JP2021012854A

JP2021012854A - 制御装置

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Publication number: JP2021012854A
Application number: JP2019127592A
Authority: JP
Inventors: 晴久高村; Haruhisa Takamura; 亮飯田; Akira Iida
Original assignee: Toshiba Mitsubishi Electric Industrial Systems Corp
Current assignee: Toshiba Mitsubishi Electric Industrial Systems Corp
Priority date: 2019-07-09
Filing date: 2019-07-09
Publication date: 2021-02-04
Anticipated expiration: 2039-07-09
Also published as: JP7195229B2

Abstract

【課題】負荷を初期充電させる制御装置を提供する。【解決手段】実施形態の制御装置の第１リレーは、電源と負荷の間に設けられた電源側端子と負荷側端子の間を接続するように第１給電線路と第２給電線路とが設けられ、第１給電線路の第１インピーダンスが第２給電線路の第２インピーダンスに比べて低く設定されていて、第１励磁電流により励磁する第１励磁コイルと、第１励磁コイルの励磁状態に連動する第１接点とを備え、第１接点を用いて第１給電線路と、第２給電線路とを選択して通電させる。第１ダイオードは、第１励磁コイルに並列に接続され、第１励磁電流を遮断する際の起電力によって生じる電流を第１励磁コイルに還流させる。第１リレーは、第１励磁コイルへの第１励磁電流が遮断されてから第１接点が応答するまでは第２給電線路を選択し、第１接点が応答してから第１給電線路を選択する。【選択図】図１

Description

本発明の実施形態は、制御装置に関する。

通電に先立ち、負荷を初期充電させる制御装置が知られている。簡易な構成で負荷を初期充電させることが必要とされることがあった。

特開２００２−３２９５７４号公報

本発明が解決しようとする課題は、負荷を初期充電させる制御装置を提供することである。

実施形態の制御装置は、第１リレーと、第１ダイオードとを備える。第１リレーは、電源と負荷の間に設けられた電源側端子と負荷側端子の間を接続するように第１給電線路と第２給電線路とが設けられ、前記第１給電線路の第１インピーダンスが前記第２給電線路の第２インピーダンスに比べて低く設定されていて、第１励磁電流により励磁する第１励磁コイルと、前記第１励磁コイルの励磁状態に連動する第１接点とを備え、前記第１接点を用いて少なくとも前記第１給電線路と、前記第２給電線路とのうちから何れかの給電線路を選択して通電させる。第１ダイオードは、前記第１励磁コイルに並列に接続され、前記第１励磁電流を遮断する際の起電力によって生じる電流を前記第１励磁コイルに還流させる。前記第１リレーは、前記第１励磁コイルへの前記第１励磁電流が遮断されてから前記第１接点が応答するまでは前記第２給電線路を選択し、前記第１接点が応答してから前記第１給電線路を選択する。

第１の実施形態の制御装置の構成図。実施形態の負荷を始動するときのタイミングチャート。実施形態の負荷を始動するときの動作を説明するための図。実施形態の負荷を始動するときの動作を説明するための図。実施形態の負荷を始動するときの動作を説明するための図。実施形態の負荷の稼働を停止させるときの動作を示すタイミングチャート。実施形態の負荷の稼働を停止させるときの動作を説明するための図。実施形態の負荷の稼働を停止させるときの動作を説明するための図。実施形態の負荷の稼働を停止させるときの動作を説明するための図。第２の実施形態の制御装置の構成図。第２の実施形態の負荷を始動するときの動作を示すタイミングチャート。第２の実施形態の負荷の稼働を停止させるときの動作を示すタイミングチャート。

以下、実施形態の制御装置を、図面を参照して説明する。以下に説明の制御装置は、負荷を初期充電する。実施形態における接続するという記載は、電気的に接続することを含む。

（第１の実施形態）
制御装置の構成例を図１に示す。図１は、実施形態における制御装置の構成図である。図１に示す制御装置１は、電源２から供給される所望の電力を負荷３に供給する。
制御装置１は、例えば、第１リレー１１と、第２リレー１２と、第３リレー１３と、スイッチ１４と、抵抗２１と、抵抗２２と、ダイオード３１、３２、３３とを含む初期充電回路を備える。

第１リレー１１は、例えば、第１リレー励磁コイル１１ＭＧと、第１リレー第１接点１１１と、第１リレー第２接点１１２とを備える。例示する第１リレー１１は、２極双投型である。第１リレー第１接点１１１は、ｂ接点（normal close）であり、第１リレー第２接点１１２は、ａ接点（normal open）である。第１リレー励磁コイル１１ＭＧの励磁状態によって、第１リレー第１接点１１１と、第１リレー第２接点１１２との導通状態が決まる。

第２リレー１２は、例えば、第２リレー励磁コイル１２ＭＧと、第２リレー第１接点１２１と、第２リレー第２接点１２２と、第２リレー第３接点１２３とを備える。例示する第２リレー１２は、３極双投型である。第２リレー第１接点１２１は、ａ接点であり、第２リレー第２接点１２２は、ｂ接点であり、第２リレー第３接点１２３は、ａ接点である。第２リレー励磁コイル１２ＭＧの励磁状態によって、第２リレー第１接点１２１と、第２リレー第２接点１２２と、第２リレー第３接点１２３との導通状態が決まる。

第３リレー１３は、例えば、第３リレー励磁コイル１３ＭＧと、第３リレー第１接点１３１と、第３リレー第２接点１３２とを備える。例示する第３リレー１３は、２極双投型である。第３リレー第１接点１３１は、ｂ接点であり、第３リレー第２接点１３２は、ａ接点である。第３リレー励磁コイル１３ＭＧの励磁状態によって、第３リレー第１接点１３１と、第３リレー第２接点１３２との導通状態が決まる。

スイッチ１４は、操作を受け付けて、状態を保持するｂ接点タイプの電源スイッチである。負荷３への電力を遮断する「電源遮断」するときには、スイッチ１４を導通させる。

抵抗２１と抵抗２２は、電流制限用の抵抗である。

ダイオード３１、３２、３３は、励磁コイルの電流を還流させる還流ダイードである。ダイオード３１は、第１リレー励磁コイル１１ＭＧに並列に設けられ、第１リレー励磁コイル１１ＭＧの電流を還流させる。ダイオード３２は、第２リレー励磁コイル１２ＭＧに並列に設けられ、第２リレー励磁コイル１２ＭＧの電流を還流させる。ダイオード３３は、第３リレー励磁コイル１３ＭＧに並列に設けられ、第３リレー励磁コイル１３ＭＧの電流を還流させる。

次に、制御装置１の構成例について説明する。制御装置１は、初期充電回路１００と、制御部２００に大別できる。まず、初期充電回路１００について説明する。

初期充電回路１００は、電源側端子TBPSと負荷側端子TBLDとを備える。電源側端子TBPSは、制御装置１の外部に設けられた電源２に接続される。負荷側端子TBLDは、制御装置１の外部に設けられた負荷３に接続される。

電源側端子TBPSと負荷側端子TBLDを繋ぐ給電線には、主給電線BL_M（第１給電線路）と、補助給電線BL_1BPLaと、補助給電線BL_1BPLbと、補助給電線BL_2BPLb（第３給電線路）とが含まれる。補助給電線BL_1BPLaと補助給電線BL_1BPLbは、第２給電線路の一例である。

主給電線BL_Mは、負荷に電力を供給する際に利用される。補助給電線BL_1BPLと補助給電線BL_2BPLbは、通電開始時点に負荷３を初期充電するために利用される。

電源側端子TBPSには、主給電線BL_Maの一端が接続され、主給電線BL_Maの他端には、第１リレー第２接点１１２の一端が接続され、第１リレー第２接点１１２の他端には、主給電線BL_Mbの一端が接続され、主給電線BL_Mbの他端には、負荷側端子TBLDが接続される。

また、電源側端子TBPSには、さらに補助給電線BL_1BPLaの一端が接続され、補助給電線BL_1BPLaの他端には、第１リレー第１接点１１１の一端が接続され、第１リレー第１接点１１１の他端には、補助給電線BL_1BPLbの一端が接続され、補助給電線BL_1BPLbの他端には、負荷側端子TBLDが接続される。この補助給電線BL_1BPLbには、直列に接続された抵抗２１と、第３リレー第１接点１３１と、第２リレー第１接点１２１とが設けられている。

さらに、第１リレー第１接点１１１の他端には、補助給電線BL_2BPLbの一端が接続され、補助給電線BL_2BPLbの他端には、負荷側端子TBLDが接続される。この補助給電線BL_2BPLbには、直列に接続された抵抗２２と、第２リレー第２接点１２２とが設けられている。

次に、初期充電回路１００を制御する制御部の構成について説明する。
制御部２００は、制御系電源端子TCPSと制御系共通端子TCOMとを備える。制御系電源端子TCPSと制御系共通端子TCOMは、制御用直流電源（不図示）に接続されており、制御用直流電源から制御用電力の供給を受ける。

制御部２００は、例えば、制御系電源端子TCPSと制御系共通端子TCOMとを繋ぐ制御線CTL1L、CTL2L、CTL3Lを備える。制御線CTL1Lには、直列に接続された第２リレー第２接点１２２と第１リレー励磁コイル１１ＭＧとが設けられている。制御線CTL2Lには、直列に接続された第３リレー第２接点１３２と第２リレー励磁コイル１２ＭＧとが設けられている。制御線CTL3Lには、直列に接続されたスイッチ１４と第３リレー励磁コイル１３ＭＧとが設けられている。

次に、図２から図５を参照して、実施形態の負荷を始動するときの動作について説明する。図２は、実施形態の負荷を始動するときの動作を示すタイミングチャートである。図３から図５は、実施形態の負荷を始動するときの動作を説明するための図である。

図２に示す波形は、上段から順に、スイッチ１４と、第３リレー１３と、第２リレー１２と、第１リレー１１の状態を示すものである。図２に示すスイッチ１４の初期状態は、導通状態であり、第３リレー１３と、第２リレー１２と、第１リレー１１の初期状態は、各々の励磁コイルに励磁電流が流れていて、夫々が励磁状態である。

時刻ｔ１１に、ユーザがスイッチ１４を操作して、スイッチ１４を遮断状態にする。スイッチ１４は、遮断状態を保持する。これにともない、第３リレー１３と、第２リレー１２と、第１リレー１１の各々の状態が順に反転して励磁解除の状態になる。例えば、時刻ｔ１２になると第３リレー１３が、時刻ｔ１３になると第２リレー１２が、時刻ｔ１４になると第１リレー１１が順に各々の状態を反転する。

より詳しく説明する、図１に示す状態は時刻ｔ１１になるまでの初期状態のものである。スイッチ１４が導通状態にあり、第３リレー１３を励磁状態に保つための励磁電流（第３励磁電流）が第３リレー励磁コイル１３ＭＧに流れている。第２リレー１２と、第１リレー１１も同様である。

図３に時刻ｔ１２になった後の状態を示す。
時刻ｔ１１になるとスイッチ１４が遮断状態になり、第２リレー１２を励磁状態に保つための励磁電流が遮断される。このとき、第３リレー励磁コイル１３ＭＧの起電力により上記の励磁電流を続けて流す方向の電流が生じて、ダイオード３３は、起電力による電流を第３リレー励磁コイル１３ＭＧに還流する。そのため、第３リレー励磁コイル１３ＭＧによる磁力が徐々に低下する。上記の第３リレー１３は、第３リレー１３の励磁電流が遮断されてから第３リレー第１接点１３１（第３接点）が応答するまでは補助給電線BL_1BPLb（第３給電線路）を遮断状態にして、第３リレー第１接点１３１が応答した後、補助給電線BL_1BPLbを導通状態にする。第３リレー第２接点１３２は、上記と逆の動作になる。これにより、第３リレー第１接点１３１と、第３リレー第２接点１３２の状態は、スイッチ１４が遮断状態になった時点（時刻ｔ１１）から遅れたタイミング（時刻ｔ１２）で遷移して、第２リレー１２を励磁状態に保つための励磁電流が遮断された励磁解除状態になる。

時刻ｔ１２になると、第２リレー１２においても、前述の第３リレー１３と同様に、第２リレー励磁コイル１２ＭＧの起電力により上記の励磁電流を続けて流す方向の電流が生じて、ダイオード３２は、起電力による電流を第２リレー励磁コイル１２ＭＧに還流する。そのため、第２リレー励磁コイル１２ＭＧによる磁力が徐々に低下するために、第２リレー第１接点１２１と、第２リレー第２接点１２２と、第２リレー第３接点１２３の状態は、すぐに遷移しない。

図４に時刻ｔ１３になった後の状態を示す。
時刻ｔ１３になると、第２リレー第１接点１２１と、第２リレー第２接点１２２と、第２リレー第３接点１２３の状態は、時刻ｔ１２から遅れたタイミング（時刻ｔ１３）で遷移して、第１リレー１１を励磁状態に保つための励磁電流が遮断された励磁解除状態になる。上記の状態の遷移により、図示する経路Ｉ２に電流が流れて、電流の経路が変わるが負荷３の初期充電が継続されている。

図５に時刻ｔ１４になった後の状態を示す。
時刻ｔ１３になると、第１リレー１１においても、前述の第２リレー１２と同様に、第１リレー励磁コイル１１ＭＧの起電力により上記の励磁電流を続けて流す方向の電流が生じて、ダイオード３１は、起電力による電流を第１リレー励磁コイル１１ＭＧに還流する。そのため、第１リレー励磁コイル１１ＭＧによる磁力が徐々に低下するために、第１リレー第１接点１１１と、第１リレー第２接点１１２の状態は、すぐに遷移しない。

時刻ｔ１４になると、第１リレー第１接点１１１と、第１リレー第２接点１１２の状態は、遷移して、負荷３に給電する経路が図５に示す経路Ｉ３に切り替わる。

上記の通り、スイッチ１４を操作した時刻ｔ１１の後の時刻ｔ１２から第１リレー１１の状態が切り替わる時刻ｔ１４までの期間に、少なくとも第３リレー１３と、第２リレー１２と、第１リレー１１の３つのリレーを用いて、負荷３の初期充電の期間を調整して、負荷３を初期充電することができる。

なお、第３リレー１３の第３リレー第２接点１３２は、第３リレー１３の励磁電流が遮断されてから第３リレー第２接点１３２（第３リレー補助接点）が応答するまでは、第２リレー励磁コイル１２ＭＧ（第２励磁コイル）に第２リレー１２の励磁電流を流し、第３リレー第２接点１３２が応答した後に第２リレー１２の励磁電流（第２励磁電流）を遮断する。これにより、制御装置１は、負荷３に給電を開始する際に、まず、第３リレー第１接点１３１が応答して補助給電線BL_1BPLbが導通状態になり、次に、第３リレー１３にカスケード接続される第２リレー１２によって補助給電線BL_1BPLaを導通状態にして、負荷３を段階的に初期充電（プリチャージ）する。

次に、図６から図９を参照して、実施形態の負荷の稼働を停止させるときの動作を説明する。図６は、実施形態の負荷の稼働を停止させるときの動作を示すタイミングチャートである。図７から図９は、実施形態の負荷の稼働を停止させるときの動作を説明するための図である。

図６に示す波形は、図２と同様に上段から順に、スイッチ１４と、第３リレー１３と、第２リレー１２と、第１リレー１１の各々の状態を示すものである。図６に示すスイッチ１４の初期状態は、遮断状態であり、第３リレー１３と、第２リレー１２と、第１リレー１１の初期状態は、励磁電流が流れていない励磁解除の状態である。

時刻ｔ２１に、ユーザがスイッチ１４を操作して、スイッチ１４を導通状態にする。スイッチ１４は、導通状態を保持する。これにともない、第３リレー１３と、第２リレー１２と、第１リレー１１の各々の状態が順に反転する。例えば、スイッチ１４が導通状態になった後に、時刻ｔ２２になると第３リレー１３が、時刻ｔ２３になると第２リレー１２が、時刻ｔ２４になると第１リレー１１が順に各々の状態を反転する。

例えば、図７に示す状態は負荷に給電している途中で、負荷３への給電を中断（電源切）するように時刻ｔ２１にスイッチ１４が操作されてから時間が経過して時刻ｔ２２になった後のものである。スイッチ１４が導通状態にあり、第３リレー１３が第２リレー１２を励磁状態に保つための励磁電流を流す励磁状態にある。第２リレー１２と、第１リレー１１の各々の状態は、励磁解除の状態にある。

第３リレー第１接点１３１と、第３リレー第２接点１３２の状態は、スイッチ１４が遮断状態になった時点から遅れたタイミングで遷移する。これにより、第２リレー１２を励磁状態に保つための励磁電流が流れ始める。この段階では、第２リレー１２と、第１リレー１１は励磁解除状態が継続している。

図８に時刻ｔ２３になった後の状態を示す。時刻ｔ２３になっても、図示する経路Ｉ３に電流が流れている。第２リレー第１接点１２１と、第２リレー第２接点１２２と、第２リレー第３接点１２３の状態は、時刻ｔ２２から遅れたタイミング（時刻ｔ２３）で遷移して、第１リレー１１を励磁状態に保つための励磁電流が流れる。

図９に時刻ｔ２４になった後の状態を示す。
第１リレー第１接点１１１と、第１リレー第２接点１１２の状態は、時刻ｔ２３から遅れたタイミング（時刻ｔ２４）で遷移して、負荷３に給電する経路Ｉ３の電流が遮断される。経路Ｉ３の電流が遮断されると、前述の経路Ｉ１とＩ２もそれぞれ遮断されているため、負荷３への給電が停止する。

上記の通り、スイッチ１４を操作した時刻ｔ２１から第１リレー１１の状態が切り替わる時刻ｔ２４までの期間に、負荷３に給電することができる。

上記の実施形態によれば、第１リレー１１（第１リレー）が、第１リレー第１接点１１１を用いて少なくとも主給電線BL_M（第１給電線路）と、補助給電線BL_1BPLaと補助給電線BL_1BPLbと（第２給電線路）のうちから何れかの給電線路を選択する。ダイオード３１（第１ダイオード）は、第１リレー励磁コイル１１ＭＧに並列に接続され、第１リレー励磁コイル１１ＭＧの励磁電流（第１励磁電流）を遮断する際の起電力によって生じる電流を第１リレー励磁コイル１１ＭＧに還流させる。第１リレー１１は、第１リレー励磁コイル１１ＭＧへの励磁電流が遮断されてから第１リレー第１接点１１１が応答するまではインピーダンスが比較的高い第２給電線路を選択し、第１リレー第１接点１１１が応答してからインピーダンスが比較的低い第１給電線路を選択することにより、負荷３を初期充電する時間を確保して、その初期充電を行うことができる。

なお、選択可能な給電線路は、３つ以上であってもよい。例えば、第１給電線路の第１インピーダンスが、第３給電線路の第３インピーダンスに比べて低く設定されていて、ダイオード３２（第２ダイオード）は、第２リレー１２（第２リレー）の第２リレー励磁コイル１２ＭＧ（第２励磁コイル）に並列に接続され、第２リレー１２の励磁電流（第２励磁電流）を遮断する際の起電力によって生じる電流を前記第２励磁コイルに還流させる。第２リレー１２は、第２リレー１２の励磁電流が遮断されてから第２リレー第２接点１２２（第２接点）が応答するまでは第３給電線路を選択し、第２リレー第２接点１２２が応答してから第２給電線路を選択することにより、少なくとも第１給電線路と、第２給電線路と、第３給電線路との中から給電経路を選択して、第２給電線路と、第３給電線路の何れかを用いて負荷３の初期充電に利用することができる。

なお、初期充電回路１００を用いて負荷３を初期充電する時間は、カスケード接続されたリレーの段数と各段の動作時間（リセット時間）とに基づいた応答時間によって規定されるものであってよい。

（第２の実施形態）
図１０を参照して、第２の実施形態について説明する。図１０は、第２の実施形態の制御装置の構成図である。第１の実施形態で利用したリレーの個数は、３つであった。利用するリレーの個数は、４つ以上であってもよい。本実施形態では、４つのリレーを利用する事例について説明する。

制御装置１Ａは、制御装置１に比べてさらに、第０リレー１０と、抵抗２３と、ダイオード３０とを備え、第１リレー１１に代えて第１リレー１１Ａを備える。

第０リレー１０は、例えば、第０リレー励磁コイル１０ＭＧと、第０リレー第１接点１０１と、第０リレー第２接点１０２とを備える。例示する第０リレー１０は、第１リレー１１と同じものであってよい。

第１リレー１１Ａは、例えば、第１リレー励磁コイル１１ＡＭＧと、第１リレー第１接点１１１Ａと、第１リレー第２接点１１２Ａと、第１リレー第３接点１１３Ａとを備える。例示する第１リレー１１Ａは、前述の第２リレー１２と同じものであってよい。

ダイオード３０は、励磁コイルの電流を還流させる還流ダイードである。ダイオード３０は、第０リレー励磁コイル１０ＭＧに並列に設けられる。

制御装置１Ａは、初期充電回路１００Ａと、制御部２００Ａに大別できる。まず、初期充電回路１００Ａは、初期充電回路１００に対して次の点が異なる。

電源２から負荷３に流れる電流経路に設けられていた第１リレー１１の第１リレー第１接点１１１と、第１リレー第２接点１１２が、第０リレー１０の第０リレー第１接点１０１と、第０リレー第２接点１０２に代わる。

電源側端子TBPSと負荷側端子TBLDを繋ぐ給電線に、補助給電線BL_3BPLbが追加されている。

第１リレー第１接点１１１に代わる第０リレー第１接点１０１の他端に接続される補助給電線BL_2BPLbには、直列に接続された抵抗２２と、第２リレー第２接点１２２と、第１リレー第１接点１１１Ａとが設けられている。

同じく第０リレー第１接点１０１の他端に接続される補助給電線BL_3BPLbには、直列に接続された抵抗２３と、第１リレー第２接点１１２Ａとが設けられている。

制御部２００Ａは、制御部２００に対して次の点が異なる。
制御部２００Ａは、例えば、制御系電源端子TCPSと制御系共通端子TCOMとを繋ぐ制御線CTL1L、CTL2L、CTL3Lの他に、制御線CTL0Lを備える。制御線CTL0Lには、直列に接続された第１リレー第３接点１１３と第０リレー励磁コイル１０ＭＧとが設けられている。

例えば、上記の通り、ダイオード３０（第３ダイオード）が第０リレー励磁コイル１０ＭＧ（第３励磁コイル）に並列に接続された第０リレー１０（第３リレー）をさらに用いる。これにより、ダイオード３０は、第０リレー１０の励磁電流（第３励磁電流）を遮断する際の起電力によって生じる電流を第０リレー励磁コイル１０ＭＧに還流させる。第０リレー１０は、第０リレー１０の励磁電流が遮断されてから第０リレー第１接点１０１（第３接点）が応答するまでは電流Ｉ３Ａの電流経路（第３給電線路）を遮断状態にして、第０リレー第１接点１０１が応答した後電流Ｉ３Ａの電流経路を導通状態にすることにより、第３リレー１３と、第２リレー１２と、第１リレー１１、第０リレー１０の４つのリレーを用いて、負荷３の初期充電の期間を調整できる。

次に、図１１と図１２を参照して、実施形態の負荷を始動するときの動作について説明する。

図１１は、実施形態の負荷を始動するときの動作を示すタイミングチャートである。
図１１に示す波形は、上段から順に、スイッチ１４と、第３リレー１３と、第２リレー１２と、第１リレー１１と、第０リレー１０の状態を示すものである。図１１に示すスイッチ１４の初期状態は、導通状態であり、第３リレー１３と、第２リレー１２と、第１リレー１１と、第０リレー１０の初期状態は、各々の励磁コイルに励磁電流が流れていて、夫々が励磁状態である。

時刻ｔ１１に、ユーザがスイッチ１４を操作して、スイッチ１４を遮断状態にする。スイッチ１４は、遮断状態を保持する。これにともない、第３リレー１３と、第２リレー１２と、第１リレー１１と、第０リレー１０の各々の状態が順に反転して励磁解除の状態になる。例えば、時刻ｔ１２になると第３リレー１３が、時刻ｔ１３になると第２リレー１２が、時刻ｔ１４になると第１リレー１１が、時刻ｔ１５になると第０リレー１０が順に各々の状態を反転する。

なお、上記の通り第０リレー１０は、時刻ｔ１５まで状態は変化しない。時刻ｔ１１から時刻ｔ１４までは、図２などの説明を参照してよい。時刻ｔ１５になり、第０リレー第１接点１０１と、第０リレー第２接点１０２の状態は、遷移して、負荷３に給電する経路が図１０に示す経路Ｉ３Ａに切り替わる。

図１２は、実施形態の負荷の稼働を停止させるときの動作を示すタイミングチャートである。図１２に示す波形は、図１１と同様に上段から順に、スイッチ１４と、第３リレー１３と、第２リレー１２と、第１リレー１１と、第０リレー１０の状態を示すものである。図１１に示すスイッチ１４の初期状態は、遮断状態であり、第３リレー１３と、第２リレー１２と、第１リレー１１と、第０リレー１０の初期状態は、励磁電流が流れていない励磁解除の状態である。

時刻ｔ２１に、ユーザがスイッチ１４を操作して、スイッチ１４を導通状態にする。スイッチ１４は、導通状態を保持する。これにともない、第３リレー１３と、第２リレー１２と、第１リレー１１と、第０リレー１０の各々の状態が順に反転する。例えば、スイッチ１４が導通状態になった後に、時刻ｔ２２になると第３リレー１３が、時刻ｔ２３になると第２リレー１２が、時刻ｔ２４になると第１リレー１１、時刻ｔ２５になると第０リレー１０が順に各々の状態を反転する。

なお、上記の通り第０リレー１０は、時刻ｔ２５まで状態は変化しない。時刻ｔ２１から時刻ｔ２４までは、図６などの説明を参照してよい。時刻ｔ２５になり、第０リレー第１接点１０１と、第０リレー第２接点１０２の状態は、遷移して、図１０に示すＩ３Ａの電流が遮断される。

上記の実施形態によれば、第１の実施形態よりも１段多くリレーを有することにより、スイッチ１４を操作してから電流の通電状態を切り替えるまでの時間を長くすることができ、初期充電時間を確保することができる。

以上説明した少なくともひとつの実施形態によれば、実施形態の制御装置は、第１リレーと、第１ダイオードとを備える。第１リレーは、電源と負荷の間に設けられた電源側端子と負荷側端子の間を接続するように第１給電線路と第２給電線路とが設けられ、前記第１給電線路の第１インピーダンスが前記第２給電線路の第２インピーダンスに比べて低く設定されていて、第１励磁電流により励磁する第１励磁コイルと、前記第１励磁コイルの励磁状態に連動する第１接点とを備え、前記第１接点を用いて少なくとも前記第１給電線路と、前記第２給電線路とのうちから何れかの給電線路を選択して通電させる。第１ダイオードは、前記第１励磁コイルに並列に接続され、前記第１励磁電流を遮断する際の起電力によって生じる電流を前記第１励磁コイルに還流させる。前記第１リレーは、前記第１励磁コイルへの前記第１励磁電流が遮断されてから前記第１接点が応答するまでは前記第２給電線路を選択し、前記第１接点が応答してから前記第１給電線路を選択することにより、負荷を初期充電させることができる。

上記の制御装置は、その少なくとも一部を、ＣＰＵなどのプロセッサがプログラムを実行することにより機能するソフトウェア機能部で実現してもよく、全てをＬＳＩ等のハードウェア機能部で実現してもよい。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

なお、カスケード接続されたリレーの段数を２段にする場合には、第２リレー１２を削除するとよい。この場合、第３リレー１３が、第１リレー１１の励磁電流を直接遮断するとよい。

ダイオード３１、３２、３３は、励磁時間を延長するように作用するものであるが、励磁電流を遮断する際に生じるサージ電圧を抑制する効果も併せて得ることができる。

１…制御装置、２…電源、３…負荷、１０…第０リレー、１１…第１リレー、１２…第２リレー、１３…第３リレー、１４…スイッチ、２１、２２…抵抗、１００…初期充電回路、２００…制御部

Claims

電源と負荷の間に設けられた電源側端子と負荷側端子の間を接続するように第１給電線路と第２給電線路とが設けられ、前記第１給電線路の第１インピーダンスが前記第２給電線路の第２インピーダンスに比べて低く設定されていて、
第１励磁電流により励磁する第１励磁コイルと、前記第１励磁コイルの励磁状態に連動する第１接点とを備え、前記第１接点を用いて少なくとも前記第１給電線路と、前記第２給電線路とのうちから何れかの給電線路を選択して通電させる第１リレーと、
前記第１励磁コイルに並列に接続され、前記第１励磁電流を遮断する際の起電力によって生じる電流を前記第１励磁コイルに還流させる第１ダイオードと、
を備え、
前記第１リレーは、
前記第１励磁コイルへの前記第１励磁電流が遮断されてから前記第１接点が応答するまでは前記第２給電線路を選択し、前記第１接点が応答してから前記第１給電線路を選択する
制御装置。
前記電源側端子と前記負荷側端子の間を接続するように第３給電線路がさらに設けられ、前記第１給電線路の第１インピーダンスが前記第３給電線路の第３インピーダンスに比べて低く設定されていて、
第２励磁電流により励磁する第２励磁コイルと、前記第２励磁コイルの励磁状態に連動する第２接点を備える第２リレーと、
前記第２励磁コイルに並列に接続され、前記第２励磁電流を遮断する際の起電力によって生じる電流を前記第２励磁コイルに還流させる第２ダイオードと、
を備え、
前記第２リレーは、
前記第２励磁電流が遮断されてから前記第２接点が応答するまでは前記第３給電線路を選択し、前記第２接点が応答してから前記第２給電線路を選択する
請求項１に記載の制御装置。
第３励磁電流により励磁する第３励磁コイルと、前記第３励磁コイルの励磁状態に連動する第３接点を備える第３リレーと、
前記第３励磁コイルに並列に接続され、前記第３励磁電流を遮断する際の起電力によって生じる電流を前記第３励磁コイルに還流させる第３ダイオードと、
を備え、
前記第３リレーは、
前記第３励磁電流が遮断されてから前記第３接点が応答するまでは前記第３給電線路を遮断状態にして、前記第３接点が応答した後、前記第３給電線路を導通状態にする
請求項２に記載の制御装置。
前記第３リレーは、
前記第３励磁コイルの励磁状態により、前記第３接点と連動する第３リレー補助接点
を備え、
前記第３リレー補助接点は、
前記第３励磁電流が遮断されてから前記第３接点が応答するまでは前記第２励磁コイルに前記第２励磁電流を流し、前記第３接点が応答した後、前記第２励磁電流を遮断する
請求項３に記載の制御装置。
カスケード接続される複数のリレーを用いて、前記カスケード接続されたリレーの段数と各段の動作時間とに基づいた応答時間によって、負荷に給電を開始する際に前記負荷を初期充電するための時間が規定される初期充電回路
を備える制御装置。