152433. lajstromszámú szabadalom • Kapcsolási elrendezés oldható kötésű elektromágnesek be és/vagy kikapcsolásának gyorsítására, főleg nagypontosságú szerszámgépi berendezésekhez

3 152433 4 alkalmazható be- és kikapcsolásra, vagy ezek közül bármelyikre. A találmány szerinti megoldást rajz alapján példákénti elrendezésben ismertetjük részletesen. Az 1. ábra a találmány szerinti kapcsolási elrendezés magyarázatára szolgáló elvi vázlat, az l/a ábra az 1. ábra szerinti elrendezés tranzisztoros megvalósítása gyorsított be- és kikapcsolás esetére. A 2. ábra az 1. ábra szerinti kapcsolási elrendezés egy változatának elvi vázlata. A 2/a ábra az elvi 2. ábrának megfelelő kapcsolási elrendezés. Amint az 1. ábrán látható, egyenáramú UT1 tápfeszültségforrás a tartóáramot, egyenáramú UT2 tápfeszültségforrás pedig a bekapcsolási tranziens áramot szolgáltatja. A tranziens áramot szolgáltató UT2 tápfeszültségforrás feszültsége mindenkor nagyobb, célszerűen 5—10-szerese az UT1 tápfeszültségforrás feszültségének. Az áramkörbe van még iktatva az elektromágnes Ll tekercse, Ce kondenzátor, szelephatású elemek (Dl és D2 egyenirányítók), valamint KI és K3 kapcsolók. A biztos működés érdékében KI és K3 kapcsolók — együttesen — három állapotot vesznek fel. Az első esetben KI kapcsoló nyitott, K3 kapcsoló zárt. A második esetben mindkét kapcsoló nyitott, míg a harmadik esetben KI kapcsoló zárt, K3 kapcsoló pedig nyitott állapotban van. Az elektromágnes kikapcsolt állapotában KI kapcsoló nyitva van, míg K3 kapcsoló zárt és ennek érintkezőin keresztül az Ll tekercs és a Ce kondenzátor párhuzamos rezgőkört képez. A kikapcsolt állapotra jellemző, hogy a Ce kondenzátorra nézve az Ll tekercs elektromágnes kemény sönthatást képvisel, így a D2 egyenirányító szivárgóárama a Ce kondenzátort nem képes föltölteni. A D2 egyenirányító szerepe egyébként az, hogy az UT2 feszültségforrás zárlati védelmét biztosítja. A bekapcsolás első fázisában a K3 kapcsoló nyit, majd bizonyos szünetidő után KI kapcsoló zár. Az UT2 tápfeszültségforrás Ce kondenzátoron keresztül kapcsolódik az elektromágnes Ll tekercsére, amelyben tranziens áramot hoz létre. Ugyanebben az időpillanatban az UT1 tápfeszültségforrás az áram irányára nyitó irányban kapcsolt D2 egyenirányítón át úgy kapcsolódik az elektromágnes Ll tekercsére, hogy az áram iránya megegyezik a tranziens áram irányával. A bekapcsolás pillanatában az UT2 tápfeszültségforrás segédfeszültsége teljes mértékben megjelenik az Ll tekercs kapcsain. Az idő múlásával a Ce kondenzátor töltődik, következésképpen az Ll tekercs kapcsain a feszültség csökken. Ha az Ll tekercs kapcsain az UT2 tápfeszültségforrásból származó feszültség szintje lesüllyed az UT1 tápfeszültségforrás feszültségének szintjére, akkor az Ll tekercset az UT1 tápfeszültségforrás kezdi táplálni. Rövid idő után az Ll tekercs áramellátását már kizárólag az UT1 tápfeszültségforrás biztosítja. A Ce kondenzátor ekkor feltöltődött a két tápfeszültségforrás feszültségkülönbségének értékére (UT2 —UT1) és ezt a feszültséget mindaddig megtartja, amíg a kikapcsolás be nem következik. A kikapcsolás kezdetén a KI kapcsoló nyit és K3 kapcsoló is még nyitva van. Dl egyenirányító az Ll tekercsben keletkezett önindukciós feszültség ezen időszakban való megfogására szolgál. Az egyenirányító polaritását úgy választjuk meg, hogy az elektromágnes Ll tekercsén keletkezett önindukciós feszültségre nézve nyitó irányú legyen. A kikapcsolás következő fázisában a K3 kapcsoló zár és a feltöltött Ce kondenzátort párhuzamosan kapcsolja Ll tekerccsel oly módon, hogy polaritása megegyező legyen a keletkezett önindukciós feszültség polaritásával. Ezután Ce kondenzátor Ll tekercsen keresztül kisül. A kisütési idő túlnyomó részében ezáltal olyan irányú áram keletkezik az Ll tekercsen, amely a tartóáram irányával ellentétes. Az ellenáram hatására az elektromágnes nagy intenzitással szétkapcsol. A Ce kondenzátor kisül és ez a feltétele annak, hogy a következő bekapcsolásnál a megfelelő gyorsító tranziens áramintenzitás fellépjen. Amint látható, a találmány szerinti megoldáshál az elektromágnes bekapcsolását az Ll tekercs útján lényegileg a tranziens áram, az elektromágnes tartását pedig egy tartóáram biztosítja. Kikapcsoláskor a feltöltött Ce kondenzátor az Ll tekercsben a bekapcsolási árammal szembeni ellenáramot hoz létre az elektromágnes gyors szétkapcsolása érdekében. Ha az ismert megoldásokat összehasonlítjuk a találmány szerinti megoldással, a következőket állapíthatjuk meg: Az ismert módszerek hátrányos tulajdonsága a soros ellenállás, amely több száz watt hődisszipációt képvisel. Ezáltal egyrészt villamos szekrényekben — például szerszámgépeknél — az elhelyezés nehezebb, helyszükséglete nagyobb, másrészt fölösleges energiafogyasztással jár. A találmány szerinti eljárásnál soros ellenállást nem alkalmazunk. A bekapcsolási áram homlokmeredekségét tranziens áram hozza létre, amelynek csak a bekapcsolás idején van szerepe. Az ismert módszereknél a kikapcsolás kompromisszumos megoldás, mert amikor rugóval gyorsítják a kikapcsolást, ugyanakkor a bekapcsolás körülményeit rontják, mert a bekapcsolást csillapítják és így lassítják. A találmány szerinti megoldásnál az ellenáram létrehozása az elektromágnes Ll tekercsében egyszerűen és gazdaságosan van megoldva és mindennemű rugós kikapcsolást feleslegessé tesz. Az ellenáramú kikapcsolásból következik, hogy a találmány szerinti megoldásnál a másodpercenként biztosítható kapcsolások száma felülmúlja az ismert megoldásoknál elérhető kapcsolások számát. Áramköri elrendezés szempontjából az elektromágneseket két főcsoportra oszthatjuk. 1. Szabad tekercs véges elektromágnesek, ame-10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 2