DE3415042A1

DE3415042A1 - Ansteuerung fuer ein gasregelventil

Info

Publication number: DE3415042A1
Application number: DE19843415042
Authority: DE
Inventors: Erich 4600 Dortmund Trippe
Original assignee: GoGaS Goch GmbH and Co KG
Current assignee: GoGaS Goch GmbH and Co KG
Priority date: 1984-04-21
Filing date: 1984-04-21
Publication date: 1985-10-31

Description

_χ BESCHREIBUNG:

Die Erfindung betrifft eine Ansteuerung für ein Gasregelventi1, bei dem die Verstellung eines vorgespannten Stellgliedes einem Stell strom proportional ist.

Damit an Heizbrennern jeweils die gewünschte Wärmeleistung zur Verfugung steht, ist eine Steuerung des Heizgasdurchflusses mittels eines GasregelventiIs erforderlich. Zur Verstellung des GasregelventiIs kennt man Bimetall Stellglieder oder elektromagnetische Stellglieder mit einer Tauchkernspule. Diese arbeiten jedoch nur ungenau und wenig reproduzierbar. Die Ansteuerung erfolgt mit einer hohen Verlustleistung infolge der Gleichstromsteuerung. Eine proportionale und verlustarme Steuerung bzw. Regelung des Gleichstromes bzw. der Gleichspannung ist schwierig.

_ Aufgabe der Erfindung ist eine solche Ausbildung eines Tauchkernventils

der genannten Art, daß eine reproduzierbare und verlustarme Steuerung des Durchflusses möglich ist.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß zur Bereit- ^ stellung des Stell stromes ein puls-pausen-modulierter Impulsgenerator einer Frequenz von mindestens etwa 20 kHz vorgesehen ist, dessen Modulationsgrad entsprechend dem gewünschten Durchfluß durch das Gasregelventil eingestellt wird.

Die Erfindung unterscheidet sich dadurch in nicht naheliegender Weise 25

vom Stand der Technik, als durch die Puls-Pausen-Modulation eine genaue Steuerung des mittleren Gleichstromes möglich ist. Die Größe des mittleren Gleichstromes bestimmt jeweils die Stellung des Stellgliedes z.B. des Kerns einer Elektromagnetspule oder eines Bimetall elements. Das Stellglied muß im Proportional bereich arbeiten. Die Frequenz des Impulsgenerators von 20 kHz muß so groß sein, daß das Stellglied infolge seiner mechanischen Trägheit den Frequenzänderungen nicht folgen kann, sondern sich auf den mitleren Wert des Stellstromes einstellt.

Wenn der angeschlossene Heizbrenner von Hand gefahren wird, sieht die 35

Erfindung vor, daß zur Eingabe der Modulationsspannung ein Einstellpotentiometer vorgesehen ist.

Wenn eine Mehrzahl von Heizbrennern gesteuert bzw. geregelt werden muß, so muß ein hoher Ausgangsstrom bereitgestellt werden, der leicht 20 A übersteigen kann. Zur Bereitstellung dieses hohen Ausgangsstromes sieht die Erfindung vor, daß zur Erhöhung des verfügbaren Ausgangsstromes ein Leistungstransistor vorgesehen ist, der über einen von der puls-pausenmodulierenden Impulsfolge gesteuerten Vortransistor angesteuert ist, dessen Kollektorspannung durch eine Puls-Pausen-Modulation und anschließende Glättung der Versorgungsspannung abgeleitet ist.

Zum Schutz dieser Schaltung gegen überlastung sieht die Erfindung ferner vor, daß parallel zum Emitterstromkreis des Vortransistors ein Strombegrenzungstransistor geschaltet ist.

Ausführungsformen der Erfindung werden im folgenden unter Bezugnahme J5 auf die anliegenden Zeichnungen erläutert, in denen darstellen:

Figur 1 eine Gesamtansicht der Ansteuerung und des Gasregel ventils

Figur 2 eine Starterschaltung

Figur 3 eine Temperaturregelschaltung und

Figur 4 eine Weiterbildung der Erfindung für die Bereitstellung eines hohen Ausgangsstromes.

Figur 1 zeigt die Gesamtanordnung nach der Erfindung, teilweise in schematisierter Form. Ein Impulsgenerator 1 einer Impulsfrequenz von etwa 2OkHz gibt am Ausgang 2 eine Impulsfolge der genannten Frequenz ab. Durch Eingabe einer Steuerspannung an der Koppelstelle 3 kann die Impulsfolge puls-pausen-moduliert werden. Es ist eine kontinuierliche Regelung des Modulationsgrades zwischen 0 und 100% möglich, das heißt, das Verhältnis zwischen Pulsdauer und Pausendauer kann zwischen 0 und 100% geändert werden. Die am Ausgang 2 auftretende Impulsfolge beaufschlagt über eine Koppelstelle 4 einen Transistor 5, der als Verstärker dient.

-ο-Ι Der Ausgangsstrom des Transistors 5 beaufschlagt ein Stellglied 6 für ein Gasregelventil 7, das den Durchfluß eine Heizgasleitung 8 regelt. Parallel zu dem Stellglied 6 ist eine Diode 8 geschaltet.

Je größer der Modulationsgrad der am Ausgang 2 auftretenden puls-pausenmodulierten Impulsfolge ist, umso größer wird der Mittelwert des durch das Stellglied 6 fließenden Stell stromes. Entsprechend dem Stell strom wird die Auslenkung des Stellgliedes ansteigen. Das Stellglied 6 kann den einzelnen Pulsen des Stellstromes nicht folgen, sondern stellt sich

IC infolge seiner mechanischen Trägheit auf den Mittelwert des Stellstromes ein. Damit besteht eine im wesentlichen proportionale Beziehung zwischen dem Modulationsgrad und der Lage des Stellgliedes, das entsprechend den Durchfluß des Heizgases durch das Gasregel ventil 7 steuert. Die Frequenz des Impulsgenerators 1 beträgt etwa 20 kHz. Dieser Wert ist günstig, v/eil einerseits die Frequenz elektrisch ohne weiteres verarbeitet werden kann. Andererseits ist die Trägheit des Stellgliedes 6 so groß, daß es sich auf den Mittelwert des Stell stromes einstellt, ohne den Schwankungen der Schwingung zu folgen. Selbstverständlich muß man die Impulsfrequenz den jeweiligen elektrischen und mechanischen Werten des Systems anpassen.

Figur 1 zeigt ein Potentiometer 18, dessen Abgriff mit der Koppel stelle 3 gekoppelt ist. über dieses Potentiometer 18 kann die Steuerspannung für den Impulsgenerator und damit der Modulationsgrad von Hand eingestellt werden.

Figur 2 zeigt eine Starterschaltung 19, die beim Einschalten der gesamten Heizanlage zum Zünden des Brenners eine konstante Basisspannung an die Koppel stelle 4 legt, damit für den Einschaltvorgang der volle Heizgasdurchfluß zur Verfügung steht.

Figur 3 zeigt eine Temperaturregelschaltung, die anstelle des Potentiometers 18 an die Koppel stelle 3 angeschlossen werden kann. Ein Temperaturfühler 20 ist mit einem festen Widerstand 21 in Reihe geschaltet. Die Teil spannung beaufschlagt einen Differenzverstärker, dessen Ausgangsspannung zu der Koppel stelle 3 geführt ist.

Die beschriebene Schaltung ermöglicht die Steuerung eines einzigen Gasregel ventils. Da jedes Gasregel ventil einen Steuerstrom von 100 bis 200 mA benötigt, kann man an die Schaltung nach Figur 1 normalerweise keine weiteren Gasregel ventile parallel anschalten. Eine größere Halle oder ein größerer Raum benötigt jedoch eine Vielzahl von Gasbrennern. Infolgedessen besteht die Aufgabe, eine Schaltung bereitzustellen, mit der der Durchfluß zu einer Mehrzahl von Heizbrennern gesteuert werden kann.

Eine solche Schaltung nach Figur 4 umfaßt einen Leistungstransistor 23, an dessen Ausgangsstromkreis eine Mehrzahl von Spulen 61, 62 parallel angeschaltet werden können. Es ist ohne weiteres möglich, zehn oder noch mehr Spulen parallel anzuschalten. Ein derartiger Leistungstransistor muß einen Ausgangsstrom von 20 A bereitstellen können. Der zur Steuerung erforderliche Basisstrom beträgt 3 A.

Die Erfindung sieht vor, die für diesen Basisstrom erforderliche Gleichspannung in Höhe von 3 V verlustarm aus der Versorgungsspannung von 12 V bereitzustellen. Zur Spannungsversorgung dient ein weiterer pulspausen-modulierter Impulsgenerator 24, der über einen Transistor 25 die Versorgungsspannung taktweise durchläßt. Die getaktete Versorgungsspannung wird in einem Glättungskreis 26 geglättet, so daß an dem Kondensator 27 eine Spannung von 3 V bereitsteht. Diese Spannung von 3 V beaufschlagt den Vortransistor 28 für die Vorverstärkung. Dem Basisemitterstromkreis des Vortransistors 28 ist ein Begrenzungstransistor

29 parallel geschaltet, der im wesentlichen durch die im Widerstand

30 abfallende Spannung gesteuert wird. Dieser Begrenzungstransistor 29 dient zur Begrenzung des Basisstromes für den Leistungstransistor 23.

Die Schaltung nach Figur 4 ermöglicht also die Bereitstellung eines hohen Ausgangsstromes, der zur Steuerung einer Vielzahl von Gasregelventilen für einen Heizgasdurchfluß ausreicht. Dabei wird dieser hohe Ausgangsstrom mit möglichst geringen Leistungsverlusten aus der Versorgungsspannung abgeleitet.

- Leerseite -

Claims

VNR 10 66 74 Düsseldorf, den 19.4.1984 Reg.-Nr. 4041 GoGaS Goch GmbH & Co. Zum Ihnedieck 18 4600 Dortmund 30 (Wellinghofen) Ansteuerung für ein Gasregel ventil PATENTANSPRÜCHE:

1. JAnsteuerung für ein Gasregelventi1, bei dem die Verstellung eines vorgespannten Stellgliedes einem Stell strom proportional ist, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bereitstellung des Stell Stroms ein pul-pausen modulierter Impulsgenerator (1) einer Frequenz von wenigstens etwa 20 kHz vorgesehen ist, dessen Modulationsgrad entsprechend dem gewünschten Durchfluß durch das Gasregel ventil (7) eingestellt wird.

2. Ansteuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Eingabe der Modulationsspannung ein Einstell potentiometer (18) vorgesehen ist.

3. Ansteuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Eingabe der Modulationsspannung eine Temperaturregel stufe mit einem Temperaturfühler (20) vorgesehen ist.

4. Ansteuerung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erhöhung des verfügbaren Ausgangsstromes ein Leistungstransistor (23) vorgesehen ist, der über einen von der puls-pausen-modulierten Impulsfolge gesteuerten Vortransistor (28) angesteuert ist, dessen Kollektorspannung durch eine Puls-Pausen-Modulation und anschließende Glättung der Versorgungsspannung abgeleitet ist.

5. Ansteuerung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zum Emitterstromkreis des Vortransistors (28) ein Strombegrenzungstransistor (29) geschaltet ist.