DE1065460B

DE1065460B - Anordnung zum Ein- und Ausschalten von Induktivitäten

Info

Publication number: DE1065460B
Application number: DENDAT1065460D
Authority: DE
Inventors: Berlin-Charlottenburg Dr.-Ing. Wilfried Fritzsche
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Publication date: 1959-09-17

Description

Die nachstehend beschriebene Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zum Ein- und Ausschalten von Induktivitäten mit großer Leistungsaufnahme, beispielsweise von elektromagnetischen Kupplungen.

Zum Ein- und Ausschalten elektrischer Kreise wurden ursprünglich ausschließlich mechanisch betätigte Schalter verwendet. Da derartige Schalter zu ihrer Betätigung einer mechanischen Kraft bedürfen und infolge der zu bewegenden Massen der Schaltvorgang nicht beliebig schnell ausgelöst werden kann, ging man zu elektronischen Schaltgliedern über. Die Anwendung derartiger elektronischer Schaltglieder in Form von Elektronenröhren blieb jedoch auf bestimmte Anwendungsfälle beschränkt und war im übrigen mit einem erheblichen Unsicherheitsfaktor behaftet, den die leichte Zerstörbarkeit der Elektronenröhren bedingte. Nachdem die Transistoren als elektronische Schaltelemente einen ausreichenden technischen Entwicklungsstand erreicht hatten, ging man dazu über, auch Transistoren zur Durchführung von Ein- und Ausschaltungen zu verwenden. Für die dafür besonders geeigneten Transistoren wurde die Bezeichnung Schalttransistor geprägt.

Das Anwendungsgebiet von Schalttransistoren ist jedoch auf die Fälle beschränkt, bei denen die Verlustleistung in den Transistoren die zulässigen Werte nicht überschreitet. Da bei ohmisch induktiver Last der Arbeitspunkt eines Transistors weit in das Gebiet hoher Verlustleistung hineinwandert, lassen sich Induktivitäten nicht ohne weiteres durch Schalttransistoren ein- und ausschalten; denn meist ist die Induktivität so groß, daß der Schalttransistor durch die auftretenden Überspannungen zerstört wird. Die auftretende Verlustenergie, je Schaltzyklus läßt sich auch durch Verkürzung der Schaltzeit nicht beliebig verkleinern, da fast die gesamte Energie an den Transistor abgegeben wird.

Die Anordnung zum Ein- und Ausschalten von Induktivitäten mit großer Leistungsaufnahme, beispielsweise von elektromagnetischen Kupplungen, nach der Erfindung zeigt nun einen Weg, die bisher aufgetretenen Schwierigkeiten zu überwinden. Die Anordnung nach der Erfindung ist gekennzeichnet durch zwei mit ihren Arbeitsstromkreisen in Reihe zu der Induktivität liegenden Transistoren als Schaltglieder, von. denen der eine entsprechend dem Schaltbefehl den Speisestromkreis für die Induktivität öffnet oder schließt und der andere, zu dessen Arbeitsstromstrecke ein Widerstand parallel geschaltet ist, in Abhängigkeit von der Größe des Stromes im Speisestromkreis derart beeinflußt ist, daß er sperrt, wenn die Größe des Speisestromes der Induktivität einen vorgegebenen Wert erreicht, so daß dann der Speisestrom über den Widerstand fließt, der so bemessen ist, daß er den Anordnung

zum Ein- und Ausschalten
von Induktivitäten

Anmelder:

LICENTIA Patent-Verwaltungs-G.m.b.H., Hamburg 36, Hohe Bleichen 22

Dr.-Ing. Wilfried Fritzsche, Berlin-Charlottenburg,
ist als Erfinder genannt worden

Strom auf einen für die Transistoren zulässigen Wert begrenzt.

Zur Steuerung des mit der Induktivität in Reihe liegenden Transistors kann eine von dem Steuerbefehl beaufschlagte Kippstufe dienen, die den Transistor öffnet oder schließt. Die Kippstufe kann in an sich bekannter Weise ebenfalls mit Transistoren ausgelegt sein. Auch für die Steuerung des Transistors, der parallel zu einem in Reihe mit der Induktivität geschalteten Widerstand liegt, kann eine Kippstufe dienen. Wird diese Kippstufe von dem Spannungsabfall an einem Widerstand im Speisestromkreis der Induktivität beaufschlagt, so schließt und öffnet sie den Transistor in Abhängigkeit von dem Strom durch die Induktivität. Dadurch wird eine Begrenzung auf den zulässigen Strom erreicht. Sobald nämlich dieser Strom erreicht ist, wird durch das öffnen des einen Transistors ein zusätzlicher Widerstand eingeschaltet und somit ein weiteres Wachsen des Stromes vermieden, das bedeutet, daß sich auch die Verlustleistungen der Transistoren im zulässigen Rahmen bewegen.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Schaltung nach der Erfindung dargestellt. .An den Klemmen 1 und 2 liegt eine nicht dargestellte Spannungsquelle, die zur Speisung der Induktivität 3 dient. Diese mit 3 bezeichnete Induktivität kann beispielsweise die Induktivität einer Magnetpulverkupplung sein. In dem Speisestromkreis liegen der Transistor 4 und die Parallelschaltung von Transistor 5 und Widerstand 6. Die Steuerung des Transistors 4 geschieht durch die Kippstufe 7, die des Transistors'5 durch die Kippstufe 8. Wird auf die Kippstufe 7 über ihren Eingang 9 ein Befehl zum Einschalten der Magnetpulverkupplung gegeben, so bedeutet dies, daß

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durch die Induktivität 3 ein Strom fließen muß, damit sie das notwendige Magnetfeld aufbauen kann, das zum Ansprechen der Magnetpulverkupplung erforderlich ist. Zu diesem Zeitpunkt sei der Transistor 5 durch die ihn steuernde Kippstufe 8 in einen Zustand versetzt, der einen Stromfluß durch den Transistor 5 ermöglicht, d. h., dieser Transistor sei geschlossen. Der auf die Kippstufe 7 wirkende Steuerbefehl bewirkt nun ein Schließen des Transistors 4, so daß ein Stromfluß von der Klemme 1 über die Transistoren 4 und 5 durch die Induktivität 3 zur Klemme 2 möglich ist. Dieser Stromfluß bewirkt das Auftreten eines Span-₍nungsabfalles an dem Widerstand 10. Sobald dieser Strom seinen zulässigen Grenzwert erreicht, reicht der an dem Widerstand 10 auftretende Spannungsabfall aus, um in der Kippstufe 8 einen Steuerbefehl auszulösen, der den Transistor 5 öffnet. Das bedeutet, daß der Strom nicht mehr über diesen Transistor, sondern über den Widerstand 6 fließen muß. Dieser Widerstand ist nun so bemessen, daß er den Strom auf den zulässigen Wert begrenzt und somit eine Überbeanspruchung der Schalttransistoren verhindert. Zusätzlich ist in dieser Schaltung noch ein über einen Gleichrichter 11 geführter Ausgleichsstromkreis vorgesehen, über den die beim Abschalten der Induktivität auftretenden Ausgleichsströme fließen können. Das Abschalten der Induktivität geschieht in analoger Weise dadurch, daß der die Kippstufe 7 beaufschlagende Steuerbefehl ein Öffnen des Transistors 4 und damit eine Unterbrechung des Stromflusses bewirkt.

Claims

Patentansprüche:

1. Anordnung zum Ein- und Ausschalten von Induktivitäten mit großer Leistungsaufnahme, beispielsweise elektromagnetischen Kupplungen, gekennzeichnet durch zwei mit ihren Arbeitsstromkreiseu in Reihe zu der Induktivität liegenden Transistoren als Schaltglieder, von denen der eine entsprechend dem Schaltbefehl den Speisestromkreis für die Induktivität öffnet oder schließt und der andere, zu dessen Arbeitsstromstrecke ein Widerstand parallel geschaltet ist, in Abhängigkeit von der Größe des Stromes im Speisestromkreis derart beeinflußt ist, daß er sperrt, wenn die Größe des Speisestromes der Induktivität einen vorgegebenen Wert erreicht, so daß dann der Speisestrom über den Widerstand fließt, der so bemessen ist, daß er den Strom auf einen für die Transistoren zulässigen Wert begrenzt

2. Anordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine von dem Steuerbefehl beaufschlagte Kippstufe zur Steuerung des mit der Induktivität in Reihe liegenden Transistors, die den Transistor öffnet oder schließt.

3. Anordnung nach Ansprüchen 1 und 2, gekennzeichnet durch eine von dem Spannungsabfall an einem Widerstand im Speisestromkreis der Induktivität beaufschlagte Kippstufe zur Steuerung des Transistors, der parallel zu einem in Reihe mit der Induktivität geschalteten Widerstand liegt, die den Transistor schließt und öffnet.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen