Einrichtung zur Steuerung eines Elektromagneten

Beschreibung

[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Steuerung eines Elektromagneten mit einem ortsfesten Kern, mit einer nach dem Einschalten vorübergehend stromdurchflossenen Anzugswicklung, mit einer im Betriebszustand stromdurchflossenen Haltewicklung, mit einem relativ zum Kern unter Veränderung eines Luftspaltes beweglichen Anker, und mit einer mit der Anzugswicklung in Reihe geschalteten, magnetisch beeinflussbaren Schalteinrichtung die die Stromversorgung der Anzugswicklung beim Verschwinden des Luftspaltes unterbricht.

[0002] Aus der DE-A1-1921232 ist eine Einrichtung zur Steuerung eines Elektromagneten der eingangs erwähnten Art bekannt. Der Elektromagnet ist mit einer Anzugswicklung und mit einer Haltewicklung versehen. Zur Abschaltung der Anzugswicklung nach Verschwinden des Luftspaltes zwischen dem Kern und dem Anker wird eine magnetisch beeinflussbare Schalteinrichtung verwendet, die die Stromzufuhr zur Anzugswicklung bei angezogenem Elektromagneten unterbricht. Die magnetisch beeinflussbare Schalteinrichtung nimmt den Streufluss auf, der durch das Vorhandensein eines Luftspaltes zwischen dem Kern und dem Anker des Elektromagneten entsteht. Die Schalteinrichtung enthält Zungenkontakte aus einem magnetischen Material, von denen mindestens einer nachgiebig und geeignet ist, von dem anderen Zungenkontakt angezogen zu werden, wenn ein magnetischer Fluss die Kontakte umgibt. Dieser Elektromagnet weist beim Einschalten einen nicht vernachlässigbaren Einschaltverzug auf, weil die an den Anschlussklemmen ständig angeschlossene und im Einschaltmoment des Elektromagneten sofort stromdurchflossene Haltewicklung zuerst das magnetische Streufeld aufbauen muss, um die auf das magnetische Streufeld ansprechende Schalteinrichtung zu schliessen und dadurch die Anzugswicklung an der Speisespannung anzuschliessen. Die auf das magnetische Streufeld ansprechende Schalteinrichtung ist ausserdem auf magnetische Fremdfelder besonders empfindlich. Solche Fremdfelder können vom Elektromagneten eines benachbarten Schützes oder von kurzschlusstromdurchflossenen, benachbarten Leitungen stammen. Ein Fremdfeld kann die auf ein Magnetfeld ansprechende Schalteinrichtung schliessen und die Anzugsspule ungewollt einschalten, wodurch im schlimmsten Fall die Verbrennung der Anzugsspule verursacht werden kann. Im weiteren bedarf diese auf ein Magnetfeld ansprechende Schalteinrichtung verhältnismässig viel Platz, was zur Vergrösserung und Verteuerung des ganzen Elektromagneten führt. Noch dazu weisen die mechanischen Kontakte eine durch Kontaktabbrand bedingte, verhältnismässig kurze Lebensdauer auch auf.

[0003] In der FR-A1-2290009 ist auch eine Einrichtung zur Steuerung eines Elektromagneten mit einer Anzugswicklung und mit einer Haltewicklung beschrieben. Der Haltewicklung ist eine elektronische Schaltungsanordnung parallelgeschaltet, die die Stromversorgung der Anzugswicklung steuert, indem sie beim angezogenen, geschlossenen Magnetkreis deren Stromversorgung unterbricht. Die elektronische Schaltungsanordnung wird durch die im Schliessmoment des Elektromagneten in der Haltewicklung induzierte Ueberspannung dazu veranlasst, die Stromversorgung der Anzugswicklung zu unterbrechen. Die Haltewicklung ist nicht nur während des Anzugsvorgangs des Elektromagneten, sondern während der gesamten Betriebsdauer am Netz angeschlossen. Deshalb ist die zur elektronischen Schaltungsanordnung zugeführte Klemmenspannung mit im Netz vorhandenen Störspannungen verseucht. Weil das die elektronische Schaltungsanordnung speisende Signal mit vom Netz stammenden Störspannungen verseucht ist und nicht nur die durch die Haltewicklung im Schliessmoment des Elektromagneten induzierte Ueberspannung führt, muss der Haltewicklung eine mit Kosten verbundene Zeitverzögerung nachgeschaltet werden, um die Wirkung der Störspannungen unwirksam zu machen. Diese Zeitverzögerung der Einschaltzeit ist von der Phasenlage der Spannung im Einschaltmoment abhängig, also nicht gleichbleibend. Im weiteren braucht die hier vorgesehene elektronische Schaltungsanordnung auch eine externe Stromversorgung, die zusätzliche Kosten bedeutet. Um die Ausschaltverzögerung des Elektromagneten in zulässigen Grenzen zu halten, ist bei dieser Schaltungsanordnung ein zusätzlicher Schalter vorgesehen. Der vorgesehene elektronische Umschalter der Anzugswicklung ist wegen den Schwierigkeiten bei der Löschung eines gesteuerten Halbleiters bei Gleichstrom für Gleichstromspeisung ungeeignet. Zusammenfassend kann festgehalten werden, dass diese Einrichtung zur Steuerung eines Elektromagneten nicht nur kompliziert und verhältnismässig teuer, sondern auch noch störspannungsanfällig und für Gleichstromspeisung ungeeignet ist.

[0004] Aus der DE-C2-2128651 ist eine weitere Einrichtung zur Steuerung eines Elektromagneten mit einer Anzugswicklung und einer Haltewicklung bekannt. Bei dieser Einrichtung ist eine Schaltelektronik vorgesehen, die nach Ablauf einer vorbestimmten Zeit die Anzugswicklung abschaltet. Diese Einrichtung versagt mindestens dann, wenn der Elektromagnet aus irgendeinem Grunde blockiert bleibt, oder die an den Wicklungen angelegte Spannung von der vorgesehenen wesentlich abweicht.

[0005] Die DE-A1-3637133 beschreibt eine weitere Einrichtung zur Steuerung eines Elektromagneten. Dieser Elektromagnet ist nur mit einer Wicklung versehen. Eine elektronische Schaltanordnung verringert den Strom durch die einzige Wicklung bei geschlossenem Luftspalt des Elektromagneten. Um die Schaltanordnung zu steuern, ist in der Nähe des Luftspaltes ein Halleffektsensor angebracht, der mit der elektronischen Schaltanordnung über Kabel verbunden ist. Der Halleffektsensor liefert vom Einschaltmoment an bis zum Schliessen des Luftspaltes eine Spannung. Die zur Steuerung der elektronischen Schaltanordnung abgegebene Spannung ist stark abhängig vom Einbauort des Halleffektsensors, deshalb muss der Halleffektsensor in Bezug auf den Kern und auf den Anker genau positioniert sein. Im weiteren ist ein Halleffektsensor durch magnetische Fremdfelder stark beeinflussbar. So kann ein magnetisches Fremdfeld den durch die Wicklung des Elektromagneten fliessenden Strom verkleinern oder vergrössern, wobei die Haltekraft des Elektromagneten bis zur ungewollten Trennung des Ankers vom Kern abnehmen kann. Ein weiterer Nachteil ist bei dieser Anordnung, dass die elktronische Schaltanordnung eine verhältnismässig hohe Verlustleistung abgibt, weil der durch die Wicklung betriebsmässig fliessende Haltestrom ständig auch durch die elektronische Schaltanordnung fliessen muss. Die notwendige Speisung des Halleffektsensors wirkt sich auch nachteilig aus.

[0006] Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Einrichtung der eingangs erwähnten Art zur Steuerung eines Elekrtomagneten zu entwickeln, die eine verhältnismässig hohe Lebensdauer aufweist, in einem elektromagnetischen Schaltgerät platzsparend untergebracht werden kann, bei allen vorkommenden Betriebsverhältnissen zuverlässig funktioniert, auf magnetische Fremdfelder weitgehend unempfindlich ist, eine verhältnismässig kleine Verlustleistung abgibt und wirtschaftlich vorteilhaft ist.

[0007] Die gestellte Aufgabe ist dadurch gelöst, dass die magnetisch beeinflussbare Schalteinrichtung eine mindestens beim offenen Luftspalt mit mindestens einem Teil des Magnetfeldes des Elektromagneten gekoppelte, mindestens eine Windung aufweisende Sensorspule enthält, und einen über eine elektronische Schaltanordnung mit der Anzugswicklung in Reihe geschalteten, steuerbaren Halbleiter, wobei die Sensorspule mit der darin im Moment der Luftspaltschliessung induzierten Spannungsspitze den steuerbaren Halbleiter hochohmig schaltet. Diese Einrichtung weist keine mechanisch bewegten Teile auf, die Lebensdauer ist daher verhältnismässig lang. Die Anordnung ist auch platzsparend, weil sowohl die Sensorspule als auch der steuerbare Halbleiter mit den dazugehörenden weiteren Schaltungselementen verhältnismässig klein sind. Die magnetisch beeinflussbare Schalteinrichtung ist auf magnetische Fremdfelder auch weitgehend unempfindlich, weil sie nicht auf das Verschwinden eines im Luftspaltbereich bis zum Schliessen des Elektromagneten bestehenden magnetischen Streufeldes, sondern auf die beim Schliessen des Luftspaltes entstehende, sehr steile Aenderung des magnetischen Flusses im Elektromagneten und auf die in diesem Moment in der Sensorspule induzierte deutliche Spannungsspitze anspricht. Diese magnetisch beeinflussbare Schlteinrichtung nützt die Tatsache aus, dass im Schliessmoment des Luftspaltes eines Elektromagneten eine sehr steile Aenderung des magnetischen Flusses auftritt. Die in diesem Moment in der Sensorspule induzierte Spannungsspitze ist wesentlich höher als die durch eine allfällige Wechselstromerregung oder durch ein anderes Fremdfeld induzierte Spannung. Diese Schalteinrichtung funktioniert auch bei allen vorkommenden Betriebsverhältnissen, wie bei zu niedriger oder zu hoher angelegter Spulenspannung, weil sie nur im tatsächlichen Schliessmomnet des Elektromagneten anspricht. Nachdem der Stromkreis der Anzugsspule beim angezogenen Elektromagneten hochohmig geschaltet ist, ist die Verlustleistung der Schalteinrichtung auch vernachlässigbar klein. Die aus verhältnismässig wenig Schaltungselementen gebildete Einrichtung zur Steuerung eines Elektromagneten ist auch wirtschaftlich vorteilhaft.

[0008] Die Sensorspule kann aus mindestens einer an einer beliebigen Stelle um den Kern und/oder um den Anker gelegten Windung gebildet sein. Beim Schliessen des Lusftspaltes zwischen dem Kern und dem Anker wird in der an einer beliebigen Stelle des Kernes und/oder des Ankers gelegten Windung eine Spannungsspitze induziert, die die Umschaltung des steuerbaren Halbleiters auf die hochohmige Stellung mit Sicherheit bewirkt und so die Abschaltung der Anzugswicklung sicherstellt.

[0009] Die Sensorspule ist vorteilhafterweise im Bereich des Luftspaltes neben dem Kern und/oder dem Anker angeordnet und mit dem Streufeld des Elektromagneten um den Luftspalt gekoppelt. Die im Streufeld des Elektromagneten im Bereich des Luftspaltes angebrachte Sensorspule gibt eine induzierte Spannungsspitze im Moment des Schliessens des Luftspaltes ab. Diese eindeutige Spannungsspitze bringt den steuerbaren Halbleiter eindeutig in die hochohmige Stellung. Die Anzugswicklung erhält über den hochohmig gewordenen Halbleiter praktisch keinen Strom mehr, wonach nur noch die Haltewicklung stromversorgt und wirksam bleibt.

[0010] Die magnetisch beeinflussbare Schalteinrichtung ist mit Vorteil als eine einstückige Einheit ausgebildet. Diese Lösung ist besonders vorteilhaft, weil die einstückige Einheit insbesondere im Luftspaltbereich sehr einfach untergebracht werden kann und diese mit der Anzugsspule in Reihe zu schaltende Einheit sowohl Sensor- als auch Schaltungselemente enthält. Ohne jegliche Positionierungsarbeit sichert diese Anordnung eine sichere Hochohmigschaltung des steuerbarbaren Halbleiters. Diese magnetisch beeinflussbare Schalteinrichtung ist mit Vorteil im luftspaltseitigen Flansch des Spulenkörpers der Anzugs- und Haltewicklungen eingebaut. Die Unterbringung der magnetisch beeinflussbaren Schalteinrichtung mit der Sensorspule im luftspaltseitigen Flansch des Spulenkörpers der Anzugs und Haltewicklungen ist eine besonders vorteilhafte Lösung, weil der luftspaltsetige Flansch des Spulenkörpers in der Regel direkt im Luftspaltbereich liegt, so dass die das Streufeld um den Luftspalt erfassende Sensorspule keine besondere Positionierungsmassnahmen bedarf.

[0011] Die magnetisch beeinflussbare Schalteinrichtung kann mit einer eine Anzugszeitbegrenzung bewirkenden Schaltanordnung ausgerüstet sein, die bei nichtbetriebsmässigem Verhalten des Ankers die Stromversorgung der Anzugswicklung nach Ablauf einer vorbestimmten Begrenzungszeit unterbricht. Um die Anzugszeit Z.B. auch beim in der Offenstellung blockierten Elektromagneten zu begrenzen, ist diese Schaltungsanordnung vorgesehen, wobei eine allfällige Verbrennung der Anzugswicklung verhindert wird.

[0012] Die magnetisch beeinflussbare Schalteinrichtung kann eine das die Anzugswicklung ein- und ausschaltende Halbleiter-Schaltelement steuernde Kippstufe enthalten, die direkt durch die Sensorspule gesteuert ist. Die einfach aufgebaute Kippstufe bietet eine vorteilhafte Lösung zur Steuerung des steuerbaren Halbleiters.

[0013] Im folgenden wird anhand der beiliegenden Zeichnungen ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher beschrieben. Es zeigen:

Fig.1

das Schaltschema einer Halte- und Anzugswicklung mit einer magnetisch beeinflussbaren Schalteinrichtung,

Fig.2

das Schaltschema der magnetisch beeinflussbaren Schalteinrichtung mit der Anzugswicklung,

Fig.3

eine schematische Darstellung einer Sensorspule um den Eisenkern,

Fig.4

eine schematische Darstellung einer im Bereich des Luftspaltes eines Elektromagneten untergebrachten Sensorspule und

Fig.5

einen schematischen Querschnitt des Elektromagneten mit Wicklungen und Spulenkörper.

[0014] Wie Fig.1 zeigt, sind eine Anzugswicklung 1 und eine Haltewicklung 2 eines nicht näher dargestellten elektromagnetischen Schaltgerätes an den Spulenanschlussklemmen 3, 4 parallelgeschaltet. Zwischen den Klemmen 4 und 6 liegt eine mit der Anzugswicklung 1 in Reihe geschaltete, magnetisch beeinflussbare Schalteinrichtung 5 zur Steuerung der Stromversorgung der Anzugswicklung 1. Der durch die Anzugs- und Haltewicklungsn 1, 2 erregbare Elektromagnet enthält einen ortsfesten Kern 7 (Fig.3, 4 und 5) und einen relativ zum Kern 7 unter Veränderung des dazwischenliegenden Luftspaltes beweglichen Anker 8.

[0015] Aus Fig.2 ist das Schaltschema der zwischen den in Fig.1 gezeigten Klemmen 4 und 6 vorhandenen, magnetisch beeinflussbaren Schalteinrichtung 5 ersichtlich. Zwischen den Klemmen 4 und 6 ist ein Transil 9 als Ueberspannungsschutz vorhanden. Hinter der Eingangsklemme 6 ist eine Diode 10 als Verpolungsschutz für die hier gezeigte Gleichstromvariante der Schalteinrichtung 5 vorgesehen. Zwischen den mit der Anzugswicklung 1 in Reihe liegenden Klemmen 4 und 6 sind ein steuerbarer Halbleite, in diesem Ausführungsbeispiel ein MOS-FET 11, ein über eine Diode 12 angeschlossene Speisungskondensator 13, sowie ein über einen Ladewiderstand 14 angeschlossener Sperrkondensator 15 parallel geschaltet. An den Klemmen des Speisungskondensators 13 sind über einen Einschaltladewiderstand 16 die Gate-Klemme 17 und die Source-Klemme 18 des MOS-FET 11, eine Gate-Source-Kondensator 19, eine Zener-Diode 20 und ein npn-Transistor 21 parallelgeschaltet. Eine Sensorspule 22 ist über eine Diode 23 mit der Basis des npn-Transistors 21 verbunden. Die Basis des npn-Transistors 21 ist einerseits über einen für die Sensorspule 22 bestimmten Lastwiderstand 24 mit dem Emitter dieses Transistors 21 und anderseits über einen Widerstand 25 mit der Klemme des Sperrkondensators 15 verbunden.

[0016] Diese in Fig.2 anhand des Schaltschemas gezeigte, magnetisch beeinflussbare Schalteinrichtung 5 funktioniert wie folgt. Beim Einschalten des Schützes wird die Spulenspannung an den Spulenanschlussklemmen 3, 4 angelegt. Die volle Spulenspannung erscheint dabei an den offenen Klemmen 4, 6 der Schalteinrichtung 5. Der Speisungskondensator 13 wird über die Diode 12 mit einer Zeitkonstante von T_s auf die volle Spannung aufgeladen. Der Gate-Source-Kondensator 19 wird über den Einschaltladewiderstand 16 mit einer Einschaltzeitkonstante T_e aufgeladen. Nach Ablauf von mindestens einer Einschaltzeitkonstante T_e schaltet der MOS-FET 11 durch und wird niederohmig. In diesem Moment fliesst der Strom über den MOS-FET 11 zur Anzugswicklung 1, der Schützmagnet wird erregt, der Anker 8 bewegt sich unter Verminderung des Luftspaltes in Richtung Kern 7. Zum Zeitpunkt des Auftreffens des Ankers 8 auf den Kern 7 verschwindet der dazwischen gelegene Luftspalt. Dies führt zu einer sehr steilen Aenderung des magnetischen Flusses im Kern 7 und im Anker 8, so dass in einer um den Kern 7 angebrachten Sensorspule 22 (Fig.3) eine Sensorspannung induziert wird. Die Sensorspule 22 muss nicht um den Kern 7 gewickelt sein, sie kann auch im Bereich des Luftspaltes, neben dem Kern 7 und dem Anker 8 liegen, wie in Fig.4 schematisch angedeutet ist. Beim sehr raschen Verschwinden des Streuflusses im Luftspaltbereich wird in der Sensorspule 22 eine spitzenförmige Sensorspannung mit sehr steilen Flanken induziert. Die Sensorspannung wird über die Diode 23 der Basis des npn-Transistors 21 zugeführt, wodurch im npn-Transistor 21 ein Basisstrom auftritt. Ueber den Widerstand 25 wird durch die Sensorspannung auch der Sperrkondensator 15 mindestens teilweise aufgeladen, wodurch nach Verschwinden der Sensorspannung der npn-Transistor 21 leitend bleibt, bis die weitere Aufladung des Sperrkondensators 15 über den Ladewiderstand 14 erfolgt ist. Der npn-Transistor 21 wird also leitend, sobald die Sensorspannung der Basis zugeführt ist und entlädt den Gate-Source-Kondensator 19, worauf der MOS-FET 11 hochohmig wird. Somit ist der Strom über die Anzugswicklung 1 unterbrochen, der Schützmagnet wird nur noch durch die an den Spulenanschlussklemmen 3, 4 direkt angeschlossene Haltewicklung 2 in der angezogenen Stellung gehalten.

[0017] Sobald der MOS-FET 11 hochohmig geworden ist, wird der Sperrkondensator 15 über den Ladewiderstand 14 mit einer Zeitkonstante von T_v aufgeladen, wonach der npn-Transistor 21 über den Widerstand 25 weiterhin mit Basisstrom versorgt bleibt. Der npn-Transistor 21 bleibt somit nach Verschwinden der Sensorspannung leitend und verhindert, dass der MOS-FET 11 wieder niederohmig wird. Die durch den Widerstand 14 und den Sperrkondensator 15 gegebene Zeitkonstante T_v ist wesentlich grösser gewählt als die durch den Einschaltladewiderstand 16 und durch den Gate-Source-Kondensator 19 gegebene Einschaltzeitkonstante T_e, wodurch verhindert wird, dass der npn-Transistor 21 während der Einschaltzeit leitend wird.

[0018] Sollte der Anker 8 des elektromagnetischen Schaltgerätes aus irgendeinem Grunde blockiert und unbeweglich sein, so dass ein Einschalten des Gerätes nicht möglich ist, verläuft das Einschalten wie vorher beschrieben bis zum Moment, wo die Sensorspule 22 wegen Verschwinden des Luftspaltes eine Sensorspannung abgeben sollte. Weil in diesem Fall der Anker 8 blockiert ist, kann der Luftspalt trotz erregter Anzugsspule 1 nicht verschwinden. In diesem Fall wird der Gate-Source-Kondensator 19 über die Zener-Diode 20, über den npn-Transistor 21 und über den MOS-FET 11 durch Leckströme mit einer Zeitkonstante von T_n teilweise entladen. Sobald die Spannung an der Gate-Klemme 17 des MOS-FET 11 unter den Schwellenwert abgesunken ist, wird der MOS-FET 11 wieder hochohmig, wonach der Stromzufuhr zur Anzugswicklung 1 unterbrochen wird. Durch den Spannungsanstieg an der Drain-Klemme 26 des MOS-FET 11 wird der Sperrkondensator 15 über den Ladewiderstand 14 aufgeladen. Dadurch wird der npn-Transistor 21 über den Widerstand 25 mit Basisstrom versorgt und wird leitend. Ueber den leitend gewordenen npn-Transisitor 21 entlädt sich der Gate-Source-Kondensator 19 vollständig.

[0019] Beim Ausschalten des Schützes wird die Spannung an den Spulenanschlussklemmen 3, 4 unterbrochen. Die Ladung des Speisungskondensators 13 fliesst über den Einschaltladewiderstand 16 und über den npn-Transistor 21 ab. Während dieser Zeit erhält der npn-Transistor 21 den Basisstrom vom Sperrkondensator 15 über den Widerstand 25, so dass er für die Entladung des Speisungskondensators 13 leitend bleibt.

[0020] Beim vorangehend beschriebenen Ausführungsbeispiel handelte es sich um einen gleichstromerregten Elektromagneten. Bei Wechselstromerregung schliesst man vorteilhafterweise vor den Klemmen 4 und 6 der Schalteinrichtung 5 einen Gleichrichter an. Die Sensorspule 22 gibt bei dieser Anordnung nach dem Einschalten des Elektromagneten eine der Frequenz des Wechselstromes entsprechend induzierte Wechselspannung ab. Diese induzierte Wechselspannung ist aber wesentlich kleiner als die durch die beim Schliessen des Luftspaltes durch die steile Flussänderung induzierte Spannungsspitze, so dass die vor dem Schliessen des Luftspaltes induzierte Wechselspannung als "Rauschen" vernachlässigt werden kann. Der durch die induzierte Wechselspannung verursachte Basisstrom reicht nicht aus, um den npn-Transistor 21 leitend zu machen.

[0021] Die magnetisch beeinflussbare Schalteinrichtung 5 mit der Sensorspule 22 ist vorteilhafterweise als eine einstückige Einheit, in Form einer gedruckten Schaltplatte 26 ausgebildet. Diese Schaltplatte 26 ist wie Fig.5 zeigt, im luftspaltseitigen Flansch des Spulenkörpers 27 der Anzugs- und Haltewicklungen 1, 2 eingebaut. Die in die Schaltungsplatte 26 integrierte Sensorspule 22 liegt so automatisch im Luftspaltbereich und erfasst dort den Streufluss.

Ansprüche

1. Einrichtung zur Steuerung eines Elektromagneten mit einem ortsfesten Kern (7), mit einer nach dem Einschalten vorübergehend stromdurchflossenen Anzugswicklung (1), mit einer im Betriebszustand stromdurchflossenen Haltewicklung (2), einem relativ zum Kern unter Veränderung eines Luftspaltes beweglichen Anker (8), und mit einer mit der Anzugswicklung in Reihe geschalteten, magnetisch beeinflussbaren Schalteinrichtung (5) die die Stromversorgung der Anzugswicklung (1) beim Verschwinden des Luftspaltes unterbricht, dadurch gekennzeichnet, dass die magnetisch beeinflussbare Schalteinrichtung (5) eine mindestens beim offenen Luftspalt mit mindestens einem Teil des Magnetfeldes des Elektromagneten gekoppelte, von den Anzugs- und Haltewicklungen (1, 2) getrennt angeordnete mindestens eine Windung aufweisende Sensorspule (22) enthält, und einen über eine elektronische Schaltanordnung mit der Anzugswicklung (1) in Reihe geschalteten, Steuerbaren Halbleiter (11), wobei die Sensorspule (22) mit der darin im Moment der Luftspaltschliessung induzierten Spannungsspitze den steuerbaren Halbleiter (11) hochohmig schaltet.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensorspule (22) aus mindestens einer an einer beliebigen Stelle um den Kern (7) und/oder um den Anker (8) gelegten Windung gebildet ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensorspule (22) im Bereich des Luftspaltes neben dem Kern (7) und/oder dem Anker (8) angeordnet und mit dem Streufeld des Elektromagneten um den Luftspalt gekoppelt ist.

4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die magnetisch beeinflussbare Schalteinrichtung (5) als eine einstückige Einheit ausgebildet ist.

5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die magnetisch beeinflussbare Schalteinrichtung (5) im luftspaltseitigen Flansch des Spulenkörpers (27) der Anzugs- und Haltewicklungen (1, 2) eingebaut ist.

6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die magnetisch beeinflussbare Schalteinrichtung (5) mit einer eine Anzugszeitbegrenzung bewirkenden Schaltanordnung (11, 19, 20, 21) ausgerüstet ist, die bei nichtbetriebsmässigem Verhalten des Ankers (8) die Stromversorgung der Anzugswicklung (1) nach Ablauf einer vorbestimmten Begrenzungszeit unterbricht.

7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die magnetisch beeinflussbare Schalteinrichtung (5) eine das die Anzugwicklung (1) ein- und ausschaltende Halbleiter-Schaltelement (11) steuernde Kippstufe (19, 21) enthält, die direkt durch die Sensorspule (22) gesteuert ist.

Claims

1. A device for controlling an electromagnet with a fixed core (7), a pickup winding (1) temporarily traversed by current after switch-on, a holding winding (2) traversed by current in the operating state, an armature (8) moveable relative to the core thereby changing an air gap, and a magnetically influenceable switching device (5) which is connected in series with the pickup winding and which interrupts the current supply to the pickup winding (1) upon the disappearance of the air gap, characterised in that the magnetically influenceable switching device (5) contains a sensor coil (22) which, at least when the air gap is open, is coupled to at least a part of the magnetic field of the electromagnet, is arranged separate from the pickup- and holding windings (1, 2) and has at least one turn, and a controllable semiconductor (11) which is connected in series with the pickup winding (1) via an electronic switching arrangement, where said sensor coil (22), with the voltage peak induced therein at the instant of the air gap closure, switches the controllable semiconductor (11) into the high-ohmic state.

2. A device according to Claim 1, characterised in that the sensor coil (22) is formed by at least one turn positioned around the core (7) and/or the armature (8) at an arbitrary position.

3. A device according to Claim 1, characterised in that the sensor coil (22) is arranged in the region of the air gap beside the core (7) and/or the armature (8) and is coupled to the stray field of the electromagnet around the air gap.

4. A device according to one of Claims 1 to 3, characterised in that the magnetically influenceable switching device (5) is formed as an integral unit.

5. A device according to Claim 4, characterised in that the magnetically influenceable switching device (5) is installed in the flange, arranged on the air gap side, of the coil body (27) of the pickup- and holding windings (1, 2).

6. A device according to one of Claims 1 to 5, characterised in that the magnetically influenceable switching device (5) is equipped with a switching arrangement (11, 19, 20, 21) which limits the pickup time and which, in the non-operational mode of the armature (8), interrupts the current supply to the pickup winding (1) after the expiration of a predetermined limitation time.

7. A device according to one of Claims 1 to 6, characterised in that the magnetically influenceable switching device (5) contains a trigger stage (19, 21) which controls the semiconductor switching element (11) which switches the pickup winding (1) on and off, which trigger stage (19, 21) is directly controlled by the sensor coil (22).

Revendications

1. Dispositif pour commander un électroaimant, comprenant un noyau à poste fixe (7), un enroulement d'attraction (1) parcouru par le courant de façon transitoire après le branchement, un enroulement de maintien (2) parcouru par le courant en fonctionnement, un induit (8) mobile par rapport au noyau en faisant varier un entrefer, et un dispositif de commutation (5), monté en série avec l'enroulement d'attraction (1) qui peut être influencé de façon magnétique qui interrompt l'alimentation en courant de l'enroulement d'attraction (1) lors de l'interruption de l'entrefer,
caractérisé en ce que
le dispositif de commutation (5) qui peut être influencé de façon magnétique, contient une bobine de détecteur (22) couplée au moins quand l'entrefer est ouvert avec au moins une partie du champ magnétique de l'électroaimant, disposée de façon séparée par rapport à l'enroulement d'attraction (1) et à l'enroulement de maintien (2), présentant au moins un enroulement, et un semi-conducteur commandable (11) branché en série avec l'enroulement d'attraction (1) au moyen d'un système de branchement électronique, la bobine du détecteur (22) branchant le semi-conducteur commandable (11) à haute impédance avec la pointe de tension induite dedans au moment de la fermeture de l'entrefer.

2. Dispositif selon la revendication 1,
caractérisé en ce que
la bobine du détecteur (22) est constituée par au mois un enroulement mis à n'importe quel endroit autour du noyau (7) et/ou autour de l'induit (8).

3. Dispositif selon la revendication 1,
caractérisé en ce que
la bobine du détecteur (22) est disposée dans la zone de l'entrefer à côté du noyau (7) et/ou de l'induit (8) et est couplée avec le flux magnétique de dispersion de l'électroaimant autour de l'entrefer.

4. Dispositif selon les revendications 1 à 3,
caractérisé en ce que
le dispositif de commutation (5) qui peut être influencé de façon magnétique, est constitué sous la forme d'une unité d'une seule pièce.

5. Dispositif selon la revendication 4,
caractérisé en ce que
le dispositif de commutation (5) qui peut être influencé de façon magnétique, est monté dans le flanc, situé du côté de l'entrefer, du corps de la bobine (27) des enroulements d'attraction et de maintien (1,2).

6. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 5,
caractérisé en ce que
le dispositif de commutation (5) qui peut être influencé de façon magnétique, est équipé d'un système de commutation (11, 19, 20, 21) qui provoque une limitation du temps d'attraction, et qui quand l'induit (8) ne fonctionne pas correctement, interrompt l'alimentation du courant de l'enroulement d'attraction (1) après l'écoulement d'un temps limité prédéterminé.

7. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 6,
caractérisé en ce que
le dispositif de commutation (5) qui peut être influencé de façon magnétique, contient un étage à bascule (19, 21) qui commande l'élément de commutation semi-conducteur (11) qui branche et qui débranche l'enroulement d'attraction (1) qui est directement commandé par la bobine du détecteur (22).

Zeichnung