CN107924787B - 电磁接触器的操作线圈驱动装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种能够确认操作线圈的动作电阻值、得到与动作条件相符的适当的操作线圈电流的电磁接触器的操作线圈驱动装置。包括：检测对电磁接触器的操作线圈进行开关控制时流动的电流和端子间电压的电流和电压检测部(37、38)；和驱动控制部(35)，其进行控制，使得将电源电压进行开关后施加至操作线圈的半导体开关元件的导通关断时间比在闭合控制时较大而在保持控制时较小，驱动控制部包括：在闭合控制刚开始后计算操作线圈的电感的闭合控制时电感运算部(51)；基于该运算结果来计算操作线圈的直流电阻值的闭合控制时电阻值运算部(52)；和基于该运算结果来修正半导体开关元件的闭合控制时的导通关断时间比的闭合控制时开关修正部(54)。

Description

电磁接触器的操作线圈驱动装置
技术领域
本发明涉及接通、关断向电机等的电负载装置供给的电流的电磁接触器的操作线圈驱动装置。
背景技术
电磁接触器通过对构成电磁体装置的操作线圈通电而产生将可动铁芯吸入至固定铁芯的吸引力，使可动触头与固定触头接触和分离。由此，接触、关断单相电源或三相电源与负载设备间的电路。
作为用于电磁接触器的线圈驱动电路，现有技术中提出了各种方案。(例如参照专利文献1和2)。
在专利文献1中公开了一种电磁体的线圈驱动装置，其包括：向操作线圈提供电源电压的半导体开关元件；检测电源电压的电压检测电路；增益电路，其输出与该电压检测电路的检测电压相应的导通用电平信号，并且在设定的时间之后基于该检测电压输出比导通用电平信号高的保持用电平信号；产生锯齿波的基准波产生电路；比较器，其对该基准波产生电路的锯齿波与所述增益电路的导通用电平信号进行比较，在一定周期的导通用脉冲信号输出设定时间后对所述锯齿波与保持用电平信号进行比较，来输出比所述导通用脉冲信号导通关断时间比例(也称为占空比)小的保持用脉冲信号；将该比较电路的导通脉冲信号和保持用脉冲信号提供给所述半导体开关元件的脉冲输出电路。
即，该专利文献1中公开了一种技术，其在电磁体的铁芯间隙大(即固定触头与可动触头分开)的闭合控制时大的吸引力是有必要的，因此以大电流激励线圈，而在铁芯为吸附状态、没有铁芯间隙的保持控制时，即使以比较小的电流激励操作线圈也可以进行保持，因此尽可能地减少线圈电流，以降低电能消耗。
另外，专利文献2中具有与电磁体的绕线串联连接的主电流控制元件，所述主电流控制元件最初作为通过所述操作线圈绕线使“吸引”电流通过的开关来动作，接着作为将上述电流限制为比上述低的“保持”电平的电流限制器来动作。并且，专利文献2中具有与二极管和/或开关元件连接的电容器，该电容器将从“吸引”向“保持”切换而得到相反电荷的期间和开关、断开时的电容器跨上述绕线而进行连接。其结果为电容器能够对操作线圈绕线放电，来在主电流控制元件关断后供给与保持于芯内的涡电流相对朝向的电磁力。其结果为公开了一种用于控制电磁体的电路，在电容器向操作线圈绕线放电而主电流控制元件关断后，电磁体施加与涡电流的磁化力的方向不同的反方向的磁化力。
即，该专利文献2中公开了一种技术，其为了缩短从电磁体的可动触点的保持状态到释放可动触点的释放状态时的电磁体的释放时间，将电容器与线圈并联连接而在电容器中积蓄电磁体断开后的操作线圈电流，以使该电荷在反方向上放电，由此施加电磁体的反向的磁化力来降低电磁体的释放时间。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开平1-132108号公报
专利文献2：日本特开昭57-78114号公报
发明内容
发明要解决的技术问题
但是，在现有的电磁接触器的操作线圈驱动装置中，存在如下问题。通常情况下，在电磁接触器从断开状态向导通状态变化的闭合动作时，流通大的线圈电流而使可动铁芯从释放状态向吸附状态转移，在变为该吸附状态时进行切换以降低操作线圈电流。
因此，在向吸附状态转移时，有必要在操作线圈中流通大的电流，在操作线圈中产生由于电流而导致的自身发热，由于该自身发热操作线圈的直流电阻值发生变化。即，在操作线圈中流通的电流值除了操作线圈所具有的电感成分以外还依赖于线圈直流电阻，因此不能忽略由于操作线圈所具有的线圈直流电阻的自身发热而导致的变化。
操作线圈使用电阻率比较小的电线例如铜漆包线材料，因此在低温时线圈电阻低，即使流动仅吸附可动铁芯的驱动电流，在周围温度高的环境中动作的情况和由于自身发热而导致操作线圈自身的温度高的情况下，操作线圈的直流电阻值也比低温时增加，因此不流通仅吸附可动铁芯的电流。
因此，在电磁接触器中，考虑该周围温度变化和由于自身发热而导致的动作温度的最差条件，进行使操作线圈电流具有余量的电流设定。因此，使操作线圈中流动的电流为比必要电流大的电流。
因此，本发明是着眼于上述现有技术例子的问题而完成的，其目的在于提供一种电磁接触器的操作线圈驱动装置，其能够在操作线圈中不使用温度检测部而确认操作线圈的动作电阻值，得到动作条件中适当的操作线圈电流。
用于解决技术问题的技术方案
为了达成上述目的，本发明中的电磁接触器的操作线圈驱动装置的一个方式包括：电磁接触器，其将电源电压进行了开关控制后施加至操作线圈，所述操作线圈卷绕于用于吸引可动铁芯的固定铁芯；检测因开关控制而在操作线圈中流动的电流的电流检测部；检测开关控制中的操作线圈的端子间电压的线圈电压检测部；和驱动控制部，其进行控制，使得将电源电压进行开关后施加至操作线圈的半导体开关元件的导通关断时间比在闭合控制时较大而在保持控制时较小。并且，驱动控制部包括：闭合控制时电感运算部，其在闭合控制刚开始后，在对操作线圈中流动的线圈电流进行采样的采样时间计算操作线圈的电感；闭合控制时电阻值运算部，其基于该闭合控制时电感运算部的运算结果来计算操作线圈的直流电阻值；和闭合控制时开关修正部，其基于该闭合控制时电阻值运算部的运算结果来修正半导体开关元件的闭合控制时的导通关断时间比。
发明效果
根据本发明的一个方式，卷绕于吸引可动铁芯的固定铁芯的操作线圈，不受温度变化等的影响而能够实现用于进行可靠的可动铁芯的吸引动作的最优的线圈电流控制，能够实现电磁接触器可靠的动作。
附图说明
图1是表示应用本发明的电磁接触器的一例的断开状态的截面图。
图2是表示应用本发明的电磁接触器的一例的闭合状态的截面图。
图3是表示操作线圈驱动装置的框图。
图4是表示图3的驱动控制部的具体结构的框图。
图5是表示图3的操作线圈驱动装置的动作的信号波形图。
具体实施方式
接着，参照附图对本发明的一个实施方式进行说明。
以下的附图的记载中，相同或者类似的部分以相同或者类似的附图标记进行标记。但是，应当留意附图是示意图，厚度和平面尺寸的关系、各层的厚度的比例等与现实不同。因此，具体的厚度和尺寸应当是参照以下的说明而进行判断的。另外，当然附图彼此之间也包含彼此的尺寸的关系或者比例不同的部分。
另外，以下所示的实施方式，用于例示对本发明的技术思想进行具体化的装置或方法，本发明的技术思想没有将构成部件的材质、形状、结构、配置等指定为下述内容。本发明的技术思想在专利申请的范围记载的权利要求规定的技术范围内能够加入各种改变。
以下，对作为本发明的第一实施方式的电磁接触器的操作线圈驱动装置的一个方式进行说明。
首先，如图1所示，本发明的电磁接触器10包括：由绝缘材料构成的下壳体11；安装于下壳体11的上部的由绝缘材料构成的上壳体12；和以覆盖上壳体12的上部开口的方式安装的由绝缘材料构成的消弧盖13。
左右一对固定触头15A、15B和端子板16A、16B保持规定间隔而固定于上壳体12的中间壁。
固定触头15A和端子板16A与外部供给电源17连接，固定触头15B和端子板16B与驱动电动机等的电设备的逆变器等的负载装置18连接。
在下壳体11的空间部和比上壳体12的中间壁靠下侧的空间部的下部空间收纳有电磁体装置21。该电磁体装置21具有：左右一对固定铁芯21a、21b；在一个固定铁芯21a的外周经由线圈架21c进行卷绕的操作线圈21d；在另一个固定铁芯21b的外周经由线圈架21c进行卷绕的操作线圈21e；与一对固定铁芯21a、21b的下部端面抵接设置的轭21f；与一对固定铁芯21a、21b的上部端面抵接设置的磁极板21g、21h；与磁极板21g、21h相对配置的可动铁芯21i。
另外，在夹着上壳体12的中间壁部的内部空间收纳有可动触头机构22。
可动触头机构22包括：具有固定触头架23和用于固定电磁体装置21的可动铁芯21i的连结部24、配置成能够在上下方向上移动的可动触头支架25；与可动触头支架25的上部连结、从上方与固定触头15A和15B相对的一个板状的可动触头26；与触头架23的上部连结、对可动触头26施加向下方的弹簧力的触压弹簧27；在磁极板21g、21h与连结部24之间配置有多个、对可动铁芯21i施加离开固定铁芯21a、21b的方向的力的复位弹簧28。
具有上述结构的电磁接触器10在图1所示的、可动触头26相对于固定触头15A和15B离开到上方的断开状态下，通过在固定铁芯21a、21b的操作线圈21d、21e中流动电流，通过固定铁芯21a、21b的导磁率来产生强的磁通。由在固定铁芯21a、21b产生的强磁通，在固定铁芯21a、21b产生对可动铁芯21i的吸引力。此外，吸引力与在操作线圈21d、21e中流动的线圈电流和卷绕操作线圈21d、21e的绕线次数之积成正比。
开始驱动操作线圈21d、21e之后，经过一定时间，由于固定铁芯21a、21b产生的吸引力，将可动铁芯21i吸引至下方，如图2所示，可动触头26因触压弹簧27的接触压力而与固定触头15A和15B接触。因此，电磁接触器10成为闭合状态，将外部供给电源17的电能向负载装置18供给。
另外，为了在操作线圈21d和21e中流动电流，电磁接触器10如图3所示内设于操作线圈驱动装置30。
该操作线圈驱动装置30具有经由运转开关32连接作为单相交流电源或三相交流电源的线圈电源31的整流电路33。运转开关32通过将电磁接触器10控制为导通状态(闭合状态)或者断开状态(打开状态)的来自外部的切换信号来控制。整流电路33由对应于线圈电源31的形式的数量的整流二极管等构成，经由正极侧线Lp和负极侧线Ln向以下的各电路供给将交流电压进行整流得到的直流电压。
另外，操作线圈驱动装置30具有在整流电路33的正极侧线Lp与负极侧线Ln之间并联连接的输入电压检测电路34和驱动控制部35。输入电压检测电路34例如使用基于电阻元件的电压分圧单元来检测整流电路33的输出电压而向驱动控制部35供给。驱动控制部35包含例如微处理器等的运算处理电路35a。该驱动控制部35将整流电路33的输出电压作为直接动作电源供给，但是在整流电路33的输出电压为高电压时，例如从基于电压调节器电路等的低电压电源供给动作电源。
而且，操作线圈驱动装置30具有与在整流电路33的正极侧线Lp与负极侧线Ln之间串联连接的电磁接触器10的操作线圈21d和21e串联连接的电流检测电阻元件36和半导体开关元件40。即，串联地连接的操作线圈21d、21e的一端与整流电路33的正极侧线Lp连接，操作线圈21d、21e的另一端与电流检测电阻元件36连接。
另外，半导体开关元件40的高电位侧电极与电流检测电阻元件36的另一端连接。整流电路33的负极侧线Ln与半导体开关元件40的低电位侧电极连接。
并且，操作线圈驱动装置30包括：连接于操作线圈21d、21e的两端之间的作为电压检测部的线圈电压处理电路37；连接于电流检测电阻元件36的两端的作为电流检测部的线圈电流处理电路38；和与半导体开关元件40的控制电极连接的脉冲产生电路39。线圈电压处理电路37的输出向驱动控制部35输入，线圈电流处理电路38的输出也向驱动控制部35输入。驱动控制部35的输出(导通控制信号C，保持控制信号D)向脉冲产生电路39输入。
另外，构成回流电路的二极管元件41与操作线圈21d、21e和电流检测电阻元件36的串联电路并联连接。
具有上述结构的操作线圈驱动装置30是适当控制向电磁体装置21的操作线圈21d、21e供给的线圈电流的电路。
在此，一般而言，操作线圈驱动装置30驱动操作线圈21d、21e，使得可动铁芯21i吸附于固定铁芯21a、21b，而且，驱动操作线圈21d、21e以保持吸附状态。
此外，将使可动铁芯21i吸附于固定铁芯21a、21b的控制称为闭合控制，将其后的保持吸附状态的控制称为保持控制。另外，将使可动铁芯21i离开固定铁芯21a、21b的控制称为断开控制。
半导体开关元件40例如能够由MOS-FET(Metal Oxide Semiconductor-FieldEffect Transistor：金属氧化物半导体场效应晶体管)或者双极型晶体管等来实现，但是对于N型MOS-FET，半导体开关元件40的所述控制电极相当于栅极端子，高电位侧电极相当于漏极端子，且低电位侧电极相当于源极端子。
半导体开关元件40根据来自脉冲产生电路39的导通、断开信号来开关整流电路33的输出直流电压。由此，在操作线圈21d、21e中流动线圈电流。此时，在操作线圈21d、21e的两端产生电压，所述电压为从整流电路33的输出电压除去了电流检测电阻元件36的两端电压和半导体开关元件20的饱和电压的电压。将该作线圈21d、21e的两端电压向线圈电压处理电路37输入。
但是，一般而言，半导体开关元件40选择其饱和电压与整流电路33的输出电压相比足够小的元件。由此，能够防止由半导体开关元件所具有的封装热阻的影响导致的元件破损。另外，电流检测电阻元件36考虑电阻×电流2为电流检测电阻元件36的封装耐热温度而选择微小的电阻值，使得耐受在导通脉冲时操作线圈21d、21e中流动的电流。而且，选择电流检测电阻元件36的两端电压与整流电路33的输出电压相比足够小的电阻值。
半导体开关元件40基于从脉冲产生电路39供给的导通、断开信号来开关整流电路33的输出直流电压。由此，操作线圈21d、21e中流动线圈电流。线圈电流的大小由电源电压、操作线圈21d和21e的电阻值与阻抗值和半导体开关元件40的导通时间来决定。电流检测电阻元件36检测在操作线圈21d、21e中流动的线圈电流，向线圈电路处理电路38输出。
驱动控制部35进行使可动铁芯21i吸附到固定铁芯21a、21b的闭合控制和维持其后的吸附状态的保持控制。该驱动控制部35的具体结构如图4所示，为了正确地测量操作线圈21d、21e的电阻值的不均和线圈温度上升导致的操作线圈电阻的变化等电源电压以外的改变原因，搭载有例如由微处理器构成的运算处理电路35a。另外，驱动控制部35搭载有例如至少2个模数转换器(以下，记为ADC)35b、35c。而且，驱动控制部35为了使运算处理电路35a和脉冲产生电路39具有脉宽调制(PWM)控制功能而搭载有至少2个第一定时器35d和第二定时器35e。优选其中第一定时器35d用作决定PWM周期的定时器，另外其周期超过可听频率外的十几KHz。
另外，第二定时器35e用于使半导体开关元件40导通来决定激励操作线圈21d、21e的时间。该情况下，在闭合控制时对于决定的PWM周期，将由第一定时器35d规定的激励操作线圈21d、21e的时间(或者占空比(Duty比))设定成在闭合控制时较大而在保持控制时较小。
即，本实施方式中，如图5(d)所示，设置如下期间：操作线圈21d、21e的闭合控制刚开始后的一定期间；激励操作线圈21d、21e的期间Ts；和在保持控制中以一定周期在一定期间激励操作线圈21d、21e的期间Th。在这些设定的期间Ts和期间Th中，施加于操作线圈21d、21e的操作线圈电压经由线圈电压处理电路37导入驱动控制部35。另外，利用电流检测电阻元件36将在操作线圈21d、21e中流动的线圈电流转换为电压信号，进而经由线圈电流处理电路38导入驱动控制部35。在此，线圈电压处理电路37的输出信号由搭载于驱动控制部35的一个ADC35b导入并转换为数字数据。
另外，线圈电流处理电路38的输出信号导入搭载于驱动控制部35的另一个ADC35c并转换为数字数据。
运算处理电路35a的具体结构如图4所示，具有进行闭合控制的闭合控制时的电感运算部51、闭合控制时电阻值运算部52、闭合控制时导通时间比设定部53和闭合控制时开关修正部54。
另外，运算处理电路35a具有进行保持控制的保持控制时电感运算部55、保持控制时电阻值运算部56、保持控制时导通时间比设定部57和保持控制时开关修正部58。
闭合控制时电感运算部51在闭合控制开始时运算闭合控制时电感LMAG。
在运转开关32如图5(a)所示成为导通状态时，闭合控制如图5所示开始。在闭合控制刚开始后，使可听频率外的十数kHz以上的PWM周期在一定期间Ts的期间内占空比(Duty比)为100％。由此，在操作线圈21d、21e中流动的电流如图5(b)所示增加，其后在经过一定期间之后使占空比(Duty比)下降到例如50％，使在操作线圈21d、21e中流动的电流缓慢地增加。其后，可动铁芯21i被吸引至固定铁芯21a、21b而可动触点26开始向固定触点15A、15B移动时，使占空比(Duty比)进一步降低，使在操作线圈21d、21e中流动的电流减少。其后，如图5(d)所示，可动触点26与固定触点15A、15B接触，电磁接触器10如图5(c)所示成为导通状态时，再次使占空比(Duty比)增加到50％的程度，使在操作线圈21d、21e中流动的电流增加到峰值电流。
然后，在操作线圈21d、21e中流动的电流达到峰值电流时，闭合控制期间结束而向后述的保持控制期间转移。
在此，在闭合控制刚开始后的一定期间Ts中，将PWM周期设为时间ΔT、占空比(Duty比)为100％，因此以下式所示的电流i(n)对操作线圈21d、21e充电。
即，在闭合控制时对操作线圈21d、21e进行充电的充电电流i(n)由下述(1)式表示。
[数学式1]
n＝0,1,2,…
在此，上述(1)式的变量如下所述。
i：操作线圈21d、21e的充电电流
VMAG：操作线圈21d、21e的充电电压
LMAG：操作线圈21d、21e的闭合控制时电感
RMAG：操作线圈21d、21e的闭合控制时直流电阻值
RS：电流检测电阻值
ΔT：采样时间
而且，为了简化运算处理电路35a中的内部运算，将(1)式的指数函数部分以傅里叶级数展开时，可以近似为下式。n＝1时在操作线圈21d、21e中流动的电流i(1)为
[数学式2]
i(1)由线圈电流处理电路38测量，VMAG由线圈电压处理电路37测量。ΔT为预先决定的采样时间即PWM周期。因此，由闭合控制时电感运算部51进行该(2)式的运算，计算闭合控制时电感LMAG。
另外，闭合控制时电阻值运算部52基于由闭合控制时电感运算部51计算出的闭合控制时电感LMAG来计算闭合控制时的电阻值RMAG。
即，将前述(1)式的指数函数部分以傅里叶级数展开时，在操作线圈21d、21e中流动的电流能够展开为
[数学式3]
并且，根据(2)式和(3)式可得
[数学式4]
实际使用的电流检测电阻值RS与操作线圈21d、21e的直流电阻值RMAG相比
RMAG＞＞RS…(5)
(4)式中设RS≈0时，对于适当的n能够运算直流电阻值RMAG。因此，在闭合控制时的电阻值的运算部52中，(4)式中设RS≈0，在该(4)式中代入由线圈电流处理电路38测量的线圈电流i(n)、处理次数n、n＝1时在操作线圈21d、21e中流动的电流i(1)、闭合控制时电感LMAG、PWM周期ΔT来进行运算，由此能够运算闭合控制时直流电阻值RMAG。
另一方面说明以下内容：结束闭合控制期间而向保持控制期间转移，设置了以一定周期在一定期间激励操作线圈21d、21e的期间Th时控制。
在保持控制中，电磁接触器10的接触部即触点部如图2所示，由于固定铁芯21a、21b与可动铁芯21i间的空间间隙变小的关系，操作线圈21d、21e的电感从上述的闭合控制时电感LMAG向保持控制时电感L'MAG增加。
因此，在保持控制时电感运算部55运算保持控制时电感L'MAG。
即，沿用上述(2)式则保持控制模式下的电流能够由下述(6)式进行表示。
[数学式5]
在此，i(1)由线圈电流处理电路38测量，VMAG由线圈电压处理电路37测量。i(h)是决定在保持控制时的操作线圈21d、21e中流动的电流的预先设定的设定电流。ΔT是预先决定的采样时间即PWM周期。
因此，在保持控制时电感运算部55中，将i(1)、i(h)、VMAG和ΔT代入(6)式进行运算，由此能够运算保持控制中的操作线圈21d、21e的电感L'MAG。
保持控制时的电阻值的运算部56进行沿用上述(3)式的下述(7)式的运算，由此能够运算保持控制时电阻值RMAG。
即，根据与将上述(1)式的指数函数部分以傅里叶级数展开的所述(3)式对应的电流和所述(6)的电流，能够得到下述(7)式。
[数学式6]
实际使用的电流检测电阻值RS与操作线圈21d、21e的直流电阻RMAG相比足够小，应用上述的(5)式，(7)式中设RS≈0时，对于适当的n能够计算保持控制时直流电阻值RMAG。
因此，在保持控制时电阻值运算部56中，(7)式中设RS≈0，将由线圈电流处理电路38测量出的线圈电流i(n)、设定电流i(h)、处理次数n、在n＝1时的操作线圈21d、21e中流动的电流i(1)、保持控制时电感L'MAG和PWM周期ΔT代入该(7)式来进行运算，由此能够运算保持控制时直流电阻值RMAG。
如上所述，与电磁接触器的可动触点26的释放状态或接触状态无关地，根据1次采样的测量结果和n次采样的测量结果，能够利用控制电流15确认闭合控制中的导通开始时的操作线圈21d、21e的电感LMAG和直流电阻值RMAG。
除此之外，能够将流程搭载于驱动控制部35，所述流程是以一定周期进行保持控制中的所述操作线圈21d、21e的电感L'MAG及其直流电阻值RMAG的确认的流程。
因此，例如，如果事先将工厂出货时的电磁接触器的闭合控制中的导通开始时的操作线圈的电感和直流电阻值存储于与搭载于驱动控制部35的运算处理电路35a连接的非易失性存储器35f，即使电磁接触器10为出货后的通常运转状态，也能够对闭合控制时和保持控制时的操作线圈21d、21e的电感及其直流电阻值进行运算而确认。
在此，操作线圈21d、21e的绕线中，例如使用由漆被覆的铜线时，铜线中使用的导线材料的温度系数α为
[数学式7]
α＝0.004K-4…(8)
因此，根据所述工厂出货时的操作线圈21d、21e的直流电阻值和当前运转状态的操作线圈21d、21e的直流电阻值，可利用下述(9)计算相对于当前运转状态的工厂出货时的电阻值变化。在此，将相对于工厂出货时的运转状态的温度变化以ΔTmp表示为：
[数学式8]
其中，
ΔR：运转状态的操作线圈直流电阻值-工厂出货时的操作线圈直流电阻值
Rinit：工厂出货时的操作线圈直流电阻值。
另一方面，脉冲产生电路39在来自驱动控制部35的运转信号为“H”电平(导通状态)时，在导通控制信号C为“H”电平的期间，向半导体开关元件40输出闭合控制用导通关断信号，在保持控制信号D处于“H”电平的期间，向半导体开关元件40输出保持控制用的导通关断信号。
本实施的方式中，如图5(d)所示，使闭合控制用的导通关断信号的导通时间比大于保持控制用的导通关断信号的导通时间比。另外，闭合控制时的导通时间比具有在该期间内规定的导通时间比模式。而且，将保持控制时的导通时间比在工厂出货时设定为固定比例。
但是，电磁接触器处于运转状态时，在工厂出货时前面记载的动作温度环境发生变化。即，存在由于运转状态的周围温度变化和电磁接触器运转产生的自发热而导致的操作线圈的温度变化的影响。由于所述操作线圈21d、21e的温度变化的影响，受到(9)式所示的温度变化导致的影响。
因此，将所述闭合控制时的导通时间比设为D(1)，并将所述保持控制时的导通时间比设为D(2)时，有必要利用(9)式分别对它们进行修正。利用该修正，通过在操作线圈21d、21e中对线圈电流进行适当地修正，能够实现线圈电流控制。
具体而言，对于由闭合控制时导通时间比设定部53设定的导通时间比D(1)，闭合控制时开关修正部54不进行由以下的(10)式所示的修正，而将其作为导通控制信号C向脉冲产生电路39输出。
同样地，对于由保持控制时导通时间比设定部57设定的导通时间比D(2)，利用保持控制时开关修正部58进行由下述的(11)式所示的修正，而将其作为保持控制信号D向脉冲产生电路39输出。
[数学式9]
利用该由闭合控制时开关修正部54和保持控制时开关修正部58进行的修正，不利用温度检测部检测操作线圈21d、21e的温度，而能够进行修正了温度改变的影响的操作线圈的电流驱动，能够实现最优的电磁接触器。
根据上述实施的方式，在电磁接触器的线圈驱动电路中，使得将电源电压进行开关后施加至操作线圈的半导体开关元件的导通关断时间比在闭合控制时较大而在保持控制时较小，由此确认操作线圈的电阻值的变化率来运转，由此不受温度变化等的影响而能够可靠地实现用于进行铁芯吸附驱动和铁芯保持驱动的最佳的线圈电流控制，能够实现电磁接触器10的可靠的动作。
另外，在闭合控制时电感运算部51、闭合控制时电阻值运算部52、保持控制时电感运算部55、保持控制时电阻值运算部56进行使用由傅里叶级数展开得到的近似式的运算，因此能够应用运算处理能力低的微处理器等作为运算处理电路25a。
另外，将操作线圈的电阻值的运算过程设为闭合控制时和保持控制时这两个过程，由此能够把握保持控制过程中的操作线圈的电阻值变化，同时在电磁接触器10中，在闭合控制时和保持控制时与接触器的结构相关地操作线圈的电感发生变化时，也能够正确地确认操作线圈的电阻值，计算正确的线圈电阻值变化，能够对操作线圈相对于温度的变化进行适当的电流控制。
此外，本发明不限于上述实施方式，可以是各种变形。例如，半导体开关元件40不限于插入操作线圈21d、21e与负极侧线Ln之间的情况，也可以插入操作线圈21d、21e与正极侧线Lp之间。而且，也可以替换电流检测电阻元件36和半导体开关元件40，在正极侧线Lp与负极侧线Ln之间，按操作线圈21d、21e、半导体开关元件40和电流检测电阻元件36的顺序串联连接。
另外，上述实施方式中，对在闭合控制时和保持控制时两者中对电感和直流电阻值进行监视的情况进行了说明，但是不限于该情况，也可以省略保持控制时的电感和直流电阻值的监视。
而且，上述实施方式中，对在闭合控制时电感运算部51、闭合控制时电阻值运算部52、保持控制时电感运算部55、保持控制时电阻值运算部56中使用由傅里叶级数展开得到的近似式来进行运算的情况进行了说明，但是不限于此，也可以不使用近似式，而使用(1)式和(3)式和与此相当的式子进行运算。
另外，驱动控制部35不限于由微处理器等的运算处理电路35a构成的情况，也可以将逻辑电路、比较器、运算电路等进行组合来构成。
而且，电磁接触器10的结构也不限于图1和图2的结构，对于其他的固定触点，只要是可动触点能够与操作线圈接触和分离，则在其他的各种构成的电磁接触器也能够适用本发明。
附图标记说明
10…电磁接触器，11…下壳体，12…上壳体，13…消弧盖，15A、15B…固定触点，16A、16B…端子板，17…外部供给电源，18…负载装置，21…电磁体装置，21a、21b…固定铁芯，21c…线圈架，21d、21e…操作线圈，21f…轭，21g、21h…磁极板，21i…可动铁芯，22…可动触点机构，23…触点架，24…连结部，25…可动触点支架，26…可动触点，27…触压弹簧，28…复位弹簧，30…操作线圈驱动装置，31…线圈电源，32…运转开关，33…整流电路，34…输入电压检测电路，35…驱动控制部，35a…运算处理电路，35b、35c…模数转换器(ADC)，35d…第一定时器，35e…第二定时器，35f…非易失性存储器，36…电流检测电阻元件，37…线圈电压处理电路，38…线圈电流处理电路，39…脉冲产生电路，40…半导体开关元件，51…闭合控制时电感运算部，52…闭合控制时电阻值运算部，53…闭合控制时导通时间比设定部，54…闭合控制时开关修正部，55…保持控制时电感运算部，56…保持控制时电阻值运算部，57…保持控制时导通时间比设定部，58…保持控制时开关修正部。

Claims (6)

1.一种电磁接触器的操作线圈驱动装置，其特征在于，包括：
电磁接触器，其包括可动铁芯、用于吸引所述可动铁芯的固定铁芯和卷绕于所述固定铁芯的操作线圈，将电源电压进行了开关控制后施加至所述操作线圈；
检测因所述开关控制而在所述操作线圈中流动的电流的电流检测部；
检测所述开关控制中的所述操作线圈的端子间电压的线圈电压检测部；和
驱动控制部，其进行控制，使得将电源电压进行开关后施加至所述操作线圈的半导体开关元件的导通关断时间比在闭合控制时较大而在保持控制时较小，
所述驱动控制部包括：闭合控制时电感运算部，其在所述闭合控制刚开始后，在对所述操作线圈中流动的线圈电流进行采样的采样时间计算所述操作线圈的电感；闭合控制时电阻值运算部，其基于该闭合控制时电感运算部的运算结果来计算所述操作线圈的直流电阻值；和闭合控制时开关修正部，其基于该闭合控制时电阻值运算部的运算结果来修正所述半导体开关元件的闭合控制时的导通关断时间比。
2.如权利要求1所述的电磁接触器的操作线圈驱动装置，其特征在于：
闭合控制时电感运算部和所述闭合控制时电阻值运算部中的至少一者用对指数函数进行傅里叶级数展开而得到的近似式来进行计算，其中所述指数函数是由操作线圈的端子间电压、直流电阻值和闭合控制时电感表示所述操作线圈中流动的电流的关系式中的基于自然对数的指数函数。
3.如权利要求1所述的电磁接触器的操作线圈驱动装置，其特征在于：
所述闭合控制时开关修正部基于闭合控制时的操作线圈的直流电阻相对于所述操作线圈的直流电阻值的工厂出货值的变化量，来计算对在工厂出货时设定的用来驱动操作线圈的半导体开关元件在闭合控制时的导通关断时间比进行修正的修正比例。
4.如权利要求1所述的电磁接触器的操作线圈驱动装置，其特征在于：
所述驱动控制部包括：保持控制时电感运算部，其在所述保持控制时，以一定的周期在对所述操作线圈中流动的线圈电流进行采样的采样时间计算所述操作线圈的电感；保持控制时电阻值运算部，其基于该保持控制时电感运算部的运算结果来计算所述操作线圈的直流电阻值；和保持控制时开关修正部，其基于该保持控制时电阻值运算部的运算结果来修正所述半导体开关元件的保持控制时的导通关断时间比。
5.如权利要求4所述的电磁接触器的操作线圈驱动装置，其特征在于：
保持控制时电感运算部和所述保持控制时电阻值运算部中的至少一者用对指数函数进行傅里叶级数展开而得到的近似式来进行计算，其中所述指数函数是由操作线圈的端子间电压、直流电阻值和保持控制时电感表示所述操作线圈中流动的电流的关系式中的基于自然对数的指数函数。
6.如权利要求4所述的电磁接触器的操作线圈驱动装置，其特征在于：
所述保持控制时开关修正部基于保持控制时的操作线圈的直流电阻相对于所述操作线圈的直流电阻值的工厂出货值的变化量，来计算对在工厂出货时设定的用来驱动操作线圈的半导体开关元件的闭合控制时的导通关断时间比进行修正的修正比例。
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