DE2420593A1 - Anordnung zum schnellen schalten von induktivitaeten - Google Patents

Anordnung zum schnellen schalten von induktivitaeten

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DE2420593A1
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inductance
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capacitor
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thyristor
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DE2420593A
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Lutz Eckardt
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Jenoptik AG
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Jenoptik Jena GmbH
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    • H01F7/00—Magnets
    • H01F7/06—Electromagnets; Actuators including electromagnets
    • H01F7/08—Electromagnets; Actuators including electromagnets with armatures
    • H01F7/18—Circuit arrangements for obtaining desired operating characteristics, e.g. for slow operation, for sequential energisation of windings, for high-speed energisation of windings
    • H01F7/1805—Circuit arrangements for holding the operation of electromagnets or for holding the armature in attracted position with reduced energising current
    • H01F7/1816—Circuit arrangements for holding the operation of electromagnets or for holding the armature in attracted position with reduced energising current making use of an energy accumulator
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P8/00—Arrangements for controlling dynamo-electric motors rotating step by step
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    • H03K17/56—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used by the use, as active elements, of semiconductor devices
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    • H03K3/57—Generators characterised by the type of circuit or by the means used for producing pulses by the use of an energy-accumulating element discharged through the load by a switching device controlled by an external signal and not incorporating positive feedback the switching device being a semiconductor device

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Description

JENOPTIK JENA GmbH
21. 5. 1973
Anordnung zum schnellen Schalten von Induktivitäten
Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum schnellen Schalten von Induktivitäten, insbesondere zur Schnellerregung schneller Schrittmotoren.
Es sind bereite Schaltungsanordnungen bekannt, bei denen die Induktivität mittels eines Transistors an eine Spannungequelle gelegt wird· In Reihe zur Induktivität liegen ein zusätzlicher Transistor und eine Schalteinrichtung, die zunächst zur Erzielung eines steilen Stromanstiegs kurzzeitig eine verhältnismäßig hohe Spannung und nach dem Ansteigen des Stromes auf seinen Nennwert eine verhältnismäßig niedrige Spannung an die Induktivität legt.
Die Schalteinrichtung kann aus einem stromabhängigen Rückkopplung skreis, aus einem Zeitglied oder aus einem Schwellwertschalter bestehen.
Der Nachteil dieser Schaltungsanordnungen besteht darin, daß durch die Verwendung mehrerer Transistoren der Aufwand relativ hoch ist. Der Zweck der Erfindung ist es, diesen Aufwand zu senken.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung zu realisieren, die das schnelle Schalten von Induktivitäten mit einfacheren Mitteln gestattet.
Diese Aufgabe wird in einer Anordnung zum schnellen Schalten von Induktivitäten, bei der die Induktivität mittels eines Transistors über ein RC-Glied an eine Spannungsquelle geschaltet wird
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und bei der eine v/eitere diodenentkoppelte Spannungsquelle mit der Induktivität verbunden ist, erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß parallel zu dem Widerstand der RC-Kombination ein Thyristor liegt, dessen Katode ebenfalls mit der Induktivität und dessen Steuergitter mit einer Zusatzeinrichtung zur Steuerung des Thyristors in AbhangigkeitVnfer Induktionsspannung der Induktivität und der Spannung des Kondensators verbunden ist.
Die Erfindung soll nachstehend an einem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel erläutert werden.
Bei Zuschaltung zweier Spannungsquellen U1 und U2 lädt sich ein Kondensator 1 zunächst schnell auf den Wert der Spannung U2, dann nach einer e-Funktion mit einer entsprechenden Zeitkonstante l , die von dem Kondensator 1 und einem Widerstand 2 bestimmt wird, auf den Wert der Spannung U1 auf· Der Widerstand 2 ist so bemessen, daß die Spannung des Kondensators 1 annähernd ihren Maximalwert erreicht hat, wenn ein Transistor 3 zum ersten Mal durchgesteuert wird, und eine geringe Verlustleistung an dem Widerstand 2 umgesetzt wird· Eine Diode 4 verhindert eine Entladung des Kondensators 1 über die Spannungsquelle U2*
Bei Durchsteuerung des Transistors 3 entlädt sich der Kondensator 1 über eine Induktivität 5·
Die hohe Kondensatorspannung und die durch den Kondensator 1 gewählte Stromüberschwingweite bewirken einen schnellen Stromanstieg· Ist der Kondensator 1 auf die Spannung Ug entladen, wird der Spulenstrom von der Spannung U2 übernommen,
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die so hoch ist, daß der statische Strom durch die Induktivität gehalten wird. Ab diesem Zeitpunkt und unter der Bedingung, daß der Wert des Widerstandes 2 sehr viel größer als der ohmsche Widerstand der Induktivität 5 ist, kann der statische Strom beliebige Zeit bei geringster Verlustleistung in der Schaltung gehalten werden·
Durch Sperren des Transistors 3 wird der Spulenstrom unterbrochen. Die dabei an der Induktivität 5 auftretende Induktionsspannung züni.et einen Thyristor 6, über den der Kondensator 1 sehr schnell auf den Wert der Spannung U1 aufgeladen wird. Ist der Ladevorgang abgeschlossen, wird der Thyristor selbsttätig gelöscht. Die Anordnung einer Diode 7, einer Z-Diode 8 und eines Widerstandes 9 stellt eine Löschkombination dar, die mit dem Widerstand 9 so eingestellt ist, daß ein schnelles Abklingen des Spulenstroms erfolgt, ein sicheres Zünden des Thyristors 6 erreicht wird, ein möglichst großer Teil der Abschaltenergie über den Widerstand 9 und den Thyristor 6 verbraucht wird und daß die Kollektorspannung dee Transistors 3 die maximale Sperrspannung nicht überschreitet.
Der Transistor 3 kann eine beliebige Zeit gesperrt bleiben, da über den Widerstand 2 Leckstöme ausgeglichen werden und d_er Kondensator 1 die gesamte Ladung behält.
Bei erneutem Auftasten des Transistors 3 wiederholt sich der Vorgang.
Durch die schnelle Ladung des Kondensators 1 über den Thyristor 6 erreicht der Kondensator 1 noch bei hohen
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Schaltfrequenzen die Ladespannung U1. Bei weiterer Vergrößerung der Sehalt frequenz v/ird der Thyristor 6 nicht mehr gelöscht und der Spulenstrom fließt ständig über die Spannungsquelle U1. Die Schaltfrequenz, bei der der Sollstrom in der Induktivität noch erreicht werden soll, hängt somit nur noch von der Größe der Spannung U1 ab.
Das Stromüberschwingen in der Induktivität 5 ist in v/ei ten Grenzen mit dem Kondensator 1 beeinflußbar. Günstig ist weiterhin die Ausnutzung der Abschaltenergie zur Zündung des Thyristors 6, wodurch die Löschkombination 7, 8 u. U. entfallen kann. Der Wirkungsgrad der Schaltung kann noch durch eine Reiheninduktivität zum Thyristor 6 und zum Kondensator verbessert werden, so daß sich der Kondensator 1 auf eine Spannung größer als U1 auflädt. Das erfinderische Prinzip des schnellen Schaltens von Induktivitäten ist auch auf die Verwendung anderer Anordnungen von RG-Kombinationen anwendbar, bei denen z. B, der Kondensator und der Widerstand parallel liegen und in Serie zur Induktivität geschaltet sind.
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Claims (1)

  1. - 5 Patentanspruch
    Anordnung zum schnellen Schalten von Induktivitäten, insbesondere zur Schnellerregung schneller Schrittmotoren, bei der die Induktivität mittels eines Transistors über ein RC-Glied an eine Spannungsquelle gesrchsltet wird und bei der eine weitere diodenentkoppelte Spannungsquelle mit der Induktivität verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zu dem Widerstand der RC-Kombination ein Thyristor liegt, dessen Katode ebenfalls mit-der Induktivität und dessen Steuergitter mit einer Zusatzeinrichtung zur Steuerung in Abhängigkeit von der Induktionsspannung der Induktivität und der Spannung des Kondensators verbunden ist.
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DE2420593A 1973-07-09 1974-04-27 Anordnung zum schnellen schalten von induktivitaeten Pending DE2420593A1 (de)

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