JPH08273932A - Magnetization apparatus - Google Patents
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- JPH08273932A JPH08273932A JP7576095A JP7576095A JPH08273932A JP H08273932 A JPH08273932 A JP H08273932A JP 7576095 A JP7576095 A JP 7576095A JP 7576095 A JP7576095 A JP 7576095A JP H08273932 A JPH08273932 A JP H08273932A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、磁石材に磁性を付与す
る着磁装置であって、特に、真空バルブが内蔵する磁石
材に磁性を付与する着磁装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a magnetizing device for imparting magnetism to a magnet material, and more particularly to a magnetizing device for imparting magnetism to a magnet material contained in a vacuum valve.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来、真空バルブにおいては、図１０に
示すように可動電極ロッド０１および固定電極ロッド０
２にはそれぞれ電極０３、０４が備えられ、その内側に
磁石０５、０６が内蔵されている。この磁石は、サマリ
ウムコバルト系の希土類磁石材からなるもので、定格電
流６００Ａの真空バルブではこの磁石によって開極空間
の電極軸方向にほぼ１０００〜３０００ガウス程度の静
磁場を形成させているのが通例である。この磁石０５、
０６は、通電中の真空バルブが開かれたときに生じるア
ークを磁力線内に取り込みながらピンチ効果によるアー
クの集中を妨げることにより、電極０３、０４表面の局
部的熱損傷を防止する重要な機能を持っているのであ
る。2. Description of the Related Art Conventionally, in a vacuum valve, as shown in FIG. 10, a movable electrode rod 01 and a fixed electrode rod 0 are used.
2 are provided with electrodes 03 and 04, respectively, and magnets 05 and 06 are incorporated inside them. This magnet is made of a samarium-cobalt-based rare earth magnet material, and in a vacuum valve with a rated current of 600 A, this magnet forms a static magnetic field of about 1000 to 3000 gauss in the electrode axis direction of the opening space. It is customary. This magnet 05,
06 has an important function of preventing local heat damage on the surfaces of the electrodes 03, 04 by preventing the concentration of the arc due to the pinch effect while taking in the arc generated when the vacuum valve being energized is opened into the magnetic field lines. I have it.
【０００３】ところで、この磁石０５、０６は、予め磁
力を付与しておき、真空バルブの組立て時に組み込むこ
とができないものである。その理由は、真空バルブは組
立て後に、内部を真空にするため約８００℃前後に加熱
して真空引き処理が行われる。その温度は、真空バルブ
の構成部材が保有するガス成分を放出させて、長期に高
い真空度を維持させるために必要なものであるが、一方
この加熱温度は磁石が磁力を失うキュリー点を超えてい
るので、当初の磁力が全く失われてしまうからである。
そのため、この磁石０５、０６には、上記の真空処理後
に外部から磁力を付与する着磁操作を行うことが必要で
あった。By the way, the magnets 05 and 06 are magnetized in advance and cannot be incorporated in the vacuum valve during assembly. The reason for this is that after the vacuum valve is assembled, it is heated to about 800 ° C. and a vacuuming process is performed in order to create a vacuum inside. The temperature is necessary to release the gas components held by the components of the vacuum valve and maintain a high degree of vacuum for a long time, while this heating temperature exceeds the Curie point at which the magnet loses its magnetic force. Therefore, the original magnetic force is lost.
Therefore, it was necessary to perform a magnetizing operation for externally applying a magnetic force to the magnets 05 and 06 after the above vacuum processing.
【０００４】磁石材の着磁の原理そのものは、対象磁石
材に対して磁化させたい方向に設定磁化率に対応した磁
石材質とその形状寸法と設定磁化方向によって決定する
十分な強度の静的磁界を磁石材中の誘導電流が消滅し、
加えた磁界が磁石材の内部全体に行き渡るまでの時間加
えることで、設定磁化率以上の着磁を達成できる。そし
てこのような目的のためにビッター型電磁石がある。と
ころが、本発明の着磁対象の一例である長さ方向に異方
性を持たせたＳｍＣｏ、２−１７系の直径２１ｍｍ×長
さ４．６ｍｍ程度の真空バルブに内蔵の磁石材を磁化容
易軸である長さ方向に沿ってほぼ１００％の磁化率で着
磁させるに必要な磁界として２５キロエルステッド以上
の静的磁界を発生させるには、常温着磁コイル型のビッ
ター型電磁石によると、少なくとも重量が２３トン、本
体体積が直径１８２０ｍｍ×長さ１６４０ｍｍに達する
極めて大型でかつ高価格のものとなるうえ、ＡＣ３相２
００ｋＶＡ以上の変圧所の建設、およびＡＣ３相２２０
ＶをＤＣ出力１５０ｋＷに変換する設備費などが極めて
高額に必要となる。さらに、着磁操作に当たっては、真
空バルブ１個当り約５×１０6 ジュールの膨大なエネル
ギーを数秒間で消費することになり、ＡＣ電源を共用し
ている他の設備に一時的な電力供給障害が発生するから
運転操作が制限されるなどの問題もあった。これを解決
するには独立した発電設備を建設しなければならないの
で、経済的問題が極めて重要であった。The principle of magnetizing the magnet material is that the static magnetic field of sufficient strength is determined by the magnet material corresponding to the desired magnetic susceptibility in the desired magnetizing direction, the shape and size of the magnet material, and the preset magnetization direction. , The induced current in the magnet material disappears,
By applying the time until the applied magnetic field reaches the entire inside of the magnet material, it is possible to achieve magnetization at or above the set magnetic susceptibility. And for such a purpose, there is a Bitter type electromagnet. However, SmCo having anisotropy in the length direction, which is an example of a magnetized object of the present invention, a magnet material built into a vacuum valve of 2-17 system having a diameter of 21 mm and a length of 4.6 mm is easily magnetized. In order to generate a static magnetic field of 25 kilo Oersted or more as a magnetic field necessary for magnetizing at a magnetic susceptibility of almost 100% along the length direction that is the axis, according to a room temperature magnetizing coil type Bitter type electromagnet, It is at least 23 tons in weight, the body volume is 1820 mm in diameter and 1640 mm in length, and is extremely large and expensive.
Construction of a transformer station of 00kVA or more, and AC3 phase 220
The equipment cost for converting V to DC output of 150 kW is extremely expensive. Furthermore, during the magnetizing operation, a huge amount of energy of about 5 × 10 6 Joules is consumed per vacuum valve in a few seconds, which temporarily interrupts the power supply to other equipment sharing the AC power supply. There was also a problem that the driving operation was restricted because of the occurrence of. In order to solve this, an independent power generation facility had to be built, so the economic problem was extremely important.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の問題
点を解決するためになされたものであり、小型化を図る
とともに汎用部品を用いることで設備費と運転費の低減
を可能としながら、安全性を高めた着磁装置を提供す
る。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems, and it is possible to reduce the equipment cost and the operation cost by using general-purpose parts while reducing the size. Provide a magnetizing device with improved safety.
【０００６】[0006]
【課題を解決するための手段】上記の問題は、次に記載
の着磁装置により解決することができる。請求項１に記
載された通りの、蓄電池またはコンデンサからなる直流
電源と着磁対象物を収容可能とするとともに液体窒素、
液体ヘリウムまたは液体空気中に浸漬された着磁コイル
とを備え、前記直流電源と前記着磁コイルとを結ぶ通電
用導線にスイッチが設けられていることを特徴とする着
磁装置。また、請求項２に記載された通りの、電解コン
デンサからなる直流電源と着磁対象物を収容可能とする
とともに液体窒素、液体ヘリウムまたは液体空気中に浸
漬された着磁コイルとを備え、前記直流電源と前記着磁
コイルとを結ぶ通電用導線にスイッチが設けられている
とともに、整流素子がカソード側をプラス側通電用導線
に、アノード側をマイナス側通電用導線に連結して並列
に設けられていることを特徴とする着磁装置によっても
解決することができる。さらに、請求項３に記載された
通りの、前記スイッチが閉極後時間制御されて開極され
る真空バルブである請求項２に記載の着磁装置によって
も解決することができる。また、請求項４に記載された
通りの、前記直流電源と前記整流素子との間に着磁電流
に対して直列順方向に配設した整流素子を備えた請求項
２に記載の着磁装置によっても解決することができる。The above problems can be solved by the magnetizing device described below. As described in claim 1, a direct current power source comprising a storage battery or a capacitor and a magnetized object can be accommodated and liquid nitrogen,
A magnetizing device, comprising: a magnetizing coil immersed in liquid helium or liquid air, wherein a switch is provided on a conducting wire for connecting the DC power source and the magnetizing coil. In addition, as described in claim 2, a direct current power source composed of an electrolytic capacitor and a magnetizing coil capable of accommodating an object to be magnetized and immersed in liquid nitrogen, liquid helium or liquid air are provided. A switch is provided on the conducting wire connecting the DC power source and the magnetizing coil, and the rectifying element is provided in parallel by connecting the cathode side to the positive side conducting wire and the anode side to the negative side conducting wire. It can be solved also by a magnetizing device characterized by being provided. Further, it is possible to solve the problem by the magnetizing device according to claim 2, wherein the switch is a vacuum valve that is opened and controlled for a time period after closing, as described in claim 3. The magnetizing device according to claim 2, further comprising a rectifying element arranged between the DC power source and the rectifying element in a series forward direction with respect to a magnetizing current, as described in claim 4. Can also be solved by.
【０００７】[0007]
【作用】本発明の請求項１の発明では、着磁コイルを液
体窒素等により冷却するとともに、自動車用バッテリの
ような汎用部品または汎用のコンデンサを電源として利
用しているので、装置全体の小型化が可能となり、また
設備費を大幅に節減できるようになった。また、請求項
２の発明では、整流素子がカソード側をプラス側通電用
導線に、アノード側をマイナス側通電用導線に連結して
並列に設けられているので、汎用の電解コンデンサを直
流電源とした場合でも、着磁電流が振動性の過渡現象を
起こさないから、電源をさらに大幅に小型化することが
できる。また、請求項３の発明では、前記スイッチが閉
極後時間制御されて開極されるので、発生するアークの
電圧降下により、整流素子の順方向に残留する電圧によ
る逆充電が全く発生しない。さらに、請求項４の発明で
は、電源コンデンサと前記整流素子との間に着磁電流に
対して直列順方向に整流素子を配設しているので、上記
の残留電圧による逆充電は全く発生しないうえ、接点消
耗がなく、スイッチを閉極したままの状態で着磁を行う
ことができる。According to the first aspect of the present invention, the magnetizing coil is cooled by liquid nitrogen or the like, and the general-purpose component such as the automobile battery or the general-purpose capacitor is used as the power source. It has become possible to reduce costs and equipment costs. Further, in the invention of claim 2, since the rectifying element is provided in parallel by connecting the cathode side to the positive side conducting wire and the anode side to the negative side conducting wire, a general-purpose electrolytic capacitor is used as a DC power source. Even in such a case, the magnetizing current does not cause an oscillating transient phenomenon, so that the power supply can be further downsized. Further, in the invention of claim 3, since the switch is opened after being controlled for a period of time after closing, no reverse charging due to the voltage remaining in the forward direction of the rectifying element occurs due to the voltage drop of the generated arc. Further, in the invention of claim 4, since the rectifying element is arranged between the power supply capacitor and the rectifying element in the forward direction in series with respect to the magnetizing current, the reverse charging due to the residual voltage does not occur at all. Moreover, it is possible to magnetize the switch with the contact closed and the switch closed.
【０００８】[0008]
【実施例】次に、図１から図９に示す実施例に基づい
て、本発明を詳細に説明する。 （実施例１）先ず図１は、直流電源として蓄電池Ｂを用
いて、着磁対象物を収容可能とするとともに液体窒素中
に浸漬された着磁コイルＭとスイッチＳｗ１とを備えて
いる着磁装置の回路例を示す。着磁コイルＭは、着磁対
象物としての定格電流６００Ａの真空バルブが収容され
得る収容空間として直径１００ｍｍ×高さ１８０ｍｍの
大きさを持つもので、直径２．６ｍｍの純銅導線総巻数
１８００回からなるコイルであり、かつ起磁力を着磁空
間に集中させるための継鉄を配置し、インダクタンスＬ
と電気抵抗Ｒをもって表示されている。この着磁コイル
Ｍは、例えば図１１に示すように液体窒素中に浸漬して
冷却され、７７Ｋの温度に保持されるのであるが、この
場合、Ｒ＝０．５Ω（０℃では３．４１Ωに相当）、Ｌ
＝０．４５Ｈに設定され、少なくとも２００Ａ以上の直
流電流を連続して１秒間以上通電することにより少なく
とも２５キロエルステッドの静磁界を発生させて、着磁
対象物を磁化率１００％つまり飽和的な着磁をさせるこ
とができる。EXAMPLES The present invention will be described in detail with reference to the examples shown in FIGS. (Embodiment 1) First, FIG. 1 shows a case in which a storage battery B is used as a DC power source to accommodate a magnetized object and a magnetizing coil M and a switch Sw1 immersed in liquid nitrogen. The circuit example of an apparatus is shown. The magnetizing coil M has a size of 100 mm in diameter and 180 mm in height as a housing space in which a vacuum valve having a rated current of 600 A as a magnetized object can be housed, and the total number of turns of pure copper conductor wire having a diameter of 2.6 mm is 1800 times. And a yoke for concentrating the magnetomotive force in the magnetizing space.
And electrical resistance R are displayed. This magnetizing coil M is, for example, immersed in liquid nitrogen as shown in FIG. 11 to be cooled and held at a temperature of 77K. In this case, R = 0.5Ω (3.41Ω at 0 ° C.). Equivalent to), L
= 0.45H, a static magnetic field of at least 25 kilo Oersted is generated by continuously applying a DC current of at least 200 A or more for 1 second or more, so that the magnetized object has a magnetic susceptibility of 100%, that is, a saturated magnetic field. Can be magnetized.
【０００９】直流電源としての蓄電池Ｂは、前記の着磁
コイルＭに２００Ａの電流を少なくとも１秒間通電する
ことが可能なように準備されるもので、この場合には、
定格１２Ｖの自動車用バッテリ（例えば、ユアサアバッ
テリＥＸ４０Ｂ２０Ｌ）を１０個直列に連結し、それを
４組並列に連結した合計４０個のバッテリを準備した。
このような蓄電池Ｂと前記着磁コイルＭがスイッチＳｗ
１と電流計Ａを介して通電用導線によって連結されてい
る。A storage battery B as a DC power source is prepared so that a current of 200 A can be applied to the magnetizing coil M for at least 1 second. In this case,
A total of 40 batteries were prepared by connecting 10 automobile batteries (for example, Yuasa Battery EX40B20L) having a rating of 12V in series and connecting 4 sets of them in parallel.
The storage battery B and the magnetizing coil M are connected to the switch Sw.
1 and an ammeter A, and they are connected by a conducting wire.
【００１０】次に、上記の着磁装置の作動状況を説明す
る。スイッチＳｗ１を閉極すると、通電用導線に流れる
電流ａは図２に示すように、時間とともに増大し４秒後
には２００Ａを超えるが、その後はコイルやバッテリー
の抵抗の一時的増加で電流ａａのように減衰するのであ
る。この場合、着磁コイルＭには少なくとも２００Ａの
電流が１秒間以上通電されるので、２５キロエルステッ
ドの静磁界が発生して着磁対象物を飽和着磁させること
ができる。ところが、スイッチＳｗ１を閉極した状態に
しておくと、蓄電池Ｂは過放電状態となるのでその寿命
が極めて短くなる。そこで、それを防止するためには、
着磁が完了した段階でスイッチＳｗ１を開極することに
より電流を絶つ必要がある。しかし、２００Ａ以上の直
流大電流を絶つと強烈な続流アークが発生するので、耐
熱性容器にスイッチＳｗ１収容しておき外部から操作で
きるようにしておくことが必要がある。着磁が完了した
段階でスイッチＳｗ１を開極した場合の電流の挙動を電
流ａｂに示す。Next, the operating condition of the above magnetizing device will be described. When the switch Sw1 is closed, the current a flowing in the conducting wire increases with time as shown in FIG. 2 and exceeds 200 A after 4 seconds, but thereafter, the current aa is increased due to a temporary increase in the resistance of the coil and the battery. It decays like this. In this case, since a current of at least 200 A is applied to the magnetizing coil M for 1 second or longer, a static magnetic field of 25 kilo Oersted is generated and the magnetized object can be saturated and magnetized. However, if the switch Sw1 is kept in the closed state, the storage battery B is in the over-discharged state, and the life thereof is extremely shortened. So, in order to prevent it,
It is necessary to cut off the current by opening the switch Sw1 when the magnetization is completed. However, when a large direct current of 200 A or more is cut off, a strong continuous arc is generated, so it is necessary to house the switch Sw1 in a heat-resistant container so that it can be operated from the outside. The current ab shows the behavior of the current when the switch Sw1 is opened at the stage when the magnetization is completed.
【００１１】この実施例によれば、着磁コイルＭを液体
窒素により冷却するとともに、自動車用バッテリのよう
な汎用部品を利用しているので、装置全体の小型化が可
能となり、また設備費を節減できるようになった。例え
ば、着磁コイルＭを常温ビッター型電磁石と比較する
と、所要体積が１８２０φ×１６４０から６２０φ×５
００Ｈの約１／３０に、また所要重量が２３４００ｋｇ
から１５０ｋｇと約１／１５０に小型化されるのであ
る。さらにこの常温ビッター型電磁石の場合には、電気
抵抗Ｒは低く設定できないので、自動車用バッテリを使
用しようとすると、例えば２０個直列を１６組並列した
膨大な電源を必要としたが、この実施例ではその約１／
８に小型化されるのであって、これらを総合すると設備
費は１／１００に節減可能となったのである。この実施
例の液体窒素に代えて液体ヘリウムまたは液体空気を用
いて着磁コイルを冷却してもよい。According to this embodiment, since the magnetizing coil M is cooled by liquid nitrogen and a general-purpose component such as an automobile battery is used, the entire apparatus can be downsized and the equipment cost can be reduced. You can save money. For example, comparing the magnetizing coil M with a room temperature bitter type electromagnet, the required volume is 1820φ × 1640 to 620φ × 5.
About 1/30 of 00H and the required weight is 23400kg
The size is reduced to 150 kg, which is about 1/150. Further, in the case of this room temperature bitter type electromagnet, the electric resistance R cannot be set low, so that when using an automobile battery, for example, an enormous power source in which 16 units of 20 units in parallel were required was required. Then about 1 /
Since it was downsized to 8, the total equipment cost could be reduced to 1/100. Instead of the liquid nitrogen in this embodiment, liquid helium or liquid air may be used to cool the magnetizing coil.
【００１２】（実施例２）図３において、放電電流２０
０Ａ以上を継続して１秒間以上維持することが可能な静
電容量を有するコンデンサＣからなる直流電源と着磁対
象物（図示せず）を収容可能とするとともに液体窒素
（図示せず）着磁コイルＭとを結ぶ通電用導線にスイッ
チＳｗ１が設けられている実施例を示す。なお、着磁コ
イルＭは実施例１の場合と同様に設定されており、コン
デンサＣには、所要の電圧の交流電源Ｓから整流素子Ｄ
0 により整流された電流がスイッチＳｗ２を経て充電可
能に設けられている。(Embodiment 2) In FIG. 3, a discharge current 20
A DC power source composed of a capacitor C having an electrostatic capacity capable of continuously maintaining 0 A or more for 1 second or more and a magnetized object (not shown) can be accommodated and liquid nitrogen (not shown) is attached. An embodiment is shown in which a switch Sw1 is provided on the conducting wire for connecting to the magnetic coil M. The magnetizing coil M is set in the same manner as in the first embodiment, and the capacitor C is connected to the rectifying element D from the AC power source S of a required voltage.
The current rectified by 0 is provided so as to be charged through the switch Sw2.
【００１３】次に、上記の着磁装置の作動状況を説明す
る。スイッチＳｗ１を開極し、スイッチＳｗ２を閉極
し、コンデンサＣを交流電源Ｓによって充電する。この
場合の充電電圧は、後記のようにコンデンサＣの性質、
状態により適宜に設定されるのである。充電完了後、ス
イッチＳｗ２を開極しスイッチＳｗ１を閉極すると、少
なくとも２００Ａの放電電流が着磁コイルＭを１秒間以
上通電するので、２５キロエルステッドの静磁界が発生
して着磁対象物を飽和着磁させることができる。しか
も、スイッチＳｗ１を閉極した状態にしておいても、実
施例１の場合のように蓄電池Ｂを損傷することがないも
のである。Next, the operating condition of the above magnetizing device will be described. The switch Sw1 is opened, the switch Sw2 is closed, and the capacitor C is charged by the AC power supply S. The charging voltage in this case depends on the nature of the capacitor C, as described below.
It is set appropriately depending on the state. After the charging is completed, when the switch Sw2 is opened and the switch Sw1 is closed, a discharge current of at least 200 A energizes the magnetizing coil M for 1 second or longer, so that a static magnetic field of 25 kilo Oersted is generated and an object to be magnetized is generated. It can be saturated and magnetized. Moreover, even if the switch Sw1 is closed, the storage battery B is not damaged as in the case of the first embodiment.
【００１４】さらに、使用するコンデンサの性質により
放電電流の挙動やコンデンサ自体に及ぼす影響等が異な
るので、その点を説明する。先ず、松下電器産業（株）
製表品名ゴールドキャパシタのような電気二重層タイプ
のコンデンサをこの実施例に応用するには、常用耐電圧
２Ｖ、静電容量４７０Ｆ（内部抵抗６ｍΩ）または常用
耐電圧２Ｖ、静電容量１５００Ｆ（内部抵抗２ｍΩ）の
コンデンサユニットを組み合わせることで具体化するこ
とができる。図４は、この場合の時間−電流特性を示す
ものであり、１個４７０Ｆを４００個直列にして合成容
量１．１７５Ｆのときは電流ａ1 、１個４７０Ｆを２２
０個直列にし、それを２組並列にして合成容量４．２７
３Ｆのときは電流ａ2 、１個１５００Ｆを９０個直列に
して合成容量１６．６７Ｆのときは電流ａ3 のようにい
ずれも少なくとも２００Ａの電流が連続して１秒間以上
維持されるのである。なお、この場合、充電電圧はいず
れも各コンデンサユニットについて２Ｖに設定したもの
で、コンデンサの初期充電エネルギはそれぞれ３７６ｋ
Ｊ、４１４ｋＪおよび２７０ｋＪである。ところで、コ
イルＬ、抵抗Ｒ、コンデンサＣからなる回路では、電流
の挙動は、過渡現象として、Ｃ＜４Ｌ／Ｒ2 の場合には
振動性減衰、Ｃ＞４Ｌ／Ｒ2 の場合には非振動性減衰を
示すことが知られているが、上記の場合はコンデンサの
合成内部抵抗の効果も関与していずれも非振動性減衰の
条件を満足しているので、後記の電解コンデンサの場合
のような振動性減衰により生じる問題のおそれがないか
ら好ましい。Further, since the behavior of the discharge current and the influence on the capacitor itself are different depending on the property of the capacitor used, that point will be described. First, Matsushita Electric Industrial Co., Ltd.
In order to apply an electric double layer type capacitor such as a product name Gold Capacitor to this embodiment, a normal withstand voltage of 2 V and a capacitance of 470 F (internal resistance 6 mΩ) or a common withstand voltage of 2 V and a capacitance of 1500 F (internal). It can be embodied by combining a capacitor unit having a resistance of 2 mΩ). FIG. 4 shows the time-current characteristics in this case. When one 470F is connected in series with 400 and the combined capacity is 1.175F, the current a1 and one 470F are 22.
0 pieces in series and 2 sets in parallel make a combined capacity of 4.27.
In the case of 3F, 90 pieces of current a2 and 1500 pieces of 1500F are connected in series, and when the combined capacity is 16.67F, the current of at least 200A is continuously maintained for one second or more like the current a3. In this case, the charging voltage was set to 2V for each capacitor unit, and the initial charging energy of each capacitor was 376k.
J, 414 kJ and 270 kJ. By the way, in the circuit including the coil L, the resistor R, and the capacitor C, the behavior of the current is as a transient phenomenon, that is, when C <4L / R 2 , vibration damping, and when C> 4L / R 2 , non-vibration. Although it is known that the electrolytic damping is shown, in the above case, the effect of the combined internal resistance of the capacitor also contributes to the non-oscillating damping condition. It is preferable because there is no risk of problems caused by vibrating damping.
【００１５】次に、上記電気二重層タイプのコンデンサ
より大幅に充電エネルギー当りのコストが低廉であるア
ルミニウム電解コンデンサをこの実施例に応用すること
ができる。例えば図５はこの場合の図３のＳｗ１閉を起
点とした時間に対する電流とコンデンサの電圧の推移を
示すものであり、１個１５０００μＦを４８０個並列に
して合成容量７．２Ｆとし、ほぼ臨界条件（Ｃ＝４Ｌ／
Ｒ2 ）とした場合で、２００Ａ以上の電流を連続して１
秒間流すに要するコンデンサの初期充電電圧は１４２
Ｖ、その充電エネルギは７２．６ｋＪとなる。この場
合、コンデンサが逆方向に充電されたり、電流の向きが
変わることがなく十分な着磁ができる。ところが図３の
回路では静電容量を７．２Ｆ未満とすると振動減衰条件
（Ｃ＜４Ｌ／Ｒ2 ）となってコンデンサが逆方向に充電
されてパンクしたり、電流の向きが変わって十分な磁化
率が得られない。その理由はコンデンサが逆方向に充電
され始める以前の時点でコイルに流れる電流を遮断する
ことは、コイルのインダクタンスによる逆起電力が過大
となって極めて困難なためである。このような振動条件
であっても、ペーパーコンデンサやオイルコンデンサの
ように使用上の充電電圧に極性条件が付かないコンデン
サを用い、かつ通電後初回に訪れる電流零点直前でＳｗ
１で電流を遮断し、逆向きの電流を防ぐことは可能なの
で、この場合十分な着磁ができる。しかしこの種のコン
デンサは同一充電エネルギー当りの設備コストは電解コ
ンデンサに比べると格段に高くなることと、Ｓｗ１のア
ーク損耗が著しくなることを避けられないという問題が
ある。Next, an aluminum electrolytic capacitor whose cost per charge energy is significantly lower than that of the electric double layer type capacitor can be applied to this embodiment. For example, FIG. 5 shows the transition of the current and the voltage of the capacitor with respect to time starting from Sw1 closing in FIG. 3 in this case. (C = 4L /
R 2 ), a current of 200 A or more is continuously applied for 1
The initial charging voltage of the capacitor required to flow for 142 seconds is 142
V, the charging energy is 72.6 kJ. In this case, the capacitor can be sufficiently magnetized without being charged in the opposite direction or changing the direction of the current. However, in the circuit of FIG. 3, when the electrostatic capacitance is less than 7.2 F, the vibration damping condition (C <4 L / R 2 ) is established, and the capacitor is charged in the opposite direction to cause a puncture, or the direction of the current changes, which is sufficient. Magnetic susceptibility cannot be obtained. The reason is that it is extremely difficult to cut off the current flowing through the coil before the capacitor starts to be charged in the reverse direction because the counter electromotive force due to the inductance of the coil becomes excessive. Even under such an oscillating condition, a capacitor such as a paper capacitor or an oil capacitor that does not have a polarity condition in the charging voltage during use is used, and the Sw immediately before the zero point of the current that first comes after energization is used.
Since it is possible to interrupt the current by 1 and prevent the reverse current, sufficient magnetization can be performed in this case. However, this type of capacitor has problems that the facility cost per the same charging energy is much higher than that of the electrolytic capacitor and that the arc wear of Sw1 is inevitable.
【００１６】以上説明したように、この実施例２におい
ては、実施例１の場合と同様に着磁装置を小型に構成す
ることできるとともに、汎用のコンデンサを用いること
により設備費用を節減可能とする。また、蓄電池のよう
な消耗部材を用いないので、そのメンテナンス費用も大
幅に節減可能となるものである。As described above, in the second embodiment, the magnetizing device can be made compact as in the first embodiment, and the facility cost can be reduced by using the general-purpose capacitor. . In addition, since a consumable member such as a storage battery is not used, the maintenance cost can be significantly reduced.
【００１７】（実施例３）図６において、実施例３とし
て、電解コンデンサＣからなる直流電源と実施例１およ
び２と同様な着磁コイルＭとスイッチＳｗ１を設けると
ともに、整流素子Ｄ1 がカソード側をプラス側通電用導
線に、アノード側をマイナス側通電用導線に連結して並
列に設けられている着磁装置を示す。この場合の電解コ
ンデンサＣとしては、振動性減衰条件を与えるため実施
例２において問題点を指摘した１個１５０００μＦを６
０個並列にした合成容量０．９Ｆのものである。このよ
うな電解コンデンサＣを３８７Ｖに充電し、スイッチＳ
ｗ１を閉極した場合の電流・電圧／時間特性を図７に示
す。この場合のコンデンサ初期充電エネルギは６７．２
ｋＪである。放電電流ｃは時間とともに立ち上がり、整
流素子Ｄ1 が設けられていないときには点線で示される
電流ｃｄのように低下しながら振動性の挙動を現すので
あるが、この実施例では整流素子Ｄ1 がカソード側をプ
ラス側通電用導線に、アノード側をマイナス側通電用導
線に連結して並列に設けられているので、振動性の挙動
を現すことなく、電流ｃｃのように順方向において減衰
することになるのである。(Embodiment 3) In FIG. 6, as Embodiment 3, a DC power source consisting of an electrolytic capacitor C, a magnetizing coil M and a switch Sw1 similar to those in Embodiments 1 and 2 are provided, and a rectifying element D1 is provided on the cathode side. Is connected to the positive side conducting wire and the anode side is connected to the negative side conducting wire in parallel. As the electrolytic capacitor C in this case, 15,000 μF, which is one of the problems pointed out in the second embodiment, is 6 because the vibration damping condition is given.
It has a combined capacity of 0.9 F in which 0 capacitors are connected in parallel. Such an electrolytic capacitor C is charged to 387V, and the switch S
FIG. 7 shows current / voltage / time characteristics when w1 is closed. The initial charging energy of the capacitor in this case is 67.2.
kJ. The discharge current c rises with time, and when the rectifying element D1 is not provided, it exhibits oscillatory behavior while decreasing like the current cd shown by the dotted line, but in this embodiment, the rectifying element D1 is connected to the cathode side. Since the anode side is connected in parallel to the negative side conducting wire to the positive side conducting wire, the positive side conducting wire is attenuated in the forward direction like the current cc without exhibiting oscillatory behavior. is there.
【００１８】この実施例３においては、以上説明したよ
うに、実施例２のように非振動性の電解コンデンサの組
み合わせ、例えば１個１５０００μＦ（常用耐電圧３５
０Ｖ）を４８０個並列にしたものを用いなくとも、１個
１５０００μＦを６０個並列にしただけのもの、すなわ
ち１／８に小型化したもので、少なくとも２００Ａの非
振動性の着磁電流が得られるのである。この場合の着磁
コイルＭの両端の電圧／時間特性を電圧ｅに示す。整流
素子Ｄ1 がないときは、点線で示す電圧ｅｆのように振
動性を現すが、この実施例のときには電圧ｅｅのように
ほぼ０に近い値に低下するのである。この値はＤ1 の順
方向電圧降下値で通常１Ｖ程度であり、この電圧値だけ
コンデンサは逆充電されるが、アルミ電解コンデンサに
はこの程度の逆充電に耐えるものがある。In the third embodiment, as described above, a combination of non-vibrating electrolytic capacitors as in the second embodiment, for example, 15,000 μF (normal withstand voltage 35
0V) without using 480 parallel units, only 15,000 μF with 60 parallel units, that is, a miniaturized 1/8, and at least 200A non-oscillating magnetizing current can be obtained. Be done. The voltage / time characteristic across the magnetizing coil M in this case is shown as voltage e. When the rectifying element D1 is not provided, the oscillatory characteristic appears like the voltage ef shown by the dotted line, but in this embodiment, it drops to a value close to 0 like the voltage ee. This value is a forward voltage drop value of D1 which is normally about 1 V, and the capacitor is reversely charged by this voltage value, but some aluminum electrolytic capacitors can withstand such a reverse charge.
【００１９】（実施例４）さらに、実施例３においては
着磁操作後の整流素子Ｄ1 の順方向の残留電圧ΔＶは約
１Ｖ程度のものであるが、これによる電解コンデンサの
逆充電は０としておくのが好ましい。そこでこの残留電
圧ΔＶによる逆充電効果を解消すべく改良されたのが、
図８に示す実施例４である。それには、実施例３におけ
るスイッチＳｗ１に開閉極可能に時間制御されるスイッ
チＳｗ３として真空バルブを用いて具体化することがで
きる。コンデンサＣは整流素子Ｄ1 の順方向電圧を上限
とした電圧によって逆充電されるが、この実施例では、
スイッチＳｗ３を適宜な時期に、例えばＤ1 に電流が流
れ始める直前のような時期に開極することができるの
で、スイッチＳｗ３におけるアークの電圧降下のため、
残留電圧ΔＶによる逆充電は全く発生しないのである。(Embodiment 4) Further, in Embodiment 3, although the forward residual voltage ΔV of the rectifying element D1 after the magnetizing operation is about 1 V, the reverse charge of the electrolytic capacitor is set to 0. It is preferable to set. Therefore, what was improved to eliminate the reverse charging effect due to this residual voltage ΔV is
It is Example 4 shown in FIG. To this end, a vacuum valve can be used as the switch Sw3 whose time is controlled so that it can be opened and closed by the switch Sw1 in the third embodiment. The capacitor C is reversely charged by the voltage whose upper limit is the forward voltage of the rectifying element D1, but in this embodiment,
Since the switch Sw3 can be opened at an appropriate time, for example, just before the current starts to flow in D1, the voltage drop of the arc in the switch Sw3 causes
Reverse charging due to the residual voltage ΔV does not occur at all.
【００２０】（実施例５）また、実施例４の目的と同様
に残留電圧ΔＶを解消すべく改良されたのが、図９に示
す実施例５であり、これは実施例４とは異なり、前記コ
ンデンサＣと前記整流素子Ｄ1 との間に着磁電流に対し
て直列順方向に新たな整流素子Ｄ2 を配設することで具
体化したものである。そして、この実施例５によれば、
付加された整流素子Ｄ2 による順方向の電圧降下値を前
記整流素子Ｄ1 の順方向電圧降下値より大としておけ
ば、残留電圧ΔＶによる逆充電は全く発生しないうえ、
実施例４で使用された真空バルブのような接点消耗がな
く、スイッチＳｗ１を閉極したままの状態で着磁を完了
させることができる利点があるのである。なお、上記の
それぞれの実施例では、定格電流６００Ａ程度の真空バ
ルブに内蔵された磁石部材を着磁する状況を基準に説明
したが、本発明はこの実施例の構成に制限されるもので
はない。コンデンサの価格はコンデンサの種類が一定の
場合はそのコンデンサに蓄えることができる最大エネル
ギー量にほぼ正比例する。上記実施例でも明らかなよう
に、非振動減衰条件よりも振動減衰条件の方が著しく着
磁に必要なコンデンサの初期充電エネルギが小さくてす
み、設備が低価格で省エネルギ型の合理的な着磁装置を
得ることになる。(Fifth Embodiment) Further, the fifth embodiment shown in FIG. 9 is improved to eliminate the residual voltage ΔV as in the case of the fourth embodiment, which is different from the fourth embodiment. This is embodied by disposing a new rectifying element D2 between the capacitor C and the rectifying element D1 in the series forward direction with respect to the magnetizing current. And according to the fifth embodiment,
If the forward voltage drop value due to the added rectifying element D2 is set to be larger than the forward voltage drop value of the rectifying element D1, reverse charging due to the residual voltage ΔV does not occur at all, and
There is an advantage that the magnetization can be completed with the switch Sw1 kept in the closed state without the contact consumption as in the vacuum valve used in the fourth embodiment. In each of the above-described embodiments, the description has been made on the basis of the situation where the magnet member incorporated in the vacuum valve having a rated current of about 600 A is magnetized, but the present invention is not limited to the configuration of this embodiment. . The price of a capacitor is almost directly proportional to the maximum amount of energy that can be stored in that capacitor if the type of capacitor is constant. As is clear from the above-mentioned embodiment, the vibration damping condition is significantly smaller than the non-vibration damping condition because the initial charging energy of the capacitor required for the magnetization is small, and the equipment is low in cost and the energy saving type rational You will get a porcelain device.
【００２１】[0021]
【発明の効果】本発明の着磁装置は、以上に説明したよ
うに構成されているので、着磁コイルを液体窒素などで
冷却するとともに、直流電源として汎用の蓄電池または
コンデンサを使用できるから、装置の小型化を図るとと
もに設備費と運転費の低減を可能とし、また商用電源に
は全く影響を与えないなど安全性が高い効果を奏する。
さらに、直流電源と着磁コイルの間に整流素子を設ける
場合には、直流電源として最も小型化が可能となる電解
コンデンサが利用できるようになるとともに、着磁電流
による逆充電を効果的に防止できるなどの顕著な効果を
奏する。よって本発明は従来の問題点を解消した着磁装
置として、その工業的価値極めて大なるものがある。Since the magnetizing device of the present invention is constructed as described above, the magnetizing coil can be cooled with liquid nitrogen or the like, and a general-purpose storage battery or capacitor can be used as a DC power source. This makes it possible to reduce the size of the device, reduce the facility cost and operating cost, and have no effect on the commercial power source, which is highly safe.
Furthermore, when a rectifying element is provided between the DC power supply and the magnetizing coil, the most compact electrolytic capacitor can be used as the DC power supply, and reverse charging due to the magnetizing current is effectively prevented. It has a remarkable effect such as being able to. Therefore, the present invention has an extremely great industrial value as a magnetizing device that solves the conventional problems.
【図１】実施例１の回路図である。FIG. 1 is a circuit diagram of a first embodiment.
【図２】実施例１における時間−電流特性図である。FIG. 2 is a time-current characteristic diagram in Example 1.
【図３】実施例２の回路図である。FIG. 3 is a circuit diagram of a second embodiment.
【図４】実施例２における時間−電流特性である。4 is a time-current characteristic in Example 2. FIG.
【図５】実施例２における電流とコンデンサの電圧の推
移を示すグラフである。5 is a graph showing changes in current and voltage of a capacitor in Example 2. FIG.
【図６】実施例３の回路図である。FIG. 6 is a circuit diagram of a third embodiment.
【図７】実施例３における時間−電流特性である。7 is a time-current characteristic in Example 3. FIG.
【図８】実施例４の回路図である。FIG. 8 is a circuit diagram of a fourth embodiment.
【図９】実施例５の回路図である。FIG. 9 is a circuit diagram of a fifth embodiment.
【図１０】真空バルブを示す左半分断面図である。FIG. 10 is a left half sectional view showing a vacuum valve.
【図１１】着磁工程における真空バルブの配置図であ
る。FIG. 11 is a layout view of vacuum valves in a magnetizing step.
Ｂ 蓄電池、Ｃ コンデンサ、Ｄ0 、Ｄ1 、Ｄ2 整流
素子、Ｍ 着磁コイル、Ｓｗ１ スイッチ、Ｌ 着磁コ
イルの相当インダクタンス、Ｒ 着磁コイルの相当電気
抵抗B storage battery, C capacitor, D0, D1, D2 rectifying element, M magnetizing coil, Sw1 switch, equivalent inductance of L magnetizing coil, equivalent electrical resistance of R magnetizing coil
Claims (4)
源と着磁対象物を収容可能とするとともに液体窒素、液
体ヘリウムまたは液体空気中に浸漬された着磁コイルと
を備え、前記直流電源と前記着磁コイルとを結ぶ通電用
導線にスイッチが設けられていることを特徴とする着磁
装置。1. A direct current power supply comprising a storage battery or a capacitor and a magnetizing coil capable of accommodating an object to be magnetized and immersed in liquid nitrogen, liquid helium or liquid air. A magnetizing device characterized in that a switch is provided on a conducting wire for connecting to a coil.
対象物を収容可能とするとともに液体窒素、液体ヘリウ
ムまたは液体空気中に浸漬された着磁コイルとを備え、
前記直流電源と前記着磁コイルとを結ぶ通電用導線にス
イッチが設けられているとともに、整流素子がカソード
側をプラス側通電用導線に、アノード側をマイナス側通
電用導線に連結して並列に設けられていることを特徴と
する着磁装置。2. A direct current power source composed of an electrolytic capacitor and a magnetizing coil capable of accommodating an object to be magnetized and immersed in liquid nitrogen, liquid helium or liquid air,
A switch is provided in the conducting wire connecting the DC power source and the magnetizing coil, and the rectifying element connects the cathode side to the positive side conducting wire and the anode side to the negative side conducting wire in parallel. A magnetizing device characterized by being provided.
極される真空バルブである請求項２に記載の着磁装置。3. The magnetizing device according to claim 2, wherein the switch is a vacuum valve that is opened for a controlled period of time after closing.
磁電流に対して直列順方向に配設した整流素子を備えた
請求項２に記載の着磁装置。4. The magnetizing device according to claim 2, further comprising a rectifying element arranged between the DC power source and the rectifying element in a forward direction in series with respect to a magnetizing current.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7576095A JPH08273932A (en) | 1995-03-31 | 1995-03-31 | Magnetization apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7576095A JPH08273932A (en) | 1995-03-31 | 1995-03-31 | Magnetization apparatus |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08273932A true JPH08273932A (en) | 1996-10-18 |
Family
ID=13585515
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7576095A Withdrawn JPH08273932A (en) | 1995-03-31 | 1995-03-31 | Magnetization apparatus |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08273932A (en) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001332423A (en) * | 2000-05-18 | 2001-11-30 | Mitsubishi Electric Corp | Magnetizing apparatus |
| JP2008084371A (en) * | 2006-09-26 | 2008-04-10 | Nanayama Michishi | Magnetic data erasing device |
| JP2008270274A (en) * | 2007-04-16 | 2008-11-06 | Nippon Denji Sokki Kk | Magnetizer |
| JP2009004022A (en) * | 2007-06-21 | 2009-01-08 | Nanayama Michishi | Magnetic data erasing device |
| JP2009004067A (en) * | 2008-01-28 | 2009-01-08 | Nanayama Michishi | Magnetic data erasing device |
| JP2010287257A (en) * | 2009-05-12 | 2010-12-24 | Kazushige Komori | Method and device for erasing magnetic data |
-
1995
- 1995-03-31 JP JP7576095A patent/JPH08273932A/en not_active Withdrawn
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