DE8700157U1 - Magnetic coil - Google Patents
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- H01F7/00—Magnets
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Description
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R. 20960
21.11.1986 Tt/WlR.20960
21.11.1986 Tt/Wl
Macmetspule
Stand der Technik Macmet coil
State of the art
Die Erfindung geht aus von einer Magnetspule nach der Gattung des Hauptanspruchs. Es ist bekannt, daß an induktiven Spulen, wie sie z.B. in Magnetstellern, Magnetventilen oder Relais Verwendung finden, während des Abschaltvorgangs negative Spannungsspitzen auftreten, welche sich ungünstig auf die Spule selbst als auch auf zur Spule parallel liegende Verbraucher auswirken können. Die Spannungsspitzen können zu Überschlägen zwischen den Hindungen der Spule führen und damit zur Zerstörung der Spule. Auch kann es u.U. zur Zerrtörungr von parallel geschalteten Verbrauchern kommen.The invention is based on a magnetic coil according to the type of the main claim. It is known that negative voltage peaks occur on inductive coils, such as those used in magnetic actuators, solenoid valves or relays, during the switch-off process, which can have an adverse effect on the coil itself as well as on consumers connected in parallel to the coil. The voltage peaks can lead to arcing between the coil's ends and thus to the coil being destroyed. It can also lead to the destruction of consumers connected in parallel.
Aus der DE-PS 734 822 ist es bekannt, zur Schnellentregung einer vom Arbeitsstrom durchflossenen Magnetspule dieser üuer einen Schalter einen Kondensator parallel zu schalten, welcher übe·· die auch zur Erregung der Magnetspule verwendete Betriebespannungsquelle oder über eine zusätzliche Spannungsquelle mit einer zur Betriebsspannungsquelle entgegengesetzten Polarität aufgeladen 1st.From DE-PS 734 822 it is known to quickly de-energize a magnetic coil through which the working current flows by connecting a capacitor in parallel to it via a switch, which capacitor is charged via the operating voltage source also used to excite the magnetic coil or via an additional voltage source with a polarity opposite to the operating voltage source.
Zn der DB-OS 21 07 903 ist offenbart, parallel sur Magnetspule in einer Reihenschaltung eine Diode sowie einen Widerstand anzuordnen. Dieser Parallelsweig wird nach dem Abschalten der Magnetspule dieserIn DB-OS 21 07 903 it is disclosed to arrange a diode and a resistor in parallel to the magnetic coil in a series circuit. This parallel branch is switched off after the magnetic coil of this
- 2 - R. 20960- 2 - R.20960
zugeschaltet, wodurch der Magnetstrom Gelegenheit hat/ weitersuflie-Oen - die Magnetspule kann nicht durch Spannungsspitzen während des Aueschaltens des Stroms beschädigt werden. Anstelle der Diode kann auch ein Schalter vorgesehen sein, so daß während des Abschaltens der Magnetspule dieser der Widerstand parallel zugeschaltet wird.switched on, which gives the magnet current the opportunity to continue to flow - the magnet coil cannot be damaged by voltage peaks when the current is switched off. Instead of the diode, a switch can also be provided so that when the magnet coil is switched off, the resistor is switched on in parallel.
Den beschriebenen Vorrichtungen ist gemeinsam, daß sich die das Abschalten der Magnetspule unterstützenden Schaltungsanordnungen außerhalb des Spulenkörpers befinden. Dadurch besteht ein unnötig großer Platzbedarf, außerdem können an den elektrischen Zuleitungen Fehlkontakte und Blindwiderstände auftreten.What the devices described have in common is that the circuit arrangements supporting the switching off of the magnetic coil are located outside the coil body. This requires an unnecessarily large amount of space, and faulty contacts and reactances can also occur on the electrical supply lines.
Die erfindungsgemäße Magnetspule mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil einer sehr kompakten Bauweise, da der Widerstand in Form eines Drahtes auf demselben Spulenkörper gewickelt ist wie die Spulenwicklung der Magnetspule. Durch die kurzen Verbindungswege zwischen den elektrischen Bauteilen werden Fehlkontakte und Blindwiderstände weitgehend vermieden.The magnetic coil according to the invention with the characterizing features of the main claim has the advantage of a very compact design, since the resistance in the form of a wire is wound on the same coil body as the coil winding of the magnetic coil. The short connection paths between the electrical components largely prevent incorrect contacts and reactances.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Merkmale sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Magnetspule möglich. Vorteilhaft ist es insbesondere, den drahtformigen Widerstand in Form einer Schlaufe auszubilden, ihn also bifilar aufzuwickeln, wodurch er besonders induktionsarm wird. Außerdem können über die räumliche Verteilung der Wicklungen von Spulenwicklung und Widerstand die Resonanzfrequenzen der Gesamtanordnung beeinflußt werden sowie die Abschaltspannung gegenüber einem rein ohm'sehen Löschwiderstand weiter reduziert werden.The features listed in the subclaims allow advantageous further developments and improvements of the magnetic coil specified in the main claim. It is particularly advantageous to form the wire-shaped resistor in the form of a loop, i.e. to wind it bifilarly, which makes it particularly low in induction. In addition, the spatial distribution of the windings of the coil winding and resistor can influence the resonance frequencies of the overall arrangement and further reduce the cut-off voltage compared to a purely ohmic quenching resistor.
- 3 - R. 20960- 3 - R.20960
Zeichnungdrawing
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung vereinfacht dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Figur 1 zeigt ein Schaltbild zum elektrischen Anschluß einer Hagnetspule/ Figur 2 eine Ansicht dieser Magnetspule, Figur 3 in einem Diagramm den Verlauf der Spannung beim Abschalten der erfindungsgemäßen Magnetspule im Vergleich zu bekannten Magnetspulen.An embodiment of the invention is shown in simplified form in the drawing and explained in more detail in the following description. Figure 1 shows a circuit diagram for the electrical connection of a magnetic coil/ Figure 2 shows a view of this magnetic coil, Figure 3 shows a diagram of the voltage curve when switching off the magnetic coil according to the invention in comparison to known magnetic coils.
Das in Figur 1 gezeigte Schaltbild beschreibt in vereinfachter Form einen der Ansteuerung einer Magnetspule dienenden Gleichstromkreis« bestehend aus einer Gleichspannungsquelle 1, an welcher eine Parallelschaltung einer Spulenwicklung 2 und eines als Löschwiderstand dienenden Widerstandes 3 über eine Schalteinrichtung 4 angeschlossen ist. Der Widerstand 3 dient als Löschwiderstand und hat die Aufgabe, die beim Abschalten der Magnetspule auftretenden negativen Spannungsspitzen zu reduzieren.The circuit diagram shown in Figure 1 describes in simplified form a direct current circuit used to control a magnetic coil, consisting of a direct current source 1, to which a parallel circuit of a coil winding 2 and a resistor 3 serving as a quenching resistor is connected via a switching device 4. The resistor 3 serves as a quenching resistor and has the task of reducing the negative voltage peaks that occur when the magnetic coil is switched off.
In Figur 2 ist dargestellt, daß sich die Spulenwicklung 2 auf einem beispielsweise zylindrischen Spulenkörper 5 befindet. Am Spulenkörper 5 befinden sich zwei Kontaktfahaen 6a, 6b, welche einerseits mit Nickiungsenden 7a, 7b des die Spulenwicklung 2 bildenden Wicklungsdrahtes und andererseits mit Steckerzungen 9a, 9b in elektrischer Verbindung stehen. Die Steckerzungen 9a, 9b sind über einen nicht dargestellten Stecker mit einer Spannungsquelle verbindbar.Figure 2 shows that the coil winding 2 is located on a, for example, cylindrical coil body 5. On the coil body 5 there are two contact tabs 6a, 6b, which are electrically connected on the one hand to the nick ends 7a, 7b of the winding wire forming the coil winding 2 and on the other hand to plug tongues 9a, 9b. The plug tongues 9a, 9b can be connected to a voltage source via a plug (not shown).
Erfindungsgemäß befindet sich auf dem Spulenkörper 5 der in Form eines Widerstandsdrahtes ausgebildete Widerstand 3, dessen Drahtenden 11, 12 ebenfalls mit den Kontaktfahnen 6a, 6b in elektrischem Kontakt stehen. Der drahtförmige Widerstand 3 kann entweder, wie in der Zeichnung dargestellt, außen auf der Spulenwicklung 2 gewickelt seinAccording to the invention, the resistor 3 in the form of a resistance wire is located on the coil body 5, the wire ends 11, 12 of which are also in electrical contact with the contact lugs 6a, 6b. The wire-shaped resistor 3 can either be wound on the outside of the coil winding 2, as shown in the drawing.
- 4 - R. 20960- 4 - R.20960
oder iusaMtn eit den Micklungsdraht der Spulenwieklung 2 auf den Spuleakörper 5 aufgebracht werden. Bei der suletzt beschriebenen Ausführungshorn wird der dr&htförmige Widerstand 3 bei der Fertigung der Magnetspule Bit zumindest einem Teil des Wicklungsdrahtes der Spulenwicklung 2 parallel auf dem Spulenkörper 5 gewickelt. Da der Hicklungsdraht für die Spulenwicklung 2 sehr viel langer ist als der drahtfönaige Widerstand 3, wird der Wicklungsdraht der Spulenwicklung 2 nur auf einem geringen Teil seiner Länge zusammen mit dem drahtförmigen Widerstand 3 auf den Spulenkörper 5 gewickelt.or together with the winding wire of the coil winding 2 onto the coil body 5. In the last-described embodiment, the wire-shaped resistor 3 is wound parallel to the coil body 5 with at least a portion of the winding wire of the coil winding 2 during the manufacture of the magnetic coil. Since the winding wire for the coil winding 2 is much longer than the wire-shaped resistor 3, the winding wire of the coil winding 2 is only wound onto the coil body 5 along a small portion of its length together with the wire-shaped resistor 3.
Der drahtförmige Widerstand 3 kann darüber hinaus entweder einfädig gewickelt sein oder aber in Form einer Schlaufe und damit zweifädig, wie dies in Figur 2 dargestellt ist. Die Wicklung in Form einer Schlaufe (bifilare Wicklung) bietet den Vorteil, keine eigene Induktion der Magnetspule su bewirken, da die elektrischen Ström« in den beiden Schlaufenabschnitten 13, 14 gegensinnig verlaufen und sich die dadurch induzierten magnetischen Felder aufheben.The wire-shaped resistor 3 can also be wound either as a single-threaded device or in the form of a loop and thus as a double-threaded device, as shown in Figure 2. The winding in the form of a loop (bifilar winding) offers the advantage of not causing any induction of the magnetic coil itself, since the electrical currents in the two loop sections 13, 14 run in opposite directions and the magnetic fields induced thereby cancel each other out.
Selbstverständlich ist durch geeignete Maßnahmen zu verhindern, daß es zu elektrischen Kontakten zwischen dem Wicklungsdraht der Spulenwicklung 2 und dem drahtförmigen Widerstand 3 kommt. Dies kann z.B. dadurch erreicht werden, daß der drahtförmige Widerstand 3 mit einer nicht leitenden Ummantelung versehen ist. Bei nicht paralleler Wicklung von Spulenwicklung 2 und drahtfönnigem Widerstand 3 besteht auch die Möglichkeit, diese beiden Wicklungssysteme durch eine zwischen ihnen eingelegte Isolationsschicht elektrisch voneinander zu trennen.Of course, suitable measures must be taken to prevent electrical contact between the winding wire of the coil winding 2 and the wire-shaped resistor 3. This can be achieved, for example, by providing the wire-shaped resistor 3 with a non-conductive sheath. If the coil winding 2 and the wire-shaped resistor 3 are not wound in parallel, it is also possible to electrically separate these two winding systems from one another by placing an insulating layer between them.
Figur 3 zeigt den Verlauf der Spannung in Abhängigkeit von der Zeit beim Abschalten einer Magnetspule, wobei Kurve (A) für eine Magnetspule ohne Löschwiderstand, Kurve (B) für einen obm'sehen Widerstand handelsüblicher Art und Kurve (C) für einen gewickelten, drahtförmigen Widerstand der beschriebenen Art gilt. Man erkennt, daß bei Ver-Figure 3 shows the voltage curve as a function of time when a magnetic coil is switched off, with curve (A) for a magnetic coil without a quenching resistor, curve (B) for a commercially available resistor and curve (C) for a wound, wire-shaped resistor of the type described. It can be seen that when switching off
i - 5 - Q. 20960i - 5 - Q. 20960
nungsausschlag auftritt.voltage rash occurs.
: Die Art des Spannungsverlaufes bei Verwendung des gewickelten,: The type of voltage curve when using the wound,
drahtformigen Widerstandes (Kurve (C) in Figur 3) ist dabei abhängig - Von dar räumlichen Verfceiluna der Hielelunaen von Snulanwiokluna undwire-shaped resistance (curve (C) in Figure 3) depends - On the spatial distribution of the Hielelunaen of Snulanwiokluna and
j- Widerstand. Hierdurch lrssen sich die Resonanzfrequenzen der Gesamt-j- resistance. This allows the resonance frequencies of the entire
t anordnung beider Spulensysteme beeinflussen, die Abschaltspannungt arrangement of both coil systems affect the cut-off voltage
kann weiter reduziert werden.can be further reduced.
Claims (5)
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