JPH05252793A - 石油燃焼器のバーナモータ制御装置及び制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 石油燃焼器のバーナーモータの回転速度が入
力電圧変動の影響を受けないようにする制御装置及び方
法を提供する。 【構成】 この制御装置は、電圧変動補償装置９を有し
ており、該補償装置９がシステム電源部と別途の整流回
路を有し、比較信号発生部Ａとゼロクロッシング信号発
生部Ｂに全波整流信号を供給し、比較信号発生部Ａにお
いては、電圧変動に伴う所定の遅延周期信号を発生させ
てマイクロプロセッサーに入力し、ゼロクロッシング回
路Ｂからの信号も同様にマイクロプロセッサーに入力す
る。そして該マイクロプロセッサーが前記ゼロクロッシ
ング信号と遅延周期信号とを比較として、負荷の一定な
る駆動を制御するようになっており、それにより電源電
圧の変動に影響を受けずに負荷を駆動行なうことができ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は石油燃焼器のバーナモー
タ制御システムに関し、さらに詳しくは、バーナモータ
が入力電源電圧の変動に影響を受けないようにしたバー
ナモータ制御装置及びその制御方法に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来の石油燃焼器のバーナモータ制御装
置は、図１及び図２に図示したように、石油燃焼器全体
に電源を供給する電源部１と、使用者が望む情報を入力
する多数のキー入力、現在温度及び設定温度、フレーム
ロード短絡、送風モータ及びバーナモータの回転状態等
の信号を受信する入力部２と、前記現在温度及び設定温
度フレームロード短絡及び、送風モータ回転等の信号に
従ってバーナモータ、イグナイタ、送風モータ等の負荷
を制御するシステム制御部３と、前記入力部２とシステ
ム制御部３より使用者が望む設定温度と現在温度等の信
号を受けそれらを比較して発熱ステップを決定し、該発
熱ステップに従って図２の電子ポンプ５に制御データを
送ると共に、バーナ６に吐出される燃料の燃焼に必要な
空気を供給するために、予め設定されたバーナモータ駆
動信号をバーナモータＢＭに出力させるプログラムを内
臓するマイクロプロセッサー４等で構成されている。

【０００３】なお、この従来例においては、バーナモー
タの制御と関連し、前記マイクロプロセッサー４のバー
ナモータ駆動出力信号により駆動されるホトカップラの
発光部７と、該ホトカップラの発光部７から信号を受け
てバーナモータＢＭを駆動させるバーナモータ駆動部８
のみが具体的に例示されている。

【０００４】このように構成された従来の石油燃焼器の
バーナモータ制御システムは、電源電圧を印加させた状
態において、先ず使用者が望む温度をシステム入力部に
おいて設定する。すると、マイプロセッサー４がその内
臓プログラムに従ってシステム制御部を制御し、又現在
温度等の信号を受信して設定された温度と比較し、発熱
ステップを決定する。その後で、該発熱ステップに従っ
て電子ポンプ５を制御するための電子ポンプ制御データ
と、バーナ６に吐出される燃料の燃焼に必要な量の空気
を供給するためのバーナモータＢＭのバーナモータ駆動
用信号をその出力端子を通じてホトカップラの発光部７
に印加するようになっている。

【０００５】従って、前記ホトカップラの発光部７に対
応して作動するバーナモータ駆動部８のホトカップラの
受光部７’は、前記ホトカップラの発光部７の信号に従
ってオン、オフ駆動しながら、サイリスタＳＣＲのゲー
ト端子をトリガーさせ、バーナモータＢＭに入力される
電圧の振幅を制御することにより、バーナモータＢＭの
回転速度を制御するようになっている。

【０００６】ここで、コンデンサーＣ１は入力電圧の静
電圧コンデンサーであり、抵抗Ｒ２及びＲ３は静電圧維
持抵抗であり、ブリッジ回路ＢＤは整流回路であり、抵
抗Ｒ４及びコンデンサーＣ２はバーナモータＢＭの接地
抵抗及びコンデンサーである。

【０００７】ところで、かかる従来の制御装置にあって
は、バーナモータＢＭに入力される電源電圧が基準電圧
より高電圧であるか又は低電圧である場合、電源電圧の
変動で振幅変化が生じ、該振幅の変化に因って前記バー
ナモータＢＭの回転速度を一定に制御することができ
ず、そのため燃料の燃焼に必要な空気をバーナ６に一定
に供給することができず、不完全燃焼を起こすという問
題点があった。

【０００８】一方、かかる電圧変動に対し、モータ等の
負荷を駆動させる印加電圧の振幅を一定に維持させる技
術の代表的なものとしては、米国特許第４，１１７，３
８４号に記載されたものが知られている。

【０００９】上記特許は、ロータの回転速度に比例する
周波数を有したタコジュネレータのＡＣ出力を処理する
回路に関するものである。この回路は、前記ＡＣ出力に
応答する電圧レベル検出装置７と、前記電圧レベル検出
装置７の少なくとも一つ以上の出力に応答し、回転速度
に比例する作動に悪影響を及ぼす期間を有したキーパル
スを発生させるキーパルス発生装置Ｇ１と、前記検出装
置７の出力と前記キーパルス発生装置の出力に応じて、
各キーパルス間の期間より所定の期間後、リセットパル
スを発生させる第１ゲーティング装置と、各リセットパ
ルスに応じて所定の出力を発生させると同時に、各々の
キーパルスに応じてキーパルス期間中、所定の速度で出
力レベルを所定の傾きの信号で発生させる電圧発生器６
とを有し、それによって所定の期間中の電圧発生器出力
レベルを所定の回転速度の関数とするようになってい
る。

【００１０】しかしながら、上記米国特許に係る装置
は、第１ゲーティング装置によって発生されるサンプリ
ングパルスの周期内における電源電圧Ｎの変動を検出
し、モーターの回転数に対する出力電圧を制御するもの
であるが、基準電圧より大きいか又は小さい電圧に対す
る電圧変動分を処理することができないという欠点があ
る。

【００１１】従って、バーナモータＢＭ等の負荷に印加
される電圧の振幅変化、特に入力電源の変動を補償する
方法が要求されているが、そのような方法は、未だ実現
されたところがなかった。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】本発明の主なる目的
は、負荷に入力される電源電圧の変動を迅速に検出しか
つそれを補償するバーナモータ制御装置を提供すること
にある。

【００１３】本発明の他の目的は、負荷に対する電源電
圧の変動を補償して負荷の回転速度を一定に維持するこ
とができるバーナモータ制御装置を提供することにあ
る。

【００１４】本発明の更に他の目的は、電源電圧の変動
を補償して一定の電圧を負荷に印加するバーナモータ制
御方法を提供することにある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】前記の目的を実現させる
ために、本発明に係る石油燃焼器のバーナモータ制御装
置は、使用者が望むところに従うキー選択信号を受信す
る多数のキー入力信号とシステム駆動に伴う周辺回路か
らの多数の入力信号とを入力部より受信し、これらの信
号を多数のパラメーターにしてシステム発熱ステップ等
を決定した後、該発熱ステップに従った制御媒介変数信
号を制御部に出力してシステム周辺の負荷を制御するよ
うになっており、特にバーナモータに入力される電圧の
振幅を制御してバーナモータの回転速度を制御するよう
になっている。

【００１６】即ち、本発明では、石油燃焼器に電源部よ
り入力される電源電圧が変動した際、前記電源電圧変動
に伴う比較信号とゼロクロッシング信号とを感知し、該
感知された信号から前記入力される電源電圧の高、低電
圧変動をマイクロプロフェッサーが判別し、電源電圧変
動に伴う補償信号を出力するようにした電圧変動補償制
御装置を実現させている。

【００１７】

【実施例】以下、添付された図面に基づき、本発明の実
施例について詳細に説明する。

【００１８】図３及び図５に図示されたように、本実施
例は、石油燃焼器に電源を供給する電源部１と、使用者
が望む情報を入力させる多数のキー入力、現在温度及び
設定温度、フレームロード短絡、送風モータ及びバーナ
モータ回転状態等の信号を受信する入力部２と、前記現
在温度及び設定温度、フレームロード短絡、送風バーナ
モータ回転等の信号に従ってバーナモータ、送風モー
タ、イグナイタ、電子ポンプ等の負荷を制御するシステ
ム制御部３と、前記入力部２とシステム制御部３より信
号を受け、それらを比較制御して発熱ステップを決定
し、負荷制御信号、即ち吐出燃料の燃焼に必要な空気を
供給するためのバーナモータ駆動信号を出力するマイク
ロプロセッサー４と、前記マイクロプロセッサー４の負
荷制御信号、特にバーナモータ駆動信号によりバーナモ
ータＢＭに印加される電圧を制御して回転速度等を制御
するバーナモータ駆動部８とで構成されている。

【００１９】一方、本発明の特徴は、図４に図示したよ
うな電源電圧補償制御装置９にある。この電圧変動補償
制御装置９は、電源電圧を整流するブリッジ回路Ｃと、
電源電圧の変動の際に前記ブリッジ回路Ｃからの整流信
号に基づいて電圧変動分に伴う遅延時間を有する比較信
号を発生させる比較信号発生回路Ａと、前記ブリッジ回
路Ｃより入力電圧のゼロクロッシング信号を発生させる
ゼロクロッシング信号発生回路Ｂにて構成されている。

【００２０】前記ブリッジ回路Ｃのブリッジ整流部ＢＤ
２では、一方の対向する端子が電源ＶＣＣ及び接地ＧＮ
Ｄ１に接続され、全波整流信号を出力し、他方の対向す
る端子は交流源Ｒに接続されている。

【００２１】前記比較信号発生回路Ａは、トランジスタ
ーＴＲ１を有している。このトランジスターのベース
は、分圧抵抗Ｒ５及びＲ６の中間点に接続され、エミッ
ターは抵抗Ｒ７を介して接地され、またコレクターは電
源ＶＣＣに接続されている。また、電源と接地間には、
静電圧用コンデンサーＣ３が接続されている。

【００２２】前記ゼロクロッシング信号発生部Ｂは、比
較器ＯＰ１を有し、該比較器ＯＰ１の非反転端子は抵抗
Ｒ８を介して電流源Ｒに接続され、反転端子は抵抗Ｒ９
を介して接地されている。

【００２３】前記の如く構成された本実施例に係るバー
ナモータの制御装置の作用効果を説明すれば次の通りで
ある。

【００２４】先ず、電源電圧を印加させた状態におい
て、システム入力を受信する入力部２を通じて希望温度
を設定した後、該設定された温度をマイクロプロセッサ
ー４に入力すると、マイプロセッサー４はシステム制御
部３を制御する。

【００２５】即ち、マイクロプロセッサー４は現在温度
と比較して発熱ステップを決定した後、該発熱ステップ
に従った負荷駆動制御、即ち電子ポンプに対する燃料供
給及びバーナモータに対する空気の供給をするために、
予め設定されたバーナモータ駆動用信号を出力する。特
に、本発明においては、バーナモータ駆動部８を駆動制
御する。具体的には、バーナモータに供給される電源電
圧の振幅を制御しバーナモータの回転速度を制御するよ
うになっている。

【００２６】このようなバーナモータを駆動制御する過
程において、仮に電源電圧が基準電圧より高電圧又は低
電圧である場合、石油燃焼器のバーナモータに供給され
る電源電圧が変動されて入力されるようになる。

【００２７】このように、電源電圧に変動が生じた場
合、該変動電源電圧を電圧変動補償制御装置９において
補償制御する。即ち、かかる変動電源電圧は、ブリッジ
整流部ＢＤ２を通じて全波整流され、該全波整流された
電圧は、分圧抵抗Ｒ５，Ｒ６を通じて分圧され、トラン
ジスターＴＲ１のベース端末に印加され、前記トランジ
スタＴＲ１をトリガーする。それにより変動電源電圧が
前記トランジスターのコレクター端子及びエミッター端
子を通じて印加される。

【００２８】一方、電圧変動補償制御装置９に入力され
る電圧は、前記ブリッジ整流器ＢＤ２に接続された比較
信号発生回路Ａを通じて、図５の波形(a) で図示したよ
うに変化する。そして、図５(b) で図示する基準電圧、
即ち６０ＨＺに対する周期（Ｔ）＝１６．６７（ＭＳＥ
Ｃ）の基準電圧の波形信号と、図５(e) で図示するよう
なゼロクロッシング電圧周期（Ｔ）を比較増幅器（ＯＰ
１）を通じて出力されたゼロクロッシング信号とを、マ
イクロプロセッサー４に入力する。

【００２９】このマイクロプロセッサー４は、前記ゼロ
クロッシング電圧周期の初期始点と、前記比較信号発生
回路部（Ａ）のトランジスターＴＲ１に変動電圧が印加
されるまでの時間、即ち図５の波形(b) で図示したよう
な基準電圧６０ＨＺに対するトランジスターＴＲ１の導
通時間Ｔ２を基準とし、該変動電圧がそれより高電圧で
ある場合には、図５の(c) に図示したような、基準電圧
に対する時間Ｔ２より短い時間Ｔ１を有する波形の比較
信号を受信する。一方低電圧である場合には、マイクロ
プロセッサー４は、図５の(b) で図示したような時間Ｔ
２より長い時間Ｔ３を有する波形の比較信号を受信す
る。

【００３０】即ち、トランジスターＴＲ１がターンオン
される時、その飽和電圧は０．７Ｖに設定され、この場
合、入力電圧ＶＢＥは、以下の式で表される。

【００３１】

【数１】

【００３２】ここで基準電源を前記の如く６０ＨＺにし
た時、周期Ｔ₂ ＝１６．６７（ｍｓｅｃ）になる。因っ
て、全波整流によりゼロクロッシング周期はＴ’＝８，
３４（ｍｓｅｃ）になる。従って、時間常数Ｔは、次の
式２で表される。

【００３３】

【数２】

【００３４】ここで、トランジスターの飽和電圧は、電
源電圧の位相と関係があることを知り得る。

【００３５】そこで、前記マイクロプロセッサー４にお
いては、前記電圧変動補償制御装置９より入力される比
較信号が、基準電圧の前記トランジスターＴＲ１の導通
時間Ｔ２より短い場合、高電圧だと判断し、反対に導通
時間Ｔ２より長い場合、低電圧だと判断し、それに該当
する内蔵プログラムされた補償信号に相当する予め制御
された信号を出力端子に出力せしめる。

【００３６】ここで、この補償信号は、ゼロクロッシン
グ信号の波形上昇部において、基準電源の電力の大きさ
が変動電源の電力の大きさと同じ周期を有する位相制御
信号になる。この場合、補償信号が０Ｖとなる周期にお
いては、ホトカップラの発光部７を駆動させることがで
きなくなる。従って、バーナモータ駆動部８のホトカッ
プラの受光部７’が駆動できなくなり、サイリスタＳＣ
Ｒをターンオンさせるので、０Ｖが出力される時間中変
動された電源電圧がバーナモータＢＭ及びブリッジ整流
器ＢＤ１を通じて供給されるようになり、前記バーナモ
ータＢＭに入力される電圧を制御しながら該モータＢＭ
を回転駆動させる。

【００３７】即ち、前記マイクロプロセッサーにおいて
変動された電源電圧に相当する電圧に対応する補償信号
をバーナモータ駆動部に送り、バーナモータの負荷に供
給される電圧と電流を制御し、回転駆動を制御するよう
になる。

【００３８】

【発明の効果】以上において説明したように、本発明
は、石油燃焼器に入力される電源電圧変動の際、前記電
源電圧から比較信号とゼロクロッシング信号を発生さ
せ、前記入力される電源電圧の高、低電圧をマイクロプ
ロセッサーが判別するようにし、前記電源電圧変動に対
する補償信号を出力することにより、バーナモータに供
給される電源電圧及び電流を制御し、発熱ステップに従
った燃料の燃焼に必要な量の空気を常に安定的に供給す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来の石油燃焼器バーナモータ制御装置の回路
図

【図２】バーナモータが設置された状態を示した石油燃
焼器の一部概略図

【図３】本発明に係るバーナモータ制御装置が設けられ
た石油燃焼器のバーナモータ制御装置の回路図

【図４】本発明に係るバーナモータ制御装置の詳細回路
図

【図５】図４のバーナモータ制御装置の比較出力波形図

【符号の説明】

１ 電源部 ２ 入力部 ３ システム制御部 ４ マイクロプロセッサー ５ 電子ポンプ ６ バーナ ８ バーナモータ駆動部 ９ 電圧変動バーナモータ制御装置

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 システムに電源を供給する電源部と、シ
   ステム入力パラメーター信号を入力する入力部と、前記
   入力部からの信号を受信して内臓プログラムに従ってシ
   ステムの制御信号を出力するマイクロプロセッサーと、
   前記マイプロセッサーからの制御信号を受信して、バー
   ナモータ等のシステムの作動手段を制御する制御部とを
   有した石油燃焼器のバーナモータ制御装置において、 前記電源電圧を全波整流する整流手段と、前記整流手段
   の信号を定格電圧にて維持させると同時に電圧周期に従
   って所定の遅延時間を有する比較信号をマイクロプロセ
   ッサーに入力させる比較信号発生部と、前記整流手段か
   らの整流信号に対するゼロクロッシング信号を発生させ
   るゼロクロッシング信号発生部とを有する電圧変動補償
   制御装置を備えた石油燃焼器のバーナモータ制御装置。
2. 【請求項２】 前記電圧変動補償制御装置は、比較信号
   発生のための所定値の分圧抵抗を有するトランジスタを
   有することを特徴とする請求項１記載の石油燃焼器のバ
   ーナモータ制御装置。
3. 【請求項３】 前記マイクロプロセッサーは、比較信号
   の異常状態を検出すると共にゼロクロッシング信号をシ
   ステム制御信号に利用するようになっていることを特徴
   とする請求項１記載の石油燃焼器のバーナモータ制御装
   置。
4. 【請求項４】 電圧変動信号を検出し、該信号をマイク
   ロプロセッサーに入力させる段階と、 前記電圧変動の際、ゼロクロッシング信号を基準にし
   て、予めプログラムされた補償信号を発生させる段階
   と、 前記補償信号を出力してバーナモータを正常状態に駆動
   制御する段階とを有した石油燃焼器のバーナモータ制御
   方法。