CN104176616A - 起重磁铁用电源电路 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种起重磁铁用电源电路，其确保断电时抑制吊物突然坠落的功能，并且能够省去断电时使用的电池。本发明的电源电路（1）的H桥式电路部（4）中，串联连接的第1开关元件（41a）及第2开关元件（41b）存在于正侧输出端（3a）与负侧输出端（3b）之间，两者的节点（43a）与起重磁铁（2）的一端（2a）相连。并且串联连接的第3开关元件（41c）及第4开关元件（41d）存在于正侧输出端与负侧输出端之间，两者的节点（43c）与起重磁铁的另一端（2c）相连。H桥式电路部具有并联连接于第2开关元件的第2换向用二极管（42b），上述第4开关元件为封闭式接触器，在发生断电的情况下维持对起重磁铁进行励磁的电流。

Description

起重磁铁用电源电路

技术领域

本发明涉及一种对起重磁铁进行励磁及消磁的起重磁铁用电源电路。

背景技术

一般，已知有一种在装载作业或建设作业等中用于吊起铁片的起重磁铁。起重磁铁除了成为工厂等的设备之外，还可搭载于车辆上。专利文献1中记载有对起重磁铁进行励磁及消磁的起重磁铁驱动电路。通过该驱动电路对起重磁铁供给电流，被励磁的起重磁铁吸附铁片等吊物。并且来自外部的电流因断电等而被切断的情况下，从搭载于驱动电路的电池对起重磁铁供给电流，以防止被吸附的铁片等吊物突然坠落。

专利文献1：日本特开平8-308138号公报

然而，由于电池通常为昂贵的部件，因此会影响电源电路成本的降低。并且电池是需要定期更换的部件，因此也成为导致维修复杂化的一个因素。并且在电池体积较大的情况下也会影响装置的小型化，另外，有时整体电路因电池的组合而变得复杂。由于这些种种理由，希望在这种起重磁铁用电源电路中省去如同上述的电池。另一方面，从防止作业现场的危险的观点来看，避免断电时吊物突然坠落的功能是不可缺少的。

发明内容

鉴于上述问题，本发明的目的在于提供一种起重磁铁用电源电路，其能够确保断电时抑制吊物突然坠落的功能，并且能够省去断电时使用的电池。

本发明的起重磁铁用电源电路为对起重磁铁进行励磁及消磁的起重磁铁用电源电路，其特征在于，所述起重磁铁用电源电路具备有H桥式电路部，所述H桥式电路部对起重磁铁的励磁及消磁进行控制，并具有：第1开关元件及第2开关元件，在高电位侧电源与低电位侧电源之间依次串联地电连接，所述第1开关元件和第2开关元件之间的节点与起重磁铁的一端相连；第3开关元件及第4开关元件，在高电位侧电源与低电位侧电源之间依次串联地电连接，所述第3开关元件和第4开关元件之间的节点与起重磁铁的另一端相连；及整流元件，与第2开关元件并联连接，阴极连接在起重磁铁的一端，并且所述起重磁铁用电源电路以使H桥式电路部的第1开关元件及第4开关元件导通来对起重磁铁进行励磁，并且使第2开关元件及第3开关元件导通来对起重磁铁进行消磁的方式，对起重磁铁供给电流，第4开关元件为封闭式接触器，在起重磁铁被励磁时，在来自高电位侧电源及低电位侧电源的电流被切断的情况下，第4开关元件维持对起重磁铁进行励磁的电流。

在该电源电路中，通过使第1开关元件及第4开关元件导通，使得起重磁铁被励磁并吸附吊物。当起重磁铁被励磁时，作为封闭式接触器的第4开关元件在发生断电（来自高电位侧电源及低电位侧电源的电流被切断的现象）的情况下维持导通状态。于是形成将起重磁铁、第4开关元件及整流元件呈环状连接起来的闭合电路，因此刚断电后，上述闭合电路中电流环流。从而刚断电后，能够维持起重磁铁的励磁状态，能够抑制吊物突然坠落。这样在上述电源电路中，刚断电后，不需要来自电池等备用电源的电流就能够使电流在起重磁铁中流过，而且能够抑制吊物突然坠落。其结果，能够省去应在断电时用于防止吊物坠落的电池。

本发明的起重磁铁用电源电路为对起重磁铁进行励磁及消磁的起重磁铁用电源电路，其特征在于，所述起重磁铁用电源电路具备有H桥式电路部，所述H桥式电路部对起重磁铁的励磁及消磁进行控制，并具有：第1开关元件及第2开关元件，在高电位侧电源与低电位侧电源之间依次串联地电连接，所述第1开关元件及第2开关元件之间的节点与起重磁铁的一端相连；第3开关元件及第4开关元件，在高电位侧电源与低电位侧电源之间依次串联地电连接，所述第3开关元件及第4开关元件之间的节点与起重磁铁的另一端相连；及整流元件，与第3开关元件并联连接，阳极连接在起重磁铁的另一端，并且所述起重磁铁用电源电路以使H桥式电路部的第1开关元件及第4开关元件导通来对起重磁铁进行励磁，并且使第2开关元件及第3开关元件导通来对起重磁铁进行消磁的方式，对起重磁铁供给电流，第1开关元件为封闭式接触器，在起重磁铁被励磁时，在来自高电位侧电源及低电位侧电源的电流被切断的情况下，第1开关元件维持对起重磁铁进行励磁的电流。

该电源电路通过使第1开关元件及第4开关元件导通，使得起重磁铁被励磁并吸附吊物。当起重磁铁被励磁时，作为封闭式接触器的第1开关元件在发生断电的情况下维持导通状态。于是形成将起重磁铁、整流元件以及第1开关元件呈环状连接起来的闭合电路，因此刚断电时，上述闭合电路中电流环流。由此刚断电时能够维持起重磁铁的励磁状态，而且能够抑制吊物突然坠落。如上所述，刚断电时，上述电源电路中不需要来自电池等备用电源的电流就能够使电流在起重磁铁中流过，而且能够抑制吊物突然坠落。其结果，能够省去应在断电时用于防止吊物坠落的电池。

发明效果：

根据本发明的起重磁铁用电源电路，确保断电时抑制吊物突然坠落的功能，并且能够省去断电时使用的电池。

附图说明

图1是表示本发明的第1实施方式所涉及的起重磁铁用电源电路的电路图。

图2是表示图1中示出的起重磁铁用电源电路中刚断电后电流流动的图。

图3是表示本发明的第2实施方式所涉及的起重磁铁用电源电路的电路图。

图4是表示图3中示出的起重磁铁用电源电路中刚断电后电流流动的图。

图中：1、201-起重磁铁用电源电路，2-起重磁铁，2a-起重磁铁的一端，2c-起重磁铁的另一端，3a-正侧输出端（高电位侧电源），3b-负侧输出端（低电位侧电源），4-H桥式电路部，41a-第1开关元件，41b-第2开关元件，41c-第3开关元件，41d-第4开关元件，42b-第2换向用二极管（整流元件），45b-第2换向用二极管的阴极，42c-第3换向用二极管（整流元件），47c-第3换向用二极管的阳极，43a、43c-节点。

具体实施方式

以下，参照附图，对本发明的起重磁铁用电源电路的实施方式进行详细的说明。另外，对于各附图中相同或等同部分附加相同的标号，省略重复说明。

（第1实施方式）

图1是表示本发明的第1实施方式所涉及的起重磁铁用电源电路1的电路图。起重磁铁用电源电路1为向起重磁铁2供给电力的电源电路。起重磁铁用电源电路1为对起重磁铁2进行励磁及消磁的电路，其具备有直流转换部3、H桥式电路部4及消磁用能量吸收部5。

直流转换部3将从3相交流电源ACG（发电机）供给的交流电压V_AC1～V_AC3转换成直流电压V_DC。直流转换部3具有正侧输出端3a和负侧输出端3b，将所生成的直流电源电压V_DC提供给正侧输出端3a与负侧输出端3b之间。本实施方式中，正侧输出端3a作为高电位侧电源而发挥作用，负侧输出端3b作为低电位侧电源而发挥作用。另外，直流转换部3也可以是从单相交流电源将交流电压转换成直流电压的形式。并且在发电机为直流发电机的情况下，也可以不设置直流转换部。

本实施方式的直流转换部3由包括6个二极管31a～31f的桥式电路构成并进行三相全波整流。具体而言，二极管31a～31f中，二极管31a和二极管31b串联连接，二极管31c和二极管31d串联连接，二极管31e和二极管31f串联连接。并且由二极管31a和二极管31b构成的组、由二极管31c和二极管31d构成的组、由二极管31e和二极管31f构成的组彼此之间并联连接。并且这些二极管组的阴极侧一端与正侧输出端3a电连接，阳极侧另一端与负侧输出端3b电连接。

并且，在二极管31a与二极管31b之间，电连接有从3相交流电源ACG中的一相电源端子延伸出的交流电源线11a。在二极管31c与二极管31d之间，电连接有从3相交流电源ACG中的另外一相电源端子延伸出的交流电源线11b。在二极管31e与二极管31f之间，电连接有从3相交流电源ACG中的另外一相电源端子延伸出来的交流电源线11c。另外，除此之外，直流转换部也可以由例如使用晶闸管的单一桥式电路，或使用二极管及晶闸管的混合桥式电路构成。在直流转换部由单一桥式电路或混合桥式电路构成的情况下，晶闸管由未图示的相位控制电路以预定的控制角度进行相位控制。

H桥式电路部4控制起重磁铁2的励磁及消磁。H桥式电路部4由包含第1～第4开关元件41a～41d和分别与该第1～第4开关元件41a～41d并联电连接的第1～第4换向用二极管42a～42d的H桥式电路构成。

具体而言，第1开关元件41a的一端与直流转换部3的正侧输出端3a相连，第1开关元件41a的另一端与第2开关元件41b的一端相连。第2开关元件41b的另一端与直流转换部3的负侧输出端3b相连。另一方面，第3开关元件41c的一端与直流转换部3的正侧输出端3a相连，第3开关元件41c的另一端与第4开关元件41d的一端相连。第4开关元件41d的另一端与直流转换部3的负侧输出端3b相连。

即，串联连接的第1开关元件41a及第2开关元件41b存在于正侧输出端3a（高电位侧电源）与负侧输出端3b（低电位侧电源）之间。同样，串联连接的第3开关元件41c及第4开关元件41d存在于正侧输出端3a与负侧输出端3b之间。并且起重磁铁2的一端2a与位于第1开关元件41a与第2开关元件41b之间的节点43a相连，起重磁铁2的另一端2c与位于第3开关元件41c与第4开关元件41d之间的节点43c相连。

并且第1换向用二极管42a、第2换向用二极管42b、第4换向用二极管42d的阳极分别与第1开关元件41a、第2开关元件41b、第4开关元件41d的另一端相连，第1换向用二极管42a、第2换向用二极管42b、第4换向用二极管42d的阴极分别与第1开关元件41a、第2开关元件41b、第4开关元件41d的一端相连。并且第1开关元件41a的另一端和第2开关元件41b的一端连接于起重磁铁2的一端2a，第3开关元件41c的另一端和第4开关元件41d的一端连接于起重磁铁2的另一端2c。

并且第3换向用二极管42c的阳极与第3开关元件41c的另一端相连，第3换向用二极管42c的阴极并非直接连接于直流转换部3的正侧输出端3a侧，而是通过电阻元件46e而被连接于直流转换部3的正侧输出端3a侧。为了将起重磁铁2的全部能量还原给消磁用能量吸收部5，需要较大的电容器容量，因此在电阻元件46e中转变为热能而仅将必要的量还原给消磁用能量吸收部5。

第1～第4开关元件41a～41d的各自的控制端子连接于未图示的控制电路，通过从该控制电路所提供的控制电流（或控制电压）来控制第1～第4开关元件41a～41d的各自的一端与另一端之间的导通状态。

第1开关元件41a及第2开关元件41b例如由n型晶体管构成。在这种情况下，构成第1开关元件41a的n型晶体管，其漏极与正侧输出端3a相连，而其源极与第2开关元件41b相连。并且构成第2开关元件41b的n型晶体管，其漏极与第1开关元件41a相连，而其源极与负侧输出端3b相连。第1开关元件41a及第1换向用二极管42a也可以由合并两者功能的1个IGBT（Insulated Gate Bipolar Transistor：绝缘栅双极型晶体管）来构成。同样，第2开关元件41b及第2换向用二极管42b也可以由合并两者功能的1个IGBT来构成。第3开关元件41c及第4开关元件41d例如为交流用有触点开关（交流用电磁接触器）。所谓交流用有触点开关为具有机械地接触的触点的开关，由交流用电磁接触器（MC开关）等机械式电磁接触器构成。

消磁用能量吸收部5为用于吸收在对起重磁铁2进行消磁时蓄积在起重磁铁2中的能量的电路部分。消磁用能量吸收部5被连接在直流转换部3的正侧输出端3a与负侧输出端3b之间。消磁用能量吸收部5具有电容元件51。另外，消磁用能量吸收部5可适用各种电路结构。

H桥式电路部4还可以具备分别与各个第1～第4开关元件41a～41d并联连接的缓冲电路（未图示）。

其次，对起重磁铁用电源电路1的动作进行说明。

（起重磁铁的励磁动作模式）

使H桥式电路部4中的第1开关元件41a及第4开关元件41d导通。由此在直流转换部3的正侧输出端3a、第1开关元件41a、起重磁铁2、第4开关元件41d及直流转换部3的负侧输出端3b中流过励磁电流。从而起重磁铁2被励磁并能够吸附和吊起铁片等吊物。

（起重磁铁的消磁动作模式）

使H桥式电路部4中的第1开关元件41a及第4开关元件41d处于非导通状态，使起重磁铁2的两端电压颠倒过来。从而在起重磁铁2、第3换向用二极管42c、电阻元件46e、消磁用能量吸收部5中的电容元件51、第2换向用二极管42b中流过消磁电流，蓄积在起重磁铁2中的能量转移到电容元件51的同时被蓄积在电容元件51中。由此起重磁铁2被消磁并能够释放被吸附的铁片等吊物。

（起重磁铁的剩磁的消磁动作模式）

在此，起重磁铁2通过磁滞特性而具有剩磁。从而使H桥式电路部4中的第2开关元件41b及第3开关元件41c导通。于是在消磁用能量吸收部5中的电容元件51、第3开关元件41c、起重磁铁2、第2开关元件41b中流过剩磁的消磁电流。即，因蓄积在电容元件51中的电荷，在起重磁铁2中流过与上述励磁电流或消磁电流相反方向的剩磁消磁电流。从而起重磁铁2被消磁并能够释放被吸附的铁片等吊物。

上述励磁动作模式中，考虑在吸附吊物的状态下发生断电的情况。断电时如果起重磁铁2的吸附力突然消失，则吊物有可能突然坠落下来，因此需要避免起重磁铁2的吸附力突然消失。由此上述H桥式电路部4中，采用机械封闭式电磁接触器来作为第4开关元件41d。另外，封闭式接触器在动作信号停止的情况下也维持导通状态。作为具备这种功能的机械封闭式电磁接触器，可使用市场上出售的电磁接触器。

对以上说明的起重磁铁用电源电路1的作用效果进行说明。

如上所述，电源电路1中，第2换向用二极管42b（整流元件）相对于消磁动作模式中使用的第2开关元件41b并联连接，第2换向用二极管42b的阴极45b侧与起重磁铁2的一端2a相连。并且作为第4开关元件41d，采用封闭式接触器。

电源电路1中，通过导通第1开关元件41a及第4开关元件41d，使起重磁铁2被励磁并吸附吊物（励磁动作模式）。在此，考虑从起重磁铁装置在励磁动作模式中工作的状态发生断电的情况。例如来自3相交流电源ACG的一次电压低于预定值（例如250V）的情况下，电源电路1判断为断电，切断MCCB（断路器：未图示）并停止供给接受电力，将起重磁铁装置的电源设为断开（OFF）。

励磁动作模式中刚断电之后，第4开关元件41d的动作信号停止，然而因第4开关元件41d为封闭式而维持导通状态。这样如图2所示形成将起重磁铁2、第4开关元件41d以及第2换向用二极管42b呈环状连接起来的闭合电路，因此刚断电后，上述闭合电路中电流I₁环流。

从而刚断电后，通过电流I₁能够维持起重磁铁2的吸附力，而且能够抑制吊物突然坠落。这样刚断电之后，在电源电路1中不需要电池等备用电源就可以使电流在起重磁铁2中流过，从而起重磁铁2的吸附力能够维持一定时间，能够控制吊物突然坠落。其结果，能够省去应在断电时用于防止吊物坠落的电池。并且通过省去电池，能够实现电源电路及起重磁铁装置的成本降低、维修容易、装置的小型化及电源电路的简单化。

（第2实施方式）

接着，参照图3及图4，对本发明的起重磁铁用电源电路的第2实施方式进行详细的说明。图3是表示本发明的实施方式所涉及的起重磁铁用电源电路201的电路图。

电源电路201中，第1开关元件41a及第2开关元件41b例如由电磁接触器构成，第3开关元件41c及第4开关元件41d例如由n型晶体管构成。第3换向用二极管42c（整流元件）相对于在消磁动作模式中使用的第3开关元件41c并联连接，第3换向用二极管42c的阳极47c侧与起重磁铁2的另一端2c相连。并且作为第1开关元件41a，采用封闭式接触器（例如机械封闭式电磁接触器）。

这种电源电路201中，在励磁动作模式中刚断电之后，第1开关元件41a的动作信号停止，但是由于第1开关元件41a为封闭式元件而维持导通状态。这样如图4所示，形成将起重磁铁2、第3换向用二极管42c、电阻元件46e及第1开关元件41a呈环状连接起来的闭合电路，因此刚断电后上述闭合电路中电流I₂环流。从而通过电源电路201也能够发挥和上述电源电路1相同的作用效果。

以上，对本发明的实施方式进行了说明，但是本发明并不限定于上述实施方式，在不改变各权利要求项中所记载的主要内容的范围内，可进行各种变形。

Claims (2)

1.一种起重磁铁用电源电路，进行起重磁铁的励磁及消磁，其特征在于，

所述起重磁铁用电源电路具备H桥式电路部，所述H桥式电路部对所述起重磁铁的励磁及消磁进行控制，并具有：第1开关元件及第2开关元件，在高电位侧电源与低电位侧电源之间依次串联地电连接，所述第1开关元件和第2开关元件之间的节点与所述起重磁铁的一端相连；第3开关元件及第4开关元件，在所述高电位侧电源与所述低电位侧电源之间依次串联地电连接，所述第3开关元件和第4开关元件之间的节点与所述起重磁铁的另一端相连；及整流元件，与所述第2开关元件并联连接，阴极连接在所述起重磁铁的所述一端，

所述起重磁铁用电源电路以使所述H桥式电路部的所述第1开关元件及第4开关元件导通来对所述起重磁铁进行励磁，并且使所述第2开关元件及第3开关元件导通来对所述起重磁铁进行消磁的方式，对所述起重磁铁供给电流，

所述第4开关元件为封闭式接触器，在所述起重磁铁被励磁时，在来自所述高电位侧电源及所述低电位侧电源的电流被切断的情况下，所述第4开关元件维持对所述起重磁铁进行励磁的电流。

2.一种起重磁铁用电源电路，进行起重磁铁的励磁及消磁，其特征在于，

所述起重磁铁用电源电路具备H桥式电路部，所述H桥式电路部对所述起重磁铁的励磁及消磁进行控制，并具有：第1开关元件及第2开关元件，在高电位侧电源与低电位侧电源之间依次串联地电连接，所述第1开关元件和第2开关元件之间的节点与所述起重磁铁的一端相连；第3开关元件及第4开关元件，在所述高电位侧电源与所述低电位侧电源之间依次串联地电连接，所述第3开关元件和第4开关元件之间的节点与所述起重磁铁的另一端相连；及整流元件，与所述第3开关元件并联连接，阳极连接在所述起重磁铁的所述另一端，

所述起重磁铁用电源电路以使所述H桥式电路部的所述第1开关元件及第4开关元件导通来对所述起重磁铁进行励磁，并且使所述第2开关元件及第3开关元件导通来对所述起重磁铁进行消磁的方式，对所述起重磁铁供给电流，

所述第1开关元件为封闭式接触器，在所述起重磁铁被励磁时，在来自所述高电位侧电源及所述低电位侧电源的电流被切断的情况下，所述第1开关元件维持对所述起重磁铁进行励磁的电流。