CH653492A5

CH653492A5 - Device for controlling an electromagnetic pump

Info

Publication number: CH653492A5
Application number: CH853180A
Authority: CH
Inventors: Tsuneyoshi Toyoshima; Masayuki Saitoh
Original assignee: Taisan Industrial Co
Priority date: 1979-12-24
Filing date: 1980-11-18
Publication date: 1985-12-31
Also published as: FR2472868A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Steuern einer elektromagnetischen Pumpe zur Beeinflussung deren Liefermenge in Abhängigkeit von der Frequenz des elektrischen Stromes, mit dem die Pumpe gespeist wird. Bei der elektromagnetischen Pumpe kann es sich typischerweise um eine solche handeln, die einen Brenner mit flüssigem Brennstoff beliefert, der dann vergast und anschliessend verbrannt wird für Raumheizung oder Aufheizung von Wasser. The invention relates to a device for controlling an electromagnetic pump for influencing its delivery quantity as a function of the frequency of the electrical current with which the pump is fed. The electromagnetic pump can typically be one that supplies a burner with liquid fuel, which is then gasified and then burned for space heating or water heating.

Bei der Verwendung der Pumpe in einem Raumheizaggregat ist es bisher üblich gewesen, eine automatische Umschal-tung zwischen zwei oder drei Verbrauchsbereichen vorzusehen, in Abhängigkeit von einem Thermostaten. Wenn beispielsweise ein Bereich mit hohem Verbrauch, ein solcher mit mittlerem Verbrauch und ein solcher mit niedrigem Verbrauch vorgesehen sind, stellten sich Schwierigkeiten ein hinsichtlich des genauen Dosierens der zugeführten Brennstoffmenge in jedem dieser Bereiche. Deswegen neigte das Brennstoff/Luft-Gemisch dazu, ungeeignet zu werden beim Umschalten von einem auf den anderen Bereich. Dies wiederum verursachte unerwünschte Betriebsbedingungen des Brenners, unter anderem Rauchentwicklung, hoher Anteil an nicht verbrannten Brennstoffbestandteilen und dergleichen. When using the pump in a room heating unit, it has previously been customary to provide an automatic switchover between two or three consumption areas, depending on a thermostat. For example, if a high-consumption area, a medium-consumption area and a low-consumption area are provided, difficulties have been encountered in accurately metering the amount of fuel supplied in each of these areas. Because of this, the air / fuel mixture tended to become unsuitable when switching from one area to another. This in turn caused undesirable burner operating conditions, including smoke, high levels of unburned fuel components and the like.

Es sind Vorschläge gemacht worden, auf ein Ein- und Ausschalten der Brennstoffzufuhr abzustellen bei der Steuerung des Betriebes eines Brenners zwecks Beeinflussens der Raumtemperatur bzw. der Warmwassertemperatur. Diese Ein- und Ausschaltsteuermethode war verhältnismässig einfach und erforderte einen geringen baulichen Aufwand. Sie hat aber den Nachteil, dass bei jeder Zündung und auch bei jeder Beendigung des Brennvorganges eine unvollständige Verbrennung des Brennstoffes stattfindet. Eine unvollständige Verbrennung anlässlich einer Beendigung des Brennvorganges führt zur Entstehung eines üblen Geruches und eine unvollständige Verbrennung anlässlich des Zündvorganges ist mit Geräuschen verbunden, die zu Umweltbelästigungen führen. Proposals have been made to switch the fuel supply on and off when controlling the operation of a burner in order to influence the room temperature or the hot water temperature. This on and off control method was relatively simple and required little construction. However, it has the disadvantage that an incomplete combustion of the fuel takes place with each ignition and also with each termination of the combustion process. An incomplete combustion on the occasion of the end of the burning process leads to the development of a bad smell and an incomplete combustion on the occasion of the ignition process is associated with noises which lead to environmental nuisance.

Hier will die Erfindung Abhilfe schaffen. Sie geht aus von einer Vorrichtung der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 umschriebenen Gattung. Die Lösung der der Erfindung zugrundeliegenden Aufgabe wird in einer Ausbildung gesehen, wie sie im kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 umschrieben ist. The invention seeks to remedy this. It is based on a device of the type described in the preamble of claim 1. The solution to the problem on which the invention is based is seen in a training as described in the characterizing part of patent claim 1.

Inbezug auf Besonderheiten einer bevorzugten Ausführungsform wird auf die abhängigen Ansprüche hingewiesen. With regard to special features of a preferred embodiment, reference is made to the dependent claims.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der beiliegenden Zeichnung beispielsweise erläutert. Es zeigen: The invention is explained below with reference to the accompanying drawing, for example. Show it:

Fig. 1 ein Diagramm, welches die Beziehung zwischen der Fördermenge Q einer elektromagnetischen Pumpe mit der Frequenz des Stromes veranschaulicht, mit welchem diese Pumpe gespeist wird, 1 is a diagram illustrating the relationship between the delivery rate Q of an electromagnetic pump with the frequency of the current with which this pump is fed,

Fig. 2 ist ein Schaltschema eines Beispieles einer vorbekannten Vorrichtung zum Steuern einer elektromagnetischen Pumpe, 2 is a circuit diagram of an example of a prior art device for controlling an electromagnetic pump;

Fig. 3 ein Schaltschema eines Ausführungsbeispieles der erfindungsgemässen Steuervorrichtung, 3 shows a circuit diagram of an exemplary embodiment of the control device according to the invention,

die Fig. 4a und 4b sind Diagramme, welche Betriebscharakteristiken eines steuerbaren Unijunktionstransistors veranschaulichen, der in der Steuervorrichtung nach Fig. 2 Verwendung findet und die Fig. 5a und 5b sind Diagramme, welche Betriebscharakteristiken des steuerbaren Unijunktionstransistors veranschaulichen, der in der Steuervorrichtung nach Fig. 3 Verwendung findet. 4a and 4b are diagrams illustrating operational characteristics of a controllable unijunction transistor used in the control device of FIG. 2 and FIGS. 5a and 5b are diagrams illustrating operational characteristics of the controllable unijunction transistor used in the control device of FIG. 3 is used.

Das Diagramm nach Fig. 1 veranschaulicht die Beziehung zwischen der Frequenz F einer Stromquelle zur Speisung einer elektromagnetischen Pumpe und der Liefermenge Q dieser Pumpe. Diese Beziehung, von welcher die vorliegende Erfindung ausgeht, ist, wie gezeigt, in einem vorbestimmten Bereich linear. Es ergibt sich hieraus, dass es möglich ist, durch Veränderung der Frequenz auch die Liefermenge der Pumpe zu beeinflussen, somit z.B. den Brennstoffverbrauch im Brenner. The diagram of Fig. 1 illustrates the relationship between the frequency F of a power source for feeding an electromagnetic pump and the delivery quantity Q of this pump. This relationship, from which the present invention is based, is, as shown, linear in a predetermined range. It follows from this that it is possible to influence the delivery quantity of the pump by changing the frequency, e.g. the fuel consumption in the burner.

Die Fig. 2 veranschaulicht eine zum Stand der Technik gehörende Vorrichtung zum Steuern der elektromagnetischen Pumpe mit Umschaltung der Frequenz des Stromes, mit welcher die Pumpe gespeist wird, zwischen zwei Niveaus, zwecks Beeinflussens der Liefermenge der Pumpe. Mit dieser in der offengelegten japanischen Patentanmeldung Nr. Sho 55-83571 beschriebenen Steuervorrichtung wird die Umschaltung der Frequenz wie folgt ausgeführt. Die Steuervorrichtung weist eine Mehrzahl von Widerständen R5 und R6 mit verschieden grossen Widerstandswerten auf, die wie gezeigt an einen Widerstand R2 und eine Z-Diode ZD angeschlossen sind sowie auch an einen Schalter SW. Wenn dieser Schalter SW an den Widerstand R5 geschaltet ist, so fliesst ein Strom durch die Widerstände R2 und R6 und durch einen einstellbaren Widerstand VR1 zu einem Kondensator C3 zum Anheben des Potentials dieses Kondensators C3 oder des Potentials einer Anode A eines steuerbaren Unijunktionstransistors PUT. Wenn das Potential der Steuerelektrode dieses Transistors durch dasjenige der Anode dieses Transistors überschritten ist, so ist der Transistor PUT leitend gemacht und es wird ein Thyristor SCR2 gezündet. Danach wird nach Ablauf einer vorbestimmten Zeitdauer der Thyristor SCR1 gelöscht durch einen einen Löschimpuls erzeugenden Kreis, zu dem eine Triggerdiode TD, der Thyristor SCR2, die Dioden D3 und D4 sowie Widerstände und ein Kondensator gehören. Somit wird die Ausgangsfrequenz bestimmt durch die Zeitperiode, während welcher der Unijunktionstransistor PUT leitend ist. Wenn nun der Schalter SW an den Widerstand R6 umgeschaltet wird, so wird der Unijunktionstransistor PUT leitend gemacht nach Ablauf einer gewissen Zeitperiode in der gleichen Weise, um dadurch den Thyristor SCR2 zu zünden, um das Fliessen seines Stromes zur elektromagnetischen Pumpe P herbeizuführen. Somit wird eine Veränderung des Fig. 2 illustrates a prior art device for controlling the electromagnetic pump by switching the frequency of the current at which the pump is fed between two levels in order to influence the delivery quantity of the pump. With this control device described in Japanese Patent Application Laid-Open No. Sho 55-83571, the frequency switching is carried out as follows. The control device has a plurality of resistors R5 and R6 with differently sized resistance values, which, as shown, are connected to a resistor R2 and a Zener diode ZD and also to a switch SW. When this switch SW is connected to the resistor R5, a current flows through the resistors R2 and R6 and through an adjustable resistor VR1 to a capacitor C3 for raising the potential of this capacitor C3 or the potential of an anode A of a controllable uni-function transistor PUT. If the potential of the control electrode of this transistor is exceeded by that of the anode of this transistor, the transistor PUT is made conductive and a thyristor SCR2 is ignited. Thereafter, after a predetermined period of time, the thyristor SCR1 is erased by a circuit generating an erase pulse, which includes a trigger diode TD, the thyristor SCR2, the diodes D3 and D4, and resistors and a capacitor. Thus, the output frequency is determined by the time period during which the uni-function transistor PUT is conductive. Now, when the switch SW is switched to the resistor R6, the uni-function transistor PUT is made conductive after a certain period of time in the same way, thereby firing the thyristor SCR2 to cause its current to flow to the electromagnetic pump P. Thus, a change in

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Widerstandes eines Ladestromkreises des Kondensators C3 zu ändern veranlasst durch die Widerstände R5 und R6, mit der Folge, dass die Potentialanstiegscharakteristik der Anode A des Unijunktionstransistors PUT verändert wird und schliesslich auch die unterschiedlichen Ausgangsfrequenzen erhalten werden. Resistance of a charging circuit of the capacitor C3 is changed by the resistors R5 and R6, with the result that the potential rise characteristic of the anode A of the uni-function transistor PUT is changed and finally the different output frequencies are obtained.

Der einstellbare Widerstand VR1 wird verwendet zum Kompensieren der Änderung der Kapazität des Kondensators C3 und er hat üblicherweise eine verschiedene Charakteristik je nach dem Kondensator, für den er verwendet ist. Als Folge hievon ergibt sich, dass das Umschalten der Frequenz zwischen verschiedenen Niveaus mit einer korrekten Rate oder das Umschalten der Liefermenge der elektromagnetischen Pumpe P mit einer korrekten Rate unmöglich wird. Wenn dies der Fall ist, so ist es auch unmöglich, das Volumen von zur Verbrennung gelangendem Brennstoff bei einer korrekten Rate zu steuern. The adjustable resistor VR1 is used to compensate for the change in the capacitance of the capacitor C3 and it usually has a different characteristic depending on the capacitor for which it is used. As a result, it becomes impossible to switch the frequency between different levels at a correct rate or to switch the delivery amount of the electromagnetic pump P at a correct rate. If this is the case, it is also impossible to control the volume of combustible fuel at a correct rate.

Um hier noch mehr Klarheit zu schaffen, seien gewisse Zahlenwerte angeführt. Um beispielsweise den Brennstoffverbrauch in einem unteren Bereich auf 50% desjenigen in einem hohen Bereich einzustellen, gelangen Widerstände R5 und R6 zum Gebrauch, deren Widerstandswerte 100 bzw. 25 Q. betragen, und kommt des weiteren ein einstellbarer Widerstand VR1 für das Kompensieren der Änderung der Kapazität des Kondensators C3 zur Verwendung, der einen Widerstandswert von 50 Q hat. Wenn der Schalter SW auf den Widerstand R5 (unterer Verbrauchsbereich) geschaltet ist, so ergibt sich der zusammengesetzte Widerstandswert. In order to provide even more clarity here, certain numerical values are given. For example, in order to set the fuel consumption in a lower range to 50% of that in a high range, resistors R5 and R6 are used, the resistance values of which are 100 and 25 Q., and an adjustable resistor VR1 is also used to compensate for the change in Capacitance of capacitor C3 for use, which has a resistance of 50 Q. If the switch SW is switched to the resistor R5 (lower consumption range), the composite resistance value results.

R5 + VR1 = 100 + 50= 150 Q. R5 + VR1 = 100 + 50 = 150 Q.

Wenn der Schalter SW auf den Widerstand R6 (hohes Brennstoffverbrauchsniveau) geschaltet ist, so ergibt sich der zusammengesetzte Widerstandswert wie folgt: If the switch SW is switched to the resistor R6 (high fuel consumption level), the composite resistance value is as follows:

R6 + VR1 =25 + 50 = 75 Q. R6 + VR1 = 25 + 50 = 75 Q.

In diesem Falle ist der zusammengesetzte Widerstand des Stromkreises während der Zeit mit hohem Brennstoffverbrauch 50% des zusammengesetzten Widerstandes in der Zeit mit geringem Brennstoffverbrauchsniveau, so dass eine korrekte Rate erhalten werden kann. Falls aber der einstellbare Widerstand VR1, der zum Kompensieren einer Veränderung der Kapazität des Kondensators C3 dient, einen Widerstandswert von 25 H haben soll, so ergeben sich die zusammengesetzten Widerstandswerte beim unteren bzw. beim oberen Verbrauchsniveau wie folgt: In this case, the composite resistance of the circuit during the high fuel consumption time is 50% of the composite resistance in the low fuel consumption time, so that a correct rate can be obtained. If, however, the adjustable resistor VR1, which is used to compensate for a change in the capacitance of the capacitor C3, is to have a resistance value of 25 H, the composite resistance values for the lower or the upper consumption level are as follows:

R5 + VR1 = 100 + 25= 125 Q. R5 + VR1 = 100 + 25 = 125 Q.

R6 + VR1 = 25 + 25 = 50 R6 + VR1 = 25 + 25 = 50

Wie hieraus ersichtlich ist, beträgt der zusammengesetzte Widerstand in der Zeit für hohes Brennstoffverbrauchsniveau nur 40% des Widerstandswertes für die Zeit mit niedrigem Brennstoffverbrauchsniveau. Dies rührt her von der Veränderung des Widerstandswertes des einstellbaren Widerstandes VR1 und hat zur Folge, dass eine Steuerung des Brennstoffverbrauches bei einer korrekten Rate unmöglich ist. As can be seen from this, the composite resistance in the time for high fuel consumption level is only 40% of the resistance value for the time in low fuel consumption level. This results from the change in the resistance value of the adjustable resistor VR1 and has the consequence that it is impossible to control the fuel consumption at a correct rate.

Fig. 3 veranschaulicht ein Ausführungsbeispiel der erfin-dungsgemässen Steuervorrichtung, mit der es möglich ist, die Stromspeisung der Pumpe P umzuschalten von einem Betrieb für hohes Niveau der Liefermenge auf einen solchen mit geringem Niveau der Liefermenge bei einer korrekten Rate. In der bekannten Ausführung nach Fig. 2 wird der Widerstandswert, der mit der Anode A des Unijunktionstransistors PUT verbunden ist, zu ändern veranlasst. Dagegen wird in der in Fig. 3 veranschaulichten Ausführungsform der erfin-dungsgemässen Steuervorrichtung der Widerstandswert bei einer Steuerelektrode G des einstellbaren Unijunktionstransistors PUT zu ändern veranlasst. Das Potential der Anode A dieses Transistors PUT hat stets eine konstante Anstiegszeit infolge der Funktionen der Z-Diode ZD, des Widerstandes R4 und des einstellbaren Widerstandes VR1. Die Widerstände R5' und R6' sind mit einem Steuerkreis des Unijunktionstransistors PUT verbunden und es kann lediglich der in Serie geschaltete Widerstand R6' durch einen Schalter SW kurzgeschlossen werden. Durch Festsetzen des Verhältnisses der Widerstands werte der Widerstände R5' und R6' auf einen geeigneten Pegel und Betätigen des Schalters SW ist es möglich zu erwirken, dass die Steuerelektrodenspannung bei ihrer vorbestimmten Rate ändert, um so genau die Zeit zu steuern, bei welcher der Unijunktionstransistor PUT leitend wird. Somit kann die Liefermenge der Pumpe oder das Liefermengenverhältnis vom hohen Pegel zum niedrigen Pegel genau gesteuert werden. 3 illustrates an embodiment of the control device according to the invention, with which it is possible to switch the power supply of the pump P from an operation for a high level of the delivery quantity to one with a low level of the delivery quantity at a correct rate. In the known embodiment according to FIG. 2, the resistance value, which is connected to the anode A of the uni-function transistor PUT, is caused to change. In contrast, in the embodiment of the control device according to the invention illustrated in FIG. 3, the resistance value at a control electrode G of the adjustable uni-function transistor PUT is caused to change. The potential of the anode A of this transistor PUT always has a constant rise time due to the functions of the Zener diode ZD, the resistor R4 and the adjustable resistor VR1. The resistors R5 'and R6' are connected to a control circuit of the uni-function transistor PUT and only the series-connected resistor R6 'can be short-circuited by a switch SW. By setting the ratio of the resistance values of the resistors R5 'and R6' to an appropriate level and operating the switch SW, it is possible to cause the control electrode voltage to change at its predetermined rate so as to precisely control the time at which the uni-function transistor PUT becomes conductive. Thus, the delivery quantity of the pump or the delivery quantity ratio from the high level to the low level can be precisely controlled.

Ein Gleichrichterelement D5, das im Stromweg von einer durch eine Z-Diode ZD stabilisierten Stromquelle zur Steuerelektrode des Unijunktionstransistors PUT hinter einem Widerstand R3 angeordnet ist, ist eine Diode zur Herbeiführung der Temperaturkompensation. Diese Diode D5 hat eine sog. negative Charakteristik, derart, dass wenn die Temperatur ansteigt, der Widerstandswert abnimmt und umgekehrt. Wenn also die Umgebungstemperatur und mit ihr auch die Temperatur der Diode D5 abfällt, so wird der Wert des inneren Widerstandes dieser Diode ansteigen, so dass ein Potential einer Steuerelektrode G des Unijunktionstransistors PUT vermindert wird. Dies hat zur Folge, dass dieser Transistor PUT bei einer tieferen Anodenspannung leitend wird, das Zünden eines umschaltenden Halbleiterelementes SCR1 also frühzeitig erfolgt und somit die Liefermenge der Pumpe zunimmt. Wenn dagegen die Umgebungstemperatur abfällt, so nimmt der Wert des inneren Widerstandes der Diode D5 ab und steigt dementsprechend das Potential an der Steuerelektrode G des Unijunktionstransistors PUT an, so dass die Frequenz des Speisestromes der Pumpe vermindert und demzufolge auch die Liefermenge der Pumpe vermindert wird. Damit ist eine automatische Kompensation der Auswirkung von Temperaturveränderungen verwirklicht. A rectifier element D5, which is arranged in the current path from a current source stabilized by a Z-diode ZD to the control electrode of the unijunction transistor PUT behind a resistor R3, is a diode for bringing about the temperature compensation. This diode D5 has a so-called negative characteristic, such that when the temperature rises, the resistance value decreases and vice versa. So if the ambient temperature and with it the temperature of the diode D5 drops, the value of the internal resistance of this diode will increase, so that a potential of a control electrode G of the uni-function transistor PUT is reduced. The consequence of this is that this transistor PUT becomes conductive at a lower anode voltage, that is to say that a switching semiconductor element SCR1 is ignited early and the delivery quantity of the pump thus increases. If, on the other hand, the ambient temperature drops, the value of the internal resistance of the diode D5 decreases and the potential at the control electrode G of the uni-function transistor PUT increases accordingly, so that the frequency of the feed current of the pump is reduced and consequently the delivery quantity of the pump is also reduced. This automatically compensates for the effect of temperature changes.

Ein Löschimpulserzeugungskreis beinhaltet ein Löschhalbleiterelement SCR2 zum Löschen des gesteuerten Gleichrichterelementes oder schaltenden Halbleiterelementes SCR1 zwecks Steuerns der Zeit, in welcher ein Strom zur Pumpe P durchgelassen wird. In diesem Kreis ist der Zeitpunkt, bei welchem ein Umschaltkondensator C5 für das Leitendmachen des Löschhalbleiterelementes SCR2 geladen wird und ein Umschalten einer Trigger-Diode TD erfolgt, oder der Zeitpunkt, bei welchem ein Strom zum schaltenden Halbleiterelement SCR1 durchgelassen wird, einstellbar mit einem einstellbaren Widerstand VR2 und einem Widerstand RIO. Der einstellbare Widerstand VR2 und der Widerstand RIO sind in Serie geschaltet durch das Gleichrichterelement Dl und den Widerstand R1 ab der Plussklemme der Stromquelle. Somit ist die Stromquelle für die Lieferung von Strom an den Kondensator C5 nicht stabilisiert, obwohl die Stromquelle für die Steuerelektrode G des Unijunktionstransistors PUT und die Anode A desselben für das Laden des Kondensators C3 stabilisiert ist durch die Z-Diode ZD. An erase pulse generation circuit includes an erase semiconductor element SCR2 for erasing the controlled rectifier element or switching semiconductor element SCR1 to control the time in which a current is passed to the pump P. In this circuit, the point in time at which a switching capacitor C5 is charged for making the quenching semiconductor element SCR2 conductive and a switching over of a trigger diode TD, or the point in time at which a current is passed to the switching semiconductor element SCR1, can be set with an adjustable resistor VR2 and a resistor RIO. The adjustable resistor VR2 and the resistor RIO are connected in series by the rectifier element Dl and the resistor R1 from the positive terminal of the current source. Thus, the current source for supplying current to the capacitor C5 is not stabilized, although the current source for the control electrode G of the uni-function transistor PUT and the anode A thereof for charging the capacitor C3 is stabilized by the Zener diode ZD.

Somit wird die Ladecharakteristik des Kondensators C5 verändert, weil sie direkt durch Änderungen in der Spannung der Stromquelle beeinflusst wird. Thus, the charging characteristic of the capacitor C5 is changed because it is directly influenced by changes in the voltage of the current source.

Sobald die vom Kondensator C5 getragene Ladung ein vorbestimmtes Niveau, nämlich das Triggerspannungsniveau der Triggerdiode TD erreicht, wird durch diese Diode TD ein Triggerimpuls erzeugt und an die Steuerelektrode des Löschhalbleiterelementes SCR2 abgegeben, um dieses leitend zu machen. Zu diesem Zeitpunkt wird die vom Kondensator C5 getragene Ladung durch das Löschhalbleiterelement SCR2 hindurch abgegeben in Richtung eines Pfeiles a zum Sperren des schaltenden Halbleiterelementes SCR1. Anschliessend ist die Zeit, während welcher das Löschhalbleiterelement SCR2 leitend ist, eingestellt durch den einstellbaren Widerstand VR1. Es erübrigt sich, im Detail zu beschreiben, dass das As soon as the charge carried by the capacitor C5 reaches a predetermined level, namely the trigger voltage level of the trigger diode TD, a trigger pulse is generated by this diode TD and delivered to the control electrode of the quenching semiconductor element SCR2 in order to make it conductive. At this time, the charge carried by the capacitor C5 is discharged through the erase semiconductor element SCR2 in the direction of an arrow a to block the switching semiconductor element SCR1. The time during which the quenching semiconductor element SCR2 is conductive is then set by the adjustable resistor VR1. There is no need to describe in detail that this

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Sperren des Löschhalbleiterelementes SCR2 durchgeführt wird, wenn das schaltende Halbleiterelement SCR1 das nächste Mal leitend gemacht wird, so dass die Sperr- und Ent-sperrvorgänge in einem Zyklus aufeinander folgen. Locking the erase semiconductor element SCR2 is carried out the next time the switching semiconductor element SCR1 is made conductive, so that the locking and unlocking processes follow one another in a cycle.

Es wird nun die Wirkungsweise der erfindungsgemässen Steuervorrichtung für das Kompensieren des Einflusses von Änderungen der Spannung in der Stromquelle auf die Liefermenge der Pumpe näher erläutert. Die Zeitperiode, die verstreicht zwischen dem Sperrzustand und dem Entsperrzu-stand des schaltenden Halbleiterelementes SCR1 bzw. die Zeitperiode, während welcher ein Strom zur Pumpe fliesst, wird im wesentlichen konstant gehalten durch die Wirkung der Z-Diode ZD, wie weiter oben beschrieben. Jedoch hat die Liefermenge der Pumpe eine Kennlinie die ansteigt bei einem Anstieg der Spannung. Ein Anstieg der Spannung der Stromquelle vermindert die Zeitperiode, während welcher der Kondensator C5 geladen wird, so dass das Umschaltpotential der Triggerdiode TD früher erreicht wird und dass die Zeit, während welcher das Löschhalbleiterelement SCR2 entsperrt gehalten ist, vermindert wird. Somit wird das Zeitintervall, während welchem Strom zum Löschhalbleiterelement SCR2 fliesst, vermindert. Im allgemeinen hat dieser Typ von elektromagnetischer Pumpe eine solche Charakteristik, dass, The mode of operation of the control device according to the invention for compensating for the influence of changes in the voltage in the current source on the delivery quantity of the pump will now be explained in more detail. The time period that elapses between the locked state and the unlocked state of the switching semiconductor element SCR1 or the time period during which a current flows to the pump is kept essentially constant by the action of the Zener diode ZD, as described above. However, the delivery quantity of the pump has a characteristic that increases as the voltage increases. An increase in the voltage of the current source reduces the time period during which the capacitor C5 is charged, so that the switching potential of the trigger diode TD is reached earlier and the time during which the quenching semiconductor element SCR2 is kept unlocked is reduced. The time interval during which current flows to the quenching semiconductor element SCR2 is thus reduced. In general, this type of electromagnetic pump has such a characteristic that

wenn das Zeitintervall, während welchem ein Strom in jedem Zyklus durchfliesst, reduziert wird und auch die Liefermenge der Pumpe reduziert wird. Der Zeitintervall, während welchem bei jedem Zyklus ein Strom zur Pumpe durchgelassen wird, ist direkt proportional zum Flüssigkeitsvolumen, das in diesem Zyklus durch die Pumpe abgegeben wird; gleiches gilt für die Beziehung zwischen der Frequenz, bei welcher Strom durchgelassen wird und der pro Zeiteinheit gelieferten Flüssigkeitsmenge. Der Anstieg der Liefermengencharakteristik bei ansteigender Spannung der Stromquelle kann somit kompensiert werden durch Vermindern der Zeitdauer, während welcher bei jedem Zyklus ein Strom zur Pumpe durchgelassen wird, welche Zeitdauer im wesentlichen konstant ist. Durch Durchführen dieser Kompensation kann das von der Pumpe abgegebene Flüssigkeitsvolumen konstant gehalten werden, unbekümmert um eine Änderung in der Spannung der Stromquelle. if the time interval during which a current flows through in each cycle is reduced and the delivery quantity of the pump is also reduced. The time interval during which a current is passed to the pump in each cycle is directly proportional to the volume of liquid which is dispensed by the pump in this cycle; the same applies to the relationship between the frequency at which current is let through and the quantity of liquid delivered per unit of time. The increase in the delivery quantity characteristic with increasing voltage of the power source can thus be compensated for by reducing the time period during which a current is passed to the pump in each cycle, which time period is essentially constant. By performing this compensation, the volume of liquid dispensed by the pump can be kept constant, regardless of a change in the voltage of the power source.

Die angestrebte Änderung des von der Pumpe abgegebenen Flüssigkeitvolumens kann, wie oben beschrieben, erreicht werden durch Einstellen der Zeitdauer, während welcher Strom in jedem Zyklus zur Pumpe durchgelassen wird. Es leuchtet somit ein, dass es möglich ist, die Verbrennung von Brennstoff im Brenner oder dergleichen zu steuern, im Sinne der Temperatursteuerung durch Verändern des von der Pumpe abgegebenen Brennstoffvolumens als Folge von Einstellungen inbezug auf die Zeit, während welcher ein Strom zur Pumpe fliesst, durch Einstellen des Widerstandswertes des einstellbaren Widerstandes VR2, wobei in Parallelschaltung eine Mehrzahl von Kreisen vorgesehen ist, die je den Widerstand RIO und den einstellbaren Widerstand VR2 enthalten, welche selektiv betätigt werden, oder wobei ein Umschalter vorgesehen ist, der an einen Temperaturfühler angekuppelt ist zum automatischen Umschalten des Widerstandswertes zwischen einer Mehrzahl von Niveaus. The desired change in the volume of fluid delivered by the pump, as described above, can be accomplished by adjusting the length of time that current is passed to the pump in each cycle. It therefore makes sense that it is possible to control the combustion of fuel in the burner or the like, in the sense of temperature control by changing the fuel volume emitted by the pump as a result of settings relating to the time during which a current flows to the pump, by setting the resistance value of the adjustable resistor VR2, a plurality of circuits being provided in parallel, each of which contains the resistor RIO and the adjustable resistor VR2, which are selectively actuated, or a switch is provided which is coupled to a temperature sensor for automatic switching of the resistance value between a plurality of levels.

Die Bestimmung des Zeitpunktes, bei welchem der Unijunktionstransistor PUT entsperrt wird, wird nun im Detail unter Bezugnahme auf die Fig. 4 und 5 beschrieben. Fig. 4 zeigt die Verhaltenscharakteristik des einstellbaren Unijunktionstransistors PUT, der in der vorbekannten, in Fig. 2 gezeigten Steuervorrichtung verwendet wird, wobei Fig. 4a das Verhalten von PUT veranschaulicht bei einer niedrigen Frequenz im Anschluss an einen hohen Widerstand, und 5 wobei Fig. 4b das Verhalten von PUT zeigt bei einer hohen Frequenz im Anschluss an einen niedrigen Widerstand. Die Steuerspannung Vq des Transistors PUT in der Vorrichtung nach Fig. 2 ist jederzeit konstant, so dass dieser Transistor entsperrt wird, wenn die analoge Spannung VA ein vorbe-lo stimmtes Niveau erreicht. Dies bedeutet, dass, wenn der einstellbare Widerstand VR1 für das Kompensieren einer Kapazitätsänderung einen optimalen Widerstandswert hat, PUT-Anodenspannungskurven von verschiedenen Steilheiten (wie sie durch die ausgezogenen Linien VAi und VA2 verdeutlicht 15 sind) erreicht werden, dass aber die Zeitintervalle T1 und T2, die verstreichen, bevor der Transistor PUT entsperrt wird, genau eingestellt werden sollten. Es können jedoch die PUT-Anodenspannungskurven Abweichungen zeigen, wie sie durch die gestrichelten Linien in den Fig. 4a und 4b gezeigt 20 sind, die wie vorerwähnt vom jeweiligen Widerstandswert des einstellbaren Widerstandes VR1 abhängen. Somit ist es unmöglich, in zufriedenstellender Weise das Verhältnis von T1 ±AT1 zu T2± AT2 zu steuern. The determination of the time at which the uni-function transistor PUT is unlocked will now be described in detail with reference to FIGS. 4 and 5. FIG. 4 shows the behavioral characteristic of the adjustable uni-function transistor PUT used in the prior art control device shown in FIG. 2, FIG. 4a illustrating the behavior of PUT at a low frequency following a high resistance, and FIG. 5 where FIG. 4b shows the behavior of PUT at a high frequency following a low resistance. The control voltage Vq of the transistor PUT in the device according to FIG. 2 is constant at all times, so that this transistor is unlocked when the analog voltage VA reaches a predetermined level. This means that if the adjustable resistor VR1 has an optimal resistance value for compensating for a change in capacitance, PUT anode voltage curves of different slopes (as illustrated by the solid lines VAi and VA2 15) are achieved, but the time intervals T1 and T2 that elapse before the transistor PUT is unlocked should be set precisely. However, the PUT anode voltage curves can show deviations as shown by the dashed lines in FIGS. 4a and 4b, which, as mentioned above, depend on the respective resistance value of the adjustable resistor VR1. Hence, it is impossible to satisfactorily control the ratio of T1 ± AT1 to T2 ± AT2.

Fig. 5 veranschaulicht die Verhaltenscharakteristik des in 25 der erfindungsgemässen Steuervorrichtung verwendeten Unijunktionstransistors. In der Fig. 5a hat dieser Transistor PUT eine auf hohem Niveau stehende Steuerspannung Vq, wobei der Schalter SW offen und der Widerstand Rs' angeschaltet ist, wogegen in der Fig. 5b die Steuerspannung V02 auf einem 30 tiefen Niveau steht, bei geschlossenem Schalter SW und kurzgeschlossenem Widerstand Ró'. Wie in den Fig. 5a und 5b gezeigt ist, hat der Transistor PUT eine Anodenspannung VA mit konstanter Anstiegszeitcharakteristik, so dass die Zeiten T1 und T2, die verstreichen bevor dieser Transistor entsperrt 35 ist, in Abhängigkeit der Steuerspannungen VGi und VG2 variieren können. Wie zuvor beschrieben, hängt das Sperren und Entsperren des in der Vorrichtung nach Fig. 3 verwendeten Transistors PUT nur davon ab, ob der Schalter SW geöffnet oder geschlossen ist, bzw. ob der Widerstand Ró' wirksam 40 bzw. unwirksam ist; ferner wird kein Fehler hervorgerufen im Verhältnis der Zeit Ti, während welcher der Transistor PUT entsperrt ist, in der Zeit mit niedriger Frequenz, zur Zeit T2, während welcher PUT gesperrt ist zur Zeit mit hoher Frequenz (kein Fehler im Verhältnis T1/T2). Somit ist es möglich, 45 das Verhältnis des Brennstoffverbrauches auf dem hohen Niveau zum Brennstoffverbrauch auf dem tiefen Niveau zu steuern. FIG. 5 illustrates the behavioral characteristic of the uni-function transistor used in 25 of the control device according to the invention. In FIG. 5a, this transistor PUT has a high control voltage Vq, the switch SW is open and the resistor Rs' is switched on, whereas in FIG. 5b the control voltage V02 is at a low level when the switch SW is closed and shorted resistance Ró '. As shown in FIGS. 5a and 5b, the transistor PUT has an anode voltage VA with a constant rise-time characteristic, so that the times T1 and T2 that elapse before this transistor is unlocked 35 can vary depending on the control voltages VGi and VG2. As described above, the blocking and unlocking of the transistor PUT used in the device according to FIG. 3 depends only on whether the switch SW is open or closed, or whether the resistor Ró 'is effective 40 or ineffective; furthermore, no error is caused in the ratio of the time Ti during which the transistor PUT is unlocked to the time with low frequency, to the time T2, during which PUT is locked to the time with high frequency (no error in the ratio T1 / T2). It is thus possible to control the ratio of the fuel consumption at the high level to the fuel consumption at the low level.

Die Widerstände Rs' und Ró' sowie der Schalter SW nach Fig. 2 können eine andere Kombination bilden oder es kann 50 ein einstellbarer Widerstand verwendet werden, etwa wenn eine stufenlose Steuerung ermöglicht sein soll. In einer anderen Variante könnte eine Mehrzahl von Schaltern SW und von Widerständen Ró' vorgesehen werden, etwa wenn man eine mehrstufige Steuerung ermöglichen will. 55 Der vorerwähnte Kreis, der befähigt ist zur Veränderung des Widerstandswertes, kann so ausgebildet sein, dass dieser Widerstandswert automatisch veränderbar ist durch einen Umschalter, welcher an einen Temperaturfühler angekuppelt ist zwecks Regulierens der dem Brenner oder dergleichen 60 zugeführten Brennstoffmenge im Sinne der Steuerung der Temperatur des geheizten Mediums. The resistors Rs 'and Ró' and the switch SW according to FIG. 2 can form a different combination or an adjustable resistor can be used, for example if stepless control is to be made possible. In another variant, a plurality of switches SW and resistors Ró 'could be provided, for example if one wants to enable multi-stage control. 55 The aforementioned circuit, which is capable of changing the resistance value, can be designed in such a way that this resistance value can be changed automatically by a changeover switch which is coupled to a temperature sensor in order to regulate the amount of fuel supplied to the burner or the like 60 in order to control the temperature of the heated medium.

G G

2 Blatt Zeichnungen 2 sheets of drawings

Claims

653 492

1. Device for controlling an electromagnetic pump to influence its delivery quantity depending on the frequency of the electrical current with which the pump is fed, with a semiconductor switching element (STR), which is in series with the time in which current is passed to the pump is switched, an ignition pulse generation circuit with a controllable uni-function transistor (PUT) for delivering ignition pulses to the semiconductor switching element in a predetermined cycle, an erasing pulse generation circuit for deleting the semiconductor switching element, characterized by a control circuit (SW, Rs ', Re') which enables is to change the respective resistance value of a resistor connected to the control electrode (G) of the unijuction transistor (PUT) to control the conduction thereof.

2. Control device according to claim 1, characterized in that the control circuit has a plurality of resistors (Rs ', Rs') and a switching element (SW) for short-circuiting at least one of these resistors.

2nd

PATENT CLAIMS

3. Control device according to claim 1 or 2, characterized in that in the control circuit, the switching element is coupled to a temperature sensor for the purpose of automatically changing the resistance value.

4. Control device according to claim 1, characterized in that the control circuit has an adjustable resistance.