DD204177A1 - Schaltungsanordnung zur steuerung von impulsmagneten - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Steuerung eines Impulsmagneten, bei dem ein dauermagnetischer Werkstoffanteil im Magnetkreis durch den positiven Impulsstrom magnetisiert und den negativen Impulsstrom wieder entmagnetisiert wird (Remanenzmagnet).Das Ziel der Erfindung besteht in der Schaffung einer Steuerschaltung, die eine optimale Wandlung von elektrischer in mechanischer Energie und eine vollstaendige Magnetisierung des Dauermagneten garantiert. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine einfache Ansteuerschaltung zu schaffen, bei der der positive Impuls einen steilen Anstieg und eine flache Abfallflanke haben soll. Erfindungsgemaess wird die Aufgabe dadurch geloest, dass in Reihe zu einer Parallelschaltung, bestehend aus einem ersten elektronischen Schaltelement und einer in Reihe liegenden Anordnung, die sich aus einer Magnetspule und einem zweiten elektronischen Schaltelement, zu dem ein Speicherkondensator parallel liegt, zusammensetzt, ein drittes elektronisches Schaltelement angeordnet ist. Ein an und fuer sich bekanntes Steuerteil ist mit den drei elektronischen Schaltelementen verbunden und uebernimmt deren Steuerung. Die Schaltungsanordnung ist fuer Impulsmagnete bestimmt, die vorzugsweise in Magnetventilen, elektronischen Kupplungen und Relais eingesetzt werden.

Description

Schaltungsanordnunff zur Steuerung eines Inrpulsmagneten

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Ansteuerung eines Impulsmagneten, bei dem ein dauermagnet is eher Werkstoffanteil im Magnetkreis durch den positiven Impulsstrom magnetisiert und den negativen Impulsstrom wieder entmagnetisiert wird (Eemanenzmagnet).

Mit dem Einsatz von Impulsmagneten vorzugsweise für Magnetventile, elektronische Kupplungen und schaltbare Haftmagnetsysteme werden derartige Ansteuerschaltungen in zunehmendem Maße benötigt.

Charakteristik der bekannten technischen Xösungen Bekannt sind AnsteuerSchaltungen für Impulsmagnete mit einem zur Spule in Beine liegendem Kondensator, bei denen der positive Stromimpuls durch die Aufladung des Kondensators und der negative Stromimpuls durch Entladung des Kondensators erzeugt wird (DS - OS 28 05 342; CH - PS 60 05 13).

Diese Ansteuer schaltung en stellen technische Lösungen dar, die für Inpulemsgaete mit geringer mechanischer Aasgangs leistung, 2.3. für Relaismagnete geeignet sind. Bei Impulsmagseten mit größerer mechanischer Ausgangsleistung erfordern diese Ansteuerschaltungen eine wesentliche Vergrößerung des Speicherkondensators und auch der Magnetspule« Der entstehende zeitliche Stromverlauf gestattet auf Grund des bewegungsverhaltens des Magnetankers (Feder-Masse-System) keine optimale Wandlung von elektrischer in mechanische Energie.

Aus der DB -OS 29 15 317 ist eine Steuerschaltung für einen Impulsmagneten bekannt, bei der vier elektronische Schalterelemente in Briickenschaltung, zu denen ein Sondensator parallel liegt, durch ein Steuerteil und ein Zeitglied gesteuert werden und einen positiven bzw.. negativen Impuls liefern. Heben dem Hachteil, daß diese Schaltung sehr umfangreich ist, führt die schaltungsbedingte steile Abfallflanke des positiven Stromimpulses zu starken Wirbelströmen. Diese Wirbelströme bewirken jedoch insbesondere bei Remanenzmagneten eine inhomogene Magnetisierung des dauermagnetischen Materials und damit die Yerminderung der Dauermagnetkraft. Dies kann zu Funktionsstörungen bei Hemanenzmagneten führen.

Ziel der Srfindung

Das Ziel der Erfindung besteht darin, eine Schaltung zur Steuerung eines Impulsmagneten (Remanenzmagneten) zu schaffen, die entsprechend der gewünschten Schaltstellung des Magneten Stromimpulse positiver und negativer Polarität abgeben kann, wobei der Terlauf des positiven Stromimpulses eine optimale Wandlung von elektrischer in mechanische Energie und eine vollständige Magnetisierung des Dauermagneten garantiert.

Darlegung des Wesens der Srfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine einfache Ansteuerschaltung zu schaffen, bei der der positive Impuls einen steilen Anstieg und eine flache Abfallflanke haben soll.

Srfindungsgemäi3 wird die Aufgabe dadurch gelost, daß in Reihe zu einer Parallelschaltung, bestehend aus einem ersten elektronischen Schaltelement und einer in Reihe liegenden Anordnung, die sich aus einer Magnetspule und einem zweiten elektronischen Schaltelement, zu dem ein Speicherkondensator parallel liegt, zusammensetzt, ein drittes elektronisches Schaltelement angeordnet ist, Sin an und für sich bekanntes Steuerteil ist mit den drei elektronischen Schaltelementen verbunden und übernimmt deren Steuerung. Zur Erzeugung des gewünschten positiven S tr cm verlaufes wird durch das Steuerteil das dritte elektronische Schaltelement durchgesteuert und das zweite elektronische Schaltelement durch eine Seitschaltung in Steuerteil ebenfalls stromdurchlässig. Damit konsnt es zu einein steilen Stromanstieg durch die üagnetspule.

Wird das zweite elektronische Schaltelement durch die Zeit-5 schalirung im Steuerteil gesperrt, führt dies zur Aufladung des parallel liegenden Kondensators und damit au einem langsam abfallenden Stromfluß durch die Spule ohne Wirbelstrombildung.. Einen negativen Stromimpuls durch die Spule bewirkt der Entladestrom des Speicherkondensators, wenn das erste elektronische Schaltelement strcmdurchlässig wird. Das zweite und dritte Schaltelement sind dabei durch das Steuerteil gesperrt.

Erfolgt die Steuerung anstelle eines L/Q-Signals mit einem Schalter durch Zu- oder Abschaltung der Betriebsspannung, so ist es möglich, das dritte Schaltelement als einfaches stromrichtungsabhängiges Schaltelement beispielsweise in Form einer Diode auszubilden.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll nachstehend an zwei Beispielen näher erläutert werden. In der zugehörigen Zeichnung zeigt:

Fig. 1: die prinzipielle Schaltung bei Steuerung des Magneten durch ein L/0-Signal

Fig. 2: die Schaltungsanordnung bei Steuerung durch Zu- und Abschalten der Betriebsspannung 5 7/ird der Schaltung nach Fig. 1 über den Logikeingang des Steuerteils das Signal zur Erzeugung eines positiven Stromimpulses (z.B. L-Signal) zugeführt, schaltet das Steuerteil das zweite und dritte elektronische Schaltelement dis Transistoren 2 und 3 stromdurchlassig. Durch die Magnetspule k beginnt ein Strom zu fließen, dessen Anstieg nur durch den Spulenwiderstand und die Spuleninduktivität bestimmt wird. Das zweite elektronische Schaltelement, in diesem Fall Transistor 2, wird nach einer einstellbaren Zeit vom Steuerteil gesperrt. 3s erfolgt die Aufladung des Kondensators 5, wobei der Strom auf Grund der 5 steigenden Sondensatorgegenspanmng nach einer e-Funktion langsam auf 2TuIl zurückgeht. Falls erforderlich, kann die Ladezeit des Kondensators durch den Widerstand 6 verlängert werden.

biegt "am Steuerteil das Signal zur Erzeugung eines negativen Stromimpulses (ζ*Β· Q-Signal) an, wird das dritte elektronisehe Schaltelement, in diesem Jfall der Transistor 3 gesperrt und das erste elektronische Schaltelement, der Transistor 1, wird stromdurohlässig. Der Kondensator entlädt sich über die Magnetspule 4, den Transistor 1 und evtl. den Widerstand 6. Der Stromimpuls durch die Magnetspule ist dem positiven Stromimpuls entgegengerichtet. Ist der Kondensator entladen, kann ein neuer Schaltzyklus beginnen.

Das Ausführungsbeispiel der erfinderischen Lösung weist zusätzlich den Torteil auf, daß über den Transistor 3 eine ständige nachladung des verlustbehafteten Kondensators 5 möglich wird und daß bei entsprechender Jaaslegung des Steuerteils 7 unter nutzung eines Teils der Kondensatorenergie der Transistor 1 auch bei Betriebsspannungsausfall stromdurchlässig wird, um den iaaker in eine definierte Lage zu bringen. Sine Yariante der erfindungsgemäßen Schaltung, die bei Zuschaltung der Betriebsgleichspannung einen positiven und bei Abschaltung der Betriebsgleichspannung einen negativen Impuls durch die Magnetspule erzeugt, ist in Fig. 2 dargestellt.

In diesem Ausführungsbeispiel wurde der als drittes elektronisches Schaltelement eingesetzte Transistor durch ein einfaches stromrichtungsabhängiges Schaltelement, eine Diode, ersetzt. Bei Zuschaltung der Betriebsspannung mittels Schalter 8 wird durch das Steuerteil 7 der Transistor 2 eine begrenzte Zeit stromdurchlässig. Der Transistor 1 bleibt gesperrt. Die Diode 9· als drittes elektronisches Schaltelement ist in Durchlaßrichtung geschaltet. Wie bereits beschrieben, fließt durch die Magnetspule 4 ein positiver Stromimpuls mit steilem Anstieg -und langsamem Rückgang. 3ei Abschaltung der Betriebsspannung durch den Schalter 8 wird durch das Steuerteil unter lutzung der gespeicherten Kondensatorenergie der Transistor 1 stromdurchlässig. Der Transistor 2 bleibt gesperrt. Der Kondensator kann, sich über die Magnetspule 4, den stromdurchlässigen Transistor 1 und evtl. dem iiiderstand 6 entladen. Der Stromimpuls durch die Hagrietspule ist dem positiven Stromimpuls entgegeage richtet. Bezüglich dieser Streinrichtung ist die Diode 9 gesperrt.

Claims (3)

1. Srf indung sansp ruch

   Λ» Schaltungsanordnung zur Steuerung eines Impulsmagneten, bei dem ein dauermagnetischer If erlest off anteil im Magnetkreis durch, den positiven Impuls strom magnetisiert und den negativen Impulsstrom wieder entmagnetisiert wird (Remanenzmagnet), mit mehreren elektronischen Schaltelementen mid einem Steuerteil, dadurch gekennzeichnet, daß in Heine zu einer Parallelschaltung, bestehend aus einem ersten elektronischen Schaltelement (1) und einer in Beihe liegenden in Ordnung, die sich aus einer Magnetspule (4) und einem zweiten elektronischen Schaltelement (2), zu dem ein Speicherkaadensator (5) parallel liegt, zusammensetzt, ein drittes elektronisches Schaltelement (З) angeordnet ist.
2. 2. Schaltungsanordnung nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich in Reihe zum Speicherkondensator (5) ein Widerstand (6) liegt,
3. 3. Schaltungsanordnung nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß das dritte elektronische Schaltelement ein einfacher stromrichtungsabhängiger Schalter, beispielsweise eine Diode (9) ist.

   Hierzu 1 SeUs Zeichnungen