DE2211530B2

DE2211530B2 - Schaltungsanordnung zur Steuerung eines der Auswahl von Strickmitteln dienenden Elektromagneten an einer Rundstrickmaschine

Info

Publication number: DE2211530B2
Application number: DE2211530A
Authority: DE
Inventors: Ivo Kouklik; Jaroslav Lorenc
Original assignee: Elitex Koncern Textilniho Strojirenstvi
Current assignee: Elitex Koncern Textilniho Strojirenstvi
Priority date: 1971-04-30
Filing date: 1972-03-10
Publication date: 1979-09-27
Also published as: DE2211530A1; US3874198A; FR2136807A5; CH540370A; CS157241B1; IT953783B; GB1386431A

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Steuerung eines der Auswahl von Strickmitteln dienenden, sowohl kurz- als auch langzeitig zu erregenden Elektromagneten an einer Rundstrickmaschine, bestehend aus einem der Speisung dienenden, elektrischen Kreis zur Aufrechterhaltung eines stationären Stromwertes in der Wicklung des Elektromagneten, einem Zusatzkreis in Form eines über einen elektronischen Schalter einschaltbaren elektrischen Resonanzkreises für den raschen Anstieg des Stromes in der Wicklung des Elektromagneten und einem weiteren Zusatzkreis für den Abfall des Stromes in der Wicklung des Elektromagneten.

Eine derartige Schaltungsanordnung ist aus der US-PS 33 91 307 bekanntgeworden. In dieser Schaltung weist die Wicklung den Elektromagneten eine Hilfswindung in Verlängerung der Wicklung des Elektromagneten auf, an deren Anschlüsse ein Diodenpaar sowie ein Kondensator angeschlossen sind. Der Kondensator dient zur Speicherung von Energie aus der Windung des Elektromagneten nach dessen Abschalten. Die hier im Kondensator gespeicherte Energie wird verwandt, um beim Einschalten des Elektromagneten zusätzlich Energie in die Wicklung des Elektromagneten einzuführen und ihn dadurch in seiner Schaltgeschwindigkeit schneller zu machen. Ein zusätzlicher Schaltkreis dient zur Ladung des Kondensators in Betriebspausen des Elektromagneten. Mit dieser bekannten Schaltung kann man zwar den Stromanstieg in der Wicklung des Elektromagneten beschleunipen, gewinnt aber für die Erhöhung der Arbeitsgeschwindigkeiten von Rundstrickmaschinen noch nicht allzuviel, weil nicht nur die Einschaltzeit des verwendeten Elektromagneten, sondern auch dessen Abschaltzeit zu verkürzen ist. Denn für den Wunsch einer Steigerung der Arbeitsgeschwindigkeiten von Rundstrickmaschinen ist es unerläßlich, den für die Auswahl von Strickmitteln, beispielsweise Musterplatinen oder Schloßteilen dienenden Elektromagneten eine äußerst kurze Ein- und Abschaltzeit zu geben, wobei die Elektromagneten nach dem Einschalten schwingungsfrei in ihrer eingeschalteten Stellung zu verharren haben, bis ihre Abschaltung erfolgt und dann in ihrer abgeschalteten Stellung ebenfalls schwingungsfrei zu verharren haben.

Für ein schnelles Abschalten und Wiedereinschalten

von Strom durchflossenen Induktivitäten für Elektromagneten ist durch die DE-AS 12 19 977 eine Schaltung bekanntgeworden, bei der ein Elektromagnet durch einen konstanten Strom bei niedriger Spannung und Leistung dauererregt wird. Während kurzer periodischer Zeit-Intervalle von 1 bis 2 Millisekunden Dauer soll der Magnet abgeschaltet und kurz darauf wieder eingeschaltet werden. Ein- und Abschaltzeit haben dabei möglichst klein zu sein gegenüber der Pausenzeiu Bei dieser Schaltung werden ebenfalls Dioden und ein Kondensator verwendet, um dieses Ziel zu erreichen, wobei der Kondensator gleichzeitig der Rückgewinnung der Energie dient Genutzt wird hier für die kurzen Ein- und Abschaltzeiten gleichzeitig das Schwipgungsverhalten des Elektromagneten. Diese Schaltung eignet sich jedoch für die Verwendung an Rundstrickmaschinen nicht, wo es oftmals nötig ist, den Elektromagneten während des Vorbeilaufs einer Reihe hintereinander angeordneter Musterstößer oder anderer Stnckmittel einzuschalten bzw. abzuschalten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltung zu schaffen, durch die neben einem raschen Anstieg des Stromes die Zeit für den Abfall des Stromes in der Wicklung des Elektromagneten so kurz wie möglich gehalten wird.

Die Erfindung besteht darin, daß der Zusatzkreis für einen raschen Stromanstieg in der Wicklung des Elektromagneten ein Parallel-Resonanzkreis ist und daß der Zusatzkreis für den Abfall des Stromes in der Wicklung des Elektromagneten aus einer Diode und einem Kondensator besteht und daß dieser Kreis an der Stelle zwischen dem Schalter und dem Elektromagneten und an der Stelle zwischen dem Kondensator und dem Schalter parallel an den elektrischen Kreis zur Aufrechterhaltung des Stromes in der Wicklung des Elektromagneten angeschlossen ist.

Mit dieser Schaltungsanordnung läßt sich nicht nur ein rascher Stromanstieg im Elektromagneten beim Einschalten des Stromes, sondern vor allem ein rascher Abfall des Stromes im Elektromagneten beim Abschalten erzielen, gleichzeitig aber auch der Strom im Elektromagneten beliebig lange auf einen gewünschten Wert halten. Mit dieser Schaltungsanordnung gelingt es, den Elektromagneten nach dem sehr kurzzeitigen Einschalten schwingungsfrei in der eingeschalteten Stellung verharren zu lassen, bis die Abschaltung erfolgt, die ebenfalls sehr kurzzeitig durchgeführt wird. Damit sind Voraussetzungen für eine wesentliche Steigerung der Arbeitsgeschwindigkeit von Rundstrickmaschinen beschaffen.

Um bei dem starken Strom-Impuls für den Einschaltvorgang den stationären Strom in der Wicklung des Elektromagneten auf eine geeignete Stärke festzulegen, ist es zweckmäßig, wenn der elektrische Kreis lür die Aufrechterhaltung des stationären Stromes in der Wicklung des Elektromagneten aus einer Gleichstrom-Spannungs-Quelle, einem einstellbaren Widerstand und einer Verteilungs-Diode besteht und wenn dieser Kreis an der Stelle zwischen Elektromagnet und Kondensator und an der Stelle zwischen dem elektronischen Schalter und dem Kondensator an den elektrischen Resonanzkreis angeschlossen ist.

Dabei ist es vorteilhaft, wenn an der Stelle zwischen Elektromagnet und Kondensator sowie an der Stelle zwischen Schalter und Kondensator ein elektrischer Kreis zum Aufladen des Kondensators parallel angeschlossen ist, wobei der Kreis zum Aufladen des Kondensators aus einer Gleichstrom-Spannungs-Quelle, einem selbstausschaltenden Schalt-Elemetit, einem Widerstand und aus einer Drossel-Spule bestehen kann. Dabei wird zweckmäßigerweise die Drosselspule und der Widerstand durch eine Leitung mit einer Diode ^r' überbrückt die entgegengesetzt zur Stromlaufrichtung durch die Drosselspule gepolt ist

Der elektrische Kreis für den raschen Abfall des Stromes in der Wicklung des Elektromagneten läßt sich in -die Schaltung besonders einfach und wirkungsvoll

ίο dadurch einbauen, daß er und der elektrische Kreis zum Aufladen des Kondensators an einer Stelle zwischen dem Pluspol der ersten Gleichstrom-Spannungs-Quelle und dem selbstausschaltenden Schalt-Element verbunden sind, wobei sich diese Stelle zwischen der Diode und dem Kondensator des elektrischen Kreises für den raschen Abfall des Stromes in der Wicklung des Elektromagneten befindet Baulich läßt sich der elektrische Kreis für den raschen Abfall des Stromes in der Schaltung dem Kreis für den raschen Anstieg des

_'i> Stromes in besonders zweckmäßiger Weise so zuordnen, daß der elektrische Kreis für den raschen Abfall des Stromes in der Wicklung des Elektromagneten an einer Stelle zwischen Diode und Kondensator durch eine Leitung mit dem elektrischen Resonanzkreis für den

:> raschen Anstieg des Stromes in der Wicklung des Elektromagneten an der Stelle zwischen Elektromagnet und Kondensator verbunden ist und in der Leitung ein hochohmiger Widerstand angeordnet ist.

Dabei ist es zweckmäßig, wenn die Spannung der

in Gleichstrom-Spannungs-Quelle für die Aufladung des Kondensators größenordnungsmäßig großer als die Spannung der Gleichstrom-Spannungs-Quelle ist.

Das Wesen der vorliegenden Erfindung sowie nähere Einzelheiten sind nachstehend anhand eines in der

t"> Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 ein Schaltbild der erfindungsgemäßen Schaltung,
Fig. 2 den Stromverlauf in einzelnen Elementen

in dieser Schaltung.

Wie die F i g. 1 zeigt, ist an dem Pluspol einer ersten Gleichstrom-Spannungsquelle Ub ι ein Ende einer Leitung 41 angeschlossen. In diese ist ein selbstausschaltender Schalter 2, z. B. ein Thyristor, sowie ein

■'· Widerstand 3, eine Drosselspule 4, ein Elektromagnet 5 und ein Schaltelement 6, z. B. ein Transistor, Thyristor, Photothyristor u. dergl. angeordnet, während an dem Minuspol derselben Gleichstrom-Spannungsquelle Ub ι das andere Ende der Leitung 1 angeschlossen ist. Der

.ο selbstausschaltende Schalter 2 wird von einem Punkt 7 aus durch elektrische Impulse gesteuert, während das Schaltelement 6 von einem Kunkt 8 aus gesteuert wird. An der Stelle 9 ist an die Leitung 41 eine Leitung 10 parallel angeschlossen, in welcher eine Diode 11

v. angeordnet ist. An der Stelle 12 ist die Leitung 10 mit der Leitung 1 verbunden. Die Leitung 1 und 10 ist an den Stellen 13 und 14 durch eine Leitung 15 verbunden, in welcher ein Widerstand 16 angeordnet ist. An der Stelle 14 ist parallel zur Leitung 41 eine Leitung 17

.ι» angeschlossen, in welcher ein Kondensator 18 angeordnet ist. Diese Leitung 17 ist mit der Leitung 1 an der Stelle 19 verbunden. An den Stellen 20 und 21 ist an die Leitungen I und 41 eine Leitung 22 parallel angeschlossen, in welche eine Verteilungsdiode 23, ein einstellbarer ■ Widerstand 24 und eine zweite Gleichstrom-Spannungsquelle Ub 2 angeordnet ist. Diese weist eine um eine Größenordnung kleinere Spannung als die erste Gleichstrom-Spannungsquelle Ub ι auf. Die Leitungen

41 und 22 sind an den Stellen 25 und 26 durch eine Leitung 27 verbunden, in welcher eine Diode 28 angeordnet ist. An die Leitungen 1 und 41 ist an den Stellen 9 und 29 eine Leitung 30 parallel angeschlossen, in welcher ein Kondensator 31 angeordnet ist. ■>

Die Arbeitsweise der Vorrichtung ist folgende:

Im Ausgangszustand der Vorrichtung sind das Schaltelement 6 und das selbstausschaltende Schaltelement 2 nicht eingeschaltet und der Kondensator 31 auf seinen Nennwert aufgeladen. Durch Inbetriebsetzung n> der ersten Gleichstrom-Spannungsquelle Ub \ und der zweiten Gleichstrom-Spannungsquelle Ub 2 schließt sich über die Leitungen 41, 10, 15, 17 und 1 der Kreis und über den Widerstand 16 lädt sich der Kondensator 18 auf die Spannung der ersten Gleichstrom-Spannungs- r> quelle Ub 1 auf. Die niedrigere Spannung der zweiten Gleichstrom-Spannungsquelle Ub 1 ist von der höheren Spannung der ersten Gleichstrom-Spannungsquelle Ub 1 mit Hilfe der Verteilungsdiode 23 getrennt.

Die Einführung eines Steuerimpulses in den Punkt 8 verursacht das Einschalten des Schaltelementes 6. Hierdurch schließt sich über die Leitung 1 im durch die Stellen 14 und 19 begrenzten Teil und über die Leitung 17 der Resonanzkreis, welcher durch einen nicht dargestellten Widerstand der Wicklung des Elektro- j"> magneten 5, die Induktivität des Elektromagneten 5 und die Kapazität des Kondensators 18 gebildet wird. Der Kondensator 18 beginnt sich über die Wicklung des Elektromagneten 5 zu entladen, und der Strom im Kreis beginnt sinusförmig gemäß einer Kurve I5 (Fig.2) J" anzusteigen, bis er während einer Zeit fi seinen Höchstwert /_max erreicht. Die Steilheit der Kennlinie des Spannungsanstieges ist durch die Größe der Spannung auf dem Kondensator 18 und durch Konstanten des Resonanzkreises gegeben. Der Widerstand der Wick- » lung des Elektromagneten 5 hat einen solch kleinen Wert, daß er keine wesentliche Dämpfung des Kreises verursacht.

Sobald die Spannung an dem Kondensator 18 an der Stelle 14 so weit absinkt, daß sie durch den einstellbaren ■»<· Widerstand 24 und die Verteilungsdiode 23 an der Stelle 14 der Spannung der zweiten Gleichstrom-Spannungsquelle Ub 2 gleichkommt, schließt sich dieser Kreis an. wobei die Leitung durch die Stellen 20, 21 und die an diese parallel angeschlossene Leitung 22 begrenzt wird. ■·"> Durch die Wicklung des Elektromagneten 5 beginnt aus der zweiten Gleichstrom-Spannungsquelle Ub 2 über den einstellbaren Widerstand 24, die Verteilungsdiode 23 und das Schaltelement 6 Strom zu fließen, welcher die Größe i\ (F i g. 2) aufweist und gemäß der Kurve I₅ ">» verläuft. Der Strom von der Größe ;, ist durch die Größe der Spannung der zweiten Gleichstrom-Spannungsqueiie Ub 2. durch den wert des einstellbaren Widerstandes 24 und die Summe der Spannungsabfälle an der Verteilungsdiode 23, am Ohmschen Widerstand ">^r> der Wicklung des Elektromagneten 5 und am Schaltelement 6 bestimmt.

Durch Spannungsänderung der zweiten Gleichstrom-Spannungsquelle Ub 2. z. B. durch Spannungsabfall am einstellbaren Widerstand 24, verläuft der Strom von der «■" Größe ii in der Wicklung des Elektromagneten 5 gemäß der Knive Is* Die Zeit, während welcher der Strom durch die Wicklung des Elektromagneten 5 durchfließt, ist von der Einschaltdauer des Schaltelementes 6, d. i. von der Dauer eines Impulses T_p entsprechend einer f>5 Kurve 2e abhängig, wobei im Zustand A das Schaltelement 6 ausgeschaltet und im Zustand B das Schaltelement 6 eingeschaltet ist.

Nach Ende des Impulses Tp, d. i. nach Ausschalten des Schaltelementes 6 durch einen Impuls aus Punkt 8, beginnt die im Magnetkern des Elektromagneten 5 angesammelte Energie über die Leitungen 1, 10 und 30 sowie über die Diode 11 den Kondensator 31 aufzuladen. Der Strom /_t in der Wicklung des Elektromagneten 5 sinkt gemäß der Kurve I5 oder ls_a und erreicht während der Zeit h oder U den Nullwert. Der Kondensator 31 ist also auf einen größeren Wert als den Nennwert der Spannung Ub 1 aufgeladen.

Die Einführung des Steuerimpulses nach Ablauf der Zeit fs vom Ende des Impulses T_p in den Punkt 7 verursacht das Einschalten des selbstausschaltenden Schaltelementes 2. Die Tätigkeit des selbstausschaltenden Schaltelementes 2 ist durch eine Kurve 32 dargestellt, wobei im Zustand Cdas selbstausschaltende Schaltelement 2 ausgeschaltet und im Zustand D eingeschaltet ist. Auf diese Weise wird durch die Leitungen 1, 17, 30, 41 der Resonanzkreis geschlossen, welcher durch Widerstand 3, Drosselspule 4 und Kondensator 18 gebildet ist. Der Kondensator 18 wird über das selbstausschaltende Schaltelement 2, Widerstand 3 und Drosselspule 4 auf die Spannung der ersten Gleichstrom-Spannungsquelle Ub 1 aufgeladen. Gleichzeitig wird er auch vom Kondensator 31 teilweise aufgeladen, dessen Spannungswert somit auf den Nennwert sinkt. Der Widerstand 16 nimmt an der Aufladung des Kondensators 18 im wesentlichen nicht teil, weil dessen Wert so gewählt ist, daß die Zeitkonstante des Kreises Widerstand 16 — Kondensator 18 stellenmäßig einige Male größer als die Zeitkonstante des Kreises 1, 17, 30, 41 ist. Der durch diesen Kreis fließende Strom, dessen Verlauf durch eine Kurve 43 dargestellt ist, erreicht während einer Zeit U> einen Höchstwert /'max.

In einer Zeit ti, während der die Spannung auf dem Kondensator 18 an der Stelle 14 durch die Wirkung des Serienresonanzkreises etwas größer als die Spannung an dem selbstausschaltenden Schaltelement 2 an der Stelle 26 ist, beginnt der Strom durch die Diode 28 zu fließen. Das bedeutet, daß der das selbstausschaltende Schaltelement 2 durchfließende Strom am Ende der Zeit /7 gemäß der Kurve 5₂ auf den Nullwert sinkt und ein Ausschalten des selbstausschaltenden Schaltelementes 2 bewirkt, welches derart konstruiert ist. daß es sich bei einem Nuilstrom selbsttätig ausschaltet.

Nach dem Ausschalten des selbstausschaltenden Schaltelementes 2 beginnt die im Magnetkern der Drosselspule 4 angesammelte Energie den Strom durch den Kreis durchzudrücken, welcher mittels der Drosselspule 4, Diode 22 und Widerstand 3 gebildet ist. Die Stromgröße verkleinert sich gemäß der Kurve 4j fortschreitend, bis sie nach einer Zeit ie den Nullwert erreicht. Die Geschwindigkeit des Stromabfalles ist von der Zeitkonstante des Kreises abhängig, welcher durch die Induktivität der Drosselspule 4 und des Widerstandes 3 gebildet ist.

Durch Aufladen des Kondensators 15, Ausschalten des selbstausschaltenden Schaltelementes 2 und Erlöschen des Stromes in dem Widerstand 3 wird der ganze Kreis in den ursprünglichen Zustand versetzt und mit der Ankunft eines weiteren Impulses im Schaltelemente wiederholt sich der ganze Vorgang.

Bei der Vorrichtung nach der Erfindung ist es von Vorteil, daß einzelne Elemente des Kreises für den Umpulsbetrieb des Elektromagneten 5 derart gewählt sind, daß sie bei gegebener Schaltanordnung eine wesentliche Verkürzung der Zeitabschnitte für Anlauf

und Abfall des Stromes in die Wicklung des Elektromagneten 5 und eine wesentliche Beschleunigung der Wiederherstellung des Ausgangszustands des elektrischen Kreises im Zeitabschnitt der Ruhelage des Elektromagneten 5 bei gleichzeitiger Herabsetzung von Verlustleistungen ermöglichen.
Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß einzelne

Zeitabschnitte im Zeitraum der Arbeitstätigkeit des Elektromagneten 5 unabhängig voneinander zeitgemäß eingestellt werden können, daß gegebenenfalls die Haltezeit des Magneten beliebig verkürzt werden kann und daß der Zeitabschnitt des Stromanstiegs an den Zeitabschnitt des Stromabfalles in der Wicklung des Elektromagneten 5 dicht herangerückt werden kann.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

909 539/117

Claims

Patentansprüche:

1. Schaltanordnung zur Steuerung eines der Auswahl von Strickmitteln dienenden, sowohl kurzais auch langzeitig zu erregenden Elektromagneten an einer Rundstrickmaschine, bestehend aus einem der Speisung dienenden, elektrischen Kreis zur Aufrechterhaltung eines stationären Stromwertes in der Wicklung des Elektromagneten, einem Zusatzkreis in Form eines über einen elektronischen Schalter einschaltbaren elektrischen Resonanzkreises für den raschen Anstieg des Stromes in der Wicklung des Elektromagneten und einem weiteren Zusatzkreis für den Abfall des Stromes in der Wicklung des Elektromagneten, dadurch gekennzeichnet, daß der Zusatzkreis für den raschen Stromanstieg in der Wicklung des Elektromagneten (5) ein Parallel-Resonanzkreis (5, 18) ist und daß der Zusatzkreis für den Abfall des Stromes (i₂) in der Wicklung des Elektromagneten (5) aus einer Diode (11) und einem Kondensator (31) besteht und daß dieser Kreis an der Stelle (12) zwischen dem Schalter (6) und dem Elektromagneten (5) und an der Stelle (21) zwischen dem Kondensator (18) und dem Schalter (6) parallel an den elektrischen Kreis zur Aufrechterhaltung des Stromes fc) in der Wicklung des Elektromagneten (5) angeschlossen ist.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der elektrische Kreis für die Aufrechterhaltung des stationären Stromes (h) in der Wicklung des Elektromagneten (5) aus einer Gleichstrom-Spannungsquelle (Ubi) einem einstellbaren Widerstand (24) und einer Verteilungsdiode (23) besteht und daß dieser Kreis an der Stelle (14) zwischen Elektromagnet (5) und Kondensator (18) und an der Stelle (19) zwischen dem elektronischen Schalter (6) und dem Kondensator (18) an den elektrischen Resonanzkreis (5,18) angeschlossen ist.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß an der Stelle (14) zwischen Elektromagnet (5) und Kondensator (18) sowie an der Stelle (19) zwischen Schalter (6) und Kondensator (18) ein elektrischer Kreis zum Aufladen des Kondensators (18) parallel angeschlossen ist.

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kreis zum Aufladen des Kondensators (18) aus einer Gleichstrom-Spannungsquelle (Ub i), einem selbstausschaltenden Schaltelement (2), einem Widerstand (3) und aus einer Drosselspule (4) besteht.

5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Drosselspule (4) und der Widerstand (3) durch eine Leitung (27) mit einer Diode (28) überbrückt sind, die entgegengesetzt zur Stromlaufrichtung durch die Drosselspule (4) gepolt ist.

6. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der elektrische Kreis für den raschen Abfall des Stromes (i₂) in der Wicklung des Elektromagneten (5) und der elektrische Kreis zum Aufladen des Kondensators (18) an einer Stelle (9) zwischen dem Pluspol der ersten Gleichstrom-Spannungsquelle (Ub \) und dem selbstausschaltenden Schaltelement (2) verbunden sind, wobei sich diese Stelle (9) zwischen der Diode ill) und dem Kondensator (31) des elektrischen Kreises für den raschen Abfall des Stromes (h) in der Wicklung des Elektromagneten (5) befindet

7. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6. dadurch gekennzeichnet, daß der elektrische Kreis für den raschen Abfall des Stromes (k) in der Wicklung des Elektromagneten (5) an einer Stelle (13) zwischen Diode (11) und Kondensator (31) durch eine Leitung (15) mit dem elektrischen Resonanzkreis für den raschen Anstieg des Stromes (im) in der Wicklung des Elektromagneten (S) an der Stelle zwischen Elektromagnet (5) und Kondensator (18) verbunden ist und in der Leitung (15) ein hochohmiger Widerstand (16) angeordnet ist

8. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprü-' "< ehe 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannung der Gleichstrom-Spannungsquelle (Ub]) für die Aufladung des Kondensators (18) größenordnungsmäßig größer als die Spannung der Gleichstrom-Spannungsquelle (Ub 2) ist