Linearmagnete

Steuerung

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Das funktioniert, kann aber nicht viel: Oft wird vom eingesetzten Hubmagnet nur bei einem bestimmten Hub eine maximale Kraft benötigt. In anderen Hubwegbereichen reicht eine geringere Hubkraft aus. Am einfachsten ist es, einen Magneten zu wählen, der im kritischen Hubbereich die gewünschte Kraft standardmäßig liefert. Da dieser kritische Bereich i.d.R. der Bereich ist, in dem der Hubmagnet das geringste Kraft-Leistungsverhältnis hat (der Tauchkern ist ausgefahren) führt das zwangsläufig zur Auswahl eines relativ großen Hubmagnet.

Hier schafft eine entsprechende Steuerung Abhilfe.

Eine erste Lösung für o.g. Fall ist, den Hubmagneten zu übersteuern. Nachteil: der Magnet muß nach einer bestimmten Zeit (maximale Einschaltdauer) abgeschaltet werden. Eine elegante Alternative ist die gezielte Übersteuerung: der Magnet wird in der (und nur in der) Phase übersteuert, in der er maximale Magnetkraft benötigt.

Den Magnet solange zu übersteuern wie sich der Tauchkern im "bedürftigen" Hubwegbereich befindet ist optimal - und riskant: Eine Übersteuerung darf eine der Übersteuerung entsprechende maximale Einschaltdauer nicht überschreiten. Dem kann vorgebeugt werden durch

• (einfach) einen Zeitschalter

• (elegant) einen Temperaturschalter

Technisch gibt es verschiedene Möglichkeiten Hubmagnete elektrisch anzusteuern:

1. elektromechanische Steuerung

• Umschaltung von verschiedenen Betriebsspannungen per Schalter
• Umschaltung von verschiedenen Betriebsspannungen per Relais

2. Elektronische Steuerung

• Analoge Leistungsregelung über Leistungstransistoren
• Digitale Leistungsregelung über gepulste (getaktete) Stromversorgung

Eine elektromechanische Steuerung bedeutet, dass der Hubmagnet per Schalter oder Relais mit unterschiedlichen Betriebsspannungen versorgt wird. Diese Lösung ist z.B. ideal, wenn der Hubmagnet in der Anzugsphase übersteuert und dann in der Haltephase (zum Abkühlen) untersteuert wird. Im einfachsten Fall kann dies z.B. über einen Endschalter erfolgen: Im eingezogenen Zustand löst die Mechanik einen Umschalter aus, der von der Überspannung zur Unterspannung schaltet.

Die Lösung ist grundsätzlich meist sehr einfach umzusetzen. Achten Sie dabei auf:

• ausreichende Dimensionierung der Schalterkapazität
• Schutz vor Kontaktverschleiß durch Induktionsfunken
• Sicherheit vor Überhitzung wenn der Tauchkern in der Anzugsphase blockiert

Eine elektronische Steuerung ermöglicht eine genaue Ansteuerung des Magneten. Das Diagramm zeigt einen möglichen Verlauf einer zeitgesteuerten Betriebsspannung:

T0 - T1: Der Magnet wird mit einer maximalen Spulenspannung U1 versorgt.

T1 - T2: Die Spannung wird langsam auf die Normspannung U2 heruntergeregelt

ab T2: Der Magnet wird mit einer geringen Haltespannung von < U2 versorgt

Ein einfacher Umschalter per Relais übersteuert den Magneten z.B. in der Anzugsphase mit einer hohen Spannung. Nach einer vorgegebenen Zeit schaltet das Relais um und der Magnet wird mit Nennspannung versorgt:

Wird kurz der Taster gedrückt zieht das Relais an. Ein Zeitschalter (hier symbolisch als parallel zur Spule dargestellter Kondensator) hält diese Schaltstellung.  Der Magnet wird mit der hohen Spannung U2 versorgt. Nach einer gewissen Zeit schaltet das Relais zurück in die Ausgangsstellung und der Magnet wird mit der geringeren Spannung U2 versorgt.

Eine elektronische Steuerung regelt die Spulenspannung nun wie folgt:

1. Anschlußspannung = Maximum. Damit leistet die Spule die maximale Magnetkraft, erhitzt aber auch stark

2. Anschlußspannung =  Normspannung. Der schwierigste Teil des Hubweges ist überwunden, jetzt taucht der Stößel genügend tief in den Spulenkern ein

3.  Anschlußspannung =  Minimalspannung. Der Tauchkern ist eingefahren, der Wirkungsgrad ist am höchsten, d.h. der Kern kann mit geringem Aufwand gehalten werden und der Magnet sich auskühlen.

(c) 2007, Rudolf Tremba