JPS61187304A - 直流電磁石装置 - Google Patents
直流電磁石装置Info
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- JPS61187304A JPS61187304A JP2907085A JP2907085A JPS61187304A JP S61187304 A JPS61187304 A JP S61187304A JP 2907085 A JP2907085 A JP 2907085A JP 2907085 A JP2907085 A JP 2907085A JP S61187304 A JPS61187304 A JP S61187304A
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- 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
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、直流電磁石装置の改良に関するものである。
一般に電磁石装置は振作コイルを巻いた固定鉄心とこの
固定鉄心にギャップを介して対向する可動鉄心とより成
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。このとき可
動鉄心は駆動すべき負荷とスプリングの反発力に打ち勝
って移動する。
固定鉄心にギャップを介して対向する可動鉄心とより成
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。このとき可
動鉄心は駆動すべき負荷とスプリングの反発力に打ち勝
って移動する。
この場合、鉄心ギャップが大きい吸引初期においては、
大きい吸引力を要し、吸着完了後は小さい吸引力で維持
することができる。
大きい吸引力を要し、吸着完了後は小さい吸引力で維持
することができる。
このような特性に対応するものとして、従来例えば特開
昭59−168607号公報に記載されたような電磁石
駆動回路が用いられている。
昭59−168607号公報に記載されたような電磁石
駆動回路が用いられている。
第6図はその従来回路を示すものであり、同図において
、電磁石の操作コイル(1)は、スイッチ素子(5d)
例えばトランジスタと直列にして直流電源端子P、Nに
接続されている。このスイッチ素子(5d)は制御電源
回路(6)、電圧検出回路(7)、タイマ回路(8)1
発振回路(9)により制御されるもので、電圧検出回路
(7)およびタイマ回路(8)の信号と発振回路(9)
の信号がオア回路(10)、抵抗(11)を経てスイッ
チ素子(5d)へ入力されるようにしている。また電源
回路を開閉する操作スイッチ(4)が設けられている。
、電磁石の操作コイル(1)は、スイッチ素子(5d)
例えばトランジスタと直列にして直流電源端子P、Nに
接続されている。このスイッチ素子(5d)は制御電源
回路(6)、電圧検出回路(7)、タイマ回路(8)1
発振回路(9)により制御されるもので、電圧検出回路
(7)およびタイマ回路(8)の信号と発振回路(9)
の信号がオア回路(10)、抵抗(11)を経てスイッ
チ素子(5d)へ入力されるようにしている。また電源
回路を開閉する操作スイッチ(4)が設けられている。
次に、第6図の回路の動作について説明すると。
操作スイッチ(4)が投入され、端子P、Nから電源電
圧が供給され電源電圧が一定値以上になると。
圧が供給され電源電圧が一定値以上になると。
電圧検出回路(7)が出力信号を出し、この信号はオア
回路(10)、抵抗(11)を経てスイッチ素子(5d
)へ閉信号を与え、スイッチ素子(5d)がオンになり
(第7図のt0時点)、電磁石投入に必要な大きな電流
を操作コイル(1)に供給する。この電流により電磁石
は投入動作を行ない、投入状態となる(第7図のt2時
点)、このとき、スイッチ素子(5d)はオンのままで
操作コイル(1)には大きな電流が流れている。電圧検
出回路(7)の出力信号は、またタイマ回路(8)を始
動させ、所定時間後タイマ回路(8)が出力を出し電圧
検出回路(7)からの信号を停止してスイッチ素子(5
d)はオフとなる。同時にタイマ回路(8)の出力は発
振回路(9)にも印加され、発振回路(9)が動作を開
始し断続出力信号を出す(第7図のt1時点)、この断
続信号はオア回路(10)および抵抗(11)を経てス
イッチ素子(5d)へ印加され、スイッチ素子(5d)
はオン、オフを繰返す。これにより操作コイル(1)に
は断続した電圧(実際に操作コイル(1)に流れる電流
はフライホイールダイオード(14)により平滑化され
ている)が印加されることになり前記オン、オフの時間
を適正に選ぶことにより電磁石は小さい電流で保持状態
を続ける。
回路(10)、抵抗(11)を経てスイッチ素子(5d
)へ閉信号を与え、スイッチ素子(5d)がオンになり
(第7図のt0時点)、電磁石投入に必要な大きな電流
を操作コイル(1)に供給する。この電流により電磁石
は投入動作を行ない、投入状態となる(第7図のt2時
点)、このとき、スイッチ素子(5d)はオンのままで
操作コイル(1)には大きな電流が流れている。電圧検
出回路(7)の出力信号は、またタイマ回路(8)を始
動させ、所定時間後タイマ回路(8)が出力を出し電圧
検出回路(7)からの信号を停止してスイッチ素子(5
d)はオフとなる。同時にタイマ回路(8)の出力は発
振回路(9)にも印加され、発振回路(9)が動作を開
始し断続出力信号を出す(第7図のt1時点)、この断
続信号はオア回路(10)および抵抗(11)を経てス
イッチ素子(5d)へ印加され、スイッチ素子(5d)
はオン、オフを繰返す。これにより操作コイル(1)に
は断続した電圧(実際に操作コイル(1)に流れる電流
はフライホイールダイオード(14)により平滑化され
ている)が印加されることになり前記オン、オフの時間
を適正に選ぶことにより電磁石は小さい電流で保持状態
を続ける。
しかしながらこの場合励磁による問題点がある。
この問題点を第8@により説明する。第6図の回路の場
合投入時は電源電圧をそのまま印加している為、電源電
圧により電磁石の吸引力が大きく変化する。現在、電磁
接触器の使用電圧範囲は定格電圧の85〜110%と規
格で定められており、従って電磁石部は定格の85%の
電圧でも動作に必要な充分な吸引力を有するように設計
しておかなければならない。ところが、電磁石の吸引力
は印加電圧の2乗に比例するので、第8図に示す通り印
加電圧が大きくなるにつれ必要以上に大きな吸引力が生
じ、電磁石の鉄心やその他の部分に大きな衝撃が加わり
機械的寿命が短かくなったり、主接触部がチャタリング
を起して接点寿命が短かくなる等の欠点があった。
合投入時は電源電圧をそのまま印加している為、電源電
圧により電磁石の吸引力が大きく変化する。現在、電磁
接触器の使用電圧範囲は定格電圧の85〜110%と規
格で定められており、従って電磁石部は定格の85%の
電圧でも動作に必要な充分な吸引力を有するように設計
しておかなければならない。ところが、電磁石の吸引力
は印加電圧の2乗に比例するので、第8図に示す通り印
加電圧が大きくなるにつれ必要以上に大きな吸引力が生
じ、電磁石の鉄心やその他の部分に大きな衝撃が加わり
機械的寿命が短かくなったり、主接触部がチャタリング
を起して接点寿命が短かくなる等の欠点があった。
第8図は電磁石の吸引力特性図で、横軸に印加電圧Vで
、縦軸に吸引力fを表わし、fは電磁石の吸引力、fo
は電磁石の動作に必要な吸引力である。電磁石の最低動
作電圧のときの吸引力に比し、印加電圧Vが増すに従っ
て吸引力fが急速に増大していることが分る。
、縦軸に吸引力fを表わし、fは電磁石の吸引力、fo
は電磁石の動作に必要な吸引力である。電磁石の最低動
作電圧のときの吸引力に比し、印加電圧Vが増すに従っ
て吸引力fが急速に増大していることが分る。
本発明は、第6図の従来の回路のように、投入時の電圧
が定格電圧の100%を超える場合に必要以上に大きな
吸引力を生じ、大きな衝撃が加わることによる障害を防
止しようとするものである。
が定格電圧の100%を超える場合に必要以上に大きな
吸引力を生じ、大きな衝撃が加わることによる障害を防
止しようとするものである。
本発明は、電磁石励磁装置の操作コイル励磁電流を検知
し、それにより励磁電流を増減せしめて一定゛に保つよ
うにした定電流回路を設けたものである。
し、それにより励磁電流を増減せしめて一定゛に保つよ
うにした定電流回路を設けたものである。
この定電流回路は、操作コイルに流れる電流値を検出し
、定電流回路の設定レベルより小さい場合は出力を出し
操作コイルに電圧を印加し、これによりコイル電流を増
加させる。コイル電流が設定レベルより大きくなると、
定電流回路は出力を停止し、これによりコイル電流を減
少させる。コイル電流が設定レベルより小さくなると、
定電流回路は再び出力を出しコイル電流を増加させ1以
上のような動作を繰返してコイル電流を一定に保つよう
にしている。
、定電流回路の設定レベルより小さい場合は出力を出し
操作コイルに電圧を印加し、これによりコイル電流を増
加させる。コイル電流が設定レベルより大きくなると、
定電流回路は出力を停止し、これによりコイル電流を減
少させる。コイル電流が設定レベルより小さくなると、
定電流回路は再び出力を出しコイル電流を増加させ1以
上のような動作を繰返してコイル電流を一定に保つよう
にしている。
なお、一般に電磁石装置は投入時は大きい吸引力を要し
、投入後は小さい吸引力で維持することができるので、
定電流回路の設定レベルも投入が確実に完了するまでの
ある一定時間は吸引力を高いレベルとし、投入後は低い
レベルに抑えるようにする。そのために、操作コイルに
流れる電流が投入時は大きい電流が、投入後は小さい電
流が流れるように設定している。操作コイル励磁電流を
検出する電流検出回路は1種々の方法を取り得るが、そ
の−例としてこの場合、操作コイル及びスイッチ回路と
直列に抵抗を接続することにより電圧信号として取り出
すようにしている。
、投入後は小さい吸引力で維持することができるので、
定電流回路の設定レベルも投入が確実に完了するまでの
ある一定時間は吸引力を高いレベルとし、投入後は低い
レベルに抑えるようにする。そのために、操作コイルに
流れる電流が投入時は大きい電流が、投入後は小さい電
流が流れるように設定している。操作コイル励磁電流を
検出する電流検出回路は1種々の方法を取り得るが、そ
の−例としてこの場合、操作コイル及びスイッチ回路と
直列に抵抗を接続することにより電圧信号として取り出
すようにしている。
本発明の実施例を図に基いて説明する。
第1図において、P、Nは直流電源の端子で、端子P、
N間に制御電源回路(6)を接続し、その出力である制
御電源端子をP、、N(Nは共通)とする、端子P、N
間に、操作コイル(1)とこの電磁石操作回路を開閉す
るスイッチ回路(5)と操作コイル(1)の電流を検出
する電流検出回路(12)とを組合せて接続する。この
場合、電流検出回路(12)は操作コイル(1)に直列
に抵抗(12a)を挿入し、その両端子間に電流値に比
例した電圧信号を得るようにしている。
N間に制御電源回路(6)を接続し、その出力である制
御電源端子をP、、N(Nは共通)とする、端子P、N
間に、操作コイル(1)とこの電磁石操作回路を開閉す
るスイッチ回路(5)と操作コイル(1)の電流を検出
する電流検出回路(12)とを組合せて接続する。この
場合、電流検出回路(12)は操作コイル(1)に直列
に抵抗(12a)を挿入し、その両端子間に電流値に比
例した電圧信号を得るようにしている。
スイッチ回路(5)は操作コイル(1)に直列に接続さ
れた第1のスイッチ素子(5a)と、外部信号により出
力しその出力により前記第1のスイッチ素子(5a)に
信号を与える第2のスイッチ素子(5b)より成る。第
1.第2のスイッチ素子(5a) 、 (5b)はこの
場合トランジスタを用いている。
れた第1のスイッチ素子(5a)と、外部信号により出
力しその出力により前記第1のスイッチ素子(5a)に
信号を与える第2のスイッチ素子(5b)より成る。第
1.第2のスイッチ素子(5a) 、 (5b)はこの
場合トランジスタを用いている。
制御電源P□、N間に電圧検出回路(7)、タイマ回路
(15)、定電流回路(16)をそれぞれ接続し、電圧
検出回路(7)は電源端子Pより入力し、その出力信号
はタイマ回路(15)に入力され、タイマ回路(15)
の出力は定電流回路(16)のA端子に入力される。ま
た定電流回路(16)のB端子には、前記電流検出回路
(12)の出力信号が入力される。電圧検出回路(7)
の出力と定電流回路(16)の出力は、アンド回路(1
7)を介し前記スイッチ回路(5)の第2のスイッチ素
子(5b)へ入力される。
(15)、定電流回路(16)をそれぞれ接続し、電圧
検出回路(7)は電源端子Pより入力し、その出力信号
はタイマ回路(15)に入力され、タイマ回路(15)
の出力は定電流回路(16)のA端子に入力される。ま
た定電流回路(16)のB端子には、前記電流検出回路
(12)の出力信号が入力される。電圧検出回路(7)
の出力と定電流回路(16)の出力は、アンド回路(1
7)を介し前記スイッチ回路(5)の第2のスイッチ素
子(5b)へ入力される。
ここで、各制御回路の動作を説明すると、制御電源回路
(6)はP、N間の電源電圧を受けて、各制御回路へ制
御電源を供給する。電圧検出回路(7)は電源電圧が基
準値以下の場合は出力信号を出さず、基準値を超えてい
る場合は出力信号を出す。
(6)はP、N間の電源電圧を受けて、各制御回路へ制
御電源を供給する。電圧検出回路(7)は電源電圧が基
準値以下の場合は出力信号を出さず、基準値を超えてい
る場合は出力信号を出す。
この場合の基準値は、その値以上では全ての制御回路及
び電磁石が正常に作動するように定める。
び電磁石が正常に作動するように定める。
タイマ回路(15)は電圧検出回路(7)からの信号を
受け、始動し出力は最初1で設定時間後0になる。
受け、始動し出力は最初1で設定時間後0になる。
定電流回路(16)はAおよびBの入力があり、入力A
は電流レベルの設定用入力で、入力が1の場合は高レベ
ルに設定され入力が0の場合は低レベルに設定される。
は電流レベルの設定用入力で、入力が1の場合は高レベ
ルに設定され入力が0の場合は低レベルに設定される。
入力Bは電流値の入力用で操作コイル(1)に直列に接
続された一流検出抵抗(12a)の端子電圧を用いた電
流検出回路(12)の信号が印加される。この信号レベ
ルが設定レベルより低い場合は定電流回路(16)は出
力を出し、設定レベルより高い場合は出力を停止する。
続された一流検出抵抗(12a)の端子電圧を用いた電
流検出回路(12)の信号が印加される。この信号レベ
ルが設定レベルより低い場合は定電流回路(16)は出
力を出し、設定レベルより高い場合は出力を停止する。
定電流回路(16)はヒステリシス付のコンパレータ(
20)で構成されており、出力を出すレベルと出力を停
止するレベルは同じで無くヒステリシスの分だけ差をも
たせている。
20)で構成されており、出力を出すレベルと出力を停
止するレベルは同じで無くヒステリシスの分だけ差をも
たせている。
アンド回路(17)は入力を電圧検出回路(7)と定電
流回路(16)よりの出力を受け、それぞれの出力が出
て、入力が共に1になったときのみアンド回路(17)
が出力を出し、それ以外は出力を出さないという動作を
する。
流回路(16)よりの出力を受け、それぞれの出力が出
て、入力が共に1になったときのみアンド回路(17)
が出力を出し、それ以外は出力を出さないという動作を
する。
第1図の構成の回路の動作を説明する3図において、P
、N間に電源電圧を印加すると、制御電源回路(6)に
電源電圧が印加され、同時に制御電源回路(6)より電
圧検出回路(7)、タイマ回路(15)、定電流回路(
16)等各制御回路に制御電源が供給される。電源電圧
が基準値以下の場合は、電圧検出回路(7)が出力を出
さないので、スイッチ回路(5)には閉路信号が印加さ
れず、操作コイル(1)にも電圧は印加されない、従っ
て電磁石は動作しない。
、N間に電源電圧を印加すると、制御電源回路(6)に
電源電圧が印加され、同時に制御電源回路(6)より電
圧検出回路(7)、タイマ回路(15)、定電流回路(
16)等各制御回路に制御電源が供給される。電源電圧
が基準値以下の場合は、電圧検出回路(7)が出力を出
さないので、スイッチ回路(5)には閉路信号が印加さ
れず、操作コイル(1)にも電圧は印加されない、従っ
て電磁石は動作しない。
電源電圧が基準値以上の場合は、電圧検出回路(7)が
出力を出し、タイマ回路(15)に信号が印加され動作
を開始する。
出力を出し、タイマ回路(15)に信号が印加され動作
を開始する。
同時にアンド回路(17)の一方の入力端子へ信号を印
加する。タイマ回路(15)の出力は最初1であり、定
電流回路(16)の入力Aは1.従って定電流回路(1
6)の電流レベルは第3図のvルベルに設定されている
。操作コイル(1)の電流つまり電流検出抵抗(12a
)の端子電圧は最初O1従って入力BはOであり、定電
流回路(16)は出力を出す、この出力はアンド回路(
17)へ印加され、アンド回路(17)には電圧検出回
路(7)からも入力が印加されているので出力を出す。
加する。タイマ回路(15)の出力は最初1であり、定
電流回路(16)の入力Aは1.従って定電流回路(1
6)の電流レベルは第3図のvルベルに設定されている
。操作コイル(1)の電流つまり電流検出抵抗(12a
)の端子電圧は最初O1従って入力BはOであり、定電
流回路(16)は出力を出す、この出力はアンド回路(
17)へ印加され、アンド回路(17)には電圧検出回
路(7)からも入力が印加されているので出力を出す。
その出力は抵抗(11)を通りスイッチ回路(5)の第
2のスイッチ素子(5b)に入力され、ここではトラン
ジスタのベースにペース電流が流れ第2のスイッチ素子
(5b)はオンになる。それにより第1のスイッチ素子
(5a)ここではトランジスタに、P→第1のスイッチ
素子(5a)のエミッタ→第1のスイッチ素子(5a)
のベース→抵抗(13)→第2のスイッチ素子(5b)
のコレクタ→第2のスイッチ素子(5b)のエミッタ→
N、の回路にベース電流が流れるので、第1のスイッチ
素子(5a)がオンになる。即ち、スイッチ回路(5)
がオンとなり導通する。
2のスイッチ素子(5b)に入力され、ここではトラン
ジスタのベースにペース電流が流れ第2のスイッチ素子
(5b)はオンになる。それにより第1のスイッチ素子
(5a)ここではトランジスタに、P→第1のスイッチ
素子(5a)のエミッタ→第1のスイッチ素子(5a)
のベース→抵抗(13)→第2のスイッチ素子(5b)
のコレクタ→第2のスイッチ素子(5b)のエミッタ→
N、の回路にベース電流が流れるので、第1のスイッチ
素子(5a)がオンになる。即ち、スイッチ回路(5)
がオンとなり導通する。
それにより、P→第1のスイッチ素子(5a)のエミッ
タ→第1のスイッチ素子(5a)のコレクタ→操作コイ
ル(1)→電流検出抵抗(12a)→N、と電流が流れ
操作コイル(1)に電流が流れ始める(第3図(a)の
t1時点)。この操作コイル電流は、電流設定レベルv
1よりヒステリシスの分高いVIFまで増加し、その値
を電流検出回路(12)で検出し、その信号により定電
流回路(16)は出力を停止し、スイッチ回路(5)の
第1.第2のスイッチ素子(5a)、 (5b)はオフ
となる。このとき操作コイル(1)に発生する逆起電力
による電流が、操作コイル(1)→電流検出抵抗(12
a)→フライホイールダイオード(14)→操作コイル
(1)、の経路で流れ続は減衰していく。この電流の減
衰により電流検出抵抗(12a)の端子電圧が電流設定
レベルv1よりヒステリシスの分低いVINまで減少す
ると、その値を電流検出回路(12)で検出し、その信
号により定電流回路(16)は再び出力を出し前記と同
様の動作により操作コイル(1)へ電流を流し始める。
タ→第1のスイッチ素子(5a)のコレクタ→操作コイ
ル(1)→電流検出抵抗(12a)→N、と電流が流れ
操作コイル(1)に電流が流れ始める(第3図(a)の
t1時点)。この操作コイル電流は、電流設定レベルv
1よりヒステリシスの分高いVIFまで増加し、その値
を電流検出回路(12)で検出し、その信号により定電
流回路(16)は出力を停止し、スイッチ回路(5)の
第1.第2のスイッチ素子(5a)、 (5b)はオフ
となる。このとき操作コイル(1)に発生する逆起電力
による電流が、操作コイル(1)→電流検出抵抗(12
a)→フライホイールダイオード(14)→操作コイル
(1)、の経路で流れ続は減衰していく。この電流の減
衰により電流検出抵抗(12a)の端子電圧が電流設定
レベルv1よりヒステリシスの分低いVINまで減少す
ると、その値を電流検出回路(12)で検出し、その信
号により定電流回路(16)は再び出力を出し前記と同
様の動作により操作コイル(1)へ電流を流し始める。
以上を繰返してvlのレベルを中心にヒステリシスの分
の巾だけ上下して操作コイル(1)の電流をほぼ一定に
保つ、この電流により電磁石は吸引され第3図(a)の
t2時点で投入を完了する。
の巾だけ上下して操作コイル(1)の電流をほぼ一定に
保つ、この電流により電磁石は吸引され第3図(a)の
t2時点で投入を完了する。
暫くして、タイマ回路(15)が設定時間を経過し、第
3図(a)のt3時点で出力が1からOに変わる。
3図(a)のt3時点で出力が1からOに変わる。
それにより、定電流回路(16)の電流設定レベルはv
lからvlへと低くなる。それにより、定電流回路(1
6)の出力は停止し操作コイル(1)の電流は減衰して
いく、■2よりヒステリシスの分V2Nまで減衰すると
再び定電流回路(16)は出力を出し、操作コイル(1
)へ電流を流す、この電流がV2Fのレベルになると、
定電流回路(16)は再び出力を停止し操作コイル(1
)の電流は減衰していく。
lからvlへと低くなる。それにより、定電流回路(1
6)の出力は停止し操作コイル(1)の電流は減衰して
いく、■2よりヒステリシスの分V2Nまで減衰すると
再び定電流回路(16)は出力を出し、操作コイル(1
)へ電流を流す、この電流がV2Fのレベルになると、
定電流回路(16)は再び出力を停止し操作コイル(1
)の電流は減衰していく。
以上を繰返してv2レベルを中心にヒステリシスの分の
巾だけ上下して操作コイル(1)の電流をほぼ一定に保
っている。この電流により電磁石は保持状態を続ける。
巾だけ上下して操作コイル(1)の電流をほぼ一定に保
っている。この電流により電磁石は保持状態を続ける。
以上のように、操作コイル(1)の電流はvlまたはv
2によって決まるので、vlまたはV2のレベルを変え
ることにより投入時および保持時の電流を自由に設定で
きる。
2によって決まるので、vlまたはV2のレベルを変え
ることにより投入時および保持時の電流を自由に設定で
きる。
次に定電流回路(16)の実施例を第2図に示す。
Pl、 Nは回路に与えられる制御電源端子、(20)
はコンパレータ、R,、R,はPl、N間に接続された
分圧抵抗で分圧点(21)よりコンパレータ(20)の
(+)入力端子へ接続される。(+)入力端子は基準入
力端子となり(+)入力端子に印加される電圧により操
作コイル(1)に流れる電流が定まる。R4はコンパレ
ータの出力端子と(+)入力端子との間に接続された正
帰還抵抗で、コンパレータにヒステリシス特性をもたせ
る為のものである。R1は入力端子Aと(+)入力端子
の間に接続された基準値調整用抵抗で、入力端子Aから
の信号によりコンパレータの(+)入力端子即ち基準入
力端子の電圧を変化させる為のものである。入力端子B
はコンパレータの(−)入力端子に接続されており、電
流検出抵抗(12a)の端子電圧が入力され、そのまま
コンパレータの(−)入力端子へ印加される。
はコンパレータ、R,、R,はPl、N間に接続された
分圧抵抗で分圧点(21)よりコンパレータ(20)の
(+)入力端子へ接続される。(+)入力端子は基準入
力端子となり(+)入力端子に印加される電圧により操
作コイル(1)に流れる電流が定まる。R4はコンパレ
ータの出力端子と(+)入力端子との間に接続された正
帰還抵抗で、コンパレータにヒステリシス特性をもたせ
る為のものである。R1は入力端子Aと(+)入力端子
の間に接続された基準値調整用抵抗で、入力端子Aから
の信号によりコンパレータの(+)入力端子即ち基準入
力端子の電圧を変化させる為のものである。入力端子B
はコンパレータの(−)入力端子に接続されており、電
流検出抵抗(12a)の端子電圧が入力され、そのまま
コンパレータの(−)入力端子へ印加される。
いま、電源端子P、N間に電源電圧が印加されたとする
と、P□、N間に制御電源回路(6)より制御電源電圧
Vsが印加される。タイマ回路(15)からの出力は最
初1即ち制御電源電圧Vsとほぼ同じ電圧が出力される
。この時の分圧点(21)の電圧をvlとすると次のよ
うになる。
と、P□、N間に制御電源回路(6)より制御電源電圧
Vsが印加される。タイマ回路(15)からの出力は最
初1即ち制御電源電圧Vsとほぼ同じ電圧が出力される
。この時の分圧点(21)の電圧をvlとすると次のよ
うになる。
操作コイル(1)の電流は最初Oであるから、電流検出
抵抗(12a)の端子電圧はO1従ってコンパレータ(
20)の(−)入力端子の印加電圧はOである。
抵抗(12a)の端子電圧はO1従ってコンパレータ(
20)の(−)入力端子の印加電圧はOである。
(+)入力端子にはvlになる電圧が印加されているの
で、コンパレータの出力は1となる。この出力は抵抗R
4を通して分圧点(21)へ印加され、その分1分圧点
(21)の電圧は高くなる。この電圧をVIFとする。
で、コンパレータの出力は1となる。この出力は抵抗R
4を通して分圧点(21)へ印加され、その分1分圧点
(21)の電圧は高くなる。この電圧をVIFとする。
また、コンパレータ(20)の出力は、アンド回路(1
7)の一方の入力端子に印加され、他方の入力端子には
電圧検出回路(7)からの出力が印加されているので、
アンド回路(17)は出力を出し、その出力によりスイ
ッチ回路(5)がオンになり、操作コイル(1)に電流
が流れ始め増加していく、この電流により電流検出抵抗
(12a)に電圧が発生し、第3図に示すように上昇し
ていく、この電圧が(+)入力端子の電圧VIFよりも
高くなると、コンパレータの出力即ち定電流回路(16
)の出力はOとなる。これによりスイッチ回路(5)は
オフとなり。
7)の一方の入力端子に印加され、他方の入力端子には
電圧検出回路(7)からの出力が印加されているので、
アンド回路(17)は出力を出し、その出力によりスイ
ッチ回路(5)がオンになり、操作コイル(1)に電流
が流れ始め増加していく、この電流により電流検出抵抗
(12a)に電圧が発生し、第3図に示すように上昇し
ていく、この電圧が(+)入力端子の電圧VIFよりも
高くなると、コンパレータの出力即ち定電流回路(16
)の出力はOとなる。これによりスイッチ回路(5)は
オフとなり。
操作コイル(1)の電流はフライホイールダイオード(
14)の方へ流れ始め減衰して行く、また、コンパレー
タ(20)の出力が0となるので分圧点(21)の電圧
は、R4を通してアースされることになり、その分、分
圧点(21)の電圧は低くなる。この電圧をVANとす
る。
14)の方へ流れ始め減衰して行く、また、コンパレー
タ(20)の出力が0となるので分圧点(21)の電圧
は、R4を通してアースされることになり、その分、分
圧点(21)の電圧は低くなる。この電圧をVANとす
る。
従って、コンパレータ(20)の出力がOになった後コ
イル電流が減衰しても、暫くは(−)入力端子に印加さ
れる電圧が(+)入力端子に印加される電圧より高いの
で、コンパレータ(20)の出力は0となっている。し
かしく−)入力の電圧即ち操作コイル(1)の電流は減
衰していき、(+)入力端子の電圧VINより低くなる
と、コンパレータ(20)の出力は1となり、再びスイ
ッチ回路(5)がオンになり、操作コイル(1)に電流
を流し始める。同時にコンパレータ(20)の出力は、
R4を通して分圧点(21)に印加され、その分9分圧
点(21)の電圧は高くなる(VIF)。
イル電流が減衰しても、暫くは(−)入力端子に印加さ
れる電圧が(+)入力端子に印加される電圧より高いの
で、コンパレータ(20)の出力は0となっている。し
かしく−)入力の電圧即ち操作コイル(1)の電流は減
衰していき、(+)入力端子の電圧VINより低くなる
と、コンパレータ(20)の出力は1となり、再びスイ
ッチ回路(5)がオンになり、操作コイル(1)に電流
を流し始める。同時にコンパレータ(20)の出力は、
R4を通して分圧点(21)に印加され、その分9分圧
点(21)の電圧は高くなる(VIF)。
従って、コンパレータ(20)の出力が1になった後、
コイル電流が増加しても、暫くは(+)入力端子に印加
される電圧が(−)入力端子に印加される電圧より高い
ので、コンパレータ(20)の出力は1となっている。
コイル電流が増加しても、暫くは(+)入力端子に印加
される電圧が(−)入力端子に印加される電圧より高い
ので、コンパレータ(20)の出力は1となっている。
しかし、(−)入力端子の電圧即ち操作コイル(1)の
電流は増加していき、’(+)入力端子の電圧VIFよ
り高くなるとコンパレータ(20)の出力はOとなり、
再びスイッチ回路(5)がオフとなり操作コイル(1)
の電流が減衰を始める。
電流は増加していき、’(+)入力端子の電圧VIFよ
り高くなるとコンパレータ(20)の出力はOとなり、
再びスイッチ回路(5)がオフとなり操作コイル(1)
の電流が減衰を始める。
以上の動作を繰返して、操作コイル(1)の電流はVl
を中心にヒステリシスの全上下し、はぼ一定の電流とな
る。
を中心にヒステリシスの全上下し、はぼ一定の電流とな
る。
この電流により電磁石は吸引されt2時点て投人を完了
する。投入完了後、暫くすると、タイマ回路(15)が
設定時間を経過し、t3時点で出力が1から0に変わる
。それにより、定電流回路(16)の入力Aは0となり
、分圧点(21)はRLを通してアースされることにな
り1分圧点(21)の電圧■2は RLR。
する。投入完了後、暫くすると、タイマ回路(15)が
設定時間を経過し、t3時点で出力が1から0に変わる
。それにより、定電流回路(16)の入力Aは0となり
、分圧点(21)はRLを通してアースされることにな
り1分圧点(21)の電圧■2は RLR。
となり、vlは■1よりかなり低い値に設定される。
従って、操作コイル(1)の電流は減衰していき、vl
の場合と同じ<V2を中心にヒステリシスの分上下する
ほぼ一定の小さな電流となり電磁石は保持状態となる。
の場合と同じ<V2を中心にヒステリシスの分上下する
ほぼ一定の小さな電流となり電磁石は保持状態となる。
なお、タイマ回路(15)の時限1.−10は、製品の
バラツキや機械的な摩耗も考慮し、電磁石が投入に要す
る時間1.−11の2〜3倍程度に設定される。
バラツキや機械的な摩耗も考慮し、電磁石が投入に要す
る時間1.−11の2〜3倍程度に設定される。
第4図は本発明の他の実施例で、第1図の構成を簡略化
してコストダウンを図った例である。
してコストダウンを図った例である。
第1図の場合、スイッチ回路(5)にスイッチ素子が2
個必要であり、しかも第1のスイッチ素子(5a)の方
はトランジスタを使用した場合、PNP形のトランジス
タが必要で、一般にPNP形のトランジスタはNPN形
より高価であり、高耐圧や大電流のものが少なく、設計
に困難が生じる。そこで本実施例では、PNP形のトラ
ンジスタを使用せず、しかもトランジスタが1個で済む
ようにしたものである。
個必要であり、しかも第1のスイッチ素子(5a)の方
はトランジスタを使用した場合、PNP形のトランジス
タが必要で、一般にPNP形のトランジスタはNPN形
より高価であり、高耐圧や大電流のものが少なく、設計
に困難が生じる。そこで本実施例では、PNP形のトラ
ンジスタを使用せず、しかもトランジスタが1個で済む
ようにしたものである。
第4図のものは、第1図のものと略同様の構成であり、
異なる点を説明すると、操作コイル(1)をスイッチ素
子(5c)、電流検出抵抗(12a)と直列にして電源
端子P、N間に接続し、操作コイル(1)に並列にフラ
イホイールダイオード(14)を接続し。
異なる点を説明すると、操作コイル(1)をスイッチ素
子(5c)、電流検出抵抗(12a)と直列にして電源
端子P、N間に接続し、操作コイル(1)に並列にフラ
イホイールダイオード(14)を接続し。
電流検出抵抗(12a)の電流検出信号は積分回路(2
2)に入力され、積分回路(22)の出力信号が定電流
回路(16)の入力端子已に与えられるようにしている
。
2)に入力され、積分回路(22)の出力信号が定電流
回路(16)の入力端子已に与えられるようにしている
。
2個あるスイッチ素子から1個が除去され、スイッチ回
路(5)はスイッチ素子(5c) 1個のみの構成とな
り、アンド回路(17)の出力信号をスイッチ素子(5
c)のトランジスタのベースに受けてオン、オフするよ
うになっている。フライホイールダイオード(14)は
操作コイル(1)と並列に接続される。
路(5)はスイッチ素子(5c) 1個のみの構成とな
り、アンド回路(17)の出力信号をスイッチ素子(5
c)のトランジスタのベースに受けてオン、オフするよ
うになっている。フライホイールダイオード(14)は
操作コイル(1)と並列に接続される。
第4図の構成の回路の動作を説明する。
図において、P、N間に電源電圧を印加すると。
電源電圧が基準値以上の場合は、電圧検出回路(7)が
出力を出し、タイマ回路(15)へ信号が印加され、タ
イマ回路(15)が動作を開始する。同時にアンド回路
(17)の一方の入力端子へ信号を印加する。タイマ回
路(15)の出力は最初1であり、定電流回路(16)
の入力Aは1、従って定電流回路(16)の電流レベル
は第5図のvlレベルに設定されている。
出力を出し、タイマ回路(15)へ信号が印加され、タ
イマ回路(15)が動作を開始する。同時にアンド回路
(17)の一方の入力端子へ信号を印加する。タイマ回
路(15)の出力は最初1であり、定電流回路(16)
の入力Aは1、従って定電流回路(16)の電流レベル
は第5図のvlレベルに設定されている。
操作コイル(1)の電流は最初Oで、電流検出抵抗(1
2a)の端子電圧もO1従って入力端子Bへの入力も0
なので定電流回路(16)は出力を出す、この出力はア
ンド回路(17)へ印加され、アンド回路(17)には
電圧検出回路(7)からも入力が印加されているので出
力を出す、その出力はスイッチ回路(5)の抵抗(11
)を通りスイッチ素子(5c)に入力され。
2a)の端子電圧もO1従って入力端子Bへの入力も0
なので定電流回路(16)は出力を出す、この出力はア
ンド回路(17)へ印加され、アンド回路(17)には
電圧検出回路(7)からも入力が印加されているので出
力を出す、その出力はスイッチ回路(5)の抵抗(11
)を通りスイッチ素子(5c)に入力され。
ここではトランジスタのベースにベース電流を流すので
スイッチ回路(5)はオンになり導通する(第5図のt
1時点)。
スイッチ回路(5)はオンになり導通する(第5図のt
1時点)。
それにより、P→操作コイル(1)→スイッチ回路(5
)→電流検出抵抗(12a)→N、と電流が流れ。
)→電流検出抵抗(12a)→N、と電流が流れ。
操作コイル(1)に電流が流九始め増加していく。
この電流に比例した電圧を電流検出抵抗(12a)の両
端子に発生させて電流を検出する。この検出信号の電圧
は積分回路(22)に印加され積分され、積分回路(2
2)の出力は定電流回路(16)の入力端子Bへ印加さ
れる。積分回路(22)の出力電圧がVIFまで高くな
ると、定電流回路(16)は出力を停止し、スイッチ素
子(5c)はオフとなる。このとき、操作コイル(1)
に発生する逆起電力による電流がフライホイールダイオ
ード(14)の方へ流れ減衰していく。
端子に発生させて電流を検出する。この検出信号の電圧
は積分回路(22)に印加され積分され、積分回路(2
2)の出力は定電流回路(16)の入力端子Bへ印加さ
れる。積分回路(22)の出力電圧がVIFまで高くな
ると、定電流回路(16)は出力を停止し、スイッチ素
子(5c)はオフとなる。このとき、操作コイル(1)
に発生する逆起電力による電流がフライホイールダイオ
ード(14)の方へ流れ減衰していく。
一方、電流検出抵抗(12a)の端子電圧は、スイッチ
素子(5c)がオフになるので、完全に0となってしま
う、積分回路(22)への入力も0となるが積分回路(
22)であるので、出力は急にはOにならず徐々に低下
していく、積分回路(22)の出力がv1Nまで下がる
と定電流回路(16)が再び出力を出しスイッチ素子(
5c)がオンになる。それにより、再び操作コイル(1
)に電流を流し始め電流検出抵抗(12a)にも電圧が
発生する。それにより、積分回路(22)の出力電圧も
再び上がり始め、VIFまで上がると定電流回路(16
)が出力を停止し、スイッチ素子(5c)はオフとなり
、操作コイル(1)の電流は減衰しいてく。
素子(5c)がオフになるので、完全に0となってしま
う、積分回路(22)への入力も0となるが積分回路(
22)であるので、出力は急にはOにならず徐々に低下
していく、積分回路(22)の出力がv1Nまで下がる
と定電流回路(16)が再び出力を出しスイッチ素子(
5c)がオンになる。それにより、再び操作コイル(1
)に電流を流し始め電流検出抵抗(12a)にも電圧が
発生する。それにより、積分回路(22)の出力電圧も
再び上がり始め、VIFまで上がると定電流回路(16
)が出力を停止し、スイッチ素子(5c)はオフとなり
、操作コイル(1)の電流は減衰しいてく。
以上の動作を繰返してvlのレベルを中心にヒステリシ
スの分の巾を上下して操作コイル(1)の電流をほぼ一
定に保つ、この電流により電磁石は吸引された第5図t
2時点で投入を完了する。暫くして、タイマ回路(15
)が設定時間を経過した第5図t1時点で出力が1から
0に変わる。それにより、定電流回路(16)の電流設
定レベルはvlからvlへと低くなる。従って定電流回
路(16)の出力は停止し操作コイル(1)の電流は減
衰し、積分回路(22)の出力も低下していく。
スの分の巾を上下して操作コイル(1)の電流をほぼ一
定に保つ、この電流により電磁石は吸引された第5図t
2時点で投入を完了する。暫くして、タイマ回路(15
)が設定時間を経過した第5図t1時点で出力が1から
0に変わる。それにより、定電流回路(16)の電流設
定レベルはvlからvlへと低くなる。従って定電流回
路(16)の出力は停止し操作コイル(1)の電流は減
衰し、積分回路(22)の出力も低下していく。
積分回路(22)の出力がvlよりヒステリシスの分低
いV2Nまで低下すると、再び定電流回路(16)は出
力を出し、操作コイル(1)へ電流を流す、これにより
積分回路(22)の出力も上がっていく、積分回路(2
2)の出力がV2Fまで上がると定電流回路(16)は
再び出力を停止し、操作コイル(1)の電流は減衰して
いく。
いV2Nまで低下すると、再び定電流回路(16)は出
力を出し、操作コイル(1)へ電流を流す、これにより
積分回路(22)の出力も上がっていく、積分回路(2
2)の出力がV2Fまで上がると定電流回路(16)は
再び出力を停止し、操作コイル(1)の電流は減衰して
いく。
以上を繰返してv2レベルを中心にヒステリシスの全上
下して操作コイル(1)の電流をほぼ一定に保つ、この
電流により電磁石は保持状態を続ける。
下して操作コイル(1)の電流をほぼ一定に保つ、この
電流により電磁石は保持状態を続ける。
以上のように、電流検出抵抗(12a)の端子電圧はス
イッチ回路(5)即ちスイッチ素子(5c)のオン。
イッチ回路(5)即ちスイッチ素子(5c)のオン。
オフにより断続するが、積分回路(22)を通す二゛と
により連続した波形となり、操作コイル(1)の電流波
形とほぼ同じとなり、第1図の場合と同様な動作になる
。
により連続した波形となり、操作コイル(1)の電流波
形とほぼ同じとなり、第1図の場合と同様な動作になる
。
また、操作コイル(1)の電流はvlまたはvlによっ
て決まるのでvlまたはvlのレベルを変えることによ
り投入時、および保持時の電流を自由に設定できる。
て決まるのでvlまたはvlのレベルを変えることによ
り投入時、および保持時の電流を自由に設定できる。
以上述べたように本発明によれば、電磁石励磁装置の操
作コイル励磁電流を検知し、それにより励磁電流を増減
せしめて一定に保つようにした定電流回路(16)を設
けたので、操作コイル(1)の電流は電源電圧の影響を
受けず、はぼ一定にすることができ、かつタイマ回路(
15)による切換により投入時には大電流、投入完了後
は小電流の各一定電流とすることにより電源電圧の変動
による過大な吸引力により、電磁石の鉄心やその他の部
分に大きな衝撃が加わり機械的寿命が短くなったり、接
点寿命が短くなるような欠点を取除くことができ、かつ
保持時のコイル損失を小さくすることができ、信頼性の
高い直流電磁石装置を得ることができる。
作コイル励磁電流を検知し、それにより励磁電流を増減
せしめて一定に保つようにした定電流回路(16)を設
けたので、操作コイル(1)の電流は電源電圧の影響を
受けず、はぼ一定にすることができ、かつタイマ回路(
15)による切換により投入時には大電流、投入完了後
は小電流の各一定電流とすることにより電源電圧の変動
による過大な吸引力により、電磁石の鉄心やその他の部
分に大きな衝撃が加わり機械的寿命が短くなったり、接
点寿命が短くなるような欠点を取除くことができ、かつ
保持時のコイル損失を小さくすることができ、信頼性の
高い直流電磁石装置を得ることができる。
第1図は本発明の実施例を示す回路図、第2図は本発明
による定電流回路の実施例を示す回路図、第3図はコイ
ル電流変化に対する定電流回路の出力の関係を示す説明
図、第4図は本発明の他の実施例を示す回路図、第5図
は回路の動作を示すタイムチャート、第6図は従来の電
磁石駆動回路図、第7図はスイッチ素子のオン、オフ状
態の時間的推移を示す説明図、第8図は電磁石の吸引力
と印加電圧の変化を示す説明図である。 (1):操作コイル、(5):スイッチ回路、(5a)
:第1のスイッチ素子、 (sb) :第2のスッチ
素子。 (5c) :スイッチ素子、(6):制御電源回路、(
7):電圧検出回路、(11) 、 (13) :抵抗
、(12) :電流検出回路、 (12a) :電流検
出抵抗、(14) :フライホイールダイオード、(1
5) :タイマ回路、(16) :定電流回路、 (1
7) :アンド回路、(20) :コンパレータ、 (
22) :積分回路。
による定電流回路の実施例を示す回路図、第3図はコイ
ル電流変化に対する定電流回路の出力の関係を示す説明
図、第4図は本発明の他の実施例を示す回路図、第5図
は回路の動作を示すタイムチャート、第6図は従来の電
磁石駆動回路図、第7図はスイッチ素子のオン、オフ状
態の時間的推移を示す説明図、第8図は電磁石の吸引力
と印加電圧の変化を示す説明図である。 (1):操作コイル、(5):スイッチ回路、(5a)
:第1のスイッチ素子、 (sb) :第2のスッチ
素子。 (5c) :スイッチ素子、(6):制御電源回路、(
7):電圧検出回路、(11) 、 (13) :抵抗
、(12) :電流検出回路、 (12a) :電流検
出抵抗、(14) :フライホイールダイオード、(1
5) :タイマ回路、(16) :定電流回路、 (1
7) :アンド回路、(20) :コンパレータ、 (
22) :積分回路。
Claims (3)
- 1.電磁石を励磁する操作コイル(1)、この操作コイ
ルに直列に接続され入力信号により開閉するスイッチ回
路(5)、電源電圧を検出しこの電圧が一定値以上のと
きスイッチ回路(5)を閉路する出力信号及びタイマ回
路(15)を始動させる出力信号を出す電圧検出回路(
7)、この電圧検出回路(7)の出力信号により始動し
、所定時限後出力信号を出すタイマ回路(15)、前記
操作コイル(1)の励磁電流を検出しその励磁電流に比
例する出力信号を出す電流検出回路(12)、前記電磁
石の起動電流に相当する高水準値V1と保持電流に相当
する低水準値V2の2個の基準値を有し、前記タイマ回
路(15)の出力信号を受けて動作状態になり、かつ、
前記タイマ回路(15)の限時出力信号を受けて高水準
値V1より低水準値V2へ基準値を変化させると共に、
各水準値と電流検出回路(12)の出力信号とを比較し
て、この出力信号が基準値を一定値以上上回ったときに
はスイッチ回路(5)への出力信号を停止し、この出力
信号が基準値を一定値以上下回ったときにはスイッチ回
路(5)への出力信号を出す定電流回路(16)、およ
びこれらの回路に直流制御電圧を与える制御電源回路(
6)を備えたことを特徴とする直流電磁石装置。 - 2.スイッチ回路(5)が操作コイル(1)と直列に接
続され入力信号により開閉する第1のスイッチ素子(5
a)、および電圧検出回路(7)の出力信号と定電流回
路(16)の出力信号とをアンド回路(17)を介して
入力された入力信号によりオン、オフし、その導通出力
により前記第1のスイッチ素子(5a)をオン、オフす
る第2のスイッチ素子(5b)とより成ることを特徴と
する特許請求の範囲第1項記載の直流電磁石装置。 - 3.定電流回路(16)がコンパレータ(20)を有し
、制御電源端子間に挿入された分圧抵抗R_2,R_3
の分圧点(21)およびタイマ回路(15)よりの信号
を受ける入力端子Aを基準値調整抵抗R_1を介して、
それぞれコンパレータ(20)の基準入力端子に接続し
、電流検出回路(12)の出力信号を受ける入力端子B
をコンパレータ(20)の比較信号入力端子に接続し、
コンパレータ(20)の出力端子と基準入力端子間にコ
ンパレータ(20)の動作にヒステリシス特性を与える
正帰還抵抗R_4を接続して成ることを特徴とする特許
請求の範囲第1項記載の直流電磁石装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2907085A JPS61187304A (ja) | 1985-02-15 | 1985-02-15 | 直流電磁石装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2907085A JPS61187304A (ja) | 1985-02-15 | 1985-02-15 | 直流電磁石装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS61187304A true JPS61187304A (ja) | 1986-08-21 |
Family
ID=12266093
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2907085A Pending JPS61187304A (ja) | 1985-02-15 | 1985-02-15 | 直流電磁石装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS61187304A (ja) |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH01123306U (ja) * | 1988-02-15 | 1989-08-22 | ||
JPH01123305U (ja) * | 1988-02-15 | 1989-08-22 | ||
JPH02281527A (ja) * | 1989-03-14 | 1990-11-19 | Licentia Patent Verwalt Gmbh | 電磁接触器の電子付勢装置 |
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