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JPH0330031B2 - - Google Patents
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JPH0330031B2 - - Google Patents

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Publication number
JPH0330031B2
JPH0330031B2 JP59051426A JP5142684A JPH0330031B2 JP H0330031 B2 JPH0330031 B2 JP H0330031B2 JP 59051426 A JP59051426 A JP 59051426A JP 5142684 A JP5142684 A JP 5142684A JP H0330031 B2 JPH0330031 B2 JP H0330031B2
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waveform
dither
electromagnetic proportional
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    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05DSYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D7/00Control of flow
    • G05D7/06Control of flow characterised by the use of electric means

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Servomotors (AREA)
  • Magnetically Actuated Valves (AREA)
  • Feedback Control In General (AREA)
  • Flow Control (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は電流に応じて流体流量を制御する電磁
比例弁制御装置に関し、特に小さく良好なヒステ
リシスでかつ安定した流量特性となるように作動
させることが可能な制御装置の構成に関する。
従来例の構成とその問題点 電磁比例弁はガス湯沸器やガス暖房器・ガス調
理器などにおいて、制御すべき温度負荷に対応し
てバーナへのガス供給量を制御するものである
が、電磁プランジヤ摺動式の前記弁にあつては、
弁体の動き始めは静摩擦力に打ち勝つ力が発生す
るまで動かず、弁体が止まる時は動摩擦力と駆動
力が一致した時点で止まつてしまい、摩擦力に見
合うだけの誤差や、プランジヤやヨークの残留磁
気によるヒステリシスなどで、比例弁コイルの電
流に対し、正確で再現性の高い流量制御ができな
い。そこで従来ヒステリシス特性等を良好ならし
めるために、次のような制御装置が公知である。
この場合の制御回路は第1図に示されるが、交
流電源1を整流器2によつて全波整流した後、電
磁比例弁のコイル3とトランジスタ増幅器4およ
び抵抗5からなる直列回路に脈流の直流電流を流
通させて、プランジヤを微振動させながら所定の
制御をするようにしたものである。
そして比例弁コイル3に流す電流の平均値を変
えるためには、第2図に示すように、全波整流の
直流をそのまま加える最大電流値(第2図a参
照)から設定レベル以上の波高部分をカツトして
得られる所望値(第2図b,c参照)の範囲内で
電流制御を行わせており、この制御を電流調整回
路6によつて無段階的に成している。
この他に、サイリスタ利用による位相制御方式
によつて電流制御する形態のものもある。
ところが上記従来方式によつたのでは、デイザ
(出力電流波形)効果が弱くなつて初期の目的を
達成し難い問題があり、この欠点は特に低電流域
において顕著に現れるため、電磁比例弁の性能が
十分に発揮されなかつた。
上記欠点を補うべく他の従来例として次のよう
な制御装置が公知である。
この場合の制御回路は第3図に示すように、直
流電源7にトランジスタ増幅器4と電磁比例弁の
コイル3を直列接続し、トランジスタ増幅器4の
ベース端子に方形波信号発生回路8を接続した構
成で、方形波信号発生回路8は第4図a,b,
c、のように方形波の波高値(振幅)および周期
は一定で、オンとオフとの時間比(デユーテイ)
を変化させて、平均電圧値の異なる出力信号を
出させるものである。なお電磁比例弁3と並列に
抵抗5とダイオート9とを直列にして接続してい
るのは、弁コイル3のサージ電圧を吸収するため
である。
上記の従来例においては、電磁比例弁のコイル
3に断続方形波電圧が印加され、弁コイル3の電
圧および電流波形が第5図のように急な立上り・
立下りとなるために、電磁比例弁のプランジヤお
よび弁体の不規則な振動を誘発し、第6図のよう
に正常な流量特性aからずれ、bのような乱れた
流量特性になつたりする、いわゆる特性乱れを発
生しやすい問題があつた。この従来方式のように
一定周期と一定振幅の条件において、立上り・立
下りが緩やかになるようにしようとすると、周期
を長くしなければならず、そうすると最初の従来
例と同様に十分なデイザ効果が得られなくなつて
しまう。また商用電源を整流し完全平滑しないで
脈流成分を残した直流を、電磁比例弁のコイル3
とトランジスタ増幅器4に直列に接続し、脈流成
分をデイザ効果として利用しようとする方式も公
知であるが、脈流周波数が50Hzもしくは60Hzに限
定され、やはり十分なデイザ効果を得ることがで
きなかつた。
発明の目的 本発明はかかる従来の問題を解消するもので、
十分なデイザ効果を得ることができ、かつ不規則
な弁振動を起きしにくい、良好なヒステリシスで
安定した流量特性になるよう作動させる電磁比例
弁制御装置を得ることを目的とする。
発明の構成 この目的を達成するために本発明は、直流電源
に弁コイルとトランジスタ増幅器を直列接続し、
一定の周期・振幅の略三角波あるいは略正弦波の
電圧波形を発生するデイザ発生回路と、直流電圧
レベルを可変する電流制御回路と、前記デイザ発
生回路と電流制御回路との信号を加算する加算回
路とから構成したものである。
この構成によつて電磁比例弁コイルに流れる平
均電流レベルを変化させた場合において、弁コイ
ルの電流はデイザ効果上、最も好ましい一定周
期・振幅でかつ緩やかな立上り・立下りの電流波
形となるよう作用する。
実施例の説明 以下、本発明の一実施例を第7図〜第9図を用
いて説明する。第7図において直流電源10に電
磁比例弁のコイル11とトランジスタ増幅器12
と抵抗13を直列接続し、弁コイル11と並列に
ダイオード14を接続し、一定の周期・振幅の略
三角波あるいは略正弦波の電圧波形を発生するデ
イザ発生回路15と電流制御回路16の出力を加
算回路17に入力するように接続し、かつ加算回
路17の出力端子をトランジスタ12のベース端
子に接続されている。
上記構成のうち、デイザ発生回路15の一回路
例を第8図に示す。この図は三角波の電圧波形を
発生するデイザ回路で、オペアンプ18の出力端
子とオペアンプ19のマイナス端子との間に抵抗
20,21を直列接続し、抵抗20,21の接続
点23とオペアンプ18のプラス端子間に抵抗2
4を、またアペアンプ19の出力端子とオペアン
プ18のプラス端子間に抵抗25をそれぞれ接続
し、オペアンプ18のマイナス端子とオペアンプ
19のプラス端子をそれぞれ接地し、抵抗20と
抵抗21との接続点23にはシエナーダイオード
26,27を接続し他端を接地し、オペアンプ1
9のマイナス端子と出力端子間に、コンデンサ2
8を接続している。この回路で接続点23には方
形波があらわれ、オペアンプ19の出力端子に三
角波を発生するが、接続点23の飽和電圧をV
1、抵抗24,25の抵抗値をそれぞれR24
R25とすると、三角波のピーク電圧Vpは、 Vp=R25/R25・V1 で抵抗24によつて三角波の振幅を制御でき、ま
た接続点23の電圧V1から抵抗21を介して、
コンデンサ28を直線的に充電するので、三角波
の周期を抵抗21によつて制御できる。
上記第7図、第8図に示した構成において、デ
イザ発生回路15で発生する電圧波形は、従来例
のように方形波電圧で急激な電圧の立上り立下り
による弁振動などの不都合を生じることのないよ
うに、緩やかに利上り立下る三角波の電圧波形
で、かつ電磁比例弁にとつてヒステリシスを小さ
くでき最適な一定周期一定振幅に設定し、このデ
イザ発生回路15の信号と電流制御回路16の直
流電圧信号が加算回路17で加算され、トランジ
スタ12のベース電流波形は第9図のように大き
い平均電流IHのときと、小さい平均電流ILのとき
と周期・振幅は変化せず一定となるよう作用す
る。このとき、電磁比例弁のコイル11の電流波
形も第9図のベース電流波形同様に大きい平均電
流IHのときと、小さい平均電流ILのときと周期・
振幅は変化せず一定となるよう作用し、緩やかに
立上り立下る略三角波の電流波形であるため、弁
振動がなく、かつ優れたデイザ効果でヒステリシ
スの小さい安定した流量特性を得られる効果があ
る。
デイサ発生回路15については第8図では三角
波発生回路を例に説明したが、方形波のように急
激な立上り立下り波形でなく、緩やかな立上り立
下り波形であればノコギリ波のような略三角波形
や、台形のような略三角波形、あるいは正弦波ま
たはそれがやや歪んだ略正弦波形などの電圧波形
を発生するデイザ発生回路であれば、いずれも前
記の三角波発生回路と同様の効果が得られる。
また電磁比例弁はプランジヤ摺動式に限らず、
ほかにガス湯沸器に一般によく使用されているム
ービングマグネツト式やムービングコイル式の方
式の電磁比例弁の場合においても同様の効果が得
られる。
発明の効果 以上のように本発明の電磁比例弁制御装置によ
れば次の効果が得られる。
(1) 緩やかに立上り立下る一定周期・振幅の電圧
波形を発生するデイザ発生回路と電流制御回路
との信号を加算回路で加算し、弁コイルと直流
電源と直列接続したトランジスタ増幅器のベー
ス端子に入力する構成としているので、弁コイ
ルの電流は緩やかな立上り立下りでかつ一定の
周期・振幅の波形のデイザ電流が流れるように
作用し、有効なデイザ効果を発揮しながら、不
都合な弁振動を誘起しないため、小さく良好な
ヒステリシスでかつ安定した流量特性となるよ
う電磁比例弁を作動させることができる効果が
ある。
(2) デイザ発生回路によるデイザ信号と、電流制
御回路による直流信号とを加算し、弁コイルと
直列接続のトランジスタベース端子に入力する
構成であるから、デイザ波形および周期・振幅
を任意にかつ最適なものに設定ができ、各種の
電磁比例弁に対応できる。電磁比例弁の可動
部・弁体などの形態や重量などにより、最もデ
イザ効果を発揮できる波形および周期・振幅は
それぞれ条件が異なる場合が多い。また不都合
な弁振動を生じる条件についても同様であり、
上記の本発明の構成によれば、それらを最適な
条件で作動させることが可能となる。
(3) 低電流時から高電流時まで、常に一定の周期
振幅のデイザ波形で作動する方式であるため、
電磁比例弁の作動位置および流量位置がどこに
あつても、常に最適な一定のデイザ効果が得ら
れ、常に安定した特性を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の電磁比例弁制御装置の一例を示
す基本回路図、第2図a,b,cは第1図に示す
装置による弁コイルの電流波形線図、第3図は他
の従来の電磁比例弁制御装置の一例を示す基本回
路図、第4図a,b,cは第3図に示す装置の方
形波発生回路の出力波形線図、第5図は第3図に
示す装置の弁コイルの電圧・電流波形線図、第6
図は第3図に示す装置による電磁比例弁流量特性
図、第7図は本発明の一実施例を示す電磁比例制
御装置の基本回路図、第8図は第7図のデイザ発
生回路の一例を示す回路図、第9図は第7図に示
す装置のトランジスタベース電流波形線図および
弁コイル電流波形線図である。 10……直流電源、11……弁コイル、12…
…トランジスタ増幅器、15……デイザ発生回
路、16……電流制御回路、17……加算回路。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 直流電源に弁コイルとトランジスタ増幅器を
    直列接続し、一定の周期・増幅の略三角波あるい
    は略正弦波の電圧波形を発生するデイザ発生回路
    と、直流電圧レベルを可変する電流制御回路と、
    前記デイザ発生回路と電流制御回路との信号を加
    算する加算回路とからなる電磁比例弁制御装置。
JP59051426A 1984-03-16 1984-03-16 電磁比例弁制御装置 Granted JPS60196412A (ja)

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JP59051426A JPS60196412A (ja) 1984-03-16 1984-03-16 電磁比例弁制御装置

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JP59051426A JPS60196412A (ja) 1984-03-16 1984-03-16 電磁比例弁制御装置

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JPS60196412A JPS60196412A (ja) 1985-10-04
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5371759A (en) * 1976-12-08 1978-06-26 Shinko Electric Co Ltd Changing method of valve characteristic
JPS62170Y2 (ja) * 1980-05-23 1987-01-07

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JPS60196412A (ja) 1985-10-04

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