DE959031C

DE959031C - Rectifier arrangement for feeding electromagnets, in particular lifting magnets

Info

Publication number: DE959031C
Application number: DES33813A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Phys Walter Kalbskopf; Dipl-Phys Reinhold Ruge
Original assignee: Standard Elektrik AG
Current assignee: Standard Elektrik AG
Priority date: 1953-06-12
Filing date: 1953-06-12
Publication date: 1957-02-28

Description

Gleichrichteranordnung zur Speisung von Elektromagneten, insbesondere Lasthebemagneten Die Erfindung bezieht sich auf eine Gleichrichteranordnung zur Speisung von Elektromagneten, insbesondere von Lasthebemagneten.Rectifier arrangement for feeding electromagnets, in particular Lifting magnets The invention relates to a rectifier arrangement for Supply of electromagnets, in particular lifting magnets.

Elektromagnete werden bekanntlich meist mit Gleichstrom gespeist. Nach dem Abschalten verbleibt im Magnetkern je nach der Art des Kernmaterials ein Restmagnetismus; welcher bewirkt, daß das vom Magnet angezogene Material noch eine gewisse Zeit am Magnet hängenbleibt. Besonders gefährlich ist dies für sogernannte Lasthebemagnete; das sind Elektromagnete, die zur Verladung von Eisenteilen, z. B. Schrott, Eisenblöcken, Werkstücken usw., verwendet werden. Da nach dem Abschalten des Stromes die Teile noch unbestimmte Zeit bis zum Abfallen am Magnet' hängenbleiben, ergibt sich nicht nur eine große Gefahr für die beteiligten Arbeiter, sondern das Ablegen der Teile an bestimmten Stellen wird sehr erschwert. Um diesen Nachteil zu vermeiden, muß der Restmagnetismus des Elektromagnets beseitigt werden. Dies geschieht dadurch, daß man den Gleichstrom in umgekehrter Richtung durch die Erregerspule des Magnets schickt. Wenn . die Stromstärke einen solchen Wert erreicht hat, daß durch das entstandene Magnetfeld der Restmagnetismus kompensiert ist, so ist der ,Magnetentmagnetisiert, und die Teile fallen ab.As is well known, electromagnets are usually fed with direct current. After switching off, depending on the type of core material, a remains in the magnetic core Residual magnetism; which causes the material attracted by the magnet to have another sticks to the magnet for a certain period of time. This is particularly dangerous for so-called Lifting magnets; these are electromagnets that are used to load iron parts, e.g. B. scrap, iron blocks, workpieces, etc., can be used. Since after switching off of the current the parts stick to the magnet for an indefinite period of time until they fall off, there is not only a great danger for the workers involved, but that Placing the parts in certain places is very difficult. To this disadvantage To avoid this, the residual magnetism of the electromagnet must be eliminated. this happens by passing the direct current in the opposite direction through the excitation coil of the magnet. If . the current intensity has reached such a value that the residual magnetism is compensated by the resulting magnetic field, so is the , Magnet demagnetized, and the parts fall off.

Bei den bisher bekannten Gleichrichtergeräten zum Speisen von Lasthebemagneten sind daher Schaltvorgänge vorgesehen, durch die der Gleich- Strom umgepolt und damit der Magnet entmagnetisiert werden kann. Im allgemeinen wird zuerst auf der Wechselstromseite des Gleichrichters der Strom unterbrochen und das Abklingen des Induktionsstromes abgewartet. Danach wird auf der Gleichstromseite umgepolt und schließlich wieder durch Einschalten des Stromes auf der Wechselstromseite eine Gegenspannung an die Magnetspule gelegt. Diese Schaltvorgänge können entweder von Hand mittels einer Schaltwalze ausgeführt werden, wobei Blindstellen zur Erzielung eines bestimmten Zeitintervalls eingeschaltet sind, oder der ganze Schaltvorgang wird automatisch von Relais gesteuert. Mit diesen Schaltungen kann zwar das gesteckte Ziel, nämlich die Entmagnetisierung des Magnets, voll erreicht werden, jedoch haben diese Geräte den Nachteil, daß sie infolge ihres kompliziertenAufbaues teuer sind und die verwendeten Schaltmittel (Zeitrelais usw.) infolge mechanischer Erschütterungen unregelmäßig arbeiten und Fehlschaltungen verursachen.In the previously known rectifier devices for feeding lifting magnets switching operations are therefore provided through which the current reversed polarity and thus the magnet can be demagnetized. In general, first on the AC side of the rectifier the current is interrupted and the decay waited for the induction current. The polarity is then reversed on the direct current side and finally again by turning on the power on the AC side Counter voltage applied to the solenoid. These switching operations can either be from Hand run by means of a shift drum, with blind spots to achieve a certain time interval are switched on, or the entire switching process is automatically controlled by relays. With these circuits, the plugged in can The goal, namely the demagnetization of the magnet, can be fully achieved, however these devices suffer from the disadvantage that they are expensive due to their complicated structure and the switching devices used (timing relays, etc.) as a result of mechanical vibrations work irregularly and cause incorrect switching.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Gleichrichteranordnung zur Speisung -von Elektromagneten, insbesondere zur Speisung von Lasthebemagneten aus einem Wechselstromnetz über Trockengleichrichter mit wecllselstromseitiger Abschaltung, das die angeführten Nachteile nicht besitzt und infolge der Einfachhit der Schaltung billig und robust im Betrieb ist.The invention relates to a rectifier arrangement for feeding -of electromagnets, in particular for feeding lifting magnets from an alternating current network via dry rectifier with cut-off on the alternating current side, the listed Does not have any disadvantages and is cheap and robust due to the simplicity of the circuit is in operation.

Nach der Erfindung wird zum Hauptgleichrichter ein Hilfsgleichrichter mit entgegengesetzter Polarität parallel geschaltet, dessen Gleichspannung kleiner oder höchstens gleich dem Spannungsabfall des Hauptgleichrichters ist und der gleichstromseitig nur dann in den Stromkreis des Elektromagnets eingeschaltet wird, wenn der Hauptgleichrichter abgeschaltet ist.According to the invention, an auxiliary rectifier becomes the main rectifier connected in parallel with opposite polarity, its DC voltage is lower or at most equal to the voltage drop of the main rectifier and the DC side is only switched into the circuit of the electromagnet when the main rectifier is switched off.

Der Hilfsgleichrichter hat die Aufgabe, den Entmagnetisierungsstrom für den Elektromagnet zu liefern. Da dieser Strom im Verhältnis zum Speisestrom nur sehr gering ist, kann der Hilfsgleichrichter sehr klein bemessen werden. Die Spannung des Hilfsgleichrichters wird so bemessen, daß sie höchstens dem Vorstromspannungsabfall des Hauptgleichrichters entspricht. In den meisten Fällen wird aber auch eine weit geringere Spannung genügen, was noch im einzelnen erläutert <wird. Der Hilfsgleichrichter wird über einen kleinen Netztransformator vom Netz gespeist. Der Mehraufwand von Hilfsgleichrichter und Netztransformator ist nur unwesentlich, da deren Leistung nur etwa i bis 5 °/o der Leistung des Hauptgleichrichters betragen muß. Zwischen Haupttransformator und Hauptgleichrichter ist ein Schalter angebracht, der dazu dient, den Hauptgleichrichter wechselstromseitig abzuschalten. Ein zweiter Schalter ist zwischen Hilfsgleichrichter und Magnetwicklung angeordnet.The auxiliary rectifier has the task of reducing the demagnetizing current to supply for the electromagnet. Because this current is in relation to the feed current is only very small, the auxiliary rectifier can be made very small. the The voltage of the auxiliary rectifier is dimensioned so that it is at most the bias voltage drop of the main rectifier. In most cases, however, one will also be far lower voltage suffice, which will be explained in detail below. The auxiliary rectifier is fed from the network via a small network transformer. The additional effort of Auxiliary rectifier and power transformer is only insignificant because of their performance only needs to be about 1 to 5% of the power of the main rectifier. Between Main transformer and main rectifier, a switch is attached to this serves to switch off the main rectifier on the AC side. A second switch is arranged between the auxiliary rectifier and the magnet winding.

Die erfindungsgemäße Anordnung ist so getroffen, daß beim Abschalten zunächst die wechselstromseitige Verbindung zwischen Haupttransför> mator und Hauptgleichrichter getrennt und dann der Schalter,.der gleichstromseitig die Verbindung von Hilfsgleichrichter und Magnetwicklung herstellt, geschlossen wird. Dadurch bleibt einerseits der Hauptgleichrichter weiterhin an die Magnetspule angeschlossen, was einen Kurzschluß für den Induktionsstrom bedeutet, und andererseits wird durch den nun in entgegengesetzter Richtung fließenden Strom des Hilfsgleichrichters der Restmagnetismus vernichtet.The arrangement according to the invention is made so that when switching off first of all the connection on the AC side between the main transformer and the main rectifier separated and then the switch, .the DC side the connection of the auxiliary rectifier and magnet winding produces, is closed. As a result, the main rectifier remains on the one hand still connected to the solenoid, causing a short circuit for the induction current means, and on the other hand is through the now flowing in the opposite direction Current of the auxiliary rectifier destroys the residual magnetism.

Da der Hauptgleichrichter auch nach dem Wechselstromseitigen Abschalten weiterhin parallel zur Magnetwicklung am Hilfsgleichrichter liegt, muß die Spannung des Hilfsgleichrichters so bemessen sein, daß nur ein geringer Strom durch den Hauptgleichrichter fließt, da im anderen Falle der Hilfsgleichrichter überlastet wird. Deshalb -wird erfindungsgemäß der Hilfsgleichrichter so bemessen, daß seine Spannung höchstens so groß ist, wie der Spannungsabfall des Hauptgleichrichters in Durchgangsrichtung.Since the main rectifier also after switching off the AC side is still parallel to the magnet winding on the auxiliary rectifier, the voltage must of the auxiliary rectifier must be dimensioned so that only a small current through the main rectifier flows, since otherwise the auxiliary rectifier is overloaded. Therefore -will according to the invention, the auxiliary rectifier dimensioned so that its voltage at most is as large as the voltage drop of the main rectifier in the forward direction.

Es hat sich jedoch gezeigt, daß die Spannung des Hilfsgleichrichters bei weitem nicht so hoch zu sein braucht. Es genügt vollkommen, wenn die Spannung des Hilfsgleichrichters unterhalb der gesamten Schleusenspannung der mit ihm in Reihe liegenden Gleichrichterplatten des Hauptgleichrichters liegt. Bekanntlich fließt unterhalb der Schleusenspannung durch eine Gleichrichterplatte fast kein Strom. Wenn man daher die vom Hilfsgleichrichter abgegebene Spannung unter der Gesamtschleusenspannung hält, so fließt der Strom fast ausschließlich durch die Magnetwicklung. Unter Gesamtschleusenspannung wird dabei die Summe der Schleusenspannungen aller Gleichrichterplatten des Hauptgleichrichters verstanden, die hintereinander mit dem Hilfsgleichrichter in einem Stromkreis liegen. Bei einer dreiphasigen Brückenschaltung sind das also zwei Gleichrichtersätze.However, it has been shown that the voltage of the auxiliary rectifier needn't be nearly as high. It is perfectly sufficient if the tension of the auxiliary rectifier below the total lock voltage of the in Row of rectifier plates lying on the main rectifier. As is well known There is almost no flow below the lock voltage through a rectifier plate Current. Therefore, if the voltage delivered by the auxiliary rectifier is below the total lock voltage holds, the current flows almost exclusively through the magnet winding. Under total lock tension becomes the sum of the lock voltages of all rectifier plates of the main rectifier understood, which are one behind the other with the auxiliary rectifier in a circuit. In the case of a three-phase bridge circuit, there are two sets of rectifiers.

Gemäß der weiteren Ausbildung des Erfindungsgedankeiis werden beide Schaltvorgänge zusammengefaßt, so daß durch einen Schaltvorgang gleichzeitig der Hauptgleichrichter wechselstromseitig abgetrennt und der Hilfsgleichrichter gleichstromseitig eingeschaltet wird. Es hat sich gezeigt, daß auf diese Weise durch einen einzigen Schaltvorgang eine vollständige Entmagnetisierung des Magnets erzielt wird.According to the further development of the inventive concept, both Switching operations summarized, so that simultaneously the Main rectifier disconnected on the AC side and the auxiliary rectifier on the DC side is switched on. It has been shown that in this way by a single Switching process a complete demagnetization of the magnet is achieved.

Die erfindungsgemäße Schaltung hat den großen Vorteil, daß Umpolungsschütze, mehrstufige Walzenschalter bzw. Zeitrelais in Wegfall kommen und die Schaltung keinerlei bewegliche oder stoßempfindliche Schaltelemente enthält. Wie bereits erwähnt wurde, wird beim Hilfsgleichrichter und dem dazugehörigen Transformator nur eine Leistung von etwa i bis 5 % der Nutzleistung des Hauptgleichrichters benötigt.The circuit according to the invention has the great advantage that polarity reversal contactors, Multi-stage roller switches or time relays are no longer available and the circuit does not have any contains moving or shock-sensitive switching elements. As already mentioned, the auxiliary rectifier and the associated transformer only have one power from about i to 5% of the useful power of the main rectifier is required.

An Hand der Figuren soll die erfindungsgemäße Gleichrichteranordnung und ihre Wirkungsweise noch erläutert werden. In Fig. i ist die Schaltung der erfindungsgemäßen Gleichrichteranordnung dargestellt; Fig. z zeigt den Stromverlauf, wie er an einer erfindungsgemäßen Anordnung oszillographisch gemessen wurde. In Fig. i ist mit Tp die Primärseite des Netztransformators bezeichnet, während Tsl die Sekundärseite des Haupttransformators darstellt. Für die beiden Gleichrichter G1 und G2 können getrennte Netztransformatoren verwendet werden, oder es wird ein gemeinsamer Netztransformator mit zwei Sekundärwicklungen verwendet. Dieser ist über den Schalter S1 mit dem Gleichrichter verbunden, der zur Speisung des Elektromagnets M dient. Von der Sekundärwicklung des Transformators Ts2 für den Hilfsgleichrichter G2 führt eine ununterbrochene Verbindung. Der Hilfsgleichrichter G2 ist antiparallel zum Hauptgleichrichter G1 geschaltet, d. h. die Richtung des Durchgangsstromes des Hauptgleichrichters G1 ist der des Hilfsgleichrichters G2 entgegengesetzt. Durch den Schalter S2 ist die Gleichstromseite zwischen Hilfsgleichrichter und Elektromagnet unterbrochen.The rectifier arrangement according to the invention is intended to be based on the figures and how they work will be explained later. In Fig. I the circuit is of the invention Rectifier arrangement shown; Fig. Z shows the current curve as it is at a The arrangement according to the invention was measured oscillographically. In Fig. I is designated with Tp the primary side of the power transformer, while Tsl represents the secondary side of the main transformer. For the two rectifiers G1 and G2 can be used separate mains transformers, or it becomes one common mains transformer with two secondary windings used. This is Connected to the rectifier via switch S1, which feeds the electromagnet M serves. From the secondary winding of the transformer Ts2 for the auxiliary rectifier G2 has an uninterrupted connection. The auxiliary rectifier G2 is anti-parallel connected to main rectifier G1, d. H. the direction of the through current of the Main rectifier G1 is opposite to that of auxiliary rectifier G2. By the switch S2 is the direct current side between the auxiliary rectifier and the electromagnet interrupted.

Der Elektromagnet wird durch Schließen eines Schalters, im Primärstromkreis des Transformators erregt. Der Schalter Si ist geschlossen und S2 geöffnet. Wenn das angezogene Gut abgeworfen werden soll, wird der Schalter S1 geöffnet und der Schalter S2 geschlossen. Dies kann, wie bereits erwähnt, durch einen einzigen Schaltvorgang bewerkstelligt werden. Der Induktionsstrom ist durch den Hauptgleichrichter G1, der noch gleichstromseitig angeschlossen ist, kurzgeschlossen. Nach seinem Abklingen fließt vom Gleichrichter G2 ein entgegengesetzter Strom durch die Magnetspule, der nach kurzer Zeit eine Umpolung des Magnets bewirkt. Im Betrieb wird also nur der kombinierte Schalter Sl-S2 betätigt.The electromagnet is activated by closing a switch in the primary circuit of the transformer energized. The switch Si is closed and S2 is open. if the attracted goods are to be thrown off, the switch S1 is opened and the Switch S2 closed. As already mentioned, this can be done with a single switching operation be accomplished. The induction current is through the main rectifier G1, which is still connected on the DC side, short-circuited. After it subsided flows from the rectifier G2 through the solenoid coil, the opposite current causes the magnet to reverse polarity after a short time. So only the combined switch Sl-S2 operated.

In Fig.2 ist der Stromverlauf dargestellt, wie er beim Betrieb eines erfindungsgemäß aufgebauten Gleichrichtergerätes gemessen wurde. Auf der horizontalen Achse ist die Zeit und senkrecht dazu die Stromstärke aufgetragen, die durch die Magnetspule fließt. Beins Einschalten (Punkt i) steigt der Strom steil an und erreicht nach kurzzeitigem Absinken (Punkt z), welches durch das Anziehen des Gutes verursacht ist, einen konstanten Wert, wie er durch den Kurvenverlauf zwischen 2 und 3 gekennzeichnet wird. Wenn nun Schalter S1 geöffnet und S2 gleichzeitig geschlossen wird, so verläuft der Strom so, wie er durch den Kurvenverlauf von 3 über 4 nach 5 gekennzeichnet ist. Kurz nach dem Abschalten fällt der Strom steil ab und nähert sich der Nullinie. Im Punkt 4 ist der nun entgegengesetzt gerichtete Strom so stark geworden, daß der Restmagnetismus kompensiert ist und das Gut vom Elektromagnet abfällt. Danach verstärkt sich der Strom noch etwas in entgegengesetzter Richtung, jedoch ist der Entmagnetisierungsstrom infolge der Bemessung des Hilfsgleichrichters G2 begrenzt. Zwischen Abschalten (Punkt 3) und Lastabfall (Punkt q.) vergeht eine kurze Zeitspanne, die jedoch nur einige wenige Sekunden beträgt.In Figure 2, the current curve is shown as it is when operating a rectifier device constructed according to the invention was measured. On the horizontal The time is plotted on the axis and the current intensity generated by the Solenoid is flowing. When switching on (point i) the current rises steeply and reaches after a brief drop (point z), which is caused by the attraction of the goods is a constant value as indicated by the curve between 2 and 3 will. If now switch S1 is opened and S2 is closed at the same time, then it runs the current as it is characterized by the curve from 3 to 4 to 5 is. Shortly after switching off, the current drops steeply and approaches the zero line. At point 4 the current, which is now directed in the opposite direction, has become so strong that the Residual magnetism is compensated and the material falls off the electromagnet. Then reinforced the current is slightly in the opposite direction, but the demagnetizing current is limited due to the dimensioning of the auxiliary rectifier G2. Between switching off (point 3) and load drop (point q.) A short period of time elapses, but only a short period of time a few seconds.

Wie aus der Schaltung zu ersehen ist, beträgt der Aufwand an Schaltmitteln nur einen Teil des bisherigen. Als bewegliche Teile sind nur die Schalter S1, S2 vorhanden. Die Anordnung besitzt daher eine große Widerstandsfähigkeit und ist auch für robusten Betrieb geeignet. Gegenüber den bekannten Gleichrichtergeräten zur Speisung von Lasthebemagneten hat die erfindungsgemäße Anordnung noch den großen Vorteil, daß nur ein einziger Schaltvorgang zum Abschalten und Entmagnetisieren nötig ist.As can be seen from the circuit, the cost of switching means is only part of the previous one. Only switches S1, S2 available. The arrangement therefore has and is very robust suitable for robust operation. Compared to the known rectifier devices for Feeding lifting magnets, the arrangement according to the invention still has the big one Advantage that only a single switching process for switching off and demagnetizing is necessary.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Rectifier arrangement for feeding electromagnets, especially of lifting magnets from an alternating current network via dry rectifier with AC disconnection, characterized in that an auxiliary rectifier is provided with opposite polarity parallel to the main rectifier, its DC voltage less than or at most equal to the voltage drop of the main rectifier and the DC side is only switched into the circuit of the electromagnet when the main rectifier is switched off.

2. Rectifier arrangement according to Claim i, characterized in that the voltage of the auxiliary rectifier is equal or less than the total lock voltage of those connected in series with it Glpichrichterplattrsn of the main rectifier is.

3. Rectifier arrangement according to Claims i and 2, characterized in that by a single switching process the main rectifier switched off on the AC side and the auxiliary rectifier is connected to the solenoid coil on the DC side. q .. rectifier arrangement according to claim i to 3, characterized in that the auxiliary rectifier of one separate transformer is fed.