DE1961411A1

DE1961411A1 - Elektronische Steuerung fuer elektromagnetische Betaetigungseinrichtungen

Info

Publication number: DE1961411A1
Application number: DE19691961411
Authority: DE
Inventors: Johannes Barthel
Original assignee: Robotron VEB
Current assignee: Robotron VEB
Priority date: 1969-09-02
Filing date: 1969-12-08
Publication date: 1971-03-04
Also published as: FR2060467A5

Description

Elektronische Steuerung für elektromagnetische Bet ät igungse inrichtungen

Die Erfindung betrifft eine elektronische Steuerung für elektromagnetische Betatigungseinrichtungen wie Elektromagneto, elektromagnetische Kupplungen, Relais und dergl·, mit der die Anzugsleistung erhöht und die Schaltverzögerung bei der Betätigung der Einrichtungen verringert wird·

Es ist bekannt, daS elektromagnetische Betätigungseinrichtungen verhältnismäßig große Anzugs- und Abfallverzögerungen aufweisen, die durch eine zweckmäßige Auebildung der Einrichtungen zwar in Grenzen beeinflußt werden können, einen bestimmten unteren Grenzwert aber nicht unterschreiten. Aus diesem Grunde können z· Beispiel Elektromagnete zur Betätigung von Punktiönegliedern.in Maschinen und Geräten, wo hohe Anzugomomente und geringe Schaltzeiten er-

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forderlich sind, nicht wehr verwendet werden. In diesen Fällen kommen mechanisch arbeitende Steuereinrichtungen i.uia Einsatz, uie einen komplizierten Aufbau aufweisen und nur mit einem hohen Kostenaufwand zu realisieren sind. Eine Möglichkeit, das Anzugsmoment von Elektromagneten zu erhöhen und die Anzugsverzögerung zu verringern, besteht darin, die Magnet mit einer entsprechend hohen Spannung zu betreiben. Die Folge ist aber die Erzeugung einer

™ größeren Stromwärnie in den Magnet^icklungen, die bei

längeren Einschaltzeiten üut Zerstörung der Wicklungen führt. Eine weitere Möglichkeit, das Anzugsmoment des Elektromagnetes zu erhöhen, besteht darin, die Magnetspule über einen Widerstand, dem ein Kondensator parallelgeschaltet ist, an die Betätigungsspannung zu legen und die Betätigungsspannung höher als die Nennspannung des Elektromagnetes zu wählen. Im Augenblick des Einschaltens schließt der Kondensator praktisch

} den Widerstand kurz, während er nach Beendigung des Ladevorganges die Stromleitung übernimmt und die an der Wicklung anliegende Spannung beispielsweise auf ihre Nennspannung begrenzt. Bei dieser Ausführung besteht ein Nachteil darin, daß zwar die für ein hohes Anzugsmoment erforderliche Spannung vorhanden ist, sie aber mit zunehmender Ladung des Kondensators schnell abnimmt, wodurch die Leistungssteigerung

des Magnetes wiederum begrenzt wird und eine längere Schaltzeit auftritt. Eine weitere Möglichkeit besteht

darin, die Wicklung des Magnetes und einen Kondensa-109810/1348 - 3 ■

tor gemeinsam ubsr einen Widerstand an die Betütigungs spannung zu legen, so daß Deim Einschalten dem Magnet die Eiaschaltenergie zunächst vom Kondensator geliefert wird, während über den gemeinsamen Vorwiderstand die Haltespannung zugeführt wird. Diese Lösung entspricht in ihrer Wirkung der zuvor beschriebenen Ausführung. Eine wesentliche Leistungserhöhung bzw. Schaltzeitverkürzung läßt sich ebenfalls nicht erzielen. Die voroteiund für Elelrcromagnete gemachten Ausführungen gelten auch für elektromagnetische Kupplungen und Beiais.

Zweck der Erfindung ist deshalb die Entwicklung einer Steuerung für elektromagnetische Betätigungseinrichtungen, mit der sich die Schaltleistung und das Öchaltverhalten der Einrichtungen wesentlich verbessern läßt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe augrunde, die Steuerung so auszubilden, daß tie der Betätigungseinrichtung -während des Schaltens eine hohe und stabile Spannung und folgend eine solche Spannung zuführt, die die Betätigungseinrichtung in der Anzugslage halt, so da3 sov/ohl eine hohe Anzugsleistung als auch eine große Schalthäufigxveit bzw. eine beliebig lange Einschaltzeit erzielt wird, ohne daß die Betätigungseinrichtung thermisch überlastet ist.

Erfindungsgensaß wird die Aufgabe mit einer elektronischen Steuerung für elektromagnetische Betätigungs-

einrichtungen, insbesondere für Elektromagnete, elektromagnetische Kupplungen und Relais zur Erhöhung der Schaltleistung und der SchaIthäufigkeit dadurch gelöst, daß die elektromagnetische Betätigungseinrichtung über einen Zweikanalverstärker angesteuert wird, der aus einem ersten Steuerkanal zur Erzeugung einer kurszeitigen Spannungsspitze und aus einem zweiten Steuerkanal zur Lieferung der Haltespannung besteht, der erste Steuerkanal einen Univibrator

k und einen mit dem Univibrator in Reihe geschalteten

Leistungsverstärker und der zweite Steuerkanal einen Negator und einen mit dem Negator in Reihe geschalteten Steuerverstärker enthält, wobei die Eingänge der Steuerkanäle über Dioden mit einem Eingang der Steuerung verbunden sind· Zur Bestimmung der Einschaltzeit des ersten Steuerkanals enthält der Univibrator Mittel zur Regelung der Kippzeit, die beispielsweise aus einem regelbaren RC-Glied bestehen. Der Strompfad eines Leistungsschalters im Verstärker des ersten

™ Steuerkanals legt die Betätigungsspannung direkt und der Strompfad eines Leistungssehalters im Verstärker des zweiten Steuerkanals über einen Widerstand an die elektromagnetische Betätigungseinrichtung·

Die Vorteile der Erfindung bestehen darin, daß zwischen Betätigungsspaniiung ifnd Betätigungsstrom kein die Schaltzeit verlängerndes Abhängigkeitsverhältnis

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besteht, während des SchaItVorganges die volle Betätigungsspannung erhalten bleibt, die Wicklung nicht überlastet wird und daß dadurch die Anzugslei Btung verstärkt und die Schaltzeit je Arbeitshub verringert wird·

Die Erfindung soll an einem Ausführungabeispiel näher erläutert werden« In der zugehörigen Zeichnung ist eine Steuereinrichtung für Elektromagnete unter Verwendung von Transistorschaltelementen dargestellt. Die Steuereinrichtung besteht aus einem Zweikanalverstärker mit dem ersten Steuerkanal 1 und dem zweiten Steuerkanal 2, wobei der erste Steuerkanal eine kurze Einschaltamplitude erzeugt und der zweite Steuerkanal die erforderliche Haltespannung abgibt. Der erste Steuerverstärker 1 enthält den Univibrator und den mit dem Univibrator in Reihe geschalteten Leistungsverstärker M, während der zweite Steuerkanal 5 den Negator S und den mit dem Negator in Reihe geschalteten Leistungsverstärker b.enthält. Die Ausgänge der Leistungsverstärker M und b liegen gemeinsam am Ausgang A des Zweikanälverstärkers, an dem die als Elektromagnet ZM ausgebildete Betätigungseinrichtung angeschlossen ist, wobei der Ausgang dea Leistungsverstärkers M direkt und der Ausgang des Leistungsverstärker b über den Widerstand R_n am

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Ausgang A liegt. Die Arbeitebereitschaft des Zweikanalverstärkere wird mit den positiven Spannungen ^Ul' ^U5 ^{und dem} Nullpotential D erzielt. Bei fehlendem

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Eingangssignal sind die Kollektor-Emitterstrecken der Leistungsschalter T₁, Tg in den Leistungsverstärkern M und L· unterbrochen, so daß die Betätigungseinrichtung ZM nicht erregt 13t. Wird den beiden Steuerkanälen 1 und 5 über den Eingang E ein Impuls einer Spannungsimpulsfolge, ein einzelner kurzer Spannungsimpuls oder ein Dauersignal zugeführt, erfolgt eine unverzögerte Durchsteuerung des Steuerkanals 1, die Kollektor-Emitterstrecke des Schalttransistors T, wird leitendjUnd die Betätigungseinrichtung ZM liegt an der Spannung U₁. Gleichzeitig mit der Durchschaltung des Steuerkanals 1 wird über die RC-Kombination R_?, R₃, C₁ der Kippvorgang des Univibrators 3 eingeleitet, so daß je nach Einstellung des veränderlichen Widerstandes Rg nach einer bestimmten Zeit der Kanal wiedei geschlossen wird und der Schalttransistor T₁ den Stromkreis wieder

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unterbricht. Die Möglichkeit einer Veränderung der P Zeitkonstante des Kippkreises im Univibrator ist

erforderlich, da selbst Magnete einer Baureihe ein unterschiedliches Schaltverhalten aufweisen und deshalb zur Erzielung maximaler Schalteigenschaften die Öffnungszeit des Steuerkanals I auf ,jeden Magnet abgestimmt werden muß. Durch die Ansteuerung des SteuerkanalB B wird der Schalttransistor T₅ des Leistungsverstärkers ί ebenfalls geschlossen, so daß zwischen der Spannung U₁ und dem Nullpotential Über die Magnetwicklung und dem Widerstand R₁ ebenfalls eine leitende

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Verbindung besteht· Nach dem Unterbrechen des Strorcweges im Schelttransistor T, übernimmt der Schalttransistor Tg die Stromleitung, wobei am Widerstand R, ein Teil der Spannung U, abfällt und der Magnetwicklung nur die Halteapannung zugeführt wird. Die Öffnungszeit des Steuerkanals ? ist allein von der Dauer des anliegenden Eingangssignals bestimmt· Zur Vermeidung einer gegenseitigen Beeinflussung der beiden unterschiedlichen Potentiale an den Eingängen der beiden Steuerkanäle dienen die in den Eingangsleitungen eingesetzten Dioden D, D-,·

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Claims

Patentansprüche

M.) Elektronische Steuerung für elektromagnetische

Betätigungseinrichtungen, insbesondere iür Elektromagnete, elektromagnetische Kupplungen und Seiais zur Erhöhung der Schaltleistung und der Schalthäufigkeit, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung aus einem elektronischen ZweikarsLver- ^ stärker mit einem ersten Steuerkanal (1) zur Er

zeugung einer Kurszeitigen Spannungsspitze und einem zweiten Steuerkanal (2) zur Lieferung der Haltespannung besteht, der erste Steuerkanal (1) einen Univibrator (3) und einen mit dem Univibrator in Beine geschalteten Leistungsverstärker (4) und der zweite Steuerkanal (2) einen Begator (5) und einen mit dem Itfegator in Reihe geschalteten Leistungsverstärker (6) enthält.
2. Elektronische Steuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingänge der Steuerkanäle (1; 2)ü>er Dioden (D₁J D₂) mit einem Eingang (E) der Steuereinrichtung verbunden sind.
3. Elektronische Steuerung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bestimmung der Einschaltzeit des ersten Steuerkanals (1) der Univibrator (3) Mittel zur Regelung der Kippzeit enthält.

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4. Elektronische Steuerung nach Anspruch 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Regelung der Kipi.zeit des Univibrators (3) aus einem RC-Glied (RgJ EoJ CL) bestehen und der Widerstand regelbar ist."

. Elektronische Steuerung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Strompfad eines Leistungsschalters (T^) im Leistungsverstärker (4) des Steuerkanals (1) die Wicklung der Betätigungseinrichtung (ZM) direkt und der Strompfad eines Leistungsschalter (Tg) im Leistungsverstärker (6) der Steuerstufe (2) die Wicklung über einen Widerstand (B,,) an die Spannung (TJ^) legt.

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