DE202011102861U1

DE202011102861U1 - Energiesparende Er- und Entregerschaltung für leistungslosen Dauerbetrieb von Magnetantrieben

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Publication number: DE202011102861U1
Application number: DE201120102861
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2011-07-02
Filing date: 2011-07-02
Publication date: 2011-11-10
Anticipated expiration: 2021-07-03

Abstract

Er- und Entregerschaltung, die einem Magnetantrieb, der einen permanentmagnetischen Anteil im Magnetkreis enthält, beim Anlegen einer Speisewechselspannung US einen Spannungsimpuls zwecks Aufmagnetisierung des genannten permanentmagnetischen Anteils sowie zur Realisierung des Arbeitshubes des Magnetankers zuführt, danach die Spannungszufuhr völlig abschaltet, wobei der Magnetanker durch den Magnetfluß des permanentmagnetischen Anteils in seiner Endlage gehalten wird und nach Abschaltung der Speisespannung dem Magnetantrieb einen gegenpoligen Spannungsimpuls zuführt, der den permanentmagnetischen Anteil entmagnetisiert, wobei der Magnetanker in die Ausgangslage zurück fällt, so realisiert, daß nach 1 nach Anlegen der Speisewechselspannung der Wicklung RS des Magnetantriebes ein positiver Spannungsimpuls durch kurzzeitiges Durchschalten eines Thyristors Th1 mit der bereits vorgeschlagenen [2] Kombination der Widerstände R3, R3, dem Kondensator C3 und der Zenerdiode Z2 zugeführt wird und nach hinreichendem Aufladen des Kondensators C3 der Thyristor Th1 abschaltet, wobei die Magnetwicklu US getrennt wird, dadurch gekennzeichnet, daß über die Diode D0 ein...

Description

Die Erfindung betrifft eine energiesparende Er- und Entregerschaltung für leistungslosen Dauerbetrieb von Magnetantrieben, die einem Magnetantrieb, der einen permanentmagnetischen Werkstoff im Magnetkreis enthält, beim Anlegen der Speisewechselspannung einen Spannungsimpuls zwecks Aufmagnetisierung des genannten permanentmagnetischen Werkstoffanteils sowie zur Realisierung des Arbeitshubes des Magnetankers zuführt, danach die Spannungszufuhr völlig abschaltet, wobei der Magnetanker durch den Magnetfluß des permanentmagnetischen Werkstoffes in seiner Endlage gehalten wird und nach Abschaltung der Speisespannung dem Magnetantrieb einen gegenpoligen Spannungsimpuls zuführt, der den permanentmagnetischen Werkstoff entmagnetisiert, wobei der Magnetanker in die Ausgangslage zurück fällt.
Stand der Technik
Vorgeschlagen wurden nach [3] einige Schaltungen für diesen Zweck, die Magnetantriebe mit einem permanentmagnetischen Werkstoffanteil nach [1] die erforderlich Impuls zuführt. Es erwies sich, daß diese Schaltungen recht aufwändig abgeglichen werden müssen und zudem in bestimmten Fällen nicht kurzschlusssicher sind.
Zweck der Erfindung
Zweck der Erfindung ist es, einen Magnetantrieb so zu steuern, daß er nur zum Anziehen des Magnetankers kurzzeitig elektrische Leistung aufnimmt, wobei das Halten der Endlage leistungslos erfolgt. Um die in vielen Fällen erforderliche Notfunktion zu erfüllen, soll der Magnetantrieb beim Abschalten der Speisespannung oder bei Ausfall des Netzes sich so verhalten, wie übliche Magnetantriebe, d. h. der Magnetanker soll selbsttätig in seine Endlage abfallen.
Aufgabe der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einem Magnetantrieb bei Anlegen der Speisespannung zunächst einen starken Stromimpuls zuzuführen, um den Arbeitshub auszuführen und einen permanentmagnetischen Werkstoffanteil im Eisenkreis auf zu magnetisieren, wonach der Magnetanker bei weitgehend geschlossenem Luftspalt durch dessen permanentmagnetischem Fluss stromlos in seiner Endlage gehalten wird.
Die Schaltung soll danach den Magnetantrieb völlig vom Netz trennen und dieses nur noch beobachten, ob Spannung anliegt.
Wird die Speisespannung abgeschaltet oder fällt diese durch eine Störung aus, so soll die Schaltung dem Magnetantrieb einen gegenpoligen Stromimpuls zuführen, der den permanentmagnetischen Werkstoffanteil völlig entmagnetisiert und so den Magnetanker in die Ausgangslage abfallen läßt.
Erfindungsgemäße Lösung
Erfindungsgemäß wird eine Er- und Entregerschaltung, die einem Magnetantrieb, der einen permanentmagnetischen im Magnetkreis enthält, beim Anlegen einer Speisewechselspannung US einen Spannungsimpuls zwecks Magnetisierung des genannten permanentmagnetischen Anteils sowie zur Realisierung des Arbeitshubes des Magnetankers zuführt, danach die Spannungszufuhr völlig abschaltet, wobei der Magnetanker durch den Magnetfluß des permanentmagnetischen Anteils in seiner Endlage gehalten wird und nach Abschaltung der Speisespannung dem Magnetantrieb einen gegenpoligen Spannungsimpuls zuführt, der den permanentmagnetischen Anteil entmagnetisiert, wobei der Magnetanker in die Ausgangslage zurück fällt, so realisiert, dass nach 1 nach Anlegen der Speisewechselspannung der Wicklung RS des Magnetantriebes ein positiver Spannungsimpuls durch kurzzeitiges Durchschalten eines Thyristors Th1 mit der bereits vorgeschlagenen [2] Kombination der Widerstände R3, R3, dem Kondensator C3 und der Zenerdiode Z2 zugeführt wird und nach hinreichendem Aufladen des Kondensators C3 der Thyristor Th1 abschaltet, wobei die Magnetwicklung RS von der weiterhin anliegenden Speisespannung US getrennt wird.
Erfindungsgemäß wird über die Diode D0 ein Speicherkondensator C0 und über die Diode D1 ein Referenzkondensator C2 aufgeladen, wobei dieser Kondensator C2 mittels Widerstand R1 bis zur nächsten negativen Halbwelle um den Betrag entladen wird, siehe 2.
Fällt die Speisespannung US aus oder wird sie abgeschaltet, so wird der Referenzkondensator C2 noch weiter entladen, bis schließlich die Ansprechspannung des Diacs 1 überschritten wird und die Zündung des Thyristors Th0 erfolgt, der die gespeicherte Ladung des Kondensators C0 als negativen Entmagnetisierungsimpuls auf die Wicklung RS des Magnetantriebes schaltet.
Ausführungsbeispiele
Die Erfindung soll nachstehend an einem Beispiel erläutert werden.
Auf 1 ist eine Variante des vorgeschlagenen Prinzips dargestellt.
Nach Anlegen einer Speisewechselspannung US an den mit 1 und 2 gekennzeichneten Eingangsklemmen wird der Spule eines Magnetantriebes, der einen permanentmagnetischen Anteil im Magnetkreis enthält, ein starker Stromstoß zugeführt.
Ein entsprechender Magnetantrieb wurde in [1] vorgeschlagen.
Der Magnetantrieb ist an den Anschlußklemmen 3 und 4 geklemmt.
Dieser Stromstoß baut ein entsprechend starkes Magnetfeld im Antrieb auf, der den genannten permanentmagnetischen Werkstoffanteil magnetisiert und gleichzeitig den Magnetanker anzieht. Dabei wird die positive Halbwelle Ua über die Diode D3 der Anode des Thyristors Th1 zugeführt, siehe 2. Im Einschaltmoment schaltet der Thyristor Th1 durch, wobei der Kondensator C3 schrittweise aufgeladen wird. Danach schaltet dieser Thyristor Th1 ab und der Magnetantrieb ist stromlos. Dieser Schaltungszweig wurde in [2] vorgeschlagen und soll hier nicht weiter erläutert werden.
Das Halten des Magnetankers übernimmt der permanentmagnetischen Anteil im Magnetkreis.
Die negative Halbwelle lädt über die Dioden D0 und D1 den Speicherkondensator C0 für den späteren Entmagnetisierungsimpuls sowie den Referenzkondensator C2.
Die Spannungen dieser Kondensatoren in Bezug auf das Potential der Klemmen 2 und 4 ist auf 2 unter UC0 und Uc2 dargestellt.
Beide Kondensatoren werden zunächst von der negativen Halbwelle (als UnegHW auf 2) auf deren (negativen) Spitzenwert aufgeladen. Während der Kondensator C0 diesen Spitzenwert behält, wird der Kondensator C2 über den Widerstand R1 teilweise entladen.
Die Differenz dieser Kondensatorspannung Uc2 zur Kondensatorspannung UC0 ist unter UC2 auf 2 dargestellt. Diese Spannung ist positiv gegen den mit der Kathode des Thyristors Th0 verbundenen heißen Pol des Kondensators C0.
Solange Netzspannung US an den Klemmen 1 und 2 anliegt, wird der Entladevorgang des Kondensators C2 durch Wiederaufladen bei jeder negativen Halbwelle unterbrochen.
Fehlt diese Spannung US an den Klemmen 1 und 2, so unterbleibt das Wiederaufladen und die Spannung am Kondensator C2 erreicht die Durchbruchspannung UDiac (auf 2) und die Ladung dieses Kondensators wird auf das Gate des Thyristors Th0 geleitet. Erforderlichenfalls begrenzt der Widerstand R2 den Zündstrom des Thyristors Th0.
Der Thyristor Th0 leitet nun die Ladung des Speicherkondensators C0 als negativen Entmagnetisierungsimpuls auf die Wicklung RS des Magnetantriebes.
Der Widerstand R0 ermöglicht es, den Entladestrom auf das erforderliche Maß zu begrenzen, um eine Umpolung zu verhindern.
Literatur:

[1] Patentschrift DD 258452
[2] Patentschrift 1 588 918
[3] Patentschrift 1 35 135

Claims

Er- und Entregerschaltung, die einem Magnetantrieb, der einen permanentmagnetischen Anteil im Magnetkreis enthält, beim Anlegen einer Speisewechselspannung US einen Spannungsimpuls zwecks Aufmagnetisierung des genannten permanentmagnetischen Anteils sowie zur Realisierung des Arbeitshubes des Magnetankers zuführt, danach die Spannungszufuhr völlig abschaltet, wobei der Magnetanker durch den Magnetfluß des permanentmagnetischen Anteils in seiner Endlage gehalten wird und nach Abschaltung der Speisespannung dem Magnetantrieb einen gegenpoligen Spannungsimpuls zuführt, der den permanentmagnetischen Anteil entmagnetisiert, wobei der Magnetanker in die Ausgangslage zurück fällt, so realisiert, daß nach 1 nach Anlegen der Speisewechselspannung der Wicklung RS des Magnetantriebes ein positiver Spannungsimpuls durch kurzzeitiges Durchschalten eines Thyristors Th1 mit der bereits vorgeschlagenen [2] Kombination der Widerstände R3, R3, dem Kondensator C3 und der Zenerdiode Z2 zugeführt wird und nach hinreichendem Aufladen des Kondensators C3 der Thyristor Th1 abschaltet, wobei die Magnetwicklung RS von der weiterhin anliegenden Speisespannung US getrennt wird, dadurch gekennzeichnet, daß über die Diode D0 ein Speicherkondensator C0 und über die Diode D1 ein Referenzkondensator C2 aufgeladen wird, wobei dieser Kondensator C2 mittels Widerstand R1 bis zur nächsten negativen Halbwelle teilweise entladen wird, siehe 2.
Er- und Entregerschaltung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß bei Ausfall- oder Abschalten der Speisespannung US der Referenzkondensator C2 noch weiter entladen wird, da das Wiederaufladen über die Diode D1 durch das Ausbleiben der negativen Netzspannungshalbwelle nun nicht mehr erfolgt, bis schließlich die Ansprechspannung der Zenerdiode 1 überschritten wird und die Zündung des Thyristors Th0 erfolgt, der die gespeicherte Ladung des Kondensators C0 als negativen Entmagnetisierungsimpuls auf die Wicklung RS des Magnetantriebes schaltet.