CN105097182A - 电磁铁驱动装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电磁铁驱动装置，其具有控制微机(13a、13b)，该控制微机(13a、13b)经由开关元件(2)对电磁铁(1)的励磁电流进行控制。控制微机(13a、13b)在电磁铁(1)的铁心吸引初期时和铁心再吸引时，根据与电磁铁(1)的励磁电流的大小成正比的电压降和施加于电磁铁(1)的DC电源电压，对电磁铁(1)的绕组电阻值进行计算，基于计算出的绕组电阻值进行所述DC电源电压的脉冲控制，在铁心吸引初期时和铁心再吸引时以外，将所述DC电源电压变换为脉冲电压并向电磁铁(1)施加。

Description

电磁铁驱动装置

技术领域

本发明涉及对内置于断路器等中的电磁铁进行驱动的电磁铁驱动装置。

背景技术

对内置于断路器等中的电磁铁进行吸引的电磁铁驱动装置进行如下控制，即，在吸引初期由于磁路间隙的关系将大励磁电流向绕组通电，吸引铁心后由于磁路间隙变小，因而降低励磁电流而进行通电，对吸引状态进行维持。

在上述电磁铁驱动装置中，作为铁心吸引后的励磁电流的降低单元，对电磁铁施加脉冲状电压，在未对电磁铁施加电压的期间，使利用电磁铁的反电动势而产生的励磁电流经由续流二极管流动，以使得励磁电流总在绕组中流动。另外，作为对铁心吸引后的励磁电流进行检测的方法，已知将电流检测传感器设置于由电磁铁和续流二极管形成的环路中进行检测的方法(例如，参照专利文献1)。

专利文献1：日本特开平6－311637号公报

如上述专利文献1所公开的技术所述，在将电流检测传感器设置于由电磁铁和续流二极管形成的环路中进行检测的方法中，利用在电流检测传感器中使用电阻并且对电阻上的电压降进行检测的方法，但是由于励磁电流总在电阻中流动，因而存在电力损失增大的课题。

另外，为了抑制电力损失，考虑如下方法，即，将电流检测传感器设置在由电磁铁和续流二极管形成的环路之外，将电流检测传感器设置为与用于对电磁铁施加脉冲状电压的开关元件串联，仅在开关元件导通时利用电流检测传感器对励磁电流进行检测。但是，如果使用此方法，则存在如下课题，即，在电磁铁的施加电压脉冲的脉冲宽度较窄的情况或脉冲周期较短的情况下，在利用微机进行检测的情况下，不得不使用取样频率高的高性能且高价的微机。

发明内容

本发明是为了解决上述课题而提出的，其目的在于得到一种电磁铁驱动装置，其对励磁电流检测电阻因产生与电磁铁的励磁电流的大小成正比的电压降引起的电力损失进行抑制，并且在此基础上，即使利用取样频率低的微机也能进行控制。

本发明的电磁铁驱动装置具有：绕组用电源电路，其输出施加于电磁铁的DC电源电压；电源电压测量电路，其对所述DC电源电压进行测量；励磁电流检测电阻，其与所述电磁铁串联连接，产生与所述电磁铁的励磁电流的大小成正比的电压降；以及控制微机，其经由开关元件对所述电磁铁的励磁电流进行控制。

所述控制微机是进行如下脉冲控制的装置，即，在所述电磁铁的铁心吸引初期时和铁心再吸引时，根据所述励磁电流检测电阻的电压降和所述DC电源电压的测量结果，对所述电磁铁的绕组电阻值进行计算，在所述电磁铁的铁心吸引初期时和铁心再吸引时以外，基于所述绕组电阻值，将所述DC电源电压通过所述开关元件变换为脉冲电压并向所述电磁铁施加。

发明的效果

本发明能够对因产生与电磁铁的励磁电流的大小成正比的电压降的励磁电流检测电阻引起的电力损失进行抑制，并且在电磁铁的铁心吸引后为了降低励磁电流而对电磁铁施加脉冲电压时，能够对利用取样频率低的微机无法检测的脉冲电压施加时的电磁铁励磁电流进行检测，因而能够使用取样频率低而廉价的微机。

下面，可以认为，根据以下的参照附图而对本发明进行的详细说明，使本发明的除了上述以外的目的、特征、观点及效果变得更加明确。

附图说明

图1是表示本发明的实施方式1所涉及的电磁铁驱动装置的结构的电路图。

图2是用于对本发明的实施方式1所涉及的电磁铁驱动装置的施加电压进行说明的说明图。

图3是用于对本发明的实施方式1所涉及的电磁铁驱动装置的通电电流进行说明的说明图。

图4是用于对电磁铁的绕组电阻值和温度的关系进行说明的说明图。

图5是表示本发明的实施方式1所涉及的电磁铁驱动装置的校正系数和绕组电阻值的关系的图。

图6是表示本发明的实施方式1所涉及的电磁铁驱动装置的校正系数和施加电压的关系的图。

图7是表示本发明的实施方式2所涉及的电磁铁驱动装置的结构的电路图。

图8是用于对本发明的实施方式2所涉及的电磁铁驱动装置的施加电压进行说明的说明图。

图9是表示本发明的实施方式2所涉及的电磁铁驱动装置的开关元件和半导体开关的动作的时序图。

图10是表示本发明的实施方式2所涉及的电磁铁驱动装置的励磁电流检测电阻的电压和电容器的电压的关系的时序图。

图11是表示本发明的实施方式3所涉及的电磁铁驱动装置的结构的电路图。

图12表示本发明的实施方式3所涉及的电磁铁驱动装置的励磁电流检测电阻的通电电流和光电MOS(金属氧化物半导体)继电器的输入侧通电电流的关系的时序图。

图13是表示本发明的实施方式3所涉及的电磁铁驱动装置的励磁电流检测电阻的通电电流和电容器的充电电流的关系的时序图。

图14是表示本发明的实施方式3所涉及的电磁铁驱动装置的励磁电流检测电阻电压和电容器的电压的关系的时序图。

具体实施方式

下面，参照附图，对本发明所涉及的电磁铁驱动装置的优选的实施方式进行说明。

实施方式1.

图1是表示本发明的实施方式1所涉及的电磁铁驱动装置的结构的电路图。

在图1中，电磁铁1与开关元件2连接。在开关元件2为导通状态时，DC电源电压从绕组用电源电路3施加于电磁铁1。在开关元件2为导通状态时，励磁电流在励磁电流检测电阻4中流动，在励磁电流检测电阻4上产生与励磁电流的大小成正比的电压降。续流二极管5在开关元件2非导通时，为了利用在电磁铁1中产生的电动势使励磁电流在电磁铁1中流动而与电磁铁1并联连接。即，由电磁铁1和续流二极管5形成环路。

励磁电流控制部6a具有：电源电压测量电路10，其对绕组用电源电压3的DC电源电压进行测量；励磁电流测量电路11，其对励磁电流检测电阻4的电压降进行测量，作为对电磁铁1的励磁电流进行检测的励磁电流检测单元；脉冲驱动电路12a，其对开关元件2进行脉冲控制；控制微机13a，其基于电源电压测量电路10和励磁电流测量电路11的测量值，计算能够获得对电磁铁1的铁心进行保持所需的励磁电流的脉冲宽度，并对脉冲驱动电路12a的脉冲宽度进行控制；以及控制电源电路14，其向控制微机13a进行电源供给。

警报输出电路7在因电磁铁1的绕组的局部短路(rareshort-circuit)等引起的绕组电阻值异常时、由于断路器通电部的异常发热而电磁铁1的周围温度上升、绕组电阻值增大时等，输出警报。延时动作用电容器8是备用电源的电容器，并且是如下器件，即，在该电磁铁驱动装置用于断路器的内部附属装置的低电压跳闸装置等的情况下，在输入电源切断后，为了在规定的时间(例如3秒左右)进行维持电磁铁1的铁心吸引的延时动作，在延时动作中对电磁铁1的励磁电流进行供给。

实施方式1所涉及的电磁铁驱动装置以上述方式构成，下面对其动作进行说明。

在绕组用电源电路3及控制电源电路14启动、控制微机13a接受电源供给并启动后，通过电源电压测量电路10，对绕组用电源电路3的DC电源电压上升至能够对电磁铁1的铁心进行吸引的电压为止并稳定于固定值Va进行确认。如果能够确认绕组用电源电路3的DC电源电压稳定于固定值Va，则使脉冲驱动电路12a动作，进行铁心吸引。

在铁心吸引初期时，由于磁路间隙的关系而需要将较大的励磁电流向绕组通电，因此控制微机13a在以时间为横轴、绕组用电源电路3的DC电源电压为纵轴的图2中的由Ta表示的几百ms的期间，使脉冲驱动电路12a的脉冲宽度100％地动作。并且，使开关元件2在几百ms期间为导通状态，对电磁铁1施加绕组用电源电路3的DC电源电压。此时，向电磁铁1通电的励磁电流如以时间为横轴、励磁电流为纵轴的图3所示。即，励磁电流从由T1表示的电压施加开始时刻开始流动。并且，伴随着可动铁心和固定铁心的间隙变小，磁阻降低，磁束增加，如果铁心被吸附，则磁束急剧地增加，产生反电动势，在由T2表示的时刻，线圈电流暂时降低。铁心吸附后，磁阻变得固定，磁束不再变化，如果反电动势降低而消失，则如由T3表示的期间所示，电磁铁1的励磁电流成为施加电压除以绕组电阻值所得到的固定值。

此时，在励磁电流检测电阻4上产生与励磁电流成正比的电压降Vb。控制微机13a利用励磁电流测量电路11取得电压降Vb的测量数据，并利用电源电压测量电路10取得绕组用电源电路3的DC电源电压Va的测量数据。如果励磁电流检测电阻4的电阻值为Rb，则控制微机13a根据算式Ra＝(Va－Vb)/(Vb/Rb)对电磁铁1的绕组电阻值Ra进行计算。在这里，开关元件2的导通电阻是几百mΩ，由于相对于电磁铁1的绕组电阻值充分小，因此将开关元件2上的电压降省略而进行计算。

在超过图2的铁心吸引初期时Ta的期间、铁心被吸引之后，由于磁路间隙变小，因而即使将励磁电流降低而进行通电，也能够对铁心的吸引状态进行维持。励磁电流的降低通过控制微机13a经由脉冲驱动电路12a对开关元件2进行脉冲驱动，将绕组用电源电路3的DC电源电压Va变换为脉冲电压而施加于电磁铁1而实现，但是如图4所示，由于电磁铁1的绕组电阻值Ra与周围温度成正比地增加，因而如果脉冲宽度固定，则在周围温度上升的同时励磁电流降低，另外，在绕组用电源电路3的DC电源电压Va由于瞬时停电等而降低时，励磁电流降低。

为了避免这种情况，控制微机13a利用通过上述计算得到的绕组电阻值Ra和绕组用电源电路3的DC电源电压Va的测量值，求出脉冲控制的导通占空比的校正系数K，利用将基准导通占空比D1与校正系数K相乘得到的导通占空比D1×K进行脉冲控制。此外，基准导通占空比D1是在周围温度20℃下绕组用电源电路3的稳定动作时能够对铁心吸引进行保持的导通占空比，预先储存于控制微机13a中。另外，对于校正系数K，控制微机13a利用将下述校正系数K1和下述校正系数K2相乘得到的算式K＝K1×K2进行计算，其中，该校正系数K1考虑了因周围温度引起的绕组电阻值的增减，该校正系数K2考虑了绕组用电源电路3的DC电源电压Va的降低。K1＝绕组电阻值Ra/基准绕组电阻值R1，K2＝DC电源电压Va/基准电源电压V1，基准绕组电阻值R1是周围温度为20℃时的电阻值，基准电源电压V1是绕组用电源电路3的稳定动作时电压。如图5所示，校正系数K1以使导通占空比与绕组电阻值成正比地增大的方式进行校正。另外，如图6所示，校正系数K2以如果绕组的施加电压降低则使导通占空比增大的方式进行校正。

由于电磁铁1的绕组的电阻值随着周围温度而增减，因而在基于铁心吸引初期时Ta的期间所计算出的绕组电阻值Ra进行长时间脉冲控制的情况下，产生如下问题，即，流动的励磁电流小于铁心的吸引维持所需的励磁电流，或者流过大于或等于所需的励磁电流而电磁铁1发热，消耗电流增大等问题。因此，如图2所示，进行如下控制，即，每隔几十秒，在由Tb表示的几百ms的期间，使脉冲驱动电路12a的脉冲宽度100％地动作，使开关元件2在几百ms期间导通，在如图3的T4期间所示励磁电流变为固定时，对电磁铁1的绕组的电阻值Ra再次进行计算，决定到下一个几十秒后的铁心再吸引为止期间的导通占空比，以使得励磁电流变为固定。此外，利用断路器的电磁铁的内部附属装置等对电磁铁施加主体开闭冲击等外来冲击，但是每隔几十秒的铁心再吸引兼具使由于该外来冲击而错位的铁心返回至原先的位置的作用。

在将该电磁铁驱动装置用于断路器等的内部附属装置的情况下，电磁铁1的绕组电阻值由于通电部的散热的影响、周围温度的上升而增加，但是在控制微机13a中储存有绕组电阻值的最大变化范围，在利用上述计算得到的绕组的电阻值Ra由于绕组的局部短路等而低于下限值的情况下，或者在由于通电部的异常发热，电磁铁1的周围温度上升，绕组电阻值超出上限的情况下，控制微机13a经由警报输出电路7输出绕组电阻值异常的警报。

另外，断路器的内部附属装置的低电压跳闸装置等是在输入电源切断后的3秒左右对电磁铁的铁心吸引进行维持的延时动作型，但是通过安装延时动作用电容器8，在输入电源切断后的延时期间，利用切断前储存的电荷使励磁电流在电磁铁1中继续流动。此时，由于施加于电磁铁1的电压Va随着延时动作用电容器8的电荷消耗而降低，因此在将开关元件2的开关脉冲宽度设为固定的情况下，励磁电流会降低，但是通过利用将上述校正系数K与基本导通占空比D1相乘得到的导通占空比进行脉冲控制，在电磁铁1的施加电压Va降低的同时，使导通占空比变大，能够将励磁电流保持为固定。

如上所述，根据实施方式1所涉及的电磁铁驱动装置，由于励磁电流检测电阻4安装在由电磁铁1和续流二极管5形成的环路之外，因此仅在开关元件2为导通状态时，在励磁电流检测电阻4上产生电力消耗，由于开关元件2在非导通状态时不产生电力消耗，因此能够抑制电力损失。

另外，如图3的T3和T4所示，由于利用励磁电流测量电路11对铁心吸引初期时和铁心再吸引时的相对较大的部位的励磁电流进行测量，因此假设在铁心吸引初期时和铁心再吸引时的励磁电流是吸引保持维持电流的5倍的情况下，如果试图得到同样的检测电压，则与对吸引保持维持电流进行检测的方式相比，能够使用1/5的电阻值的励磁电流检测电阻4。通过使用较小电阻值的电阻，能够抑制电阻上的电力消耗，能够使用额定功率小的电阻。

另外，如图2所示，励磁电流检测电阻4上产生的与励磁电流成正比的电压降，仅在开关元件2为导通状态时产生，但如果为了避免开关声音的可听区域而将吸引保持维持电流通电时的脉冲控制的脉冲周期设定为大于或等于15kHz，则会使脉冲宽度变窄至几μs～几十μs。如果选定诸如能够对该脉冲进行数次取样这样的控制微机，则不得不选定高性能且高价的微机。假如为了使得能够对10μs的脉冲进行10次取样，则需要取样周期大于或等于1MHz的高性能的控制微机，但是只要使图3的T3和T4的励磁电流检测的期间大于或等于10ms，则为了对10ms的脉冲进行10次取样，能够使用取样周期大于或等于1kHz的控制微机，能够使用取样频率低而廉价的通用微机。

另外，在控制微机13a中储存有绕组电阻值的最大变化范围，在超出最大变化范围的情况下，通过从警报输出电路7输出绕组电阻值异常的警报，能够对因局部短路等引起的绕组电阻值异常进行通知，或者在用于断路器等的内部附属装置的情况下，在由于通电部的异常发热而电磁铁1的周围温度上升、绕组电阻值增大时，通过输出警报，能够对异常进行通知。

另外，在电磁铁1的铁心吸引之后，由于磁路间隙变小，因而即使将励磁电流降低而进行通电，也能够对铁心的吸引状态进行维持，但是控制微机13a利用绕组电阻值Ra和绕组用电源电路3的DC电源电压Va的测量值，求出导通占空比的校正系数，通过利用将基准导通占空比与校正系数相乘得到的导通占空比进行脉冲控制，能够在因周围温度引起的绕组电阻值增减时、绕组电路3的DC电源电压Va降低时也将励磁电流保持为固定。

另外，由于电磁铁1的绕组的电阻值随着周围温度而增减，因而在基于铁心吸引时所计算出的绕组电阻值进行长时间脉冲控制的情况下，产生流动的励磁电流小于铁心的吸引维持所需的励磁电流，或者流过大于或等于所需的励磁电流而电磁铁1发热、电流消耗增大等问题，但是，通过每隔几十秒，对电磁铁1的绕组的电阻值进行再次计算，对到下一个几十秒后的铁心再吸引为止的期间的导通占空比进行计算，决定导通占空比而进行脉冲控制，能够将励磁电流保持为固定。

另外，在实施方式1所涉及的电磁铁驱动装置用于断路器的内部附属装置等的情况下，对电磁铁1施加主体开闭冲击等外来冲击，但是通过每隔几十秒进行铁心再吸引，能够使由于外来冲击而错位的铁心返回到原先的位置。

另外，在将实施方式1所涉及的电磁铁驱动装置用于断路器内部附属装置的低电压跳闸装置等的在输入电源切断后3秒左右对电磁铁1的铁心吸引进行维持的延时动作型的情况下，在输入电源切断后的延时期间，利用延时动作用电容器8所储存的电荷使励磁电流在电磁铁1中继续流动，但是，由于施加于电磁铁1的DC电源电压Va随着延时动作用电容器8的电荷消耗而降低，因而通过利用将校正系数与基本导通占空比相乘得到的导通占空比进行脉冲控制，即使电磁铁1的施加电压降低，也能够将励磁电流保持为固定。

实施方式2.

下面，对本发明的实施方式2所涉及的电磁铁驱动装置进行说明。

图7是表示实施方式2所涉及的电磁铁驱动装置的结构的电路图。实施方式2示出实施方式1中的励磁电流控制部6a的其他实施方式，具有与实施方式1相同的各种各样的效果。

在图7中，励磁电流控制部6b具有：控制微机13b，其利用开关元件2的脉冲控制实施电磁铁1的铁心保持所需的励磁电流的通电；控制微机13b的控制电源14；电源电压测量电路10，其对绕组用电源电路3的DC电源电压进行测量；脉冲驱动电路12b，其对开关元件2进行脉冲控制；以及晶体管20、电阻21及齐纳二极管22，它们利用脉冲驱动电路12b的脉冲输出对开关元件2进行脉冲驱动。

励磁电流控制部6b还具有：电容器23，其在开关元件2非导通的期间，也对开关元件2导通时在励磁电流检测电阻4上产生的与励磁电流成正比的检测电压进行保持；电阻24，其防止在开关元件2非导通的期间电流从电容器23向励磁电流检测电阻4侧流动；半导体开关25，其仅在开关元件2导通时将电容器23与励磁电流检测电阻4连接；以及齐纳二极管26及电阻27，它们仅在开关元件2导通时使半导体开关25动作。此外，对于其他结构，由于与实施方式1相同，因而通过标注相同的标号而省略说明。

实施方式2所涉及的电磁铁驱动装置以上述方式构成，下面对其动作进行说明。

在实施方式1中，在铁心吸引初期时和每隔几十秒的几百ms的期间，利用使脉冲控制的脉冲宽度100％地动作时的在励磁电流检测电阻4上产生的电压降，对电磁铁1的绕组电阻值进行计算，由此决定脉冲控制的脉冲宽度，但是在实施方式2中，利用在以时间为横轴、绕组用电源电路3的DC电源电压为纵轴的图8中的脉冲控制期间Tc内在励磁电流检测电阻4上产生的电压降，决定脉冲控制的脉冲宽度。控制微机13b在铁心吸引初期时，利用在实施方式1说明的方法对电磁铁1的绕组电阻值进行计算，决定脉冲宽度而开始脉冲控制。由于电磁铁1的绕组电阻值随着周围温度而增减，因而在基于铁心吸引初期时所计算出的绕组电阻值进行长时间脉冲控制的情况下，产生如下问题，即，流动的励磁电流小于铁心的吸引维持所需的励磁电流，或者流过大于或等于所需的励磁电流而电磁铁1发热、电流消耗增大等。因此，在开关元件2为非导通的期间，也利用电容器23对开关元件2导通时在励磁电流检测电阻4上产生的与励磁电流成正比的检测电压进行保持，由此即使利用取样频率低而廉价的微机，也能够进行取样。

开关元件2是如果栅极端子电压超过阈值则变为导通的元件，半导体开关25是如果控制端子电压超过阈值则开关变为导通的元件。通过脉冲驱动电路12b使晶体管20导通、截止而进行脉冲控制，但是，在晶体管20导通时，齐纳二极管22被短路，开关元件2的栅极端子未施加电压，在晶体管20截止时，电流从电阻21向齐纳二极管22流动，对开关元件2的栅极端子施加与齐纳二极管22的齐纳电压相等的电压。

电阻27和具有比齐纳二极管22的齐纳电压低的齐纳电压特性的齐纳二极管26与齐纳二极管22并联连接，与半导体开关25的控制端子连接。由此，如图9所示，在开关元件2的栅极端子电压达到齐纳二极管26的齐纳电压之前，在齐纳二极管26中无电流流动，在电阻27的两端不产生电压，因此，在上升时，与开关元件2的栅极端子电压相比，半导体开关25的控制端子电压延迟上升，在下降时，与开关元件2的栅极端子电压相比，半导体开关25的控制端子电压提前下降。由此，在脉冲控制时，在开关元件2变为导通后，半导体开关25延迟导通，在开关元件2变为非导通之前，半导体开关25提前变为非导通。

由此，由于仅在开关元件2导通而在励磁电流检测电阻4上产生与励磁电流成正比的检测电压时，半导体开关25导通，对电容器23进行充电并对检测电压进行保持，因此如图10所示，在电容器23的两端保持有可视为与励磁电流检测电阻4的检测电压相等的范围内的值的电压。如图10所示，电容器23的保持电压由于半导体开关25的泄漏电流或电容器23自身的泄漏电流而产生自放电，在开关元件2非导通期间减小，但是通过选定具有对于励磁电流检测不产生影响的程度的泄漏电流特性的部件，能够进行励磁电流检测。

电阻24的作用是，在可视为开关元件2和半导体开关25在同一定时(timing)变为导通或非导通的情况下，避免在电流从电容器23向励磁电流检测电阻4侧流动的情况下，电容器23的保持电压急剧地降低，从而对检测产生影响。控制微机13b读入充电至电容器23的与电磁铁1的励磁电流成正比的电压信号，利用能够获得对电磁铁1的铁心进行保持所需的励磁电流的脉冲宽度，经由脉冲驱动电路12b对开关元件2进行脉冲控制。

如上所述，根据实施方式2所涉及的电磁铁驱动装置，由于励磁电流检测电阻4安装在由电磁铁1和续流二极管5形成的环路之外，因此仅在开关元件2的导通状态时在励磁电流检测电阻4上产生电力消耗，由于在开关元件2的非导通状态时不产生电力消耗，因此能够抑制电力损失。

另外，由于在开关元件2非导通期间也对电磁铁1的励磁电流的检测信号进行保持，因此即使利用取样频率低而廉价的通用微机也能够进行励磁电流的检测。

另外，与实施方式1同样地，在电磁铁1的铁心吸引初期时和铁心再吸引时计算电磁铁1的绕组电阻值，从而在超出绕组电阻值的最大变化范围的情况下，从警报输出电路7输出绕组电阻值异常的警报。由此，能够对因局部短路等引起的绕组电阻值异常进行通知，或者在用于断路器等的内部附属装置的情况下，在由于通电部的异常发热而电磁铁1的周围温度上升、绕组电阻值增大时，通过输出警报，能够对异常进行通知。

另外，在将实施方式2所涉及的电磁铁驱动装置用于断路器的内部附属装置等的情况下，对电磁铁1施加主体开闭冲击等外来冲击，但是通过每隔几十秒进行铁心再吸引，能够使由于外来冲击而错位的铁心返回至原先的位置。

实施方式3.

下面，对本发明的实施方式3所涉及的电磁铁驱动装置进行说明。

图11是表示实施方式3所涉及的电磁铁驱动装置的结构的电路图。实施方式3表示实施方式1中的励磁电流控制部6a的另一不同的实施方式，具有与实施方式1相同的各种各样的效果。

在图11中，励磁电流控制部6c由下述部件构成：控制微机13b，其通过开关元件2的脉冲控制实施电磁铁1的铁心保持所需的励磁电流的通电；控制微机13b的控制电源14；电源电压测量电路10，其对绕组用电源电路3的DC电源电压进行测量；脉冲驱动电路12a，其对开关元件2进行脉冲控制；电容器23，其在开关元件2非导通的期间也对开关元件2导通时在励磁电流检测电阻4上产生的与励磁电流成正比的检测电压进行保持；电阻24，其防止在开关元件2非导通的期间电流从电容器23向励磁电流检测电阻4侧流动；光电MOS继电器30，其仅在开关元件2导通时将电容器23和励磁电流检测电阻4连接；电阻31，其仅在开关元件2导通时使光电MOS继电器30的动作电流通电；以及电阻32，其避免因光电MOS继电器30的扰动引起的误动作。此外，对于其他结构，由于与实施方式1相同，因而通过标注相同的标号而省略说明。

实施方式3所涉及的电磁铁驱动装置以上述方式构成，下面对其动作进行说明。

在实施方式1中，在铁心吸引初期时和每隔几十秒的几百ms的期间，利用使脉冲控制的脉冲宽度100％地动作时的在励磁电流检测电阻4上产生的电压降，对电磁铁1的绕组电阻值进行计算，由此决定脉冲控制的脉冲宽度，但是在实施方式3中，与实施方式2同样地，利用在图8所示的脉冲控制期间Tc内由励磁电流检测电阻4产生的电压降，决定脉冲控制的脉冲宽度。

控制微机13b在铁心吸引初期时根据在实施方式1中说明的方法，对电磁铁1的绕组电阻值进行计算，决定脉冲宽度并开始脉冲控制。由于电磁铁1的绕组电阻值随着周围温度而增减，因此在基于在铁心吸引初期时所计算出的绕组电阻值进行长时间脉冲控制的情况下，产生流动的励磁电流小于铁心的吸引维持所需的励磁电流，或者流过大于或等于所需的励磁电流而电磁铁1发热，消耗电流增大等问题。因此，在开关元件2非导通的期间，也利用电容器23对开关元件2导通时在励磁电流检测电阻4上产生的与励磁电流成正比的检测电压进行保持，由此即使利用取样频率低而廉价的微机也能够进行取样。

光电MOS继电器30如图12所示，在开关元件2导通时由励磁电流检测电阻4和电阻31分流的电流向输入侧通电，由此输出侧变成导通状态。此时，通过使在电阻31中流动的电流小于或等于在励磁电流检测电阻4中流动的电流的1/10，使得不对电磁铁1的励磁电流检测产生影响。

另外，为了避免在开关元件2非导通时，发生因扰动引起微小电流在光电MOS继电器30的输入侧流动而光电MOS继电器30进行误动作的情况，利用电阻32，使得如果在光电MOS继电器30的输入侧没有大于或等于固定值的电流流动，则光电MOS继电器30不动作。由此，如图13所示，由于仅在开关元件2导通而在励磁电流检测电阻4上产生与励磁电流成正比的检测电压时，光电MOS继电器30的输出侧导通，充电电流在电容器23中流动，因此如图14所示，在电容器23的两端保持有可视为与励磁电流检测电阻4的检测电压相等的范围内的值的电压。

如图14所示，电容器23的保持电压由于光电MOS继电器30的泄漏电流、电容器23自身的泄漏电流而产生自放电，在开关元件2非导通期间减小，但是通过选定具有对励磁电流检测不产生影响的程度的泄漏电流特性的部件，能够进行励磁电流检测。另外，电阻24的作用是，在可视为开关元件2和光电MOS继电器30在同一定时变为导通或非导通的情况下，避免在电流从电容器23向励磁电流检测电阻4侧流动的情况下，电容器23的保持电压急剧地降低，从而对检测产生影响。控制微机13b读入充电至电容器23的与电磁铁1的励磁电流成正比的电压信号，利用能够获得对电磁铁1的铁心进行保持所需的励磁电流的脉冲宽度，经由脉冲驱动电路对开关元件2进行脉冲控制。

如上所述，根据实施方式3所涉及的电磁铁驱动装置，由于励磁电流检测电阻4安装在由电磁铁1和续流二极管5形成的环路之外，因此仅在开关元件2的导通状态时在励磁电流检测电阻4上产生电力消耗，由于在开关元件2的非导通状态时不产生电力消耗，因此能够抑制电力损失。

另外，由于在开关元件2非导通期间也对电磁铁1的励磁电流的检测信号进行保持，因此即使利用取样频率低而廉价的通用微机也能够进行励磁电流的检测。

另外，与实施方式1同样地，在电磁铁1的铁心吸引初期时和铁心再吸引时计算电磁铁1的绕组电阻值，从而在超出绕组电阻值的最大变化范围的情况下，从警报输出电路7输出绕组电阻值异常的警报。由此，能够对因局部短路等引起的绕组电阻值异常进行通知，或者在用于断路器等的内部附属装置的情况下，在由于通电部的异常发热而电磁铁1的周围温度上升、绕组电阻值增大时，通过输出警报，能够对异常进行通知。

此外，在将实施方式3所涉及的电磁铁驱动装置用于断路器的内部附属装置等的情况下，对电磁铁1施加主体开闭冲击等外来冲击，但是通过每隔几十秒进行铁心再吸引，能够使由于外来冲击而错位的铁心返回至原先的位置。

以上，对本发明的实施方式1至3进行了说明，但是本发明在其发明的范围内能够对各实施方式自由地进行组合，或者能够对各实施方式进行适当的变形、省略。

Claims (7)

1.一种电磁铁驱动装置，其特征在于，

具有：

绕组用电源电路(3)，其输出施加于电磁铁(1)的DC电源电压；

电源电压测量电路(10)，其对所述DC电源电压进行测量；

励磁电流检测电阻(4)，其与所述电磁铁(1)串联连接，产生与所述电磁铁(1)的励磁电流的大小成正比的电压降；以及

控制微机(13a、13b)，其经由开关元件(2)对所述电磁铁(1)的励磁电流进行控制，

所述控制微机(13a、13b)进行如下脉冲控制，即，

在所述电磁铁(1)的铁心吸引初期时和铁心再吸引时，根据所述励磁电流检测电阻(4)的电压降和所述DC电源电压的测量结果，对所述电磁铁(1)的绕组电阻值进行计算，

在所述电磁铁(1)的铁心吸引初期时和铁心再吸引时以外，基于所述绕组电阻值，将所述DC电源电压通过所述开关元件(2)变换为脉冲电压并向所述电磁铁(1)施加。

2.根据权利要求1所述的电磁铁驱动装置，其特征在于，

具有警报输出电路(7)，该警报输出电路(7)在所述电磁铁(1)的绕组电阻值变为异常时输出警报。

3.根据权利要求1或2所述的电磁铁驱动装置，其特征在于，

具有延时动作用电容器(8)，该延时动作用电容器(8)在向所述绕组用电源电路(3)的输入电源切断后，供给对所述电磁铁(1)的铁心吸引进行维持的电源。

4.根据权利要求1或2所述的电磁铁驱动装置，其特征在于，

具有续流二极管(5)，该续流二极管(5)与所述电磁铁(1)并联连接，

将所述励磁电流检测电阻(4)设置于由所述电磁铁(1)和所述续流二极管(5)形成的环路之外。

5.根据权利要求1或2所述的电磁铁驱动装置，其特征在于，

所述控制微机(13a、13b)求出所述脉冲控制的导通占空比的校正系数，利用将基准导通占空比与校正系数相乘得到的导通占空比进行脉冲控制。

6.根据权利要求1或2所述的电磁铁驱动装置，其特征在于，

具有：

半导体开关(25)，其仅在所述开关元件(2)导通而在所述励磁电流检测电阻(4)上产生与励磁电流成正比的检测电压时导通；以及

电容器(23)，其与所述控制微机(13b)连接，

所述电容器(23)利用与所述励磁电流检测电阻(4)的检测电压相等的电压进行充电，并且对充电后的电压进行保持。

7.根据权利要求1或2所述的电磁铁驱动装置，其特征在于，

具有：

光电MOS继电器(30)，其仅在所述开关元件(2)导通而在所述励磁电流检测电阻(4)上产生与励磁电流成正比的检测电压时导通；以及

电容器(23)，其与所述控制微机(13b)连接，

所述电容器(23)利用与所述励磁电流检测电阻(4)的检测电压相等的电压进行充电，并且对充电后的电压进行保持。