CH664175A5 - CIRCUIT ARRANGEMENT FOR CONTROLLING AN ELECTROMAGNETIC ACTUATOR FOR A TEXTILE MACHINE. - Google Patents

Description

BESCHREIBUNG DESCRIPTION

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Steuerung eines elektromagnetischen Stellgliedes für eine Textilmaschine, wobei die Spule mit einem Strompfad für einen Übererregungsstrom, einem Strompfad für einen Haltestrom und einem Strompfad für eine Schnellentregelung verbunden ist. The invention relates to a circuit arrangement for controlling an electromagnetic actuator for a textile machine, the coil being connected to a current path for an overexcitation current, a current path for a holding current and a current path for a quick control.

Aus der DE-OS 2 543 318 ist eine Schaltungsanordnung zur Steuerung des Pulsbetriebes eines Elektromagneten einer Strickmaschine bekannt, bei der für die Schnellerregung und Schnellentregung sowie die Erzeugung eines definierten Haltestromes für die Spule drei Spannungsquellen benötigt werden. Im Schaltkreis für die Schnellerregung der Spule wird der aus einer Spannungsquelle auf eine Spannung UBi aufgeladene Kondensator über einen von einer Steuerleitung durchgesteuerten Transistor und einen von einem linearen Integrierkreis durchgesteuerten Transistor über die Spule entladen. Eine zweite Spannungsquelle UB2 für die Erzeugung des Haltestromes ist über eine Diode mit der Spule in Serie geschaltet, wobei der Haltestrom über den linearen Integrierkreis und den Transistor definiert eingestellt wird. Für den Betrieb des linearen Integrierkreises wird eine dritte Spannungsquelle benötigt. Der Einschaltimpuls für die Schnellentregung wird über eine weitere Steuerleitung einem Thyristor zugeleitet, der in einem Strompfad der Quelle für die Spannung UBi mit einem Widerstand, einer Diode, einem weiteren Widerstand und der Spule angeordnet ist. Da drei Spannungsquellen sowie zwei Steuereingänge für den Pulsbetrieb der Spule erforderlich sind, ist die Schaltung sehr aufwendig. Weil zudem zwei Steuereingänge benötigt werden, ist über den dargestellten Schaltungsaufwand hinaus eine separate Ansteuerschaltung notwendig. Ein weiterer erheblicher Aufwand für die Schaltung ergibt sich durch die Einordnung der Spule mitten in die Schaltung, wodurch eine Erdung der Spule nicht möglich ist und für jede der Vielzahl von Spulen einer elektronisch gesteuerten Musterauswahl zwei Leitungen erforderlich sind. From DE-OS 2 543 318 a circuit arrangement for controlling the pulse operation of an electromagnet of a knitting machine is known, in which three voltage sources are required for the fast excitation and de-excitation as well as the generation of a defined holding current for the coil. In the circuit for high-speed excitation of the coil, the capacitor, which is charged from a voltage source to a voltage UBi, is discharged via the coil through a transistor controlled by a control line and a transistor controlled by a linear integrating circuit. A second voltage source UB2 for generating the holding current is connected in series with the coil via a diode, the holding current being set in a defined manner via the linear integrating circuit and the transistor. A third voltage source is required to operate the linear integrating circuit. The switch-on pulse for rapid de-excitation is fed via a further control line to a thyristor which is arranged in a current path of the source for the voltage UBi with a resistor, a diode, a further resistor and the coil. Since three voltage sources and two control inputs are required for the pulse operation of the coil, the circuit is very complex. Because two control inputs are also required, a separate control circuit is required in addition to the circuit complexity shown. A further considerable outlay for the circuit results from the arrangement of the coil in the middle of the circuit, as a result of which it is not possible to ground the coil and two lines are required for each of the multiplicity of coils of an electronically controlled pattern selection.

Das Ziel der Erfindung besteht darin, den Schaltungsaufwand zu verringern. Daraus ergibt sich die Aufgabe, eine Schaltungsanordnung für den Pulsbetrieb eines Elektromagneten zu schaffen, die nur eine Spannungsquelle benötigt. The aim of the invention is to reduce the circuit complexity. This results in the task of creating a circuit arrangement for the pulsed operation of an electromagnet which only requires one voltage source.

Die erfindungsgemässe Lösung dieser Aufgabe besteht darin, dass eine Spannungsquelle in einem ersten Strompfad mit dem Eingang eines ersten Schaltelementes verbunden ist, dessen Steuerleitung mit einem Optokoppler in Verbindung steht und dessen Ausgang über die zwischen den Punkten B und B' liegende Parallelschaltung eines Kondensators und eines Widerstandes mit einer geerdeten Spule verbunden ist, und dass die Spannungsquelle in einem zweiten Strömpfad die Steuerleitung für ein zweites Schaltelement bildet und dieses einerseits geerdet und andererseits mit dem Punkt B der Parallelschaltung verbunden ist. The solution to this problem according to the invention is that a voltage source is connected in a first current path to the input of a first switching element, the control line of which is connected to an optocoupler and the output of which is via the parallel connection of a capacitor and one between points B and B ' Resistor is connected to a grounded coil, and that the voltage source in a second flow path forms the control line for a second switching element and this is grounded on the one hand and on the other hand connected to point B of the parallel connection.

In einer Ausbildungsform der Erfindung sind in den Strompfad zwischen Optokoppler und dem ersten Schaltelement ein Widerstand und eine Zenerdiode in Serie geschaltet. In one embodiment of the invention, a resistor and a Zener diode are connected in series in the current path between the optocoupler and the first switching element.

Schliesslich ist in einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung parallel zur Steuerleitung des zweiten Schaltelementes ein Kondensator geschaltet. Finally, in a further embodiment of the invention, a capacitor is connected in parallel with the control line of the second switching element.

Die Erfindung wird nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. The invention is explained in more detail below using an exemplary embodiment.

In den dazugehörigen Zeichnungen zeigen: In the accompanying drawings:

Figur 1 ein Schaltbild der Schaltungsanordnung eines elektromagnetischen Stellgliedes und Figure 1 is a circuit diagram of the circuit arrangement of an electromagnetic actuator and

Figur 2 ein Strom-Zeit-Diagramm des Erregungs- und Entregungsverlaufes. Figure 2 is a current-time diagram of the excitation and de-excitation course.

Die in Figur 1 dargestellte Schaltung dient der Steuerung des Stromes bei der Erregung bzw. Entregung einer Spule nach einem in Figur 2 gezeigten Verlauf. Derartige Spulen werden zur Einzelnadelauswahl in Strickmaschinen verwendet. Da sie mit einer sehr hohen Schaltfrequenz betrieben werden, muss in diesen Spulen bei ihrer Erregung sehr schnell ein Magnetfeld aufgebaut, während der Haltephase eine definierte Haltekraft erreicht werden und bei der Abschaltung eine schnelle Entregung unter Vermeidung von Remanenzerscheinungen bewirkt werden. In dem Schaltbild nach Figur 1 ist der Punkt E in bekannter Weise mit einer nicht dargestellten Steuerung verbunden, die den Punkt E mit TTL-Pegel (Ue) ansteuert. Der Punkt E ist über einen Widerstand 1 mit einer .Leuchtdiode 2 (LED) verbunden, die andererseits mit der Masse in Verbindung steht. Zur galvanischen Trennung des Steuerschaltkreises vom Spulenschaltkreis, ist die Leuchtdiode 2 Bestandteil eines Optokopplers 2', der andererseits noch einen Fototransistor 3 enthält. Der Kollektor des Fototransistors 3 ist durch die Steuerleitung 3' über den Punkt J, einen Widerstand 4, eine Zenerdiode 5, mit der Basis eines Transistors 6 verbunden. Der Emitter des Transistors 6 ist über den Strompfad 6' an den Pluspol einer Spannungsquelle UB geführt, während der Kollektor dieses Transistors 6 an den Punkt B geschaltet ist. Zwischen den Punkten B und B' sind vor dem mit A gekennzeichneten Ausgang zur Spule 7, in einer Parallelschaltung 7', ein Kondensator 8 und ein Widerstand 9 geschaltet. Die Spule 7 ist mit ihrem anderen Pol an Masse gelegt. Der Punkt B ist in einem weiteren Strompfad über einen Widerstand 10 mit dem Kollektor eines Transistors 11 verbunden, dessen Ermitter an Masse geschaltet ist. Der Widerstand 10 dient gleichzeitig als Schutzwiderstand für die Transistoren 6 und 11. Die Zuleitung 12 an die Basis des Transistors 11 ist mit einem Kondensator 13 verbunden, der andererseits am Masse geschaltet ist. Im Punkt C ist die Zuleitung 12 mit einer weiteren Leitung 14 verbunden, die über einen Widerstand 15 im Punkt D über eine Leitung 16 mit dem Punkt J sowie über eine Leitung 17 mit einem Widerstand 18 in Verbindung steht. Der Widerstand 18 ist des weiteren durch einen Strompfad 19 mit der Spannungsquelle UB verbunden. The circuit shown in FIG. 1 is used to control the current when a coil is excited or de-excited according to a curve shown in FIG. Such bobbins are used for single needle selection in knitting machines. Since they are operated at a very high switching frequency, a magnetic field must be built up very quickly when excited in these coils, a defined holding force must be achieved during the holding phase, and rapid de-energization when switched off, while avoiding residual phenomena. In the circuit diagram according to FIG. 1, point E is connected in a known manner to a controller, not shown, which controls point E with a TTL level (Ue). Point E is connected via a resistor 1 to a light-emitting diode 2 (LED), which on the other hand is connected to ground. For the galvanic isolation of the control circuit from the coil circuit, the light-emitting diode 2 is part of an optocoupler 2 ', which on the other hand also contains a phototransistor 3. The collector of the phototransistor 3 is connected to the base of a transistor 6 through the control line 3 'via the point J, a resistor 4, a Zener diode 5. The emitter of transistor 6 is led via the current path 6 'to the positive pole of a voltage source UB, while the collector of this transistor 6 is connected to point B. A capacitor 8 and a resistor 9 are connected between the points B and B 'in front of the output to the coil 7, in a parallel circuit 7', in front of the output labeled A. The coil 7 is grounded with its other pole. Point B is connected in a further current path via a resistor 10 to the collector of a transistor 11, the emitter of which is connected to ground. The resistor 10 also serves as a protective resistor for the transistors 6 and 11. The supply line 12 to the base of the transistor 11 is connected to a capacitor 13, which on the other hand is connected to ground. At point C the supply line 12 is connected to a further line 14 which is connected via a resistor 15 in point D via a line 16 to point J and via a line 17 to a resistor 18. The resistor 18 is further connected to the voltage source UB by a current path 19.

Die Schaltungsanordnung arbeitet wie folgt: The circuit arrangement works as follows:

Beim Einschaltvorgang liegt im Punkt E das logische « 1 »-Signal der Steuerung an, und damit fliesst Strom über When switching on, the logic “1” signal from the control is present at point E, and thus current overflows

5 5

io io

15 15

20 20th

25 25th

30 30th

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

60 60

65 65

3 3rd

664 175 664 175

den Widerstand 1 und die Leuchtdiode 2. Das diese leuchtet, wird der Phototransistor 3 durchgesteuert und am Punkt J liegt Massepotential. the resistor 1 and the light-emitting diode 2. When it lights up, the phototransistor 3 is turned on and at point J there is ground potential.

Durch den Spannungsunterschied zwischen dem Punkt J und der Basis des Transistors 6 fliesst ein Basisstrom, der durch die Grösse des Widerstandes 4 und die Z-Spannung der Zenerdiode 5 bestimmt wird. Der Transistor 6 wird leitend. Da die Spannung zwischen Basis und Emitter des Transistors 11 Null Volt beträgt, ist dieser nicht leitend. Der nun aus der Spannungsquelle UB über den Transistor 6, den Kondensator 8 in die Spule 7 fliessende Einschaltstrom, wird nur durch den Innenwiderstand der Spule 7 begrenzt. Er erreicht zum Zeitpunkt ti (vgl. Fig. 2) sein Maximum. Mit Beginn des . Stromflusses iL lädt sich der Kondensator 8 auf und der Widerstand 9 wird strombegrenzend wirksam. Zum Zeitpunkt t2 ist der Kondensator 8 auf die Spannung UB aufgeladen und der Strom iL wird durch den Widerstand 9 auf einen konstanten Haltestrom ìLh begrenzt. Beim Ausschaitvorgang liegt am Punkt E ein logisches « 0 »-Signal an, der Phototransistor 3 sperrt, am Punkt J stellt sich ein positives Potential ein, welches durch die Widerstände 15 und 18 bestimmt wird. Da die A base current flows through the voltage difference between the point J and the base of the transistor 6, which base current is determined by the size of the resistor 4 and the Z voltage of the Zener diode 5. The transistor 6 becomes conductive. Since the voltage between the base and emitter of transistor 11 is zero volts, it is not conductive. The inrush current flowing from the voltage source UB via the transistor 6, the capacitor 8 into the coil 7 is only limited by the internal resistance of the coil 7. It reaches its maximum at time ti (cf. FIG. 2). With the beginning of the. Current flow iL, the capacitor 8 charges and the resistor 9 has a current-limiting effect. At time t2, the capacitor 8 is charged to the voltage UB and the current iL is limited by the resistor 9 to a constant holding current ìLh. During the opening process, a logic “0” signal is present at point E, which blocks phototransistor 3, and a positive potential is established at point J, which is determined by resistors 15 and 18. Since the

Spannung zwischen dem Emitter des Transistors 6 und dem Punkt J kleiner als die Z-Spannung der Zenerdiode 5 ist, leitet die Zenerdiode nicht, es fliesst kein Basisstrom im Transistor 6, wodurch dieser gesperrt ist. Aus der Spannungsquelle UB 5 fliesst über die Widerstände 18 und 15 in der Leitung 14 ein Basisstrom. Dieser Basisstrom für den Transistor 11 wird durch den Kondensator 13 etwas verzögert um sicherzustellen, dass der Transistor 11 erst dann durchgesteuert wird, wenn der Transistor 6 gesperrt ist. Der über die Leitung 12 in io die Basis des Transistors 11 gelangende verzögerte Basisstrom steuert den Transistor 11 durch. Der auf die Spannung Uc (Differenz zwischen Betriebsspannung UB und Spulenspannung UL) aufgeladene Kondensator 8 entlädt sich zum Zeitpunkt tA (Fig. 2) über die Spule 7, über die Widerstände 9 ; 10 is und den Transistor i 1. Bei diesem Entladevorgang ist der Stromfluss durch die Spule 7 dem Haltestrom iLH entgegengesetzt, erreicht zum Zeitpunkt T3 sein Maximum und klingt dann auf Null ab. Der umgekehrte Stromfluss bewirkt eine schnelle Entmagnetisierung der Spule 7 und eine Herabset-20 zung der Remanenz des Spulenkernes auf Null. If the voltage between the emitter of the transistor 6 and the point J is less than the Z voltage of the Zener diode 5, the Zener diode does not conduct, and no base current flows in the transistor 6, as a result of which it is blocked. A base current flows from the voltage source UB 5 via the resistors 18 and 15 in the line 14. This base current for the transistor 11 is delayed somewhat by the capacitor 13 to ensure that the transistor 11 is only turned on when the transistor 6 is blocked. The delayed base current passing through line 12 in io the base of transistor 11 controls transistor 11. The capacitor 8 charged to the voltage Uc (difference between the operating voltage UB and the coil voltage UL) discharges at the time tA (FIG. 2) via the coil 7, via the resistors 9; 10 is and the transistor i 1. During this discharge process, the current flow through the coil 7 is opposite to the holding current iLH, reaches its maximum at time T3 and then decays to zero. The reverse current flow causes a quick demagnetization of the coil 7 and a reduction in the remanence of the coil core to zero.

G G

1 Blatt Zeichnungen 1 sheet of drawings

Claims (3)

664 175664 175 1. Schaltungsanordnung zur Steuerung eines elektromagnetischen Stellgliedes für eine Textilmaschine, wobei die Spule mit einem Strompfad für einen Übererregungsstrom, einem Strompfad für einen Haltestrom und einem Strompfad für eine Schnellentregung verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine Spannungsquelle (Uß) in einem ersten Strompfad (6') mit dem Eingang eines ersten Schaltelementes (6) verbunden ist, dessen Steuerleitung (3') mit einem Optokoppler (2') in Verbindung steht und dessen Ausgang über die zwischen den Punkten B und B' liegende Parallelschaltung (7') eines Kondensators (8) und eines Widerstandes (9) mit einer geerdeten Spule (7) verbunden ist, und dass die Spannungsquelle (UB) in einem zweiten Strompfad (19) die Steuerleitung für ein zweites Schaltelement (11) bildet und dieses einerseits geerdet und andererseits mit dem Punkt B der Parallelschaltung verbunden ist. 1. A circuit arrangement for controlling an electromagnetic actuator for a textile machine, the coil being connected to a current path for an overexcitation current, a current path for a holding current and a current path for rapid de-excitation, characterized in that a voltage source (Uß) is connected in a first current path ( 6 ') is connected to the input of a first switching element (6), the control line (3') of which is connected to an optocoupler (2 ') and the output of which is via the parallel connection (7') between points B and B ' Capacitor (8) and a resistor (9) is connected to a grounded coil (7), and that the voltage source (UB) forms the control line for a second switching element (11) in a second current path (19) and this is grounded on the one hand and on the other hand is connected to point B of the parallel circuit. 2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in den Strompfad zwischen Optokoppler (2') mit dem ersten Schaltelement (6) ein Widerstand (4) und eine Zenerdiode (5) in Serie geschaltet sind. 2. Circuit arrangement according to claim 1, characterized in that a resistor (4) and a Zener diode (5) are connected in series in the current path between the optocoupler (2 ') with the first switching element (6). 2 2nd PATENTANSPRÜCHE PATENT CLAIMS 3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass parallel zur Steuerleitung des zweiten Schaltelementes (11) ein Kondensator (13) geschaltet ist. 3. Circuit arrangement according to claim 1, characterized in that a capacitor (13) is connected in parallel to the control line of the second switching element (11).