SE518277C2 - Förfarande och anordning för att avkänna att en magnetiskt driven anordning faller - Google Patents

Description

25 30 35 40 518 277 2 upptäcks, så att korrekt tillstånd återställs.

Uppfinningen kommer nu att förklaras närmare med ledning av ett på ritningen visat utföringsexempel. Därvid visar fig 1 ett blockschema fór en med hjälp av en switchregulator driven magnetventil, fig 2 styrning av en magnetventil med hjälp av en mikrostyrenhet och fig 3 ett schematiskt diagram över magnetventilens spolström i som funktion av tiden t.

I fig 1 visas ett förenklat blockschema med en magnetventil MV, som styrs av en switch- regulator SR med tvåpuriktsfunktion. Switchregulatorn skickar en växlande ström i genom magnetventilens spole. Strömmen bildas ur switchregulatorns matningsspänning UB. Switch- regulatorn styrs av en elektronikenhet E, som även kan ta emot signaler, till exempel om reglerfrekvensen, från switchregulatorn SR.

I fig 2 visas en variant av magnetventilens MV styrkrets. Magnetventilen MV drivs periodvis av en försörjjningsspänning UB via en förstärkare V med hjälp av en mikrostyrenhet uC. Den aktuella strömmeni mäts över ett mätmotstånd RM med en resistans av cirka 0,1 Q.

Mätvärdet tillförs till mikrostyrenheten pC. Frånkopplingen av spolströmmen underlättas av en i kretsen inkopplad tomgångsdiod D.

Mikrostyrenheten uC är företrädesvis en Siemens typ C167. Switchregulatorn SR kan vara en Siemens typ TCA965B.

I fig 3 visas ett diagram över spolströmmen i som funktion av tiden t. Magnetventilen MV skall kopplas på vid tidpunkten to. Vid denna tidpunkt lägger switchregulatorn SR respek- tive mikrostyrenheten pC på full batterispänning UB över magnetventilens MV spole. Ström- men i stiger då brant enligt en e-funktion tills den vid en tidpunkt t2 når ett övre gränsvärde i3. Denna händelse avkänns av switchregulatom SR respektive mikrostyrenheten pC, varvid batterispänningen UB bryts.

Den knick som uppträder i strömkurvan vid tidpunkten tl visar att magnetventilens ankare har dragit.

Den inledande höga spänningsmatningen med den fulla batterispänningen UB, som är väsentligt högre än magnetventilens märkspänning, ger som resultat att magnetventilen MV kopplas på snabbt. Det gränsvärde ia som strömmen uppnår vid tidpunkten t2 är dock inte alls lämpligt för kontinuerlig drift av magnetventilen. Därför kopplar switchregulatorn SR respek- tive mikrostyrenheten uC på nytt bort batterispänningen UB när gränsvärdet ia uppnås vid tidpunkten t2. Därvid sjunker strömmen i på nytt i eni switchregiilatorn SR anordnad tom- gångskrets respektive i tomgångsdioden D.

När strömmen vid en tidpunkt ta når ett undre gränsvärde il inleds en tvåpunktsregle- ring. Batteriströmmen UB kopplas in på nytt tills strömmen når ett övre gränsvärde i2, som uppträder vid en tidpunkt t4, varvid batterispärniingen åter bryts. Därefter varierar strömmen i genom spolen således mellan gränsvärdena il och i2. Detta tillstånd betecknas hållfunktion.

Den därvid flytande medelströmmen är vald så att magnetventilens MV ankare säkert hålls kvar i sitt dragna tillstånd. Däremot är denna medelström inte tillräcklig för att koppla på magnetventilen.

Vid tidpunkten ts antas en relativt kraftig skakning verka på magnetventilen MV, så att dennas ankare släpper mot verkan av hållströmmen och faller.

Mätningar har visat att detta ger ett karaktäristiskt strömförlopp, som visas schematiskt 10 15 20 25 30 35 518 277 3 mellan tidpunkterna ts och ts i fig 3. Det exakta förloppet beror av magnetventilens MV kon- struktion, magnetspolens lindningsvarvtal och den just vid tidpunkten ts flytande strömmen Il. På grund av det plötsligt ökande luftgapet i den magnetiska kretsen sjunker spolens induk- tans L enligt formeln L = NZ / (Rss + RM), där N är spolens varvtal, Rss är järnkärnans reluk- tans och RM är luítgapets reluktans.

Den i den magnetiska kretsen tidigare upplagrade energin W, varvid W = 1A L i2, laddas ur och ger en kortvarig ökning av spolströmmen i från värdet 11 till värdet Is. Strömmen sjun- ker därefter åter tills den når värdet il vid tidpunkten ts. Efter denna tidpunkt fortsätter den normala tvåpunktsregleringen, men med ökad frekvens på grund av spolens lägre induktans.

Enligt uppfinníngen utnyttjas den efter ankarets fall uppträdande perioden mellan tid- punkterna ts och ts med betydligt större längd och högre amplitud för att avkänna att ankaret har fallit. En sådan avkänning kan genomföras enkelt med hjälp av lämpliga elektronikkret- sar eller mikrostyrenheter av gängse slag.

Särskilt den förlängning av periodtiden för spolströmmen i som uppträder från ts till ts när magnetventilens MV ankare har fallit under hållströmsdrift kan utnyttjas för att avkänna ett feltillstånd. Den förlängda periodtiden är ungefär dubbelt så lång som den normala period- tiden. Den med switchregulatorn SR förbundna elektronikenheten E eller mikrostyrenheten uC kan utformas att avge ett felmeddelande när periodlängden från ts till ts överskrider ett förutbestämt gränsvärde.

Företrädesvis avges automatiskt en ny inkopplingspuls, motsvarande to till ts, när ett ankarfall har avkänts under hållströmsdrifis. Därigenom kan feltillståndet omedelbart av- hjälpas.

Förfarandet enligt uppfinningen kan genomföras genom att den med switchregulatorn SR förbundna elektronikenheten eller mikrostyrenheten pC har en anordning som övervakar spolströmmens periodlängd. Därvid kan periodlängden bestämmas genom att tiderna mellan spolströmmens i minimivärden il beräknas.

Alternativt kan spolströmmens i ökning till ett maximivärde Is (fig 3) vid ett ankarfall i magnetventilen MV under hållfunktionsdrifi utnyttjas för att avkänna ett feltillstånd. Detta sker företrädesvis genom att den med switchregulatorn SR förbundna elektronikenheten E eller mikrostyrenheten pC avger ett felmeddelande när spolströmmen i överskrider ett förutbe- stämt gränsvärde. Detta kan följas av att en ny inkopplingspuls avges automatiskt vid ett avkänt ankarfall under hållfuriktionsdriit.

Strömmen kan övervakas genom att den med switchregulatorn SR förbundna elektronik- enheten E eller mikrostyrenheten uC innehåller en anordning som avkäxmer spolströmmens storlek. Spolströmmen i bestäms därvid med hjälp av spänningsfallet över ett mätmotstånd RM.

Uppfinningen är inte begränsad till magnetventiler, utan kan även utnyttjas vid andra magnetiskt manövrerade anordningar, till exempel vid elektriska manövermagneter.

Claims (10)

10 15 20 25 30 35 518 277 4 Patentkrav

1. Förfarande för att avkänna att en magnetiskt driven anordning med ett ankare, sär- skilt en magnetventil (MV), faller, varvid magnetventilens (MV) spole tillförs ström (i) med hjälp av en switchregulator (SR) eller en mikrostyrenhet (pC) med tvåpunktsreglerfunktion, och varvid en hög ström leds genom magnetventilens (MV) spole vid påkoppling av magnetven- tilen och en lägre ström leds genom spolen vid hållfunktionsdrift, kännetecknat av att eni det ögonblick då ankaret faller uppträdande speciell periodform för spolströmmen (i) avkänns med hjälp av en elektronisk övervakningsanordriing.

2. Förfarande enligt kravet 1, kännetecknat av att den förlängning av spolströmmens periodlängd (ts till ts) som uppstår i samband med att magnetventilens (MV) ankare faller under hållfunktionsdrift används för att avkärma en felfunktion.

3. Förfarande enligt kravet 1 eller 2, kännetecknat av att en med switchregulatorn (SR) förbunden elektronikenhet (E) eller mikrostyrenheten (pC) används för att avge ett felmedde- lande om periodens längd (ts till ts) överskrider ett förutbestämt gränsvärde.

4. Förfarande enligt något av kraven 1 till 3, kännetecknat av att en ny påkopplingspuls automatiskt tillförs efter ett avkänt ankarfall under hållfunktionsdrifl.

5. Förfarande enligt kravet 1, kännetecknat av att den ökning av spolströmmen (i) till ett maxímivärde (12) som uppstår i samband med att magnetventilens (MV) ankare faller under hållfunktionsdrift används för att avkänna en felfunktion.

6. Förfarande enligt kravet 5, känneiecknat av att en med switchregulatorn (SR) för- bunden elektronikenhet (E) eller mikrostyrenheten (uC) används för att avge ett felmeddelan- de om spolströmmen (i) överskrider ett förutbestämt gränsvärde.

7. Förfarande enligt kravet 5 eller 6, kännetecknat av att en ny påkopplingspuls automa- tiskt tillförs efter ett avkänt ankarfall under hållfuriktionsdrift.

8. Anordning för att avkärma att en magnetiskt driven anordning med ett ankare, sär- skilt en magnetventil (MV), faller, varvid magnetventilens (MV) spole tillförs ström (i) via en switchregulator (SR) eller en mikrostyrenhet (uC) med tvåpunktsreglerfunktion, och varvid en hög ström leds genom magnetventilens (MV) spole vid påkoppling av magnetventilen och en lägre ström leds genom spolen vid hållfunktionsdrift, för genomförande av förfarandet enligt något av föregående krav, kännetecknad av att en med switchregulatorn (SR) förbun- den elektronikenhet (E) eller mikrostyrenheten (uC) har en anordning för att avkärma eni det ögonblick då ankaret faller uppträdande avvikande periodlängd eller amplitud för spolström- men (i).

9. Anordning enligt kravet 8, kännetecknad av att periodlängden bestäms genom räk- ning.

10. Anordning enligt kravet 8, kännetecknad av att spolströmmen (i) bestäms med utnyttjande av spänningsfallet över ett mätmotstånd (RM).