KR20030091939A - Electromagnetic operating device - Google Patents

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KR20030091939A
KR20030091939A KR10-2003-7006457A KR20037006457A KR20030091939A KR 20030091939 A KR20030091939 A KR 20030091939A KR 20037006457 A KR20037006457 A KR 20037006457A KR 20030091939 A KR20030091939 A KR 20030091939A
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신구야스유키
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유켄 고교 가부시키가이샤
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Abstract

여자(勵磁)개시초기의 한정된 단기간만 비교적 큰 전류를 필요로하는 솔레노이드형 전자조작장치로서, 구동회로 및 전원의 전력부담을 과중하게 하지 않고, 여자 개시(開始)시의 고속화 및 응답성의 개선을 달성할 수 있고, 전력절약화에도 대응 가능한 분할코일구성의 전자조작장치가 제공된다. 스프링힘에 대항하여 기계적 출력을 밸브본체에 작용시키는 상기전자조작장치는, 서로 전기적으로 독립된 복수의 분할코일로 된 솔레노이드코일과, 각 분할코일에서 발생하는 자속(磁束)이 공통으로 흐르는 자로(磁路)루프(magnetic path loop)를 형성하도록 솔레노이드코일에 결합된 고정철심, 가동철심 및 요크(yoke)로 된 철심구조체와, 각각의 분할코일에 대하여 통전(通電)을 선택적으로 절환제어하는 여자제어기와, 어느 한개이상의 분할코일이 여자된 때에 고정철심에 자기흡인(磁氣吸引)되는 가동철심의 변위에 의거하여 기계적 출력을 밸브본체에 전달하는 전달기구를 구비한다.A solenoid type electronic control device that requires a relatively large current only for a limited short period of time at the onset of excitation, and improves the speed and response at the onset of excitation without overloading the driving circuit and power supply. There is provided an electronic control apparatus having a split coil configuration capable of achieving the above-described characteristics and coping with power savings. The electronic control device which applies a mechanical output to the valve body against a spring force includes a solenoid coil composed of a plurality of split coils electrically independent of each other, and a magnetic flux in which the magnetic flux generated in each split coil flows in common. An iron core structure consisting of a fixed core, a movable core and a yoke coupled to a solenoid coil to form a magnetic path loop, and an excitation controller for selectively switching control of energization for each split coil. And a transmission mechanism for transmitting the mechanical output to the valve body based on the displacement of the movable iron core magnetically attracted to the fixed iron core when one or more split coils are excited.

Description

전자조작장치{ELECTROMAGNETIC OPERATING DEVICE}Electronic Control Unit {ELECTROMAGNETIC OPERATING DEVICE}

전환밸브나 비례밸브를 비롯한 각종 전자조작밸브에 있어서의 전자조작장치로서, 스프링힘에 대항하여 기계적 출력을 밸브본체에 작용시키기 위한 전기ㆍ기계변환기에는 각종 형식의 것이 알려져 있다. 이들 중, 전자조작밸브에는 솔레노이드코일을 이용한 전자석 장치, 일반적으로는 솔레노이드장치라고 불리는 전자 플런저 장치가 널리 이용되고 있어, 그 전력절약화와 소형경량화의 연구가 종래부터 갖가지 제안되어 있다.BACKGROUND OF THE INVENTION As electronic control devices in various electromagnetic control valves including switching valves and proportional valves, various types of electric and mechanical converters for causing a mechanical output to act on the valve body against spring forces are known. Among them, electromagnet devices using solenoid coils, and electromagnetic plungers, commonly referred to as solenoid devices, have been widely used for the electromagnetic operation valves, and studies of power saving and compact weight reduction have been variously proposed.

이러한 종류의 솔레노이드장치로는, 주로 고정철심과 가동철심 및 요크(yoke)로 이루어지는 철심구조체에 솔레노이드코일이 장비(裝備)되어 있고, 여자(勵磁)된 솔레노이드코일에서 발생하는 자속(磁束)이 철심구조체로 형성되는 자로(磁路)중을 흐르는 것에 의해, 고정철심에 대하여 자로중으로 공극(空隙)을 형성하고 있는 가동철심이 고정철심에 자기흡인(磁氣吸引)되어, 이 때의 가동철심의 변위에 근거하는 기계적 출력을 예를들면 푸시로트(push lot)나 코일스프링을 통해서 밸브본체에 전달하게 되어 있다.In this type of solenoid device, a solenoid coil is provided in an iron core structure composed mainly of a fixed iron core, a movable iron core, and a yoke, and magnetic flux generated from an excited solenoid coil is generated. By flowing in the magnetic path formed by the iron core structure, the movable iron core which forms a void in the magnetic path with respect to the fixed iron core is attracted to the fixed iron core, and the movable iron core at this time The mechanical output based on the displacement of is transmitted to the valve body through, for example, a push lot or a coil spring.

종래부터, 이러한 솔레노이드장치에 의한 전자조작밸브의 동작을 고속화하여 응답성을 개선하기 위한 각종 실험 및 연구를 하고 있지만, 그 대부분은 전기적 시정수(時定數)(λ=L/R)의 작은 코일규격의 선정이나, 비교적 높은 전원ㆍ전압에서의 구동에 대응시키기 위한 코일의 설계에 관련하여, 이 견지에서 보았을 경우는 현재의 솔레노이드장치의 구조는 어떤 의미로서 성숙의 영역에 있다고 해도 과언이 아니다.Conventionally, various experiments and studies have been conducted to improve the responsiveness by speeding up the operation of the solenoid device by the solenoid device, but most of them have a small electrical time constant (λ = L / R). Regarding the selection of the coil standard and the design of the coil to cope with driving at a relatively high power supply and voltage, from this point of view, it is no exaggeration to say that the structure of the current solenoid device is in a mature area. .

전환밸브등의 단순한 온ㆍ오프동작 또는 비례밸브와 같이 비례여자동작을 실행하는 각종의 전자조작밸브에 있어서, 응답성의 향상을 목적으로 솔레노이드장치의 코일시정수를 작게 하기 위해서는 코일감긴수를 적게 하는 것으로 실현되지만, 이 코일이 원래의 코일과 같은 자기흡인력을 발생하기 위해서는 암페어 턴(ampere turn;AT) 일정(一定)의 원칙에 따라서 여자전류를 증가하지 않으면 안된다. 예를들면, 코일감긴수 1000턴(turn)의 솔레노이드코일을 상정(想定)했을 경우, 이것을 균등하게 1/2의 코일감긴수 500턴의 두개의 분할코일로 구성하고, 이것들 분할코일을 병렬 접속하여 동작시키면 응답성이 개선되지만, 원래의 코일감긴수 1000턴의 솔레노이드코일의 경우와 같은 흡인력을 얻기 위해서는 병렬 합성코일에 공급하는 전원전류는 2배로 필요하게 되고, 솔레노이드장치의 구동회로 및 전원이 떠맡아야 할 전력부담이 증가할 뿐만 아니라, 배선이나 코일내에서의 전력손실 및 전자유도 노이즈(noise)도 증가한다. 따라서, 코일감긴수의 적은 솔레노이드코일의 사용은 동작의 고속화 및 응답성의 개선에는 유효하지만, 과도하게 구동전류가 커지는 코일은 실용면에서 현실적이지 않다고 되어 있다.For various solenoid valves that perform a proportional excitation operation such as a simple on / off operation such as a switching valve or a proportional valve, the coil winding number is reduced to reduce the coil time constant of the solenoid device for the purpose of improving the responsiveness. However, in order to generate the same magnetic attraction force as the original coil, the coil must increase the exciting current in accordance with the principle of ampere turn (AT) constant. For example, when a solenoid coil of 1000 turns of coils is assumed, it is composed of two split coils of 500 turns of coils of 1/2 equally, and these split coils are connected in parallel. The responsiveness is improved when operating in the same way. However, in order to obtain the same suction force as in the case of the solenoid coil of 1000 turns of coil, the power supply current supplied to the parallel composite coil is doubled, and the driving circuit and power supply of the solenoid device are In addition to the increased power burden to be undertaken, the power loss and electromagnetic induction noise in the wiring or coil also increases. Therefore, the use of solenoid coils with a small number of coil windings is effective for speeding up the operation and improving the responsiveness. However, coils with excessively large driving current are not practical in practical use.

또, 특히 전환밸브등의 온ㆍ오프동작용 솔레노이드장치는, 여자초기의 상태로 고정철심으로부터 이반(離反)하고 있는 가동철심에 충분한 자기흡인력을 작용시키기 위해서 비교적 큰 여자전류를 공급할 필요가 있지만, 밸브가 전환된 후에는 가동철심을 흡착상태로 유지하는 것만의 비교적 낮은 전류값밖에 필요하지 않고, 같은 여자전류로 여자를 계속하고 있으면 전력의 낭비를 무시할 수 없게 된다. 이것 때문에, 종래부터 어떤 시한(時限)이 경과했을 때에 코일에 직렬로 저항을 삽입하여 여자전류를 낮추는 연구가 알려져 있지만, 저항에서 소비되는 전력은 열로서 버리고 있으므로, 전원쪽에서 본 전력의 절약효과는 그다지 얻을 수 없고, 또한 이 시한동작을 트랜지스터등의 반도체소자를 이용해서 실행할 경우에는 전력용량의 큰 소자를 필요로 하는 난점도 있었다.In particular, the on / off actuation solenoid device such as a switching valve needs to supply a relatively large exciting current in order to apply sufficient magnetic attraction force to the movable core which is separated from the fixed core in the initial stage of excitation. After the valve is switched, only a relatively low current value is required only to keep the movable core in the adsorption state, and if the excitation is continued with the same excitation current, waste of power cannot be ignored. For this reason, in the past, studies have been conducted to lower the excitation current by inserting a resistor in series with a coil when a certain time has elapsed. However, since the power consumed by the resistor is dissipated as heat, the power saving effect seen from the power supply side There is also a difficulty in that it is difficult to obtain and when this time-out operation is performed using a semiconductor element such as a transistor, a large element having a large power capacity is required.

본 발명은 전자조작장치에 관한 것으로, 더욱 자세하게는 솔레노이드코일에 의한 전자석 장치로 구성된 전기ㆍ기계변환기로서 전자밸브나 비례전자제어밸브의 밸브본체를 스프링힘에 대항하여 기계적 출력으로 구동ㆍ조작하기 위한, 특히 전력절약화 혹은 동작의 고속화 또는 응답성의 개선에 호적한 전자조작장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electronic control device, and more particularly, to an electric / mechanical converter composed of an electromagnet device by a solenoid coil, for driving and operating a valve body of a solenoid valve or a proportional solenoid control valve at a mechanical output against a spring force. In particular, the present invention relates to an electronic operation device suitable for power saving, high speed of operation, or improvement in response.

도 1은, 본 발명의 한 실시예에 관계되는 전자조작장치의 개략적인 구성을 나타내는 설명도.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Explanatory drawing which shows schematic structure of the electronic control apparatus which concerns on one Embodiment of this invention.

도 2는, 여자제어기의 구성예를 나타내는 개략적인 회로도.2 is a schematic circuit diagram showing an example of the configuration of an excitation controller.

도 3은, 분할코일의 전류스텝 응답특성을 나타내는 선도로서, 세로축은 전류 Ⅰ[A], 가로 축은 시간 T[msec]을 나타낸다.Fig. 3 is a diagram showing the current step response characteristics of the split coil, with the vertical axis representing current I [A] and the horizontal axis representing time T [msec].

도 4는, 여자제어기의 다른 구성예를 나타내는 개략적인 회로도.4 is a schematic circuit diagram showing another configuration example of an excitation controller.

도 5는, 여자제어기의 또 다른 구성예를 나타내는 개략적인 회로도.5 is a schematic circuit diagram showing still another configuration example of an excitation controller.

도 6은, 펄스폭변조회로의 동작을 설명하기 위한 경시적(輕時的)인 PWM 펄스 파형선도.Fig. 6 is a PWM pulse waveform diagram over time for explaining the operation of the pulse width modulation circuit.

도 7은, PWM 출력펄스에서 스위칭제어되는 분할코일에 흐르는 전류의 변화를모식적으로 나타내는 설명도로서, 세로축은 전류 I, 가로축은 시간 T이다.Fig. 7 is an explanatory diagram schematically showing a change in current flowing through a split coil to be controlled by PWM output pulse, with the vertical axis representing the current I and the horizontal axis representing the time T.

도 8은, 본 발명의 다른 실시예에 영향을 미치는 전자조작장치의 개략적인 구성을 나타내는 설명도.Fig. 8 is an explanatory diagram showing a schematic configuration of an electronic operating apparatus influencing another embodiment of the present invention.

본 발명의 주요한 목적은, 상술한 바와 같이 여자개시초기의 한정된 단기간에만 비교적 큰 전류를 필요로 하는 솔레노이드형 전자조작장치로서, 솔레노이드코일을 분할코일로 구성하면서도 구동회로 및 전원의 전력부담을 과중하게 하지 않고, 여자개시(開始)시의 고속화 및 응답성의 개선을 달성할 수 있는 전자조작장치를 제공하는 것이다. 본 발명의 다른 목적은, 같은 구성으로 전력절약화에 효과적으로 대응 가능한 전자조작장치를 제공하는 것이다. 또, 이것들의 전자조작장치를밸브본체 구동용 전기ㆍ기계변환기로서 구비한 전자조작밸브를 제공하는 것도 본 발명의 또 다른 목적이다.The main object of the present invention is a solenoid type electronic control device which requires a relatively large current only in a limited short period of the initial stage of excitation, as described above. The solenoid coil is composed of split coils, and the power burden of the driving circuit and power supply is excessively increased. The present invention provides an electronic control device capable of achieving high speed and improved response at the time of starting an excitation. Another object of the present invention is to provide an electronic operation apparatus that can effectively cope with power saving with the same configuration. Another object of the present invention is to provide an electromagnetic operation valve having such an electronic operation device as an electric / mechanical converter for driving the valve body.

본 발명에 의한 전자조작장치는, 상기 각 목적을 달성하기 위하여, 스프링힘에 대항하여 기계적 출력을 밸브본체에 작용시키는 전기ㆍ기계변환기로서의 전자조작장치에 있어서, 서로 전기적으로 독립한 복수의 분할코일로서 된 솔레노이드코일과, 각 분할코일에서 발생하는 자속이 공통으로 흐르는 자로루프를 형성하도록 솔레노이드코일에 결합된 고정철심, 가동철심 및 요크로서 된 철심구조체와, 각각의 분할코일에 대한 통전을 선택적으로 전환제어하는 여자제어기와, 어느 한개 이상의 분할코일이 여자되었을 때에 고정철심에 자기흡인되는 가동철심의 변위에 의거한 기계적 출력을 밸브본체에 전달하는 전달기구를 구비한 것을 특징으로 하는 것이다.The electronic control device according to the present invention is a plurality of split coils electrically independent of each other in an electronic control device as an electric / mechanical converter that applies a mechanical output to a valve body against a spring force in order to achieve the above objects. A solenoid coil, a fixed core, a movable core, and a yoke, combined with a solenoid coil so as to form a magnetic loop through which the magnetic flux generated in each split coil flows in common, and energizing each split coil selectively An excitation controller for switching control and a transmission mechanism for transmitting the mechanical output based on the displacement of the movable iron core magnetically attracted to the fixed iron core when one or more split coils are excited are provided.

즉, 본 발명의 전자조작장치로는, 복수의 분할코일의 어느 한개가 되어도 공통인 철심구조체에 자속이 흘러, 가동철심에 작용하는 자기흡인력을 기계적 출력으로서 밸브본체에 전달할 수 있으므로, 여자제어기에 의해 예를들면 동시에 여자하는 분할코일의 수를 선택적으로 변경하거나, 혹은 다른 시정수의 분할코일에 여자를 전환할 수 있고, 그 때마다 여자전류의 크기를 적당히 설정하는 것에 의해 여자개시시의 동작의 고속화 및 응답성의 개선을 달성하거나, 혹은 전환 후의 전력절약화를 달성하거나 할 수 있고, 그 때마다 여자개시초기의 기간을 경과한 후에 전원전류를 적게 하기 위한 조작은 여자코일수를 적게 하는 것 또는 여자해야 할 코일을 전환하는 것으로 실행할 수 있으므로, 직렬저항의 삽입에 의한 경우에 비해서낭비로 소비되는 전력을 저감(低減)할 수도 있고, 또한 여자코일의 전환을 반도체 스위칭소자로서 실행하도록 하여도, 이 스위칭소자는 단시간의 도통기간 후에 차단하는 동작을 실행하게 되므로, 그다지 전력손실의 큰 소자를 이용할 필요는 없고, 따라서 그것을 수납하는 전기부품박스도 솔레노이드코일의 케이스 위로 탑재 가능한 통상의 소형단자박스로서 충분하다.That is, in the electronic control apparatus of the present invention, even if any one of the plurality of split coils, the magnetic flux flows to the common iron core structure, and the magnetic attraction force acting on the movable iron core can be transmitted to the valve body as a mechanical output. For example, it is possible to selectively change the number of split coils to be excited at the same time, or to switch the split coils to split coils having different time constants, and to set the magnitude of the excitation current each time. It is possible to achieve higher speed and better responsiveness, or to achieve power saving after switching, and to reduce the number of excitation coils after each period of initial excitation. Alternatively, this can be done by switching the coil to be excited. Even if the switching of the excitation coil is performed as a semiconductor switching element, the switching element performs an operation to cut off after a short conduction period, so that a large power loss element must be used. Therefore, the electrical component box containing it is also sufficient as a normal small terminal box which can be mounted on the case of the solenoid coil.

본 발명의 전자조작장치는 온ㆍ오프동작 및 비례동작의 어느 것에도 적용 가능하여, 그 바람직한 한 형태에 따르면 분할코일은 솔레노이드코일의 감긴층의 두께방향으로 분할된 복수층의 분할코일층에 의해 구성되고, 또 다른 호적한 형태에 따르면 분할코일은 솔레노이드코일의 축방향으로 서로 겹쳐서 배치된 복수의 단척(短尺) 솔레노이드에 의해 구성된다. 또한 이것 이외에도, 예를들면 2중심 이상의 각 중심도체로서 코일을 감는 것에 의해 각 중심선도체(中心線導體)에 의해 각각의 분할코일을 구성하는 것도 가능하다. 또, 본 발명에 있어서 각 분할코일은 전기적으로 서로 거의 같은 동일한 규격을 가지고 있어도 좋고, 혹은 서로 다른 전기적 규격의 복수의 분할코일을 포함하고 있어도 좋다. 예를들면 비례제어의 경우, 각각의 분할코일을 시분할(時分割)로 순차 여자하고, 각 분할코일의 전류(轉流)동작에 따른 구동에너지를 이용한 결과로서 분할코일 합계의 구동력을 유지하도록 하면 좋고, 또한 온ㆍ오프제어의 경우는, 여자당초에 정격추력(推力)을 획득하기 위하여 복수의 분할코일을 동시에 병렬 여자하고, 그 다음의 유지전류에 의한 여자는, 유지해야 할 전력레벨에 걸맞는 적은 암페어 턴수에 상당하는 코일수만큼의 분할여자로서 에너지 절약화를 도모할 수 있다.The electronic control apparatus of the present invention can be applied to any of on / off operation and proportional operation. According to one preferred aspect, the split coil is formed by a plurality of split coil layers divided in the thickness direction of the wound layer of the solenoid coil. According to another preferred form, the splitting coil is constituted by a plurality of short solenoids which are arranged overlapping each other in the axial direction of the solenoid coil. In addition to this, it is also possible to configure each split coil with each center line conductor by winding a coil as each center conductor of two or more centers, for example. In addition, in the present invention, each split coil may have substantially the same standard as each other, or may include a plurality of split coils having different electrical standards. For example, in the case of proportional control, if each split coil is sequentially excited by time division, and the driving force of the split coil total is maintained as a result of using the driving energy according to the current of each split coil. In the case of good on-off control, in order to obtain the rated thrust at the beginning of excitation, a plurality of split coils are simultaneously excited in parallel, and the excitation by the next holding current is applied to the power level to be maintained. The energy savings can be achieved by splitting the excitation as many as the number of coils corresponding to the number of amp turns.

본 발명의 형태에 따르면, 여자제어기는, 각 분할코일을 순서대로 시분할(時分割) 여자하는 전환회로를 포함하고 있다. 이것에 의해, 특히 정격동작시에 있어서 각 분할코일을 시분할 여자하여 비교적 적은 전력소비로 정격추력(推力)을 획득하고, 정격추력 발생시에 있어서의 전원의 과중부담을 회피할 수 있다. 이 경우, 바람직하게는 여자제어기에 의해 여자개시초기의 한정된 기간에 걸쳐서 복수의 분할코일을 동시에 병렬 여자하여도 좋고, 그것에 의해 여자개시초기의 단시간만 높은 응답성에서 고추력을 획득할 수 있다.According to an aspect of the present invention, the excitation controller includes a switching circuit for time-dividing each split coil in order. This makes it possible to time-divid each split coil in particular during rated operation to obtain rated thrust with relatively low power consumption, and to avoid overloading the power supply at the time of rated thrust generation. In this case, preferably, the excitation controller may simultaneously excite a plurality of split coils in parallel over a limited period of the initial start of the excitation, whereby a high repulsive force can be obtained at a high responsiveness only during the initial start of the excitation.

본 발명의 다른 한 형태에 따르면, 여자제어기는, 여자개시초기의 한정된 기간에 걸쳐서 복수의 분할코일을 동시에 병렬 여자하고, 그 다음에, 그 속의 적어도 한개의 분할코일의 여자를 실질적으로 차단해서 나머지 분할코일의 여자상태를 유지하는 시한(時限)회로를 포함하고 있다. 이것에 의해 병렬 여자시에는 솔레노이드코일의 시정수를 실효적으로 작게 하여, 예를들면 전자밸브의 전자조작장치로서 이용할 때에 여자초기의 큰 힘이 요구되는 기간에는 비교적 시정수의 작은 병렬 분할코일을 여자하여 전자밸브의 전환을 고속으로 행하게 하고, 전환완료 후는 분할코일을 단독 또는 직렬상태로서 전환상태를 유지하기 위해, 비교적 적은 전류로 여자하여 전력절약화를 달성하는 것이 가능해진다.According to another aspect of the present invention, the excitation controller simultaneously excites a plurality of split coils in parallel for a limited period of time during the beginning of the excitation, and then substantially blocks the excitation of the at least one split coil therein. It includes a time circuit that maintains the excitation state of the split coil. This effectively reduces the time constant of the solenoid coil during parallel excitation and, for example, provides a relatively parallel split coil having a relatively small time constant during periods when a large initial force is required when the solenoid coil is used as an electromagnetic control device. It is possible to achieve power saving by exciting with a relatively small current in order to excite the switching of the solenoid valve at a high speed and to maintain the switching state in a single or series state after the completion of the switching.

특히, 비례제어를 대상으로 하는 경우, 여자제어기는 외부에서 주어지는 지령전류값에 따른 크기의 여자전류를 발생하는 전류증폭회로를 포함할 수 있다.In particular, in the case of the proportional control, the excitation controller may include a current amplifier circuit for generating an excitation current having a magnitude according to the command current value given from the outside.

본 발명의 다른 한 형태에 의한 비례제어동작용 전자조작장치에 있어서는, 바람직하게는 각 분할코일은 서로 전기적인 규격이 실질적으로 같은 것이며, 여자제어기는, 각 분할코일마다 각각에 여자전류를 스위칭하는 복수의 반도체 스위칭소자와, 동기신호에 따라서 분할코일의 수에 따른 위상차로서, 각 반도체 스위칭소자를 주기적으로 순차 펄스전류(轉流)제어에서 스위칭구동하는 펄스폭변조회로와, 외부에서 주어지는 지령전류값에 따른 크기의 여자전류를 발생하는 전류증폭회로를 포함하고, 지령전류값에 따라서 전류증폭회로의 출력에 의해 펄스폭변조회로의 출력펄스폭을 변화시키고, 각 반도체 스위칭소자의 동작시간폭을 상기 출력펄스폭에 따라서 변화시키도록 구성되어 있다.In the proportional control electronic control device according to another aspect of the present invention, preferably, each split coil is substantially the same in electrical specification, and the excitation controller is configured to switch the excitation current to each split coil. A plurality of semiconductor switching elements, a pulse width modulation circuit for switching each semiconductor switching element periodically in sequential pulse current control as a phase difference depending on the number of split coils in accordance with a synchronization signal, and a command current supplied from the outside And a current amplifier circuit for generating an excitation current having a magnitude corresponding to the value, and changing the output pulse width of the pulse width modulation circuit by the output of the current amplifier circuit according to the command current value, It is comprised so that it may change according to the said output pulse width.

이것에 의해, 여자개시초기의 한정된 기간에 있어서, 비례제어를 하기 위한 정상추력(推力) 지령전류값보다 큰 최대추력 지령전류값을 부여하면, 펄스폭변조회로의 출력펄스폭이 확장되므로 각 반도체 스위칭소자의 동작시간이 겹쳐지고, 그 결과로서 각 분할코일이 동시에 병렬 여자되게 되므로, 코일의 저항과 감긴수가 적은 솔레노이드코일과 동등한 높은 응답성을 얻을 수 있고, 여자개시에 대한 전자조작장치의 응답성이 향상한다.As a result, in the limited period of the initial stage of excitation, when the maximum thrust command current value larger than the normal thrust command current value for proportional control is given, the output pulse width of the pulse width modulation circuit is expanded, so that each semiconductor As the operation time of the switching element is overlapped, and as a result, the split coils are simultaneously excited in parallel, a high responsiveness is obtained which is equivalent to that of a solenoid coil with a low coil resistance and a low number of coils. Improve the sex.

상기 한정기간의 경과후에 지령전류값을 본래의 비례제어의 설정값인 정상추력 지령전류값으로 저하시키면, 펄스폭변조회로의 출력펄스폭도 짧아지고, 따라서 각 반도체 스위칭소자의 동작시간의 겹치기가 감소 혹은 없어지므로, 이 때의 각 분할코일의 여자타이밍, 즉 각 반도체 스위칭소자의 동작주기와 위상차를, 각 분할코일에 순서대로 흐르는 여자전류가 전원쪽에서 보아서 「비(非)분할코일 구성의 등가적인 솔레노이드코일」에 흘러야 할 여자전류와 동등하도록 미리 설계해 둠으로써, 솔레노이드코일 전체의 전류의 평균화와 전원전류의 평균화를, 과연 전류피크를 비분할시와 동등하게 유지할 수 있고, 어떻든 코일구동회로나 전원의 부담을 과중하지 않고 응답성을 효과적으로 향상하는 것이 가능해진다.When the command current value is lowered to the normal thrust command current value, which is the value set for the original proportional control, after the elapse of the limited period, the output pulse width of the pulse width modulation circuit is also shortened, thereby reducing the overlap of the operating time of each semiconductor switching element. As the excitation timing of each split coil, i.e., the operation cycle and phase difference of each semiconductor switching element at this time, the excitation current flowing in order to each split coil is viewed from the power supply side, it is equivalent to a non-split coil configuration. By designing in advance so as to be equal to the excitation current that should flow through the solenoid coil, the averaging of the current and the power supply current of the entire solenoid coil can be maintained equal to that of the non-dividing current peak. It is possible to effectively improve the responsiveness without overloading the burden.

이 경우, 지령전류값이 여자개시초기의 최대추력 지령전류값에 대응할 때에는 각 반도체 스위칭소자의 동작시간의 겹치기를 최대가 되도록, 또한 지령전류값을 비례제어하기 위한 정상추력 지령전류값에 대응할 때에는, 각 반도체 스위칭소자 상호의 동작시간의 겹치기를 실질적으로 없애도록, 여자제어기에는 펄스폭변조회로의 전류(轉流)주기와 위상차를 제어하는 동기회로를 또한 포함하고 있어도 좋다.In this case, when the command current value corresponds to the maximum thrust command current value at the initial stage of excitation, the overlap of the operating time of each semiconductor switching element is maximized, and when the command current value corresponds to the normal thrust command current value for proportionally controlling the command current value. The excitation controller may further include a synchronous circuit for controlling the current period and phase difference of the pulse width modulation circuit so as to substantially eliminate the overlap of operation time of each semiconductor switching element.

본 발명의 또 다른 한 형태에 있어서는, 분할코일은 서로 전기적 규격의 다른, 제1분할코일과 제2분할코일을 포함하고 있어, 이 제1분할코일과 제2분할코일은 서로 코일시정수가 다르게 되어 있다.In still another aspect of the present invention, the split coil includes a first split coil and a second split coil having different electrical standards, and the first split coil and the second split coil have different coil time constants. have.

제2분할코일의 코일시정수를 제1분할코일의 코일시정수 보다도 작게 했을 경우, 솔레노이드코일은, 제2분할코일의 선(線)지름이 제1분할코일의 선지름 보다도 굵다고 하는 특징, 혹은 제2분할코일의 감긴수가 제1분할코일의 감긴수 보다 적다고 하는 특징, 혹은 그것들 양쪽의 특징을 구비할 수 있고, 어느쪽의 경우도 이것들 분할코일의 감긴층을 동심(同心)형상으로 적층할 수 있고, 특히 바람직하게는 여자조건에 의해 발열량이 커지는쪽의 분할코일의 감긴층의 외주(外周)에 다른쪽의 분할코일의 감긴층을 적층(積層)하여도 좋다.When the coil time constant of the second split coil is smaller than the coil time constant of the first split coil, the solenoid coil is characterized in that the line diameter of the second split coil is larger than the line diameter of the first split coil, Alternatively, the number of turns of the second split coil may be smaller than that of the first split coil, or both of them. In either case, the wound layers of these split coils may be concentrically shaped. It is possible to laminate, and particularly preferably, the wound layer of the other split coil may be laminated on the outer circumference of the wound layer of the split coil on which the calorific value increases due to the excitation condition.

이렇게 전기적으로 규격이 다른 분할코일을 포함할 경우, 여자제어기는, 여자개시초기의 한정된 기간에 걸쳐서 제2분할코일을 제1의 전류값으로 여자하고, 그다음에, 제2분할코일의 여자를 실질적으로 차단함과 동시에 제1분할코일을 제1의 전류값보다 낮은 제2의 전류값으로 여자하는 전류전환회로를 포함할 수 있고, 이것에 의해 예를들면 전자밸브의 전자조작장치로서 이용할 때에 여자초기의 큰 힘이 요구되는 기간에는 비교적 감긴수가 적고, 시정수의 작은 제2분할코일을 대(大)전류로서 여자하여 전자밸브의 전환을 고속으로 행하게 하고, 전환완료 후에는 제2분할코일의 여자를 차단하여 제1분할코일을 전환상태유지를 위한 비교적 낮은 전류값으로 여자하고, 불필요한 전력소비를 발생하는 저항을 이용하지 않고 전력절약화를 달성할 수 있다.When the split coils having different electrical specifications are included in this manner, the excitation controller excites the second split coil to the first current value over a limited period of initial start of the excitation, and then excites the second split coil substantially. And a current switching circuit for exciting the first split coil to a second current value which is lower than the first current value. In the period when the initial large force is required, the number of windings is relatively small, and the small second split coil of time constant is excited as a large current to switch the solenoid valve at high speed, and after the completion of switching, The excitation can be cut off to excite the first split coil to a relatively low current value for maintaining the switching state, and power saving can be achieved without using a resistor that generates unnecessary power consumption.

또한, 전류전환회로에 더해서, 외부에서 주어지는 지령전류값에 따른 크기의 여자전류를 발생하는 전류증폭회로를 또한 구비할 수도 있고, 이것에 의해 예를 들면 비례전자제어밸브의 전자조작장치로서 이용할 경우에도 비례제어동작에 더해서 마찬가지인 응답성의 개선을 달성할 수 있다.In addition to the current switching circuit, a current amplifier circuit for generating an excitation current having a magnitude corresponding to an externally given command current value may also be provided, whereby it is used as an electronic control device of a proportional solenoid control valve, for example. In addition to the proportional control operation, similar responsiveness can be achieved.

본 발명에 있어서, 특히 비례제어용 전자조작장치의 경우는, 솔레노이드코일에 흐르는 부하전류의 크기를 검출하는 전류검출수단과, 상기 전류증폭회로에 상기전류검출수단의 검출전류값에 의해 귀환(歸還)을 거는 전류피드백회로를 또한 구비하고 있어도 좋다.In the present invention, particularly in the proportional control electronic operation apparatus, current detection means for detecting the magnitude of the load current flowing through the solenoid coil and the current amplifying circuit are fed back by the detected current value of the current detection means. It may also be provided with a current feedback circuit.

마찬가지로 비례제어용 전자조작장치의 경우, 솔레노이드코일에서 발생하는 자계(磁界)의 강도를 검출하는 자기(磁氣)센서와, 상기 전류증폭회로에 자기센서의 검출출력에 의해 귀환을 거는 자기피드백회로를 또한 구비하고 있어도 좋다.Similarly, in the electronic control apparatus for proportional control, a magnetic sensor for detecting the strength of the magnetic field generated in the solenoid coil and a magnetic feedback circuit which feeds back to the current amplifying circuit by the detection output of the magnetic sensor are provided. It may also be provided.

또, 마찬가지로 비례제어용 전자조작장치의 경우, 가동철심의 변위량을 검출하는 변위센서와, 상기 전류증폭회로에 변위센서의 검출출력에 의해 귀환을 거는 위치피드백회로를 또한 구비하는 것도 가능하다.Similarly, in the case of the electronic control apparatus for proportional control, it is also possible to further include a displacement sensor for detecting the displacement amount of the movable iron core, and a position feedback circuit which feeds back to the current amplifier circuit by the detection output of the displacement sensor.

본 발명은 또, 이상에서 설명한 본 발명에 의한 전자조작장치를 구비한 전자조작밸브도 제공하고, 이 경우, 본 발명에 의한 전자조작밸브는, 유체압력 또는 유량의 제어, 유체의 흐름방향의 전환, 혹은 유로의 개폐를 제어하기 위한 밸브본체에 대하여, 스프링힘에 대항하여 전자조작장치의 기계적 출력을 작용시켜, 그 밸브본체 작동의 응답성의 향상 및/또는 전력절약화를 달성하는 것이다.The present invention also provides an electronic control valve including the electronic control device according to the present invention described above, in which case the electronic control valve according to the present invention controls the fluid pressure or the flow rate, and switches the flow direction of the fluid. Alternatively, the mechanical output of the electronic control device is acted on the valve body for controlling the opening and closing of the flow path, thereby improving the responsiveness and / or power saving of the operation of the valve body.

본 발명의 상기 및 그 이외의 특징과 이점은, 몇개의 호적한 실시예를 나타내는 첨부 도면을 참조하여 이하에 상술하는 실시형태의 설명으로부터 명확하다.The above and other features and advantages of the present invention will be apparent from the description of the embodiments to be described below with reference to the accompanying drawings showing some preferred examples.

본 발명의 호적한 실시형태를 도면과 함께 설명하면, 도 1은 본 발명의 한 실시예에 관계되는 전자조작장치의 개략적인 구성을 나타내는 설명도이며, 본 실시예는 비례전자제어밸브의 스풀밸브본체(Ⅴ)를 스프링힘에 대항하여 구동하는 비례동작형의 경우이다.DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A preferred embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. Fig. 1 is an explanatory view showing a schematic configuration of an electronic operation apparatus according to an embodiment of the present invention, and this embodiment is a spool valve of a proportional electromagnetic control valve. This is the case of proportional motion type which drives main body (V) against spring force.

도시한 바와 같이, 이 전자조작장치는, 서로 전기적으로 독립한 복수의 분할코일(10a∼10d)로 이루어지는 솔레노이드코일(10)과, 각 분할코일에서 발생하는 자속(磁束)이 공통에 흐르는 자로(磁路)루프를 형성하도록 솔레노이드코일(10)에 결합된 고정철심(11), 가동철심(12) 및 요크(13)로 이루어지는 철심구조체, 각각의 분할코일에 대한 통전(通電)을 선택적으로 전환제어하는 여자제어기(14)와, 어느 한개 이상의 분할코일이 여자되었을 때에, 고정철심(11)에 자기(磁氣)흡인되는 가동철심(12)의 변위에 의거하여 기계적 출력을 밸브본체(Ⅴ)에 전하는 전달푸시로트(15)를 구비한 비례솔레노이드장치를 구성하고 있다.As shown in the drawing, the electronic control apparatus includes a solenoid coil 10 made up of a plurality of split coils 10a to 10d electrically electrically separated from each other, and a magnetic flux flowing through the split coils in common. Selectively switching the energization of each of the split coils, an iron core structure composed of a fixed iron core 11, a movable iron core 12, and a yoke 13 coupled to the solenoid coil 10 so as to form a loop. When the excitation controller 14 to control and any one or more split coils are excited, the mechanical output is generated based on the displacement of the movable core 12 magnetically attracted to the fixed core 11. The proportional solenoid device provided with the transmission push lot 15 to an electric charge is comprised.

여자제어기(14)는 각종의 회로구성을 취할 수 있고, 도 1의 예에서는 솔레노이드코일(10)의 케이스 위에 탑재된 전기부품박스(16)안에 수납되어 있다. 또한, 푸시로트(15)의 단부에 연결되어 있는 것은 가동철심(12)의 변위량 또는 위치를 검출하여 여자제어기에 피드백신호를 부여하는 차동(差動)트랜스식의 변위센서(17)이다.The excitation controller 14 can take various circuit configurations, and is housed in the electrical component box 16 mounted on the case of the solenoid coil 10 in the example of FIG. Also connected to the end of the push lot 15 is a differential transformer-type displacement sensor 17 which detects the displacement amount or position of the movable iron core 12 and gives a feedback signal to the excitation controller.

솔레노이드코일(10)은 본 실시예에 있어서는 4개의 단척(短尺) 솔레노이드로서 이루어지는 분할코일(10a∼10d)을 솔레노이드 축방향으로 겹쳐서 배치하고 있으며, 각 분할코일은 모두 동일 에너지로 구동되므로 동일한 전기적 규격인 것이다. 예를들면, 정격(定格)전압 24V, 정격코일저항 10Ω에서 정격추력 54N의 솔레노이드코일(이하, 이 비(非)분할의 등가(等價) 솔레노이드코일을 표준코일이라고 칭한다)을 구성할 경우, 분할수 4의 경우의 각 분할코일(10a∼10d)은 각각 코일저항 2.5Ω의 단척(短尺) 솔레노이드로 구성되고, 이것을 모두 동시에 병렬 여자하면 전원(電源)쪽에서 본 합성코일저항은 0.625Ω으로 된다.In the present embodiment, the solenoid coil 10 is arranged in such a manner that the split coils 10a to 10d, which consist of four short solenoids, are superposed in the axial direction of the solenoid. It is For example, when a solenoid coil having a rated thrust of 54 N (hereinafter referred to as an equivalent solenoid coil is referred to as a standard coil) at a rated voltage of 24 V and a rated coil resistance of 10 Ω, Each of the split coils 10a to 10d in the case of the split number 4 is composed of short solenoids having a coil resistance of 2.5 Ω, and when both of them are simultaneously excited in parallel, the composite coil resistance seen from the power source is 0.625 Ω. .

물론, 분할코일은 감긴층으로 분할해도 좋고, 또한 분할수도 4에 한정되는 것이 아니다. 예를들면 균등분할의 경우, 동일정격의 표준코일을 2분할 할 경우는 각 분할코일의 코일저항은 5Ω에서 병렬 합성코일저항은 2.5Ω, 6분할의 경우는 각 분할코일의 코일저항은 1.667Ω에서 병렬 합성코일저항은 0.278Ω으로 된다.Of course, the split coil may be divided into a wound layer and the number of splits is not limited to four. For example, in case of equal split, if the standard coil of equal rating is divided into 2, the coil resistance of each split coil is 5Ω, the parallel composite coil resistance is 2.5Ω, and in the case of 6 splits, the coil resistance of each split coil is 1.667Ω. The parallel composite coil resistance at is 0.278Ω.

이러한 분할코일은, 정격동작시에는 여자제어기(14)에 의한 제어에서 모든 분할코일이 직렬 접속상태에서 여자된다. 예를들면 표준코일의 정격추력(推力)발생시의 전류값을 기준전류라고 했을 경우, 직렬 여자상태에 있어서 각각의 분할코일에 흐르는 전류값은 이 기준전류와 다름없고, 전원전류도 기준전류 그대로이다.In the split coil, all split coils are excited in series connection state by the excitation controller 14 during the rated operation. For example, if the current value at the time of occurrence of the rated thrust of the standard coil is referred to as the reference current, the current value flowing through each split coil in the series excitation state is the same as the reference current, and the power supply current remains the reference current. .

한편, 여자개시초기에는 각 분할코일은 여자제어기(14)에 의한 제어로 여자개시후의 한정된 기간에 걸쳐서 병렬 접속상태로 여자된다. 이 때의 각각의 분할코일에 흐르는 전류값도 기준전류와 같게 되고, 따라서 이 경우의 전원전류는 기준전류의 코일분할 몇배가 된다. 이렇게 여자개시초기에 있어서 분할코일을 병렬 여자하는 것에 의해 솔레노이드코일(10)의 시정수를 일시적으로 작게 하여 구동의 고속화를 달성하고, 고응답성을 획득한다.On the other hand, at the beginning of the excitation, each split coil is excited in parallel connection state for a limited period after the excitation start by the control by the excitation controller 14. At this time, the current value flowing through each split coil is also equal to the reference current, so the power supply current in this case is several times the coil division of the reference current. In this way, by simultaneously exciting the split coils in the initial stage of excitation, the time constant of the solenoid coil 10 is temporarily reduced to achieve high driving speed and high response.

이 경우의 여자제어기(14)는, 도 2에 나타내는 바와 같이, 여자개시초기의 한정된 기간에 걸쳐서 복수의 분할코일을 동시에 병렬 여자하고, 그 다음에, 모든 분할코일을 직렬 여자하는 병렬ㆍ직렬전환회로(21)를 포함하고 있다. 이것에 의해, 정격동작시에는 모든 분할코일을 직렬 여자하여 정격추력을 획득하고, 여자개시초기의 단시간에만 복수의 분할코일을 병렬 여자하여 높은 응답성으로 고추력(高推力)을 획득할 수 있고, 정격추력발생시에 있어서의 전원의 부담(負擔) 과중을 회피할 수 있다.In this case, as shown in Fig. 2, the excitation controller 14 performs simultaneous parallel excitation of a plurality of split coils over a limited period of the initial start of the excitation, and then parallel and serial switching for serial excitation of all split coils. The circuit 21 is included. As a result, during rated operation, all split coils can be excited in series to obtain rated thrust, and a plurality of split coils can be excited in parallel for only a short time at the beginning of the excitation to obtain high thrust force with high responsiveness. In this case, the overload of the power supply at the time of the rated thrust generation can be avoided.

또한, 도 2에 나타낸 여자제어기(14)는, 변위센서(17)로부터의 위치피드백신호(Vf)를 받는 동시에 비례제어를 위한 전류지령(Is)을 받아서 대응하는 크기의 여자전류를 발생하는 전류증폭기(22)와, 각각의 분할코일에 흐르는 부하전류를 검출하여 전류증폭기(22)의 입력쪽에 부궤환량(negative feedback量)으로서 피드백하는 전류검출저항(23)도 포함하고 있다.In addition, the excitation controller 14 shown in FIG. 2 receives the position feedback signal Vf from the displacement sensor 17 and at the same time receives the current command Is for proportional control and generates an excitation current of a corresponding magnitude. The amplifier 22 and a current detection resistor 23 for detecting a load current flowing through each split coil and feeding back as a negative feedback amount to the input of the current amplifier 22 are also included.

일반적인 솔레노이드코일의 전류스텝 응답성은, 다음 식(1)으로 나타내진다.The current step responsiveness of a typical solenoid coil is represented by following formula (1).

여기에서, Ⅰ는 코일전류[A], Ⅴ는 전원전압[Ⅴ], R은 코일저항[Ω], L은 인덕턴스[H]이며, 코일시정수 τ=L/R[sec]로서 나타내진다.Here, I is the coil current [A], V is the power supply voltage [V], R is the coil resistance [Ω], L is the inductance [H], and the coil time constant tau = L / R [sec].

분할코일의 병렬 여자에 의한 응답성의 개선효과를 각종 코일감긴수(t)의 표준코일과의 대비로 코일분할수마다에 비교한 결과를 표 1에 나타낸다.Table 1 shows the results of comparing the improvement effect of the response by the parallel excitation of the split coils to each coil split in comparison with the standard coils of various coil winding numbers (t).

한편, 표중에서 「time」이라고 하는 것은, 각각의 경우에 전원투입으로부터 정격추력을 발생하는 전류값에 도달할 때까지의 상승시간을 표준코일에 있어서의 상승시간과의 비(比)로 나타내고, 예를들면 표준코일로 이 전류값이 1A의 경우는 분할수 2에서는 2A, 분할수 4에서는 4A에 도달할 때까지의 상대시간비를 의미한다. 또한 「ratio」이라고 하는 것은, 상승시간의 단축(短縮)에 의해 달성된 응답속도의 고속화의 비율을 나타내고 있다.In the table, " time " indicates the rise time from the power supply to the current value generating the rated thrust in each case as the ratio with the rise time in the standard coil. For example, with a standard coil, the current value of 1A means the relative time ratio until it reaches 2A in the division number 2 and 4A in the division number 4. In addition, "ratio" shows the ratio of the speedup of the response speed achieved by shortening of the rise time.

표 1Table 1

ST. SOLST. SOL 1100t - 10Ω1100t-10Ω 1500t - 18Ω1500t-18Ω 1720t - 23Ω1720t-23Ω NN timetime ratioratio timetime ratioratio timetime ratioratio 1One 1One 1One 1One 1One 1One 1One 22 0.430.43 2.352.35 0.40.4 2.52.5 0.390.39 2.62.6 44 0.20.2 5.05.0 0.190.19 5.45.4 0.180.18 5.65.6 66 0.130.13 7.87.8 0.120.12 8.28.2 0.110.11 8.88.8

도 3에 전원전압 24V 인가시(印加時)의 분할코일과 표준코일의 전류스텝 응답특성의 측정결과를 나타낸다. 세로축은 부하전류 Ⅰ[A], 가로축은 전압 인가시점부터의 경과시간 T[msec]이다. 어느 분할수에 있어서도, 분할코일의 병렬 구성으로부터 되는 코일과 표준코일로서 총 감긴수는 동일하다. 표준코일 Ls에서는 부하전류가 정격전류 Ir(=1A)에 도달할 때까지의 상승시간은 약 18msec이지만, 분할수 2의 코일 L2(병렬 여자)에서는 부하전류가 상기 정격전류에 대응하는 기준전류값 2A에 도달할 때까지의 상승시간은 약 7.7msec, 또한, 분할수 4의 코일 L4(병렬 여자)에서는 대응하는 기준전류값 4A에 도달할 때까지의 상승시간은 약 3.6msec로 단축되어 있다.3 shows the measurement results of the current step response characteristics of the split coil and the standard coil when the power supply voltage 24V is applied. The vertical axis shows the load current I [A], and the horizontal axis shows the elapsed time T [msec] from the time of voltage application. In any number of divisions, the total number of windings is the same as the coil and the standard coil formed from the parallel configuration of the division coils. In the standard coil Ls, the rise time until the load current reaches the rated current Ir (= 1A) is about 18 msec.However, in the coil L2 (parallel excitation) of division number 2, the load current corresponds to the reference current value. The rise time until reaching 2 A is about 7.7 msec, and in the coil L4 (parallel excitation) of division number 4, the rise time until reaching the corresponding reference current value 4A is shortened to about 3.6 msec.

이렇게 하여, 불과 10msec 미만의 오더(order)의 한정된 기간내에서 복수의 분할코일을 동시에 병렬 여자하는 것으로 고속의 상승을 달성하여, 응답성을 개선한다. 이 기간의 다음에는 여자제어기(14)에서 직렬 여자로 전환하여, 모든 분할코일을 직렬접속상태로 여자하지만, 표준코일과 같은 정격추력을 보이기 위한 전류값은 각 분할코일에 표준코일의 기준전류값, 예를들면 1A가 흐르면 좋고, 따라서 전원쪽의 부담이 표준코일 사용시보다도 과중해질 일은 없고, 또한 여자개시초기의 한정기간중에도 정격동작기간중에도 각각의 분할코일에 흐르는 전류값은 같으므로, 비례제어에 있어서 동일한 특성의 각 분할코일중의 어느 한개에 흐르는 전류를 전류검출저항(23)으로 검출하여 피드백을 거는 것에 의해 안정한 제어가 가능하다.In this way, by simultaneously exciting a plurality of split coils in parallel within a limited period of an order of less than 10 msec at the same time, a high-speed rise is achieved, thereby improving responsiveness. After this period, the excitation controller 14 switches to series excitation to excite all split coils in series connection, but the current value for showing the rated thrust equal to that of the standard coil is the reference current value of the standard coil for each split coil. For example, 1A may flow, so that the burden on the power supply side is not more heavy than when using a standard coil, and the current value flowing in each split coil is the same even during the limited period of initial excitation and the rated operation period. Stable control is possible by detecting the current flowing in any one of the divided coils having the same characteristics by applying the current detection resistor 23 and applying feedback.

도 4는 여자제어기의 다른 구성예를 나타내고 있고, 이 경우의 코일분할수는 2이며, 여자제어기(14a)는 여자개시초기의 한정된 기간에 걸쳐서 두개의 분할코일(10A와 10B)을 동시에 병렬 여자하고, 그 다음에, 그 중의 한쪽의 분할코일(10B)의 여자를 실질적으로 차단하여 나머지 분할코일(10A)의 여자상태를 유지하는 시한(時限)회로(41)를 포함하고 있다. 물론 코일분할수는 2 이외라도 좋고, 병렬 여자하는 분할코일수 및 그 다음에 차단하는 분할코일수도 적당히 선택할 수 있다. 또한 시한회로(41)는, 도 4에 나타낸 바와 같이 저항(R)과 콘덴서(C)에 의한 타이머회로를 스위칭 트랜지스터(Tr)에 결합하여서 된 회로구성에 한정되는 것이 아니고, 각종 아날로그 또는 디지털회로 기술에 의한 변형이 가능한 것은 설명할것까지도 없다.4 shows another configuration example of the excitation controller, in which case the coil division is 2, and the excitation controller 14a simultaneously performs parallel excitation of the two split coils 10A and 10B over a limited period of time at the beginning of the excitation. Then, a time circuit 41 is provided which substantially blocks the excitation of one of the split coils 10B and maintains the excited state of the remaining split coils 10A. Of course, the number of coils may be other than two, and the number of split coils to be parallel-excited and the number of split coils to be cut off next can be appropriately selected. The time circuit 41 is not limited to a circuit configuration in which a timer circuit formed by the resistor R and the capacitor C is coupled to the switching transistor Tr as shown in FIG. 4, and various analog or digital circuits are used. It is not necessary to explain that modifications can be made by technology.

도 4에 있어서, 트랜지스터(Tr)는, 전원스위치(SW)의 개폐에 의해 분할코일(10B)에 흐르는 전류를 온ㆍ오프하는 스위칭 트랜지스터이며, 전원투입 직후에는 콘덴서(C)에는 전하(電荷)가 축적되어 있지 않으므로, 베이스ㆍ에미터간 전압이 높고, 따라서 트랜지스터(Tr)는 도통상태가 되어서 분할코일(10A와 10B)은 동시에 병렬 여자된다. 트랜지스터(Tr)의 도통에 따라서 베이스전류에 의해 콘덴서(C)가 충전되어, 그 충전전위가 RC시정수로 정해지는 시간의 경과후에 전원전압 근방까지 상승하면 트랜지스터(Tr)가 차단하여 분할코일(10B)의 통전(通電)을 실질적으로 차단한다. 전원이 차단되면 콘덴서(C)의 충전전하(電荷)는 다이오드(D)를 통과하여 방전되어, 타이머회로가 초기상태로 복귀한다.In Fig. 4, the transistor Tr is a switching transistor for turning on and off the current flowing in the split coil 10B by opening and closing the power switch SW. The capacitor C is charged immediately after the power is turned on. Is not accumulated, the voltage between the base and the emitter is high, so that the transistor Tr is in a conducting state, and the split coils 10A and 10B are simultaneously excited in parallel. When the capacitor C is charged by the base current according to the conduction of the transistor Tr, and the charge potential rises to the vicinity of the power supply voltage after a lapse of the time defined by the RC time constant, the transistor Tr blocks and the split coil ( 10B) is cut off substantially. When the power is cut off, the charge charge of the capacitor C is discharged through the diode D, and the timer circuit returns to the initial state.

이렇게 하여, 여자개시초기의 단시간에만 두개의 분할코일(10A, 10B)을 병렬여자하여 높은 응답성으로서 고추력을 획득하고, 그 다음에는 한쪽의 분할코일(10B)의 여자를 차단하여 나머지의 분할코일(10A)만의 여자에서 필요한 추력을 획득할 수 있다. 이 경우, 병렬 여자상태로 정격추력을 발생하도록 각 분할코일의 전기적 규격과 전원특성을 선택하면, 여자개시와 동시에 양쪽의 분할코일에 의해 충분한 추력 및 고속한 상승특성으로 가동철심을 구동하고, 가동철심 이동완료 후에는, 그 상태를 유지하기 위한 유지전류로서 한쪽의 분할코일만의 부하전류에 상당하는 저(低)전류로 될 수 있고, 고응답화와 전력절약화의 목적을 달성할 수 있다.In this way, two split coils 10A and 10B are parallel-excited only at the beginning of the excitation period to obtain high repulsive force with high responsiveness, and then the excitation of one split coil 10B is cut off to separate the remaining splits. Thrust necessary for excitation of the coil 10A alone can be obtained. In this case, if the electrical specifications and power characteristics of each split coil are selected to generate the rated thrust in the parallel excitation state, the split cores are driven by the split coils at the same time as the excitation starts, and the movable core is driven with sufficient thrust and fast rising characteristics. After the iron core is completed, it can be a low current corresponding to the load current of only one split coil as the holding current for maintaining the state, and the purpose of high response and power saving can be achieved. .

또한, 도 4에 나타낸 여자제어기(14a)의 사고방식은 온ㆍ오프동작뿐만 아니라 비례동작에도 이용할 수 있고, 그 경우는, 도 2의 경우와 마찬가지로, 비례제어를 하기 위한 전류지령을 받아서 대응하는 크기의 여자전류를 발생하는 전류증폭기와, 필요에 따라 분할코일(10A)에 흐르는 부하전류를 검출하여, 전류증폭기의 입력쪽으로 부궤환량으로서 피드백하는 전류검출수단을 설치하면 좋다. 이 경우, 한쪽의 분할코일(10A)만의 여자에 의해 정격추력을 발생하도록 코일규격을 선택하고, 여자개시초기의 비교적 큰 순시(瞬時)전류에 대응할 수 있는 전원용량으로 하면, 상승고속화도 달성할 수 있다.In addition, the thinking method of the excitation controller 14a shown in FIG. 4 can be used not only for the on / off operation but also for the proportional operation. In this case, as in the case of FIG. A current amplifier for generating an excitation current of magnitude and a current detecting means for detecting a load current flowing through the split coil 10A as necessary and feeding back as a negative feedback amount to the input of the current amplifier may be provided. In this case, if the coil standard is selected so that the rated thrust is generated by the excitation of only one split coil 10A, and the power supply capacity can cope with the relatively large instantaneous current of the initial stage of excitation, the rising speed can also be achieved. Can be.

도 5는 여자제어기의 또 다른 실시예를 나타내고 있다. 이 실시예에서는, 분할코일은 도 1에 나타낸 바와 같은 4개의 균등분할된 분할코일(10a∼10b)이며, 여자제어기(14b)도 비례동작용인 것이다. 또한, 단자(Ⅴ+)에는 구동전원으로부터 직류전력이 공급된다.5 shows another embodiment of an excitation controller. In this embodiment, the split coils are four equally divided split coils 10a to 10b as shown in Fig. 1, and the excitation controller 14b is also in proportional motion. In addition, DC power is supplied from the driving power supply to the terminal V +.

즉, 도 5에 나타내는 바와 같이 여자제어기(14a)는, 각 분할코일마다 각각에 여자전류를 스위칭하는 복수의 스위칭 트랜지스터(Tr1∼Tr4)와, 동기회로(SYNC)(54)로부터 주어지는 동기신호를 따라서 분할코일의 수에 따른 위상차로서 각 스위칭 트랜지스터를 주기적으로 순차 펄스전류(轉流)제어로서 스위칭구동하는 펄스폭변조회로(PWM)(51)와, 변위센서(17)에서의 위치피드백신호(Vf)를 받는 동시에 외부에서 주어진 전류지령(Is)에 따른 여자전류를 발생하는 전류증폭회로(52)와, 솔레노이드코일에 흐르는 부하전류를 검출하여, 전류증폭기(52)의 입력쪽에 부궤환량으로서 피드백하는 전류검출저항(53)을 포함하고, 전류지령의 값에 따라서 전류증폭회로(52)의 출력에 의해 펄스폭변조회로(51)의 PWM 출력펄스폭을변화시키고, 각 스위칭 트랜지스터의 동작시간폭을 상기 출력펄스폭에 따라서 변화시키도록 되어 있다.That is, as shown in Fig. 5, the excitation controller 14a supplies a plurality of switching transistors Tr1 to Tr4 for switching the excitation current to each of the divided coils, and the synchronization signal supplied from the synchronization circuit SYNC 54. Therefore, the pulse width modulation circuit (PWM) 51 which drives each switching transistor periodically as a sequential pulse current control as a phase difference according to the number of split coils, and the position feedback signal from the displacement sensor 17 ( A current amplifier circuit 52 that receives Vf) and generates an excitation current according to a given current command Is from the outside, and a load current flowing through the solenoid coil are detected, and a negative feedback amount is applied to the input side of the current amplifier 52. And a current detecting resistor 53 for feeding back, changing the PWM output pulse width of the pulse width modulation circuit 51 by the output of the current amplifier circuit 52 according to the value of the current command, and operating time of each switching transistor. Width It is adapted to change in accordance with the period the output pulse width.

또, 동기회로(54)는, 전류지령이 여자개시초기의 최대추력 지령전류값에 대응할 때는 각 스위칭 트랜지스터의 동작시간의 겹침을 최대가 되도록, 또한 전류지령이 비례제어를 하기 위한 정상추력 지령전류값에 대응할 때는 각 스위칭 트랜지스터 서로의 동작시간의 겹침을 실질적으로 없애도록 펄스폭변조회로(51)의 전류(轉流)주기와 위상차를 제어한다.When the current command corresponds to the maximum thrust command current value at the start of the excitation, the synchronous circuit 54 maximizes the overlap of the operating time of each switching transistor, and the normal thrust command current for the current command to perform proportional control. In response to the value, the current period and the phase difference of the pulse width modulation circuit 51 are controlled so as to substantially eliminate the overlap of operation time of each switching transistor.

이 여자제어기(14b)에 의한 비례제어동작에서는, 예를들면 외부의 프로그램 가능 제어기(programmable controller)로부터 소망의 여자전류 변화패턴의 전류지령이 주어진다. 이 경우, 분할코일수 N=4이기 때문에, 전류지령은 여자개시초기의 한정된 기간에 걸쳐서 정상 최대추력 발생시의 최대 4배의 전류값을 지령하고, 그 다음에는 비례제어를 하기 위한 정상추력 발생용의 전류값으로 내려진 지령을 부여한다. 이 경우도, 여자제어기(14a)는, 고추력 고속동작시에는 분할코일을 동시에 병렬 여자하여 합성 병렬 코일저항을 분할수의 2승분의 1로 하여 구동하고, 흡인력을 유지하기 위한 암페어 턴(ampere turn)은 변화시키지 않고, 한개의 분할코일에 흐르는 전류는 항상 변하지 않는 원칙을 유지하는 것으로 한다.In the proportional control operation by the excitation controller 14b, for example, a current command of a desired excitation current change pattern is given from an external programmable controller. In this case, since the number of split coils is N = 4, the current command commands a current value of up to four times the normal maximum thrust generation over a limited period of initial excitation starting, and then for normal thrust generation for proportional control. Give the command lowered to the current value of. Also in this case, the excitation controller 14a simultaneously energizes the split coils in parallel at the time of high force operation, drives the synthesized parallel coil resistance to one-half of the number of divisions, and maintains the suction force. Turn is not changed, and the current flowing through one split coil is to be always maintained.

펄스폭변조회로(51)는, 도 6에 나타내도록 분할코일수 N=4에 따라서 90도씩의 위상차로서 동기한 4상(相)의 PWM 출력펄스를 발생하고, 이 출력펄스로서 각 스위칭 트랜지스터(Tr1∼Tr4)를 스위칭 제어한다. 상기 각 상(相)의 PWM 출력펄스의 단위주기는 도 6중에 Ps로서 나타내고 있다. 각 상의 출력펄스폭은 전류지령에 따라서 변조되어, 도중에 화살표(B)로 나타내도록 전류지령이 대(大)전류일 때는 펄스폭은 넓어지고, 전류지령이 소(小)전류가 되면 펄스폭은 좁아진다. 전류지령이 최대전류일 때는 각 상의 펄스출력의 펄스폭은 주기와 다름없게 100% 펄스가 되고, 따라서 이 상태에서는 모든 트랜지스터가 동시에 도통하여 분할코일(10a∼10d)이 동시에 병렬 여자되게 된다. 여자개시초기의 한정된 기간에서는 과도적으로 이러한 대전류의 전류지령이 주어져, 그것에 의해 전원측에서 본 부하전류는 각 분할코일에 흐르는 전류의 총화(總和)가 되지만, 병렬 합성코일의 형성에 의해 기동시의 고응답화가 달성되게 된다.As shown in Fig. 6, the pulse width modulation circuit 51 generates four-phase PWM output pulses synchronized with a phase difference of 90 degrees according to the number of split coils N = 4. Switching control of Tr1 to Tr4). The unit period of the PWM output pulse of each phase is shown as Ps in FIG. The output pulse width of each phase is modulated according to the current command, so that the pulse width becomes wider when the current command is a large current so as to be indicated by an arrow B in the middle, and when the current command becomes a small current, the pulse width is Narrows. When the current command is the maximum current, the pulse width of the pulse output of each phase becomes 100% pulses as well as the period. Therefore, in this state, all the transistors are simultaneously conducted so that the split coils 10a to 10d are simultaneously excited in parallel. In the limited period of the initial stage of the excitation, such a large current command is transiently given, whereby the load current viewed from the power supply side becomes a sum of the currents flowing through each of the split coils. High response is achieved.

전류지령이 정상추력 발생을 하기 위한 전류값으로 내려가면, 각 분할코일은 펄스폭변조회로(51)의 PWM 출력펄스에 따라서 상기 4상주기로서 시분할 여자되게 되고, 평균 전원전류는 정격추력 발생을 하기 위한 전류값으로 억제할 수 있다. 이 상태를 도 7에 모식적으로 나타낸다. 도 7에 나타낸 바와 같이, 기간(M)에서는 비교적 큰 전류로서 장치가 순간 최대추력을 발생하고 있고, 거기에 계속되는 기간(N)에서는, 장치는 정상시에 요구되는 정격추진력을 비교적 낮은 전류로 발생하고 있다.When the current command falls to the current value for generating normal thrust, each split coil is time-divided into the four-phase period according to the PWM output pulse of the pulse width modulation circuit 51, and the average power supply current generates the rated thrust. It can be suppressed by the electric current value for following. This state is shown typically in FIG. As shown in Fig. 7, the apparatus generates instantaneous maximum thrust as a relatively large current in the period M, and in the subsequent period N, the apparatus generates the rated thrust force required at normal times with a relatively low current. Doing.

또한, 이상에서 설명한 비례제어의 각 실시예에 있어서, 또한 안정한 여자제어를 하기 위해 고정철심(11)안에 예를들면 홀(hall)소자와 같은 자기센서를 배치하고, 솔레노이드코일에서 발생하는 자계(磁界)의 강도를 검출하고, 이것을 여자제어기내의 전류증폭기의 입력쪽에 피이드백하는 것은 바람직한 것이다.In each embodiment of the proportional control described above, a magnetic sensor such as, for example, a hall element is disposed in the fixed core 11 for stable excitation control, and the magnetic field generated from the solenoid coil ( It is desirable to detect the intensity of i) and feed it back to the input of the current amplifier in the excitation controller.

도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 전자조작장치의 개략적인 구성을나타내는 설명도이며, 본 실시예는 전자밸브의 밸브본체(Ⅴ)를 스프링힘에 대항하여 구동하는 온ㆍ오프동작형의 경우이다.8 is an explanatory view showing a schematic configuration of an electronic operation apparatus according to another embodiment of the present invention, the present embodiment is the on / off operation type to drive the valve body (V) of the solenoid valve against the spring force Is the case.

도 8에 나타내는 바와 같이, 이 전자조작장치는, 서로 전기적으로 독립한 제1분할코일(80a)과 제2분할코일(80b)로부터 이루어지는 솔레노이드코일(80)과, 각 분할코일로부터 발생하는 자속이 공통으로 흐르는 자로(磁路)루프를 형성하도록 솔레노이드코일(80)에 결합된 고정철심(81), 가동철심(82) 및 요크(83)로부터 이루어지는 철심구조체와, 각각의 분할코일에 대한 통전(通電)을 선택적으로 전환제어하는 여자제어기(84)와, 어느 한개 이상의 분할코일이 여자되었을 때에 고정철심(81)에 자기흡인되는 가동철심(82)의 변위에 의거하여 기계적 출력을 밸브본체(Ⅴ)에 전달하는 전달푸시로드(push lod)(85)를 구비하고 있다.As shown in FIG. 8, this electronic control apparatus has the solenoid coil 80 which consists of the 1st split coil 80a and the 2nd split coil 80b electrically independent of each other, and the magnetic flux which generate | occur | produces from each split coil. An iron core structure composed of a fixed iron core 81, a movable iron core 82, and a yoke 83 coupled to the solenoid coil 80 so as to form a common flow path, and energization of each split coil ( The mechanical body outputs the mechanical output based on the displacement of the excitation controller 84 for selectively switching and controlling the moving force, and the movable core 82 which is magnetically attracted to the fixed core 81 when one or more split coils are excited. Is provided with a transfer push rod (85) for delivery.

여자제어기(84)는 각종 회로구성을 취할 수 있고, 도 8의 실시예에서는 솔레노이드코일(80)의 케이스 위로 탑재된 전기부품박스(86)안에 수납되어 있다. 또한 푸시로드(85)의 단부쪽에는 수동으로서 가동철심(82)을 이동시키기 위한 핀(88)이 배치되어 있다.The excitation controller 84 can take various circuit configurations, and is housed in an electrical component box 86 mounted on the case of the solenoid coil 80 in the embodiment of FIG. Moreover, the pin 88 for moving the movable core 82 by hand is arrange | positioned at the end side of the push rod 85. As shown in FIG.

분할코일(80a와 80b)은, 본 실시예에 있어서는 감긴층의 두께방향으로 분할된 2층의 코일층을 형성하고 있어, 제1분할코일(80a)에 비교하여 제2분할코일(80b)은 코일의 선지름이 굵고, 또한 감긴수도 적고, 따라서 코일시정수는 제2분할코일(80b)쪽이 작아져 있다. 즉 제2분할코일(80b)은 여자개시초기의 한정된 기간에 걸쳐서 비교적 큰 전류를 흘려보내는 쪽의 코일이며, 대(大)전류에 의한 발열을 고려하여 제1분할코일(80a)의 외주(外周)위로 감긴층을 겹치고 있다. 물론,히트싱크(heat sink) 이외에 대해서는 어느쪽의 분할코일을 외주쪽으로 하여도 같은 기능을 얻을 수 있는 것은 설명할 것까지도 없다.The split coils 80a and 80b form two coil layers divided in the thickness direction of the wound layer in this embodiment, and the second split coils 80b are compared with the first split coils 80a. The coil diameter is large and the number of turns is small, so the coil time constant is smaller in the second split coil 80b. In other words, the second split coil 80b is a coil which sends a relatively large current over a limited period of the initial stage of excitation. The second split coil 80b has a periphery of the first split coil 80a in consideration of heat generation by a large current. ) The layers rolled up are overlapped. Of course, there is no explanation that the same function can be obtained by using any of the split coils on the outer circumference other than the heat sink.

이 경우의 여자제어기(84)의 구성으로서는, 예를들면 도 4에 나타낸 것과 같은 시한회로(41)에 의한 여자전환회로가 적용 가능하다. 즉, 여자개시초기의 단시간만 제1과 제2의 두개의 분할코일(80a, 80b)을 병렬 여자하여 높은 응답성으로서 고(高)추력을 획득하고, 그 다음에는 한쪽의 제2분할코일(80b)의 여자를 차단하여 나머지 제1분할코일(80a)만의 여자에서 필요한 추력을 획득한다. 제2분할코일(80b)은 시정수가 작고, 따라서 초기의 응답성은 각별히 개선된다.As the configuration of the excitation controller 84 in this case, for example, an excitation switching circuit by the time circuit 41 as shown in FIG. 4 is applicable. That is, only a short time in the beginning of the excitation, the first and second split coils 80a and 80b are excited in parallel to obtain high thrust with high responsiveness, and then a second split coil ( 80b) to block the woman to obtain the required thrust in the woman only the first split coil (80a). The second split coil 80b has a small time constant, and therefore the initial responsiveness is particularly improved.

또, 이 실시예에서는 제1분할코일(80a)은 정상동작용, 제2분할코일(80b)을 고속기동용 코일이라고 하여 각각 하나씩의 분할코일로 구성했을 경우를 나타냈지만, 예를들면 고속기동용(起動用) 분할코일을 복수의 병렬 접속된 분할코일로 구성하거나, 정상동작용 분할코일을 서로 전기적 규격이 다른 복수의 분할코일로 구성하여 결합하여도 된다는 것은 설명할 것까지도 없다.In this embodiment, although the first split coil 80a is composed of a normal coiling motion and the second split coil 80b is composed of one split coil each as a high speed starting coil, for example, for high speed starting. It goes without saying that the split coils may be composed of a plurality of parallel-connected split coils, or the normal moving split coils may be formed by combining a plurality of split coils having different electrical specifications.

또, 이상의 각 실시예 및 변형예는 본 발명의 전형적인 실시형태를 나타낼 뿐이고, 예를들면 각각의 실시예에 개시된 본 발명에 의한 각종 기술적 사상의 추출(抽出)을 교차적으로 결합하거나, 그 외, 당업자에게 자명한 변형은 모두 본 발명의 기술적 범주에 속하는 것이라고 이해해야 한다.In addition, each of the above embodiments and modifications only shows typical embodiments of the present invention, and for example, the extraction of various technical ideas according to the present invention disclosed in the respective examples is alternately combined, or the like. It should be understood that all modifications apparent to those skilled in the art belong to the technical scope of the present invention.

이상으로 설명한 바와 같이, 본 발명에 의한 전자조작장치에서는, 복수의 분할코일의 어느 한개가 여자되어도 공통인 철심구조체에 자속이 흘러, 가동철심에작용하는 자기흡인력을 기계적 출력으로서 밸브본체에 전달할 수 있으므로, 여자제어기에 의해 예를들면 동시에 여자하는 분할코일의 수를 선택적으로 변경하거나, 혹은 다른 시정수의 분할코일에 여자를 전환하거나 할 수 있고, 그 때마다 여자전류의 크기를 적당히 설정하는 것에 의해 여자개시시의 동작의 고속화 및 응답성의 개선을 달성하거나, 혹은 전환후의 전력절약화를 달성할 수 있고, 그 때, 여자개시초기의 기간을 경과한 다음에 전원전류를 적게 하기 위한 조작은 여자코일수를 적게 하거나 코일을 전환하는 것으로 실행할 수 있으므로, 직렬저항의 삽입에 의한 경우에 비해서 낭비로 소비되는 전력을 저감할 수도 있고, 또한 여자코일의 전환을 반도체 스위칭소자로서 실행한다고 해도, 이 스위칭소자는 단시간의 도통기간 다음에 차단하는 동작을 실행하게 되므로서 전력손실의 큰 소자를 사용할 필요는 없고, 따라서 그것을 수납하는 전기부품박스도 솔레노이드코일의 케이스 위로 탑재 가능한 통상의 소형단자박스로서 충분하는등, 현저한 효과를 발휘하는 것이 가능하다.As described above, in the electronic control apparatus according to the present invention, even when any one of the plurality of split coils is excited, the magnetic flux flows through the common iron core structure, and the magnetic attraction force acting on the movable core can be transmitted to the valve body as a mechanical output. Therefore, the excitation controller can, for example, selectively change the number of split coils to be excited at the same time, or switch the excitation to the split coils having different time constants, and set the magnitude of the excitation current appropriately each time. In this way, the operation at the start of excitation can be speeded up and the response can be improved, or the power saving after switching can be achieved. This can be done by reducing the number of coils or switching the coils, which is a waste compared to the case of inserting a series resistor. Even if the power consumption can be reduced and the switching of the excitation coil is performed as a semiconductor switching element, the switching element performs the operation of shutting off after a short conduction period, so it is not necessary to use a large power loss element. Therefore, it is possible to exert a remarkable effect, such that an electrical component box for storing it is also sufficient as a normal small terminal box that can be mounted on a case of a solenoid coil.

Claims (19)

스프링힘에 대항하여 기계적 출력을 밸브본체에 작용시키는 전기ㆍ기계변환기로서의 전자조작장치에 있어서,In an electronic control device as an electric / mechanical converter that applies a mechanical output to a valve body against a spring force, 서로 전기적으로 독립된 복수의 분할코일로서 되는 솔레노이드코일과, 각 분할코일에서 발생하는 자속이 공통으로 흐르는 자로루프(磁路loop)를 형성하도록 솔레노이드코일에 결합된 고정철심, 가동철심 및 요크로서 되는 철심구조체와, 각각의 분할코일에 대한 통전을 선택적으로 전환제어하는 여자제어기와, 어느 한개 이상의 분할코일이 여자되었을 때에, 고정철심에 자기흡인(磁氣吸引)되는 가동철심의 변위에 의거한 기계적 출력을 밸브본체에 전달하는 전달기구를 구비한 것을 특징으로 하는 전자조작장치.A solenoid coil that is a plurality of split coils that are electrically independent of each other, and a fixed core, a movable core, and a yoke that are coupled to the solenoid coil so as to form a magnetic loop in which the magnetic flux generated in each split coil flows in common. A mechanical output based on the structure, an excitation controller for selectively switching and controlling the energization of each of the split coils, and a displacement of the movable core that is attracted to the fixed iron core when one or more split coils are excited. Electronic control device characterized in that it comprises a transmission mechanism for transmitting to the valve body. 제1항에 있어서, 상기 분할코일이, 솔레노이드코일의 감긴층의 두께방향으로 분할된 복수층의 분할코일층으로서 되는 것을 특징으로 하는 전자조작장치.2. The electronic operating apparatus according to claim 1, wherein the split coil is a plurality of split coil layers divided in a thickness direction of a wound layer of a solenoid coil. 제1항에 있어서, 상기 분할코일이, 솔레노이드코일의 축방향으로 서로 겹쳐서 배치된 복수의 단척(短尺) 솔레노이드로서 되는 것을 특징으로 하는 전자조작장치.The electronic operating apparatus according to claim 1, wherein the split coils are formed as a plurality of short solenoids arranged so as to overlap each other in the axial direction of the solenoid coil. 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 각 분할코일이 전기적으로 서로 거의 같은동일규격을 가지는 것을 특징으로 하는 전자조작장치.4. The electronic operating apparatus according to claim 2 or 3, wherein each of the split coils has substantially the same standard as each other. 제1항∼제4항의 어느 한 항에 있어서, 상기 여자제어기가, 각 분할코일을 순서대로 시분할 여자(勵磁)하는 전환회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자조작장치.The electronic control apparatus according to any one of claims 1 to 4, wherein the excitation controller includes a switching circuit which performs time division excitation on each of the split coils in order. 제1항∼제4항의 어느 한 항에 있어서, 상기 여자제어기가, 여자개시초기의 한정된 기간에 걸쳐서 복수의 분할코일을 동시에 병렬 여자하고, 그 다음에, 그 중 적어도 한개의 분할코일의 여자를 실질적으로 차단하여 나머지 분할코일의 여자상태를 유지하는 시한(時限)회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자조작장치.5. The excitation controller according to any one of claims 1 to 4, wherein the excitation controller simultaneously excites a plurality of split coils in parallel over a limited period of time during the initial stage of excitation and then excites at least one of the split coils. An electronic control device comprising a time limit circuit that substantially blocks and maintains an excitation state of the remaining split coils. 제1항∼제6항의 어느 한 항에 있어서, 상기 여자제어기가, 외부에서 주어지는 지령전류(電流)값에 따른 크기의 여자전류를 발생하는 전류증폭회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자조작장치.The electronic operation device according to any one of claims 1 to 6, wherein the excitation controller includes a current amplifier circuit for generating an excitation current having a magnitude corresponding to a command current value supplied from the outside. 제5항에 있어서, 상기 여자제어기가, 각 분할코일마다 각각 여자전류를 스위칭하는 복수의 반도체 스위칭소자와, 동기신호에 따라서 분할코일의 수에 따른 위상차로서 각 반도체 스위칭소자를 주기적으로 순차 펄스전류(轉流)제어로서 스위칭구동하는 펄스폭변조회로와, 외부에서 주어지는 지령전류값에 따른 크기의 여자전류를 발생하는 전류증폭회로를 포함하고, 지령전류값에 따라서 전류증폭회로의 출력에 의해 펄스폭변조회로의 출력펄스폭을 변화시키고, 각 반도체 스위칭소자의 동작시간폭을 상기 출력펄스폭에 따라서 변화시키도록 한 것을 특징으로 하는 전자조작장치.6. The pulse excitation circuit according to claim 5, wherein the excitation controller performs a sequential pulse current on each of the semiconductor switching elements as a phase difference depending on the number of split coils according to a plurality of semiconductor switching elements for switching the excitation current for each split coil. A pulse width modulation circuit for switching and driving as a control, and a current amplifier circuit for generating an excitation current having a magnitude corresponding to the command current value supplied from the outside, and pulsed by the output of the current amplifier circuit according to the command current value. And an output pulse width of the width modulation circuit, and an operation time width of each semiconductor switching element to be changed according to the output pulse width. 제8항에 있어서, 상기 여자제어기가, 지령전류값이 여자개시초기의 최대추력(推力) 지령전류값에 대응할 때에는 각 반도체 스위칭소자의 동작시간의 겹치기가 최대가 되도록, 또 지령전류값이 비례제어를 하기 위한 정상추력 지령전류값에 대응할 때에는, 각 반도체 스위칭소자 상호의 동작시간의 겹치기를 실질적으로 없애도록 펄스폭변조회로의 전류(轉流)주기와 위상차를 제어하는 동기회로를 또한 포함하는 것을 특징으로 하는 전자조작장치.9. The method according to claim 8, wherein the excitation controller is configured such that when the command current value corresponds to the maximum thrust command current value of the initial start of the excitation, the overlap of the operation time of each semiconductor switching element is maximized, and the command current value is proportional. When corresponding to the normal thrust command current value for control, the circuit further includes a synchronization circuit for controlling the current cycle and phase difference of the pulse width modulation circuit so as to substantially eliminate overlap of operation time of each semiconductor switching element. Electronic operation apparatus, characterized in that. 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 분할코일이, 제1분할코일과 제2분할코일을 포함하고, 제1분할코일의 코일시정수와 제2분할코일의 코일시정수가 서로 달라져 있는 것을 특징으로 하는 전자조작장치.4. The split coil according to claim 2 or 3, wherein the split coil comprises a first split coil and a second split coil, and a coil time constant of the first split coil and a coil time constant of the second split coil are different from each other. Electronic operation device. 제10항에 있어서, 상기 제2분할코일의 코일시정수가 제1분할코일의 시정수보다 작은 것을 특징으로 하는 전자조작장치.The electronic control apparatus according to claim 10, wherein the coil time constant of the second split coil is smaller than the time constant of the first split coil. 제11항에 있어서, 상기 제2분할코일의 선(線)지름이 제1분할코일의 선지름보다 굵은 것을 특징으로 하는 전자조작장치.12. The electronic control apparatus according to claim 11, wherein a line diameter of the second split coil is thicker than a line diameter of the first split coil. 제10항∼제12항의 어느 한 항에 있어서, 상기 제1분할코일과 제2분할코일의 어느 한쪽의 코일의 감긴층의 외주(外周)에 다른쪽의 코일의 감긴층이 동심형상으로 적층되어 있는 것을 특징으로 하는 전자조작장치.The coil wound layer of the other coil is laminated concentrically in the outer periphery of the coil winding layer of any one of the said 1st split coil and the 2nd split coil, Electronic operation apparatus characterized in that. 제11항∼제13항의 어느 한 항에 있어서, 상기 여자제어기가, 여자개시초기의 한정된 기간에 걸쳐서 제2분할코일을 제1의 전류값으로 여자하고, 그 다음에, 제2분할코일의 여자를 실질적으로 차단함과 동시에, 제1분할코일을 제1의 전류값보다 낮은 제2의 전류값으로 여자하는 전류전환회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자조작장치.The excitation controller according to any one of claims 11 to 13, wherein the excitation controller excites the second split coil to the first current value for a limited period of time during the initial start of the excitation, and then the excitation of the second split coil. And a current switching circuit for substantially blocking and exciting the first split coil to a second current value lower than the first current value. 제14항에 있어서, 상기 외부에서 주어지는 지령전류값에 따른 크기의 여자전류를 발생하는 전류증폭회로를 또한 구비하는 것을 특징으로 하는 전자조작장치.15. The electronic control apparatus according to claim 14, further comprising a current amplifier circuit for generating an excitation current having a magnitude in accordance with the externally given command current value. 제7항∼제9항 또는 제15항의 어느 한 항에 있어서, 상기 여자제어기가, 솔레노이드코일에 흐르는 부하전류의 크기를 검출하는 전류검출수단과, 전류증폭회로에 상기 전류검출수단의 검출전류값에 따라서 부궤환(負饋還)을 거는 전류피드백회로를 또한 구비한 것을 특징으로 하는 전자조작장치.16. The detection current value according to any one of claims 7 to 9 or 15, wherein the excitation controller detects the magnitude of the load current flowing through the solenoid coil, and the detection current value of the current detection means in the current amplifier circuit. And an electric current feedback circuit for applying negative feedback according to the present invention. 제7항∼제9항, 제15항 또는 제16항의 어느 한 항에 있어서, 상기 솔레노이드코일에서 발생하는 자계의 강도를 검출하는 자기센서와, 전류증폭회로에 자기센서의 검출출력에 따라서 부궤환을 거는 자기피드백회로를 또한 구비한 것을 특징으로 하는 전자조작장치.The magnetic sensor according to any one of claims 7 to 9, 15 or 16, which detects the strength of the magnetic field generated in the solenoid coil, and negative feedback according to the detection output of the magnetic sensor to the current amplifier circuit. And an electronic feedback circuit for hanging. 제7항∼제9항 또는 제15항∼제17항의 어느 한 항에 있어서, 상기 가동철심의 변위량을 검출하는 변위센서와, 전류증폭회로에 변위센서의 검출출력에 따라서 부궤환을 거는 위치피드백회로를 또한 구비한 것을 특징으로 하는 전자조작장치.The position feedback according to any one of claims 7 to 9 or 15 to 17, wherein the displacement sensor detects the displacement amount of the movable iron core and the negative feedback is applied to the current amplifier circuit according to the detection output of the displacement sensor. An electronic operating apparatus, further comprising a circuit. 제1항∼제18항의 어느 한 항에 있어서, 상기 유체압력 또는 유량의 제어, 유체의 흐름방향의 전환, 또는 유로의 개폐의 어느 것인가를 제어하기 위한 밸브본체에 대하여 스프링힘에 대항하여 기계적 출력을 작용시키는 전기ㆍ기계변환기로서, 전자조작장치를 구비한 것을 특징으로 하는 전자조작밸브.19. The mechanical output according to any one of claims 1 to 18 against a spring force to a valve body for controlling the fluid pressure or flow rate, changing the flow direction of the fluid, or opening or closing the flow path. An electric / mechanical converter for actuating a pressure, comprising an electronic control device.
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