DE2100837C3

DE2100837C3 - Schaltungsanordnung zum Betrieb eines Gleichstrom-Elektromagneten

Info

Publication number: DE2100837C3
Application number: DE19712100837
Authority: DE
Inventors: Lutz Tilo Dipl.-Ing. 7000 Stuttgart Kayser; Heinz Dipl.- Ing. 7016 Gerlingen Radde
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1971-01-09
Filing date: 1971-01-09
Publication date: 1975-05-15
Also published as: DE2100837B2; DE2100837A1

Description

40

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zum Betrieb eines Gleichstrom-Elektromagneten, dessen Wicklung über zwei Schalter alternativ an eine Quelle für eine Anzugspannung oder eine Quelle für eine Haltespannung anschließbar ist, wobei die Umschaltung von der Anzugspannung auf die Haltespannung in Abhängigkeit von einer Spannung erfolgt, die von einem mit der Wicklung in Reihe liegenden Widerstand abgenommen wird.

Die für Gleichstrommagneten erforderliche Haltcspannung ist niedriger als die Anzugspannung zum Einschalten der Magnete. Es wird daher angestrebt, die hohe Anzugspannung, nachdem der Magnet angezogen hat, auf die niedrigere Haltespannung umzuschalten.

Aus der GB-PS 1 095 603 ist nun eine Schaltungsanordnung bekannt, bei der eine Magnetwicklung mit einem Widerstand in Reihe geschaltet ist und die an diesem Widerstand abfallende Spannung differenziert wird, so daß am Knick der Strom-Zeit-Einschaltkurve ein Signal erhalten wird, das zum Unterbrechen des Erregungsstromes des Magneten verwendet wird. Voraussetzung bei dieser bekannten Schaltungsanordnung ist jedoch, daß der Gradient der Strom-Zeit-Funktion ^(l5 durch »Null« gehl, d. h. abrupt vom Negativen ins Positive wechselt.

Ferner ist aus der IR-PS 1 382 040 eine Schaltungsanordnung zur Erregung eines Solenoids bekannt, wobei zwei Schaltkreise vorgesehen sind, von denen einer dazu dient, dem Solenoid einen hohen Erregungsstrom zuzuführen, während der andere Schaltkreis nach der Erregung des Solenoids einen niedrigeren Haltestrom an dieses legt.

Bei Elektromagneten mit hoher Erregung ändert sich die Charakteristik der Strom-Zeit-Funktion nun derart, daß kein negativer Gradient mehr auftritt, d. h., der Gradient bleibt immer, jedoch schwächer oder stärker, positiv. Die Strom-Zeit-Kurve hat daher bei derartigen Elektromagneten in der Regel keinen ausgeprägten Knick mehr.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung der eingangs genannten Art anzugeben, die es ermöglicht, insbesondere bei Elektromagneten mit hoher Erregung einen Schaltimpuls zu erzeugen, wobei außerdem Nullpunktfehler unterdrückt werden solien.

Gemäß der Erfindung wird dies dadurch erreicht. daß die von dem Widerstand abgegriffene Spannun. mittels zweier Operationsverstärker zweimal differenziert wird, daß der Ausgang des zweiten Operationsverstärkers mit einem Eingang eines UND-Gliedes verbunden ist, daß zur Unterdrückung von Nullpunktfehlern ein Schwellwertschalter vorgesehen ist, dessen Eingangsspannung von dem Widerstand abgegriffen wird und dessen Ausgang mit dem anderen Eingang des UND-Gliedes verbunden ist, und daß der Ausgang des UND-Gliedes an einen Eingang eines Flipflops angeschlossen ist, dessen Ausgang die Schalter steuert.

Die Erfindung ermöglicht es, auch bei Elektromagneten mit hoher Erregung, z. B. bei schnell schaltenden Magnetventilen, einen ausgeprägten Schaltimpuls zu erzeugen, der für die Umschaltung von der Anzugspannung auf die Haltespannung ausreicht, wobei NuII-punktfehler ausgeschaltet sind.

Eine beispielsweise Ausführungsform der Erfindung wird nachfolgend an Hand der Zeichnung erläutert, in der

F i g. 1 die Strom-Zeit-Kurve beim Einschalten eines Gleichstrommagneten zeigt;

F i g. 2 zeigt ein schematisches Blockschaltbild der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung.

Fig. 1 zeigt eine typische Strom-Zeit-Einschaltkurve 50 beim Einschalten eines Gleichstrom-Elektromagneten. Auf der Abszisse sind hierbei die Zeit t und auf der Ordinate der Strom i aufgetragen. Die charakteristische Unstetigkeitsstelle bei to bezeichnet den Moment des Aufpralls des Ankers auf das Gegenstück. Durch zweimalige Differentiation der Einschaltkurve 50 entsteht im Verlauf der Kurve cPi/dt² bei t\ eine Spitze über t. Diese Spitze wird zum Umschalten der hohen Anzugspannung auf die niedrigere Haltespannung verwendet.

Bei der Schaltungsanordnung 10 nach F i g. 2 kann der zu schaltende Gleichstrommagnet 16 über einen Schalter 12, beispielsweise einen Transistorschalter, an die Anzugspannung U\ oder über einen Schalter 14, beispielsweise ebenfalls ein Transistorschalter, an die Haltespannung Ui gelegt werden

Ein von einer Steuereinheit 40 kommender Steuerimpuls schaltet über ein UND-Glied 30 den Schalter 12 ein, wodurch der Gleichstrommagnet 16 an die Anzugspannung lh gelegt wird. Der Gleichstrommagnet zieht daraufhin an. In Reihe mit dem Gleichstrommagneten Ib liegt ein niederohmigcr Widerstand 18 (z. I). etwa 1 Ohm), an welchem eine dein Hinschaltstrom

proportionale Spannung abgegriffen wird. Diese Spannung wird in Operationsverstärkern 20 und 22 zweimal differenziert, wodurch man am Ausgang des Opera tionsverstärkers 22 bei U die obengenannten Spannungsspitze erhält. Der Ausgang des Operationsverstärkers 22 ist an einen Eingang e'-nes UND-Gliedes 26 gelegt, dessen anderer Eingan« mit dem Ausgang eines Schwellwertschalters 24 verbunden ist, dessen Eingangsspannung von dem Widerstand 18 abgegriffen wird. Durch den Schwellwertschalter 24 werden, da eine ideale Differentiation insbesondere bei r = 0 nur schv'erig realisierbar ist, Nullpunktsfehler unterdrückt. Der Schwellwertschalter 24 schaltet hierzu kurz nach der Zeit ; = 0 dem mit ihm verbundenen Eingang des UND-Gliedes 26 von logisch 0 auf L

Das UND-Glied 2ö gibt somit im Zeitpunkt fA ein kurzzeitiges Signal ab. Dieses Signal wird benutzt, um einen Flipflop 28 umzuschalten. Durch die Umschaltung des Flipflops 28 wird das bisher auf Durchgang geschaltete UND-Glied 30 gesperrt und der Schalter 12 ausgeschaltet. Gleichzeitig wird der Schalter 14 durch das Flipflop 28 eingeschaltet. Hierdurch wird der Gleichstrommagnet 16 an die Haltespannung Ui gelegt.

Das Flipflop 28 ist ferner mit der Steuereinheit 40 verbunden. Es wird durch eine negative Flanke des von dieser abgegebenen Steuerimpulses in seine Ausgangslage zurückgeschaltet. Hierdurch wird auch der Schalter 14 ausgeschaltet, womit die Schaltungsanordnung 10 für das nächste Steuersignal betriebsbereit ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Schaltungsanordnung zum Betrieb eines Gleichstrom-Elektromagneten, dessen Wicklung über zwei Schalter alternativ an eine Quelle für eine Anzugspannung oder eine Quelle für eine Haltespannung anschließbar ist, wobei die Umschaltung von der Anzugspannung auf die Haltespannung in Abhängigkeit von einer Spannung erfolgt, die von einem mit der Wicklung in Reihe liegenden Widerstand abgenommen wird, dadurch gekennzeichnet, daß die von dem Widerstand (18) abgegriffene Spannung mittels zweier Operationsverstärker (20, 22) zweimal differenziert wird, daß der Ausgang des zweiten Operationsverstärkers (22) mit einem Eingang eines UND-Gliedes (26) verbunden ist, daß zur Unterdrückung von NuUpunktfeh- !ern ein Schwellwertschalter (24) vorgesehen ist, dessen Eingangsspannung von dem Widerstand (18) abgegriffen wird und dessen Ausgang mit dem anderen Eingang des UND-Gliedes (26) verbunden ist, und daß der Ausgang des UND-Gliedes (26) an einen Eingang eines Flipflops (28) angeschlossen ist, dessen Ausgang die Schäker (12,14) steuert.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein zweites UND-Glied (30), dessen einer Eingang an den Ausgang des Flipflops (28) und dessen anderer Eingang an eine Steuereinheit (40) angeschlossen ist, während sein Ausgang mit dem Schalter (12) für die Anzugspannung (Ui) verbunden ist.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein anderer Eingang des Flipflops (28) mit der Steuereinheit (40) verbunden ist, so daß eine negative Flanke des von dieser abgegebenen Steuerimpulses das Flipflop in seine Ausgangslage zurückschaltet.