DE4133749A1 - Elektromagnet - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Elektromagneten und insbesondere einen energiesparenden Elektromagneten hoher Ansprechempfindlichkeit und Geschwindigkeitseinstellbarkeit ohne den entmagnetisierenden Luftspalt, wobei eine Moment- Entmagnetisierung angewendet wird.

Wie bekannt ist, ist der Elektromagnet ein elektrischer Niederspannungsapparat zum Umwandeln elektrischer Energie in mechanische Energie mit breiter Anwendung in der Industrie und bei verschiedenen Produkten. Wenn die Erregerspule des Erregungssystems eines Elektromagneten erregt wird, erzeugt die Erregerspule ein magnetisches Feld mit Hilfe des Eisenkerns und unter der magnetischen Kraft wird eine Armatur mit mechanischer Belastung zu der Spule und dem Eisenkern hin angezogen, um Arbeit zu verrichten. Wenn die Armatur anhält und in den Haltezustand übergeht, liegt die Wirkung des Stromes nur darin, die vorbestimmte Haltekraft zwischen dem Eisenkern und der Armatur aufrechtzuerhalten.

Die konventionellen Elektromagneten können in zwei Gruppen eingeteilt werden, nämlich in Wechselstrom- und Gleichstrommagneten. Beruhend auf dem Prinzip konstanten magnetischen Flusses hat der Wechselstrommagnet den Vorteil, die Anzugsleistung automatisch zu erhöhen und die Haltekraft automatisch zu senken. Dadurch hat er eine breite Anwendung in der Industrie gefunden. Jedoch hat der Wechselstrommagnet den Nachteil eines extrem geringen Leistungsfaktors, von Eisenverlusten (Wirbelstrom- und magnetischen Hysteresis- Verlusten), magnetischen Trennringverlusten, Pulsationskraftverlusten, Brummgeräusch und Durchbrennen der Spule bei einer Überlastung der Armatur. Basierend auf dem Prinzip konstanten magnetischen Potentials hat der Gleichstrom- Elektromagnet den Vorteil eines hohen Leistungsfaktors (ohne elektromotorische Rückstellkraft beim Halten), fehlender Eisenverluste beim Halten, fehlenden magnetischen Trennpfeifens, fehlenden Geräusches, fehlenden Durchbrennens der Spule aufgrund einer Überlastung der Armatur. Der Gleichstromelektromagnet weist jedoch die Nachteile einer sehr steilen Charakteristik der Anziehungskraft auf und kann die Anzugsleistung nicht selbsttätig erhöhen und die Halteleistung nicht selbsttätig senken. Er kann nur verwendet werden bei sehr geringer Anfangslast und sehr kurzen Arbeitshüben, so daß seine Verwendungsmöglichkeiten viel weniger sind als diejenige der Wechselstrom-Elektromagneten.

Um die Nachteile sowohl der Wechselstrom- als auch der Gleichstrommagneten zu vermeiden und die Vorteile der beiden zu kombinieren, wurde eine Technologie für einen Gleichstrom- Elektromagneten mit variablem magnetischen Potential vorgeschlagen. Es gibt zwei Lösungen für diese Technologie. Die eine ist die Doppelspulen-Lösung und die andere ist die Doppelspannungsquellen-Lösung.

Eine technische Lösung für eine Doppelerregerspule ist in der JP-OS 59-1 75 709 vom 04. Oktober 1984 beschrieben, wonach die Haltespule von den Ruhekontakten im Gleichstrom-Anzugsbetrieb des Elektromagneten kurzgeschlossen wird und die Anzugsspule und die Haltespule durch Trennen der Ruhekontakte bei der Beendigung des Gleichstrom/Anzugsbetriebs und Überwechseln in den Haltezustand in Reihe geschaltet werden, wobei offensichtlich ein höherer Anfangsstrom erhalten werden kann, wenn die Anzugsspule individuell arbeitet, und ein niedrigerer Haltestrom erhalten werden kann, wenn die beiden Spulen in Reihe arbeiten. Obwohl diese Ausführungsform die Vorteile sowohl des Wechselstrom- als auch des Gleichstrommagneten aufweist, die Nachteile des Gleichstromelektromagneten teilweise vermeidet und ihren Anwendungsbereich verbreitert hat, wie auch energiesparend ist, gibt es noch einige Nachteile, weil die Herstellung der Doppelspule kompliziert ist, der Kupferbedarf hoch ist, die Stromzufuhr durch Verwendung der gleichen Spannungsquelle die Verringerung des Haltestromes begrenzt, bei der Trennung der mechanischen Kontakte ein Lichtbogen erzeugt wird und die Spule bei einem falschen Trennen der Kontakte schnarrt.

Die Lösung mit der doppelten Spannungsquelle kann die Nachteile der Ausführungsform mit der Doppelspule vermeiden. Die Lösung mit der doppelten Spannungsquelle benutzt nur eine einzige Erregerspule, die von zwei Gleichspannungsquellen im Anzugsbetrieb und im Haltezustand unterschiedlich gespeist wird. Dies erbringt eine große Vereinfachung für den Anzugsbetrieb mit hohem magnetischem Potential und das Halten mit geringem magnetischem Potential, weil die Spannungsdifferenz zwischen den beiden Spannungsquellen sehr groß sein kann. Diese Lösung ist in dem Artikel "Changing AC braking electromagnet to DC operating" in der chinesischen Literatur "Low-voltage apparatus", Band II, 1985, und in einer anhängigen chinesischen Patentanmeldung (CN 10 38 543 A) beschrieben. Die hierbei vorhandenen Nachteile sind: Nicht nur ist die Wechselstromkomponente der einen Halbperioden- Gleichrichtung oder das Halbperioden-Leiten durch Phasenverschiebung beim Einschalten groß, sondern ein Einschalten mit hoher Ansprechempfindlichkeit und ein Betrieb mit großem Hub können wegen des begrenzten Ansteigens des magnetischen Potentials im Anzugsbetrieb nicht durchgeführt werden. Es können leicht mechanische Stöße wegen der Anziehungskraft auftreten, weil die Spule von der Anzugsspannungsquelle während des gesamten Bewegungsvorganges der Armatur kontinuierlich gespeist wird. Der Thyristor als Vorrichtung zur Halbperioden-Gleichrichtung für die Anzugsspannungsquelle wird nach dem oben erwähnten Artikel "Low voltage apparatus" durch unidirektionale Spannungs- Umgehungstriggerung getriggert, was durch die Phase im Augenblick des Schließens des Spannungsquellenschalters des Elektromagneten im Anzugsbetrieb ernsthaft beeinträchtigt wird, so daß die Anzugsbetriebszeit verzögert sein kann. Das Problem einer verzögerten Anzugsbetriebszeit existiert auch für die Ausführungsform nach der oben erwähnten Patentanmeldung, wenn die Spannung im Augenblick des Schließens des Schalters sich in der negativen Halbperiode befindet.

Ferner werden für die Haltespannungsquelle gewöhnlich Transformatoren und Kondensatoren zur Spannungsreduzierung bei der energiesparenden Ausführungsform mit doppelter Spannungsquelle für vorhandene Elektromagneten verwendet. Die Spannungsreduzierung über einen Transformator ist nur für Elektromagneten mit großer Haltekraft geeignet, der Ruhestrom des Transformators und der Erregerstrom sind für Elektromagneten mit mittlerer und kleiner Haltekraft von derselben Größenordnung, was einer Energieeinsparung entgegensteht, wohingegen eine Spannungsreduzierung mittels Kondensatoren nur für Elektromagneten mit kleiner Haltekraft geeignet ist, weil die Abmessungen des Transformators und des Kondensators zu groß sind, wenn sie für Elektromagneten mit großer und mittlerer Haltekraft verwendet werden. Die existierenden Techniken mit doppelter Spannungsquelle können daher die Anforderungen an unterschiedlich Belastungen nur schwer erfüllen. Ferner läßt sich die Ausführungsform mit einer Spannungsreduzierung durch Transformatoren und Kondensatoren nur schwer modularisieren.

Die Energieeinsparung bei Gleichstrom-Elektromagneten mit variablem magnetischen Potential erfolgt hauptsächlich durch Verbesserung des Leistungsfaktors, d.i. durch Reduzierung der Reaktions-Leistungsverluste. Wie durch Experimente erwiesen, verbraucht der bei existierenden Elektromagneten vorhandene entmagnetisierende Luftspalt annähernd 60% bis 95% der aktiven Leistung des Elektromagneten. Daher kann der Vorteil der Energieeinsparung durch eine extrem niedrige Haltespannung der Doppelspannungsquelle nicht hinreichend ausgenutzt werden, falls die mechanische Struktur des Elektromagneten als solche den aktiven Leistungsverlust nicht wirksam reduzieren kann. Da weiter die Haltekraft zwischen dem Eisenkern und der Armatur durch den hohen magnetischen Widerstand reduziert wird, der von dem entmagnetisierenden Luftspalt erzeugt wird, bleibt es nicht aus, die Spule, den Eisenkern und die Armatur groß zu gestalten, um ihre vorgesehene Haltekraft einhalten zu können, wodurch ein hoher Bedarf für die Kupfer- und Eisenmaterialien vorliegt.

Durch die Erfindung wird ein Elektromagnet geschaffen, durch dessen elektromechanische Kombination der aktive und der reaktive Leistungsverbrauch beträchtlich reduziert werden können.

Ferner wird durch die Erfindung ein Elektromagnet mit höherer Echtzeit-Charakteristik, hoher Ansprechempfindlichkeit und guter Einstellbarkeit der Anzugsgeschwindigkeit geschaffen.

Ferner wird durch die Erfindung ein Elektromagnet geschaffen, bei welchem der Aufprallstoß der Armatur auf den Eisenkern reduziert ist und die Zuverlässigkeit für das Steuern der Anzugsspannungsquelle verbessert ist.

Auch wird durch die Erfindung ein Elektromagnet geschaffen, der in hohem Maße die Anforderungen an unterschiedliche Arbeitshübe und Arbeitsbelastungen erfüllt.

Weiter wird durch die Erfindung ein Elektromagnet mit bedeutend reduzierten Abmessungen, geringem Materialbedarf und geringen Herstellungskosten geschaffen.

Der Elektromagnet gemäß der Erfindung weist einen Elektromagnetkörper mit einer Armatur und einem Eisenkern sowie einem Gleichstromerregungssystem mit einer Erregerspule und einer steuerbaren Spannungsquelle auf.

Ein entmagnetisierender Luftspalt zwischen der Armatur und dem Eisenkern für den Haltezustand ist nicht vorhanden (lediglich existieren unvermeidbare Bearbeitungsluftspalte aufgrund der Herstellung und der Montage).

Der Elektromagnetkörper weist einen Energiespeicher auf. In dem Energiespeicher wird mechanische Energie im Haltezustand des Elektromagneten gespeichert, wodurch eine aktive Kraft von der Armatur auf den Eisenkern wie auch eine Reaktionskraft auf die Armatur von dem Eisenkern ausgeübt werden. Die Wirkungslinie der Resolutierenden der Reaktionskraft ist nicht-kollinear mit der Wirkungslinie der Resolutierenden der Haltekraft, wodurch ein Moment erzeugt wird, unter welchem die Armatur gedreht bzw. gekippt wird. Das Moment führt zu einem von der Struktur des Elektromagnetkörpers zugelassenen leichten Verkippen der Armatur gegenüber dem Eisenkern, nachdem die Erregerspule aberregt ist. Der Energiespeicher kann zum Zurückstellen der Armatur in einem Lastsystem verwendet werden.

Die steuerbare Spannungsquelle weist eine Anzugsspannungsquelle und eine Haltespannungsquelle mit unterschiedlichen Spannungen sowie einen Steuerschalter zum Echtzeiteinschalten der Anzugsspannungsquelle und zum Umschalten von der Anzugsspannungsquelle auf die Haltespannungsquelle auf. Die Anzugsspannungsquelle und die Haltespannungsquelle verwenden volle Brückengleichrichtung zum Speisen der Erregerspule. Der Elektromagnet gemäß der Erfindung hat die Vorteile einer hohen Einschalt-Ansprechempfindlichkeit, einer wirksamen Einstellbarkeit der Anzugsgeschwindigkeit, der Energieeinsparung, eines geringen Materialbedarfs und einer langen Lebensdauer. Experimente zeigen, daß er 95% bis 99,5% an Energie und 40% bis 80% an Material einspart, eine Verlängerung der Lebensdauer auf das 5- bis 10-fache herbeiführt und Kosten um 30% bis 70% reduziert.

Die Fig. 1 und 2 zeigen die erste und die zweite Ausführungsform gemäß der Erfindung mit einem Elektromagnetkörper ohne entmagnetisierenden Luftspalt und mit momententmagnetisierender Struktur,

Fig. 3A zeigt ein schematisches Schaltbild des Erregungssystems der dritten Ausführungsform des Elektromagneten gemäß der Erfindung,

Fig. 3B zeigt ein anderes Schaltbild als Fig. 3A für das Erregersystem der vierten Ausführungsform des Elektromagneten gemäß der Erfindung,

Fig. 4A zeigt ein schematisches Schaltbild eines Erregersystems mit der Parallelschaltung des Umschalters für die Doppelspannungsquelle, mit dem spannungsreduzierenden Kondensator und ihren Anschluß an eine übliche Gleichrichterbrücke,

Fig. 4B bis 4E zeigen Schaltungen der fünften, der sechsten, der siebenten und der achten Ausführungsform gemäß der Erfindung, aufbauend auf der Schaltung aus Fig. 4A,

Fig. 5A ist eine schematische Schaltung eines Erregungssystems, welches für den Anzugszustand bei vollem Phasenwinkel getriggert wird und für den Haltezustand durch Phasenverschiebung getriggert wird,

Fig. 5B bis 5E zeigen die neunte, die zehnte, die elfte und die zwölfte Ausführungsform gemäß der Erfindung, aufbauend auf der Schaltung aus Fig. 5A, und

Fig. 6A und 6B sind die Ausführungsformen der Anzugstriggerschaltung mit der dreizehnten bis sechzehnten Ausführungsform in Fig. 6A und der siebzehnten und achtzehnten Ausführungsform in Fig. 6B.

Fig. 1 zeigt die erste Ausführungsform, nach welcher die Armatur 1 sich, geführt durch die Führungshülse 3, in dem Eisenkern 4 bewegt. Es ist ein Spalt zwischen der Führungshülse 3 und dem Führungszapfen der Armatur 1 vorhanden, der es erlaubt, daß die Armatur 1 relativ zu dem Eisenkern 4 etwas verkippen kann. Der Energiespeicher ist ein Federenergiespeicher an der Armatur 1 mit einer Feder 7, einer Einstellschraube 8 und der Kugel 6. Wenn sich der Elektromagnet EM im Haltezustand befindet, übt die Kugel 6 unter der Kraft der Feder 7 eine aktive Kraft F1 auf den Eisenkern 4 aus, wodurch der Eisenkern 4 über den Federenergiespeicher eine Reaktionskraft auf die Armatur 1 ausübt, wobei die Wirkungslinie der resultierenden Kraft F2 (die gerade Linie des die resultierende Kraft F2 zeigenden Pfeils) mit der Wirkungslinie Z der Resultierenden der Haltekraft nicht­ kollinear ist, wodurch die Kraft F2 ein auf die Armatur 1 einwirkendes Drehmoment erzeugt, unter welchem die Armatur 1 sich geringfügig relativ zu dem Eisenkern 4 verkippt, nachdem die Erregerspule aberregt ist, wobei die Größe des Kippmomentes mit der Einstellschraube 8 eingestellt werden kann. Der Federenergiespeicher kann auch an dem Eisenkern 4 angeordnet sein. Es ist eine steuerbare Spannungsquelle CS zum Speisen der Erregerspule vorhanden.

In Fig. 2, von welcher die zweite Ausführungsform gezeigt wird, wirkt die aktive Kraft F2 an der Armatur 1 über die Rückstelleinrichtung der Armatur 1 in einem Lastsystem (nicht gezeigt) auf einen zylindrischen Stift 10 in einem Abstand e von der Wirkungslinie Z der Resultierenden der Haltekraft, wobei das von der Zugkraft F2 auf die Armatur 1 erzeugte Drehmoment bewirkt, daß sich die Armatur geringfügig gegenüber dem Eisenkern 4 verkippt, nachdem die Erregerspule 5 aberregt ist.

Um die Haltefläche 2 gegen Verschmutzung durch Staub und Dreck zu schützen, ist bei der vorliegenden Ausführungsform eine Schutzabdeckung 11 vorgesehen. Die wirksame Länge der Schutzabdeckung 11 ist größer als der Hub der Armatur 1, und es ist ein Spalt 12 zwischen der Schutzabdeckung 11 und dem Eisenkern 4 vorhanden, damit die Armatur 1 sich geringfügig verkippen kann.

Fig. 3A zeigt ein schematisches Schaltbild eines Erregungssystems des Elektromagneten gemäß der Erfindung als dritte Ausführungsform. Das System enthält den Spannungsquellenschalter 22, die Erregerspule 15 und die parallel dazu geschaltete Absorptionsschaltung aus dem Widerstand 13 und dem Kondensator 14, wie auch die steuerbare Spannungsquelle. Die Wechselstromseite einer Anzugsspannungsquelle wird durch Verwendung des Thyristors 20 als Steuerschalter gesteuert und die Spannung der Spannungsquelle wird von einer Gleichrichterbrücke 16 vollständig gleichgerichtet. Die Wechselstromseite der Brücke 16 wird an die gesteuerten Anschlüsse des Spannungsquellenschalters 22 angeschlossen, nachdem sie in Reihe mit dem Thyristor 20 geschaltet ist. Die Haltespannung wird über eine Einrichtung 21 zur Spannungsreduzierung erzeugt, deren Hochspannungsseite an die gesteuerten Anschlüsse des Schalters 22 angeschlossen ist, und wird von einer Gleichrichterbrücke 17 vollständig gleichgerichtet. Die Wechselstromseite der Brücke 17 und die Wechselstromseite einer Gleichrichterbrücke 18 einer Triggerschaltung 19 sind an die Niederspannungsseite der Spannungsreduzierungseinrichtung 21 in Parallelschaltung angeschlossen, oder die Wechselstromseite der Gleichrichterbrücken 17 und 18 kann an entsprechende Ausgangsanschlüsse an der Niederspannungsseite angeschlossen sein, die Gleichstrom-Ausgangsanschlüsse der Brücke 17 der Haltespannungsquelle sind nach Parallelschaltung mit den Gleichspannungs-Ausgangsanschlüssen der Gleichrichterbrücke 16 der Anzugsspannungsquelle an die Erregerspule 15 angeschlossen, während der positive und der negative Eingangsanschluß 23, 25 der Anzugstriggerschaltung 19 des Thyristors 20 an den positiven bzw. negativen Ausgangsanschluß der Gleichrichterbrücke 18 der Triggerschaltung 19 angeschlossen sind. Ein Signal am Ausgangsanschluß 24 der Anzugstriggerschaltung 19 triggert den bidirektionalen Thyristor 20.

Das Eingangssignal der Echtzeittriggerung wird von dem Triggerkreis 19 über den positiven und den negativen Anschluß 23, 25 beim Schließen des Spannungsquellenschalters 22 erhalten, wodurch der Thyristor 20 in Echtzeit getriggert wird. Ein Triggerimpuls, dessen vordere Flanke so steil wie diejenige des plötzlichen Schließspannungsimpulses ist (wodurch ein Rechtecksignal angenähert wird) und dessen Pulsbreite oder Pulstriggereffektbreite einstellbar ist, kann von dem Anzugstriggerkreis 19 erzeugt werden, wie als Differential- Peakimpuls, Differential-Peakimpuls mit steiler nachlaufender Flanke, Rechteckimpuls und angenäherter Rechteckimpuls. Von diesen Impulsen wird der Thyristor im Spannungs- oder Pegeltriggermodus getriggert, wodurch die Leitfähigkeitsdauer des Thyristors von der Impulsbreite oder wirksamen Impulsbreite bestimmt wird. Der Thyristor wird im Anzugszustand des Elektromagneten EM abgeschaltet, bevor die Armatur 1 ihre Endposition bei ihrer Bewegung erreicht, und es wird sofort auf die von der Gleichstromseite der Gleichrichterbrücke 17 der Haltespannungsquelle zugeführte Erregerspannung umgeschaltet, wodurch die Stärke des Aufpralls der Armatur gegen den Eisenkern reduziert werden kann. Wenn die Anzugszeit und die Zuverlässigkeit durch die Belastungsschwankungen während des Anzugsvorgangs des Elektromagneten beeinträchtigt werden, können solche Belastungsschwankungen durch Einstellen der Leitfähigkeitsdauer des Thyristors angepaßt werden, um den Anzugsvorgang zuverlässiger und empfindlicher zu gestalten.

Der Signalausgangsanschluß 24 des oben erwähnten Triggerkreises 19 kann direkt an die Triggerelektrode des Thyristors oder an diese Elektrode über einen Spannungsteilerwiderstand 26 angeschlossen sein. Die Gleichrichterbrücke 18 kann den Triggerkreis 19 direkt oder nach weiterer Filterung und Stabilisierung der Spannung treiben. Die Spannungsreduzierung mit der Spannungsreduzierungseinrichtung 21 kann in geeigneter Weise wie mit einem Transformator, über eine Spannungsverminderung mit einem Widerstand und einem Kondensator, durch Induktionsspannungsverminderung, Spannungsverminderung durch Pulsbreitenregulierung, Spannungsverminderung durch Thyristor- Phasenverschiebungstriggerung und dergleichen erfolgen. Der Thyristor 20 kann, wie gezeigt, ein bidirektionaler Thyristor sein oder aus zwei invertiert in Parallelschaltung zusammengeschlossenen unidirektionalen Thyristoren bestehen. Die Thyristoren leiten jedoch den von der Gleichrichterbrücke 16 vollständig gleichzurichtenden Netzwechselstrom, nachdem sie von dem Signal zu Beginn des Schließens des Schalters 22, d.i. von dem Pegel eines erzeugten, in der Pulsbreite einstellbaren Impulses getriggert werden. Für unidirektionale Thyristoren wird der Triggerimpuls positiver Spannung der Triggerelektrode zugeführt, wohingegen bei bidirektionalem Thyristoren der Triggerimpuls positiver Spannung auch der Kathode zugeführt werden kann (d.i. der negative Anschluß 25 und der Ausgangsanschluß 24 können austauschbar angeschlossen sein). Eine Klammerdiode oder ein Spannungsstabilisierungs- oder Shuntwiderstand kann in Parallelschaltung zwischen die Triggerelektrode und die Kathode eingeschaltet sein, um die Triggerelektrode zu schützen. Der Widerstand 26 kann eine Diode sein.

Fig. 3B stellt ein schematisches Schaltbild ähnlich dem in Fig. 3A dar. Der Unterschied besteht darin, daß der Thyristor aus zwei unidirektionalen Thyristoren 39, 40 besteht, die in zwei Zweigen der Anzugsspannungsquellenbrücke 16 angeordnet sind und eine Löschdiode 63 vorhanden ist, die parallel zu der Spule 15 geschaltet ist.

Fig. 4A ist ein schematisches Schaltbild, welches ein anderes Erregungssystem mit einer Doppelspannungsquelle für den Elektromagneten zeigt. Hier ist ein Steuerschalter 28 der gesteuerten Spannungsquelle CS in Reihe mit der Wechselstromseite der für den Anzugsbetrieb und das Halten gemeinsamen Gleichrichterbrücke 29 und parallel zu einem Spannungsverminderungskondensator 27 zwischen die Anschlüssen 30 und 31 geschaltet. Wenn der Leistungsschalter 22 geschlossen wird, wird der Netzwechselstrom über den geschlossenen Steuerschalter 28 an die Wechselstromseite der Gleichrichterbrücke 29 geführt. Wenn der Steuerschalter 28 ausgeschaltet ist, wird der Netzwechselstrom an die Wechselstromseite der Gleichrichterbrücke 29 nach Spannungsreduzierung durch den Kondensator 27 geführt.

Der Schalter 28 kann ein elektronischer Schalter sein, der zum Beispiel als bidirektionaler Thyristor oder als mit umgekehrter Polarität parallel geschaltete eindirektionale Thyristoren mit einer Triggerung ausgeführt ist, die die Leitfähigkeit im vollen Phasenwinkel ermöglicht, oder ein mechanischer Schalter sein, wie aus einem Paar von Ruhekontakten bestehen. Der Steuerschalter 28 wird im Moment des Schließens des Schalters 22 eingeschaltet, wohingegen die Ausschaltzeit einstellbar ist. Die Zeitdauer, während welcher der Schalter 28 arbeitet, ist die Dauer der Stromzuführung von der Anzugsspannungsquelle. Inzwischen fließt nahezu kein Strom durch den Spannungsverringerungskondensator wegen des Kurzschlußeffektes des Schalters 28. Die Gleichspannungsseite der Gleichrichterbrücke 29 ist an die Erregerspule 15 angeschlossen.

Fig. 4B zeigt die fünfte Ausführungsform, aufbauend auf dem Prinzip aus Fig. 4A, wobei in der Figur nur die Komponenten des Steuerschalters 28 gezeigt sind. Hier ist ein bidirektionaler Thyristor 20 als elektronischer Schalter in Parallelschaltung zu dem oben erwähnten Spannungsreduzierungskondensator 27 geschaltet. Ein variabler Widerstand 34 zum Einstellen des Triggerstromes und daher zum Einstellen der wirksamen Triggerbreite des Triggerimpulsausgangs durch den Anzugstriggerkreis 35 ist in Parallelschaltung zwischen die Triggerelektrode und die Kathode des Thyristors 20 eingeschaltet. Die Frontflanke des von dem Anzugstriggerkreis 35 erzeugten Triggerimpulses ist so steil wie diejenige der Augenblicksspannung im Augenblick des Schließens und wird nicht durch die Polarität der Augenblicksspannung im Augenblick des Schließens beeinflußt, wodurch die Echtzeittriggercharakteristik verwirklicht werden kann. Die Anschlüsse 32 und 33 des Triggerkreises können an die Anode und Triggerelektrode des Thyristors 20 angeschlossen sein und können austauschbar angeschlossen sein.

Eine Klammerdiode oder ein spannungsstabilisierender Widerstand kann ebenfalls in Parallelschaltung zwischen die Kathode und die Triggerelektrode des Thyristors 20 eingeschaltet sein, um dadurch die Triggerelektrode zu schützen. Mit in speziellen Situationen verwendeten geeigneten Parametern kann der variable Widerstand auch entfallen. Weiter kann ein strombegrenzender Widerstand in Reihe mit der Triggerelektrode zum Begrenzen des Triggerelektrodenstroms geschaltet sein.

Fig. 4C ist eine Modifikation von Fig. 4B zur Darstellung der sechsten Ausführungsform der Erfindung mit dem Ziel, zu verhindern, daß der Betrieb der Triggerschaltung 35 von der Belastung (Spule 15) beeinflußt wird. Hierzu ist der eine Anschluß der Anzugstriggerschaltung 35 an die Triggerelektrode angeschlossen, wohingegen der andere Anschluß an einen gesteuerten Anschluß des Leistungsschalters 22 des Elektromagneten anstatt an die Anode des bidirektionalen Thyristors 20 angeschlossen ist und die Kathode des Thyristors an den anderen gesteuerten Anschluß des Schalters 22 angeschlossen ist.

Fig. 4D zeigt die siebte Ausführungsform der Erfindung. Der bidirektionale Thyristor aus Fig. 4B ist durch zwei unidirektionale Thyristoren 39 und 40 ersetzt, die mit umgekehrter Polarität parallel zueinander verbunden sind, um das Problem eines unzuverlässigen Abschaltens zu vermeiden, welches bei dem bidirektionalen Thyristor auftreten kann. Eine Absorptionsschaltung mit Widerstand 13 und Kondensator 14, wie in Fig. 3 gezeigt, muß parallel zu der Spule 15 geschaltet sein, wenn unidirektionale Thyristoren 39, 40 verwendet werden. In Fig. 4D ist wieder nur der Teil des oben erwähnten Steuerschalters 28 gezeigt, wobei die Anzugstriggerschaltungen 36, die in Parallelschaltung zwischen die Anode und die Triggerelektrode jedes der Thyristoren 39, 40 eingeschaltet sind, die Echtzeitcharakteristik für den oben erwähnten Triggervorgang sicherstellen.

Fig. 4E zeigt die achte Ausführungsform, die auf dem Prinzip aus Fig. 4A basiert, wobei der oben erwähnte Schalter 28 aus einem Paar von Ruhekontakten NC ist, die von einem Mechanismus gesteuert werden, der von dem Elektromagneten EM angetrieben wird. Die Ruhekontakte NC sind während des Zurückstellens der Armatur 1 geschlossen und werden in dem Anzugsvorgang des Elektromagneten getrennt, bevor die Armatur 1 die Endposition ihrer Bewegung erreicht. Die Trennzeit der Kontakte NC kann mit Hilfe des Mechanismus eingestellt werden.

Fig. 5A zeigt eine Schaltung, bei welcher die Anzugsspannungsquelle und die Haltespannungsquelle eine gemeinsame Gleichrichterbrücke haben und der Steuerschalter der steuerbaren Spannungsquelle CS der Thyristor CR (oder die Thyristoren) ist; der Thyristor CR wird so getriggert, daß er den Anzugszustand und den Haltezustand des Elektromagneten durch Verwendung einer Einrichtung 61 zum Erzeugen eines Leitfähigkeitstriggersignals mit vollem Phasenwinkel und einer Einrichtung 62 zum Erzeugen des Leitfähigkeitstriggersignals mit Phasenverschiebungstriggerung antreibt.

Fig. 5B bis 5E illustrieren die neunte, die zehnte und die elfte Ausführungsform, basierend auf dem Prinzip aus Fig. 5A. Die Einrichtung 61 zum Erzeugen des Leitfähigkeitstriggersignals mit vollem Phasenwinkel ist die Triggerschaltung 35, 36A und die Einrichtung 62 zum Erzeugen des Leitfähigkeitstriggersignals mit Phasenverschiebungstriggerung ist ein Phasenverschiebungstriggerkreis 41, der irgendein Phasenverschiebungstriggerkreis zur Spannungsquellensynchronisierung ist, so wie ein gut ausgereifter Phasenverschiebungstriggerkreis als Phasentriggerkreis eines Unÿunktionstransistors.

In Fig. 5B sind die beiden Anschlüsse 32, 33 des Triggerkreises 35 entsprechend an die Anode bzw. die Triggerelektrode des bidirektionalen Thyristors 20 angeschlossen, wobei der negative Anschluß N des Phasenverschiebungstriggerkreises 41 an die Kathode des Thyristors 20 angeschlossen ist und sein positiver Anschluß P an die Anode der Diode oder den Kondensator über einen Widerstand 65 in demjenigen Zweig angeschlossen ist, in welchem der Strom von dem Anschluß 32 zum dem Anschluß 33 in dem Triggerkreis 35 fließt. Der Ausgangsanschluß O ist an die Triggerelektrode des Thyristors angeschlossen. Der positive und der negative Anschluß P und N des Phasenverschiebungs- Triggerkreises 41 können auch an die positive bzw. negative Elektrode einer spannungsstabilisierenden Diode 42 angeschlossen sein.

Der Unterschied der Ausführungsform aus Fig. 5C von derjenigen aus Fig. 5B ist ähnlich wie der Unterschied der Ausführungsform aus Fig. 4C von derjenigen aus Fig. 4B, d.i. der Anschluß 32 ist an den anderen gesteuerten Anschluß des Schalters 22, d.i. den anderen Anschluß der Wechselstromseite der Brücke 29 angeschlossen; der Rest in Fig. 5C ist der gleiche wie derjenige in Fig. 5B.

Die Ausführungsformen aus den Fig. 5B, 5C, 5D basieren auf den Ausführungsformen aus Fig. 4B, 4C, 4D. Der spannungsreduzierende Kondensator 27 aus diesen Figuren ist entfallen und die Spannungsreduzierung wird durch die Verwendung des Phasenverschiebungstriggerthyristors verwirklicht.

Wenn in der Ausführungsform aus Fig. 5D der Phasenverschiebungstriggerkreis 36 verwendet wird, muß der Kreis 36 vom gleichen Typ wie der Kreis 36A sein. In diesem Fall ist die Methode des Anschließens des Kreises 41 an die Kreise 36A und den Thyristor ähnlich wie diejenige aus den Fig. 5B oder 5C, d.i. der positive Anschluß 37 des Kreises 36A ist an die Anode des einen 39 der unidirektionalen Thyristoren 39, 40 angeschlossen und der negative Anschluß 38 ist an die Triggerelektrode desselben Thyristors 39 angeschlossen. Der negative Anschluß N des Kreises 41 ist an die Kathode des einen 39 der Thyristoren 39, 40 angeschlossen, sein positiver Anschluß P ist über einen Widerstand 65 an die Anode des Kondensators oder die Diode in dem Kreis 36A angeschlossen und sein Ausgangsanschluß O ist an die Triggerelektrode desselben Thyristors 39 angeschlossen. Die spannungsstabilisierende Diode 42 ist wie nach Fig. 5B in den Kreis eingeschaltet.

Bei der Ausführungsform aus Fig. 5D ist die Erregerspule 15 parallel zu einer Absorptionsschaltung aus einem Widerstand 13 und einem Kondensator 14 zum Schützen der unidirektionalen Thyristoren geschaltet.

Es gibt in Fig. 5D zwei Arten von Ausführungsformen. Die eine liegt in der Verwendung zweier Phasenverschiebungs- Triggerschaltungen 41 mit spannungsstabilisierenden Dioden 42, und die andere liegt in der Verwendung einer phasenverschiebungs-Triggerschaltung 41, wobei die Diode 42 in einem der beiden Zweige mit den unidirektionalen Thyristoren eingeschaltet ist. Manchmal kann die Diode (können die Dioden) auch entfallen.

Fig. 5E unterscheidet sich von den Fig. 5B bis 5D darin, daß die Steuerschaltungs-Einwegthyristoren 43 und 44 der Anzugsspannungsquelle in zwei Brückenzweigen der Gleichrichterbrücke angeordnet sind. Diese beiden Thyristoren 43, 44 bilden zusammen mit zwei Dioden 45, 46 eine Vollweg- Gleichrichterbrücke. Zwei andere Dioden 47, 48 bilden mit den beiden Dioden 45, 46 eine andere Vollweg-Gleichrichterbrücke. Die beiden Gleichrichterbrücken sind mit ihrem gemeinsamen Wechselstromeingangsanschluß an die gesteuerten Anschlüsse des Leistungsschalters 22 angeschlossen, beide Triggerelektroden der beiden Thyristoren 43, 44 sind gemeinsam an den Ausgangsanschluß O des Phasenverschiebungs-Triggerkreises 41 und an den Ausgangsanschluß 24 des Anzugstriggerkreises 19 angeschlossen, wohingegen beide ihrer Kathoden gemeinsam an den negativen Anschluß N des Phasenverschiebungs-Triggerkreises 41 und den Eingangsanschluß 25 des Anzugstriggerkreises 19 angeschlossen sind. Der positive Ausgangsanschluß der anderen Vollweg-Gleichrichterbrücke ist an den positiven Eingangsanschluß 23 des Anzugstriggerkreises 19 über einen spannungsreduzierenden Widerstand 60 angeschlossen und der positive Anschluß P des Phasenverschiebungs-Triggerkreises 41 ist über einen Widerstand 65 ebenfalls an den Anschluß 23 angeschlossen und die beiden Anschlüsse der Erregerspule 15 sind an eine Absorptionsschaltung mit dem Widerstand 13 und dem Kondensator 14 angeschlossen. Die spannungsstabilisierende Diode 42 ist zwischen den positiven und den negativen Anschluß PN der Schaltung 41 geschaltet. Eine Löschdiode 63 ist parallel zu der Spule in dem spannungsreduzierenden Phasenverschiebungs- Triggerschema geschaltet, weil die pulsierende Komponente in dem Laststrom eher groß ist.

Der oben erwähnte Widerstand 65 und selbst die spannungsstabilisierende Diode 42 können in den oben erwähnten Ausführungsformen ebenfalls manchmal weggelassen werden.

Die Fig. 6A und 6B zeigen Ausführungsformen aller oben erwähnter Anzugstriggerkreise. Fig. 6A zeigt vier Ausführungsformen der Schaltung 19. Die Ausführungsform 1 ist ein Differentialkreis mit einem variablen Widerstand 51. Ein Kondensator 49 mit einem parallel dazu geschalteten Entladewiderstand 50 und der variable Widerstand 51 sind über eine Reihenverbindung in Reihe zwischen dem positiven und dem negativen Eingangsanschluß 23, 25 der Schaltung 19 angeschlossen und ein Ausgangsanschluß 24 ist an der Reihenverbindung abgezweigt. Der Eingangsanschluß 23 derselben erhält ein Frontflankensignal der gestuften Spannung im Augenblick des Schließens, um ein Echtzeittriggeransprechen zu erreichen, wonach das Gleichspannungssignal den Kondensator 49 auflädt, bis der Ausgangsstrom des Ausgangsanschlusses 24 unzureichend wird, um den Thyristor zu triggern, und die Anzugstriggeroperation ist beendet. Der Wert des Widerstandes 50 soll so hoch sein, daß er nicht ausreicht, ein falsches Triggern herbeizuführen, jedoch soll er auch nicht zu hoch sein, daß er dann, wenn das Erregungssystem des Elektromagneten aberregt wird, sich sofort ohne die nächste Anzugsphase zu beeinträchtigen entlädt. Der variable Widerstand 51 ist für das Einstellen des Triggerstromes wirksam, damit dieser seinerseits die wirksame Pulsbreite für das Triggern einstellt. Das Ziel der Ausführungsform 11 ist es, die nachlaufende Flanke des Triggerimpulses steil zu machen, der von der Schaltung der Ausführungsform erzeugt wird, die das Abschalten des Thyristors genauer macht, indem eine Diode 52 verwendet wird, die an den Ausgangsanschluß 24 angeschlossen ist. Es können zwei in Reihe geschaltete Dioden verwendet werden.

Das Ziel der Ausführungsform 111 ist es, einen annähernd als Rechteckimpuls ausgebildeten Triggerimpuls durch Verwendung einer Schalttriode 53 und der die nachlaufende Flanke trimmenden Diode 52 zu erhalten. Ein Kondensator 49 mit dem parallel dazu geschalteten Entladewiderstand 50 und ein variabler Widerstand 51 sind über eine Reihenverbindung in Reihe zwischen den positiven und den negativen Eingangsanschluß 23, 25 der Anzugstriggerschaltung 19 eingeschaltet. Eine Reihenschaltung aus dem Basis-Emitter-p-n-Übergang der Triode 53 und der Diode 52 ist zwischen die Reihenverbindung und den Ausgangsanschluß 24 eingeschaltet und der Kollektor der Triode 53 ist an den positiven Eingangsanschluß 23 angeschlossen.

Das Ziel der vierten Ausführungsform IV ist es, einen Rechteck- Triggerimpuls durch Verwendung eines Schmidt-Triggers mit einer Integrierschaltung für den Eingang des Triggers zu erzeugen. Ein variabler Widerstand 57 und ein Kondensator 55 mit dessen Entladewiderstand 56 sind über eine Reihenverbindung in Reihe zwischen den positiven und den negativen Eingangsanschluß 23, 25 der Schaltung 19 geschaltet, wobei die Reihenverbindung an den Eingangsanschluß des Schmidt-Triggers 54 angeschlossen ist. Die positive und die negative Elektrode des Triggers 54 sind an den positiven bzw. den negativen Eingangsanschluß 23, 25 angeschlossen und der Ausgangsanschluß des Triggers 54 ist der Ausgangsanschluß 24 des Anzugstriggerkreises 19. Die inverse Wirkung des Triggers sorgt dafür, daß die Frontflanke des Rechteck-Triggerimpulses im Augenblick des Schließens erzeugt wird.

Die Fig. 6BI und 6BII illustrieren die Gestaltung der Anzugstriggerkreise 36 und 35. Ein spannungsreduzierender Widerstand 58, eine Diode 59 und ein Kondensator 49 mit dessen parallelgeschalteten Entladewiderstand 50 sind in Reihe zwischen den positiven und den negativen Anschluß 37, 38 der Schaltung 36 angeschlossen. Die positive-negative Richtung der Diode 59 ist dieselbe wie die positive-negative Richtung der Anschlüsse 37, 38. Die Positionen der drei in Reihe geschalteten Elemente sind austauschbar, wobei das Schema des Verbindens des Widerstandes 58 mit dem Anschluß 37 als Anzugstriggerschaltung 36A definiert ist. Die Schaltung 35 wird von einem spannungsreduzierendem Element 64 und einer Schaltung aus zwei invertiert und parallel geschalteten identischen Zweigen gebildet, die in Reihe zwischen die beiden Anschlüsse 32, 33 der Schaltung 35 geschaltet sind. Jeder der parallelen Zweige enthält eine Diode 59 und einen Kondensator 49 mit dessen parallel geschalteten Entladewiderstand 50 in Reihenschaltung. Hier kann das spannungsreduzierende Element 64 wegen den Doppelstromrichtungen im Kreis 35 ein Widerstand, ein Kondensator oder eine Reihenschaltung aus einem Widerstand und einem Kondensator sein.

Claims (28)

1. Elektromagnet (EM) mit einem Elektromagnetkörper aus einer Armatur (1) und einem Eisenkern (4), und einem Gleichstromerregungssystem mit einer Erregungsspule (5) und einer steuerbaren Spannungsquelle (CS), dadurch gekennzeichnet, daß ein demagnetisierender Luftspalt zwischen der Armatur (1) und dem Eisenkern (4) in dem Haltezustand fehlt (es sind lediglich unvermeidbare Bearbeitungsluftspalte aufgrund der Herstellung und des Zusammenbaus vorhanden), und ein Energiespeicher in dem Elektromagnetkörper vorhanden ist, wobei in dem Energiespeicher mechanische Energie im Haltezustand des Elektromagneten (EM) gespeichert ist, die eine aktive Kraft (F1) auf den Eisenkern (4) von der Armatur (1) wie auch eine Reaktionskraft auf die Armatur (1) von dem Eisenkern (4) erzeugt, wobei die Wirkungslinie der Resultierenden (F2) der Reaktionskraft mit der Wirkungslinie (Z) der Resultierenden der Haltekraft nicht-kollinear ist, so daß ein auf die Armatur (1) einwirkendes Drehmoment erzeugt ist, unter welchem die Armatur (1) ein leichtes, von der Struktur des Elektromagnetkörpers zugelassenes Verkippen relativ zu dem Eisenkern (4) ausübt, nachdem die Erregerspule (5) aberregt ist, und die steuerbare Spannungsquelle (CS) eine Anzugsspannungsquelle und eine Haltespannungsquelle unterschiedlicher Spannungen aufweist und daß ein Steuerschalter zum Echtzeiteinschalten der Anzugsspannungsquelle und zum Umwandeln der Anzugsspannungsquelle in die Haltespannungsquelle vorgesehen ist, wobei die Anzugsspannungsquelle und die Haltespannungsquelle zum Erregen der Erregerspule (5) durch eine Vollweg-Gleichrichterbrücke gleichgerichtet werden.

2. Elektromagnet (EM) nach Anspruch 1, wobei der Energiespeicher ein Federenergiespeicher aus einer Feder (7), einer Einstellschraube (8) und einer Kugel (6) ist, wobei die Kugel (6) eine aktive Kraft (F1) unter der Kraft der Feder (7) auf den Eisenkern (4) ausübt, wenn sich der Elektromagnet (EM) in dem Haltezustand befindet, und die Größe des Drehmomentes mit der Einstellschraube (8) veränderbar ist.

3. Elektromagnet (EM) nach Anspruch 1, wobei der Energiespeicher die Rückstelleinrichtung der Armatur (1) in einem Lastsystem ist.

4. Elektromagnet (EM) nach Anspruch 1, wobei der Elektromagnet (EM) eine Schutzabdeckung (11) gegen Schmutz aufweist.

5. Elektromagnet (EM) nach Anspruch 1, wobei die steuerbare Spannungsquelle (CS) weiter eine spannungsreduzierende Einrichtung (21) aufweist, die Wechselstromeingangsanschlüsse einer Gleichrichterbrücke (16) der Anzugsspannungsquelle parallel zu der Hochspannungsseite der spannungsreduzierenden Einrichtung (21) an die gesteuerten Anschlüsse des Leistungsschalters (22) nach Reihenschaltung mit einem Thyristor (20), der als Steuerschalter verwendet wird, angeschlossen sind, die Wechselstromseiten einer Gleichrichterbrücke (17) der Haltespannungsquelle und einer Gleichrichterbrücke (18) einer Triggerschaltung (19) an die Niederspannungsseite der spannungsreduzierenden Einrichtung (21) geschaltet sind, die Gleichspannungsausgangsanschlüsse der Brücke (17) der Haltespannungsquelle an die Erregerspule (15) nach Parallelschaltung mit den Gleichspannungsausgangsanschlüssen der Gleichrichterbrücke (16) der Anzugsspannungsquelle geschaltet sind, die beiden Eingangsanschlüsse (23, 25) der Anzugstriggerschaltung (19) des Thyristors (20) an die Gleichspannungsausgangsanschlüsse der Gleichrichterbrücke (18) der Triggerschaltung (19) geschaltet sind und ein Signal des Ausgangsanschlusses (24) der Anzugstriggerschaltung (19) den bidirektionalen Thyristor (20) triggert.

6. Elektromagnet (EM) nach Anspruch 1, wobei die steuerbare Spannungsquelle (CS) weiter eine spannungsvermindernde Einrichtung (21) aufweist, die Wechselspannungs- Eingangsanschlüsse einer Gleichrichterbrücke (16) der Anzugsspannungsquelle parallel zu der Hochspannungsseite der spannungsvermindernden Einrichtung (21) an die gesteuerten Anschlüsse des Leistungsschalters (22) angeschlossen sind, zwei unidirektionale Thyristoren (39, 40) in zwei Zweigen der Gleichrichterbrücke (16) der Anzugsspannungsquelle angeordnet sind, die Wechselspannungsseiten einer Gleichrichterbrücke (17) der Haltespannungsquelle und eine Gleichrichterbrücke (18) einer Triggerschaltung (19) an die Niederspannungsseite der spannungsvermindernden Einrichtung (21) angeschlossen sind, die Gleichstromausgangsanschlüsse der Brücke (17) der Haltespannungsquelle an die Erregerspule (15) nach Parallelschaltung mit den Gleichspannungs­ Ausgangsanschlüssen der Gleichrichterbrücke (16) der Anzugsspannungsquelle geschaltet sind, die beiden Eingangsanschlüsse (23, 25) der Anzugstriggerschaltung (19) der Thyristoren (39, 40) an die Gleichspannungs- Ausganganschlüsse der Gleichrichterbrücke (18) der Triggerschaltung (19) geschaltet sind und ein Signal des Ausgangsanschlusses (24) der Anzugstriggerschaltung (19) die unidirektionalen Thyristoren (39, 40) triggert.

7. Elektromagnet (EM) nach Anspruch 1, wobei der Steuerschalter (28) der steuerbaren Spannungsquelle (CS) in Reihe mit der Wechselstromseite einer Gleichrichterbrücke (29), die für die Anzugs- und der Haltespannungsquelle gemeinsam ist, nach Parallelschaltung mit einem spannungsvermindernden Kondensator (27) geschaltet ist, wobei die Gleichstromseite der Gleichrichterbrücke (29) an die Erregerspule (15) geschaltet ist.

8. Elektromagnet (EM) nach Anspruch 7, wobei der Steuerschalter (28) ein bidirektionaler Thyristor (20) ist und eine Anzugstriggerschaltung (35) zwischen die Anode und die Triggerelektrode des bidirektionalen Thyristors (20) geschaltet ist.

9. Elektromagnet (EM) nach Anspruch 7, wobei der Steuerschalter (28) ein bidirektionaler Thyristor (20) ist und eine Anzugstriggerschaltung (35) zwischen die Triggerelektrode des bidirektionalen Thyristors (20) und einen gesteuerten Anschluß des Leistungsschalters (22) eingeschaltet ist.

10. Elektromagnet (EM) nach Anspruch 7, wobei der Steuerschalter (28) zwei mit umgekehrter Polarität in Parallelschaltung verbundene unidirektionale Thyristoren (39, 40) aufweist, der postitive Anschluß (37) jedes der beiden Anzugstriggerschaltungen (36) an die Anode jedes der Thyristoren (39, 40) angeschlossen ist und der negative Anschluß (38) jeder der Schaltungen (36) entsprechend an die Triggerelektrode jeder der Thyristoren (39, 40) angeschlossen ist, und eine Absorptionsschaltung aus einem Widerstand (13) und einem Kondensator (14) parallel zu den beiden Anschlüssen der Erregerspule (15) geschaltet ist.

11. Elektromagnet (EM) nach Anspruch 7, wobei der Steuerschalter (28) von einem Paar von Ruhekontakten (NC) gebildet wird, die von einem von dem Elektromagneten (EM) angetriebenen Mechanismus gesteuert werden, wobei das Paar von Ruhekontakten (NC) während der Zeitspanne des Zurückstellens der Armatur (1) geschlossen sind und im Anzugsbetrieb des Elektromagneten getrennt werden, bevor die Armatur (1) die Endposition bei ihrer Bewegung erreicht.

12. Elektromagnet (EM) nach Anspruch 1, wobei die Anzugsspannungsquelle und die Haltespannungsquelle an eine gemeinsame Gleichrichterbrücke angeschlossen sind und der Steuerschalter der steuerbaren Spannungsquelle (CS) ein Thyristor (CR) ist, und der Thyristor (CR) zum Antreiben der Anzugs- und Haltezustände des Elektromagneten durch die Verwendung einer Einrichtung (61) zum Erzeugen eines Vollphasenwinkel-Leitfähigkeitstriggersignals und einer Einrichtung (62) zum Erzeugen eines Phasenverschiebungs- Leitfähigkeitstriggersignals getriggert wird.

13. Elektromagnet (EM) nach Anspruch 12, wobei der Thyristor (CR) ein bidirektionaler Thyristor (20) ist, die Einrichtung (61) zum Erzeugen eines Leitfähigkeitstriggersignals mit vollem Phasenwinkel eine Triggerschaltung (35) ist, die Einrichtung (62) zum Erzeugen eines Leitfähigkstriggersignals mit Phasenverschiebungstriggerung eine Phasenverschiebungstriggerschaltung (41) ist, ein Anschluß (32) der Triggerschaltung (35) an die Anode des bidirektionalen Thyristors (20) geschaltet ist und der andere Anschluß (33) der Schaltung (35) an die Triggerelektrode des Thyristors (20) geschaltet ist, der negative Anschluß (N) der Phasenverschiebungs- Triggerschaltung (41) an die Kathode des Thyristors (20) angeschlossen ist, ihr positiver Anschluß (P) an die Anode der Diode über einen Widerstand (65) in dem Zweig angeschlossen ist, in welchem der Triggerstrom von dem direkt an ein spannungsverminderndes Element (64) angeschlossenen Anschluß (32) zu dem Anschluß (33) in der Triggerschaltung (35) fließt, und ihr Ausgangsanschluß (O) an die Triggerelektrode des Thyristors (20) angeschlossen ist.

14. Elektromagnet (EM) nach Anspruch 12, wobei der Thyristor (CR) ein bidirektionaler Thyristor (20) ist, die Einrichtung (61) zum Erzeugen eines Leitfähigkeitstriggersignals mit vollem Phasenwinkel eine Triggerschaltung (35) ist, die Einrichtung (62) zum Erzeugen eines Leitfähigkeitstriggersignals mit Phasenverschiebungstriggerung eine Phasenverschiebungstriggerschaltung (41) ist, ein Anschluß (33) der Triggerschaltung (35) an die Triggerelektrode des bidirektionalen Thyristors (20) angeschlossen ist und der andere Anschluß (32) an einen Anschluß der Wechselstromseite einer Gleichrichterbrücke (29) angeschlossen ist, und die Anode des bidirektionalen Thyristors (20) an den anderen Anschluß der Wechselspannungsseite der Gleichrichterbrücke (29) angeschlossen ist, der negative Anschluß (N) der Phasenverschiebungstriggerschaltung (41) an die Kathode des Thyristors (20) angeschlossen ist, ihr positiver Anschluß (P) an die Anode des Kondensators über einen Widerstand (65) in dem Zweig angeschlossen ist, in welchem der Triggerstrom von dem direkt an ein spannungsverminderndes Element (64) angeschlossenen Anschluß (32) zu dem Anschluß (33) der Triggerschaltung (35) fließt, und ihr Ausgangsanschluß (O) an die Triggerelektrode des Thyristors (20) angeschlossen ist.

15. Elektromagnet (EM) nach Anspruch 12, wobei der Thyristor (CR) zwei invertiert parallelgeschaltete unidirektionale Thyristoren (39, 40) aufweist, die Einrichtung (61) zum Erzeugen eines Leitfähigkeitstriggersignals mit vollem Phasenwinkel eine Anzugstriggerschaltung (36A) ist, die Einrichtung (62) zum Erzeugen eines Leitfähigkeitstriggersignals mit Phasenverschiebungstriggerung eine Phasenverschiebungstriggerschaltung (41) ist, der positive Anschluß (37) der Anzugstriggerschaltung (36A) an die Anode des einen (39) der unidirektionalen Thyristoren (39, 40) angeschlossen ist und der negative Anschluß (38) der Schaltung (36A) an die Triggerelektrode desselben Thyristors (39) angeschlossen ist, der negative Anschluß (N) der Phasenverschiebungstriggerschaltung (41) an die Kathode des unidirektionalen Thyristors (39) angeschlossen ist und ihr positiver Anschluß (P) an die Anode der Diode über einen Widerstand (65) in der Triggerschaltung (36A) angeschlossen ist und ihr Ausgangsanschluß (O) an die Triggerelektrode des unidirektionalen Thyristors (39) angeschlossen ist, wobei die beiden Anschlüsse der Anzugstriggerschaltung (36) an die Anode bzw. die Triggerelektrode des anderen unidirektionalen Thyristors (40) angeschlossen sind und die Erregerspule (15) parallel zu einer Absorptionsschaltung mit einem Widerstand (13) und einem Kondensator (14) geschaltet ist.

16. Elektromagnet (EM) nach Anspruch 12, wobei der Thyristor (CR) zwei mit umgekehrter Polarität parallelgeschaltete unidirektionale Thyristoren (39, 40) aufweist, die Einrichtung (61) zum Erzeugen eines Leitfähigkeitstriggersignals mit vollem Phasenwinkel zwei Anzugstriggerschaltungen (36A) aufweist, die Einrichtung (62) zum Erzeugen eines Leitfähigkeitstriggersignals mit Phasenverschiebungstriggerung zwei Phasenverschiebungstriggerschaltungen (41) aufweist, der positive und der negative Anschluß (37, 38) jeder der beiden Anzugstriggerschaltungen (36A) an die Anode bzw. Triggerelektrode eines entsprechenden der unidirektionalen Thyristoren (39, 40) angeschlossen sind, der negative Anschluß (N) jeder der beiden Phasenverschiebungstriggerschaltungen (41) an die Kathode eines entsprechenden der unidirektionalen Thyristoren (39, 40) angeschlossen ist und ihr positiver Anschluß (P) an die Anode der Diode über einen Widerstand (65) in der zugeordneten Triggerschaltung (36A) angeschlossen ist, ihr Ausgangsanschluß (O) an die Triggerelektrode des zugeordneten unidirektionalen Thyristors (39, 40) angeschlossen ist und die Erregerspule (15) parallel zu einer Absorptionsschaltung aus einem Widerstand (13) und einem Kondensator (14) geschaltet ist.

17. Elektromagnet (EM) nach Anspruch 12, wobei der Thyristor (CR) zwei unidirektionale Thyristoren (43, 44) aufweist, diese beiden Thyristoren (43, 44) zusammen mit zwei Dioden (45, 46) eine Vollweg-Gleichrichterbrücke bilden, andere zwei Dioden (47, 48) und die beiden Dioden (45, 46) eine andere Vollweg-Gleichrichterbrücke bilden, die beiden Gleichrichterbrücken mit ihren ihnen gemeinsamen Wechselstromeingangsanschlüssen an die gesteuerte Seite des Leistungsschalters (22) angeschlossen sind, beide Triggerelektroden der beiden Thyristoren (43, 44) gemeinsam an den Ausgangsanschluß (O) der Phasenverschiebungstriggerschaltung (41) mit dem Ausgangsanschluß (24) der Anzugstriggerschaltung (19) angeschlossen sind, wohingegen beide ihrer Kathoden gemeinsam an den negativen Anschluß (N) der Phasenverschiebungstriggerschaltung (41) und den Ausgangsanschluß (25) der Anzugstriggerschaltung (19) angeschlossen sind, der positive Ausgangsanschluß der anderen Vollweg-Gleichrichterbrücke und der positive Anschluß (P) der Phasenverschiebungs-Triggerschaltung (41) an den positiven Anschluß (23) der Anzugstriggerschaltung (19) über einen spannungsvermindernden Widerstand (60) bzw. einen Widerstand (65) angeschlossen sind und die Erregerspule (15) parallel zu einer Absorptionsschaltung aus einem Widerstand (13) und einem Kondensator (14) und zu einer Löschdiode (63) geschaltet ist.

18. Elektromagnet (EM) nach einem der Ansprüche 8, 9, 10, 12, 13, 14, 15 und 16, wobei ein variabler Widerstand (34) zwischen die Kathode und die Triggerelektrode des Thyristors (20, CR, 39, 40, 43, 44) geschaltet ist.

19. Elektromagnet (EM) nach einem der Ansprüche 13, 14, 15, 16 und 17, wobei eine spannungsstabilisierende Diode (42) zwischen den positiven und den negativen Anschluß (PN) der Phasenverschiebungs-Triggerschaltung (41) eingeschaltet ist.

20. Elektromagnet nach den Ansprüchen 5, 6 und 17, wobei ein Kondensator (49) mit seinem parallelgeschalteten Entladewiderstand (50) und ein variabler Widerstand (51) über eine Reihenverbindung in Reihe mit dem positiven und dem negativen Eingangsanschluß (23, 25) der Anzugstriggerschaltung (19) geschaltet sind und ein Ausgangsanschluß (24) an der Reihenverbindung abgezweigt ist.

21. Elektromagnet (EM) nach den Ansprüchen 5, 6 und 17, wobei ein Kondensator (49) mit dessen parallelgeschaltetem Entladewiderstand (50) und ein variabler Widerstand (51) aufeinanderfolgend über eine Reihenverbindung in Reihe zwischen den positiven und den negativen Eingangsanschluß (23, 25) der Anzugstriggerschaltung (19) geschaltet sind und ein Ausgangsanschluß (24) im Anschluß an eine Diode (52) an der Reihenverbindung abgezweigt ist.

22. Elektromagnet (EM) nach den Ansprüchen 5, 6 und 17, wobei ein Kondensator (49) mit seinem parallelgeschaltetem Entladewiderstand (50) und ein variabler Widerstand (51) aufeinanderfolgend über eine Reihenverbindung in Reihe zwischen den positiven und den negativen Eingangsanschluß (23, 25) der Anzugstriggerschaltung (19) geschaltet sind, wobei eine Reihenschaltung aus dem Basis-Emitter-p-n- Übergang einer Triode (53) und einer Diode (52) zwischen die Reihenverbindung und den Ausgangsanschluß (24) eingeschaltet ist und der Kollektor der Triode (53) an den positiven Eingangsanschluß (23) angeschlossen ist.

23. Elektromagnet (EM) nach den Ansprüchen 5, 6 und 17, wobei ein variabler Widerstand (57) und ein Kondensator (55) mit seinem Entladewiderstand (56) aufeinanderfolgend über eine Reihenverbindung in Reihe zwischen den positiven und den negativen Eingangsanschluß (23, 25) der Anzugstriggerschaltung (19) eingeschaltet sind, wobei die Reihenverbindung an den Eingangsanschluß eines Schmidt- Triggers (54) angeschlossen ist, die positive und die negative Elektrode des Triggers (54) an den positiven bzw. negativen Anschluß (23, 25) angeschlossen sind und der Ausgangsanschluß des Triggers (54) der Ausgangsanschluß (24) der Anzugstriggerschaltung (19) ist.

24. Elektromagnet (EM) nach den Ansprüchen 10, 15 und 16, wobei ein spannungsvermindernder Widerstand (58), eine Diode (59) und ein Kondensator (49) mit ihren parallelgeschalteten Entladewiderständen (50) in Reihe zwischen den positiven und den negativen Anschluß (37, 38) der Anzugstriggerschaltung (36) eingeschaltet sind, wobei die positiv-negativ-Richtung der Diode (59) dieselbe wie die positiv-negativ-Richtung der Anschlüsse (37, 38) ist.

25. Elektromagnet (EM) nach den Ansprüchen 8, 9, 13, 14, wobei ein spannungsverminderndes Element (64) und eine Schaltung aus zwei invertiert in Parallelschaltung zusammengeschlossenen identischen Zweigen in Reihe zwischen die beiden Anschlüsse (32, 33) der Anzugstriggerschaltung (35) eingeschaltet ist, wobei jeder der beiden parallelen Zweige eine Diode (59) und einen Kondensator (49) mit dessen parallel angeschlossenen Entladewiderstand (50) in Reihenschaltung aufweist.

26. Elektromagnet (EM) nach Anspruch 25, wobei das spannungsvermindernde Element, (64) ein Widerstand ist.

27. Elektromagnet (EM) nach Anspruch 25, wobei das spannungsvermindernde Element (64) ein Kondensator ist.

28. Elektromagnet (EM) nach Anspruch 25, wobei das spannungsvermindernde Element (64) eine Reihenschaltungseinheit eines Widerstands und eines Kondensators ist.