JPH0677125U - 電磁開閉器の制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 電磁開閉器の接点のために、間違った制御指
令の際に、あるいは激しく変動する制御電圧の際にも、
障害の発生を防止する。 【構成】 制御装置が遮断指令の所定の持続時間に依存
して所定の持続時間Ｔ２のオフ指令を開閉素子２に与
え、そのオフ指令が所定の持続時間の制御時間Ｔ３を開
始させ、その制御時間Ｔ３が経過するまでは開閉素子２
を先の投入指令に遮断指令が続いたときはオフ状態にお
く。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、開閉素子を介して制御電圧が加えられる操作コイルを有する電磁開 閉器の投入指令と遮断指令との間に制御電圧に依存したヒステリシスを形成する 手段を備えた電磁開閉器の制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

上記の公知の制御装置（ＨＥ‐リレーIntegral３２）においては、直流電圧で 運転するためにコンバータが設けられ、このコンバータは投入指令と遮断指令と の間の状態の移り変わりを制御電圧に対して所定のヒステリシスでもって行わせ る。これによって、制御電圧がゆっくりと変化する場合に所定の投入および遮断 が行われる。しかし、ヒステリシスの形成は制御電圧が急に変化する場合には時 間的にほとんど作用しないので、遮断が行われた後にリレーの制御電圧が急に復 帰した際に、従来の駆動装置におけるように、投入過程が正しく生じない臨界的 な電圧および時間の範囲が生じる。この結果リレーの主接点の焼損および溶着が 生じる。この経過は、とりわけ弱い系統に大きな起動電流の大きな電動機を投入 するときに生じる。というのは、このような系統においてはリレーのための制御 電圧が崩壊するからである。同様の問題は、例えば前段に接続されている指令発 生器の接触不良の際に生じるような急に変動する制御電圧（所謂チャタリング指 令）でもってリレーが駆動される場合にも生じ得る。この場合にも、急激に相前 後して行われる投入および遮断の過程によって、リレーの接点は過熱し、破壊さ れる。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

本考案の課題は、特に電磁開閉器の接点のために、間違った制御指令の際に、 あるいは激しく変動する制御電圧の際にも、障害が防止されるように上記の制御 装置を改善することにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】

上記の課題を解決するため、本考案においては、制御装置は遮断指令の所定の 持続時間に依存して所定の持続時間のオフ指令を開閉素子に与え、そのオフ指令 は所定の持続時間の制御時間を開始させ、その制御時間が経過するまでは、開閉 素子は先の投入指令に遮断指令が続いたときはオフ状態におかれる。

【０００５】 制御時間の動作指令およびオフ指令はメモリ機能を有するＡＮＤゲートに印加 することが好ましい。オン指令の間に磁石コイルの電流に付加的に影響を及ぼさ せるために、前記開閉素子（第１の開閉素子）に別の開閉素子（第２の開閉素子 ）を直列接続し、第１の開閉素子と操作コイルとの直列回路にフリーホィーリン グダイオードを並列接続し、第１の開閉素子に最終的な遮断をゆだねることが好 ましい。この場合に、フリーホィーリングダイオードにより生ぜしめられる遮断 指令時における開閉器の保持時間は遮断指令の所定の持続時間よりも長いのがよ い。更に、第２の開閉素子の制御は制御電圧の大きさに依存させて釈放するのが よい。

【０００６】 制御装置に必要な部分の簡単な構成は遮断指令、オフ指令および制御時間の所 定の持続時間が時間要素によって構成する場合に得られる。

【０００７】

【実施例】

次に本考案を図面に示す実施例について詳細に説明する。

【０００８】 図１によるブロック図において、従来の開閉器もしくはリレーの操作コイル１ が開閉素子２および別の開閉素子３と直列にして制御電圧端子４、５に接続され ている。開閉素子２および３は例えば電子スイッチとして形成することができる 。操作コイル１と開閉素子２との直列回路に並列にフリーホィーリングダイオー ド６が接続されている。このフリーホィーリングダイオード６は、電磁開閉器を 短時間閉路状態に保持するために、開閉素子３の開路時に操作コイル１および開 閉素子２を通る電流を持続させる。制御電圧端子４にはさらに、制御電圧によっ て影響を及ぼされる閾値形成回路７が接続されている。この閾値形成回路７はヒ ステリシスをも発生する。投入指令は導線８を介して開閉素子３に与えられ、遮 断指令は導線９を介して開閉素子３とブロック１０に与えられる。ブロック１０ は遮断閾値を下回る制御電圧の持続時間を評価する。正の結果は導線１１を介し てブロック１２に伝達され、ブロック１２は導線１３、ロジック回路１４を介し て開閉素子２に時間Ｔ２だけオフ指令を発する。ブロック１５は導線１３におけ る信号Ｔ２の終端を判別し、その判別結果を更にブロック１６に与え、ブロック １６はブロック１５の指示にしたがって制御時間Ｔ３を開始させる。ブロック１ ６の出力端は導線１７を介して導線１３の分岐と共にメモリ機能を有するＡＮＤ ゲート１８に接続されている。ＡＮＤゲート１８の出力端はロジック回路１４の 他方の入力端に接続されている。ブロック１０、１２および１６は単安定素子ま たはタイマから構成することができる。

【０００９】 この制御装置の動作を図２ないし図５を参照しながら説明する。図２は制御電 圧の時間に対する変化を示し、図２ｂはリレーの開閉状態の時間に対する変化を 示す。緩やかに上昇する制御電圧が加えられている場合には、時点ｔ１で、即ち 投入閾値到達時点で、開閉素子３にオン指令が与えられる。開閉素子２に対する オン指令が導線１９を介して制御電圧端子４から加わるために、操作コイル１、 開閉素子２および開閉素子３の電流回路が閉成され、したがってリレーが投入さ れる。今制御電圧が閾値Ｕ_EIN を下回ると、最初はリレーの開閉状態に何も変化 は起こらない。これに対し時点ｔ２で制御電圧が遮断閾値Ｕ_AUS を下回ると、開 閉素子３にオフ指令が与えられる。しかし、最初はリレーの投入状態にはなお何 も変化は起こらない。何故なら、操作コイル１の電流はフリーホィーリングダイ オード６および開閉素子２を介して流れ続けるからである。制御電圧が遮断閾値 Ｕ_AUS より小さい時間が所定時間Ｔ１よりも大きくなったときに初めて、時点ｔ ３で開閉素子２にロジック回路１４を介してオフ指令が与えられる。その結果操 作コイル１の電流は遮断され、リレーはその開閉状態を変える。ブロック１０に より与えられる時間Ｔ１は、フリーホィーリング電流が時間Ｔ１の間に磁石系の 保持電流を決して下回らないように選定される。

【００１０】 図３ａは制御電圧の時間に対する変化、図３ｂは開閉器の開閉状態の時間に対 する変化を示す。図において、投入閾値Ｕ_EIN よりも大きい制御電圧が存在して おり、リレーは投入されている。時点ｔ１で制御電圧が遮断閾値Ｕ_AUS を下回り 、開閉素子３にオフ指令が与えられる。操作コイル１の電流はこれにより開閉素 子２およびフリーホィーリングダイオード６を介して流れ続ける。時間Ｔ１の経 過後に制御電圧が再びＵ_EIN よりも大きくなっているので、開閉素子３は再び閉 成され、電流が前と同じように開閉素子２、３および操作コイル１を介して流れ る。したがって、制御電圧の落ち込みの持続時間がＴ１よりも小さいときには、 制御電圧が遮断閾値Ｕ_AUS 以下にある間中リレーの開閉状態には何も変化は起こ らない。。なお図ではそれぞれ投入遅れおよび遮断遅れは無視されている。

【００１１】 図４ａは同様に制御電圧の時間に対する変化、図４ｂは開閉器の開閉状態の時 間に対する変化を示す。図４の場合には最初は図３の場合と同様の運転状態にあ る。しかし図３による場合と違い、制御電圧落ち込みの持続時間ｔ_AUS が所定時 間Ｔ１よりも大きい。したがって、時間Ｔ１の経過後に開閉素子２にもオフ指令 が与えられる。それによりリレーが遮断される。この遮断指令はブロック１２に よって設定可能な時間Ｔ２の期間だけ保持されるので、制御電圧が投入閾値Ｕ_{EI N} よりも大きくなり、これにより開閉素子３が投入状態になるときにもリレーは 投入されない。時間Ｔ２後に制御電圧がなお投入閾値Ｕ_EIN よりも大きい場合に はじめて、リレーは開閉素子２の閉成により再び投入される。この場合、時間Ｔ ２はリレーが確実に遮断できてリレーの磁石系が完全に落下し得るように選定さ れるべきである。それにより、正しく遮断されずに主接点の破壊をもたらし得る ような運転状態にリレーが置かれることを防止することができる。

【００１２】 図５ａは制御電圧の時間に対する変化、図５ｂは開閉器の開閉状態の時間に対 する変化を示す。図５のタイムチャートにおける初期段階は図４のタイムチャー トにおけるものと同じである。制御電圧が時点ｔ１で遮断閾値Ｕ_AUS を下回り、 開閉素子３が開路される。時間Ｔ１の経過後に時点ｔ２で制御電圧がなお投入閾 値Ｕ_EIN より小さいために、開閉素子２が時間Ｔ２の期間だけ開路されるので、 リレーは遮断される。時間Ｔ２の経過後、即ち時点ｔ３において、図１のブロッ ク１６で発生させられる制御時間Ｔ３が開始される。この時点では制御電圧は投 入閾値Ｕ_EIN よりも大きいので、リレーは再投入される。時点ｔ４で制御電圧は 再び時間Ｔ１よりも大きい時間の間遮断閾値Ｕ_AUS 以下に低下する。このような 運転状態は、弱い系統に大出力の電動機が投入されて電動機の起動電流が制御電 圧を落ち込ませるようなときに起こり得る。これは、本考案による回路装置がな ければ、投入および遮断が持続して生じ、したがって危険な運転状態を生じさせ る。本考案によれば制御時間Ｔ３の間にリレーの遮断が行われる。というのは、 メモリ機能を有するＡＮＤゲート１８の両入力が論理「１」にあり、したがって 開閉素子２が遮断状態を続けるからである。たとえ制御電圧が投入閾値Ｕ_EIN よ りも大きくても、遅れた時点（ｔ５参照）でもリレーの投入はもはや行われない 。この状態は制御電圧の停止か遮断かのいずれかによって中止することができる 。

【００１３】

【考案の効果】

以上のように本考案によれば、遮断指令の所定の持続時間に依存して所定の持 続時間のオフ指令を開閉素子に与え、そのオフ指令によって所定の持続時間の制 御時間を開始させ、その制御時間が経過するまでは、開閉素子に先の投入指令に 遮断指令が続くときは最終的にオフ指令を与えるようにすることによって、特に 電磁開閉器の接点のために、正しくない制御指令の際に、あるいは激しく変動す る制御電圧の際にも、害になる結果を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案による制御装置の実施例を示すブロック
図。

【図２】制御電圧が緩やかに変化する場合におけるａは
制御電圧、ｂはリレーの開閉状態の時間変化を示すタイ
ムチャート。

【図３】短時間の制御電圧落ち込み時におけるａは制御
電圧、ｂはリレーの開閉状態の時間変化を示すタイムチ
ャート。

【図４】長い制御電圧落ち込み時におけるａは制御電
圧、ｂはリレーの開閉状態の時間変化を示すタイムチャ
ート。

【図５】接近して続いた２つの制御電圧落ち込みの際に
おけるａは制御電圧、ｂはリレーの開閉状態の時間変化
を示すタイムチャート。

【符号の説明】

１ 操作コイル ２、３ 開閉素子 ４、５ 制御電圧端子 ６ フリーホィーリングダイオード ７ 閾値形成回路 １０、１２、１６ 時限要素 １４ ロジック回路 １８ ＡＮＤゲート

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 トーマス、ケルピン ドイツ連邦共和国アムベルク、マーリエン シユトラーセ１

Claims (8)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 開閉素子（２）を介して制御電圧が加え
   られる操作コイルを有する電磁開閉器の制御装置におい
   て、制御装置は遮断指令の所定の持続時間（Ｔ１）に依
   存して所定の持続時間（Ｔ２）のオフ指令を前記開閉素
   子（２）に与え、そのオフ指令は所定の持続時間の制御
   時間（Ｔ３）を開始させ、その制御時間（Ｔ３）が経過
   するまでは、前記開閉素子（２）は先の投入指令に遮断
   指令が続いたときはオフ状態におかれることを特徴とす
   る電磁開閉器の制御装置。
2. 【請求項２】 制御時間（Ｔ３）の動作指令（１７）お
   よびオフ指令（１３）はメモリ機能を有するＡＮＤゲー
   ト（１８）に印加されることを特徴とする請求項１記載
   の制御装置。
3. 【請求項３】 前記開閉素子（第１の開閉素子２）には
   別の開閉素子（第２の開閉素子３）が直列接続され、第
   １の開閉素子（２）と操作コイル（１）との直列回路に
   はフリーホィーリングダイオード（６）が並列接続さ
   れ、最終的な遮断は第１の開閉素子（２）にゆだねられ
   ることを特徴とする請求項１または２記載の制御装置。
4. 【請求項４】 第２の開閉素子（３）の制御は制御電圧
   の大きさに依存して釈放されることを特徴とする請求項
   ３記載の制御装置。
5. 【請求項５】 フリーホィーリングダイオード（６）に
   より生ぜしめられる遮断指令（９）時における開閉器の
   保持時間は遮断指令の所定の持続時間（Ｔ１）よりも長
   いことを特徴とする請求項３または４記載の制御装置。
6. 【請求項６】 遮断指令、オフ指令および制御時間の所
   定の持続時間は時間要素によって形成されることを特徴
   とする請求項１ないし５のいずれか１つに記載の制御装
   置。
7. 【請求項７】 時間要素は単安定素子を備えたアナログ
   技術で構成されていることを特徴とする請求項６記載の
   制御装置。
8. 【請求項８】 時間要素はカウンタによるデジタル技術
   で構成されていることを特徴とする請求項６記載の制御
   装置。