DE2654461A1 - Funkenzuendungssystem - Google Patents

Description

COHAUSZ & FLORACK „rc/ /ei

PATENTANWALT S B UE O D-4 DÜSSELDORF · BCHUMANNSTR. 9T

PATENTANWAIJE:
Dip!.-lng. W. COHAUSZ · Dipl.-lng. W. FLORACK · Dipl.-lng. R. KNAUF - Dr.-lng., Dipl.-Wirtsch.-lng. A. GERBER · Dipl.-lng. H. B. COHAUSZ

Lucas Industries Limited
Great King Street

GB-Birminghani . JO. November

Funkenzündungs sys tem

3ie Erfindung betrifft ein Funkenzündungssystem für Gassturbinen-Triebwerke nit Gleichstrom/Gleichstrom-Wandlern.

Bei Zündungssystemen dieser Art nuß der Vandltr einer Funkenentladungskerze Energie mit einer im wesentlichen konstanten Hate zuleiten, unabhängig Ton der Temperatur, 'ine bekannte Ausführung eines Gleichstrom/Gleichstrom-viandlers weist einen Umformer mit einer Primärwicklung, einer Sekundärwicklung und einer räickkopplungswicklung auf, und ein Transistor bestimiat die Stromstärke in der Primärwicklung und wird selbst von der Pole kkopp lungs wicklung gesteuert. 13ei einem solchen wandler wird die Ausgangsleistung durch das Produkt aus der Gleichstromv&rStärkung des Transistors und dsr Steuerelektrod^n-Treibstromstärke bestimmt. n^;eil die Gleichstromverstärkung eines Transistors temperaturabhängig ist, versteht es sich, daß die Ausgangsleistung- ebenfalls temperaturabhängig ist, und der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein System zu schaffen, bei dem die Ausgangsleistung relativ unveränderlich mit der Temperatur ist.

iin Funkenzündungssystem gemäß der Erfindung ist gekennzeichnet durch einen Gleichstrom/Gleichstrom-Wandler mit einem Umformer mit einer Primärwicklung, einer Sekundärwicklung und einer Rückkopplungswicklung, einen den Strom durch die Primärwicklung des Umfor-

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mers "bestimmenden Transistor, wobei die Ruckkopplimgwswicklung »in den Steuerelektrodenkreis des Transistors eingeschaltet ist und der Umformer einen Kern hat, der dann sättigt, wenn die Primärwicklungs-Stromstärke einen-Wert erreicht, der geringer als der ist, der zum Abschalten des Transistors erforderlich ist, und einen Induktor in Reihe mit der Primärwicklung mit einer Induktivität, die geringer als die der Primärwicklung ist, wenn der Kern nicht gesättigt ist, jedoch größer als die der Primärwicklung ist, wenn der Kern gesättigt ist, eine zum Induktor parallelgeschaltete Diode zum Aufrechterhalten des Stromflusses in diesem bei abgeschaltetem Transistor und mit der Sekundärwicklung verbundene Mittel zur periodischen Erzeugung von Funken.

Die Erfindung ist nachstehend an Hand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert, in der ein Schaltbild eines Funkenzündungssystems mit einem Gleichstrom!Gleichstromwandler gezeigt ist.

Die in der Zeichnung gezeigte Schaltang weist einen Umformer 10 mit &iner Primärwicklung 11, einer Sekundärwicklung 12 und einer Rückkopplungswicklung 15 auf. Ein linde der Primärwicklung 11 ist über einen Induktor I4 mit der Kathode einer Diode I5 verbunden, deren Anode mit einem Plus-Stromanschluß verbunden ist. Das andere Ende der Wicklung 11 ist mit dem Kollektor eines n-p-n-Transistors 16 verbunden, dessen !Bknissionselektrode mit einem Minus-Stromanschluß verbunden ist. Die Steuerelektrode des Transistors 16 ist über die Wicklung 15 und einen Widerstand I7 in Reihe mit der Verbindung zwischen einem ohmschen Spannungsteiler 18, 19 verbunden, der zwischen die Kathode der Diode 15 "und den Minus-Stromanschluß geschaltet ist. Die Sekundärwicklung 12 ist durch eine Diode 20 mit einem Kondensator

21 verbunden, an dem der Gleichstromausgang erscheint. Die Kathode der Diode 20 ist ferner mit einem Funkenspalt 22 über eine Funkenentladungskerze 23 verbunden. Der zweite Anschluß des Funkenspalts

22 ist mit der Verbindung zwischen dem Kondensator 21 und der Sekundärwicklung 12 verbunden.

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Im Betrieb liefert die Wicklung 13 eine regenerative Rückkopplung in bekannter Weise, so daß die Primärwicklungs-Stromstärke steigt, bis der Transistor 16 außer S*ättigung tritt, und daraufhin hört die Rückkopplung auf, und der Transistor wird schnell abgeschaltet. Der Kern des Umformers ist zum Sättigen bei einer Primärwicklungs-Stromstärke ausgelegt, die geringer als die ist, abei der sich der Transistor abschaltet. Wenn für den Augenblick der Induktor I4 außer acht gelassen wird, besteht der Effekt der Sättigung des Kerns darin, daß die Primärwicklungs-Induktivität abrupt abgesenkt wird, und die Folge ist, daß die Primärwicklungs-Stromstärke sehr stark ansteigt, ehe der Transistor schaltet und abschaltet, um damit eine Spitze in einer Primärwicklungs-Stromsätärkenwellenform entstehen zu lassen. Der Induktor I4, der eine Induktivität hat, die klein im Vergleich zur Primärwicklungsinduktivität ist, wenn der Kern ungesättigt ist, jedoch groß im Vergleich zu der Primärwicklungsinduktivität, wenn der Kern gesättigt ist, verringert diese Stromspitze. Der Induktor und die Primärwicklung wirken tatsächlich als ein induktiver Spannungsteiler, so daß die Spannung an der Primärwicklung stark verringert wird, während der Umformerkern in Sättigung übergeht, und damit wird der Steuerelektrodenantrieb zum Transistor verringert, der den Abschaltvorgang einleitet.

Eine zum Induktor I4 parallelgeschaltete Diode 24 liefert einen Fiederimpedanzweg für den Strom im Induktor 14i weir uer Tra sistor 16 abgeschaltet wird und während die Transistorstromstärke steigt. Indem dafür gesorgt wird, daß die Zeitkonstante des Induktors I64 und der Diode 24 groß im Vergleich zur Betriebsfrequenz des Gleichstrom-Wandlers ist, kann der Mindestwert der Stromstärke im Induktor 14 auf einem Wert unmittelbar unter der Sättigungstrometärke des Umformers 10 gehalten werden, und die Verluste in der Diode und im Induktor werden auf einem Minimum gehalten.

Die im Umformer pro Periode gespeicherte Energie ist nun nicht von der Gleichstromverstärkung des Transistors 16 abhängig, weil das

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Schalten durch Sättigung des Umformerkerns erreicht wird, was weniger temperaturabhängig als die G-leichstromverStärkung des Transistors ist. Die Ausgangsleistung pro Periode ist also mit der femperatür relativ unveränderlich.

Ansprüche

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Le e rs e

it

Claims (3)

Ansprüche

1. ÄTunkenzündungssystem, gekennzeichnet durch einen Gleichstrom/Gleichstrom-Vandler mit einem Umformer mit einer Primärwicklung, einer Sekundärwicklung und einer Rückkopplungswicklung, einen den Strom durch die Primärwicklung des Umformers bestimmenden Transistor, wobei die Rückkopplungswicklung in den Steuerelektrodenkreis des Transistors eingeschaltet ist und der Umformer einen Kern hat, der dann sättigt, wenn die Primärwicklnngs-Stromstärke einen Wert erreicht, der geringer als der ist, der zum Abschalten des Transistors erforderlich ist, und einen Induktor in Reihe mit der Primärwicklung mit einer Induktivität, die geringer als die der Primärwicklung ist, wenn der Kern nicht gesättigt ist, jedoch größer als die der Primärwicklung ist, wenn, der Kern gesättigt ist, eine zum Induktor parallelgeschaltete Diode zum Aufrechterhalten des Stromflusses in diesem bei abgeschaltetem Transistor und mit der Sekundärwicklung verbundene Mittel zur periodischen 3rzeugung von Funken .

2. System nach Anspruch 1, dadurchgekennzeichn e t , daß der Kollektor des Transistors über die Primärwicklung und den Induktor in Reihe mit einem, ersten Stromanschluß verbunden ist, die Emissionselektrode des Transistors mit einem zweiten Stromanschluß verbunden ist und die Steuerelektrode des Trasnistors über die Rückkopplungswicklung mit einem Punkt an einem Vorspannkreis verbunden ist, der zwischen die Stromanschlüsse geschaltet ist.

3. System nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Erzeugung von Fanken einen zur Sekundärwicklung in Reihe mit einer Gleichrichterdiode parallelgeshhalteten Kondensator und einen Funkenspalt und eine Funkenentladungskerze in Reihe parallel zum Kondensator aufweisen.

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ORIGINAL INSPECTED