JP2931950B2 - 電磁石駆動装置 - Google Patents
電磁石駆動装置Info
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Description
電磁石装置に関するものである。
た固定鉄心と、この固定鉄心にギャップを介して対向す
る可動鉄心からなり、操作コイルを励磁すると固定鉄心
に可動鉄心が吸引され、前記ギャップだけ移動し吸着さ
れる。この場合、鉄心ギャップが大きな吸引初期におい
ては、大きな吸引力を要し、吸着完了後は小さな吸引力
で保持することができる。
引力の大部分を発生する主巻線と、可動鉄心を保持する
ために要する吸引力を発生する副巻線を有し、これらの
巻線を、可動鉄心の動きに連動したスイッチにより制御
するようにした種々の回路が知られている(例えば特開
平2−207505号公報)。
保持時におけるうなり音の防止対策として、整流器を用
いて直流励磁化する方法も取られており、その一例とし
て図5に示す特公昭60−12769号公報に記載され
たものが知られている。
び副巻線M2 を有する励磁回路であって、吸引時は主涙
腺M1 により大きな起磁力を発生させる。
るブリッジ整流器D1 〜D4 を有しており、交流電圧印
加時の保持動作は、副巻線M2 によって発生した磁束に
より、同一鉄心内に巻かれた主巻線M1 に電圧を誘起さ
せ、この電圧を前記ブリッジ整流器により整流して直流
電流とすることにより、うなり音のない保持動作とする
ことができる。
作について説明する。励磁回路に電圧が印加されると、
主巻線M1 には大きな整流電流が流れ、可動鉄心を吸引
する。吸引過程が終了すると、切り離し接点Bが開放
し、ブリッジ整流器の交流入力端子の一方が切り離され
るため、商用電源から主巻線への直接的な電力の供給は
なくなる。可動鉄心が吸引されると電磁石は閉磁路とな
りトランスとして作動する。ここで一次巻線は副巻線M
2 であり、二次巻線は主巻線M1 であるが、主巻線M1
にはブリッジ整流器のダイオードD1 〜D4 が直列に接
続され閉回路を形成する。保持のために要する励磁は、
副巻線M2 によって発生した磁束と電磁誘導作用により
主巻線M1 に誘起される電圧によって流れる半波整流電
流による。
は、一次巻線である副巻線M2 によって発生した磁束
と、その磁束による電磁誘導作用により二次巻線である
主巻線M1 に誘起される電圧をダイオードD1 〜D4 で
半波整流し、半波直流電流を流すことによって発生する
磁束との合成アンペアターンで保持を行う構成である
が、電磁石を開放するために副巻線M2 に印加されてい
た電圧を切った場合、主巻線M1 はブリッジ整流器D1
〜D4 でショートされているため、主巻線の電磁エネル
ギーはブリッジ整流器D1 〜D4 のフライホイール回路
で消費されることになり、電磁石の開放時間が長くなる
欠点があった。
号公報に記載された技術では、図6に示すように主巻線
M1 と直列にスイッチを挿入したり、また図7に示すよ
うに、保持時は主巻線M1 に直列に抵抗rを接続する形
が記載されている。しかしながら、一般的に電磁石装置
本体は遠方制御されることがほとんどであり、操作スイ
ッチ0は離れた位置に配置されるため、図6のように第
2のスイッチ01 を操作スイッチ0と同期させてオン・
オフするためには複雑な結線が必要となったり、切り離
しスイッチBと連動させた場合、保持時において主巻線
M1 は切り離されてしまうため、保持は副巻線M2 のみ
の交流励磁となり、うなり音の発生、電力損失の増加、
開放電圧の上昇等の問題があった。
時電力のロスが発生するとともに、抵抗が大きすぎると
主巻線M1 から見たときの負荷インピーダンスが大とな
り、開放電圧が上昇したり、小さくするとフライホイー
ル効果を抑制することができずに開放時間が短縮されな
いなど、種々の問題があった。
な結線を要することなく、またうなり音の発生、消費電
力の増加、開放電圧の上昇などを伴うことなく、電磁石
の開放時間を短縮することにある。
め、本発明の電磁石駆動装置は、交流端子に接続される
副巻線と、可動部の動きに連動し、設定された位置で切
となるスイッチと、前記スイッチを通して供給される交
流電源を入力し、直流に変換する整流器と、同整流器の
直流端子に接続される主巻線を有する電磁石駆動装置に
おいて、前記交流端子に印加される電圧を検出し、前記
電圧位相に同期したタイミング信号を発生するタイミン
グ発生手段と、前記整流器の直流端子電圧と前記タイミ
ング信号を入力し、スイッチ素子を制御する信号を出す
スイッチ素子制御手段と、前記主巻線に直列に接続さ
れ、前記スイッチ素子制御手段により駆動されるスイッ
チ素子を備えたものである。
り、図2はスイッチ3がオフし、電磁石が保持状態とな
ったときの等価回路図である。
2 に電圧が印加されると、副巻線M2 には交流が印加さ
れ、同時にブリッジ整流器4には全波の直流電圧が印加
されるため、スイッチ素子制御手段5が作動し、トラン
ジスタ7がオンとなり、主巻線M1 6に直流電圧が印加
され、可動鉄心が吸引される。スイッチ3は可動鉄心の
動きに連動したスイッチで、保持状態ではオフとなる。
スイッチ3がオフになるとブリッジ整流器4の交流端子
の片方が切り離されるため、結果として電磁石装置全体
としては図2の形になり、主巻線M1 6は交流電源端子
A1 −A2 との電気的な結合がなくなる。しかしながら
主巻線M1 と副巻線M2 は同一鉄心内に配置されてお
り、副巻線M2 によって発生した交番磁束による電磁誘
導作用により、主巻線M1 には、副巻線M2 と主巻線M
1 の巻数比に応じた交流電圧が発生する。言い換えれ
ば、主巻線M1 は起動時には負荷となって大きな電流を
流すことにより、大きな力を発生するが、保持時はトラ
ンスの二次巻線となって作用し、副巻線M2 と主巻線M
1 の巻数比に応じた交流電圧を発生する。
1 −A2 の電圧を検出し、その電圧位相に同期した信号
をスイッチ素子制御手段5へ伝える。スイッチ素子制御
手段5は、前記タイミング発生手段2の信号と、主巻線
M1 6に発生する電圧を検出して、スイッチ素子7を駆
動する。
ジ整流器4で閉ループが構成される形となり、A1 ′が
プラスのとき主巻線M1 には電流が流れるが、A2 ′が
プラスのときはブリッジ整流器の方向が逆となるため電
流は流れない。このように保持状態では、副巻線M2 に
流れる交流電流と、主巻線M1 に流れる半波の直流電流
の合成アンペアターンにより保持される。
間の電圧がオフになると、直ちに副巻線M2 1による磁
束はなくなり、同時にタイミング発生手段2はスイッチ
素子制御手段5への信号を停止する。主巻線M1 6には
過渡的な電圧が発生し、このエネルギにより、主巻線M
1 6、スイッチ素子7、ブリッジ整流器4の閉回路には
電流が流れ続けようとするが、前記タイミング発生手段
からの信号が停止するためスイッチ素子制御手段5はス
イッチ素子7をオフにする。
電流が零となって可動鉄心はすみやかに開放する。
に説明する。
は各部の波形を示す。図3,図4において、交流電源端
子A1 −A2 に電圧が印加されると副巻線M2 1には、
交流が印加され、同時にブリッジ整流器4には、全波の
直流電圧が印加される。タイミング発生回路2は、A2
側がプラスになってツェナーダイオード12で定めた電
圧を越えたときトランジスタ15をオンにする。トラン
ジスタ15がオンになるとダイオード10、抵抗14、
フォトカプラ(発光側)17に電流が流れ、その信号を
スイッチ素子制御回路5に設けた絶縁された受光側1
7′へ伝達する。スイッチ素子制御回路5が接続される
ブリッジ整流器4の直流端子には、全波の直流電圧が印
加されるため、A2 がプラスの半サイクル時はフォトカ
プラ17′がオンとなり、抵抗16を通してコンデンサ
18が充電される。またA2 がマイナスの半サイクル時
はタイミング発生回路2からの信号は無くなるがツェナ
ーダイオード20が導通し、前記コンデンサ18を充電
する。
タでそのゲートは前記コンデンサ18の片端に接続され
ている。従ってコンデンサ電圧がスイッチ素子の動作電
圧まで上昇するとスイッチ素子7はオンとなり、主巻線
6に電流が流れる。主巻線6は副巻線1よりも低インピ
ーダンスに設計されているため、大きな電流が流れて可
動鉄心は吸引される。スイッチ3は可動鉄心に連動した
スイッチでブリッジ整流器4の交流側の片方に接続さ
れ、保持状態ではオフとなる構成である。スイッチ3が
オフになるとブリッジ整流器4の直流出力は零となり、
主巻線6に流れていた電流は零となる。
心内に配置されており、副巻線によって発生する交番磁
界によって主巻線に交流電圧が発生する。この電圧は副
巻線1と主巻線6との巻数比によって決定される電圧で
あり、通常保持電流との兼ね合いから起動時の全波整流
電圧の数10分の1〜100分の1程度に設定される。
主巻線6はスイッチ素子7、ブリッジ整流器4の直列閉
回路であり、スイッチ素子制御回路5はブリッジ整流器
4と並列に接続される。
場合、ブリッジ整流器4には逆電圧が印加される。タイ
ミング発生回路2はこのときフォトカプラ17′へ信号
を伝達するようにダイオード10の方向を決定してお
く。これにより、抵抗16を通してコンデンサ18に充
電するとともにスイッチ素子7をオン状態に維持する。
次に主巻線6のA1 ′がプラスになった場合、スイッチ
素子7はオンに維持されているため、ブリッジ整流器4
には順方向電圧が印加され閉回路が形成され、主巻線6
に電流が流れる。この場合、コンデンサ18の電荷は抵
抗19を通して徐々に放電されるが、次のサイクルでは
主巻線のA2 ′が再びプラスとなるため、コンデンサ1
8も再び充電される。このようにしてスイッチ素子7は
オン状態に連続的に維持されることになり、副巻線1に
は交流電流、主巻線6には半波の直流電流が流れ、この
合成アンペアターンにより可動鉄心を保持する。この回
路構成において交流電源端子A1 −A2 の電圧が無くな
ると、副巻線1のエネルギはサージ吸収素子8で吸収さ
れる。一方、主巻線6のエネルギはダイオード22、ツ
ェナーダイオード20を通してスイッチ素子7のゲート
へ印加されるため、交流電源端子A1 −A2 の電圧が無
くなってもスイッチ素子7はオンを維持し、閉回路は形
成されたままとなる。この閉回路がいわゆるフライホイ
ール回路であり、エネルギはここで吸収される。
6に電流が流れることになり可動鉄心を保持し続ける
が、ツェナーダイオード20で設定した電圧以下まで吸
収されるとスイッチ素子7のゲートへの信号が無くな
る。従ってスイッチ素子7はオフとなり、主巻線6の電
流は零となって可動鉄心はすみやかに開放する。
が印加されている間は、タイミング発生回路2の信号に
よりスイッチ素子7をオンに維持して可動鉄心を保持
し、前記電圧が無くなると主巻線のエネルギをすみやか
に吸収し、スイッチ素子7をオフすることにより短時間
で可動鉄心を開放することができる。
21はスイッチ素子7のゲート端子を保護するための素
子である。
端子に印加される電圧を検出し、その電圧位相に同期し
たタイミング信号を発生するタイミング発生手段と、整
流器の直流端子電圧と前記タイミング信号を入力しスイ
ッチ素子を制御する信号を出力するスイッチ素子制御手
段と、主巻線に直列に接続され前記スイッチ素子制御手
段により駆動されるスイッチ素子を備えることにより、
外部との複雑な結線を要せずに電磁石の開放時間を短縮
できるとともに、うなり音の発生、消費電力の増加、開
放電圧の上昇など、基本特性を損なわずに電磁石の開放
時間を短縮することができる。
たときの等価回路図である。
ある。
ある。
ある。
4 ブリッジ整流器、5スイッチ素子制御手段、6 主
巻線、7 スイッチ素子、8,9 サージ吸収素子、1
0 ダイオード、11,13,14,16,19 抵
抗、12,20,21 ツェナーダイオード、15 ト
ランジスタ、17,17′フォトカプラ、18 コンデ
ンサ
Claims (1)
- 【請求項1】 交流端子に接続される副巻線と、可動部
の動きに連動し、設定された位置で切となるスイッチ
と、前記スイッチを通して供給される交流電源を入力
し、直流に変換する整流器と、同整流器の直流端子に接
続される主巻線を有する電磁石駆動装置において、前記
交流端子に印加される電圧を検出し、前記電圧位相に同
期したタイミング信号を発生するタイミング発生手段
と、前記整流器の直流端子電圧と前記タイミング信号を
入力し、スイッチ素子を制御する信号を出すスイッチ素
子制御手段と、前記主巻線に直列に接続され、前記スイ
ッチ素子制御手段により駆動されるスイッチ素子を備え
たことを特徴とする電磁石駆動装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP25094594A JP2931950B2 (ja) | 1994-10-17 | 1994-10-17 | 電磁石駆動装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP25094594A JP2931950B2 (ja) | 1994-10-17 | 1994-10-17 | 電磁石駆動装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH08115817A JPH08115817A (ja) | 1996-05-07 |
JP2931950B2 true JP2931950B2 (ja) | 1999-08-09 |
Family
ID=17215350
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP25094594A Expired - Fee Related JP2931950B2 (ja) | 1994-10-17 | 1994-10-17 | 電磁石駆動装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2931950B2 (ja) |
-
1994
- 1994-10-17 JP JP25094594A patent/JP2931950B2/ja not_active Expired - Fee Related
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---|---|
JPH08115817A (ja) | 1996-05-07 |
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