DE3425751A1 - ELECTRONIC COIL CONTROL SYSTEM - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein elektronisches Spulenkontrollsystem zur kontrollierten Steuerung von Kupplungen und Bremsen in Kraftübertragungsanlagen, insbesondere für schnell ansprechende Stromkreise, die zum kontrollierten Ansteuern von mit Gleichspannung betriebenen Spulen in Verbindung mit elektromagnetischen oder elektromechanischen Motorkupplungen, Bremsen oder ähnlichen Vorrichtungen,The invention relates to an electronic coil control system for the controlled control of clutches and brakes in power transmission systems, especially for quickly responding circuits that are controlled Control of coils operated with direct voltage in connection with electromagnetic or electromechanical Engine clutches, brakes or similar devices,

dienen.to serve.

Bei direkt wirkenden elektromechanischen Kupplungen und Bremsen finden häufig mit Gleichspannung betriebene SpulenWith direct acting electromechanical clutches and Brakes often find coils operated with DC voltage

Verwendung, um ein Magnetfeld auf- oder abzubauen, das mit 20Use to build up or break down a magnetic field that occurs at the age of 20

seiner magnetischen Kraft auf Kupplungen oder Bremsen einwirkenkann. its magnetic force can act on clutches or brakes.

Im Allgemeinen stehen diese Kupplungen und Bremsen im Eingriff, wenn die sie betreibenden Spulen magnetisiert sind 25Generally, these clutches and brakes are engaged when the coils operating them are magnetized 25th

und nicht im Eingriff, wenn keine Magnetisierung vorliegt, obwohl der umgekehrte FaIT auch vorkommen kann.and not engaged when there is no magnetization, although the reverse FaIT can also occur.

Es ist bekannt zur Erfüllung dieser Erfordernisse Stromkreise zu verwenden, die den Betrieb solch einer Spule 30It is known to use electrical circuits to meet these requirements to use the operation of such a coil 30

kontrollieren und im Allgemeinen einen Kontrol1 schalter auf der Gl eitspannungsseite eines Wechselspannungs-/Gleichspannungs-Gleichrichters haben, der von einer Wechselspannungsquelle gespeist wird, und diese Anordnung ermöglicht eine wesentlich schnellere mechanische Ansprechzeit fürcontrol and generally a control switch on the sliding voltage side of an AC / DC voltage rectifier which is fed by an AC voltage source, and this arrangement enables a much faster mechanical response time for

die Kupplung oder die Bremse.the clutch or the brake.

Dabei ist es allerdings nötig, eine von der Anordnung abgesonderte Energieversorgung anzubringen, die über Leiter mit der WechselspannungsquelIe verbunden ist und einen Gleichspannungskreis vom Schalter zu der die Kupplung oder die Bremse betreibenden Spule hat. Normalerweise enthält die spannungswandelnde Energieversorgung Einschwingspannungsentzerrer, um die Funkenüberschläge an den Kontakten des 61eichspannungskontrol1 schalters so gering wie möglich zu halten, wobei der Verschleiß der Schalterkontakte verringert wird, da zehnfache Spannungen der angelegten Gleichspannung beim öffnen des Kontrol1 schalters auftreten können.In this case, however, it is necessary to attach an energy supply that is separate from the arrangement and that is supplied via conductors is connected to the AC voltage source and a DC voltage circuit from the switch to the coil operating the clutch or the brake. Usually contains the voltage-converting energy supply transient voltage equalizer, in order to keep the arcing at the contacts of the calibration voltage control switch as low as possible keep the wear of the switch contacts reduced is because ten times the voltage of the applied DC voltage can occur when opening the control switch.

Dabei wird die Effektivität der Einschwingspannungsentzerrer oft durch lange Leitungen zwischen Energieversorgung und der die Bremse betreibenden Spule vermindert, was zu unerwünschten Abnutzungen der Kontakte des Kontrol1 schalters und zu dessen Zerstörung führt.This is the effectiveness of the transient voltage equalizer often reduced by long lines between the power supply and the coil operating the brake, which leads to unwanted wear on the contacts of the control switch and leads to its destruction.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum kontrollierten Betreiben einer Spule, die wiederum elektromechanisehe Bremsen, Kupplungen oder ähnliches steuert, zu schaffen, bei der die Lebensdauer der Kontroil-Schalterkontakte verlängert und gleichzeitig die schnelle Ansprechzeit für die Kupplung oder die Bremse aufrechterhalten wird.The invention is based on the object of a device for the controlled operation of a coil, which in turn electromechanical brakes, clutches or the like controls to create the lifetime of the Kontroil switch contacts extended while maintaining the fast response time for the clutch or the brake will.

Diese Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Einrichtung durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Dabei hat das verbesserte Kontrol1 system dieser Erfindung einen Wechselspannungs-/Gleichspannungs-Gleichrichter, der einem elektronischen Kontrol1kreis Gleichspannung zuführt, wobei der Kontrol1kreis einen MOSFET und eine eine elektromechanische Kupplung oder Bremse betreibende Spule, eineIn a device of the generic type, this object is achieved by the characterizing features of claim 1. In doing so, the improved control system of this invention has an AC / DC voltage rectifier that supplies direct voltage to an electronic control circuit, the control circuit being a MOSFET and an electromechanical one Clutch or brake operating coil, one

Vorrichtung zur Aufrechterhaltung einer vorgeschriebenen Gatterspannung für den MOSFET, sowie Strombegrenzungsvorrichtungen zum Transistorgatter und einen Wechselspannungs-Device for maintaining a prescribed Gate voltage for the MOSFET, as well as current limiting devices for the transistor gate and an AC voltage

kontrol1 schalter enthält, die dazu dienen, das Ansprechen 5control1 contains switches that serve to control the response 5

des Kontrol1kreises zu steuern, und dabei eine ausgewählte Aktivierung der Spule zu erreichen, die in Verbindung mit der Bremse oder Kupplung steht.of the control circuit, and a selected one To achieve activation of the coil, which is in connection with the brake or clutch.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen ins-10 The advantages achieved with the invention are ins-10

besondere darin, eine verbesserte Anordnung zur kontrollierten Steuerung direkt ansprechender elektromechanischer Kupplungen, Bremsen, oder ähnlichem mit Hilfe von g.l eichspannungsbetriebenen Spulen zu schaffen. Der elektronische Kontrollkreis wird so hergestellt, daß ein im Wechselspannungskreis angeordneter Schalter die mit Gleichspannung betriebene Spule energiemäßig steuert. Gleichzeitig wird der Funkenüberschlag an den Kontakten des vorgenannten Schalters verringert.special in being an improved arrangement for controlled Control of directly responding electromechanical clutches, Brakes, or the like with the help of g.l calibrated voltage operated To create coils. The electronic control circuit is made in such a way that one in the AC voltage circuit arranged switch operated with DC voltage Coil energized controls. At the same time, the arcing occurs reduced at the contacts of the aforementioned switch.

Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung ist es, eine einfache, wirtschaftliche Kontrollvorrichtung für direkt ansprechende elektromechanisehe Kupplungen und Bremsen zu schaffen, die eine mit Gleichspannung betriebeneAnother advantage of the present invention is to provide a simple, economical control device for directly responding electromechanical clutches and To create brakes that use a DC voltage

Spule und einen Wechselspannungsschalter hat, welche die 25Coil and an AC voltage switch, which the 25th

damit verbundenen Kupplungen oder Bremsen kontrolliert steuern und bei der die Ansprechzeit für die Kupplung oder Bremse minimal gehalten wird.Control the associated clutches or brakes in a controlled manner and with the response time for the clutch or the brake is kept to a minimum.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der ZeichnungAn embodiment of the invention is shown in the drawing

dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben:and is described in more detail below:

Es zeigt:It shows:

Fig. 1 einen s-chemati sehen Schaltkreis eines bevorzugten Gleichspannungsspulenkontrol1 systems entsprechendFig. 1 see a s-chemati circuit of a preferred DC voltage coil control1 systems accordingly

der vorliegenden Erfindung. 35of the present invention. 35

Es folgt die Erläuterung der Erfindung anhand der ZeichnungenThe invention is explained with reference to the drawings

-δ-1 -δ-1

nach Aufbau und gegebenenfalls auch nach Wirkungsweise der dargestellten Erfindung.according to structure and, if necessary, also according to mode of operation of the illustrated invention.

p_ Die Figur zeigt einen Gleichrichter 10 für Wechselspannung zu Gleichspannung, der eine gesamte Well«, die von einer Wechselspannungsquel1e erzeugt wird und normalerweise in der Größenordnung von 120 Volt und 60 Hertz liegt und über die Versorgungsleitungen 11 und 12 geleitet wird, gleichrichtet. Der Schalter 14 ist in den Wechselspannungsleiter 11 eingebaut und liegt vor dem Gleichrichter 10. Der Gleichspannungsausgang des Gleichrichters 10 ist mittels Leiter 16 und 17 mit einer Spule 15 verbunden, die dazu dient, Kupplung oder Bremse zu steuern; der Ausgang des Gleichrichters 10 liegt in der Größenordnung von 105 Volt Gleichspannung mit einem Spitzenwert von 165 Volt.The figure shows a rectifier 10 for alternating voltage to DC voltage, of an entire well «, that of a AC voltage source is generated and normally in is of the order of 120 volts and 60 Hertz and is routed via the supply lines 11 and 12, rectifies. The switch 14 is built into the AC voltage conductor 11 and is located in front of the rectifier 10. The DC voltage output of the rectifier 10 is by means of Conductors 16 and 17 connected to a coil 15, which to this is used to control the clutch or brake; the output of rectifier 10 is on the order of 105 volts DC voltage with a peak value of 165 volts.

Eine Zener-Diode 20 und ein Begrenzungswiderstand 21 für den Strom sind in Serie entlang der Leiter 16 und 17 geschaltet. Der Begrenzungswiderstand 21 limitiert den Stromfluß durch die Zener-Diode 20 und letztere erzeugt eine feste Spannung an einem zweiten Widerstand 22 vor dem Gatter 23 eines Feldeffekttransistors. Dieser ist bevorzugt ein Metal 1oxidhalbleiter, MOSFET 25, der in den Stromkreis mit den Leitern 16 und 17 und der Spule 15, die die 25A Zener diode 20 and a limiting resistor 21 for the currents are connected in series along conductors 16 and 17. The limiting resistor 21 limits the flow of current through the Zener diode 20 and the latter generates a fixed voltage across a second resistor 22 before the Gate 23 of a field effect transistor. This is preferred a metal oxide semiconductor, MOSFET 25, which is in the circuit with the conductors 16 and 17 and the coil 15, which the 25

Kupplung steuert, eingebaut ist. Der den Strom und die Spannung begrenzende Kreis hat die Zener-Diode 20, den Begrenzungswiderstand 21 und den Widerstand 22, die dazu dienen, den Gatterstrom und die -Spannung auf einer gewissenClutch controls, is built in. The circuit limiting the current and voltage has the Zener diode 20, the Limiting resistor 21 and resistor 22, which serve to set the gate current and voltage to a certain level

Höhe zu halten, damit das MOSFET 25 bedient werden kann. 30To maintain height so that the MOSFET 25 can be operated. 30th

Sobald die Eingangsspannung (pulsierende Wechselspannung) an ,dem Kontrol1kreis angelegt wird, leitet MOSFET 25 Energie an die steuernde Spule 15, die mit der Senke 26 des MOSFET 25 verbunden ist. Eine Quelle 27 des MOSFET 25 ist mit dem ^v As soon as the input voltage (pulsating alternating voltage) is applied to the control circuit, MOSFET 25 conducts energy to the controlling coil 15, which is connected to the sink 26 of the MOSFET 25. A source 27 of the MOSFET 25 is connected to the ^v

Leiter 17 verbunden. Im leitenden Zustand des MOSFET 25Conductor 17 connected. In the conductive state of the MOSFET 25

nähert sich dieser Null Ohm (ungefähr 10), und die Spule 15, die Kupplung oder Bremse steuert, erhält die nötige Energie. Wird die Eingangsspannung vom Gatter 23 abgezogen, wird das MOSFET wieder nichtleitend, wobei der Quellen-Senken-Widerstand so groß wird (in der Größenordnung von 5 bis 10 Megaohm),daß der Reststrom der Spule 15, für Bremse oder Kupplung, auf Null herabgesetzt wird, und die Spule 15 entladen ist.this approaches zero ohms (approximately 10), and the coil 15, which controls the clutch or brake, receives the necessary energy. If the input voltage is withdrawn from gate 23, the MOSFET becomes non-conductive again, whereby the source-sink resistance becomes so great (in the order of magnitude from 5 to 10 megohms) that the residual current of the coil 15, for the brake or clutch, is reduced to zero and the coil 15 is discharged.

Normalerweise steht die Spule 15 in Verbindung mit einem Magnetkörper, der Kupplungs- oder Bremselemente antreibt, um zum Beispiel die Rotation einer Motorwelle zu kontrollieren. Dabei greift die Bremse oder Kupplung ein oder nicht ein, wenn dementsprechend an der Spule 15 Spannung anliegt oder nicht.Usually the coil 15 is in connection with a Magnetic body that drives clutch or brake elements, for example to control the rotation of a motor shaft. The brake or clutch engages or not on if, accordingly, voltage is applied to coil 15 or not.

Wesentlich ist ebenfalls, daß der für die Spule 15 wichtige Schalter 14 auf der Wechselspannungsseite des Gleichrichters 10 und im Wechselspannungsleiter 11 angeordnet ist, und daß dieser Schalter 14 den elektronischen Kontrol1 kreis inklusive des Gleichrichters 10 kontrolliert. Durch diese Anordnung erfolgt am Schalter 14 keine Funkenbildung während des üffnungs- und Schließvorgangs, und es wird damit seine Lebenszeit verlängert. Außerdem ist festzustellen, daß durch die Anordnung des beschriebenen Kontrol1kreises, der mit den Vorteilen und den technischen Merkmalen eines MOSFET arbeitet, die mechanische Ansprechzeit der Kupplung oder der Bremse in Verbindung mit der sie steuerndenIt is also essential that the switch 14, which is important for the coil 15, is on the AC voltage side of the rectifier 10 and is arranged in the AC voltage conductor 11, and that this switch 14 includes the electronic control circuit of the rectifier 10 is controlled. Through this arrangement there is no sparking at the switch 14 during the opening and closing process, and it is his Lifetime extended. It should also be noted that through the arrangement of the control circuit described, which works with the advantages and technical features of a MOSFET, the mechanical response time of the clutch or the brake in connection with the one controlling it

go Spule 15 genauso schnell ist, wie wenn der Ein- und Ausschal tvorgang auf der Gleichspannungsseite erfolgen würde, entsprechend der früheren Praktiken.go coil 15 is just as fast as if the switching on and off would take place on the DC voltage side, according to previous practices.

Der gesamte Kontrollkreis mit Ausnahme des Schalters 14, gg d.h. Gleichrichter 10 und die verbleibenden Teile einschließlich des MOSFET können direkt auf dem Kupplungsoder Bremsgehäuse bei der Herstellung montiert werden, The entire control circuit with the exception of switch 14, gg i.e. rectifier 10 and the remaining parts including of the MOSFET can be mounted directly on the clutch or brake housing during manufacture,

-δ-was zur Folge hat, daß die Herstellung leichter vonstattengehen kann, das Produkt billiger wird,und eine erhebliche Verringerung der Verkabelung zwischen Spule 15 und Schalter 14 zur Folge hat. Hinzukommt, daß Strahlung und Leitung beim Einschwingen des Schalters stark reduziert wird, da die Entzerrung direkt an der Quelle erfolgt, d.h., an der Spule 15 der Kupplung oder der Bremse.-δ-which has the consequence that the production proceed more easily can, the product becomes cheaper, and a significant reduction in the wiring between coil 15 and switch 14 results. In addition, radiation and conduction are greatly reduced when the switch oscillates, because the equalization takes place directly at the source, i.e. on the coil 15 of the clutch or the brake.

Claims (7)

PT Components Inc. 10.7.^! t984Tu/goPT Components Inc. 10.7. ^! t984Tu / go 19578/1957919578/19579 Elektronisches Spulenkontrol!systemElectronic coil control system PATENTANSPRÜCHEPATENT CLAIMS Vorrichtung zur Kontrolle von elektromagnetischen Einrichtungen, gekennzeichnet durch eine mit Gleichspannung betriebene Spule (15), welche die elektromagnetische Einrichtung steuert, und einen mit Gleichspannung betriebenen Kontrol1kreis mit einem Feldeffekttransistor (25), wobei die Senke des Feldeffekt-Device for controlling electromagnetic Devices, characterized by a DC voltage operated coil (15), which controls the electromagnetic device, and a control circuit operated with direct voltage with a Field effect transistor (25), the sink of the field effect transistors (25) mit der Spule (15) verbunden ist, um diese energiemäßig zu steuern.transistor (25) is connected to the coil (15) in order to control this in terms of energy. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Wechselspannungs-/Gleichspannungs-Gleichrichter (10), der den Kontrol1 kreis mit Gleichspannung versorgt und einen Schalter (14), der die Funktion des Gleichrichters (10) steuert.2. Apparatus according to claim 1, characterized by an AC / DC voltage rectifier (10), which controls the control circuit with direct voltage and a switch (14) which controls the function of the rectifier (10). 3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Feldeffekttransistor (25) ein3. Device according to claim 1, characterized in that that the field effect transistor (25) a MOSFET ist.MOSFET is. 4. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Einrichtungen zur Steuerung von am Gatter (23) des FET (25) anliegendem Strom und anliegender Spannung.4. Apparatus according to claim 1, characterized by devices for controlling the gate (23) of the FET (25) applied current and applied voltage. 5. Vorrichtung najch Anspruch 4, dadurch gekenn zeichnet, daß diese Einrichtungen zum Steuern von Strom und Spannung aus einer Zener-Diode (20)» die in einem Stromkreis mit einem Begrenzungswiderstand (21) und dem Gatter (23) angeordnet ist, besteht.5. Apparatus according to claim 4, characterized in that these devices for controlling of current and voltage from a Zener diode (20) »those in a circuit with a limiting resistor (21) and the gate (23) is arranged, consists. 6. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekenn zeichnet, daß der Gleichrichter (10) ein Doppelbi O brUckengleichrichter ist.6. Apparatus according to claim 2, characterized in that the rectifier (10) is a Doppelbi O bridge rectifier is. 7. Vorrichtung zur Steuerung einer mit Gleichspannung betriebenen Spule in Verbindung mit elektromagnetischen Einrichtungen, gekenn ze ich net durch einen Wechselspannungs-/Gleichspannungs-Gleichrichter (10), der an eine Wechselspannungsquel1e angeschlossen ist, durch einen elektronischen Kontrol1kreis mit einer Spule (15), die von dem Gleichspannungsausgang des Gleichrichters (10) gespeist wird, und einen MOSFET (25) hat, der die Spule (15) steuert, und durch Vorrichtungen zur Regulieren der Gleichspannung, die am Gatter (23) und dem MOSFET (25) anliegt und durch einen Schalter (14), der die von der Spannungsquelle kommende und am Gleichrichter (10) anliegende Spannung kontrolliert.7. Device for controlling a with DC voltage operated coil in conjunction with electromagnetic Institutions that are not well-known an AC / DC voltage rectifier (10), which is connected to an AC voltage source is through an electronic control circuit with a Coil (15) coming from the DC voltage output of the rectifier (10) is fed, and has a MOSFET (25) that controls the coil (15), and by devices for Regulating the DC voltage that is applied to the gate (23) and the MOSFET (25) is applied and through a switch (14) that the coming from the voltage source and the rectifier (10) Check the applied voltage.