DE3112621A1

DE3112621A1 - "schaltungsanordnung zur ansteuerung von elektromagneten"

Info

Publication number: DE3112621A1
Application number: DE19813112621
Authority: DE
Inventors: Gerhard 8900 Augsburg Straub
Original assignee: Elektroteile GmbH Oberuhldingen
Current assignee: ETO Gruppe Technologies GmbH
Priority date: 1981-03-30
Filing date: 1981-03-30
Publication date: 1982-10-21

Description

Titel: Schaltungsanordnung zur Ansteuerung
von Elektromagneten Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Gattung.
Die erhöhte Anschaltleistung ist durch den infolge des Luftspaltes erhöhten magnetischen Widerstand des Magnetkreises erforderlich und im angezogenen Zustand und im Eisen geschlossenen Magnetkreis genügt eine geringere Leistung zur sicheren Halterung des Ankers und zur Verhinderung seines Abfalls. Um dies zu gewährle-isten, ist es bekannt die Magnete mit einer Anzugs- und einer hiervon getrennten Haltewicklung auszustatten, wobei die Umschaltung von der Anzugswicklung auf die Haltewicklung entweder nach Ablauf einer bestimmten Zeitdauer oder nach Erreichen der Ankerendstellung bewirkt wurde. Hinsichtlich der Schnelligkeit des Ansprechens und in ihrem Stromverbrauch bei Dauerbetrieb arbeiten derartige Magnete zufriedenstellend. Nachteilig ist der Aufwand, daß die Magnetspule mit zwei Wicklungen ausgestattet werden muß.
Es ist ferner bekannt, den Erregerstrom des Magneten nach erfolgter Anziehung des Ankers durch einen Vorwiderstand oder andere Maßnahmen zu reduzieren. Hierbei ist jedoch die Leistungsreduzierung im elektromagnetischen Gerät mit einer Verlustleistung im Vorschaltgerät verknüpft, so daß der Energiebedarf größer ist als bei Elektromagneten mit zwei getrennten Wicklungen.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungs anordnung zu schaffen, die bei Verwendung nur einer Wicklung im Anzugs- und Dauerbetrieb die erforderlichen Schaltfunktionen zuverlässig durchführt. Hierdurch ergibt sich ein kompakter raumsparender Aufbau des Vorschaltgerätes, wobei handelsübliche Magnete ohne bauliche Veränderungen Anwendung finden können und raumgreifende Kühlkörper wegfallen können. Gelöst wird die gestellte Aufgabe durch die im Kennzeichnungsteil-des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale.
Die Erfindung ist in erster Linie für Gleichspannungsmagnete bestimmt, wobei die Leistung im Dauerbetrieb durch das Verhältnis von Impulslänge und Pausenlänge bestimmt wird.
Während der Einschaltzeit wird dabei nur ein einziger Impuls geliefert, wobei die Ausgangsspannung im Einschaltbetrieb und im Dauerbetrieb eine gleiche Größe haben kann, die über der Nennspannung des Elektromagneten liegt. Im Einschaltbetrieb kann der Elektromagnet dieser Uberspannung standhalten und der dadurch erhöhte Erregerstrom liefert das erf orderliche Feld zum Anziehen des Ankers. Im Dauerbetrieb wird die Spannung impulsförmig getaktet, so daß die Leistung der Nennleistung eines solchen Elektromagneten angepaßt wird.
Das erfindungsgemäße Prinzip kann auch für Wechselstrommagnete Anwendung finden, indem im Dauerbetrieb beispielsweise über eine Phasenanschnittsteuerung eine Leistungsherabsetzung bewirkt wird.
Weitere zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen 2 bis 7.
Nachstehend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben. In der Zeichnung zeigen: Fig. 1 ein Schaltbild einer erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung: Fig. 2 ein Spannungsdiagramm.
Die Versorgungsspannung + UB ... - U3 wird an die Klemmen 1 bzw. 6 über einen Schalter 5 angelegt. Die Versorgungsspannung liegt über der Nennspannung des Elektromagneten M, der zwischen den Klemmen 2 und 5 angeordnet ist und bei durchgeschaltetem Transistor T 1 mit der vollen Versorgungsspannung beaufschlagt wird. Nach Ablauf einer fest einstellbaren Zeit wird die Versorgungsspannung über den Oszillator getaktet und als Rechtecksignal mit einem vorbestimmten Tastverhältnis an den Magneten M angelegt. Dadurch wird die Erregerleistung verringert.
Da der dem Elektromagneten M vorgeschaltete Taktgeber während der Zeit tein2 (Fig. 2) die Spannung mit nur geringem Spannung abfall im Taktgeber an den Verbraucherr .anschaltet und in der Zeit aus den Strom völlig abschaltet, und da diese Umschaltung mit einer sehr hohen Flankensteilheit erfolgt, ist die Verlustleistung im Taktgeber im Verhältnis zur Nennleistung des Elektromagneten nur sehr gering.
Die Frequenz des Taktgebers liegt so hoch, daß eine mechanische Bewegung des Ankers nicht zu befürchten ist.
Der Oszillator gemäß Fig. 1 wird von einem Operationsverstärker OV1 in Verbindung mit den Widerständen R4, R5, R6, R7, R8, R-9, R10 und der Diode D3 und dem Kondensator C1 gebildet, die in der aus Figur 1 ersichtlichen Weise geschaltet sind. Der Oszillator steuert den Elektromagneten M über eine Endstufe mit den Transistoren T1, T2, den Widerständen R1, R2, R5, den Dioden D1, D2 und der Zenerdiode ZO1.
Das Zeitglied 1, welches die Einschaltzeit Tein 1 bestimmt, d.h. die Zeit, während der die volle Spannung ununterbrochen am Elektromagneten anliegt, wird durch den Kondensator C2, den Widerstand R11 und die Dioden D4, D6 bestimmt.
Die Zenerdiode ZD2 dient der Spannungsstabilisierung.
Beim Einschalten des Schalters S wird der Kondensator C2 über den Widerstand R11 aufgeladen. Da der Eingang (-) des Operationsverstärkers OV1 über die Diode D4 an den Kondensator C2 angekoppelt ist, wird der Transistor T1 so lange durchgesteuert und legt somit den Magneten M an die volle Spannung UB, bis die Spannung am Kondensator C2 größer ist als die Spannung am (+) Eingang des Operationsverstärkers OV1. Danach geht der Oszillator in seinen Schwingungszustand über.
L e e r s e i t e

Claims

Patentansprüche 0 Schaltungsanordnung zur Ansteuerung von Elektromagneten mit gegenüber der Dauer leistung im Haltebetrieb erhöhter Anschaltleistung im Anzugsbetrieb, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß der Elektromagnet im Haltebetrieb impulsförmig mit einer solchen Taktfrequenz erregt wird, daß ein Abfall in den Impulspausen verhindert ist.
2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, zur Ansteuerung von Gleichspannungsmagneten, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß die Versorgungsspannung im Anzugsbetrieb von einem einzigen Einschaltimpuls gebildet ist und diese Versorgungsspannung im Haltebetrieb getaktet ist.
3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß die Impulsspannung im Haltebetrieb durch-einen Oszillator geliefert wird, der während der Einschaltzeit (Anzugsbetrieb) an seinem Schwingungsverhalten gehindert ist.
4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß der Oszillator durch ein Zeitglied (1) über eine vorbestimmte Zeitdauer im Anzugsbetrieb am Schwingungseinsatz gehindert ist.
5. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß die Dauer leistung durch Einstellung der Einschaltzeit während einer Impulsperiode bestimmbar ist.
6. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß die Versorgungsspannung über der Nennspannung des Elektromagneten liegt.
7. Schaltungsanordnung nach Anspruch l für Wechselspannungsmagnete, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß im Haltebetrieb eine Phasenanschnittsteuerung erfolgt.