DE3031659A1

DE3031659A1 - Electromagnetic coupling for machine tool with rapid excitation - has capacitor in series with coil and thyristor and diode shunt linked to auxiliary low power voltage

Info

Publication number: DE3031659A1
Application number: DE19803031659
Authority: DE
Inventors: Siegfried DDR 8021 Dresden Fleischer
Original assignee: RUHLA UHREN VEB K
Current assignee: RUHLA UHREN VEB K
Priority date: 1979-11-13
Filing date: 1980-08-22
Publication date: 1981-05-21
Also published as: DD147016A1

Abstract

An electromagnetic coupling for a machine tool has a circuit to produce rapid excitation. The excitation current is supplied to several electromagnets in the machine tool. The additional power loss is very small. The circuit contains a mechanical or electronic switch and a dropper resistor. There is a capacitor (4) connected in series with a coil of the electromagnet (2) and the thyristor. The capacitor is shunted by a diode (5) to conduct in the direction of flow of the load current. The diode is linked to an auxiliary low power voltage via a resistor (7).

Description

Schaltungsanordnung zur Schnellerregung von Elektro-Circuit arrangement for fast excitation of electrical

Magneten Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Schnellerregung von Elektromagneten, insbesondere zur Schnellerregung von elektromagnetischen Kupplungen in Werkzeugmaschinen, In der Zeitschrift Elektrie (1971/H.6-5.219 u0 1975/H.S-S431) sind verschiedene Methoden zur Schnellerregung von Elektromagneten beschrieben.Magnets The invention relates to a circuit arrangement for high-speed excitation of electromagnets, in particular for the rapid excitation of electromagnetic clutches in machine tools, in the magazine Elektrie (1971 / H.6-5.219 u0 1975 / H.S-S431) various methods for the rapid excitation of electromagnets are described.

Mit Hilfe einer Kondensator-Widerstandskoibination kann zur Schnellerregung ein Schwingkreis aufgebaut werden, der die Magnetspule einbezieht. wobei die Schwingung nach einer bestimmten Zeit abgebrochen werden muß.With the help of a capacitor-resistor combination it is possible to achieve faster excitation a resonant circuit can be set up that includes the solenoid. being the vibration must be canceled after a certain time.

Durch die Erzeugung einer Stromechwingung wird eine große Strosänderungsgeschwindgkeft erreicht.The generation of a current oscillation results in a large rate of change in the current achieved.

Es ist weiterhin möglich, eine Schnellerregung durch eine Zusatzstromquelle mit höherer Spannung, die nur im ersten Moment wirkt und durch einen separaten Schalter impulsmäßig eingeschaltet wird, zu erreichen.It is still possible to use an additional power source for high-speed excitation with a higher voltage, which only acts at the first moment, and through a separate switch is switched on pulsed to achieve.

Bei der Möglichkeit der Obererregung durch Oberspannung beträgt die angelegte Spannung ein Vielfaches der Nennspannung. Bei Erreichen des Nennetromes ist zu gewährleisten, daß der Strom in den Erregerwicklungen begrenzt wird, wobei zur Begrenzung des Stromes zusfitzliche Schalterelemente erforderlich sind.With the possibility of overexcitation by high voltage, the applied voltage a multiple of the nominal voltage. When the nominal treadmill is reached it must be ensured that the current in the excitation windings is limited will, additional switch elements are required to limit the current.

Nachteilig bei ellen aufgeführten Methoden ist, daß zusätzliche Verlustleistungen entstehen. Das äußert sich bspw. bei der Schnellerregung durch einen Schwingkreis in höheren ohm'schen- und Wirbelstromver@usten. Weiterhin tritt eine erhebliche Verschlechterung des Wirkungsgredes ein.A disadvantage of ellen listed methods is that additional power losses develop. This manifests itself, for example, with high-speed excitation by an oscillating circuit in higher ohmic and eddy current losses. Furthermore, a significant occurs Worsening of the active ingredient.

Bei der mehrfachen Anwendung der einzelnen aufgeführten Methoden in einer Anlage tritt, bedingt durch die für jeden Zweig notwendigen zusätzlichen, sich wiederholenden Bauelemente, ein höherer technischer Aufwend ein.If the individual methods listed in of a system occurs, due to the additional, repetitive components, a higher technical effort.

Der Zweck der Erfindung besteht darin, mit geringem technischen Aufwand mehrere Elektromagnete in einer Steerung schnell zu erregen.The purpose of the invention is with little technical effort to excite several electromagnets in a steering quickly.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde. eine Schaltungeanordnung zur Schnellerregung von Elektromagneten zu schaffen, die bei geringen zusätzlichen Verlustleistungen und ohne wesentlichen Mehrau$wand an zusätzlichen Bauelementen eine effektive Schnollorregung von mehreren Elektromagneten gewährleistet.The invention is based on the object. a circuit arrangement to create faster excitation of electromagnets with little additional Power dissipation and without significant additional construction elements an effective Schnollorregung of several electromagnets guaranteed.

Erfindungagemäß wird dies dadurch orrolcht, daß in Reihe mit der Spule des Elektromagneten und dem Thyristor ein Kondensator geschaltet ist, dem eine für den Laststrom in Fluß richtung gepolte Diode parallelgescholtet ist und der über einen an sich bekannten Wiederstand an einer zusetz--lichen leietungsachwachen Spennungsquelle angeschlossen ist.According to the invention this is achieved by being in series with the coil of the electromagnet and the thyristor, a capacitor is connected to the one for the load current in the flow direction polarized diode is connected in parallel and the over a well-known resistance at an additional line-awake spinning source connected.

Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung soll nachstehend an einem Ausfahrungsbeispiel näher erläutert werden In der zugehörigen Zeichnung ist das Schaltbild der erfindungegeiäßen Lösung dargestellt.The circuit arrangement according to the invention is to be used below on a The working example is explained in more detail in the associated drawing the circuit diagram of the solution erfindungegeiäße is shown.

Die Schaltungsenordnung ist folgendermaßen aufgebaut: An einer Spannungsquelle U1 (pulsierende Gleichspannung) sind mehrere Zweige 1 zur Speisung von Elektromagneten 2 angeschlossen, wobei ein Zweig 1 aus einer Reihenschaltung eines Thyristors 3, eines Kondensators 4, dem eine Diode 5 parallelgeschaltet ist und der Spule des Elektromagneten 2, dem eine Löschdiode 6 parallelgeschaltet ist.The circuit arrangement is structured as follows: At a voltage source U1 (pulsating DC voltage) are several branches 1 for feeding electromagnets 2 connected, with a branch 1 consisting of a series connection of a thyristor 3, a capacitor 4 to which a diode 5 is connected in parallel and the coil of the Electromagnet 2 to which a quenching diode 6 is connected in parallel.

besteht. Zusätzlich ist an dem Minusanschluß des Kondensators 4, der an der Kathode des Thyristore 3 liegt. ein Widerstand 7 angeschlossen, der zu einer zusätzlichen leistungsschwachen Spannungsquelle U2 führt.consists. In addition, at the minus terminal of the capacitor 4, the is at the cathode of the thyristor 3. a resistor 7 connected to a additional low-power voltage source U2 leads.

Die Wirkungsweise ist folgende: Im ausgeschalteten Zustand (Thyristor 3 nicht gezündet) ist der in Reihe mit der Spule des Elektromagneten 2 liegende Kondensator 4, der durch eine im stationären Betrieb in Durchlaßrichtung gepolten Diode 5 überbrückt wird. auf die dargestellte Polarität über den Widerstand 7 aufgeladen. Das wird durch eine leistungsschwache Spannungsquelle U2, die gleichzeitig auch die Kondensatoren der anderen schnell zu erregenden Stromkreise speist, erreicht. Die Polarität des aufgeladenen Kondensators 4 muß so sein, daß sich im gesamten Laststromkreis eine höhere Spannung als die Betriebespaanung ergibt. Wird nun der Thyristor 3 eingeschaltet, entlädt sich der Kondensator im Lastkreis und legt damit an die Spule des Elektromagneten 2 eine erhöhte Spannung an. Im aufgezeigten Ausführungabeispiel ist U1 124V und U2w-50V. Damit ergibt sich eine Gesamtspannung von U1+U2n 74V. Dieser dreifach höhere Spannungswert erzeugt einen großen Stromanstieg und damit kommt es zur gewünschen Schnellerregung, Nach Entladung des Kondensators 4 übernimmt die Diode 5 den Laststrom, Dabei stellt sich auf dem Kondensator 4 eine Spannung ein, die der Flußspannung der Diode 5 entspricht und die eine der ursprünglichen entgegengesetzte Polarität hat. Diese kleine Spannung entgegengesetzter Polarität ist für einen Elektrolytkondensator nicht schädlich. Am Widerstand 7 entsteht jetzt die höchste Verlustleistung während des Zykluses, die aber absolut nicht groß ist da der Widerstand 7 entsprechend hochohmig gewählt werden kann.The mode of operation is as follows: When switched off (thyristor 3 not ignited) is the one in series with the coil of the electromagnet 2 Capacitor 4, which is polarized in the forward direction in steady-state operation Diode 5 is bridged. charged to the polarity shown via the resistor 7. This is done by a low-powered voltage source U2, which at the same time also feeds the capacitors of the other circuits to be quickly excited. The polarity of the charged capacitor 4 must be such that in the whole Load circuit results in a higher voltage than the operating voltage. Will now be the Thyristor 3 switched on, the capacitor in the load circuit is discharged and thus hangs up An increased voltage is applied to the coil of the electromagnet 2. In the example shown is U1 124V and U2w-50V. This results in a total voltage of U1 + U2n 74V. This three times higher voltage value creates a large increase in current and with it comes it to the desired high-speed excitation, after the capacitor 4 has been discharged, it takes over Diode 5 the load current, a voltage is established on the capacitor 4, which corresponds to the forward voltage of the diode 5 and the one opposite to the original Has polarity. That little tension opposite polarity is not harmful to an electrolytic capacitor. Resistance 7 now arises the highest power loss during the cycle, but it is absolutely not great since the resistor 7 can be selected to have a correspondingly high resistance.

Die Vorteile der erfindungsgemäßen Lösung besteho,einmal darin, daß nahezu keine zusätzlichen Verlustleistungen entstehen Weiterhin ist von Vorteil, daß mit einer zusätzlichen leistungeschwachen Spannungsquelle mehrere Schnellerregungskrelse höherer Leistung gespeist werden können. Der zusätzliche Aufwand an Bauelementen ist gering, wodurch der technische Aufwand klein bleibt.The advantages of the solution according to the invention consist, on the one hand, in the fact that there are almost no additional power losses. that with an additional low-power voltage source several high-speed excitation circuits higher power can be fed. The additional expense of components is low, which means that the technical effort remains small.

Darüberhinaus ist die Anwendung der erfindungsgemäßen Lösung auch bei größeren zu schaltenden Elektromagneten möglich.In addition, the application of the solution according to the invention is also possible with larger electromagnets to be switched.

Zusammenfassung Schaltungsanordnung zur Schnellerregung von Elektromagneten Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Schnellerregung von Elektromagneten insbesondere zur Schnellerregung von elektromagnetischen Kupplungen in Werkzeugmaschinen.Summary circuit arrangement for high-speed excitation of electromagnets The invention relates to a circuit arrangement for the rapid excitation of electromagnets especially for the rapid excitation of electromagnetic clutches in machine tools.

Ziel der Erfindung ist es, mit geringem technischem Aufwand mehrere Elektromagnete in einer Steuerung schnell zu erregen.The aim of the invention is to provide several with little technical effort To excite electromagnets in a controller quickly.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungeanordnung zur Schnellerregung von Elektromagneten zu schaffen, die bei geringen zusätzlichen Verlustleietungen und ohne wesentlichen Mehraufwand an zusätzlichen Bauelementen eine effektive Schnellerregung von mehreren Elektromagneten gewährleistet.The invention is based on the object of a circuit arrangement to create faster excitation of electromagnets with little additional Loans for loss and without significant additional expenditure on additional components ensures effective high-speed excitation of several electromagnets.

Lt. Patentzeichnung wird dies dadurch erreicht, daß in Reihe mit der Spule des Elektromagneten 2 und dem Thyristor 3 ein Kondensator 4 geschaltet ist, dem eine für den Laststrom in Flußrichtung gepolte Diode 5 parallelgeschaltet ist und der über den Widerstand 7 an einer zusätzlichen leistungsschwachen Spannungsquelle U2 angeschlossen ist.Lt. Patent drawing this is achieved in that in series with the Coil of the electromagnet 2 and the thyristor 3 a capacitor 4 is connected, to which a diode 5 polarized in the forward direction for the load current is connected in parallel and via the resistor 7 to an additional low-power voltage source U2 is connected.

Beim Einschalten des Thyristors 3 entlädt sich der Kondensator 4 im Lastkreis und legt eine erhöhte Spannung an die Spule des Elektromagneten 2, was zur gewünschten Schnellerregung führt.When the thyristor 3 is switched on, the capacitor 4 is discharged in the Load circuit and applies an increased voltage to the coil of the electromagnet 2, what leads to the desired high-speed excitation.

Anwendungsgebiet: Elektromagnetische Kupplungen in WerkzeugmaschinenApplication: Electromagnetic clutches in machine tools

Claims

Claim 1. Circuit arrangement for high-speed excitation of electromagnets, especially for the high-speed excitation of electro-magnetic clutches in machine tools1 which have a mechanical or electronic switch and one that is switched against voltage Contains resistance, characterized in that it is in series with the coil of the electromagnet (2) and the thyristor (3) a capacitor (4) is connected, one for the load current in the forward direction polarized diode (5) is connected in parallel and across the resistor (7) connected to an additional low-power voltage source (U2) is.