JP2015155656A - electromagnetic vibration type diaphragm pump and its driving method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、磁石を有する振動子を電磁石の交流駆動により振動させて、振動子の両端に固定されたダイヤフラムを振動させることにより、エアーなどの流体を吸入し、吐出する電磁振動型ダイヤフラムポンプおよびその駆動方法に関する。さらに詳しくは、商用の交流電源などを用いても、所望の出力に調整することができるように、容易に入力電力を制御することができる電磁振動型ダイヤフラムポンプおよびその駆動方法に関する。 The present invention relates to an electromagnetic vibration type diaphragm pump that sucks and discharges fluid such as air by vibrating a vibrator having a magnet by alternating current driving of an electromagnet and vibrating diaphragms fixed to both ends of the vibrator, and It relates to the driving method. More specifically, the present invention relates to an electromagnetic vibration type diaphragm pump that can easily control input power so that the output can be adjusted to a desired output even when a commercial AC power source or the like is used, and a driving method thereof.
電磁振動型ダイヤフラムポンプは、たとえば両側にダイヤフラムを有するダイヤフラムポンプの概略図が図5に示されるように、永久磁石などからなる2個の磁石51aが固定された振動子51の両端にゴムなどからなるダイヤフラム52が固定され、磁石51aと対向するように2個の電磁石53が振動子51を挟んで両側に設けられている。そして、ダイヤフラム52の外側に、圧縮室54と、吸入室55と、吐出室56とが振動子51の両端側に設けられた構造になっている。圧縮室54と吸入室55との間には、吸入弁55aが設けられ、圧縮室54の圧力が低くなったら、吸入室55からエアーなどの流体が注入され、また、圧縮室54と吐出室56との間には、吐出弁56aが設けられ、圧縮室54の圧力が高くなったら、吐出弁56aが開いてエアーなどの流体が吐出室56に吐出されるような構造になっている。(たとえば特許文献1参照)。
For example, as shown in FIG. 5 which is a schematic diagram of a diaphragm pump having diaphragms on both sides, the electromagnetic vibration type diaphragm pump is made of rubber or the like at both ends of a
この構造の電磁振動型ダイヤフラムポンプで、電磁石53のコイルに交流電圧が印加されると、電磁石53のコアに磁力線が発生し、コアの端部に電流の向きに応じて、NまたはSの磁極が現れる。一方、振動子51に固定された磁石51aは一定の磁極であるため、交流による電流の向きの変化に伴う電磁石53のコアの端部に現れる極性の変化に応じて、振動子51の磁石51aに吸引、反発の力が働き、振動子51が振動する。その結果、ダイヤフラム52が図の左右に振られることになり、圧縮室54の膨張、収縮が起こり、流体の吸引、吐出を連続的に行うことができる。
When an AC voltage is applied to the coil of the
前述のように、電磁振動型ダイヤフラムポンプでは、交流電源の位相の変化により、振動子51を振動させることにより、ポンプ作用を得ている。この場合、交流電源の電圧(電流)が大きいと、電磁石のコアに発生する磁場も大きくなり、ダイヤフラム52の振幅も大きくなって、強いポンプ作用をすることができる。そのため、観賞用の家庭用水槽などに用いる小型のポンプの場合には、比較的低い電圧で動作するように設計され、浄化槽や養魚場などの大型のポンプを必要とする場合には、高い電圧で駆動されるように設計される場合が多い。勿論、用途に限らず、ポンプの大きさに伴いその駆動力を変える必要はある。このように用途などに応じて異なる電圧の交流電源を必要とする場合、たとえばトランスなどにより、商用電源(日本では100V)を使用する場合でも、所望の電圧に変換して使用できるように製造することも可能であるが、小形化が要求されるポンプには不向きである。さらに、製造後に駆動電圧を自由に調整することは難しい。
As described above, the electromagnetic vibration type diaphragm pump obtains the pump action by vibrating the
そのため、たとえば図6に示されるように、ダイオードブリッジを用いた整流回路61により、交流電圧を整流し、さらに平滑回路62を通して脈動を小さくした直流とし、その直流電圧をDC/DC変換回路63により所望の電圧に変化させ、その所望の直流電圧をDC/AC変換回路64により交流に変換して使用する構成になっている。
Therefore, for example, as shown in FIG. 6, the AC voltage is rectified by a
しかし、前述のような電圧変換回路では、直流にするために平滑回路が不可欠になるが、平滑回路により十分な直流にするには、大きな容量のコンデンサが必要となり、非常に大きなスペースが必要となる。特に入力電圧の高い電源の電圧を直流にするためにはより大きなコンデンサが必要となり、より一層大きな面積を占有することになる。そのため、小形化が要求される電磁振動型ダイヤフラムポンプには適しないという問題がある。一方、たとえば浄化槽などで使用する場合、浄化槽が複数の槽(タンク)から構成され、それぞれにポンプが必要となり、しかも、複数の槽ごとに機能が異なり、ポンプ作用の強度を槽によって変化させたい場合がある。そのため、電磁振動型ダイヤフラムポンプを設置した後でも、状況に応じて入力する交流電源の電力を簡単に調整することができる構造の電磁振動型ダイヤフラムポンプが要求されている。 However, in the voltage conversion circuit as described above, a smoothing circuit is indispensable in order to obtain a direct current, but in order to obtain a sufficient direct current by the smoothing circuit, a capacitor having a large capacity is required and a very large space is required. Become. In particular, in order to make the voltage of the power supply with a high input voltage DC, a larger capacitor is required, which occupies a much larger area. Therefore, there is a problem that it is not suitable for an electromagnetic vibration type diaphragm pump that requires a reduction in size. On the other hand, when used in, for example, a septic tank, the septic tank is composed of a plurality of tanks (tanks), each of which requires a pump, and the function of each of the plurality of tanks is different, and the strength of the pump action is to be changed depending on the tank. There is a case. Therefore, there is a demand for an electromagnetic vibration type diaphragm pump having a structure that can easily adjust the power of the AC power input according to the situation even after the electromagnetic vibration type diaphragm pump is installed.
本発明は、このような問題を解決するためになされたもので、商用電源から小形のポンプ用に入力する交流電源の電力を変化させたり、電磁振動型ダイヤフラムポンプを設置した後においても、使用状況に応じて自由にポンプ作用を調整したりすることができるように、電磁石のコイルに入力する交流電圧を所望の電力の交流電圧に変換することができる電磁振動型ダイヤフラムポンプおよびその駆動方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve such problems, and can be used even after changing the power of the AC power input from the commercial power supply to the small pump or installing the electromagnetic vibration type diaphragm pump. Electromagnetic vibration type diaphragm pump capable of converting AC voltage input to coil of electromagnet into AC voltage of desired power and driving method thereof so that pump action can be adjusted freely according to the situation The purpose is to provide.
本発明の電磁振動型ダイヤフラムポンプの駆動方法は、磁石が固定された振動子と、該振動子の少なくとも一端部に設けられるダイヤフラムと、前記振動子の磁石と対向して設けられる電磁石と、該電磁石を駆動する交流電源の入力部とを有する電磁振動型ダイヤフラムポンプの駆動方法であって、前記電磁石に印加する交流電力を、前記交流電源の半波ごとに、該半波の電圧の一部のみを供給することにより、所望の電力に低減させることを特徴とする。 An electromagnetic vibration type diaphragm pump driving method according to the present invention includes a vibrator having a magnet fixed thereto, a diaphragm provided at at least one end of the vibrator, an electromagnet provided opposite to the magnet of the vibrator, A method of driving an electromagnetic vibration type diaphragm pump having an input portion of an AC power source for driving an electromagnet, wherein the AC power applied to the electromagnet is part of the voltage of the half wave for each half wave of the AC power source. It is characterized in that it is reduced to a desired power by supplying only.
前記半波の電圧の一部のみを供給する方法は、ゼロクロス検出回路により前記交流電源の電圧が0の点を検出し、該電圧が0の点を検出した時点からタイマー回路により時間を計測し、第1の所定の時間を経過したら前記電磁石に交流電力を印加し始め、第2の所定時間が経過したら前記電磁石への交流電力の印加を停止することにより行うことができる。 In the method of supplying only a part of the half-wave voltage, the zero cross detection circuit detects the point where the voltage of the AC power supply is 0, and the time is measured by the timer circuit from the time when the point where the voltage is 0 is detected. When the first predetermined time elapses, AC power can be applied to the electromagnet, and when the second predetermined time elapses, application of AC power to the electromagnet can be stopped.
前記第1の所定時間および/または前記第2の所定時間を変更することにより、前記電磁石に印加する電力を調整することができる。 The electric power applied to the electromagnet can be adjusted by changing the first predetermined time and / or the second predetermined time.
本発明の電磁振動型ダイヤフラムポンプは、磁石が固定された振動子と、該振動子の少なくとも一端部に設けられるダイヤフラムと、前記振動子の磁石と対向して設けられる電磁石と、該電磁石を駆動する交流電源の入力部と、該交流電源から前記電磁石に印加する電力を変換する電力変換回路とを有し、前記電力変換回路が、前記交流電源の電圧が0の点を検出するゼロクロス検出回路と、前記ゼロクロス検出回路により検出された電圧が0の時点からの時間を計測するタイマー回路と、該タイマー回路から送られる第1の所定の時間でオン信号を発生し、第2の所定時間でオフ信号を発生する制御信号発生回路と、前記制御信号発生回路からのオン信号により前記電磁石を駆動する電力を印加し、オフ信号により前記電磁石を駆動する電力の印加を停止するスイッチ回路とを有している。 An electromagnetic vibration type diaphragm pump according to the present invention includes a vibrator to which a magnet is fixed, a diaphragm provided at at least one end of the vibrator, an electromagnet provided to face the magnet of the vibrator, and driving the electromagnet. A zero-cross detection circuit having an input part of the alternating current power supply and a power conversion circuit for converting electric power applied from the alternating current power supply to the electromagnet, wherein the power conversion circuit detects a point where the voltage of the alternating current power supply is zero A timer circuit for measuring the time from the time point when the voltage detected by the zero cross detection circuit is 0, and an ON signal is generated at a first predetermined time sent from the timer circuit, and at a second predetermined time. A control signal generating circuit for generating an off signal; and an electric power for driving the electromagnet by applying an on signal from the control signal generating circuit and driving the electromagnet by an off signal. And a switching circuit for stopping the application.
具体的には、前記電力変換回路が、さらに整流回路を有し、前記スイッチ回路が4個のトランジスタで構成されるインバータ回路(Hブリッジ)からなり、該4個のトランジスタのそれぞれのベース(ゲート)への制御信号の入力により所定時間のみ通電することにより間欠的な交流波形の電圧を出力することができる。 Specifically, the power conversion circuit further includes a rectifier circuit, and the switch circuit includes an inverter circuit (H bridge) including four transistors, and each base (gate) of the four transistors. When a control signal is input to the), an intermittent AC waveform voltage can be output by energizing only for a predetermined time.
本発明によれば、交流電源の交流電圧波形のうち、半波ごとにその一部のみを印加する構成としているため、電磁振動型ダイヤフラムポンプを設置した後においても、その駆動電力を自由に制御することができる。その結果、浄化槽などで、並列された沢山の槽(タンク)の換気を、それぞれのポンプ能力を変えて行う場合でも、各槽(タンク)でポンプの能力を調整することができる。 According to the present invention, since only a part of the AC voltage waveform of the AC power supply is applied every half wave, the drive power can be freely controlled even after the electromagnetic vibration type diaphragm pump is installed. can do. As a result, even when ventilation of a large number of tanks (tanks) arranged in parallel in a septic tank or the like is performed by changing each pump capacity, the capacity of the pump can be adjusted in each tank (tank).
また、本発明の電磁振動型ダイヤフラムポンプによれば、ゼロクロス検出回路と、タイマー回路とを備えているので、交流波形の半波のうち、どの位相からどの位相までの電圧を印加するかを自由に設定することができる。すなわち、交流波形の半波のうち、どの振幅の部分でオンにし、どれだけの時間でオフにするかを設定することにより、全体の交流入力の電圧を下げて全時間電磁石に供給するのと同様に作用する。その結果、大きなコンデンサを必要とする平滑回路を挿入したり、トランスを挿入したりして電圧変換するという、スペースを必要とする回路を設けることなく、印加する電力を変換することができる。しかも、平滑回路のようなハードの変更ではなく、ソフト的に入力する電力を調整することができる。そのため、設定時間の調整端子を設けておくことにより、実際の使用段階において、直接ポンプの能力を変更することができる。 In addition, according to the electromagnetic vibration type diaphragm pump of the present invention, since the zero cross detection circuit and the timer circuit are provided, it is possible to freely apply a voltage from which phase to which phase of the half wave of the AC waveform. Can be set to That is, by setting which amplitude part of the half wave of the AC waveform is turned on and how long it is turned off, the voltage of the entire AC input is lowered and supplied to the electromagnet all the time. Acts similarly. As a result, the applied power can be converted without providing a circuit that requires space, such as inserting a smoothing circuit that requires a large capacitor or inserting a transformer to convert the voltage. In addition, the input power can be adjusted in a software manner, not a hardware change as in the smoothing circuit. Therefore, by providing an adjustment terminal for the set time, the capacity of the pump can be directly changed in the actual use stage.
また、整流回路を用いて交流を直流にし、さらに、たとえばHブリッジ型のインバータ回路を用いて交流に戻す構成にすることにより、インバータ回路を構成するトランジスタのベース(ゲート)への制御(ゲート)信号によりトランジスタのオンオフを制御することができ、前述の所望の振幅となる位相から所望の時間のみオンにして、他の時間をオフにするという設定を容易に行うことができる。 In addition, by using a rectifier circuit to convert alternating current to direct current and, for example, using an H-bridge type inverter circuit to return to alternating current, control of the transistor (base) of the transistor constituting the inverter circuit (gate) The on / off state of the transistor can be controlled by the signal, and it is possible to easily perform the setting of turning on only for a desired time from the phase having the desired amplitude described above and turning off the other time.
次に、本発明の電磁振動型ダイヤフラムポンプおよびその駆動方法について、図1〜5を参照しながら説明する。なお、電磁振動型ダイヤフラムポンプの構成は、前述の図5に基づく説明と同じであるため、その説明については省略する。本発明の電磁振動型ダイヤフラムポンプは、図1(a)および図5に示されるように、磁石51aが固定された振動子51と、振動子51の少なくとも一端部に設けられるダイヤフラム52と、振動子51の磁石51aと対向して設けられる電磁石53と、電磁石53を駆動する交流電源と、その交流電源から電磁石53に印加する電力を変換する電力変換回路1とを有している。そして、この電力変換回路1は、交流電源2の電圧が0の点を検出するゼロクロス検出回路11と、そのゼロクロス検出回路11により検出された電圧が0の時点からの時間を計測するタイマー回路12と、そのタイマー回路12から送られる第1の所定の時間でオン信号を発生し、第2の所定時間でオフ信号を発生する制御信号発生回路13と、その制御信号発生回路13からのオン信号により電磁石53を駆動する電力を印加し、オフ信号により電磁石53を駆動する電力の印加を停止するスイッチ回路14とを有する構成になっている。
Next, an electromagnetic vibration type diaphragm pump and a driving method thereof according to the present invention will be described with reference to FIGS. The configuration of the electromagnetic vibration type diaphragm pump is the same as that described above with reference to FIG. As shown in FIGS. 1A and 5, the electromagnetic vibration type diaphragm pump of the present invention includes a
ゼロクロス検出回路11は、たとえば基準信号の0と比較するコンパレータにより形成され、図2(b)に示されるように、交流電圧波形が0点を通るときにトリガー信号を発生させ、タイマー回路12に送る。なお、このゼロクロス検出回路11では、たとえば基準信号0との比較が+か−か、を検出することにより、正の位相から負の位相に変化する際の0と、負の位相から正の位相に変化する際の0とを区別して認識する。
The zero-
タイマー回路12は、たとえばタイマーICなどにより構成することができ、ゼロクロス検出回路11からの0点の信号(トリガー信号)を基準として、図2(c)に示されるように、第1の所定時間t1と第2の所定時間t2を計測し、それぞれの時間が来たときは、制御信号発生回路13にその信号を送る。
The
制御信号発生回路13は、たとえばロジック回路などにより形成され、タイマー回路12から第1の信号t1が送られてきたときはスイッチ回路14をオンにするように制御し、第2の信号t2が送られてきたときはスイッチ回路14でオフにするように、ゲート信号(制御信号)を発生して、スイッチ回路14を駆動する。スイッチ回路14が、たとえばトライアックである場合、たとえばゼロクロス検出回路11からの0点の信号が交流電圧の正の位相から負の位相に変るときの0信号であれば、交流電圧が負の位相にあるため、図1(b)の電磁石53側に向かって逆方向のダイオード(図の上側のダイオード)がオンになるように、トライアック14aの制御端子を制御する。ゼロクロス検出回路11の検出した0点が、負の位相から正の位相に変化する際の0の場合は、トライアック14aの順方向のダイオード(図の下側のダイオード)がオンになるように制御する。第2の信号t2が来たときは、いずれのダイオードもオフになるように制御する。スイッチ回路14がトライアック14aでないときは、制御の仕方は異なるが、オンオフの考え方は同じである。その結果、図2(d)に示されるような波形で電磁石53に交流電圧が印加される。
The control
以上のように、スイッチ回路14は、たとえばトライアック14aを用いて交流電源2と電磁石53のコイルとの間に接続され、制御信号発生回路13からの制御信号により、交流電圧波形の正側の位相でも、負側の位相でもゲート信号によりオンオフすることができる。スイッチ回路14は、前述のトライアックの他にも、たとえば後述する実施形態で示されるようなHブリッジ型のインバータ回路とすることもできる。
As described above, the
本発明の電磁振動型ダイヤフラムポンプの駆動方法は、このような構造の電磁振動型ダイヤフラムポンプで、電磁石53を駆動する電圧の印加を、入力する交流電源の半波ごとに、その半波の電圧を時分割してその一部のみを供給する(図2(d)のスイッチ回路の出力波形を参照)ことにより、電磁石53に供給する電力を所望の電力に調整している。
The electromagnetic vibration type diaphragm pump driving method of the present invention is an electromagnetic vibration type diaphragm pump having such a structure, and the application of a voltage for driving the
すなわち、図1に示されるように、たとえば商用電源である交流電源2から入力される電圧の波形は、図2(a)に示されるように、サイン波と同様の交流波形で入力される。本発明では、この交流波形の電圧が0のとき、すなわちゼロ点とクロスするときのタイミングをゼロクロス検出回路11により検出する。そのゼロクロスを検出したタイミングで、図2(b)に示されるように、トリガー信号を発生させ、タイマー回路12に送る。このトリガー信号(ゼロクロス信号)を基準にして、タイマー回路12が時間のカウントを始め、図2(c)に示されるように、所望の時間、たとえばt1とt2をカウントする。そして、たとえば時間t1、t2が経過したら、それぞれの時点で制御信号発生回路13に送る。制御信号発生回路13では、時間t1の信号が送られてきたら、その時の交流波形の位相に応じて、トライアック14aがオンになるような制御信号を送り、t2の信号がタイマー回路12から送られてきたら、トライアック14aがオフになるような信号をスイッチ回路14に送ってオンオフを制御する。
That is, as shown in FIG. 1, for example, the waveform of a voltage input from an
その結果、図2(d)に示されるように、図2(a)の入力交流電源の波形の時間t1とt2の間の時間だけの波形が電力変換回路1の出力波形として電磁石53のコイルに送られることになる。このように、0点を基準とした時間のタイミングで交流波形をオンオフ制御することにより駆動電力を自由に変換することができる。 As a result, as shown in FIG. 2D, the waveform of the input AC power source waveform of FIG. Will be sent to. In this way, the driving power can be freely converted by performing on / off control of the AC waveform at the timing of time with reference to the zero point.
本発明の駆動方法によれば、交流電源2の電圧そのものは変化させていないが、半波の時間tのうち、(t2−t1)の時間だけしか使用しないことになるので、半波の時間tの全体で考えると、印加する電力は減少する。その割合は、図2(d)の斜線部分の面積をS1、図2(a)の半波の面積をSとすると、S1/Sの割合で入力電力を減少させることができる。このt1、t2は、それぞれ任意に設定することができる。このt1を小さく、t2を大きくとればS1の面積が大きくなり、減少させる割合を小さくすることができ、逆にt2をt1に近い値に設定すれば、面積S1は小さくなり、減少させる割合が大きくなる。また、t1をゼロクロスの0点に近い、小さな振幅の位置に設定すると、交流電源の電圧の小さい領域になるため、(t2−t1)が同じでも、面積S1は小さくなる。すなわち、電磁石のコイルに印加する電力は小さくなる。従って、t1、t2の両方を制御することが可能で、いずれを制御しても、交流電源の出力、すなわち電磁石53のコイルに印加する電力を調整することができる。
According to the driving method of the present invention, the voltage of the
次に、図3〜4を参照しながら、さらに具体的な第2の実施形態で本発明の電力変換回路の構成について説明をする。図3に示される実施形態は、さらに整流回路15を追加し、図1に示されるスイッチ回路14としてHブリッジ型のインバータ回路14bの例が示されている。
Next, the configuration of the power conversion circuit according to the present invention will be described in a more specific second embodiment with reference to FIGS. In the embodiment shown in FIG. 3, a
整流回路15は、従来の図6に示される整流回路と同じものを使用することができ、図3に示されるように、2つの入力端子A、B間に、順方向と逆方向の向きで直列接続された2個のダイオードD1、D2の組と、逆方向と順方向に直列接続された2個のダイオードD3、D4の組とが並列に接続され、2個の直列接続されたダイオードのそれぞれの接続点に接続して出力端子としたダイオードブリッジ型の構造になっている。このような構成にすることにより、たとえば入力側の端子Aが正の位相では、ダイオードD1を通って出力側端子Cに正の位相の電圧が現れ、入力側の端子Aが負の位相では、ダイオードD3を通って出力側の端子Dに負の位相の電圧が現れ、入力側の端子Bには端子Aと逆の位相が現れるため、端子Aが負の位相のときは端子Bが正の位相となり、ダイオードD2を通って出力側端子Cに正の電圧が現れる。これにより、入力側の端子Aに交流電源2の正の位相が現れても、負の位相が現れても、いずれの場合でも出力側の端子Cに正の電圧が現れ、出力側の端子Dは常に端子Cに対して負または同じ電圧となって、交流電圧を整流することができる。この整流は、完全な直流ではなく、負側の電圧波形を正側に反転させたもので、脈動するが、正の電圧にすることにより後の信号処理が容易になるため、整流しているもので、平滑回路は必要としていない。
The
スイッチ回路14は、たとえば図3に示されるように、pnpトランジスタQ1とnpnトランジスタQ3とが直列に接続されて整流回路15の出力端子C、Dに接続され、2つのトランジスタQ1、Q3の接続点が電磁石53のコイルの一方の端子に接続されている。そして、もう1組のpnpトランジスタQ2とnpnトランジスタQ4とが直列に接続され、その両端が前述の整流回路11の出力端子C、Dに接続され、その接続点が電磁石53のコイルの他の端子に接続されている。そして、各トランジスタQ1〜Q4のそれぞれのベース(ゲート)には、制御信号発生回路(ゲート信号発生回路)13から制御信号が印加されるようになっており、その制御信号により各トランジスタのオンオフが制御されて、整流回路15により整流された直流(脈流)が交流に再度変換される構成になっている。なお、バイポーラトランジスタの例で示したが、電界効果型トランジスタでも同様に動作する。
For example, as shown in FIG. 3, the
図4を参照しながら図3に示される電力変換回路1の動作について説明をする。まず、交流電源2の波形は、図4(a)に示されるように、通常のサインカーブのような交流波形になっている。この交流波形が整流回路15で整流されることにより、図4(b)に示されるように、図4(a)の負側の波形が正側に折り返された波形になる。ゼロクロス検出回路11により、図4(a)の波形で、波形が0の線と交わるとき、すなわち交流波形が正の位相から負の位相、または負の位相から正の位相に変化するときの信号を検出してトリガー信号を発生させる。その様子が図4(c)に示されている。このトリガー信号はタイマー回路12に送られ、タイマー回路12では、図4(d)に示されるように、このトリガー信号が出た時点から時間を計測し、所定の時間t1が経過したときに、たとえば正の信号を、時間t2が経過したときに、たとえば負の信号を、それぞれ制御信号発生回路13に送る。
The operation of the
まず、図4(a)の最初の半波について説明すると、制御信号(ゲート信号)発生回路13は、時間t1とt2の間、トランジスタQ1とQ4に、これらのトランジスタをオンにするゲート信号を送る。すなわち、pnpトランジスタであるトランジスタQ1には、図4(e)に示されるように、負のゲート信号を、npnトランジスタであるトランジスタQ4には、正のゲート信号を送る。その結果、トランジスタQ1とQ4がオンになり、図3のEで示される矢印の方向に電流が流れる。その状態が図4(f)の最初の図に示される波形である。すなわち、半波の全時間のうち、(t2−t1)の時間だけの間、交流電源の電圧が電磁石53のコイルに印加されることになる。
First, the first half-wave of FIG. 4A will be described. The control signal (gate signal)
次に、図4(a)に示される波形で2つ目の半波のときの動作について説明をする。この場合は、整流回路15により、負側の波形が整流されて正側に反転している。この状態でも、1つ目の半波と同様にゼロクロス検出回路11により波形が0線と交わる時にトリガー信号を発生し、タイマー回路12では、同様に、t1の時間が経過したら正の信号を、t2の時間が経過したら、負の信号を制御信号発生回路13に送る。制御信号発生回路13では、t1の時間が経過したという信号に基づいて、pnpトランジスタであるトランジスタQ2と、npnトランジスタであるトランジスタQ3がオンになる信号をスイッチ回路14に与える。具体的には、図4(e)に示されるように、トランジスタQ2のベースに負のゲート信号を、トランジスタQ3のベースには正のゲート信号を送る。その結果、トランジスタQ2から電磁石53のコイルを介してトランジスタQ3に電流が流れ、図3の矢印Fの方向、すなわちEとは逆方向に電流が流れる。その電流が流れる時間は、トランジスタQ2とQ3がオンしている時間だけ、すなわち、t1とt2の間の時間だけオンになる。そのため、図3(f)に示されるように1つ目の半波とは逆向き、すなわち負の出力が得られる。
Next, the operation at the time of the second half wave with the waveform shown in FIG. 4A will be described. In this case, the negative side waveform is rectified by the
図4(a)に示される3つ目の半波も1つ目の半波と同様に制御することができ、4つ目の半波も2番目の半波と同様に制御することができ、この制御を繰り返すだけで、正と負の電圧を交互に供給でき、連続的に所定の電圧(電力)で電磁石を駆動することができる。その結果、ダイヤフラムの振動の振幅を所望の値に制御することができ、しかも、t1、t2は、タイマー回路12の設定を外部から変更するだけで、自由に設定することができるので、使用状態のままでポンプの能力を変更することができる。そのため、たとえば浄化槽の状況により、ポンプ能力を自由に変更することができ、非常に使用勝手が良くなるという効果がある。
The third half-wave shown in FIG. 4A can be controlled in the same way as the first half-wave, and the fourth half-wave can be controlled in the same way as the second half-wave. By repeating this control, positive and negative voltages can be alternately supplied, and the electromagnet can be continuously driven with a predetermined voltage (power). As a result, the vibration amplitude of the diaphragm can be controlled to a desired value, and t1 and t2 can be freely set simply by changing the setting of the
1 電力変換回路
2 交流電源
11 ゼロクロス検出回路
12 タイマー回路
13 制御信号発生回路(ゲート信号発生回路)
14 スイッチ回路
14a トライアック
14b Hブリッジ型のインバータ回路
15 整流回路
51 振動子
51a 磁石
52 ダイヤフラム
53 電磁石
54 圧縮室
55 吸入室
56 吐出室
DESCRIPTION OF
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記電磁石に印加する交流電力を、前記交流電源の半波ごとに、該半波の電圧の一部のみを供給することにより、所望の電力に低減させることを特徴とする電磁振動型ダイヤフラムポンプの駆動方法。 An electromagnetic wave having a vibrator to which a magnet is fixed, a diaphragm provided at at least one end of the vibrator, an electromagnet provided to face the magnet of the vibrator, and an input unit of an AC power source that drives the electromagnet A driving method of a vibration type diaphragm pump,
An alternating-current power applied to the electromagnet is reduced to a desired power by supplying only a part of the half-wave voltage for each half-wave of the AC power supply. Driving method.
前記電力変換回路が、前記交流電源の電圧が0の点を検出するゼロクロス検出回路と、前記ゼロクロス検出回路により検出された電圧が0の時点からの時間を計測するタイマー回路と、該タイマー回路から送られる第1の所定の時間でオン信号を発生し、第2の所定時間でオフ信号を発生する制御信号発生回路と、前記制御信号発生回路からのオン信号により前記電磁石を駆動する電力を印加し、オフ信号により前記電磁石を駆動する電力の印加を停止するスイッチ回路とを有する電磁振動型ダイヤフラムポンプ。 A vibrator to which a magnet is fixed; a diaphragm provided at at least one end of the vibrator; an electromagnet provided opposite to the magnet of the vibrator; an input unit of an AC power source that drives the electromagnet; and the AC A power conversion circuit that converts power applied to the electromagnet from a power source,
The power conversion circuit includes a zero-cross detection circuit that detects a point where the voltage of the AC power supply is 0, a timer circuit that measures the time from when the voltage detected by the zero-cross detection circuit is 0, and the timer circuit A control signal generation circuit that generates an ON signal at a first predetermined time and a OFF signal at a second predetermined time to be sent, and power that drives the electromagnet is applied by the ON signal from the control signal generation circuit And an electromagnetic vibration type diaphragm pump having a switch circuit for stopping application of electric power for driving the electromagnet by an off signal.
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