DE2740214C3

DE2740214C3 - Schaltungsanordnung zum Steuern der Förderleistung einer Schwingankerpumpe

Info

Publication number: DE2740214C3
Application number: DE2740214A
Authority: DE
Inventors: Sadoa Matsuyama Saitama Takeshima
Original assignee: JIDOSHA KIKI CO Ltd TOKYO JP
Current assignee: JIDOSHA KIKI CO Ltd TOKYO JP
Priority date: 1976-11-26
Filing date: 1977-09-07
Publication date: 1981-11-19
Also published as: DE2740214A1; DE2740214B2; US4138708A

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung zum Steuern der Förderungsleistung einer eine Spule enthaltenden Schwingankerpumpe.

Eine derartige derartige Pumpe wird beispielsweise zur Steuerung der Brennstoffzufuhr zu einem Raumheizungsgerät benötigt.

Bei dieser Pumpenart wird das die Pumpbewegung auslösende Elektromagnetsysiem, dessen Anker (SoIenoidkern) eine hohe mechanische Leistung abgeben muß, von einem Speicherkondensator rhythmisch gesteuert, wobei die elektrische Energie dem Kondensator in den Steuerpausen zugeführt wird.

Durch die DE-OS 16 13 416 ist ein derartig gesteuertes Elektromagnetsystem bekanntgeworden, wobei, um die besonders beim Abschalten der Elektromagnetspule (Solenoidspule) auftretenden hohen Ströme zu begrenzen, dem Speicherkondensator eine Diode parallel geschaltet ist, deren Durchlaßrichtung eine Aufladung des Speicherkondensators durch den beim Abschalten der Elektromagnetspule wirksamen Induktinnsstoß verhindert

Durch die US-PS 39 42 078 ist eine Schaltungsanordnung bekannt, die in etwa die im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten schaltungsmäßigen Merkmale aufweist, allerdings dient diese Schaltungsanordnung als Zündimpulsgenerator, und die Spule ist die Primärspule

ίο eines Zündtransformators.

Bei derartigen Schaltungen besteht der Nachteil, daß bei Schwankungen der Spannung der Spannungsquelle eine Änderung von einigen Prozenten der Förderleistung der Schwingankerpumpe unvermeidlich ist, selbst wenn, wie bekannt, parallel zum Kondensator eine Zenerdiode angeschlossen ist Es wird angenommen, daß die Ursache dieses Rückganges der Förderleistung darin liegt daß der den Thyristor steuernde Triggerkreis eine Änderung der der Spule zugeführten Energie nicht kompensieren kann, wenn die Spannung der Spannungsquelle schwankt sondern sogar auf Grund der durch die geringere Spannung verzögerten Kippzeit den Fehler vergrößert
Die der Anmeldung zugrunde liegende Aufgabe besteht deshalb darin, die Förderleistung von Schwingankerpumpen mit einer Schaltungsanordnung der gattungsmäßigen Art von Spannungsschwankungen der Versorgungsspannungsquelle unabhängig zu machen. Diese Aufgabe wird mit einer Schaltungsanordnung zum Steuern der Förderleistung einer eine Spule enthaltenden Schwingankerpumpe mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte und erfinderische Weiterbildungen ergeben sich durch Anwendung der Merkmale der Unteransprüche.

Bei der Schaltungsanordnung nach der Erfindung wird dabei die Kippfrequenz des Triggerkreises über einen programmierbaren Unijunctiontransistor so beeinflußt, daß der Triggerkreis eine Kippfrequenz abgibt, welche sich reziprok mit einer Änderung der Spannung der Spannungsquelle selbst ändert. Dadurch ändert sich immer, wenn die Spannung der Spannungsquelle schwankt, die Schwingfrequenz des Triggerkreises, um Änderungen der Ladespannung auszugleichen, die als Folge der Spannungsschwankungen auftreten.

Einzelheiten der Vorrichtung nach der Erfindung, deren Vorteile und Weiterbildungen werden im folgenden in Verbindung mit den Zeichnungen anhand zweier Ausführungsbeispiele beschrieben. Dabei zeigen die Zeichnungen:

F i g. 1 eine Schaltungsanordnung zur Steuerung einer Schwingankerpumpe gemäß dem Stand der Technik, F i g. 2 eine Schaltungsanordnung gemäß der Erfindung,
F i g. 3 eine graphische Darstellung der verschiedenen Spannungen, welche in einem Stromkreis nach F i g. 2 auftreten, in Abhängigkeit von der Spannung der Spannungsquelle und

F i g. 4 eine abgewandelte Ausführungsform der Schaltungsanordnung nach der Erfindung.

Die Fig. 1 zeigt eine Schaltungsanordnung gemäß dem Stand der Technik. Dabei liegt eine Spule / des steuernden Elektromagneten zusammen mit einem Speicherkondensator Cl in Reihe an einer Wechselspannungsquelle A.C., und zwar über einen Gleichrichter SR 1 und einen Widerstand R 1. Zur Stabilisierung di Spannung ist der Reihenschaltung aus Magnetspule /und Kondensator CI eine Zenerdiode ZD2 parallel geschaltet. Die Zenerdiode dient dazu, die am

Kondensator Cl gespeicherten Spannungen auch bei Schwankungen der Spannungsquelle in erster Annäherung konstant zu halten.

Die Steuerung dei Entlade- und Ladefuiiktion des Kondensators CX erfolgt über den Thyristor SCR 1. Außerdem ist der Magnetspule /ein Gleichrichter SR 3 parallel geschaltet, über den der Kondensator CX geladen wird.

Wenn im Betrieb der Thyristor SCR 1 leitend wird, wird ein Entladungsweg vom Kondensator C1 über die Magnetspule / und den Thyristor SCR 1 geschlossen, wodurch die Magnetspule /erregt wird.

Solange der Thyristor die Reihenschaltung aus Magnetspule /und Kondensator CX kurzschließt, fließt kein Strom von der Spannungsquelle über die Magnetspule / oder zum Kondensator CX. Beim Durchgang der Spannungsquelle durch Null zu negativen Werten wird der Thyristor gesperrt

Aus dieser Folge ergibt sich, daß der Widerstand R X im Ladestromkreis auf einen beliebigen Wert eingestellt werden kann, und zwar unabhängig vom Widerstandswert der Magnetspule /, um eine gewünschte Ladeperiode für den Kondensator Cl bereitzustellen, während die Erregung der Magnetspule / auf einem konstanten Wert gehalten und damit eine sichere Blockierung des Thyristors erreicht wird. Der Thyristor SCR X wird von einem Triggerkreis gesteuert, welcher aus einem veränderlichen Widerstand VT? 1, einem Kondensator C 2 sowie einer Triggerdiode TD besteht. Dabei ist eine Diode SR 2 über Strombegrenzungswiderstände R 2 und R 3 mit dem Triggerkreis verbunden und verhindert einen Rückfluß zur Wechselspannungsquelle A.C. der im Kondensator C2 gespeicherten Ladung.

Eine Zenerdiode ZDX ist mit ihrem einen Ende an dem Verbindungspunkt zwischen den Widerständen R 2 und R 3 angeschlossen, und ihr anderes Ende ist mit der anderen Klemme der Wechselspannungsquelle A.C. verbunden. Parallel zu der Zenerdiode ZD X kann ein Kondensator C3 geschaltet sein, um die Spannung an der Zenerdiode konstant zu halten.

Mit einer derartigen Schaltung kann die Antriebsfrequenz der Schwingankerpumpe innerhalb eines relativ weiten Bereiches eingestellt werden, jedoch ist die Schaltenergie, wie oben erläutert, abhängig von Spannungen der Versorgungsspannung.

Die F i g. 2 zeigt eine Ausführungsform der Schaltungsanordnung nach der Erfindung, die auf der vorbeschriebenen Schaltung nach der Erfindung aufbaut. Im Unterschied zur Darstellung nach F i g. 1 ist bei dieser Ausführungsform die Zenerdiode ZD 2 zur Stabilisierung der Spannung an dem Kondensator C1 nicht parallel zu der Reihenschaltung aus Magnetspule / und Kondensator CX, sondern lediglich parallel zum Kondensator C1 geschaltet Die Wirkung ist dabei die gleiche.

Die Schaltung nach der Erfindung unterscheidet sich von der Schaltung gemäß dem Stand der Technik durch den Ersatz des Triggerkreises durch einen programmierbaren Unijunctiontransistor PUT. Der programmierbare Unijunctiontransistor PUT ist mit einem Widerstand Λ 4 in Reihe geschaltet, wobei diese Reihenschaltung parallel zum Kondensator C2 liegt, und der Verbindungspunkt zwischen dem programmierbaren Unijunctiontransistor PUT und dem Widerstand R 4 ist über einen Widerstand R 5 mit der Steuerelektrode des Thyristors SCR 1 verbunden. Zwei Reihenwiderstände R 6 und R 7 sind zwischen dem Verbindungspunkt der Widerstände R 2 und R 3 und die andere Klemme der Spannungsquelle angeschlossen, und der Verbindungspunkt der Widerstände R 6 und R 7 ist mit der Steuerelektrode des programmierbaren Unijunctiontransistors verbunden. Zwei weitere Widerstände R 8, R 9 sind zwischen die Verbindung der Diode SR 2 und den Widerstand R 2 und die Steuerelektrode des programmierbaren Unijunctiontransistors angeschlossen, um dieser eine Spannung zuzuführen, welche sich teilweise mit einer Schwankung der Spannung der Spannungsquelle ändert Der programmierbare Unijunctiontransistor ist leitend, wenn die Spannung am Kondensator C2 das Potential am Verbindungspunkt der Widerstände R 6 und R 7 übersteigt, wodurch eine Triggerspannung für den Transistor SCR i am Widerstand R 4 erzeugt wird. Man wird also erkennen, daß die Schwingfrequenz des programmierbaren Unijunctiontransistors abnimmt, wenn die Spannung der Spannungsquelle zunimmt und zunimmt, wenn die Spannung der Spannungsquelle abnimmt.

F i g. 3 zeigt die Änderungen der Ladespannung Vc 1 am Kondensator C1 in einer graphischen Darstellung in Abhängigkeit der Änderungen der Spannung der Spannungsquelle A.C. Die Spannung am Kondensator C4, welcher parallel zur Reihenschaltung der Widerstände R 9 und R 7 liegt, ist auch graphisch dargestellt und ändert sich in ähnlicher Weise wie die Spannung Vc 1. Die Spannung Vz an der Zenerdiode ZD1 ist als Konstante dargestellt während die Steuerspannung Vthdes programmierbaren Unijunctiontransistors PUT sich proportional zu den Schwankungen der Spannung der Spannungsquelle ändert. Dadurch ändert sich die Schwingfrequenz des programmierbaren Unijunctiontransistors umgekehrt zu den Schwankungen der Spannung der Spannungsquelle so, wie es durch die gestrichelte Kurve der Fig.3 dargestellt ist. Die im Kondensator Cl gespeicherte Energie ändert sich proportional zum Quadrat der Schwankung der Spannung der Spannungsquelle, wie es die Strichpunkts tierte Linie in der F i g. 3 darstellt. Man erkennt also, daß durch die Auswahl der Stromkreisparameter derart, daß die Schwingfrequenz sich im wesentlichen umgekehrt proportional zum Quadrat der Spannungsschwankungen ändert, die vom Kondensator Cl pro Zeiteinheit

so abgegebene Energie im wesentlichen konstant gehalten werden kann, so wie es die durchgezogene Linie in der F i g. 3 zeigt.

Die F i g. 4 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung, welche derjenigen der F i g. 2 ähnlich ist, mit der Ausnahme, daß der Widerstand /?9 weggelassen worden ist. Außerdem ist der Widerstand /?8 in Reihe mit dem Widerstand R 2 geschaltet, und der Widerstand R 6 ist an seinem einen Ende an den Verbindungspunkt zwischen den Widerständen RS, R 2 angeschlossen. Der Kondensator C4 ist auch an diesem Verbindungspunkt angeschlossen. Diese Ausführungsform arbeitet ähnlich wie die Ausführungsform der F i g. 2.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Schaltungsanordnung zum Steuern der Förderleistung einer eine Spule enthaltenden Schwingankerpumpe mit einer Reihenschaltung eines Gleichrichters, eines Widerstandes der Spule und eines Kondensators, wobei Gleichrichter und Widerstand zwischen einer Klemme einer Wechselspannungsquelle und einem Ende der Spule der Pumpe angeschlossen sind, einem Thyristor, welcher parallel zur Reihenschaltung aus Spule und Kondensator geschaltet und zusammen mit einem Anschluß des Kondensators an die andere Klemme der Wechselspannungsquelle angeschlossen ist, einem anderen Gleichrichter, welcher parallel zur Spule angeordnet ist und dem Kondensator einen Ladestrom zufuhrt, und einem Triggerkreis, welcher einen Triggerimpuls an den Thyristor liefert, um diesen einzuschalten, wodurch die Spule mit der im Kondensator gespeicherten Energie gespeist wird, wenn der Kondensator sich über den Thyristor entlädt, dadurch gekennzeichnet, daß der Triggerkreis (SR 2, R 2, ZDl, R 3, VR 1, C2, TD, R 4) ein Kipposzillator ist, mit einem programmierbaren Unijunctionstransistor (PUT), dessen Steuerelektrode über einen Spannungsteiler (R 6, R 7) einer der Wechselspannung proportionale Spannung zugeführt ist, und der Kipposzillator so ausgelegt ist, daß er eine Kippfrequenz abgibt, welche sich reziprok mit einer Änderung der Spannung der Spannungsquelle (A C) ändert.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine parallel zum Kondensator (C \) geschaltete Zenerdiode (ZD 2).

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Triggerkreis einen zweiten, parallel zum programmierbaren Unijunctionstransistor geschalteten Kondensator (C2) und einen Ladekreis (R 3, R 2, VRi) für den zweiten Kondensator aufweist.

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Ladekreis eine Zenerdiode (ZD 1) zur Festlegung einer festen Spannung, bis zu welcher der zweite Kondensator geladen wird, umfaßt.