DE2425585A1 - Anordnung zum schnellen und verlustarmen schalten von induktivitaeten - Google Patents

Description

• Anordnung zum schnellen und verlustarmen schalten von Induktivitäten Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum schnellen und verlustarmen schalten von Induktivitäten, insbesondere zur Schnelierregung von Schrittmotoren.
• Es sind bereits Schaltungen bekannt, bei denen die Induktivitaten über Vorwiderstände oder RC-Kombinationen geschaltet werden. Nachteilig ist jedoch die auftretende hohe Verlustleisten.
• Es ist weiterhin die Zweispannungsansteuerung bekannt, die zwar einen giinstigeren Wirkungsgrad aufweist, aber einen relativ großen Bauelementenaufwand benötigt.
• Beide genannten Methoden bewirken außerdem keinen konstanten Stromfluß in der zu schaltenden Induktivität.
• Ein anderes bekanntes Verfahren besteht darin, eine stetige Konntantstromquelle einzusetzen. Dieses Verfahren ist ebenfalls durch eine hohe Verlustleistung und einen großen Bauelementaufwand gekennzeichnet.
• Weiterhin ist das Schalten von getakteten Konstantstromquellen und die Verwendung von Schaltern, die gleichzeitig als stetige Dtromregler arbeiten, bekannt. Beim Schalten einer getakteten konstantstromquelle ist wiederum der Aufwand erheblich, bei der Anwendung von schaltern, die als stetige Stromregler fungieren, kann nur ein schlechter Wirkungsgrad erreicht werden.
• uer Zweck der Erfindung ist es, die den einzelnen Verfahren unhcftenden Mängel zu beseitigen.
• Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eie Anordnung zu realisieren, mit deren Hilfe Induktivitäten schnell und verlustarm ohne größeren Aufwand geschaltet werden kannen.
• Diese Aufgabe wird in einer Anordnung zum Schalten von Induktivitäten mit Hilfe einer als Schaltregler wirkenden getakteten Konstantstromquelle erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die zu schaltende Induktivität gleichzeitig Speicherinduktiät des Scheltreglers ist und daß zur Freilaufdiode des fichaltreglers ein kurzschließbarer Widerstand in Reihe geschaltet ist.
• Es ist vorteilhaft, zum Kurzschließen des Wjiderstandes einen Thyristor zu verwenden.
• Die Erfindung 8011 nachstehend anhand eines in der Zeichnung dargestellten AusfUhrungsbeispieles näher erläutert erden, Eine zu schaltende Induktivität 1 ist einerseits mit dem Kollektor eines Transistors 2 verbunden, dessen Emitter an Masse liegt, andererseits über einen Widerstand 3 n eine Spannungsquelle UB angeschlossen. Sird der Qransistor 2 aufgesteuert, liegt annähernd lie gesamte Betriebsppannung der Spannungsquelle UB an der Induktivität 1. dadurch wird ein steiler Stromanstieg und damit verbunden eie kurze Einschaltzeit erreicht. Der dem Strom durch die Induktivität 1 proportionale Spannungsabfall am Widerstand 3, wird in einer Vergleichsstufe 4 mit einer Sollspannung Usoll verglichen. 1er Ausgang der Vergleichsstufe 4 ist Uber eine Treiberstufe 5, die zusätzlich einen Takteingang T besitzt, mit der @sis des Transistors 2 verbunden. Parallel zu der aus der Induktivität 1 und dem Widerstand 3 bestehenden Reihenschaltung liegt eine Diode 6, der ein durch einen Thyristor 7 kurzschließbarer Widestand 8 vorgeschaltet ist.
• Weiterhin liegt parallel zum Widerstand 8 ein Kondensator 9.
• Erreicht der nach einer e-Funktion anwechsende Strom durch die Induktivität 1 den der Sollspannung Usoll proportionalen Wert, wird über die Treiberstufe 5 der Transistor 2 gespert.
• An der Induktivität entsteht eine Gegenspannung, wodurch die diode 6 leitend wird. Der Abscha lt strom fließt über die aus Thyristor 7, Widerstand 8 und Kondensator 9 bestehende Löschkombination ab. Der Strom durch die Induktivität 1 sinkt daraufhin nach einer e-Funktion. Erreicht er den durch die Hysterese der-Vergleichsstufe 4 vorgegebenen unteren Schwellwert, .ird der Transistor 2 erneut aufgesteuert. er Strom durch die Induktivität 1 ist also ein -von einer Welligkeit überlagerter Gleichstrom. Frequenz und Amplitude der Welligkeit werden durch die Werte der Spannungsquelle UB, der Induktivität 1, des Widerstandes 8 und durch die Hysterese der Vergleichestufe 4 bestimmt.
• ueber den Takteinxang T kann der Transistor 2 zusätzlich ausgetastet werden. Rine entsprechende "aktung k2nn ebenfalls durch Beeinflussung der Sollspannung Usoll erzeilt werden.
• Durch Änderung der Sollspannung Usoll ist weiterhin eine externe.
• Steuerung des Gleichanteils des-Stroms durch die Induktivität über einen großen Bereich möglich, Mit dem Thyristor 7 wird der Widerstand 8 kurz-geschlossen, wenn durch den Takteingang T der Transistor 2 nicht ausgetastet ist. Auf diese Art und Weise wird die Verlustleistung am Widerstand 8 stark herabgesetzt, ohne daß die Ausschaltzeit des Stromes durch die Induktivität 1 bei Austastung über den Takteingang T zu groß wird. Der Kondensator 9 schließt große Abschdaltspannungen kurz und dient zum Schutz des Transistors 2. Durch die Identität der zu schaltende den Induktivität 1 mit der Speicherinduktivität der als Schaltregler wirkenden Konstant stromquelle ergibt sich die Möglichkeit einer Feineinstellung des Rotorwinkels bei Schrittmotoren.
• Di Erfindung ist jedoch nicht auf die Anwendung für Schrittmotoren begrenzt.

Claims (2)

Patentansprüche

1. Anordnudng zum schnellen und vorlustarmen Schalten von Induktivitäten mit Hilfe einer als Schaltregler wirken den getakteten Konstant stromquelle, insbesondere ztir Schnell erregung von Schrittmotoren, dadurch gekennzeichnet, daß die zu schaltende Induktivität gleichtzeitig Speicherinduktivität des Schaltreglere ist und daß zur Freilaufdiode des Schaltreglers ein kurzschließbarer widerstand in Reihe geschaltet ist.

2. Anordnung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß zum. Kurzschließen des Widerstandes ein Thvristor rorgesehen ist.

L e e r s e i t e