DE202007019003U1 - Rectifier for feeding a coil - Google Patents
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Abstract
Schaltung für den Betrieb einer Spule zum Anschluss an Wechselstromversorgungen mit unterschiedlichen Betriebsspannungen (vorzugsweise einphasig) mit:
einer mit den Eingangsanschlüssen verbundenen Gleichrichterschaltung zum Erzeugen einer sich periodisch ändernden Gleichspannung;
Ausgangsanschlüssen zum Versorgen einer Spule mit der vom Gleichrichter erzeugten Gleichspannung;
einem oder mehreren elektronischen Ventilen/Schaltern, um den Gleichstrom jederzeit ein- bzw. auszuschalten;
vorzugsweise einer Freilaufdiode, die an die Ausgangsanschlüsse angeschlossen ist, um während der Sperrzeiten der elektronischen Ventile/Schalter den Stromfluss durch die Spule aufrecht zu erhalten;
einem an die Ausgangsanschlüsse angeschlossenen Regelkreis, der die an der Spule anliegende Gleichspannung misst oder aus anderen gemessenen Spannungen (z. B. Eingangsspannung, Zwischenkreisspannung, Ventil-Schalterspannung usw.) berechnet oder herleitet und das elektronische Ventil/Schalter so ansteuert, dass die an der Spule liegende Gleichspannung konstant bleibt und
einem mechanischen/elektronischen Schalter in der Stromzufuhr zur Spule zwecks Unterbrechung und Schnellabschaltung des Freilaufkreises.Circuit for operating a coil for connection to AC power supplies with different operating voltages (preferably single-phase) with:
a rectifier circuit connected to the input terminals for generating a periodically changing DC voltage;
Output terminals for supplying a coil with the DC voltage generated by the rectifier;
one or more electronic valves / switches to turn the DC power on and off at any time;
preferably a freewheeling diode connected to the output terminals for maintaining current flow through the coil during the off-time periods of the electronic valves / switches;
a control circuit connected to the output terminals which measures or derives the DC voltage applied to the coil from other measured voltages (eg input voltage, intermediate circuit voltage, valve switch voltage etc.) and controls the electronic valve / switch so that the the DC coil voltage remains constant and
a mechanical / electronic switch in the power supply to the coil for the purpose of interrupting and quick shutdown of the freewheeling circuit.
Description
Gebiet der ErfindungField of the invention
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Gleichrichterschaltung zur Speisung einer Spule – z. B. den Elektromagneten einer elektrisch lüftbaren Bremse – mit Strom aus einem Wechselstromnetz.The The present invention relates to a rectifier circuit for feeding a coil - z. B. the electromagnet of an electric Airable brake - with power from an AC mains.
Technischer HintergrundTechnical background
Elektrisch luftbare Bremsen wie die Sicherheitsbremsen von Aufzügen bestehen im Allgemeinen aus einer Bremse, die mit Federn in den Eingriff gedrückt wird. In diesem Zusammenhang bedeutet „lüftbar”, dass die Bremse durch die Einwirkung des Stroms gelöst bzw. freigesetzt wird: Ein Elektromagnet ist vorgesehen, um die Bremse zu lüften. Er wirkt der Federkraft entgegen auf einen Anker; sobald er jedoch stromlos geschaltet wird, bringen die Federn die Bremse in den Eingriff zurück. Für einen erheblichen Anteil der Betriebszeit der Maschinenanlage, an der die Bremse arbeitet, muss daher die Spule des Elektromagneten erregt sein, was eine ständige Stromzufuhr erfordert. Typischerweise erfolgt diese durch Anschluss an das örtliche Stromnetz. Die Spannung des nahe der Maschinenanlage verfügbaren örtlichen Stromnetzes hat typischerweise eine Anzahl unterschiedlicher Standardwerte. Es kann sich z. B. um die 400 V-Dreh- bzw. Starkstrom- oder um die 230/250 V-Hausnetze in Europa oder um die niedrigeren 110 V-Hausnetze handeln, die sich in den USA finden. Für jede verfügbare Spannung und Bremsleistung muss der Hersteller der elektromagnetisch lüftbaren Bremse eine geeignete Spule liefern, was eine umfangreiche Lagerhaltung an Produkten erfordert, die gefertigt, vorgehalten und gewartet werden müssen.electrical airable brakes such as the safety brakes of elevators generally consist of a brake that springs in the Intervention is pressed. In this context, "ventilatable" means that the brake is released by the action of the current or is released: An electromagnet is provided to the Release brake. He counteracts the spring force an anchor; as soon as it is de-energized, bring the springs return the brake into engagement. For a significant proportion of the operating time of the machinery the brake works, therefore, the coil of the electromagnet be energized, which requires a constant power supply. typically, This is done by connecting to the local power grid. The voltage of the local available near the machinery Power grid typically has a number of different default values. It can be z. B. to the 400 V rotary or high-current or the 230/250 V home networks in Europe or around the lower 110 V home networks acting in the US. For every available Voltage and braking power must be the manufacturer of the electromagnetic Air brake provide a suitable coil, which is a requires extensive warehousing of products that are manufactured, must be maintained and maintained.
Dieses
Problem der unterschiedlichen Netzspannungen ist in der Druckschrift
Ziel der vorliegenden Erfindung ist eine Gleichrichterschaltung zum Speisen elektromagnetisch lüftbarer Bremsen, die mit unterschiedlichen Netzspannungen einsetzbar sind. Vorzugsweise ist für alle Spannungen die gleiche elektromagnetische Spule und für alle Größen von Elektromagneten die gleiche Gleichrichterschaltung einsetzbar.aim The present invention is a rectifier circuit for dining Electromagnetically releasable brakes with different supply voltages can be used. Preferably, for all voltages same electromagnetic coil and for all sizes of electromagnets the same rectifier circuit can be used.
Zusammenfassung der ErfindungSummary of the invention
Nach
einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung stellt diese eine
Schaltung zum Speisen einer Spule einen Betriebsstrom bereit, der
folgendes aufweist:
Eingangsanschlüsse zum Anschluss
an ein Wechselstromnetz;
eine mit den Eingangsanschlüssen
verbundene Gleichrichterschaltung zum Erzeugen einer Gleichspannung
auf der Basis des zugeführten Wechselstroms; und
Ausgangsanschlüsse,
an denen an der Gleichrichterschaltung eine Gleichspannung zum Anschluss
an die Spule abnehmbar ist;
gekennzeichnet durch einen Spannungsversorgungs-Regelkreis,
der an die Ausgangsanschlüsse gelegt ist, um die an den
Ausgangsanschlüssen liegende Spannung zu regeln, wobei
der Spannungsversorgungs-Regelkreis eine Steuerausgangsleitung sowie
eine interne Schaltung aufweist, mit der ein Anforderungssignal
auf die Ausgangsleitung legbar ist, falls mehr Strom vom Gleichrichter
benötigt wird, um die geregelte Spannung an den Ausgangsanschlüssen
aufrecht zu erhalten;
wobei das Gleichrichterelement eine Spannungsbegrenzungsschaltung
aufweist, die mit der Steuerausgangsleitung des Spannungsversorgungs-Regelkreises
verbunden ist und einen Strom zu den Ausgangsanschlüssen
zulässt, wenn das Anforderungssignal empfangen wurde.According to a first aspect of the present invention, this circuit for feeding a coil provides an operating current comprising:
Input terminals for connection to an AC mains;
a rectifier circuit connected to the input terminals for generating a DC voltage based on the supplied AC current; and
Output terminals at which a DC voltage for connection to the coil is detachable at the rectifier circuit;
characterized by a power supply control circuit connected to the output terminals for regulating the voltage applied to the output terminals, the power supply control circuit having a control output line and an internal circuit with which a request signal can be applied to the output line in case of more current is required by the rectifier to maintain the regulated voltage at the output terminals;
wherein the rectifier element has a voltage limiting circuit connected to the control output line of the power supply control circuit and allowing current to the output terminals when the request signal has been received.
Nach einem zweiten Aspekt der Erfindung stellt diese eine Schaltung für den Betrieb einer Spule zum Anschluss an Wechselstromversorgungen unterschiedliche Arbeitsspannungen bereit, die eine mit den Eingangsanschlüssen verbundene Gleichrichterschaltung zum Erzeugen einer sich periodisch ändernden Gleichspannung; Ausgangsanschlüsse zum Speisen einer Spule mit der vom Gleichrichter erzeugten Gleichspannung; einem elektronischen Ventil/Schalter, mit dem ein Gleichstrom jederzeit ein- bzw. ausschaltbar ist; eine an die Ausgangsanschlüsse angeschlossene Freilaufdiode, mit der während den Sperrzeiten des elektronischen Ventils bzw. Schalters der Stromfluss durch die Spule aufrecht erhaltbar ist; einen an die Ausgangsanschlüsse angeschlossenen Regelkreis, der die an der Spule anliegende Gleichspannung misst; oder aus anderen gemessenen Spannungen (z. B. Eingangsspannung, Zwischenkreisspannung, Ventil-Schalterspannung, usw.) berechnet oder herleitet und das elektronische Ventil bzw. den Schalter ansteuert, um die an der Spule anliegende Gleichspannung konstant zu halten und einen mechanischen/elektronischen Schalter in der Stromversorgung der Spule aufweist, mit der der Freilaufkreis für eine Schnellabschaltung unterbrechbar ist.According to a second aspect of the invention, this circuit provides a different operating voltage for operating a coil for connection to AC power supplies, comprising a rectifier circuit connected to the input terminals for generating a periodically varying DC voltage; Output terminals for supplying a coil with the DC voltage generated by the rectifier; an electronic valve / switch with which a direct current can be switched on or off at any time; a freewheeling diode connected to the output terminals, with which the current flow through the coil is maintained during the blocking periods of the electronic valve or switch is durable; a control circuit connected to the output terminals and measuring the DC voltage applied to the coil; or from other measured voltages (eg, input voltage, DC link voltage, valve switch voltage, etc.) and drives the electronic valve or switch to keep the DC voltage applied to the coil constant and a mechanical / electronic switch in the power supply of the coil with which the freewheeling circuit is interrupted for an emergency shutdown.
Die erfindungsgemäße Anordnung regelt die an der Spule liegende Spannung. Steigt also die Temperatur der Spule, sinkt die in der Spule umgesetzte Leistung als Funktion des Widerstands (P = U2/R). Dadurch verringert sich der Heizeffekt der Spule. Da weiterhin die Spannung an der Spule stabilisiert wird, ist die Schaltung über einen breiten Bereich unterschiedlicher Netz- bzw.The arrangement according to the invention regulates the voltage applied to the coil. If the temperature of the coil increases, the power converted in the coil decreases as a function of the resistance (P = U 2 / R). This reduces the heating effect of the coil. Furthermore, since the voltage at the coil is stabilized, the circuit over a wide range of different network or
Versorgungsspannungen und Spulenströmen verwendbar. Die Anordnung hat auch den Vorteil, dass für jeden Sollstrom nur ein aus einem Gleichrichter und einer Spulenspannung bestehender Nachrüstsatz, nicht aber eine separate Einheit für jede Strom/Spannungs-Kombination herzustellen ist. Dadurch erreicht man eine drastisch verringerte Anzahl herzustellender und vorzuhaltender Bauteile. Auch wenn man unterschiedliche Soll-Spulenströme ansetzt, besteht doch ein ziemlich breiter Strombereich, für den eine einzige Gleichrichterschaltung ausreicht. Weitere Aspekte der Erfindung sind u. a. ein Um- bzw. Nachrüstsatz aus dem Gleichrichter und einer Bremsspule sowie eine vollständige Bremse aus dem Gleichrichter, der Spule und den zugehörigen Bremsbauteilen wie den Bremsplatten und den Federn zum Einlegen der Bremse. Das Konstruieren solcher Bremsen selbst ist bekannt und lässt sich mehreren auf den Namen der Anmelderin lautenden Patentschriften entnehmen.supply voltages and coil currents usable. The arrangement also has the Advantage that only one out of a rectifier for each desired current and a coil voltage existing retrofit kit, not but a separate unit for each power / voltage combination is to produce. This achieves a drastically reduced Number of components to be produced and to be kept. Even if you are sets different target coil currents, but there is a fairly wide current range for which a single Rectifier circuit is sufficient. Further aspects of the invention are u. a. a conversion or retrofit kit from the rectifier and a brake coil and a complete brake from the Rectifier, the coil and the associated brake components such as the brake plates and the springs to engage the brake. The Constructing such brakes themselves is well known and lets several patents in the name of the Applicant remove.
Beschreibungdescription
Es werden nun einige Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.It Now, some embodiments of the present invention will become apparent described with reference to the accompanying drawings.
In
der Anordnung nach
Die
In
der Anordnung der
In dieser Anordnung ist daher der AC-Eingang direkt an einen Brückengleichrichter gelegt. Der elektronische Schalter, z. B. IGBT regelt die an die Spule gelegte Spannung gleichstromseitig entsprechend den Signalen aus dem Mess- und Regelglied.In This arrangement is therefore the AC input directly to a bridge rectifier placed. The electronic switch, z. B. IGBT regulates the coil voltage applied on the DC side according to the signals the measuring and control element.
In allen oben beschriebenen Schaltungen lässt sich parallel zur Spule eine Diode legen, die nach einer Unterbrechung der Stromzufuhr den weiteren Stromfluss gewährleistet. In Reihe mit dieser Freilaufdiode kann optional ein Schalter liegen, der sich öffnen lässt, um einen maximalen Stromabfall des Spulenstroms sicherzustellen. Schließlich lässt sich eine Schutzschaltung einbauen, die einen übermäßigen Anstieg der Rückspannung an der Spule verhindert und die zulässigen Spannungen nicht überschritten werden.In all the circuits described above can be parallel to the coil put a diode, which ensures the continuation of current flow after an interruption of the power supply. In series with this freewheeling diode may optionally be a switch that can be opened to ensure a maximum current drop of the coil current. Finally, a protection circuit can be installed which prevents an excessive increase of the reverse voltage on the coil and the permissible voltages be crossed, be exceeded, be passed.
Das „Mess- und Regelglied” im Blockschaltbild kann ein RC-Glied mit Spannungsteiler zum Erfassen der Ausgangsspannung oder anderer Spannungen (z. B. Eingangsspannung, Zwischenkreisspannung, Ventil-Schalterspannung, usw.) aus denen die Ausgangsspannung berechnet oder hergeleitet werden kann, sowie eine Auswerteschaltung sein, die entsprechend der Höhe der Ausgangsspannung die elektronischen Schalter ansteuert. Es lässt sich z. B. mit einem Operationsverstärker oder einem Mikroprozessor realisieren.The "measuring and control element "in the block diagram can be an RC element with Voltage divider for detecting the output voltage or other voltages (eg input voltage, intermediate circuit voltage, valve switch voltage, etc.) from which the output voltage is calculated or derived can be, as well as an evaluation circuit, the corresponding the amount of output voltage the electronic switches controls. It can be z. B. with an operational amplifier or realize a microprocessor.
Die Spule Y1 ist vorzugsweise nichts als die Spule selbst, die auf Grund der Temperaturänderung ihren Wirkwiderstand ändert, so dass bei konstant gehaltener Spulenspannung der Spulenstrom sinkt.The Coil Y1 is preferably nothing but the coil itself, due to the temperature change changes its resistance, so that the coil current decreases when the coil voltage is kept constant.
Für alle oben beschriebenen Ausführungsformen ist an eine optionale Auf- oder Abwärtsregelung der Regelspannung gedacht, um eine Übererregung und/oder eine reduzierte Haltespannung zu erreichen. Typischerweise wird die Spule bei der anfänglichen Erregung übererregt, um das magnetische Feld schnellstmöglich aufzubauen, und nach völliger Erregung mit verringerter Spannung erregt gehalten. Die Schaltungsanordnungen sind für beliebige Netzfrequenzen geeignet, einschl. insbesondere 50 Hz bzw. 60 Hz (z. B. USA). Es hat sich herausgestellt, dass Netzspannungen über einen Bereich der Größenordnung von 3:1 bedienbar sind.For All the embodiments described above are optional Up or down control of the control voltage thought to an overexcitation and / or a reduced holding voltage to reach. Typically, the coil will be at the initial Excitement over-excited to the magnetic field as quickly as possible build up, and after complete excitement with reduced Tension kept excited. The circuit arrangements are for any mains frequencies suitable, including in particular 50 Hz or 60 Hz (eg USA). It has been proven that mains voltages over a range of the order of 3: 1 operable are.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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DE1072693B (en) | Device for controlling an electrical consumer |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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R207 | Utility model specification |
Effective date: 20100408 |
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R150 | Utility model maintained after payment of first maintenance fee after three years |
Effective date: 20100714 |
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R151 | Utility model maintained after payment of second maintenance fee after six years | ||
R151 | Utility model maintained after payment of second maintenance fee after six years |
Effective date: 20130701 |
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R152 | Utility model maintained after payment of third maintenance fee after eight years | ||
R071 | Expiry of right |