DE1613145B2 - CIRCUIT ARRANGEMENT FOR SUPPLYING A WINDING OF A DC TRAIN MAGNET - Google Patents
CIRCUIT ARRANGEMENT FOR SUPPLYING A WINDING OF A DC TRAIN MAGNETInfo
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Description
des Kaltleiters eine exakte Verringerung des Zündwinkels und damit ein genauer Haltespannungswert am Magneten nicht zuverlässig gegeben. Auch mit den anderen obengenannten, bekannten Schaltanordnungen kann der Haltespannungswert des Magneten nicht auf ein Minimum exakt eingestellt werden.of the PTC thermistor an exact reduction of the ignition angle and thus a more precise holding voltage value not reliably given on the magnet. Also with the other known switching arrangements mentioned above the holding voltage value of the magnet cannot be precisely set to a minimum.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der die Nachteile der bekannten Schaltungsanordnungen vermieden sind und die bei einem unkomplizierten Aufbau und einer einfachen Handhabung das Einstellen des Haltestroms für den Magneten auf ein Minimum ermöglicht.The invention is based on the object of providing a circuit arrangement of the type mentioned at the beginning create, in which the disadvantages of the known circuit arrangements are avoided and in a uncomplicated structure and easy handling, the setting of the holding current for the magnet allowed to a minimum.
Diese Aufgabe wird bei der Schaltungsanordnung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß dem steuerbaren Gleichrichter eine Reihenschaltung aus zwei Kondensatoren wesentlich unterschiedlicher Kapazität und einer Diode parallel geschaltet ist, wobei der Kondensator mit der größeren Kapazität mit der Diode verbunden ist, daß die Steuerelektrode des steuerbaren Gleichrichters über \ eine. Trigger-Diode mit der Verbindungsstelle der Kondensatoren verbunden ist und daß der Kondensator mit der größeren Kapazität und die Diode, durch einen regelbaren Widerstand überbrückt sind.This object is achieved according to the invention in the circuit arrangement of the type mentioned at the outset solved that the controllable rectifier a series circuit of two capacitors much different Capacitance and a diode are connected in parallel, the capacitor with the larger Capacitance is connected to the diode that the control electrode of the controllable rectifier over \ one. Trigger diode is connected to the junction of the capacitors and that the capacitor with the larger capacity and the diode are bridged by an adjustable resistor.
Bei einer solchen Anordnung wird durch einen Steuerimpuls des Kondensators mit der größeren Kapazität der steuerbare Gleichrichter leitend und inr folge des langsameren Spannungsanstieges zwischen den beiden Kondensatoren der Zündzeitpunkt für den steuerbaren Gleichrichter verzögert und zusätzlich mittels des regelbaren Widerstandes die Haltespannung am Magneten eingestellt.In such an arrangement, a control pulse of the capacitor with the larger capacitance the controllable rectifier conductive and inr follow the slower voltage rise between the two capacitors the ignition point for the controllable rectifier delayed and additionally the holding voltage by means of the controllable resistor set on the magnet.
• Im einzelnen kann die Schaltungsanordnung in vorteilhafter Weise so ausgebildet sein, daß die Kapazität der Kondensatoren sich etwa um den Faktor 30 unterscheiden. Durch das Kapazitätsverhältnis der Kondensatoren wird die Zeitdauer für den Übergang von der Einschalterregung zur Halteerregung bestimmt. · · .• In detail, the circuit arrangement can advantageously be designed so that the capacitance of the capacitors differ by a factor of about 30. Due to the capacity ratio of the Capacitors, the time period for the transition from switch-on excitation to hold excitation is determined. · ·.
Zweckmäßigerweise ist mit dem regelbaren Widerstand ein Festwiderstand in Reihe geschaltet und der Reihenschaltung aus den Kondensatoren und der Diode ist ein Widerstand vorgeschaltet und eine Zener-Diode parallel geschaltet.Appropriately, a fixed resistor is connected in series with the adjustable resistor and the Series connection of the capacitors and the diode is preceded by a resistor and a Zener diode connected in parallel.
Die Schaltungsanordnung nach der Erfindung kann sowohl mit Wechselstrom als auch mit gleichger richteter Gleichspannung versorgt werden. Im letzteren Fall sorgt der steuerbare Gleichrichter dafür, daß ein Stromfluß in den beiden Halbperioden entsteht. Es ist jedoch Voraussetzung, daß die Speisespannung nicht geglättet ist, d. h., daß diese jeweils nach einer Halbwelle auf Null absinkt.The circuit arrangement according to the invention can be used both with alternating current and with the same direct voltage are supplied. In the latter case, the controllable rectifier ensures that a current flow arises in the two half-periods. However, it is a prerequisite that the supply voltage is not smoothed, d. This means that it drops to zero after each half-wave.
Es ist jedoch auch möglich, geglätteten Gleichstrom, also Batteriestrom, zu verwenden. Dann muß der jeweilige Null-Durchgang im steuerbaren Gleichrichter erzwungen werden. Dies wird dadurch erreicht, daß der steuerbare Gleichrichter mit einer Reihenschaltung aus einer weiteren Trigger-Diode und einem dritten Kondensator, dessen Kapazität etwa so groß ist wie die des größeren der beiden anderen Kondensatoren, überbrückt ist. Dabei ist der Verbindungspunkt der zweiten Trigger-Diode und des dritten Kondensators über einen Widerstand mit dem Ausgang der Wicklung des Magneten verbunden.However, it is also possible to use smoothed direct current, i.e. battery current. Then must the respective zero crossing in the controllable rectifier can be forced. This is achieved by that the controllable rectifier with a series connection of a further trigger diode and a third capacitor, the capacity of which is about the same as that of the larger of the other two capacitors, is bridged. The connection point is the second trigger diode and the third Capacitor connected to the output of the winding of the magnet through a resistor.
Die Schaltungsanordnung nach der Erfindung hat gegenüber den bekannten Schaltungsanordnungen den Vorteil, daß der notwendige Haltestrom für den Magneten mittels des regelbaren Widerstandes auf ein Minimum einstellbar ist. Ferner fällt die Einrichtung nach der Erfindung in ihren Abmessungen so klein aus, daß sie z. B. unmittelbar in das Gehäuse eines Magnetschaltventils eingebaut werden kann, da jede Überwachung und Betätigung für die Umschaltung auf Haltestrom entfällt.The circuit arrangement according to the invention has compared to the known circuit arrangements the advantage that the necessary holding current for the magnet by means of the adjustable resistor on Minimum is adjustable. Furthermore, the device according to the invention is so small in size from that they z. B. can be installed directly in the housing of a solenoid valve, as each There is no monitoring or actuation for switching to holding current.
Die Erfindung wird nun an Hand von Schaltungsanordnungen, die in der Zeichnung dargestellt sind, erläutert. Es zeigtThe invention will now be based on the circuit arrangements shown in the drawing, explained. It shows
F i g. 1 eine Schaltungsanordnung für Wechselstrom oder gleichgerichtete Gleichspannung,F i g. 1 shows a circuit arrangement for alternating current or rectified DC voltage,
Fig.2 eine Schaltungsanordnung für Batteriestrom. 2 shows a circuit arrangement for battery power.
Eine Schalteinrichtung ist an eine Stromquelle 1 angeschlossen, die entsprechend den Zeichnungssymbolen entweder Wechselstrom oder gleichgerichteten Gleichstrom liefert. In den Stromfluß ist ein Schalter 2 eingefügt zum Ein- und Ausschalten des Stromes für einen Verbraucher 3, der ein Gleichstromzugmagnet ist und an ein elektromagnetisch betätigtes Ventil, z.B. ein Zwei- oder Dreiwege-Elektromagnetventil, angebaut ist. Das Ventil selbst sowie Einzelheiten des Magneten sind jedoch in der Zeichnung nicht dargestellt. A switching device is connected to a power source 1, which corresponds to the drawing symbols supplies either alternating current or rectified direct current. A switch 2 is in the current flow inserted for switching the current on and off for a consumer 3, which is a direct current train magnet and to an electromagnetically operated valve, e.g. a two- or three-way solenoid valve, is grown. However, the valve itself and details of the magnet are not shown in the drawing.
Zwischen den Schalter 2 und den Magneten 3 ist ein steuerbarer Gleichrichter 4 in die Zuführungsleitung 5 eingesetzt, der auch Thyristor genannt wird und der über eine von der Leitung 5 abgezweigte Zweigleitung 6 beeinflußbar ist. Zum Zwecke dieser Beeinflussung sind in die Zweigleitung 6 eine kleinere Gleichrichterdiode 7, ein mit dieser in Reihe geschalteter Widerstand 8 und eine Trigger-Diode 9 eingeschaltet. Between the switch 2 and the magnet 3 there is a controllable rectifier 4 in the supply line 5 is used, which is also called a thyristor and which is branched off from the line 5 via a Branch line 6 can be influenced. For the purpose of influencing this, the branch line 6 has a smaller one Rectifier diode 7, a resistor 8 connected in series with this, and a trigger diode 9 are switched on.
. Parallel zu dem Widerstand 8 ist ein weiteres Leitungsstück 10 vorgesehen, in dem zwei Kondensatoren 11 und 12 liegen. Der in Fließrichtung erste Kondensator 11 ist etwa 30mal größer als der andere Kondensator 12, und zwischen den beiden Kondensatoren 11 und 12 ist eine Leitungsverbindung 13 zur Zweigleitung 6 hergestellt, die zwischen der Trigger-Diode 9 und dem Widerstand 8 die Zweigleitung 6 erreicht.. In parallel with the resistor 8, a further line section 10 is provided, in which two capacitors 11 and 12 lie. The first condenser 11 in the direction of flow is approximately 30 times larger than the other condenser 12, and between the two capacitors 11 and 12 is a line connection 13 to the branch line 6, which reaches the branch line 6 between the trigger diode 9 and the resistor 8.
Der Widerstand in der Leitung 6 ist dadurch regelbar gemacht, daß dem konstanten Widerstände ein veränderlicher Widerstand 14 vorgeschaltet ist.The resistance in the line 6 is made controllable in that the constant resistances a variable resistor 14 is connected upstream.
Die beschriebene Schaltungsanordnung wirkt wie folgt: Nach dem Einschalten des Stromes über den Schalter 1 fließt zunächst über die Diode 7 sowie über die Kondensatoren 11 und 12 ein Ladestromstoß. Während dieser Zeit ist der Stromfluß durch den Gleichrichter 4 noch gesperrt.The circuit arrangement described works as follows: After switching on the current via the Switch 1 initially flows through the diode 7 and the capacitors 11 and 12, a charging current surge. During this time, the flow of current through the rectifier 4 is still blocked.
Wenn die Spannung an dem kleineren Kondensator 12 die Durchbruchspannung der Trigger-Diode 9 überschreitet, dann wird diese stromleitend, und der Gleichrichter 4 wird durch den Entladestromstoß des Kondensators 12 gezündet. Die Zündung des Gleichrichters 4 erfolgt also in dem Augenblick, in dem die Speisespannung die Höhe der Durchbruchsspannung der Trigger-Diode 9 erreicht. Damit diese Zündung praktisch unverzögert erfolgt, ist vor die Diode 7 noch ein niederohmiger Widerstand 15 eingesetzt.When the voltage across the smaller capacitor 12 exceeds the breakdown voltage of the trigger diode 9 exceeds, then this is conductive, and the rectifier 4 is by the discharge current surge of the Capacitor 12 ignited. The ignition of the rectifier 4 takes place at the moment in which the The supply voltage reaches the level of the breakdown voltage of the trigger diode 9. So that this ignition takes place practically instantaneously, a low-resistance resistor 15 is inserted in front of the diode 7.
Während der Zündung ist der Stromdurchgang durch den Gleichrichter 4 frei, und es kann ein Strom zu dem Magneten 3 fließen.During ignition, the passage of current through the rectifier 4 is free and a current can flow to the magnet 3 flow.
Dabei läuft eine volle Halbwelle zum Magneten 3, so daß dieser den Anker anzieht. Nach erfolgtem Anzug sollen nun Strom und Spannung reduziert werden, da der Magnet den Anker nur noch halten soli.A full half-wave runs to the magnet 3, so that it attracts the armature. After the suit the current and voltage should now be reduced, since the magnet is only supposed to hold the armature.
Dies geschieht dadurch, daß der Gleichrichter 4 bei dem nächsten Stromnulldurchgang der Wechselspannung seine Sperrfähigkeit wieder erhält und sich bei der nachfolgenden positiven Halbwelle der beschriebene Vorgang wiederholt und der größere Kondensator 11 auf den Spitzenwert der Spannung aufgeladen wird.This is done in that the rectifier 4 at the next current zero crossing of the alternating voltage its blocking ability is restored and in the subsequent positive half-wave of the described The process is repeated and the larger capacitor 11 is charged to the peak value of the voltage will.
Dabei steigt jetzt die Spannung vor dem Kondensator 11 langsamer an, der Zündzeitpunkt wird verzögert und durch die Zweigleitung 6 fließt weniger Strom. Der einstellbare Widerstand 14 dient zur Einstellung der für den Haltebetrieb gerade noch ausreichenden Spannung.The voltage in front of the capacitor 11 now rises more slowly, and the ignition point is delayed and less current flows through the branch line 6. The adjustable resistor 14 is used for setting the voltage that is just sufficient for holding operation.
Da es vorkommen kann, daß die Eingangsspannung schwankt und daß diese Schwankung bis etwa 10 °/o betragen und eine Spannungsschwankung am Magneten 3 in doppelter Höhe nach sich ziehen könnte, wird zur Vermeidung dieses Nachteils eine sogenannte Zener-Diode 16 zu den beiden Kondensatoren 11 und 12 in Parallelschaltung angeordnet. Diese Zener-Diode dient im Zusammenwirken mit dem niederohmigen Widerstand 15 dazu, die Spannung zwischen den beiden Kondensatoren 11 und 12 konstant zu halten, und es wird erreicht, daß der Zündzeitpunkt nicht mehr durch Schwankungen der Eingangsspannung beeinflußt werden kann. Durch das Größenverhältnis der beiden Kondensatoren 11 und 12 kann die Zeitdauer für den Übergang von der Einschalterregung zur Halteerregung bestimmt werden. Im vorliegenden Fall beträgt das Größenverhältnis 30 :1, es kann aber auch ein anderes Verhältnis angewendet werden.Since it can happen that the input voltage fluctuates and that this fluctuation up to about 10% and cause a voltage fluctuation at the magnet 3 in double the amount could, to avoid this disadvantage, a so-called Zener diode 16 is added to the two capacitors 11 and 12 arranged in parallel. This Zener diode works in conjunction with the low resistance 15 to keep the voltage between the two capacitors 11 and 12 constant to hold, and it is achieved that the ignition timing is no longer due to fluctuations in the input voltage can be influenced. By the size ratio of the two capacitors 11 and 12, the time period for the transition from switch-on excitation to hold excitation can be determined. In the present case the size ratio is 30: 1, but a different ratio can also be used will.
Wenn eine Anpassung an verschiedene Magnetgrößen gewünscht wird, kann die Gesamtkapazität des Kondensators 11 in mehrere Einzelkapazitäten aufgeteilt werden. Durch entsprechende Schaltung mittels Stufenschaltern oder Lötbrücken können dann verschiedene Zeitwerte eingestellt werden.If adaptation to different magnet sizes is desired, the total capacity of the Capacitor 11 can be divided into several individual capacities. By appropriate switching using Step switches or solder bridges can then be set to different time values.
Da immer bei nur einer Halbwelle ein Stromfluß zustande kommt, würde in der Zwischenzeit der größere Kondensator 11 über die Widerstände 8 und 14 teilweise entladen. Dadurch könnte eventuell der andere Kondensator 12 zu schnell aufgeladen werden. Um dies zu vermeiden, wird vor den Kondensator 11 eine weitere Diode 17 und ein weiterer Widerstand 18 in Reihe mit dem Kondensator 11 eingeschaltet, wobei die Diode 17 und der Widerstand 18 parallel nebeneinanderliegen. Since there is always a flow of current with only one half-wave, the larger one would occur in the meantime Capacitor 11 partially discharged via resistors 8 and 14. This could possibly mean the other Capacitor 12 is charging too quickly. In order to avoid this, the capacitor 11 a further diode 17 and a further resistor 18 in series with the capacitor 11 switched on, wherein the diode 17 and the resistor 18 are parallel to each other.
Auf diese Weise ist vermieden, daß ein Entladestrom von dem größeren Kondensator 11 ungewollt abfließt. Die für die Funktion der Schaltungsanordnung notwendige Entladung des Kondensators 11 wird dann beim Abschalten des Schalters 2 erreicht. In this way it is avoided that a discharge current from the larger capacitor 11 is unwanted drains. The discharge of the capacitor necessary for the function of the circuit arrangement 11 is then reached when switch 2 is switched off.
Schließlich ist parallel zum Magneten 3 noch eineFinally, there is another parallel to the magnet 3
ίο Diode 19 vorgesehen, die den Induktivitätsstromstoß der Magnetwicklung aufnimmt und die als Freilaufdiode den Stromfluß in der Magnetspule auch in der spannungslosen Halbperiode aufrechterhält.ίο Diode 19 is provided that the inductance current surge absorbs the magnet winding and as a freewheeling diode, the current flow in the magnet coil also in the sustains a tension-free half-cycle.
In der F i g. 2 ist die Ausbildung der Schaltungsan-Ordnung bei Batterie-Betrieb dargestellt. Dabei tragen die der Ausführung nach der F i g. 1 entsprechenden Teile die gleichen Bezugszahlen.In FIG. 2 shows the design of the circuit arrangement in battery operation. Wear it the execution according to FIG. 1 have the same reference numerals.
Als neue Teile kommen hinzu ein dritter Kondensator 20, der etwa so groß ist wie der erste Kondensator 11, eine weitere Trigger-Diode 21, die der ersten 9 entspricht, und ein weiterer Widerstand 22 zur Schaltungsverzögerung. Die Größe des Widerstands 22 entspricht etwa der des Widerstandes 8 und ist maßge- C bend für die gewünschte Schaltfrequenz.A third capacitor 20, which is about the same size as the first capacitor 11, a further trigger diode 21, which corresponds to the first 9, and a further resistor 22 for switching delay are added as new parts. The size of the resistor 22 corresponds approximately to that of the resistor 8 and is customized bend C for the desired switching frequency.
Diese Schaltungsanordnung hat folgende Wirkungsweise: Wird der Schalter 2 geschlossen, so wird der Gleichrichter 4 gezündet, und ein höchster Strom fließt zum Magneten 3. Jetzt wird der dritte Kondensator 20 über den Widerstand 22 aufgeladen und die Trigger-Diode 21 gezündet. Daraufhin fließt jetzt über die Trigger-Diode 21 rückwärts zum Eingangsgleichrichter 4 ein Stromstoß mit entgegengesetztem Vorzeichen auf Grund der Aufladung des Kondensators 20. Im Gleichrichter 4 sinkt daraufhin der Strom bis Null ab und wird gesperrt, indem der Gleichrichter 4 in den Sperrzustand umkippt.This circuit arrangement has the following mode of operation: If switch 2 is closed, it is the rectifier 4 is ignited, and a maximum current flows to the magnet 3. Now the third capacitor 20 charged via resistor 22 and trigger diode 21 ignited. Thereupon flows now Via the trigger diode 21 backwards to the input rectifier 4, a current surge with the opposite Sign due to the charging of the capacitor 20. The current in the rectifier 4 then drops to zero and is blocked in that the rectifier 4 flips over into the blocking state.
Nach dem Ablauf des Ladevorgangs im Kondensator 11 wird die Strompausenzeit auf einen von dem Widerstand 15 abhängigen Wert vergrößert. Die Impulszeit ist über die Widerstand-Kondensator-Kombination 22 und 20 fest eingestellt. Auf diese Weise entsteht eine Rechteckstromkurve mit verhältnismäßig langen Pausen. Der Spannungsabfall einerseits und die Größe der Pausen andererseits ergeben ; bei Gleichstrombetrieb nach erfolgter Einschaltung den geringeren Haltestrom am Magneten 3.After the end of the charging process in the capacitor 11, the current break time is increased to a value dependent on the resistor 15. The pulse time is fixed via the resistor-capacitor combination 22 and 20. In this way, a rectangular current curve is created with relatively long pauses. The voltage drop on the one hand and the size of the pauses on the other hand result ; with direct current operation, after switching on, the lower holding current at the magnet 3.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings
Claims (8)
Bei einer weiteren bekannten Schaltanordnung müssen bei der Versorgung von induktiven Verbrauchern aus einer Gleichspannungsquelle über einen steuerbaren Gleichrichter besondere Vorkehrungen für das Löschen des steuerbaren Gleichrichters getrof- ; fen werden. Diese bestehen bei der bekannten Schaltanordnung darin, daß dem steuerbaren Gleichrichter eine Reihenschaltung aus einem Kondensator und einem weiteren steuerbaren Gleichrichter parallel geschaltet ist, wobei die Verbindungsstelle desTCöndensators und des zweiten steuerbaren Gleichrichters über einen Widerstand mit dem Ausgang des induktiven Verbrauchers verbunden ist (AEG-Mitteilungen, Bd. 56, 1966, S. 117 bis 121)... · (Hoffmann, A. and Stocker, K., Thyristor-Handbuch, Berlin and Erlangen, 1965, pp. 130 and 131).
In a further known switching arrangement, when supplying inductive loads from a DC voltage source via a controllable rectifier, special precautions must be taken for deleting the controllable rectifier; be fenced. In the known switching arrangement, these consist in that a series circuit of a capacitor and another controllable rectifier is connected in parallel to the controllable rectifier, the junction of the TC condenser and the second controllable rectifier being connected to the output of the inductive consumer via a resistor (AEG messages , Vol. 56, 1966, pp. 117 to 121).
Applications Claiming Priority (2)
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| DEH0063248 | 1967-07-11 | ||
| DEH0063248 | 1967-07-11 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) |