CN110265205A

CN110265205A - 电磁装置以及用来运行此电磁装置的方法

Info

Publication number: CN110265205A
Application number: CN201910185478.9A
Authority: CN
Inventors: 奥拉夫·奥利施拉格尔; 托马斯·柔兰德; 克里斯汀·布雷特沃姆; 托马斯·鲍姆; 爱德温·克罗伊茨贝格; 迈克尔·贡克尔
Original assignee: Thomas Magnete GmbH
Current assignee: Thomas Magnete GmbH
Priority date: 2018-03-12
Filing date: 2019-03-12
Publication date: 2019-09-20
Anticipated expiration: 2039-03-12
Also published as: DE102018001985A1; CN110265205B; DE102018001985B4

Abstract

电磁装置以及用来运行此电磁装置的方法2.1目的：尽管电控制器中具有空载二极管，但电磁铁的力的衰变时间应该显著减小，在本发明的改进方案中该额外功能应该仅在需要时才可选地生效。2.2解决方案：根据电子断路器的状态，电气开关借助电子断路器产生或中断上一级电控制器的第一输出端和电磁线圈的第一端口之间的导电连接，其中电气开关至少借助第一二极管进行控制，二极管另一方面与电磁线圈的第二接口相连，其中在打开电子断路器时，电磁线圈的电流流经电制动装置，制动装置使该电流与预先设定的电阻和/或以及预先设定的阻断电压相反。2.3应用：如果需要快速地切断所涉及的电磁铁，则用来控制比例磁铁、电磁比例阀和电磁运行的活塞泵。

Description

电磁装置以及用来运行此电磁装置的方法

技术领域

本发明涉及一种根据第一专利权利要求的前序部分所述的电磁装置以及用来运行此电磁装置的方法。此装置由上一级的电控制器提供电能，其中在此还描述了此上一级电控制器，但它不是本发明的装置的一部分。

背景技术

电磁比例磁铁、比例阀和电磁运行的线性作用的活塞泵有利地通过电控制器供应电能，该电控制器优选地通过脉冲宽度调制来调节有效供电电压的水平。在此，该电控制器包含电气开关，其借助PWM频率打开和关闭。该有效电压的水平则由占空比产生。

如果PWM频率选择得足够高，则脉冲宽度调制的脉冲不会或仅在合理范围内穿透所提供的装置的功能，因为常用的电磁铁具有相当高的电感。

用于此目的的常规电控制器具有所谓的空载二极管，以便保护所谓的电气开关，该空载二极管在打开该电气开关之后继续流经电磁铁的电流，但没有运行电压。没有空载二极管会导致电气开关的高断路电压，这可能会破坏该电气开关。电控制器中的空载二极管引起了两个缺点：

-电磁铁只能非常缓慢地无力切换，因为衰变时间是由电感和带空载二极管的电路中的极低电阻引起的。

-在不干预电控制器的情况下，衰变时间不会受到影响。

发明内容

目的：

尽管电控制器中具有空载二极管，但电磁铁的力的衰变时间应该显著减小，在本发明的改进方案中该功能应该仅在需要时才有效地控制，即衰变时间应该至少在两个阶段中受到影响。

解决方案：

通过第一权利要求的特征实现了针对装置的第一目的，在从属权利要求2至8中描述了有利的改进方案，最后的权利要求描述了用于运转根据本发明的装置的方法。

按本发明的电磁装置包含至少一个电磁线圈以及与此电磁线圈相连的电气开关。电磁线圈和电气开关由上一极的电控制器优选以脉冲方式提供电能。

根据电子断路器的状态，电气开关借助电子断路器连接或中断电气开关的第一输入端和电磁线圈的第一端口之间的直接导电连接。

电气开关的第一输入端与上一级的控制器的第一输出端相连。

在此，电气开关由电路的第二输入端处的电压至少借助于第一二极管进行控制。

电气开关的第二输入端与上一级的控制器的第二输出端相连。

在电子断路器打开时，电磁线圈的电流流过电制动装置，电制动装置使电流与预定的电阻和/或预定的制动电压相反，其中在短时间之后通过电磁线圈的电流(与没有这个制动电压的衰变时间相比)停止。

电制动装置优选由Z二极管和电阻的串联构成。Z二极管在此能够是单向的，也能够是双向的。

同样，电气开关还优选包含延时器，延时器与第一二极管并联地影响电子断路器。在此，延时器包含至少一个电容和电阻。电容和电阻确定了延时器的延迟时间。

在此，电容优选与电气开关的第一输入端相连，以便由在那里施加的电压支持。

有利的是，第一二极管在其导电时闭合电子断路器，因为第二输出端处的电压充分低于控制器的第一输出端处的电压。

既使电气开关在上一级控制器中闭合，也优选进行这一点。如果控制器的第一输出端上的电压能够克服信号路径过程中的电阻以及闭合电子断路器所涉及的半导体的阻断电压，则控制器的第二输出端上的电压充分低于控制器的第一输出端上的电压。

还有利的是，如果控制器的第二输出端的电压充分高于控制器的第一输出端处的电压，则延时器在预定的延迟时间T_v之后打开电子断路器。

既使电气开关在上一级控制器中打开，也优选进行这一点。

如果电路的第一输入端上的电压能够克服信号路径过程中的电阻以及打开电子断路器所涉及的半导体的阻断电压，则电路的第二输入端上的电压则充分高于电路的第一输出端上的电压。

电气开关优选是场效应晶体管，其在闭合状态下具有非常小的电阻。如果场效应晶体管的电阻小于电磁线圈的电阻，则该场效应晶体管的电阻非常小。

在第一有利的实施方式中，电气开关不可分离地与电磁线圈连接，例如通过共同的塑料挤压包封件。

在第二有利的实施方式中，电气开关通过第三插拔连接器与电磁线圈连接，其中电气开关设置在中间插拔壳体中。

第一插拔连接器例如将电缆与控制器相连，并且第二插拔连接器将电缆与电气开关相连。

为了运行按本发明的电磁装置，在第一运行方式下电控制器产生了电源电压的脉冲宽度调制，其具有小于预定极限频率F_G的频率。

该极限频率大致从延迟时间T_v计算，其中F_G＝k/(2*p*T_v)，其中k作为在模拟或试验中获得的校正因子。

在这种情况下，延时器将在其输入端处的脉冲正电压传导至电子断路器，从而定期打开电子断路器，但减少了接通时间。

如果第二输出端上的电压相对于第一输出端上的电压足够负，则二极管不延迟地再次关闭电子断路器。

如果电压能够克服信号路径过程中的电阻以及打开电子断路器所涉及的半导体的阻断电压，则电压足够负。

在第二运行方式下，电控制器产生了电源电压的脉冲宽度调制，其具有大于预定极限频率F_G的频率，并且具有大于预先设定的极限占空比的占空比，由此，由于探测间歇中的正电压脉冲短于延迟时间T_v，因此延时器不会将其输入端的正电压脉冲传递给电子断路器，并且不会打开电子电路断路器。

应用：

如果需要快速地切断所涉及的电磁铁，则按本发明的装置用来控制比例磁铁、电磁比例阀和电磁运行的活塞泵。

附图说明

图1示出了上一级的控制器A2和按本发明的电磁装置A1的简化图。

图2示意性地示出了第一实施方式中的控制器A2和装置A1的构造，其中在电路A3和电磁线圈L1之间具有固定的连接。

图3示意性地示出了第二实施方式中的控制器A2和装置A1的构造，其中在中间插拔壳体中具有电路A3。

具体实施方式

该示例性的按本发明的按图1的电磁装置(A1)包含电磁线圈(L1)以及与此电磁线圈相连的电气开关(A3)，其中电磁线圈(L1)和电气开关(A3)由上一极的电控制器(A2)以脉冲方式提供电能。

根据电子断路器(S1)的状态，电气开关(A3)借助电子断路器(S1)建立或中断电气开关(A3)的第一输入端(P1)和电磁线圈(L1)的第一端口(P3)之间的导电连接。

在此，电气开关(S1)借助第一二极管(D1)和延时器(V1)进行控制。二极管(D1)和延时器(V1)另一方面与电磁线圈(L1)的第二接口(P4)相连。

在打开电子断路器(S1)时，电磁线圈(L1)的电流流经电制动装置(Z1)，制动装置使该电流与预先设定的电阻和/或以及预先设定的阻断电压相反。

电制动装置(Z1)例如由Z二极管(D3)和电阻(R1)的串联构成。

延时器(V1)由电路构成，其包含至少一个电容(C1)和电阻(R2)，并且电容(C1)和电阻(R1)确定了延时器(V1)的延迟时间T_v。

在此，电容(C1)优选还与的第一输入端(P1)相连，以便由在那里施加的电压支持。

第一二极管(D1)导电的情况下，二极管()闭合电气开关(S1)。

如果电路(A3)的第二输出端(P2)上的电压充分高于电路(A 3)的第一输入端(P1)上的电压，则延时器(V1)在预先设定的延迟时间T_v之后开启开关(S1)。

电气开关(S1)优选是场效应晶体管，其在磁通方向上具有非常小的电阻。

在按图2的第一实施方式中，电气开关(A3)不可分离地与电磁线圈(L1)例如在共同的塑料挤压包封件中相连，其中塑料挤压包封件完全或只局部地包围着电磁线圈。

在此，电控制器(A2)通过电缆给电磁装置(A1)供电，该电缆配备具有电控制器(A2)的第一插拔连接器(N1)，并且配备具有电磁装置(A1)的第二插拔连接器(N2)。

在按图3的第二实施方式中，电气开关(A3)通过插拔连接器(N3)与电磁线圈(L1)连接，其中电气开关(A3)设置在中间插拔壳体(G1)中。中间插拔壳体(G1)具有两个(N2、N3)，一个是用于上一极电控制器(A2)的输入侧的插拔连接器(N2)，另一个是用来连接电磁线圈(L1)的插拔连接器(N3)。

中间插拔壳体(G1)优选由电磁线圈(L1)机械地承载着。

附图标记清单

A1 电磁装置

A2 上一极电控制器

A3 电气开关

D1 二极管

D2 空载二极管

D3Z 二极管

P1 A2的第一输出端和A3的输入端

P2 A2的第二输出端和A3的输入端

P3 L1的第一接口、A3的第三接口

P4 L1的第二接口、A3的第四接口

L1 A1中的电磁线圈

51 A3中的电子断路器

52 A2中的电气开关

R1 Z1中的电阻

R2 V1中的电阻

V1 延时器

C1 V1中的电容

Z1 制动装置

G1 中间插拔壳体

N1 插拔连接器，双极的

N2 插拔连接器，双极的

N3 插拔连接器，双极的

Claims

1.一种电磁装置(A1)，其至少包含电磁线圈(L1)以及与所述电磁线圈相连的电气开关(A3)，其特征在于，

根据所述电子断路器(S1)的状态，所述电气开关(A3)借助电子断路器(S1)建立或中断所述电气开关(A3)的第一输入端(P1)和所述电磁线圈(L1)的第一端口(P3)之间的导电连接，其中所述电气开关(S1)借助第一二极管(D1)进行控制，所述二极管另一方面与所述电磁线圈(L1)的第二接口(P4)相连，并且在打开所述电子断路器(S1)时，所述电磁线圈(L1)的所述电流流经电制动装置(Z1)，所述制动装置使该电流与预先设定的电阻和/或以及预先设定的阻断电压相反。

2.根据权利要求1所述的电磁装置(A1)，其特征在于，所述电制动装置(Z1)由Z二极管(D3)和电阻(R1)的串联构成。

3.根据上述权利要求中任一项所述的电磁装置(A1)，其特征在于，所述电气开关(S1)也由延时器(V1)进行控制，所述延迟器从所述电气开关(A3)的第二输入端(P2)处的电压获得其输入信号，其中所述延时器(V1)由电路构成，其包含至少一个电容(C1)和电阻(R2)，并且其中所述电容(C1)和所述电阻(R1)确定了所述延时器(V1)的延迟时间T_v。

4.根据上述权利要求中任一项所述的电磁装置(A1)，其特征在于，在所述第一二极管(D1)导电的情况下，所述第一二极管(D1)闭合所述电子断路器(S1)。

5.根据上述权利要求中任一项所述的电磁装置(A1)，其特征在于，如果所述电路(A3)的所述第二输出端(P2)上的所述电压充分高于所述电路(A 3)的第一输入端(P1)上的所述电压，则所述延时器(V1)在预先设定的延迟时间T_v之后开启所述电子断路器(S1)。

6.根据上述权利要求中任一项所述的电磁装置(A1)，其特征在于，所述电气开关(S1)是场效应晶体管。

7.根据上述权利要求中任一项所述的电磁装置(A1)，其特征在于，所述电气开关(A3)不可分离地与所述电磁线圈(L1)相连。

8.根据权利要求1至6中任一项所述的电磁装置(A1)，其特征在于，所述电气开关(A3)通过插拔连接器(N3)与所述电磁线圈(L1)连接，其中所述电气开关(A3)设置在中间插拔壳体(G1)中。

9.一种用来运行电磁装置(A1)的方法，所述电磁装置至少包含电磁线圈(L1)以及与所述电磁线圈相连的电气开关(A3)，

其特征在于，

根据所述电子断路器(S1)的状态，所述电气开关(A3)借助电子断路器(S1)建立或中断所述电气开关(A3)的第一输入端(P1)和所述电磁线圈(2)的第一接口(P3)之间的导电连接，

其中所述电气开关(S1)由所述电路(A3)的第二输入端(P2)处的电压借助于延时器(V1)并且与此同时借助二极管(D1)进行控制，

其中在第一运行方式下，上一极电控制器(A2)产生了所述电源电压的脉冲宽度调制，其具有小于预定极限频率F_G的频率，因此所述延时器(V1)以缩短的接通时间将其输入端上的正电压脉冲传导至所述电子断路器(S1)，并且在此定期打开所术电子断路器(S1)，如果所述第二输出端(P2)上的所述电压相对于所述第一输出端(P1)上的所述电压足够负，则所述二极管(D1)不延迟地再次关闭所述电子断路器(S1)。

其中在第二运行方式下，所述电控制器(A2)产生了所述电源电压的脉冲宽度调制，其具有大于预定极限频率F_G的频率，因此所述延时器(V1)不会将其输入端上的正电压脉冲传导至所述电子断路器(S1)，并且不会定期打开所术电子断路器。