TW409448B - Power supply circuit of an excitation coil of an electromagnet - Google Patents

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409448 A7 經濟部中央橾準局貝工消費合作社印袋 五、發明説明 ( 1 本 發 明 偽 關 於 一 種 電 源 供 應 電 路 且 尤 指 電 磁 m 之 激 1 1 1 I 勵 線 圈 的 直 流 或 整 流 父 流 電 源 供 應 電 路 ) 該 線 圈 至 少 包 括 1 1 —L 主 镜 組 及 一 輔 肋 m 組 0 ^—X 請 1 先 1 眾 所 周 知 的 是 一 雙 m 組 線 圈 可 被 用 於 —. 電 磁 m > K 閱 讀 背 ί I 降 低 該 線 圈 之 過 埶 及 降 低 其 供 應 所 需 之 電 流 消 耗 〇 為 此 百 面 之 注 f 的 該 線 園 包 括 一 呼 叫 ( C a I 1 ) 繞 組 及 保 持 镜 組 0 意 事 1 1 項 1 當 該 等 繞 組 被 並 聯 設 置 時 兩 者 均 首 先 被 供 以 —* 強 的 再 填 呼 叫 電 流 Μ 引 起 電 磁 A*·. 翅 之 可 動 磁 路 的 初 始 蓮 動 接 著 該 保 寫 本 頁 裝 ί 持 繞 組 單 Xgg 獨 繼 續 被 供 應 Μ —- 較 弱 的 電 流 以 便 使 該 可 動 磁 1 1 路 能 維 持 於 被 吸 引 之 位 置 而 該 呼 叫 镜 組 之 電 流 供 應 則 藉 1 I 切 換 被 中 止 0 \ 1 訂 於 選 定 時 間 延 遲 後 藉 電 子 4£dg 徹 構 對 此 等 繞 組 之 一 的 供 1 應 切 換 於 專 利 案 D E 2 1 2 8 6 5 1 已 為 習 知 0 然 而 1 1 J 欲 控 制 用 於 此 延 遲 之 選 定 時 間 長 度 係 困 難 的 0 事 實 上 9 1 1 切 換 可 能 在 磁 路 之 閉 合 前 發 生 於 此 情 形 該 電 磁 鐵 將 閉 合 t 但 不 能 保 持 在 被 吸 引 之 位 置 或 切 換 可 能 太 遲 發 生 為 此 1 I 使 得 線 圈 過 熱 且 導 致 於 該 電 磁 鐵 之 工 作 輸 出 的 一 降 低 0 1 1 由 此 ) 本 發 明 之 巨 的 在 提 供 種 電 子 電 路 9 Μ 確 保 該 1 線 圈 的 二 m 組 之 — 的 電 源 供 應 切 換 僅 在 電 磁 鐵 之 閉 合 後 1 9 田 線 圈 之 電 流 係 非 常 接 近 至 保 持 電 流 時 〇 該 保 持 電 流 係 1 I 足 夠 維 持 該 可 動 磁 路 於 被 吸 引 之 位 置 0 1 1 1 根 據 本 發 明 該 電 源 供 應 電 路 之 特 徵 在 於 t 苴 >-、 包 含 能 1 1 夠 提 供 或 阻 斷 該 輔 助 m 組 之 電 源 供 應 的 一 第 —. 被 控 制 専 電 1 ί - 4- [ 1 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210 _x 297公釐） 409448 A7 B7 五、發明説明（v) 性半導體元件之切換機構，該機構係設於主繞組與該半導 體7C件之命令端間且包含一第二半導體元件。切換機搆係 設計使當介於第二半導體元件之命令端與輸出端間的電歷 達到一臨界電壓時，以執行第一半導體元件之切換，該臨 界電壓係大於一相當於電磁戡閉合起始之值。 根據本發明之一特徵，該切換機構包含一電壓適應電 路’其係連接至主繞組及第二半導體元件之命令端，第二 半導體元件偽連接至第一半導體元件之命令端，使得當介 於第二半等體元件之命令端與輸出端間的電壓達到臨界值 時可阻斷此第一半導體元件。 該適應電路有利地包含一由一電阻性元件與一電容器 並聯作成之RC濾波器*第二半導體元件之命令端係連接 至此電路之一輸入端。 該電阻性元件優先地係以一設有二串聯電阻器之分配 器橋所作成，一電阻器係連接至主繞組*而另一電阻器係 與該電容器並聯設置且被連接至該線圈之電源供應回返猄 I i f I 裝 11 ~~ 訂 = - I - ，银 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局MS：工消费合作杜印製 1 在 第到 行達 實近 握接 把流 有電 得 當 使係 成換 構切 及該 置 -配 的 之 能 構可 機係 換換 切切 該 之 ， 件 K 元 是體 導 半 中 式 圖 之 隨 伴 與 明 說 之 讓 。 後 時在 值將 持點 保 優 之及 後徴 合 特 ： 閉之中 個明其 整發 -鐵本示 磁 揭 電 被 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 409448 A7 B7 五、發明説明（j) 第一圖描述根據本發明之電源供應電路； 第二及三圖分別描述根據二實施例供以直流之第一圖 的電路； 第四圖描述供以整流交流之第一圖的電路； 第五a及五b圖係以習知方式說明分別於主繞組及輔 肋繞組中之強度變化的時間函數座標圖； 第六圖係說明第五a圖之強度變化形態、電壓變化的 座標圖；及 第七圖係說明設於電壓適應電路中之R C電路端子處 之電壓變化的時間函數座標圖。 於第一圖中可見之圃描述了根據本發明的一電磁鐵之 激勵線圈的電源供應電路。 該未被畫出於此之電磁鐵，其包含有激勵線圏、一固 定磁路及一可動磁路，可動磁路被設計為當該線圈係供Μ 電流時*該可動磁路將被該固定磁路所吸引。電磁撖之線 圈係配有二镜組，即一主繞組Β 1及輔肋繞組Β 2。 該等繞組Β 1及Β 2偽並聯設置於二電源供應線之間 *二電源供應線為一向外線a與一迴返線b ，其係連结至 一電流供應源S之各自的正負極。此電路可自一直流源（ 第一至三圖）或一整流交流源（第四圈）而作用。 主镜組B 1及輔助繞組B 2係能夠致動該可動磁路之 運動。主繞組B 1係單獨地被連鑛供電，使得一旦電磁娥 係閉合時可維持該可動磁路於被圾引之位置。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐} --Γ丨ί----裝------訂------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 409448 經濟部中央榡隼局貝工消費合作杜印製 五、發明説明（4 ) 主繞組B 1係與一電咀器R 1串聯連接於電源供應線 a與b之間。 輔肋繞组B 2之電源供應係由一被控制導電性半導體 元件T 2所控制，例如為電晶體型式。 該雙極式或其它型式之電晶體T 2係連接至一臨界電 壓電路2 0，其當該電路一經送電後立即傳送其導電性所 需之臨界電壓。 如第二圖中所示，於被供以直流之該電路的一第一實 施例中，電路2 ◦可由串聯連接於線a與b間之二電阻器 R 3及R 4所姐成，電晶體T 2之命令端係連结至該二電 阻器之連接點C。 如第三圖中所示*於被供K直流之該電路的一第二實 施例中，電路20可由串聯連接於線a與b間之一電阻器 R 2及一齊納二極髖Z 2所組成*電晶體T 2之命令端係 連结至該電姐器及二極體之連接點C。 電晶體T 2係設計為在該電磁鐵的磁路之閉合後將被 阻斷，以切斷該輔助繞組B 2之電源供應。該電晶體偽透 過設於其命令端與主繞組B 1間之切換機構1 〇而被詛斷 0 切換機構10包含一電壓適應電路11及一電晶體型 式之被控制導電性半導體元件下。 電壓適應電路11包含一連接至主繞組B1之電咀器 R5，且電|5且器R5與一 RC型式濟波器串聯設置，該R -7 - (讀先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 装. 訂 丨泳 本紙乐尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 409448 A7 87 五、發明説明（f) C型式濾波器由一電姐器r6及一電容器c1並聯連接且 係連结至迴返線b。此電路構成一電壓積分器。 該雙極式或其它型式之電晶體T 1 ，顯示出一係連结 至電晶體T 2之命令端的輸入端、一係連结至迴返線b之 輸出端、及一係連接至介於該電路11的電姐器R5與R 6間之連接點D的命令端〇 第四圖之圖描述了由一雙重半波整流交流源所供電之 電路。 對此實施例，一整流器橋係設置於該交流供應源S及 該電路的電源供懕線a與b之間，使得供應該電路以雙重 半波整流交流，每一半波係由整流後之正弦波所作成。甚 者’ 一平滑化裝置係可選擇性地附加，K衰滅該等整流後 正弦波之形狀。裝置3 0包含一二極體D2及一電容器C 2，其係串聯設置於主繞組B 1及迺返線b之間，該電路 1 1之電阻器R 5係連结至一連接該二極體D 2與電容器 C2之中點E。 此電路之動作情形現將被說明於下。 當一電壓係一經施加於線a與b間，電流首先係通過 繞組B 1與電阻器R 1而建立，且其次通過該臨界電壓櫬 構。於電晶體T 2之命令端的電位此時係瞬間地足夠以允 許該電晶體可導通電流*藉以致動該繞組B 2。 第五a及五b圖描述了分別流通於主繞組b 1與輔助 繞組B 2之電流的變化速度。該流通於輔肋繞組b 2之電 -8 - 本紙張尺度適用中國國家榇準（CNS > A4規格（210X297公釐〉 I I —l· n t-— n I Hr tfi r^i i I n T n I .^1 n n I ^ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央橾隼局員工消費合作社印製 409448 a? __B7_ 五、發明説明（t ) 流的變化速度係與流通於主繞組B 1者相同，除了該電流 並未發生有負值的事啻之外。因此，為了探討於線圈中之 電流的彤態，研究該於主繞組中之電流的變化速度係足夠 的。 於整流交流中，該電流之變化速度係相同的但該曲線 係由正弦波所組成。结果，適懕電路1 1之構成可相關於 直流電路者而保持不改變。 如於第五a圃中所示，一區別係於二相之間作成，即 呼叫相A及保持相B ;介於二相間之變換係對應至當在電 磁鐵閉合後該電流被穩定至一保持值時之瞬間。 於該呼叫相A時，強度透過二繞组而增加至電流之_ 值I 1 ，而起始自該可動磁路移向該固定磁路，引起電流 之一同時的減少|直到對應至圖中之時間t1時該電磁鐵 的閉合為止；此等階段係電流之第一突波0 1的特性。在 電磁鐵之閉合時，電流再一次沿著一指數型式之曲線增加 ，該指數型式曲線相當於電流之第二突波0 2，而電流之 增加Μ達到對應至該保持相B之起始的保持值I c。此時 *輔助繞組Β2之電源供應可藉著切換機構1 0而被切斷 ，由於電磁鐵已閉合，該適應電路1 1將許可該切換情形 〇 第六圖說明了於電阻器R 1之端子處之電壓，其變化 速度係與於第五a圖中所示之繞組Β1中的電流之變化速 度相同，係由於此電壓係表示該於繞組B 1中的電流之肜 -9- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4规格（210X29?公釐） I 1 n I I n I n II ^ I'" (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 409448 經濟部中央橾隼局員工消費合作社印製 Α7 Β7 五、發明説明) 態。此電壓係該適應電路1 1所處理之電壓。該流通於線 圈中之一彤態因而係需要的；此形態係藉由κ電阻器R 1 或一齊納二極體所構成之測量而得到。 第七圖說明了在該適應電路11之RC電路的端子處 之電歷，亦卽分於電晶體T 1的命令端與輸出端之間的電 壓0 如於第六及t圖中所示，於該在R 1之端子的電壓上 升至第一電壓突波01’之一最大值Vm時，電容器C1 係充電至一電壓值V 1 ，此等電壓值Vm及V 1係對應至 該可動磁路之運動的起始。 電容器C 1係尚未充電至其最大容量*使得該電壓維 持小於一相當於用以致動該電晶體T 1之導電性的臨界電 壓Vs。為了使在RC電路之端子的電壓值VI (即介於 電晶體T 1的命令端與輸出端之間的電壓值）於只要該電 磁鐵尚未閉合時係維持小於該臨界值V s ，可採取手段& 確保該在R 1之端子處的第一電壓突波0 1 ’之值Vm係、 小於第二電壓突波◦ 2 ’之保持電壓V c ，該保捋電壓v c對應至足Μ維持電磁鐵被閉合之保持電流I c ，該手段 係透過電壓適應電路11以實行。該二電阻器R5與R6 及電容器C 1構成一積分器*其處理在電阻器R 1之端子 處送出的電壓訊號，由該訊號Μ調整須用Κ達到電晶體Τ 1之致動臨界電壓V s的時間。 接著*於其對應至可動磁路的運動之該在R 1端子處 * 1 0 ^ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

，1T 經濟部中央標準局員工消費合作社印焚 409448 a? B7五、發明説明) 的電壓下降時，電容器C 1放電。 當該電磁鐵係閉合時，在R 1端子處之電壓再一次地 上升*藉以再一次引起電容器C 1之充電。當該電容器達 到其最大載流容量時 > 該在R 1端子處之電壓已達保持電 壓值V c且該在R C電路端子處之電壓已達臨界電壓值V s ，引起電晶體T1之導電性致動及其導電。接著，在電 晶體T 2之命令端的電.位崩漬，藉此引起其阻斷；因此， 輔肋繞組B 2不再被供電而僅有主繞驵B 1繼鑛被供Μ電 流之一保持值。此保持值必須於該電磁鐵之閉合時维持足 夠Μ使得該電容器維持載有於其最大載流容量，而不致於 引起該介於電晶體的命令端與輸出端之間的電壓下降，由 於該電壓下降將阻斷電晶體Τ 1之導電性且將重新供電給 該繞組Β 2。 -—m 1-11- - 4^—^i 一 Ί (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度逋用中國國家橾準（CNS ) A4規格（210 X 297公釐）

Claims (1)

1. 409448 煩請委員明示^年^一一月日所提之 經濟部中央標隼局員工消費合作社印製 ^ή本有無變更實質内容是否准予於ή。 Α8 Β8 C8 D8 六、申請專利範園 i ‘ 一锺直流或整流交流之電磁鐵線圈的之電源供腰 電路，該線圈設有至少一主繞組（B 1 )與一輔肋繞组( B 2 )，其特徵在於m含能夠提供或阻斷該輔肋镜姐（B 2 )之電源洪應的一第一受控制導電性半導體元件（T 2 )之切換機構（10)，且該健構（10)係設於主繞組 (B 1 )與半導體元件（T 2 )之命令端間，機構（1 〇 )一方面包含一第二半導體元件（T1)，第二半専體元 件（T 1 )係連接至第一半導體元件（T 2 )之命令端， 使得當介於第二半導體元件（T 1 )之命令端與輸出端間 的電壓達到一臨界電壓ί V s )時可阻斷此第一半導體元 件（Τ 2 )，該臨界電壓（V s )係大於一相當於電磁鐵 閉合起始之值（V 1 );另一方面*機構（1 ◦)又包含 一電壓適應電路（1 1 )，電壓適應電路（1 1 )除連接 至主繞組ί. Β 1 )及第二半導體元件（Τ 1 )之命令端， 電壓適應電路（1 1 )可沽測代表流通於該線圏之電流形 態的一電壓，且積分該電流*用以調蝥達到第二半導體元 件ί Τ 1 )之致動臨界值所需的時間。 2 *如申請專利範圍第1項所述之電源供.應電路，其 中該適應電路（1 1 )包含一由一電砠性元ί半與一電容器 (C 1 )作成之R C濾波器，該電阻性元ί牛涤配有串聯之 二電姐器（R 5、R 6 )，其一電阻器（R 5 )係連接至 主繞組（Bi)，而另一電阻器（R6) ί系與電容器（C 本紙張尺度適用_國國家橾準（CNS) A4说格（210X297公釐） --- I - Hi - - I^_ D. Hi I...... . ^~~w. 、v5 t (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

   409448 煩請委員明示^年^一一月日所提之 經濟部中央標隼局員工消費合作社印製 ^ή本有無變更實質内容是否准予於ή。 Α8 Β8 C8 D8 六、申請專利範園 i ‘ 一锺直流或整流交流之電磁鐵線圈的之電源供腰 電路，該線圈設有至少一主繞組（B 1 )與一輔肋繞组( B 2 )，其特徵在於m含能夠提供或阻斷該輔肋镜姐（B 2 )之電源洪應的一第一受控制導電性半導體元件（T 2 )之切換機構（10)，且該健構（10)係設於主繞組 (B 1 )與半導體元件（T 2 )之命令端間，機構（1 〇 )一方面包含一第二半導體元件（T1)，第二半専體元 件（T 1 )係連接至第一半導體元件（T 2 )之命令端， 使得當介於第二半導體元件（T 1 )之命令端與輸出端間 的電壓達到一臨界電壓ί V s )時可阻斷此第一半導體元 件（Τ 2 )，該臨界電壓（V s )係大於一相當於電磁鐵 閉合起始之值（V 1 );另一方面*機構（1 ◦)又包含 一電壓適應電路（1 1 )，電壓適應電路（1 1 )除連接 至主繞組ί. Β 1 )及第二半導體元件（Τ 1 )之命令端， 電壓適應電路（1 1 )可沽測代表流通於該線圏之電流形 態的一電壓，且積分該電流*用以調蝥達到第二半導體元 件ί Τ 1 )之致動臨界值所需的時間。 2 *如申請專利範圍第1項所述之電源供.應電路，其 中該適應電路（1 1 )包含一由一電砠性元ί半與一電容器 (C 1 )作成之R C濾波器，該電阻性元ί牛涤配有串聯之 二電姐器（R 5、R 6 )，其一電阻器（R 5 )係連接至 主繞組（Bi)，而另一電阻器（R6) ί系與電容器（C 本紙張尺度適用_國國家橾準（CNS) A4说格（210X297公釐） --- I - Hi - - I^_ D. Hi I...... . ^~~w. 、v5 t (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) ABC0 409448 六、申請專利範圍 1 )並聯設置且被連.结至該線圏之一電源供應回返線（b )· 3 ·如申請專利範圍第2項所述之電源供應電路，其 中該第二半導體元件i T 1 >之命令端係連結至介於二電 阻器（R 5、R 6 )間之適應電路（1 1 )的輸人端（D ) 4 ·如申請專利範圍第1項所述之電源烘應電路，其 中該第一半導體元件（Τ 2 )之命令端係連结至介於一電 阻器（R 3 )及一電阻器（R 4 )間的連接點（C )，而 該二電姐器（R3 、R4)係串聯連接於線圏之二電源供 應線（a 、b )間s 5 ·如申請專利範圍第1項所述之電源供應電路•其 中該第一半導體元件(T 2 )之命令端係連结至介於一電 阻器（R 2 )及一齊納二極體（Z 2 )間之連接點（C ) ，而該電阻器（R 2 )及齊納二極體（Z 2 )係串聯連接 於線圈之二電源供應線（a 、b )間。 6 *如申請專利範圍第1項所述之電源供應電路，其 中該二半導體元伴（T 1 、T 2 )係電晶體= 7 ·如申請專利範圍第1項所述之電源供歷電路*其 中該主繞組（B 1 )及輔肋繞組（B 2 )係並聯設置於線 圏之二電源供應線（a 、b )間 8 ·如申請專利範園第1項所述之電源供愿電路，其 中包含用K測量該流通於主繞組（B 1 )之電流形態的攞 -2 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4规格（210X297公釐） Hi. ^^1 r · - - I-1 ^^1 ( - !1 ^^1 1..... 1 —i \—Έ - I.^ (诗先閲讀背面之注意事項再填寫本f ) 經濟部中央標準局員工消費合作社印裝 ABC0 409448 六、申請專利範圍 1 )並聯設置且被連.结至該線圏之一電源供應回返線（b )· 3 ·如申請專利範圍第2項所述之電源供應電路，其 中該第二半導體元件i T 1 >之命令端係連結至介於二電 阻器（R 5、R 6 )間之適應電路（1 1 )的輸人端（D ) 4 ·如申請專利範圍第1項所述之電源烘應電路，其 中該第一半導體元件（Τ 2 )之命令端係連结至介於一電 阻器（R 3 )及一電阻器（R 4 )間的連接點（C )，而 該二電姐器（R3 、R4)係串聯連接於線圏之二電源供 應線（a 、b )間s 5 ·如申請專利範圍第1項所述之電源供應電路•其 中該第一半導體元件(T 2 )之命令端係連结至介於一電 阻器（R 2 )及一齊納二極體（Z 2 )間之連接點（C ) ，而該電阻器（R 2 )及齊納二極體（Z 2 )係串聯連接 於線圈之二電源供應線（a 、b )間。 6 *如申請專利範圍第1項所述之電源供應電路，其 中該二半導體元伴（T 1 、T 2 )係電晶體= 7 ·如申請專利範圍第1項所述之電源供歷電路*其 中該主繞組（B 1 )及輔肋繞組（B 2 )係並聯設置於線 圏之二電源供應線（a 、b )間 8 ·如申請專利範園第1項所述之電源供愿電路，其 中包含用K測量該流通於主繞組（B 1 )之電流形態的攞 -2 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4规格（210X297公釐） Hi. ^^1 r · - - I-1 ^^1 ( - !1 ^^1 1..... 1 —i \—Έ - I.^ (诗先閲讀背面之注意事項再填寫本f ) 經濟部中央標準局員工消費合作社印裝 A8 409448 骂 D8 申請專利範圍 構，此等ti構係與該主繞驵（B 1 )串聯設置且係與該適 應電路（1 1 )並聯設置。 m ^11 n^i m - 11-·_ m l_att ^^^1 li ^^^1 ^ > Λ_^ 'vs t (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標隼局員工消費合作社印製 -3- 本紙張尺度適用中國國家梯準（CNS ) A4说格（2IOX297公釐） A8 409448 骂 D8 申請專利範圍 構，此等ti構係與該主繞驵（B 1 )串聯設置且係與該適 應電路（1 1 )並聯設置。 m ^11 n^i m - 11-·_ m l_att ^^^1 li ^^^1 ^ > Λ_^ 'vs t (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標隼局員工消費合作社印製 -3- 本紙張尺度適用中國國家梯準（CNS ) A4说格（2IOX297公釐）