NO871690L - Induksjonsspole. - Google Patents

Description

Denne oppfinnelse vedrører en induksjonsspole og nærmere bestemt en indukssjonsspole for bruk i et digitalt styresystem.

Et kjent styresystem anvender et digitalt signal til å styre utmatningen fra en styreinnretning, slik som en servoventil. Det er imidlertid nødvendig i kjente styresystemer å omdanne et digitalt styresignal til et analogt styresignal for tilførsel til en analog styreanordning for denne funksjon.

Det er en ulempe med kjente anordninger at digitale-til-analoge omformere er unøyaktige eller kostbare hvis nøyaktig-het skal bygges inn i systemet.

Den foreliggende oppfinnelse er knyttet til å tilveiebringe en relativt rimelig styreinnretning for bruk med styre-innretninger slik som servoventiler.

Ifølge den foreliggende oppfinnelse omfatter en induksjonsspole for bruk med en styreinnretning uavhengige viklinger anordnet i serie om en felles akse, idet en første vikling frembringer et utgangssignalet og en andre vikling frembringer et andre utgangsslgnal av større styrke enn det for den første viklingen.

Fortrinnsvis er differansen i utgangsslgnal frembragt ved å forsyne den første viklingen med et mindre antall tørn enn den andre viklingen. Dermed, når inngangssignalet til hver vikling er av identisk styrke, vil utgangssignalene derfra ha forskjellige styrker.

Induksjonsspolen kan dannes med et hvilket som helst antall viklinger med en to.

Viklingene vil fortrinnsvis være anordnet i serie, med den første viklingen i serie som nevnte første vikling og den siste viklingen i serien som den nevnte andre viklingen. Fortrinnsvis har hver vikling i serien større antall tørn enn den foregående vikling i serien.

I en foretrukket utførelsesform er antallet av turn på hver vikling i serien slik at den eksklusive energisering av suksessive stigende viklinger i serien vil frembringe en dobling av den magnetomotoriske kraft som frembringes av den eksklusive energisering av den foregående vikling.

Viklingene i induksjonsspolen er fortrinnsvis anordnet til å frembringe en variabel magnetomotorisk kraft. I et slikt tilfelle kan den magnetomotoriske kraften varieres mellom null når ingen viklinger energiseres og et maksimum når samtlige av viklingene energiseres. Dessuten kan viklingene energiseres ved hjelp av diskrete energiserende kombinasjoner avhengig av nivået av magnetomotorisk kraft som behøves.

Fortrinnsvis er variasjonen i den magnetomotoriske kraften for induksjonsspolen i inkrementene trinn. Nivået av hvert trinn er fortrinnsvis lik i styrke med nivået av den magnetomotoriske kraft som frembringes ved energisering av den første viklingen. I dette tilfellet vil den magnetomotoriske kraften for den respektive vikling i serien være 2^ n~^-^ x den magnetomotoriske kraften for den første viklingen, hvor n er lik antallet av viklinger i serien.

I en foretrukket utførelsesform er viklingene anordnet konsentrisk relativt hverandre.

Alternativt kan viklingene anordnes på en linje eller som en serie av grupper av konsentriske anbragte viklinger på en linje.

Alternativt kan hver av viklingene forsynes med et identisk antall av tørn av elektrisk ledende materiale av eksempelvis koppertråd og den første viklingen har et inngangssignal som har mindre styrke enn innmatningen til den andre viklingen. Dessuten kan differansen i utgangssignalet fra viklingene oppnås ved en kombinasjon av endring av antallet av viklingstørn og inngangssignalet til viklingen.

Innmatningen til eller antallet av tørn i viklingen kan justeres/varieres for å ta i betraktning eventuell uline-aritet i styreventilen.

Oppfinnelsen omfatter også en styreinnretning som innbefatter en induksjonsspole i henhold til foreliggende oppfinnelse.

Styreanordningen er fortrinnsvis en servoventil, og helst en klaff-dyseventil som har en kraftmotor som omfatter minst to av induksjonsspolene i henhold til foreliggende oppfinnelse.

Styreanordningen kan alternativt være en solenoldventil som har minst en induksjonsspole i henhold til oppfinnelsen.

En vikling som anvendes i en styreanordning lages slik at antallet av turn for hver av viklingene kan tilpasses for derved å frembringe en lineær utmatning fra styreanordningen.

Den foreliggende oppfinnelse omfatter også et digitalt styresystem som har en digital styreenhet med en styreanordning i henhold til foreliggende oppfinnelse, idet utgangen fra en seksjon av den digitale styreenheten er koplet til den første av viklingene og utgangen av de andre seksjonene for styreenheten er sekvensmessig koplet til de øvrige viklinger i serien. Den digitale styreenheten kan omfatte mekanisk betjenbar binær omvekslere eller alternativt et digitalt datamaskinmiddel.

Oppfinnelsen skal nå beskrives med eksempels form med henvisning til de vedlagte tegninger.

Fig. 1 viser et skjematisk riss over den første induksjonsspolen ifølge den foreliggende oppfinnelse. Fig. 2 viser et skjematisk riss av den andre induksjonsspolen ifølge den foreliggende oppfinnelse. Fig. 3 viser en skjematisk fremstilling av en første

styreenhet ifølge den foreliggende oppfinnelse.

Fig. 4 viser en skjematisk fremstilling over en andre

styreenhet ifølge oppfinnelsen.

Idet der nå vises til fig. 1 på tegningene, omfatter en induksjonsspole 11 en serie av uavhengige viklinger 12, 13, 14 anordnet på en linje om en felles akse X - X, en kraftkilde 15, og en digital styreenhet 16.

Viklingene er anordnet slik at antallet av tørn av elektrisk ledende materiale hos viklingene er slik at den første viklingen 12 har minst antall tørn, og en siste vikling 14 har det største antallet av tørn hvor viklingen 13 har et antall av tørn som ligger mellom de andre to.

Antallet av tørn på hver vikling er slik at eksklusiv energisering av den siste viklingen 14 ved hjelp av kraft-kilden 15 vil frembringe en magnetomotorisk kraft som er to ganger nivået av kraften som frembringes ved energisering av den mellomliggende viklingen 13 og fire ganger den som frembringes ved energisering av den første viklingen 12.

Den magnetomotoriske kraften som frembringes ved hjelp av induksjonsspolen 11 for en enhet av energiserende strøm variereres som reaksjon på et styresignal fra den digitale styreenheten 16 mellom null når ingen av viklingene 12, 13, 14 energiseres og et maksimum når samtlige av viklingene 12, 13, 14 energiseres i inkrementelle trinn. Hvert inkrementene trinn er i alt vesentlig lik den magnetomotoriske kraften som frembringes ved energisering av kun den første viklingen 12.

Med henvisning til fig. 2 er der vist en andre induksj onsspole som er tilsvarende den som er beskrevet med henvisning til fig. 1, bortsett fra at i dette tilfellet er viklingene i induksjonsspolen anordnet konsentrisk. Den første viklingen 12 er den innerste, viklingen 14 den ytterste og viklingen 13 beliggende mellom disse to viklinger.

Idet der nå vises til fig. 3, omfatter et digitalt styresystem 2 induksjonsspoler 11 som beskrevet med henvisning til fig. 1, en digital styreenhet 16, en kraftkilde 15, eksempelvis et effektforsterkermiddel, og en klaff-dyse servoventil 21.

Servovent i len 21 kan være av en hvilken som helst konven-sjonell konstruksjon som har en mekanisk tilbakekopllngs-utkrager 22 med en armatur 22a som forløper derigjennom og derfor vil ingen detaljert beskrivelse bli gitt. Den eneste forskjellen er innbefatningen av to induksj onsspoler 11 i forhold til utkragerens 22 armatur.

Utkrageren 22 er montert slik at enden 22a derav er plassert mellom de to bestemte grupper av viklinger A, B. Viklingene er innrettet slik at de to første viklingene 12 i hver gruppe er nærmest utkrageren 22 og de andre viklingene 14 i hver gruppe er lengst derfra.

Fluidumsutmatningen fra servoventilen styres ved hjelp av den digitale styreenheten 16 som sender et binært signal til effektforsterkermidlet 15. Det binære signalet kan omfatte et fire bits binært ord, i hvilket tilfellet tre av bits'ene i det binære ordet anvendes til å aktivere eller inaktivere en separat forsterker (Ikke vist) og den fjerde biten anvendes til å endre polariteten av utmatningen fra respektive forsterkere i effekt f or sterkermidlet 15. Som et eksempel på operasjonen, kan binære ord av nummerisk verdi mindre enn åtte anordnet til å frembringe en negativ utmatning fra de respektive forsterkere og binære ord av nummerisk verdi større enn eller lik åtte en positiv utmatning derfra.

Utmatningen fra hver respektive forsterker leveres til den respektive vikling 12, 13, 14 slik at det er mulig å energisere individuelt hver vikling eller å energisere en hvilken som helst kombinasjon av viklingene 12, 13, 14 avhengig av verdien av det binære ordet som sendes til effektforsterkermidlet 15.

Med henvisning til fig. 4 er vist et andre digitalt styresystem tilsvarende det som er beskrevet med henvisning til fig. 3, og omfatter en induksjonsspole 11 som beskrevet i fig. 1, en digital styreenhet 16, en kraftkilde 15, og en solenoidventilstyreanordning 23.

Solenoidventilen 23 har en spole 24 som er bevegelig i et hylster ved hjelp av induksjonsspolen 11 til å styre flui-dumsstrømmen som passerer fra en innløpsport 25 til en utløpsport 26.

Solenoidventilen er innrettet slik at viklingene 12, 13, 14 er montert med den andre viklingen 14 støtende mot en vegg 29 som deler spolen 23 fra viklingene med den første viklingen lengst fra denne vegg 29 og den andre viklingen nærmest denne.

Spolen 23 beveges Innenfor hylsteret ved hjelp av virkningen fra en armatur 27 som har en legemsdel 27a og en stavseksjon 27b som støter an mot en ende 23a av spolen.

Stavseksjonen 27b på armaturen 27 passerer gjennom en åpning 28 i veggen 29 slik at legemsdelen 27a opptas innenfor viklingene. Armaturen 27 beveges langs den langsgående aksen om hvilken viklingene er viklet.

En fjær 30 er også tilveiebragt som virker mellom veggen 29 og enden 23 på spolen til å sikre at når viklingene inaktiv-eres, går spolen tilbake til posisjon hvor utløpsporten 25 er lukket.

Strømningen fra solenoidventilen 23 styres av den digitale styreenheten 16 som sender et binærtt ord til kraftkilde-midlet 15 som tidligere beskrevet (med henvisning til fig. 3). Solenoidventilen 23 er derfor direkte styrt av digitale signaler som sendes fra den digitale styreenheten 16.

Claims (11)

1. Induksj onsspole for bruk med en styreanordning, omfattende uavhengige viklinger anordnet i serie om en felles akse, karakterisert ved at en første vikling (12) frembringer et utgangsslgnal og en andre vikling (14) frembringer et andre utgangsslgnal av større styrke enn det for den første viklingen.

2. Induksj onsspole som angitt i krav 1, karakterisert ved at differansen i utgangsslgnal frembringes ved å forsyne den første viklingen med et mindre antall tørn enn den andre viklingen.

3. Induksj onsspole som angitt i krav 1 eller 2, karakterisert ved at viklingene er anordnet i serie med den første viklingen i serien som nevnte første vikling og den siste viklingen i serien som nevnte andre vikling.

4. Induksjonsspole som angitt i et hvilket som helst av de foregående krav, karakterisert ved at hver vikling i serien har et større antall tørn enn den foregående vikling i serien.

5. Induksjonsspole som angitt i et hvilket som helst av de foregående krav, karakterisert ved at antallet av tørn på hver vikling i serien er slik at ekslusiv energisering av suksessive stigende viklinger i serien vil frembringe en dobling av den magnetomotoriske kraften som frembringes ved den eksklusive energisering av den foregående vikling.

6. Induksjonsspole som angitt i et hvilket som helst av de foregående krav, karakterisert ved at viklingene i induksjonsspolen fortrinnsvis er anordnet til å frembringe en variabel magnetomotorisk kraft.

7. Induksjonsspole som angitt I et hvilket som helst av de foregående krav, karakterisert ved at variasjonen av den magnetomotoriske kraften som frembringes av induksj onsspolen er i inkrementert trinn, hvor hvert av disse trinn har lik styrke til nivået av den magnetomotoriske kraft som frembringes ved energisering av nevnte første vikling.

8. Induksj onsspole som angitt i krav 1 eller krav 3 eller et hvilket som helst av kravene 5 til 7, karakterisert ved at hver av viklingene kan forsynes med et identisk antall av tørn av elektrisk ledende materiale, eksempelvis koppertråd, og at den første viklingen har et inngangssignal som har mindre styrke enn innmatningen til den andre viklingen.

9. Styreanordning som Innbefatter en induksjonsspole som angitt i et hvilket som helst av de foregående krav.

10. Styreanordning som angitt i krav 9, karakterisert ved at styreanordningen er en klaffdyse (flapper nozzle) servo-ventil.

11. Digitalt styresystem som har en digital styreenhet med en styreanordning som angitt i krav 9, karakterisert ved at utgangen fra en seksjon av den digitale styreenheten er koplet til den første av viklingene og utgangen fra de andre seksjonene av styreenheten er sekvensmessig tilkoplet de øvrige viklinger i serien.