstellung des Betätigungs-Phasenwinkels werden nun unter Bezugnahme auf die Fig. 7(a)-7(d) beschrieben, wobei der im Normalfall geöffnete Kontakt 200 des Signalgenerators 104 zu dem Zeitpunkt T0 geschlossen ist, wie es in Fig. 7(b) gezeigt ist, und der Phasenschalter 103 mit einem Betätigungs-Phasenwinkel α von 73° angeschaltet wird, damit die schraffiert gezeigte Spannung 150 an dem Elektromagneten 101 anliegt, wie es in Fig. 7(a) gezeigt ist. Wird die Spannung an den Elektromagneten 101 angelegt, so fließt ein Strom 151 in dem Elektromagneten 101, wie es in Fig. 7(c) gezeigt ist, wodurch eine magnetische Anziehung entsteht, und der bewegliche Eisenkern 1 beginnt sich zum Zeitpunkt T11 zu bewegen, und er wird mit einer relativ niedrigen Beschleunigungsgeschwindigkeit 162 bewegt, wie es in Fig. 7(d) gezeigt ist. Der bewegliche Eisenkern bewegt sich über den Null-Durchgangspunkt 165 des Stroms auf halber Strecke, und seine Geschwindigkeit 163 nimmt mit zunehmendem Strom schnell zu, wobei die Kollision mit dem unbeweglichen Eisenkern 20 zum Zeitpunkt T5 erfolgt. Im Ergebnis ist die Kollisionsgeschwindigkeit des beweglichen Eisenkerns außerordentlich hoch. Demnach wird ein starkes Geräusch im Kollisionszeitpunkt erzeugt, was im Vergleich zu dem Phasenwinkel von 35° einen erheblichen Unterschied darstellt.

AUSFÜHRUNGSFORM 3

Eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die Fig. 8(a)-8(c) beschrieben, die Signalverläufe zum Darstellen der Bewegung des Elektromagneten 101 zeigen. Der im Normalfall geöffnete Kontakt 200 des Signalgenerators 104 ist geschlossen, wie es in Fig. 8(b) gezeigt ist, der Phasenschalter 103 ist angeschaltet, wie es in Fig. 8(c) gezeigt ist, und eine Spannung 170 liegt an dem Elektromagneten 101 an, um einen Strom 171 auszulösen, wie es in Fig. 8(a) gezeigt ist. In dem Elektromagneten 101, der durch eine äquivalente Schaltung mit einer Induktivität und einem in Serie geschalteten Widerstand beschreibbar ist, eilt der Strom 171 der Spannung 170 des Elektromagneten 101 oft um den Phasenwinkel von 60 bis 80° nach. Dies ist darauf zurückzuführen, daß der Elektromagnet 101 so entworfen ist, daß Leistungsverluste minimiert werden, und demnach ist der Induktivitätsanteil größer als der Widerstandsanteil. In diesem Beispiel eilt der Strom der Spannung um einen Phasenwinkel von 67° nach.

Wird der im Normalfall geöffnete Kontakt 200 des Signalgenerators 104 im Zeitpunkt T20 geöffnet, wie es in Fig. 8(b) gezeigt ist, so wird ein nächster Spannuns- Nulldurchgangspunkt 172 detektiert, und der Phasenschalter 103 wird in dem Zeitpunkt T22 mit einer Verzögerung um den Phasenwinkel β abgeschaltet, nachdem die Zeit T21 seit dem Spannungs-Nulldurchgangspunkt 172 verstrichen ist, wie es in Fig. 8(c) gezeigt ist, damit der Elektromagnet 101 in dem Strom-Nulldurchgangspunkt entregt wird.

Demnach wird aufgrund der Tatsache, daß keine Energie in der Induktivität des Elektromagneten 101 gespeichert ist, bei dem Entregen des Elektromagneten 101 keine hohe Spannung erzeugt.

Da keine hohe Spannung erzeugt wird, verbessert sich bei dem aus Halbleitern und so weiter aufgebauten Phasenschalter 103 die Zuverlässigkeit, und der durch hohe Spannungen verursachte Lärm verringert sich.

AUSFÜHRUNGSFORM 4

Eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf Fig. 9 beschrieben, gemäß der der Elektromagnet 101 in Serie mit der Wechselstrom- Stromversorgung 100 über die Anschlüsse 51 und 52 eines Stromschaltabschnittes 181 verbunden ist. Ein Ende des Elektromagneten 101 ist mit dem Anschluß VD eines Betätigungs-Phasenwinkel-Detektors 180 verbunden, und der Anschluß SS des Betätigungs-Phasenwinkel-Detektors 180 ist mit dem Anschluß ST des Signalgenerators 104 verbunden. Der Signalgenerator 104 erzeugt das Betätigungssignal des Phasenschalters 103 mit Hilfe eines Fotokopplers 201. Ferner enthält der Phasenschalter den Betätigungs-Phasenwinkel- Detektor 180 und den Stromschaltabschnitt 181, der sich elektrisch öffnen und schließen läßt, und diese sind bei den Anschlüssen PO und CC miteinander verbunden. Der Stromschaltabschnitt 181, wie beispielsweise ein Transistor oder ein FET (Feldeffekt-Transistor), ist so entworfen, daß er einen elektrischen Schalter 207 oder eine Schaltvorrichtung durch Steuerung mit einem Eingangssignal öffnet oder schließt.

Bei dem Betätigungs-Phasenwinkel-Detektor 180 ist der Ausgang einer Invertiervorrichtung 191 zum Invertieren des Ausgangssignals des Signalgenerators 104 mit dem Rücksetzeingang einer Speichervorrichtung 192 verbunden, und der Ausgang eines Nulldurchgang-Detektors 190 zum Detektieren des Nulldurchgangs der Spannung der Wechselstrom- Stromversorgung 100 ist mit dem Setz- bzw. Einstellanschluß der Speichervorrichtung 192 verbunden. Der Ausgang der Speichervorrichtung 192, die aus Flipflops usw. aufgebaut ist, ist mit dem Eingang eines Zeitgebers 193 verbunden, der das Ausgangssignal der Speichervorrichtung 192 um eine von einer Phasenangleichvorrichtung vorgegebene Zeitspanne verzögert. Dieser Zeitgeber 193 ermöglicht das Angleichen der Verzögerungszeit mit Hilfe eines veränderlichen Widerstands 193A. In diesem Beispiel ist der Zeitgeber eine Verzögerungsvorrichtung oder dergleichen, die als Einschalt- Verzögerungs-Zeitgeber konfiguriert ist, oder eine Schaltung mit einer Zeitkonstante, die aus einem Widerstand und einer Kapazität besteht.

Der Betrieb der vorliegenden Ausführungsform wird nun unter Bezugnahme auf Fig. 9 beschrieben. Ein Einschalt-Signal wird über den Fotokoppler 201 des Signalgenerators 104 erzeugt und durch die Invertiervorrichtung 191 invertiert, damit der Rücksetzeingang der Speichervorrichtung 192 auf ungültig gesetzt wird. Der Nulldurchgangsdetektor 190 erfaßt den Nulldurchgang der Spannung der Wechselstrom-Stromversorgung 100 und erzeugt ein Ausgangssignal. Dieses Ausgangssignal wird nach einer vorgegebenen Zeitspanne über den Zeitgeber 193 als Anschalt-Signal dem Stromschaltabschnitt 181 zugeführt. Demnach wird der Stromschaltabschnitt 181 bei einem vorbestimmten Betätigungsphasenwinkel zum Erregen des Elektromagneten 101 angeschaltet. Durch Einstellen der Verzögerungszeit des Zeitgebers 193 auf den Phasenwinkel, bei dem der Stromschaltabschnitt 181 angeschaltet wird, kann das Magnetschütz auf einen Betätigungs-Phasenwinkel eingestellt werden, bei dem die Kollisionsgeschwindigkeit abnimmt.

AUSFÜHRUNGSFORM 5

Eine weitere Ausführungsform des Betätigungs-Phasenwinkel- Detektors wird nun unter Bezugnahme auf Fig. 10 beschrieben, gemäß der ein Anschluß SS eines Betätigungs-Phasenwinkel- Detektors 180B mit dem Eingang der Invertiervorrichtung 191 verbunden ist, die ein über den Anschluß SS zugeführtes externes Signal invertiert. Der Ausgang der Invertiervorrichtung 191 ist mit dem Rücksetzeingang der Speichervorrichtung 192, 206, die aus Flipflops usw. besteht, verbunden, damit das Rücksetzen der Speichervorrichtungen 192, 206 unter der Steuerung eines Anschaltsignals auf ungültig gesetzt wird. Der mit der Wechselstrom- Stromversorgung verbundene Anschluß VP ist mit einem Eingang eines Komparators 204 und dem Eingang des Nulldurchgang- Detektors 190 verbunden. Der Ausgang des Nulldurchgangs- Detektors 190 ist mit dem Setzeingang der Speichervorrichtung 192 verbunden.

Ein Einstellpotentiometer 203 ist mit dem anderen Eingang des Komparators 204 verbunden. Das Einstellpotentiometer 203 dient zum Einstellen einer Bezugsspannung, die mit der Spannung der Wechselstrom-Stromversorgung 100 verglichen wird. Der Ausgang des Komparators 204 und derjenige der Speichervorrichtung 192 sind jeweils mit den Eingängen einer UND-Vorrichtung 205 verbunden, und der Ausgang der UND- Vorrichtung 205 ist mit dem Setzanschluß der Speichervorrichtung 206 verbunden.

Der Betrieb der vorliegenden Ausführungsform wird nun unter Bezugnahme auf Fig. 10 beschrieben. Ein externes Anschalt- Signal wird über den Anschluß SS eingegeben und durch die Invertiervorrichtung 191 invertiert, damit das Rücksetzen der Speichervorrichtungen 192, 206 auf ungültig gesetzt wird. Weiterhin liegt die Spannung der Wechselstrom-Stromversorgung 100 an dem Anschluß VP an, und der Nulldurchgangsdetektor 190 erfaßt den Nulldurchgang der Spannung und gibt ein Signal ab. Ist das Rücksetzen der Speichervorrichtung 192 auf ungültig gesetzt worden, so setzt das Ausgangssignal die Speichervorrichtung 192. Hiernach wird in dem Fall, in dem die Spannung der Wechselstrom-Stromversorgung 100 größer als die mit dem Einstellpotentiometer 203 festgelegte Spannung ist, der Ausgang des Komparators 204 angeschaltet. Der Ausgang des Komparators 204 und das Anschalt-Signal der Speichervorrichtung 192 werden durch die UND-Vorrichtung 205 entsprechend der logischen Konjunktion verknüpft, und die Speichervorrichtung 206 wird unter Steuerung des Ausgangssignals der UND-Vorrichtung 205 gesetzt. Entsprechend wird die Speichervorrichtung 192 bei dem Nulldurchgangspunkt der Spannung der Wechselstrom-Stromversorgung 100 gesetzt, nachdem die Speichervorrichtungen 192, 206 durch ein externes Anschalt-Signal rückgesetzt worden sind. Ferner gibt der Komparator 204 ein Ausgangssignal ab, wenn die Spannung der Wechselstrom-Stromversorgung die durch das Einstellpotentiometer 203 festgelegte Spannung 203 übersteigt, wobei die Speichervorrichtung 206 durch das Ausgangssignal der UND-Vorrichtung 205 gesetzt wird, und ein Ausgangssignal wird bei einem Phasenwinkel erzeugt, bei dem die Wechselspannung der Spannung des Einstellpotentiometers 203 entspricht. Das Ersetzen des in Fig. 9 gezeigten Betätigungs-Phasenwinkel-Detektors 180 durch den Betätigungs- Phasenwinkel-Detektor 180B, wie er oben beschrieben ist, ermöglicht ein Einstellen des Phasenwinkels mit Hilfe des Einstellpotentiometers 203, wie es für die Ausführungsform 4 beschrieben ist, wobei das Magnetschütz mit einem Betätigungs-Phasenwinkel konfiguriert werden kann, bei dem die Kollisionsgeschwindigkeit abnimmt.

AUSFÜHRUNGSFORM 6

Eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf Fig. 11 gezeigt, gemäß der der Elektromagnet über die Anschlüsse S1 und S2 eines Stromschaltabschnitts 181B in Serie mit der Wechselstrom- Stromversorgung 100 geschaltet ist. Ein Ende des Elektromagneten 101 und ein Anschluß VQ eines Abschalt- Phasenwinkel-Detektors 180 sind miteinander verbunden, und der Anschluß ST des Abschalt-Phasenwinkel-Detektors 180C und der Anschluß SD des Signalgenerators 104 sind verbunden. Dieser Signalgenerator 104 erzeugt das Betätigungssignal des Phasenschalters 103 mit Hilfe einer UND-Vorrichtung 202. Der Anschluß SE des Abschalt-Phasenwinkel-Detektors 180C und der Anschluß CC des Stromschaltabschnitts 181B sind verbunden.

Bei dem Abschalt-Phasenwinkel-Detektor 180C ist der Ausgang der UND-Vorrichtung 202 des Signalgenerators 104 mit dem Rücksetzanschluß der Speichervorrichtung 192 verbunden, und der Ausgang des Nulldurchgang-Detektors 190 zum Detektieren des Nulldurchgangs der Spannung der Wechselstrom- Stromversorgung 100 ist mit dem Setzeingang der Speichervorrichtung 192 verbunden. Der Ausgang der Speichervorrichtung 192, die aus Flipflops usw. besteht, ist mit dem Eingang eine Zeitgebers 120 verbunden, der das Ausgangssignal über eine vorbestimmte Zeitdauer verzögert.

Der Zeitgeber 120 ermöglicht ein Angleichen der Verzögerungszeit mit Hilfe eines veränderlichen Widerstands 120A. Beispielsweise kann der Zeitgeber eine Verzögerungsvorrichtung oder dergleichen sein, die als Anschalt-Verzögerungs-Zeitgeber konfiguriert ist oder als eine Schaltung mit einer Zeitkonstante, die aus einem Widerstand und einer Kapazität besteht. Der Ausgang des Zeitgebers 120 ist mit dem Eingang einer Treiberschaltung 208 verbunden, und die Ausgänge der Treiberschaltung 208 sind jeweils mit den Eingängen von Schaltvorrichtungen 209A und 209B verbunden, oder mit Schaltmitteln, wie zwei FET- Transistoren (Feldeffekt-Transisoren). Die Ausgänge der Schaltvorrichtung 209A, 209B sind in Serie geschaltet und in entgegengesetzten Richtungen sind Dioden 216 und 217 jeweils parallel zu den Schaltvorrichtungen 209A und 209B geschaltet, und eine Spannungs-Aufnahmevorrichtung 211 zum Aufnehmen einer hohen Spannung ist zwischen den Anschlüssen 51 und 52 angeschlossen.

Der Betrieb der vorliegenden Ausführungsform wird nun unter Bezugnahme auf Fig. 11 beschrieben. Die UND-Vorrichtung 202 des Signalgenerators 104 erzeugt ein Anschalt-Signal, und der Ausgang der Speichervorrichtung 192 wird abgeschaltet. Der Ausgang der Invertiervorrichtung 121 wird angeschaltet, und der Zeitgeber führt das Anschalt-Signal dem Eingang der Treiberschaltung 208 innerhalb einer vorgegebenen Zeitdauer zu, damit das Anschalt-Signal am Ausgang der Treiberschaltung 208 abgegeben wird, wodurch die Schaltvorrichtungen 209A, 209B zum Erregen des Elektromagneten 101 angeschaltet werden.

Hiernach wird am Ausgang der UND-Vorrichtung 202 des Signalgenerators 104 ein Abschalt-Signal zum Ungültigsetzen des Rücksetzens der Speichervorrichtung 192 abgegeben, und der Nulldurchgang-Detektor 190 erfaßt die Nullspannung der Wechselstrom-Stromversorgung 100 und erzeugt ein Ausgangssignal. Dieses Ausgangssignal wird zum Anschalten des Ausgangs der Speichervorichtung 192 herangezogen, so daß die Invertiervorrichtung 121 das Abschalt-Signal invertiert und der Zeitgeber 193 das Abschalt-Signal innerhalb einer vorgegebenen Zeitspanne abgibt, so daß das Abschalt-Signal dem Stromschaltabschnitt 181B zugeführt wird. Demnach wird der Stromabschaltabschnitt 181B mit einem vorbestimmten Phasenwinkel bezogen auf den Nulldurchgang der Spannung der Wechselstrom-Stromversorgung 100 abgeschaltet, damit der Elektromagnet 101 entregt wird. Durch geeignetes Einstellen der Verzögerungszeit des Zeitgebers 120 auf den Phasenwinkel, bei dem der Stromschaltabschnitt 181B abgeschaltet wird, kann der Elektromagnet 101 bei einem Strom von Null in dem Elektromagneten 101 entregt werden, so daß der Magnetschütz mit einem Phasenwinkel konfiguriert werden kann, bei dem nur selten hohe Spannungen erzeugt werden.

AUSFÜHRUNGSFORM 7

Eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf Fig. 12 gezeigt, gemäß der der Elektromagnet 101 und die Wechselstrom-Stromversorgung über die Anschlüsse S1 und S2 des Stromschaltabschnitts 181, der einen Schalter enthält, in Serie verbunden sind. Der Anschluß ST eines Abschalt-Phasenwinkel-Detektors 180C ist mit dem Anschluß SD des Signalgenerators 104 verbunden, und der Anschluß VQ des Abschalt-Phasenwinkel-Detektors 180C und der Anschluß VP des Betätigungs-Phasenwinkel-Detektors 180 mit einer Phasenangleichvorrichtung sind mit einem Ende des Elektromagneten 101 verbunden. Der Anschluß SE des Abschalt- Phasenwinkel-Detektors 180C ist mit dem Anschluß SS des Betätigungs-Phasenwinkel-Detektors 180 verbunden, und der Anschluß PO des Betätigungs-Phasenwinkel-Detektors 180 ist mit dem Anschluß CC des Stromschaltabschnitts 181 verbunden. Es ist zu erwähnen, daß der Betätigungs-Phasenwinkel-Detektor 180 mit dem in Fig. 10 gezeigten übereinstimmt und daß der Abschalt-Phasenwinkel-Detektor 180C mit dem in Fig. 11 gezeigten übereinstimmt.

Der Betrieb der vorliegenden Ausführungsform wird unter Bezugnahme auf Fig. 12 beschrieben. Zunächst wird der Schalter des Signalgenerators 104 angeschaltet, damit dem Anschluß ST des Abschalt-Phasenwinkel-Detektors 180C ein Anschalt-Sginal zugeführt wird. Der Abschalt-Phasenwinkel- Detektor 180C erzeugt das Anschalt-Signal des Anschlusses SI, und das Signal wird dem Anschluß SS des Betätigungs- Phasenwinkel-Detekors 180 zugeführt. Der Betätigungs- Phasenwinkel-Detektor 180 erfaßt den Nulldurchgang der Spannung der Wechselstrom-Stromversorgung 100, erzeugt innerhalb einer vorgegebenen Zeitdauer das Anschalt-Signal am Anschluß PO und führt es dem Anschluß TC des Stromschaltabschnitts 181 zu, damit der Stromschaltabschnitt 181 angeschaltet wird, wodurch der Elektromagnet 101 erregt wird.

Anschließend wird der Schalter des Signalgenerators 104 abgeschaltet, damit dem Anschluß SC des Abschalt- Phasenwinkel-Detektors 180C ein Abschalt-Signal zugeführt wird, der dann den Nullwert der Spannung der Wechselstrom- Stromversorgung 100 erfaßt. Innerhalb einer vorgegebenen Zeitdauer wird der Ausgang des Ausschalt-Phasenwinkel- Detektors 180C abgeschaltet, und das Ausschalt-Signal wird dem Anschluß SS des Betätigungs-Phasenwinkel-Detektors 180 zugeführt und wird an dem Anschluß PO des Betätigungs- Phasenwinkel-Detektors 180 erzeugt, damit der Stromschaltabschnitt 181 abgeschaltet wird, wodurch der Elektromagnet 101 entregt wird.

AUSFÜHRUNGSFORM 8

Eine erweiterte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf Fig. 13 beschrieben, gemäß der ein Ende der Wechselstrom-Stromversorgung 100 mit einem Ende des Elektromagneten 101 über einen Schalter 160 verbunden ist und das andere Ende des Elektromagneten 101 mit dem anderen Ende der Wechselstrom-Stromversorgung 100 über die Anschlüsse S1 und S2 des Stromschaltabschnitts 181 verbunden ist. Ein Ende des Schalters 160 ist mit dem Anschluß VS eines Signaldetektors 161A und dem Anschluß VP des Betätigungs- Phasenwinkel-Detektors 180 verbunden. Der Anschluß SD des Signadetektors 161A ist mit dem Anschluß SS des Betätigungs- Phasenwinkel-Detektors 180 verbunden, und der Anschluß PO des Betätigungs-Phasenwinkel-Detektors 180 ist mit dem Anschluß CC des Stromschaltabschnitts 181 verbunden. Der Eingang eines Gleichrichters 156 ist mit dem Anschluß VS des Signaldetektors 161A verbunden, und der Ausgang des Gleichrichters 156 ist mit einem Eingang des Komparators 158 verbunden. Ein Einstellpotentiometer 157 dient zum Einstellen einer Bezugsspannung zum Vergleichen mit der Spannung der Wechselstrom-Stromversorgung 100 mit dem Komparator 158, und der Ausgang des Komparators 158 ist mit dem Anschluß SD verbunden.

Der Betrieb der vorliegenden Ausführungsform wird nun unter Bezugnahme auf Fig. 13 beschrieben. Wenn der Schalter 160 angeschaltet ist, wird die Spannung der Wechselstrom- Stromversorgung 100 bei dem Anschluß VS des Signaldetektors 161A eingegeben. Ist die Spannung höher als die durch das Einstellpotentiometer 157 eingestellte Spannung, so erzeugt der Komparator 158 ein Anschalt-Signal an seinem Ausgang und führt dieses dem Anschluß SS des Betätigungs-Phasenwinkel- Detektors 180 zu. Der Betätigungs-Phasenwinkel-Detektor 180 erfaßt dann den Nullwert der Spannung, die von der Wechselstrom-Stromversorgung 100 dem Anschluß VP zugeführt wird. Nach Ablauf einer vorgegebenen Zeitdauer ab dieser Erfassung führt der Betätigungs-Phasenwinkel-Detektor 180 das Anschalt-Signal zu seinem Anschluß PO, damit der Stromschaltabschnitt 181 angeschaltet wird, wodurch der Elektromagnet 101 erregt wird.

AUSFÜHRUNGSFORM 9

Eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf Fig. 14 beschrieben, in der die andere Ausführungsform des Signaldetektors dargestellt ist. Ein Ende der Wechselstrom-Stromversorgung 100 ist mit einem Ende des Elektromagneten 101 über den Schalter 160 verbunden und das andere Ende des Elektromagneten 101 ist über die Anschlüsse S1 und S2 des Stromschaltabschnitts 181 mit einem Ende eines Stromdetektors, beispielsweise eines Gleichrichters, verbunden, und das andere Ende des Stromdetektors 194 ist mit der Wechselstrom-Stromversorgung 100 verbunden. Ein Ende des Schalters 160 ist mit dem Anschluß VS1 eines Spannungsdetektors 175 und einem Anschluß VP des Betätigungs-Phasenwinkel-Detektors 180 verbunden. Der Anschluß S2 des Stromschaltabschnitts 181 ist mit dem Anschluß VS2 des Spannungsdetektors 175 verbunden. Der Ausgang des Stromdetektors 194 ist mit den Anschlüssen CS1 und CS2 des Stromdetektors 176 verbunden. Der Anschluß SD des Signaldetektors 161B ist mit dem Anschluß SS des Betätigungs- Phasenwinkel-Detektors 180 verbunden, und der Anschluß BO des Betätigungs-Phasenwinkel-Detektors 180 ist mit dem Anschluß CC des Stromschaltabschnitts 181 verbunden. Der Anschluß VS1 des Spannungsdetektors 175 ist über einen Widerstand 166 parallel zu einer Serienschaltung der Eingänge der Fotokoppler 167 und 168 geschaltet. Die Emitter der Fotokoppler 167, 168 sind geerdet, und die Kollektoren der Fotokoppler 167, 168 sind gemeinsam über einen Widerstand 184 mit einer Signal-Stromversorgung und zudem mit den Enden einer Diode 185 und eines Puffers 189 verbunden. Signalleistung wird der Diode 185, einer Kapazität 187 und einer Invertiervorrichtung 186 über einen Widerstand 188 zugeführt. Der Ausgang der Invertiervorrichtung 186 ist mit einem Eingang einer ODER-Vorrichtung 224 verbunden. Ein Ende der Kapazität 187, der Eingang eines Puffers 189 und eine Stromversorgung sind über einen Widerstand 181 mit dem anderen Ende einer Diode 185 verbunden. Das andere Ende der Kapazität 187 ist mit Masse verbunden. Der Ausgang der Kapazität 187 ist mit dem Anschluß VSO verbunden, der mit dem Eingang der ODER-Vorrichtung 224 verbunden ist. Es ist zu erkennen, daß der Ausgang des Puffers 189, der ein Pulssignal bildet, wenn die Spannung zwischen den Anschlüssen VS1 und VS2 Null ist, als Nulldurchgangs-Detektor benützt werden kann.

Ein Gleichrichter 220 ist mit den Anschlüssen CS1 und CS2 des Stromdetektors 176 verbunden, ein Widerstand 221 ist mit dem Ausgang des Gleichrichters 220 verbunden, und ein Ende des Widerstands 221 ist geerdet. Das andere Ende des Widerstands 221 ist mit einem Eingang des Komparators 223 verbunden. Der Ausgang eines Einstellpotentiometers 222, das zum Einstellen einer vorgegebenen Referenzspannung benützt wird, ist mit dem anderen Eingang des Komparators 223 verbunden, und der Ausgang des Komparators 223 ist mit dem Eingang der ODER- Vorrichtugn 224 verbunden.

Der Betrieb der vorliegenden Ausführungsform wird nun unter Bezugnahme auf die Fig. 14 erläutert. Zunächst wird der Schalter 160 angeschaltet, und eine Spannung liegt parallel zu den Anschlüssen VS1 und VS2 an, ein Strom fließt über den Widerstand 166, der Fotokoppler 167 oder 168 schaltet nach jeder Halbperiode an, die Spannung der Kapazität 187 wird über die Diode 185 entladen, der Eingang der Invertiervorrichtung 186 geht von einem H-Pegel zu einem L- Pegel über, und die Invertiervorrichtung 186 invertiert das Eingangssignal und erzeugt ein L-zu-H-Signal an ihrem Ausgang. Die Invertiervorrichtung 186 überträgt ein Anschalt- Signal (H-Pegel) an den Anschluß SS des Betätigungs- Phasenwinkel-Detektors 180 über die ODER-Vorrichtung 224. Anschließend führt der Betätigungs-Phasenwinkel-Detektor 180 nach Ablauf einer vorbestimmten Verzögerungszeit nach dem Nulldurchgang der Spannung der Wechselstrom-Stromversorgung 100 das Anschalt-Signal dem Anschluß PO zu, damit der Stromschaltabschnitt 181 angeschaltet wird. Demnach kann - durch geeignetes Einstellen des Phasenwinkels, bei dem der Stromschaltabschnitt 181 angeschaltet wird - das Magnetschütz auf einen Betätigungs-Phasenwinkel eingestellt werden, bei dem die Kollisionsgeschwindigkeit abnimmt.

Anschließend bewirkt der Stromschaltabschnitt 181 einen Stromfluß zu dem Elektromagneten 101, wobei die Spannung parallel zu den Anschlüssen S1 und S2 nahezu Null ist und die Fotokoppler 167, 168 abgeschaltet sind. Die Kapazität 187 wird über den Widerstand 188 mit einer vorbestimmten Zeitdauer aufgeladen, und innerhalb einer vorbestimmten Zeitdauer ändert sich der Eingang der Invertiervorrichtung 186 von einem L-Pegel zu einem H-Pegel. In der Zwischenzeit detektiert innerhalb einer vorbestimmten Zeitdauer der Stromdetektor 194 den Strom, wobei das Ausgangssignal des Stromdetektors 194 durch den Gleichrichter 220 gleichgerichtet wird, und bei dem Widerstand 221 wird eine Spannung erzeugt. Wenn die Spannung die Spannung des Einstellpotentiometers 222 erreicht oder überschreitet, wird ein Anschalt-Signal (H)-Pegel am Ausgang des Komparators 223 erzeugt und über die ODER-Vorrichtung 224 bei dem Anschluß S5 des Betätigungs-Phasenwinkel-Detektors 180 eingegeben. Das Anschalt-Signal wird dem Anschluß PO zugeführt, damit das Anschalt-Signal dem Anschluß CC des Stromschaltabschnitts 181 weiterhin zugeführt wird, wodurch der Strom fortlaufend zu dem Elektromgneten 101 fließt. Insbesondere besteht der Stromfluß fort, obgleich die Spannung zwischen den Anschlüssen S1 und S2 nach dem Abschalten des Stromschaltabschnitts 181 Null ist, wobei der Strom des Elektromagneten 101 durch den Stromdetektor 194 erfaßt wird, um den Phasenschalter angeschaltet zu halten.

AUSFÜHRUNGSFORM 10

Eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf Fig. 15 erläutert. Der Stromdetektor der Fig. 14 und eine andere Ausführungsform des Stromdetektors werden beschrieben. Demnach werden mit Ausnahme des Stromdetektors 194A und des Stromdetektors 176A die Elemente mit denselben Bezugszeichen wie in Fig. 14 bezeichnet. In Fig. 15 ist der Eingang eines Gleichrichters, der aus Gleichrichtvorrichtungen 230A bis 230B besteht, über die Ausgänge zweier Schaltvorrichtungen 290A und 290B angeschlossen, der Ausgang des Gleichrichters ist mit einem Ende des Widerstands 231 verbunden, und das andere Ende des Widerstands 231 und ein Ausgang des Gleichrichters 230 sind geerdet. Es ist zu erkennen, daß der Gleichrichter 230 und der Widerstand 231 den Stromdetektor 194A bilden. Ein Ende des Widerstands 231 ist mit dem Anschluß CS des Stromdetektors 176A verbunden. Der Eingang einer Schaltvorrichtung 232 ist mit dem Anschluß CS verbunden, der Kollektor der Schaltvorrichtung 232 ist mit der Signal- Stromversorgung über einen Widerstand 219 verbunden, und der Emitter der Schaltvorrichtung 232 ist geerdet. Der Eingang einer Invertiervorrichtung 235 und ein Ende einer Kapazität 234 sind mit einem Verbindungspunkt 236 des Widerstands 233 verbunden, und das andere Ende der Kapazität 234 ist geerdet. Mit Hilfe der Kapazität 234 erfolgt ein Halten des Signals der Invertiervorrichtung 235 auf einem unveränderten Wert bei dem Nulldurchgangspunkt des Stroms der Wechselstrom- Stromversorgung.

Der Betrieb der vorliegenden Ausführungsform wird nun unter Bezugnahme auf Fig. 15 erläutert. Werden nun die Schaltvorrichtungen 209A, 209B angeschaltet, damit ein Strom in dem Gleichrichter 230 fließt, so führt der Gleichrichter 230 eine Gleichrichtung des Stroms durch, und der Widerstand 231 erzeugt eine Spannung. Die Spannung wird dem Eingang der Schaltvorrichtung 232 zugeführt, und die Schaltvorrichtung 232 schaltet sich an, damit sich die Spannung an dem Verbindungspunkt 236 von einem H-Pegel auf einen L-Pegel verändert. Die Spannung an dem Verbindungspunkt 236 wird der Invertiervorrichtung 235 zugeführt, und der Ausgang der Invertiervorrichtung 235 verändert sich von einem L-Pegel in einen H-Pegel. Diese Veränderung bewirkt das Fließen eines Stroms in dem Elektromagneten, der zu erfassen ist. Insbesondere dann, wenn in den Schaltvorrichtungen 209A, 209B ein Strom fließt, der gleich einem oder größer als ein vorbestimmter Wert ist, verändert sich das Signal der Invertiervorrichtung 235.

AUSFÜHRUNGSFORM 11

Eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf Fig. 16 erläutert, gemäß der der Elektromagnet mit der Wechselstrom-Stromversorgung 100 über die Anschlüsse S1, S2 des Phasenschalters 103 verbunden ist.

Der Anschluß VP des Phasenschalters 103 und ein Ende des Elektromagneten 101 sind verbunden, und der Anschluß SD des Signalgenerators 104 und der Anschluß SS des Phasenschalters 103 sind verbunden.

Der Betrieb der vorliegenden Ausführungsform wird unter Berücksichtigung ihrer Struktur beschrieben. Die Spannung der Wechselstrom-Stromversorgung 100 liegt an den Fotokopplern 167, 168 über dem Widerstand 166 an, damit abwechselnd mit jeder Halbperiode ein Stromfluß in den Fotokopplern 167, 168 bewirkt wird. Ein Impuls wird an einen Verbindungspunkt 259 der Ausgänge der Fotokoppler 167, 168 abgegeben, wie es in Fig. 16 gezeigt ist, und zwar beim Spannungs-Nulldurchgang der Wechselstrom-Stromversorgung 100. Erzeugt der Signalgenerator 104 ein Anschalt-Signal, so schaltet die Spannung des Widerstands 242 von einem L-Pegel zu einem H- Pegel, damit die Speichervorrichtung 244 rückgesetzt wird. Demnach schaltet der Ausgang Q der Speichervorrichtung 244 auf einen H-Pegel, ein FET 246 wird angeschaltet, der Ausgang eines Puffers geht von einem H-Pegel zu einem L-Pegel über, damit das Rücksetzen einer Speichervorrichtung 243 ungültig wird. Demnach wird der Spannungsimpuls an dem Verbindungspunkt 259 über den Setzeingäng der Speichervorrichtung 243 eingegeben, und der Ausgang Q der Speichervorrichtung 243 schaltet von einem H-Pegel zu einem L-Pegel, damit der FET 245 abgeschaltet wird. Dies bewirkt ein Ansteigen der Spannung der Kapazität 249 mit einer Zeitkonstante, die durch den Widerstand 247 und die Kapazität 249 festgelegt ist, wobei innerhalb einer vorbestimmten Zeitdauer der Ausgang des Puffers 251 von einem L-Pegel zu einem H-Pegel übergeht, damit der FET 237 angeschaltet wird, und der Gleichrichter 239 bewirkt einen Stromfluß in den FET 237, damit der Elektromagnet 102 erregt wird.

Entsprechend wird dann, wenn der Signalgenerator 104 angeschaltet ist, der Elektromagnet 101 mit einer Verzögerung erregt, die durch den Widerstand 247 und die Kapazität 249 festgelegt ist und deren Beginn durch den Nulldurchgang der Spannung der Wechselstrom-Stromversorgung 100 festgelegt ist. In anderen Worten wird der Elektromagnet 101 mit einem vorbestimmten Betätigungs-Phasenwinkel erregt. Indem der Betätigungs-Phasenwinkel geeignet mit Hilfe einer Phasenangleichvorrichtung 247A ausgewählt wird, kann ein Magnetschütz mit geringerem Betätigungsstoß bereitgestellt werden.

Ist der Signalgenerator 204 abgeschaltet, so wird die Spannung des Widerstands 242 auf L-Pegel geschaltet, das Rückstzsignal der Speichervorrichtung 244 wird ungültig, die Speichervorrichtung 344 wird durch den Nulldurchgangs-Impuls der Ausgangsspannung der Fotokoppler 167, 158 gesetzt, und der Ausgang Q der Speichervorrichtung 244 schaltet von einem H-Pegel auf einen L-Pegel, damit der FET 246 angeschaltet wird. Die Kapazität 249 wird über den Widerstand 247 aufgeladen, die Spannung der Kapazität 249 steigt, und innerhalb einer vorbestimmten Zeitdauer verändert sich das Ausgangssignal des Puffers von einem L-Pegel auf einen H- Pegel. Entsprechend wird die Speichervorrichtung 243 rückgesetzt und ihr Ausgang Q schaltet von einem L-Pegel zu einem H-Pegel, womit der FET 245 angeschaltet wird. Der Eingang/Ausgang des Puffers 251 verändert sich in gleicher Weise von einem L-Pegel auf einen H-Pegel, damit der FET 237 abgeschaltet wird. Durch geeignetes Einstellen der Zeitkonstante der Zeitkonstanten-Schaltung, die aus dem Widerstand 247 und der Kapazität 249 besteht, kann der Strom des Elektromagneten 101 bei einem Wert von Null abgeschaltet werden.

AUSFÜHRUNGSFORM 12

Eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf Fig. 17 beschrieben, bei der eine integrierte Schaltung mit arithmetischen Funktionen, beispielsweise ein Mikroprozessor oder ein digitaler Prozessor, im Steuerabschnitt des Phasenschalters 103 eingesetzt wird. Die Funktionen des Mikroprozessors 300 werden benützt, um die Schaltung mit einer Speichervorrichtung, einem Zeitgeber, digitaler Arithmetik, usw., auszubilden. Der Anschluß A des Mikroprozessors 300 ist mit einem Ende des Widerstands 184 verbunden, der Anschluß B desselben ist mit dem Widerstand 242 verbunden und der Anschluß C desselben ist mit dem Eingang des FET 237 verbunden.

Der Betrieb der vorliegenden Ausführungsform wird nun unter Bezugnahme auf das in Fig. 18 gezeigte Flußdiagramm beschrieben. Zunächst wird die Spannung des Widerstands 242, der mit dem Anschluß B des Mikroprozessors 300 verbunden ist, überprüft damit festgestellt werden kann, ob der Signalgenerator 104 angeschaltet ist oder nicht (Schritt 301). Ist er angeschaltet, so gibt es eine Wartezeit, bis die Spannung am Anschluß A des Mikroprozessors 300 den Nulldurchgangspunkt erreicht (Schritt 302), dann ist eine Wartezeit für den Zeitgeber 1 vorgesehen (Schritt 303), und das Anschalt-Signal wird an den Anschluß C des Mikroprozessors 300 abgegeben (Schritt 304). In der Zwischenzeit läuft in dem Fall, daß der Signalgenerator 104 abgeschaltet ist, eine Wartezeit, bis die Spannung am Anschluß A des Mikroprozessors 300 den Nulldurchgangspunkt erreicht (Schritt 305), anschließend ist eine Wartezeit für den Zeitgeber 2 vorgesehen (Schritt 306), und das Abschaltsignal wird an den Anschluß C des Mikroprozessors 200 abgegeben (Schritt 307). Es ist zu erkennen, daß die für die Zeitgeber 1 und 2 gewählten Zeiten einem Zeitabschnitt (Phasenwinkel) äquivalent sind, der mit dem Nulldurchgangspunkt der Spannung der Wechselstrom- Stromversorgung 100 beginnt. Demnach kann durch Auswahl der Zeit des Zeitgebers 1 auf einen Wert mit niedriger Kollisionsgschwindigkeit ein Magnetschütz mit verringerter Betätigungsstoßwirkung bereitgestellt werden. Weiterhin kann dadurch, daß für die Zeit des Zeitgebers 2 ein Wert gewählt wird, bei dem der Strom des Elektromagneten 101 auf Null abgeschaltet ist, ein Magnetschütz geschaffen werden, bei dem das Auftreten einer hohen Spannung unterdrückt wird. Weiterhin kann durch den Einsatz eines Einchip- Mikroprozessors oder dergleichen ein kostengünstiger Steuerabschnitt mit Hilfe einer kleinen integrierten Schaltung aufgebaut werden. Software (insbesondere Zeitwerte) ist nur erforderlich, um eine Anpassung bei Einsatz in mehreren Magnetschützen zu ermöglichen, und die Produktion ist einfach. Ferner ist aufgrund der Tatsache, daß seit kurzem integrierte Schaltungen als Hochspannungs- /Hochleistungs-Steuerabschnitte zur Verfügung stehen, der Einsatz einer integrierten Schaltung mit dem FET 237, der Diode 239, einer Hochspannungs-Aufnahmeschaltung 338 usw. möglich, die eine isolierende Wirkung anstelle der Fotokoppler 167, 168 ausüben, wodurch eine kompakte und kostengünstige Steuerschaltung möglich wird.

Es ist offensichtlich, daß die erste Ausführungsform, wie sie oben beschrieben ist, zu einem Magnetschütz führt, bei dem die Spulen mit einem Phasenwinkel erregt werden, der zu einer verringerten Kollisionsgeschwindigkeit des beweglichen Eisenkerns und des unbeweglichen Eisenkerns führt, wobei die Stoßwirkung des beweglichen Eisenkerns herabgesetzt werden kann und die Lebensdauer des Magnetschützes erhöht werden kann.

Es ist offensichtlich, daß die zweite Ausführungsform zu einem Magnetschütz führt, bei dem die Spulen mit einem minimalen Phasenwinkel erregt werden, bei dem die Kollisionsgeschwindigkeit des beweglichen Eisenkerns und des unbeweglichen Eisenkerns herabgesetzt ist, so daß sich die Schaltzeit des Magnetschützes verringert, die Stoßwirkung des beweglichen Eisenkerns reduziert und die Lebensdauer des Magnetschützes erhöht.

Es ist offensichtlich, daß die dritte Ausführungsform zu einem Magnetschütz führt, dessen Betätigungs-Phasenwinkel- Detektor zum Abgeben eines Befehls an den Schalter eine erste Speichervorrichtung enthält, deren Rücksetzung durch das Betriebssignal auf ungültig gesetzt wird und die durch das Ausgangssignal des Nulldurchgangs-Detektors gesetzt wird, wobei der Komparator die voreingestellte Spannung und die Spannung der Wechselstrom-Stromversorgung vergleicht und das Rücksetzen der zweiten Speichervorrichtung durch das Schaltsignal auf ungültig gesetzt wird und diese durch die Ausgangssignale der ersten Speichervorrichtung und des Komparators gesetzt wird, wodurch der Betätigungs- Phasenwinkel des Magnetschützes genau und einfach eingestellt werden kann.

Es ist offensichtlich, daß die vierte Ausführungsform zu einem Magnetschütz führt, das einen Stromdetektor zum Detektieren des Stroms in der Serienschaltung enthält und bei dem der Anschalt/Abschalt-Schalter des Magnetschützes - der Elektromagnet des Magnetschützes - und der Phasenwinkel- Steuerschalter in Serie zueinander geschaltet sind, wobei auch ein Spannungsdetektor zum Erfassen der Spannung parallel zu dem Spannungswinkel-Steuerschalter vorgesehen ist, so daß die Betätigung des Phasenwinkel-Steuerschalters entsprechend dem Ausgangssignal des Spannungsdetektors gesteuert wird oder demjenigen des Stromdetektors, wodurch der Schalter in einfacher Weise als eine Einheit parallel zu den Spulen und der Wechselstrom-Stromversorgung angeschlossen werden kann.

Es ist offensichtlich, daß durch die fünfte Ausführungsform ein Magnetschütz geschaffen wird, in dem die Doppelweggleichrichterbrücke zwischen der ersten Schaltvorrichtung und der zweiten Schaltvorrichtung in dem Phasenwinkel-Phasenschalter angeschlossen ist und der Widerstand an dem Ausgang der Doppelweggleichrichterbrücke in dem Stromdetektor angeschlossen ist, damit ein Stromfluß in der Schaltung entsprechend der Spannung an dem Widerstand gemessen werden kann, wodurch das Massepotential des Stromdetektors vereinheitlicht wird und ein Isolationsverstärker nicht erforderlich ist.

Es ist offensichtlich, daß durch die sechste Ausführungsform ein Magnetschütz geschaffen wird, bei dem die Doppelweggleichrichterbrücke parallel zu dem Kontakt des Magnetschützes angeschlossen ist, bei dem die Kapazität in Serie zu dem Ausgang der Doppelweggleichrichterbrücke liegt und die Schaltung, bei der der Widerstand und die Schaltvorrichtung in Serie mit der Kapazität liegen, in einer Weise angeschlossen ist, die das Steuern des An- und Abschaltens der Schalt-Vorrichtung ermöglicht, wenn die an dem Elektromagneten des Magnetschützes anliegende Spannung geeignet erfaßt wird, so daß sich die Stoßwirkung des beweglichen Eisenkerns verringert, die Lebensdauer des Magnetschützes erhöht und weiterhin Bogenentladungen, wie sie bei dem Kontakt entstehen, minimiert werden, so daß Bogenentladungen beim Auftreten von Prellen vermieden werden können und die Lebensdauer des Kontakts erheblich angehoben wird.

Claims

1. Schaltungsanordnung für das phasenabhängige Ein-/Ausschalten eines Magnetschützes (101) mit einem Elektromagneten, bestehend aus einem unbeweglichen Eisenkern mit einer Spule und aus einem beweglichen Eisenkern, wobei das Magnetschütz über einen Stromschalter (103) seriell zu einer Wechselstromversorgungs-Einrichtung (100) geschaltet ist, wobei der Stromschalter den Wechselstromkreis gemäß einem von einem Signalgenerator (104) ausgegebenen Steuersignal schließt und öffnet, dadurch gekennzeichnet, daß der Einschalt-Phasenwinkel (α) für das Steuersignal mit einer Phasenwinkel- Einstellschaltung auf einen Minimalwert der Kollisionsgeschwindigkeit des beweglichen Eisenkerns einstellt wird, wobei der Phasenwinkel für das Magnetschütz vorher mit einer eigenen Meßvorrichtung durch wiederholtes Messen der Geschwindigkeit des beweglichen Eisenkerns bei Einschalt-Phasenwinkeln von 0°-180° bestimmt worden ist.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Phasenwinkel-Einstellschaltung folgendes aufweist:
eine Speichervorrichtung (192) mit einem Setz- und einem Rücksetzeingang;
einen Nulldurchgangs-Detektor (190), der ein Ausgangssignal von der Wechselstromversorgungs- Einrichtung (100) empfängt und beim Erfassen eines Nulldurchgangs ein Ausgangssignal an den Setzeingang der Speichervorrichtung abgibt;
einen Inverter (191) zum Invertieren des Steuersignals und zum Zuführen des invertierten Steuersignals zum Rücksetzanschluß der Speichervorrichtung; und
einen Zeitgeber (193), der seriell zwischen die Speichervorrichtung und den Stromschalter (103) geschaltet ist und eine Signalausgabe bis zum Erreichen des Phasenwinkels des Minimalwerts der Kollisionsgeschwindigkeit verzögert.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Phasenwinkel-Einstellschaltung folgendes aufweist:
eine erste Speichervorrichtung (206);
eine zweite Speichervorrichtung (193);
einen Komparator (204) zum Vergleichen eines Ausgangssignals der Wechselstromversogungs-Einrichtung (100) mit einer vorbestimmten Spannung;
einen Nulldurchgangs-Detektor (190), der ein Ausgangssignal von der Wechselstromversorgungs- Einrichtung empfängt und ein Ausgangssignal an den Setzeingang der ersten Speichervorrichtung abgibt;
eine UND-Schaltung (205), deren jeweilige Eingänge an den Komparator und an die erste Speichervorrichtung angeschlossen sind und deren Ausgang an den Setzeingang der zweiten Speichereinrichtung angeschlossen ist;
einen Inverter (191) zum Invertieren des Steuersignals und zum Zuführen des invertierten Steuersignals zu den jeweiligen Rücksetzanschlüssen der ersten und der zweiten Speichervorrichtung.

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, die weiterhin folgendes aufweist:
einen Stromdetektor (176) zum Detektieren eines bei geschlossenem Stromschalter in der Serienschaltung aus Wechselstromversorgungs-Einrichtung (100) und Magnetschütz fließenden Stroms; und
einen Spannungsdetektor (175) zum Detektieren einer an dem Magnetschütz abfallenden Spannung;
wobei die Aktivierung des Stromschalters (181) in Abhängigkeit vom Ausgangssignal des Stromdetektors oder des Spannungsdetektors derart erfolgt, daß der Stromschalter geschlossen wird, wenn der Spannungsdetektor ein Ausgangssignal abgibt, und der Stromschalter geschlossen bleibt, solange der Stromdetektor ein Ausgangssignal abgibt.

5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Stromschalter (181) zwei Schalter (S1, S3 und S2, S4) aufweist, und daß der Stromdetektor (194A) eine zwischen die zwei Schalter geschaltete Doppelweggleichrichterbrücke (230) aufweist, zwischen deren Ausgang und Erde ein Widerstand (231) angeschlossen ist.

6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein Kondensator (249) parallel zur Serienschaltung aus Doppelweggleichrichterbrücke (239) und Widerstand (247) geschaltet ist.

7. Schaltungsanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, die weiterhin einen Ausschalt-Phasenwinkel- Detektor (180C) aufweist, dessen jeweilige Eingangsanschlüsse an den Ausgang der Wechselstromversorgungs-Einrichtung (100) und den Ausgang der Signalgenerators (104) angeschlossen sind und dessen Ausgang an einen Eingang des Einschalt- Phasenwinkel-Detektors (180) angeschlossen ist.

8. Schaltungsanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Phasenwinkel-Einstellschaltung dann, wenn die differentielle Kollisionsgeschwindigkeit bei mehreren Phasenwinkeln Null ist, der kleinste der ermittelten Phasenwinkel eingestellt wird.