JPH0627558B2 - 電動弁の制御方法 - Google Patents
電動弁の制御方法Info
- Publication number
- JPH0627558B2 JPH0627558B2 JP58206611A JP20661183A JPH0627558B2 JP H0627558 B2 JPH0627558 B2 JP H0627558B2 JP 58206611 A JP58206611 A JP 58206611A JP 20661183 A JP20661183 A JP 20661183A JP H0627558 B2 JPH0627558 B2 JP H0627558B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- flow rate
- shock wave
- cycle
- valve
- applied voltage
- 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 - Lifetime
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Classifications
-
- 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
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Electrically Driven Valve-Operating Means (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 (イ)産業上の利用分野 本発明は空気調和機、冷蔵庫等の冷凍、空調機器に用い
られる熱電式膨張弁、可逆電磁比例弁等減圧機構付き電
動弁の制御方法に関する。
られる熱電式膨張弁、可逆電磁比例弁等減圧機構付き電
動弁の制御方法に関する。
(ロ)従来技術 この種電動弁は「電気的加熱手段を有するバイメタル式
熱応動弁」として特公昭５８−７８６９号公報にて紹介
されている。この電動弁には通電閉弁型と、通電開弁型
との二種類があり、その作動特性については上記公報及
び刊行物「冷凍」の第５６巻第６４１号（昭和５６年３
月号）の第６０頁〜第６４頁で詳細に説明されている。
熱応動弁」として特公昭５８−７８６９号公報にて紹介
されている。この電動弁には通電閉弁型と、通電開弁型
との二種類があり、その作動特性については上記公報及
び刊行物「冷凍」の第５６巻第６４１号（昭和５６年３
月号）の第６０頁〜第６４頁で詳細に説明されている。
上記電動弁の作動特性は、通電部となるヒータに印加し
た電圧と、冷媒流量との関係が基本特性となる。上記刊
行物の第６１頁の第２図には通電閉弁型及び通電開弁型
の流量特性が示され、何れも理論的には全閉から全開ま
で広範囲の制御が可能であるが、実際に使用するときに
は、制御方式が簡略化できるように流量特性の直線部分
を使用している。
た電圧と、冷媒流量との関係が基本特性となる。上記刊
行物の第６１頁の第２図には通電閉弁型及び通電開弁型
の流量特性が示され、何れも理論的には全閉から全開ま
で広範囲の制御が可能であるが、実際に使用するときに
は、制御方式が簡略化できるように流量特性の直線部分
を使用している。
即ち、かゝる制御方法では、通電部の印加電圧をアナロ
グ電圧としているために、流量特性が全体として曲線と
なり、その結果、この曲線の直線部分の狭い範囲のみの
制御しか行なうことができなかった。
グ電圧としているために、流量特性が全体として曲線と
なり、その結果、この曲線の直線部分の狭い範囲のみの
制御しか行なうことができなかった。
そこで、本願発明者は、（株）鷺官製作所の通電閉弁型
電動弁（熱電式膨張弁）ＳＱＸ−２２０１２Ｄ（差圧１
０kg）を使用して上記流量特性の裏付けを取る実験を行
なった。
電動弁（熱電式膨張弁）ＳＱＸ−２２０１２Ｄ（差圧１
０kg）を使用して上記流量特性の裏付けを取る実験を行
なった。
その実験結果を第１図に示す。かゝる実験では、冷媒流
量と空気流量との間に双方共に流体で一義的な関係があ
る点に鑑み、冷媒流量を空気流量に置換してもその特性
が損なわれることがないので、電動弁を通過する流体と
して空気流を使用した。
量と空気流量との間に双方共に流体で一義的な関係があ
る点に鑑み、冷媒流量を空気流量に置換してもその特性
が損なわれることがないので、電動弁を通過する流体と
して空気流を使用した。
実験結果によれば、制御量となるアナログ電圧（印加電
圧）Ｅと、操作量となる空気流量ＧＡとの間には直線的
な関係は殆んどなく、空気流量特性が曲線となった。即
ち、冷凍装置の被冷却側負荷、例えば冷蔵庫にあっては
庫内負荷の増減に伴ない、電動弁に入る冷媒流量を変化
させるために、この変化に合わせてアナログ電圧Ｅを変
変えると、その時々のアナログ電圧Ｅにより同じ制御量
の変化分△Ｅ、例えば0.5Ｖに対しての操作量△ＧＡの
変化分が第１図及び下記の表に示す如く表われる。
圧）Ｅと、操作量となる空気流量ＧＡとの間には直線的
な関係は殆んどなく、空気流量特性が曲線となった。即
ち、冷凍装置の被冷却側負荷、例えば冷蔵庫にあっては
庫内負荷の増減に伴ない、電動弁に入る冷媒流量を変化
させるために、この変化に合わせてアナログ電圧Ｅを変
変えると、その時々のアナログ電圧Ｅにより同じ制御量
の変化分△Ｅ、例えば0.5Ｖに対しての操作量△ＧＡの
変化分が第１図及び下記の表に示す如く表われる。
この様に、通電部に印加されるアナログ電圧Ｅの制御量
の変化分△Ｅが同じでも、操作量△ＧＡの値が変化する
ため、同じ操作量の変化分△ＧＡを得る場合には制御量
△ＧＡの決定（弁の開度調整）が難かしく、即ち流量特
性の曲線部分における制御が難かしく、上記刊行物で述
べられた欠点を確認できた。
の変化分△Ｅが同じでも、操作量△ＧＡの値が変化する
ため、同じ操作量の変化分△ＧＡを得る場合には制御量
△ＧＡの決定（弁の開度調整）が難かしく、即ち流量特
性の曲線部分における制御が難かしく、上記刊行物で述
べられた欠点を確認できた。
(ハ)発明の目的 本発明は従来技術の欠点を解決すると共に、制御量（印
加電圧＝パルス数）と操作量（空気流量＝開口面積）と
の関係を直線に表わし、電動弁の制御を簡単に行なえる
様にすることを目的とする。
加電圧＝パルス数）と操作量（空気流量＝開口面積）と
の関係を直線に表わし、電動弁の制御を簡単に行なえる
様にすることを目的とする。
(ニ)発明の構成 本発明は、開口面積の変化が印加電圧の２乗に比例する
ような特性を有し、全開から全閉迄、またはその逆に任
意で開口面積を可変に制御できる熱電式膨張弁の通電部
に、ひずみ波の一種である方形衝撃波を時間間隔をもっ
て印加する際に、前記方形衝撃波の実効値を第１の周期
に対するＨＩＧＨの時間に比の１／２乗に比例させ、且
つ、前記第１の周期をこの第１の周期より短い第２の周
期で分割して準パルスを形成し、前記ＨＩＧＨの時間を
複数個の基準パルスの群として方形衝撃波を印加して制
御量と操作量との関係を広範囲にわたって略直線として
なる電動弁の制御方法である。
ような特性を有し、全開から全閉迄、またはその逆に任
意で開口面積を可変に制御できる熱電式膨張弁の通電部
に、ひずみ波の一種である方形衝撃波を時間間隔をもっ
て印加する際に、前記方形衝撃波の実効値を第１の周期
に対するＨＩＧＨの時間に比の１／２乗に比例させ、且
つ、前記第１の周期をこの第１の周期より短い第２の周
期で分割して準パルスを形成し、前記ＨＩＧＨの時間を
複数個の基準パルスの群として方形衝撃波を印加して制
御量と操作量との関係を広範囲にわたって略直線として
なる電動弁の制御方法である。
(ホ)発明の実施例 第２図は冷凍装置の制御回路で、冷媒回路(A)と電気回
路(B)とを示す。前記冷媒回路は冷媒電動圧縮機(1)、凝
縮器(2)、上記した公知の減圧機構付き電動弁(3)、蒸発
器(4)等の冷凍部品を配管によって環状に接続すること
により構成され、所定の冷凍サイクルを形成して被冷却
側負荷(5)を冷却する。又、前記電気回路はマイクロプ
ロセッサ等からなる制御中心部(6)と、１次側(7A)と２
次側(7B)とに跨がるフォトカブラー(8)、ＰＮＰトラン
ジスタ(9)(10)、固定抵抗(11)(12)(13)を備えたインタ
ーフェイス部(7)と、出力部(14)とからなり、出力部(1
4)から方形衝撃波の実効値を印加電圧として電動弁(3)
の通電部に与える。
路(B)とを示す。前記冷媒回路は冷媒電動圧縮機(1)、凝
縮器(2)、上記した公知の減圧機構付き電動弁(3)、蒸発
器(4)等の冷凍部品を配管によって環状に接続すること
により構成され、所定の冷凍サイクルを形成して被冷却
側負荷(5)を冷却する。又、前記電気回路はマイクロプ
ロセッサ等からなる制御中心部(6)と、１次側(7A)と２
次側(7B)とに跨がるフォトカブラー(8)、ＰＮＰトラン
ジスタ(9)(10)、固定抵抗(11)(12)(13)を備えたインタ
ーフェイス部(7)と、出力部(14)とからなり、出力部(1
4)から方形衝撃波の実効値を印加電圧として電動弁(3)
の通電部に与える。
前記電動弁の制御性を改善するためには制御量（印加電
圧Ｅ）対操作量（空気流量ＧＡ）の関係を直線関係に表
現できればよい。例えば、 という一次式が得られゝば、操作量の変化分△ＧＡが制
御量Ｅの大きさや位置に依存する事態を解消できる。
圧Ｅ）対操作量（空気流量ＧＡ）の関係を直線関係に表
現できればよい。例えば、 という一次式が得られゝば、操作量の変化分△ＧＡが制
御量Ｅの大きさや位置に依存する事態を解消できる。
上記印加電圧相当値を得るためには、波形のＨＩＧＨ
時間の長さによる実効値の直流電圧相当値、即ち方形衝
撃波の実効値電圧を利用する必要がある。
時間の長さによる実効値の直流電圧相当値、即ち方形衝
撃波の実効値電圧を利用する必要がある。
上記方形衝撃波については第３図でその波形及び実効値
を示す。かゝる図面から印加電圧相当値Ｅｅ〔Ｖ〕は、 となり、印加電圧相当値、即ち実効値は周期Ｔに対する
ＨＩＧＨの時間τの比の1/2乗に比例する。
を示す。かゝる図面から印加電圧相当値Ｅｅ〔Ｖ〕は、 となり、印加電圧相当値、即ち実効値は周期Ｔに対する
ＨＩＧＨの時間τの比の1/2乗に比例する。
次に、印加電圧Ｅ〔Ｖ〕対空気流量ＧＡ〔Ｍ３／Ｈ〕を
解析する。
解析する。
上記第１図の曲線を曲線近似すると、略下記の式にな
る。
る。
ＧＡ＝ＧＡ〔ＭＡＸ〕−ｋ１Ｅ２− 即ち、印加電圧の２乗で流量に変化が表われるのがわか
る。更に、印加電圧Ｅで上記式を微分すれば となり、電圧の大きさによる流量の割合がよく分る。具
的的に述べれば小さい印加電圧のときには、少ししか空
気流量が変化しないのに、大きい印加電圧になる程、空
気流量の変化が多量になり、電動弁(3)の制御が難しく
なる。
る。更に、印加電圧Ｅで上記式を微分すれば となり、電圧の大きさによる流量の割合がよく分る。具
的的に述べれば小さい印加電圧のときには、少ししか空
気流量が変化しないのに、大きい印加電圧になる程、空
気流量の変化が多量になり、電動弁(3)の制御が難しく
なる。
次に、方形衝撃波の実効値で与えた印加電圧対空気流量
について説明すると、上記式を式に代入して 〔ｋ３＝ｋ１ＥＨ２／Ｔとする〕 の式が得られるか、かゝる式によれば、空気流量ＧＡが
方形衝撃波のＨＩＧＨ時間τの一次式として得られ、上
記式における困難を解決でき、制御性が向上する。
について説明すると、上記式を式に代入して 〔ｋ３＝ｋ１ＥＨ２／Ｔとする〕 の式が得られるか、かゝる式によれば、空気流量ＧＡが
方形衝撃波のＨＩＧＨ時間τの一次式として得られ、上
記式における困難を解決でき、制御性が向上する。
次に、方形衝撃波の構成を具体的な値で表わし、 但し、τｓ：基準パルス：周期（第２周期）５ｍｓｅｃ とし、又ＨＩＧＨ時間τを基準パルスの個数を群として
扱える様にした。その結果、０≦Ｎ≦２００〔個／秒〕
で、０≦Ｅｅ≦１１．４〔Ｖ〕となる。
扱える様にした。その結果、０≦Ｎ≦２００〔個／秒〕
で、０≦Ｅｅ≦１１．４〔Ｖ〕となる。
この状態での波形は第４図に示す様になり、又その実効
値Ｅｅは となり、第４図及び第５図に示すようになる。
値Ｅｅは となり、第４図及び第５図に示すようになる。
又、方形衝撃波のパルス数対空気流量ＧＡの関係を上記
式よりみると、 ＧＡ＝ＧＡ〔ＭＡＸ〕−ｋ３τ ＝ＧＡ〔ＭＡＸ〕−ｋ３×（Ｎτｓ） ＝ＧＡ〔ＭＡＸ〕−ｋ４Ｎ 〔ｋ４＝ｋ３τｓとする〕 となる。この関係は第６図に示す空気流量特性となり、
右下がりの直線にて空気流量特性、即ちパルス数の変化
に伴う開口面積の変化を表すことができる。
式よりみると、 ＧＡ＝ＧＡ〔ＭＡＸ〕−ｋ３τ ＝ＧＡ〔ＭＡＸ〕−ｋ３×（Ｎτｓ） ＝ＧＡ〔ＭＡＸ〕−ｋ４Ｎ 〔ｋ４＝ｋ３τｓとする〕 となる。この関係は第６図に示す空気流量特性となり、
右下がりの直線にて空気流量特性、即ちパルス数の変化
に伴う開口面積の変化を表すことができる。
従って、電動弁(3)を全閉から全開迄の制御が行なえ、
流量特性のどの部分をとっても直線制御となる。
流量特性のどの部分をとっても直線制御となる。
(ヘ)効果 本発明は熱電式膨張弁に方形衝撃波を印加する際に、方
形衝撃波の実効値を第１の周期に対するＨＩＧＨの時間
の比の1/2乗に比例させ、且つ、前記第１の周期をこの
第１の周期より短い第２の周期で分割して基準パルスを
形成し、前記ＨＩＧＨの時間を複数個の基準パルスの群
として方形衝撃波を印加するので、下記に列挙する効果
を奏する。
形衝撃波の実効値を第１の周期に対するＨＩＧＨの時間
の比の1/2乗に比例させ、且つ、前記第１の周期をこの
第１の周期より短い第２の周期で分割して基準パルスを
形成し、前記ＨＩＧＨの時間を複数個の基準パルスの群
として方形衝撃波を印加するので、下記に列挙する効果
を奏する。
制御量対操作量の関係、即ち基準パルス群の時間割合
の変化によって熱電式膨張弁に印加される電圧の実効値
が変化し、熱電式膨張弁の開口面積の制御精度を向上す
ることができると共に、実効値に基づいて変化する熱電
式膨張弁の流量特性が広範囲にわたり直線となり、熱電
式膨張弁を全開さら全閉迄、またはその逆に任意の位置
で開口面積を可変に制御でき、さらに、流量特性のどの
部分を取っても直線であるために所定範囲の制御が簡単
になり、又被冷却側に負荷変動があっても開口面積を変
更しつつ冷媒を減圧しながらその収斂を容易に行え、全
体として安定した冷却効果が得られる。
の変化によって熱電式膨張弁に印加される電圧の実効値
が変化し、熱電式膨張弁の開口面積の制御精度を向上す
ることができると共に、実効値に基づいて変化する熱電
式膨張弁の流量特性が広範囲にわたり直線となり、熱電
式膨張弁を全開さら全閉迄、またはその逆に任意の位置
で開口面積を可変に制御でき、さらに、流量特性のどの
部分を取っても直線であるために所定範囲の制御が簡単
になり、又被冷却側に負荷変動があっても開口面積を変
更しつつ冷媒を減圧しながらその収斂を容易に行え、全
体として安定した冷却効果が得られる。
被冷却側負荷の変動に応じ制御量が多様に変化して
も、操作量の変化分は略一定なので、過熱度を最適な状
態に維持でき、蒸発器の熱交換効率の向上が図れる。
も、操作量の変化分は略一定なので、過熱度を最適な状
態に維持でき、蒸発器の熱交換効率の向上が図れる。
被冷却側負荷の変動が生じても過熱度を略一定に維持
できるので、冷媒電動圧縮機への液戻りが少なくなり、
冷凍装置の安全性が向上する。
できるので、冷媒電動圧縮機への液戻りが少なくなり、
冷凍装置の安全性が向上する。
波形の発生がデジタル処理に適しているので、電気回
路の構成が扱いやすくなる。
路の構成が扱いやすくなる。
第１図は従来技術の制御方法による流量特性図、第２図
は本発明にかゝる電動弁を備えた冷凍装置の制御回路
図、第３図は方形衝撃波の基本波形図、第４図は本発明
にかゝる方形衝撃波の構成図、第５図は第４図の基準パ
ルス図、第６図は本発明の制御方法による流量特性図で
ある。
は本発明にかゝる電動弁を備えた冷凍装置の制御回路
図、第３図は方形衝撃波の基本波形図、第４図は本発明
にかゝる方形衝撃波の構成図、第５図は第４図の基準パ
ルス図、第６図は本発明の制御方法による流量特性図で
ある。
Claims (1)
- 【請求項１】開口面積の変化が印加電圧の２乗に比例す
るような特性を有し、全開から全閉迄、またはその逆に
任意の位置で開口面積を可変に制御できる熱電式膨張弁
の通電部に、ひずみ波の一種である方形衝撃波を時間間
隔をもって印加する際に、前記方形衝撃波の実効値を第
１の周期に対するＨＩＧＨの時間の比の１／２乗に比例
させ、且つ、前記第１の周期をこの第１の周期より短い
第２の周期で分割して基準パルスを形成し、前記ＨＩＧ
Ｈの時間を複数個の基準パルスの群として方形衝撃波を
印加して制御量と操作量との関係を広範囲にわたって略
直線とすることを特徴とする電動膨張弁の制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58206611A JPH0627558B2 (ja) | 1983-11-01 | 1983-11-01 | 電動弁の制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58206611A JPH0627558B2 (ja) | 1983-11-01 | 1983-11-01 | 電動弁の制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6098276A JPS6098276A (ja) | 1985-06-01 |
| JPH0627558B2 true JPH0627558B2 (ja) | 1994-04-13 |
Family
ID=16526245
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58206611A Expired - Lifetime JPH0627558B2 (ja) | 1983-11-01 | 1983-11-01 | 電動弁の制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0627558B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102005048726B4 (de) | 2005-10-12 | 2010-09-16 | Airbus Deutschland Gmbh | Lecksucher |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57204381A (en) * | 1981-06-12 | 1982-12-15 | Saginomiya Seisakusho Inc | Flow rate control method and apparatus |
-
1983
- 1983-11-01 JP JP58206611A patent/JPH0627558B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6098276A (ja) | 1985-06-01 |
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