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JPS649827B2 - - Google Patents

Info

Publication number
JPS649827B2
JPS649827B2 JP58164931A JP16493183A JPS649827B2 JP S649827 B2 JPS649827 B2 JP S649827B2 JP 58164931 A JP58164931 A JP 58164931A JP 16493183 A JP16493183 A JP 16493183A JP S649827 B2 JPS649827 B2 JP S649827B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
frequency
voltage
electromagnets
control device
armature
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
JP58164931A
Other languages
English (en)
Other versions
JPS59162759A (ja
Inventor
Behiru Yosefu
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
BORUFUGYANKU KURETSUKUNERU
Original Assignee
BORUFUGYANKU KURETSUKUNERU
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by BORUFUGYANKU KURETSUKUNERU filed Critical BORUFUGYANKU KURETSUKUNERU
Publication of JPS59162759A publication Critical patent/JPS59162759A/ja
Publication of JPS649827B2 publication Critical patent/JPS649827B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L9/00—Valve-gear or valve arrangements actuated non-mechanically
    • F01L9/20—Valve-gear or valve arrangements actuated non-mechanically by electric means
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F7/00—Magnets
    • H01F7/06—Electromagnets; Actuators including electromagnets
    • H01F7/08—Electromagnets; Actuators including electromagnets with armatures
    • H01F7/18—Circuit arrangements for obtaining desired operating characteristics, e.g. for slow operation, for sequential energisation of windings, for high-speed energisation of windings

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Valve Device For Special Equipments (AREA)
  • Reciprocating, Oscillating Or Vibrating Motors (AREA)
  • Magnetically Actuated Valves (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、電磁作動式制御装置の活性化方法及
び活性化装置に関する。
西ドイツ特許出願公開公報2630512から、対向
する方向に働く２つのばねと、非動作状態では両
ばねにより与えられる中間位置に支持され、動作
状態では２つの電磁石に駆動されることにより一
方のばねに抗する第１の終端位置（開放位置）と
他方のばねに抗する第２の終端位置（閉鎖位置）
との間で移動される磁化可能な電機子と、該電機
子に結合された最終制御要素とからなる振動シス
テムを備えた電磁作動式制御装置が公知になつて
いる。電機子が両電磁石の中間にある非動作状態
からどのようにして電磁石の１つに接する活性状
態にもたらされるかに関して上記公報には記載が
ない。電磁石の１つの励起による活性化には著し
い電流強度が必要であるが、これは一方において
活性化前の電機子と電磁石との間に空〓が極めて
大きく、他方これに属するばねの力を克服しなけ
ればならないためである。
この種の制御装置を活性化するため、西ドイツ
特許出願公開公報3024109では固定装置が提案さ
れており、これにより静止位置の場所を移動する
ことができ、最終制御要素と結合した磁化可能な
電機子が電磁石の１つと接触するため、最終制御
要素は電磁石の活性化の際に、固定装置を解くと
電磁石と接触したままである。電機子が電磁石の
１つと接触している時、制御装置は活性化状態に
あり、電磁石の励起のみによつていずれかの最終
位置まで移動することができる。しかしながら、
この制御装置に含まれる固定装置は、比較的大き
な構造経費及び空間を必要とし、固定装置をも含
めた制御装置を少なからず高価なものとする。
本発明の目的は、装置全体の構造を簡単にする
と共に、高い信頼性をもつて機能することが可能
な電磁作動式制御装置の活性化方法及び活性化装
置を提供することにある。
本発明によれば最終制御要素とこれに固定され
た電機子および対向して働く両ばねからなる振動
システムは共振励起により揺り動かされ、電機子
は一方の電磁石の励起が停止する時までにはそこ
に停止できる程電磁石の近くに達する。従つてシ
ステムにエネルギーが供給される活性化のために
は、高い電流強度を必要としない。これはエネル
ギー供給が幾つかのサイクルで行われるためであ
る。電磁石の励起周波数が振動過程開始時に振動
システムの固有周波数より大きいことにより、活
性化過程の間に最も有効な励起が行われる共振周
波数に実際達することが確実となる。励起周波数
が振動開始の後連続的にゼロへと減少して行く
と、最終制御要素は一方または他方の最終位置に
交互に達するが、中間位置に戻つて静止する危険
はない。従つて本発明による方法では全体として
機能の信頼できる、制御装置の僅かの構造費用と
結び付く活性化が得られる。
制御装置を対称的な有利な構造とするために
は、電磁石を、50％の開閉比でかつ180゜異なつた
位相で励起するようにすればよい。というのは、
一方の電磁石の方向に電機子が移動するそれぞれ
の半振動の間に、該一方の電磁石から電機子を吸
引する力が発生すれば、振動励起を特に強力にす
ることが可能となるからである。
本発明の活性化方法を実施するための活性化装
置は、冒頭で述べたような公知の制御装置におい
て、 (a) 振動システムの固有周波数よりも大きな周波
数から充分な時間をかけて振動システムの固有
周波数まで徐々に減少すると共に、さらに振動
システムの固有周波数から連続的にゼロの周波
数まで減少する交流電圧信号を供給するための
信号発生回路と、 (b) 信号発生回路からの交流電圧信号を受けて、
これにより両電磁石を交互に励起するための終
段回路と、 (c) 信号発生回路からの交流電圧信号の周波数が
所定値まで下つた時に、一方の電磁石を励起し
たままに保持するための回路２８，３２と、 で構成されている。
信号発生回路は、具体的には、大きさが連続的
に減少する直流電圧を供給するための直流電圧発
生回路と、該直流電圧発生回路からの直流電圧を
受けて、これに応じた周波数の交流電圧信号を供
給するための電圧／周波数変換器とから構成す
る。
一方の電磁石を励起したままに保持するための
回路は、具体的には、信号発生回路からの交流電
圧信号の周波数がゼロになつた時に、切り換えス
イツチを介して終段回路に接続される保持回路を
備えており、これにより制御装置の制御運転への
切り換えを容易に行うことができる。
最終制御要素がその開放位置又は閉鎖位置に達
した時に初めて振動システムの励起が確実に終る
ようにするために、信号発生回路は、最終制御要
素の位置確認のために設けられたセンサーと結合
しており、該センサーは、最終制御要素が開放位
置又は閉鎖位置に達したことを検知すると、信号
発生回路からの交流電圧信号の周波数減少を促進
するように作用するようになつている。
センサーは、好ましくは、電磁石の１つへの電
流の変化に反応する誘導コイルで構成されてお
り、これによりセンサーを簡単で安価なものとす
ることができる。
技術の現況を示すためにピストン機械用の電磁
的弁制御を開示している西ドイツ特許出願公開公
報2815849を指摘する必要があろう。この弁制御
では唯一つの電磁石が設けられており、これは励
起状態で弁体（最終制御要素の一例）と結合した
電機子を吸引し、弁体は閉鎖ばねの力に抗して開
放位置へと移動する。電磁石の励起のため、この
場合も方形電圧信号が供給される。しかしなが
ら、この公知技術の欠点は、比較的高い電流強度
と多くの電気エネルギーを必要とすることであ
り、これは弁開放に必要なすべてのエネルギーを
電気的に調達しなければならないためである。
本発明が対象とする電磁作動式制御装置は、た
とえば排除機械での発振運動できる最終制御要
素、特に内燃機関のガス逆転弁になど、多方面に
用途がある。
以下添付図面に基づいて、本発明の一実施例を
詳細に説明する。第１図において、２は最終制御
要素としてのポペツト弁を示し、その軸４には電
機子６が固定されている。軸４はケーシング８の
内部に摺動自在に挿設されており、断面が略Ｕ字
形の電磁石の鉄心１０を貫通しており、この鉄心
１０には巻線１２が巻回されている。ケーシング
８には鉄心１０と向い合つて第２の電磁石のいま
１つの鉄心１４が配設されており、その巻線は１
６で示す。両電磁石はケーシング８の凹部の内部
に配置され、相互の間隔はブシユ１８により保た
れ、またケーシング８に固くねじ込まれたカバー
２０により保持されている。鉄心１４と電機子６
の間にコイルばね２２が働いている。鉄心１０と
電機子６の間にはいま１つのコイルばね２４が働
いている。両コイルばね２２，２４は互いに反対
方向に働き、両鉄心１０，１４の間の中間位置に
電機子６を保つ。
コイルばね２２，２４は、電機子６およびポペ
ツト弁２と共に振動システムを形成し、その固有
周波数はポペツト弁２の操作のための最大作業周
波数より大きい。
巻線１２，１６を交互に励起するために終段回
路２６が設けられ、これは切換スイツチ２８を通
じ電圧／周波数変換器３０又は保持回路３２と結
合可能である。
電圧／周波数変換器３０の入力端子には直流電
圧発生回路３４が接続されており、これは更に切
換スイツチ２８と結合している。
点線で示された導線３６は鉄心１４に取付けら
れたセンサー３８を分析回路４０を介して直流電
圧発生回路と接続している。
直流電圧発生回路３４及び保持回路３２を除
き、上記の回路構成要素はその構造自体公知のも
のであり、従つて詳しくは説明しない。但し、保
持回路３２は発明に直接関係がないので、直流電
圧発生回路３４についてのみ、後に詳しく述べる
ことにする。
次に第１図に示す回路の動作を、第２図を参照
しながら説明する。
まず、スタートキー４２（後に第３図にて示
す）の操作により直流電圧発生回路３４は、直接
切換スイツチ２８と結合した出力端子において、
第２図ａに示すような、一定の方形直流電圧を発
生し、これにより切換スイツチ２８が作動して、
電圧／周波数変換器３０と終段回路２６とが接続
される。一方、直流電圧発生回路３４の電圧／周
波数変換器３０と結合した出力端子では、第２図
ｂに示すように、時間と共に徐々に減少する直流
電圧が発生される。
電圧／周波数変換器３０の切換スイツチ２８と
結合した出力端子では、第２図ｃに示すように、
開閉比50％の方形交流電圧信号が発生され、その
周波数は、直流電圧発生回路３４からの徐々に減
少する直流電圧に従つて、振動システム２，６，
２２，２４の固有振動数（共振周波数）より最初
は大きく、供給される電圧の減少に伴つて減少す
る。この方形交流電圧信号は、切換スイツチ２８
を通つて終段回路２６に供給され、この終段回路
２６の作用により、両電磁石１０，１２，１４，
１６が180゜異なる位相で交互に励起されて、振動
システム２，６，２２，２４が振動を開始する。
最初のうちは、振動システム２，６，２２，２４
の振動周波数は、その固有振動数よりも大きく、
振幅も小さい状態が続くが、供給される方形交流
電圧信号の周波数が振動システム２，６，２２，
２４の固有振動数と同じになると、振動システム
２，６，２２，２４が共振をはじめて、大きな振
幅で振動する。振動システム２，６，２２，２４
の電機子６は、鉄心１０または１４に直接接する
極端位置に移動するのが望ましいが、ポペツト弁
２は閉鎖位置において図示されていない弁座を密
着するため、閉鎖位置において、電機子６と鉄心
１４の間に小さい間〓が残る可能性がある。この
間〓はもとより、ポペツト弁２を閉鎖位置に保つ
のに必要な巻線１６に流すべき電流を著しく増大
させる。
図示した例では可聴周波数領域またはそれ以上
の機械的振動に反応する構成要素であるセンサー
３８は、巻線１２または１６の１つへの引き込み
線の１つから成る誘導コイルであつてもよい。電
機子６が一方の鉄心１４に当たる時、巻線１２を
通る電流は突然変化し、誘導コイルの中に電圧信
号を誘起し、これは分析回路４０で分析すること
ができる。
以下第３図に基づいて直流電圧発生回路３４の
具体的構成を説明する。
スタートキー４２はフリツプフロツプ４４のセ
ツト入力端子と結合されており、フリツプフロツ
プ４４の出力端子は積分器４６の入力端子と結合
している。積分器４６の出力端子はコンパレータ
４８の入力端子につながると共に、導線５０によ
り電圧／周波数変換器３０につながつている。コ
ンパレータ４８の出力端子は導線５２を通じフリ
ツプフロツプ４４のリセツト入力端子と結合する
と共に、導線５４を通じ切換スイツチ２８と結合
している。運転状態ではスタートキー４２の操作
の後積分器４６の出力端子に、積分器４６で予め
設定可能な値から低下する電圧が生じる。この電
圧がコンパレータ４８で設定可能な一定の値
（Vref）、たとえばゼロにまで低下すると、直ちに
導線５４を通じて切換スイツチ２８が切り換えら
れると共に、導線５２を通じてフリツプフロツプ
４４がリセツトされる。
センサー３８の出力端子と結合している分析回
路４０はいま１つのフリツプフロツプ５６のセツ
ト入力端子と結合しており、フリツプフロツプ５
６のリセツト入力端子はコンパレータ４８の出力
端子と結合している。一方、フリツプフロツプ５
６の出力端子は積分器４６のいま１つの入力端子
につながり、これを通じ積分器４６の時間定数を
変えることができる。フリツプフロツプ５６のセ
ツト入力端子が分析回路４０から信号（第２図
ｄ）を受けると、直ちに積分器４６の出力電圧が
点線で示したように急速に降下する。
周波数ゼロが既に小さい電圧で達せられコンパ
レータ４８の基準電圧（Vref）がこの値以下であ
るように電圧／周波数変換器３０が設定されてい
ると、周波数ゼロ到達に対する切換スイツチ２８
の切り換えは僅かな時間遅延を伴つて行われる。
積分器４６により作られる電圧の時間的変化
は、極めて種々な方法で選ぶことができる。たと
えば電圧は時間素子を用いて最初、電圧が低下す
る前に振動システム２，６，２２，２４の共振周
波数に相当する一定の値に保つことができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の一実施例にかかる電磁作動式
制御装置の活性化装置を示す回路構成図、第２図
ａ〜ｄは同回路の種々な位置に現れる電圧信号を
示すグラフ、第３図は同回路の要部に関するブロ
ツク図である。 ２……ポペツト弁（最終制御要素）、６……電
機子、１０，１４……電磁石の鉄心、１２，１６
……電磁石の巻線、２２，２４……ばね、２６…
…終段回路、２８……切換スイツチ、３０……電
圧／周波数変換器、３２……保持回路、３４……
直流電圧発生回路、３８……センサー、４０……
分析回路、２，６，２２，２４……振動システ
ム、３０，３４……信号発生回路。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 対向する方向に働く２つのばねと、非動作状
    態では両ばねにより与えられる中間位置に支持さ
    れ、動作状態では２つの電磁石に駆動されること
    により一方のばねに抗する第１の終端位置及び他
    方のばねに抗する第２の終端位置の間で移動する
    電機子と、該電機子に結合された最終制御要素と
    から成る振動システムを備えた電磁作動式制御装
    置の活性化方法であつて、 (a) ２つの電磁石が無励磁のときに、これら電磁
    石を、振動システムの固有周波数よりも大きな
    値からこの固有周波数まで徐々に減少する励起
    周波数により充分な時間励起し、 (b) 振動システムの固有周波数に達した後には、
    ２つの電磁石の励起周波数を連続的にゼロまで
    減少させるようにし、 (c) 両電磁石の励起周波数が所定値まで下つた時
    に、一方の電磁石を励起したままに保持する ことを特徴とする電磁作動式制御装置の活性化方
    法。 ２ 両電磁石を、50％の開閉比でかつ180゜異なつ
    た位相で励起することを特徴とする特許請求の範
    囲第１項に記載の電磁作動式制御装置の活性化方
    法。 ３ 対向する方向に働く２つのばねと、非動作状
    態では両ばねにより与えられる中間位置に支持さ
    れ、動作状態では２つの電磁石に駆動されること
    により一方のばねに抗する第１の終端位置及び他
    方のばねに抗する第２の終端位置の間で移動する
    電機子と、該電機子に結合された最終制御要素と
    から成る振動システムを備えた電磁作動式制御装
    置の活性化装置であつて、 (a) ２つの電磁石が無励磁のときに振動システム
    ２，６，２２，２４の固有周波数よりも大きな
    周波数から充分な時間をかけて振動システムの
    固有周波数まで徐々に減少すると共に、さらに
    振動システムの固有周波数から連続的にゼロの
    周波数まで減少する交流電圧信号を供給するた
    めの信号発生回路３０，３４を設け、 (b) 信号発生回路３０，３４からの交流電圧信号
    を受けて、これにより両電磁石を励起するため
    の終段回路２６を設け、 (c) 信号発生回路３０，３４からの交流電圧信号
    の周波数が所定値まで下つた時に、一方の電磁
    石を励起したままに保持するための回路２８，
    ３２を設け たことを特徴とする電磁作動式制御装置の活性化
    装置。 ４ 信号発生回路３０，３４が、大きさが連続的
    に減少する直流電圧を供給するための直流電圧発
    生回路３４と、該直流電圧発生回路３４からの直
    流電圧を受けて、これに応じた周波数の交流電圧
    信号を供給するための電圧／周波数変換器３０と
    を含んでいることを特徴とする特許請求の範囲第
    ３項に記載の電磁作動式制御装置の活性化装置。 ５ 一方の電磁石を励起したままに保持するため
    の回路２８，３２が、信号発生回路３０，３４か
    らの交流電圧信号の周波数が所定値まで下つた時
    に、切換スイツチ２８を介して終段回路２６に接
    続される保持回路３２を備えていることを特徴と
    する特許請求の範囲第３項又は第４項に記載の電
    磁作動式制御装置の活性化装置。 ６ 信号発生回路３０，３４が、電機子６の位置
    確認のために設けられたセンサー３８と結合して
    おり、該センサー３８は、電機子６が第１の終端
    位置又は第２の終端位置に達したことを検知する
    と、信号発生回路３０，３４からの交流電圧信号
    の周波数の減少を促進するように作用することを
    特徴とする特許請求の範囲第３項ないし第５項の
    いずれかに記載の電磁作動式制御装置の活性化装
    置。 ７ センサー３８が電磁石の１つへの電流の変化
    に反応する誘導コイルを備えていることを特徴と
    する特許請求の範囲第６項に記載の電磁作動式制
    御装置の活性化装置。
JP58164931A 1983-03-04 1983-09-06 電磁作動式制御装置の活性化方法及び活性化装置 Granted JPS59162759A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE3307683.9 1983-03-04
DE3307683A DE3307683C1 (de) 1983-03-04 1983-03-04 Verfahren zum Aktivieren einer elektromagnetisch arbeitenden Stelleinrichtung sowie Vorrichtung zum Durchfuehren des Verfahrens

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS59162759A JPS59162759A (ja) 1984-09-13
JPS649827B2 true JPS649827B2 (ja) 1989-02-20

Family

ID=6192512

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP58164931A Granted JPS59162759A (ja) 1983-03-04 1983-09-06 電磁作動式制御装置の活性化方法及び活性化装置

Country Status (4)

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US (1) US4544986A (ja)
EP (1) EP0118591B1 (ja)
JP (1) JPS59162759A (ja)
DE (2) DE3307683C1 (ja)

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