DE2100837A1

DE2100837A1 - Elektronische Schaltungsanordnung

Info

Publication number: DE2100837A1
Application number: DE19712100837
Authority: DE
Inventors: Lutz TiIo Dipl.-Ing. 7000 Stuttgart; Radde Heinz Dipl.-Ing. 7016 Gerungen. P Kayser
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1971-01-09
Filing date: 1971-01-09
Publication date: 1972-07-20
Also published as: DE2100837B2; DE2100837C3

Description

Elektronische Schaltungsanordnung Die Erfindung betrifft eine elektronische Schaltungsanordnung, insbesondere zin Einschalten von Gleichstrommagneten mit einen Magneten, der Uber je einen Schalter alternativ an eine von zwei Spannungsquellen anschließbar ist.
Die für Gleichstrommagneten erforderliche Haltespannung ist wesentlich niedriger als die Anzugsspannung .2Um Einschalten der Magnete.
FUr den Haltestrom ist im wesentlichen der Ohmsche Widerstand der Wicklung bestimmend, d.h. eine hohe Haltespannung führt zu hohen WirkverlusteD.
Es sind nun Schaltungsanordnungen zum Binschalten von Gleichstrommagneten bekannt, bei denen die hohe Anugsspannung über eine vorbe timste Zeitspanne aufrecht erhalten wird, worauf der Magnet auf Haltespannung umgeschaltet wird.
Die Leistungeaufn?wte des Magneten ist bei diesen Anordnungen immer noch sehr hoch. Bei der bekannten Anordnung ist ferner nachteilig, daß auch dann, wenn der Anker i.B hängenbleibt oder klemmt, nach der vorgegebenen Zeitspanne von Anzugsspannung auf Haltespannung umgeschaltet wird, obwohl der Anker in diesem Fall noch nicht angesogen hat.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung der eingangs genannten Art zu schaffen, die es ermöglicht, die an den Gleichstroiiinagneten angelegte hohe Anzugsspannung praktisch genau nach der Anzugs zeit auf die niedrigere Haltespannung herabzusetzen.
Erfindungsgemäß wird dies erreicht durch zwei in Reihe mit dem Magneten liegende Operationsverstärker zur zweimaligen Differentiation der Strom-Zeit-Einschaltkurve des Magneten, einem in Reihe mit diesen liegenden mit den beiden Schaltern verbundenen bistabilen Multivibrator, der durch das Ausgangssignal des zweiten Operationsverstärkers umgeschaltet wird, wodurch der eingeschaltete der beiden Schalter ausgeschaltet und der andere eingeschaltet wird.
Die erfindanggemße Schaltungsanordnung gestattet es, die Anzugsspannung genau im Moment des Aufpralls des Ankers auf das Gegenstück, also gerad dann, wenn der Anker angezogen hat, auf die Haltespannung umzuschalten. Da hierdurch die Betriebsspannung genau nach der Anzugszeit umgeschaltet wird, kann die Leistungsaufnahw des Magneten minimalisiert werden. Bleibt der Anker r.B.
hängen, klemmt er o.dgl., so wird erst dann auf die Haltespannung umgeschaltet, nachdem der Anker wirklich angezogen hat. Da ferner die hohe Ansugsspannung effektiv nur während des Anzugs am Magneten anliegt, kann sie.wesentlich höher als die Nennspannung gewählt werden, ohne daß der Magnet sich unzulässig erwärmt. Hierdurch kann die Anzugsverzögerung des Magneten verringert werden. Bei Gleich strommagneten mit großer Schalthäufigkeit läßt sich somit auf diese Weise die Schaltfrequenz erhöhen.
Zweckmäßigerweise ist zwischen dem zweiten Operationaverstärker und dem Multivibrator in Reihe ein UND-Gatter angeordnet.
Zur Unterdrückung von Nullpunktsfehlern ist vorteilhafterweise parallel zu den Operationsverstärkern ein Schwellwertschalter angeordnet, der an einen Eingang des UND-Gatters angeschlossen ist.
Es kann ferner mit Vorteil ein weiteres UND-Gatter vorgesehen sein, dessen einer Eingang mit dem Multivibrator und dessen anderer Eingang mit einer Steuereinheit verbunden ist, während sein Ausgang mit dem Schalter für die Anzugsspannung verbunden ist.
Der Multivibrator ist ferner zweckmäßigerweise an die Steuereinheit angeschlossen und durch die negative Flanke des von dieser abgegebenen Steuerimpulses in seine Ausgangslage rückstellbar.
Eine beispielsweise Aus führungs form der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung erläutert, in der Fig. 1 die Strom-Zeit-Kurve beim Einschalten eines Glelchstromm magneten zeigt.
Fig. 2 zeigt ein schematisches Blockschaltbild der arfindungsgemäßen Schaltungsanordnung.
Fig. 1 zeigt die typische Strom-Zeit-Einschaltkurve 50 beim Einschalten eines Gleichstrommagneten. Auf der Abszisse sind hierbei die Zeit t und auf der Ordinate der Strom i aufgetragen. Die charakteristische Unstetigkeitsstelle bei tA bezeichnet den Mount des Aufpralls des Ankers auf das Gegenstück. Durch zweimalige Differentiation der Einschaltkurve 50 entsteht im Verlauf der Kurve d2²/dt² bei tA eine Spitze über t. Diese Spitze wird zum Umschalten der hohen Anzugsspannung auf die niedrigere Haltespannung verwendet.
Eine hierzu geeignete Schaltungsanordnung zeigt Fig. 2.
Bei der Schaltungsanordung 10 nach Fig. 2 kann der zu schaltende Gleichstrommagnet 16 über einen Schalter 12, beispielsweise einen Transistorschalter, an die Anzugsspannung U1 oder über einen Schalter 14, beispielsweise ebenfalls ein Transistorschalter, an die Haltespannung U2 gelegt werden. Die Anzugsspannung U1 ist hierbei wesentlich hoher als die Haltespannung U2.
Ein von einer Steuereinheit 40 kommender Steuerimpuls schaltet über ein UND-Gatter 30 den Schalter 12 ein, wodurch der Gleichstrommagnet 6 an die Anzugsspannung U1 gelegt wird. Der Magnet zieht daraufhin an. In Reihe mit dem Magneten 16 liegt ein niederohmiger Widerstand 18 (z.B. etwa 1 Ohm), an welchem eine dem Einschaitstrom proportionale Spannung abgegriffen wird. Diese Spannung wird in Operationsverstärkern 20 und 22 zweimal differenziert, wodurch man am Ausgang des Operationsverstärkers 22 bei tA die oben genannte Sannungsspitze erhielt. Der Ausgang des Operationsverstärkers 22, d.h. also die genannte Spannungsspitze, wird an einen Eingang eines UND-Gatters 26 gelegt, dessen anderer Eingang mit einem Schwellwertschalter 24 verbunden ist, der parallel zu den OperationsverstArkern 20 und 22 geschaltet istl;Durch den achwellwertschalter 24 werden, da eine ideale Differentiation insbesondere bei t - 0 nur schwierig realisierbar ist, Nullpunktsfehler unterdrückt. Der Schwellwertschalter 24 schaltet hierzu kurz nach der Zeit t = 0 den mit ihm verbundenen Eingang des UND-Gatters 26 von logisch 0 auf L.
Das UND-Gatter 26 gibt somit im Zeitpunkt tA ein kurzzeitiges Signal ab. Dieses Signal wird benutzt, um einen bistabilen Mulitvibrator 28 umzuschalten. Lurch die Umschaltung des Multivibrators 28 wird das bisher auf Durchgang geschaltete UND-Gatter 30 gesperrt und der Schalter 12 ausgeschaltet. Gleichzeitig wird der Schalter 14 durch den Multivibrator 28 eingeschaltet. Hierdurch wird der Gleichstrommagnet 16 an die niedrigere Haltespannung U2 gelegt.
Der Multivibrator 28 ist ferner mit der Steuereinheit 40 verbunden.
Er wird durch eine negative Flanke des von dieser kommenden Steuerimpulses wieder in seine Ausgangslage surückgeschaltet. Hierdurch wird auch der Schalter 14 aurgerchaltbt, womit die Schaltungsanordnung 10 für das nächste Steuersignal betriebsbereit ist.

Claims

Patentansprüche

1. Elektronische Schaltungsanordnung, insbesondere zum Einschalten von Gleichstrommagneten, mit einem Magneten, der über je anen Schalter alternativ an eine von zwei Spannungsquellen anschließbar ist, gekennzeichnet durch zwei in Reihe mit dem Magneten (16) liegende Operationsverstärker (20,22) zur zweimaligen Differentiation der Strom-Zeit-Einschaltkurve des Magneten (16), einem in Reihe mit den Operationsverstärkern liegenden, mit den beiden Schaltern (12,14) verbundenen bistabilen Multivibrator (28), der durch das Ausgangssignal des zweiten Operationsveratärkers (22) umgeschaltet wird, wodurch der eine Schalter (12) ausgeschaltet und der andere Schalter (14) eingeschaltet werden.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem zweiten Operationsverstärker (22) und dem Multivibrator (28) in Reihe ein UND-Gatter (26) angeordnet ist.

3. Schaltungsnordung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Unterdrückung von Nullpunktsfehlern parallel zu den Operationaverstärkern (20,22) ein Schweliwertschalter (24) angeordnet ist, der an einen Eingang des UND-Gatters (26) angeschlossen ist.

4. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekonnselchnet,durch ein UND-Gatter (30>, dessen einer Eingang an den Multivibrator (28) und dessen anderer Eingang an eine Steuereinheit (40) angeschlossen ist, während sein Ausgang mit dem Schalter (12) verbunden ist.

5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Multivibrator mit der Steuereinheit (40) verbunden und durch eine negative Flanke des von dieser abgegebenen Steuerimpulses in seine Ausgangslage zurückschaltbar ist.

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