DE3328309A1

DE3328309A1 - Response circuit for electromagnets

Info

Publication number: DE3328309A1
Application number: DE19833328309
Authority: DE
Inventors: Heinrich Ing.(grad.) 7742 St. Georgen Cap
Original assignee: Papst Motoren GmbH and Co KG
Current assignee: Ebm Papst St Georgen GmbH and Co KG
Priority date: 1983-08-05
Filing date: 1983-08-05
Publication date: 1985-02-14

Abstract

In a response circuit for electromagnets which are operated in a number of stages with direct current, in order to reduce the operating current and the heating, the winding of the electromagnet is dimensioned in such a manner that the operating voltage just produces the holding power of the electromagnet, and in such a manner that, during switching on, an additional power can be taken from a storage capacitor which is connected to the supply voltage. <IMAGE>

Description

ANSPRECHSCHALTUNG FüR ELEKTROMAGNETE.OPERATING CIRCUIT FOR ELECTROMAGNETS.

Die Erfindung betrifft eine Ansprechschaltung fur mehrstufig mit Gleichstrom betriebene Elektromagnete.The invention relates to a response circuit for multistage with direct current operated electromagnets.

Elektromagnete mit sehr hoher Schaltleistung oder mit langem Arbeitshub des Ankers werden häufig mehrstufig betrieben.Electromagnets with a very high switching capacity or with a long working stroke of the armature are often operated in several stages.

Dabei sind Mittel vorgesehen, die zu einer grossen Ansprechleistung beim Einschalten, der ersten Betriebsstufe, und zu einer kleinen Dauerleistung beim Betrieb, der zweiten Betriebstufe, führen.Means are provided that lead to a high response performance when switching on, the first operating stage, and to a small continuous output when Operation, the second operating stage.

Die Massnahmen im bekannten Stand der Technik bestehen darin, dass beispielsweise zwei Wicklungen im Elektromagneten vorgesehen sind, die nacheinander eingeschaltet werden und die die entsprechende Leistungsaufnahme für Ansprechen und Dauerbetrieb aufweisen.The measures in the known prior art are that For example, two windings are provided in the electromagnet, one after the other be switched on and the corresponding power consumption for responding and have continuous operation.

Dies ist eine in Herstellung und Materialaufwand aufwendige und teuere Methode.This is complex and expensive in terms of production and material costs Method.

Oder aber es wird nach dem Einschalten dem Elektromagneten ein Vorwiderstand zugeschaltet. Dies führt zur Erwärmungen in diesem Bauteil und zu Energieverlust, die vor allem bei Batteriebetrieb ins Gewicht fallen. Bei optimaler Auslegung der Schaltung entsteht zusätzlich die Gefahr, dass bei Spannungsschwankungen der Haltestrom unterschritten wird.Or there is a series resistor after switching on the electromagnet switched on. This leads to heating in this component and to energy loss, which are particularly important in battery operation. With an optimal design of the Circuit there is also the risk that the holding current in the event of voltage fluctuations is fallen below.

Dies erfordert dann eine Spannungsstabi lisierung der Versorgungsspannung und damit sekundären Mehraufwand.This then requires a voltage stabilization of the supply voltage and thus secondary additional work.

Die Verbesserung der Arbeitscharakteristik eines mehrstufig betriebenen Elektromagneten hat sich die Erfindung deshalb zur Aufgabe gemacht.The improvement of the working characteristics of a multi-stage operated The invention has therefore set itself the task of electromagnets.

Sie löst diese Aufgabe dadurch, dass die Wicklung des Elektromagneten derart bemessen ist, dass die Betriebsspannung gerade die Halteleistung des Elektromagneten erzeugt und dass bei Einschaltung eine Zusatzleistung einem der Versorgungsspannung aufgeschalteten Speicherkondensator entnommen ist.It solves this task in that the winding of the electromagnet is dimensioned such that the operating voltage is just the holding power of the electromagnet generated and that when switched on an additional power to one of the supply voltage connected storage capacitor is removed.

Auf diese Weise ist es ermöglicht, auch bei Stromverorgungen mit kleiner Leistung die hohe Ansprechleistung für den Magneten zur Verfügung zu stellen, da der Speicherkondensator bei den üblichen, insbesondere manuellen Betätigungen des Elektromagneten schaltfreie Zeiten hat, in der er sich aufladen kann. Jedoch ist die Schaltung ebenso vorteilhaft bei Geräten mit kleinen Speisebatterien verwendbar.In this way it is made possible, even with power supplies with smaller Performance to provide the high response power for the magnet, since the storage capacitor in the usual, especially manual operations of the Electromagnet has non-switching times in which it can recharge. However is the circuit can also be used advantageously in devices with small feed batteries.

Durch die erfindungsgemässe Massnahme kann weiterhin die Schaltleistung auf das vierfache des Betriebswertes gesteigert werden.As a result of the measure according to the invention, the switching capacity can continue can be increased to four times the operating value.

In einer ersten Ausführung -der Erfindung für manuelle Betätigung ist ein Speicherkondensator in- Serie mit einem Ladewiderstand dem mit einem ersten Schalter einschaltbaren Elektromagneten parallel geschaltet, die Parallelschaltung ist über eine am tiefliegenden Pol des Speicherkondensat-ors in Durchlassrichtung geschaltete Diode mit dem Bezugspotential verbunden, und der Speicherkondensator ist über einen gemeinsam mit dem ersten Schalter betätigten zweiten Schalter mit seinem hochliegenden Pol mit dem Bezugspotential verbunden.In a first embodiment of the invention for manual operation is a storage capacitor in series with a charging resistor and a first Switches switchable electromagnets connected in parallel, the parallel connection is via one at the lower pole of the storage condenser in the forward direction switched diode connected to the reference potential, and the storage capacitor is via a second switch operated jointly with the first switch its high pole connected to the reference potential.

In einer weiteren besonders günstigen, auch für elektrische Steuerungen geeigneten Ausführung der Erfindung ist ein Speicherkondensator in Serie mit einem Ladewiderstand dem mit einem ersten elektronischen Schalter einschaltbaren Elektromagneten parallel geschaltet, die Parallelschaltung ist über eine am tiefliegenden Pol des Speicherkondensators in Durchlassrichtung geschaltete Diode mit dem Bezugspotential verbunden, und der Speicherkondensator ist über einen parallel zum ersten elektronischen Schalter ansteuerbaren zweiten elektronischen Schalter mit seinem hochliegenden Pol mit dem Bezugspotential verbunden Die Polarität der verwendeten Bauteile und der Spannungsquellen kann auch umgekehrt sein.In another particularly favorable one, also for electrical controls Suitable embodiment of the invention is a storage capacitor in series with a Charging resistor to the electromagnet that can be switched on with a first electronic switch connected in parallel, the parallel connection is via one on the low-lying pole of the Storage capacitor in the forward direction connected diode with the reference potential connected, and the storage capacitor is via a parallel to the first electronic Switch controllable second electronic switch with its overhead Pole connected to the reference potential The polarity of the components used and the voltage sources can also be reversed.

In der Zeichnung, anhand derer die Erfindung näher erläutert ist, zeigen: Fig.1: Eine bekannte Schaltung Fig.2: Eine manuelle Schaltung nach der Erfindung Fig.3: Eine elektronische gesteuerte Schaltung nach der Erfindung In Fig.1 wird bei Schliessen des Schalters S1 der Transistor Tl leitend, so dass der Elektromagnet M anzieht. Nach der durch den Widerstand R3 und den Kondensator C1 bestimmten RC-Zeit wird der Transistor T2 über den Widerstnd R4 leitend. Da nach Entladung des Kondensators C der Transistor T1 wegen der Ableitung der Ladung über den Widerstand R2 wieder sperrt, wird der Eiektromagnet M nunmehr allein über den mit einem Vorwiderstand R1 beschalteten Transistor T2 gespeist.In the drawing, on the basis of which the invention is explained in more detail, show: Fig.1: A known circuit Fig.2: A manual circuit according to the invention Fig.3: An electronic controlled circuit according to the invention In Fig.1 is when the switch S1 is closed, the transistor Tl becomes conductive, so that the electromagnet M attracts. After the RC time determined by resistor R3 and capacitor C1 the transistor T2 becomes conductive via the resistor R4. Because after discharging the capacitor C the transistor T1 again because of the discharge of the charge via the resistor R2 locks, the electromagnet M is now only via the one with a series resistor R1 connected transistor T2 is fed.

Die Schaltung nach Fig.l ist ungünstig im Stromverbrauch und hat wegen der Erwärmung durch den Widerstand Rl noch weitere Nachteile.The circuit according to Fig.l is unfavorable in power consumption and has because of the heating by the resistor Rl still further Disadvantage.

In der Schaltung gemäss Fig.2 wird beim Schliessen des Schalters 54 der Speicherkondensator C2 mit seinem Pluspol an Bezugspotential gelegt und gleichzeitig über S2 der Elektromagnet M2 über eine in Durchlass gepolte Diode D2 eingeschaltet. Da sich der Speicherkondensator C2 nicht über die fur diese Schaltaufgabe in Sperrichtung gepolte Diode D2 ausgleichen kann, schaltet sich die Spannung des Speicherkondensators der Versorgung spannung Ub auf, so dass in diesem Moment etwa die doppelte Verorgungsspannung am Elektromagenten M anliegt.In the circuit according to FIG. 2, when switch 54 the storage capacitor C2 has its positive pole connected to reference potential and at the same time The electromagnet M2 is switched on via S2 via a forward-polarized diode D2. Since the storage capacitor C2 does not have the reverse direction for this switching task can compensate polarized diode D2, the voltage of the storage capacitor switches the supply voltage Ub, so that at this moment about double the supply voltage on the electric agent M is present.

Durch diese dadurch am Elektromagneten M umgesetzte Zusatzleistung FC wird die Einschaltleistung sicher erbracht.Through this additional power converted at the electromagnet M as a result FC, the switch-on power is safely provided.

Nach Entladung des Speicherkondensators C2 liefert die normale Betriebsspannung Ub die wesentlich geringere Halte leistung.After the storage capacitor C2 has discharged, the normal operating voltage is supplied Ub the much lower holding power.

Die manuelle Betätigung kann vorteilhaft weiterentwickelt und nach Fig.3 für die elektronische Betätigung -damit auch für die Fernsteuerung- ausgebildet sein. Dazu wird lediglich der zweipolige Einschalter Sl-S2 durch zwei Schalttransistoren Tl,T2 ersetzt, die über die gemeinsame Steuerleitung ST und die Basiswiderstände R3 angesteuert werden.The manual actuation can be advantageously developed further and after Fig. 3 for the electronic actuation -therefore also for the remote control- designed be. For this purpose, only the two-pole on-switch S1-S2 is switched by two switching transistors Tl, T2 replaced that via the common control line ST and the base resistors R3 can be controlled.

Wie ein Vergleich zwischen Fig.l und Fig.3 zeigt, ist der technische Aufwand in beiden Fällen etwa gleich.As a comparison between Fig.l and Fig.3 shows, the technical Effort roughly the same in both cases.

- L e e r s e i t e -- L e r s e i t e -

Claims

PATENT CLAIMS Response circuit for multistage operated with direct current Electromagnet, indicated that the winding of the electromagnet (M) is dimensioned such that the operating voltage (Ub) is just the holding power generated by the electromagnet (M) and that when switching on an additional power (FC) taken from a storage capacitor (C2) connected to the supply voltage (Ub) is.

2. Arrangement according to claim 1, characterized in that a storage capacitor (C2) in series with a charging resistor (R1) which can be switched on with a first switch (S1) Electromagnets (M) connected in parallel, the parallel connection (R1, C2-M, S1) fever one at the low pole of the storage capacitor (C2) in the forward direction switched diode (D2) connected to the reference potential (-Ub), and the storage capacitor (C2) via a second switch that can be actuated simultaneously with the first switch (S1) (S2) is connected to the reference potential (-Ub) with its high pole.

3. Arrangement according to claim 1, characterized in that a storage capacitor (C2) in series with a charging resistor (R1) with a first electronic one Switch (T1) switchable electromagnet (M) is connected in parallel, the parallel connection (R1, C2-M, T2) via one at the low pole of the storage capacitor (C2) in Forward-biased diode (D2) connected to the reference potential (-Ub) is, and the storage capacitor (C2) via a parallel to the first electronic Switch (T1) controllable second electronic switch (T2) with its overhead Pole is connected to the reference potential (-Ub).