JP2560536B2 - インダクタンス負荷の電力供給方法とその装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、吊り下げ電磁石等インダクタンス負荷に対
して交流電源からサイリスタによって直流に変換し電力
供給する、正逆切り替え機能を備えたインダクタンス負
荷の電力供給方法とその装置に係り、特に、電源の瞬間
停電後の回路立ち上がりにおいても正逆サイリスタの同
時点弧による短絡事故をきたすこと等のない信頼性の高
いインダクタンス負荷の電力供給方法とその装置に関す
る。

［従来の技術］ 従来、天井クレーンによる、スクラップ鉄材、鉄パイ
プ等を運搬する吊り下げ電磁石等においては、工場電源
からトローリを経由して交流電源を天井クレーン上に装
備した電力供給装置に供給し、電力供給装置にはサイリ
スタによってこの交流を直流に変換する電力供給手段を
備えて、これら吊り下げ電磁石等のインダクタンス負荷
に対して直流電力を供給していた。

インダクタンス負荷である上述のような用途に用いら
れる吊り下げ電磁石においては、その電磁石に吸着した
吸着物を確実に釈放するために、この電磁石に供給する
電流の方向を変えて電磁石の極性を反転させる手段が用
いられることがある。

上述のように電磁石の極性を反転させるためにこの電
磁石に供給する電流の方向を変換するには、変換時期ま
で行っていた電流供給を停止した後、負荷電流が所定の
電流値に減衰したことを確認してから一定の時間待って
逆方向の電流を供給するようにしている。

また、天井クレーンの走行移動時には、しばしばトロ
ーリが離線して電磁石等への電力供給装置への給電線路
の瞬時の断線が発生している。

その為にこの装置への電源供給が一時停止して瞬間停
電（以下瞬停と記す）をきたすことがあり、特に、励磁
の正逆切り替え時に瞬停が発生すると、サイリスタによ
る電力供給装置においては、転流失敗をおこし、さら
に、正逆同時点弧防止の為のインタロック機能が完全に
動作しないために、正逆同時点弧が発生して短絡事故を
起こす危険性があった。

次に、この様な条件で用いられる、即ち、従来の吊り
下げ電磁石の電力供給装置の１例において、本発明に関
連のある回路機能のみを取り出して示した説明用の回路
構成図を第４図に示す。

第４図において、ａは三相交流電源、41はインダクタ
ンス負荷である吊り下げ電磁石43に正方向の電流を供給
するブリッジ結合をした複数のサイリスタ、42は前記電
磁石43に逆方向の電流を供給するブリッジ結合をした複
数のサイリスタであって、サイリスタ42にはその入力
側、出力側に夫々抵抗器44が直列に接続されている。

また、45は電流値検知用の変成器、46はサイリスタ制
御装置、47は正逆トリガパルス発生器であって、ｂはサ
イリスタ制御装置46と制御装置本体との間の制御信号配
線を示している。

即ち、正逆トリガパルス発生器47では、制御装置本体
からの制御指令信号の他、負荷状況を検知して点弧すべ
きサイリスタとそのトリガ位相を示すサイリスタ制御装
置46からの信号に基づいてサイリスタのトリガパルスを
出力している。

また、図に示すように、電源瞬停後のトリガパルス出
力ミスによる正方向サイリスタ41と逆方向サイリスタ42
の同時点弧による短絡電流を防止するために、逆方向の
サイリスタの入力側、出力側に夫々抵抗器44を直列に接
続していた。

［発明が解決しようとする課題］ ところで、上述したような従来のものは、短絡電流に
よって回路の焼損を防止するために抵抗器を接続してい
るが、抵抗器を装着することは、負荷に対して逆方向に
電流を供給するときにおける抵抗器による損失は大き
く、また、必要な電力を吸収するには抵抗器自体の容積
も必要であり、また放熱のための対策が必要であって、
装置の小形化やコストダウンに対して障害になってい
た。

本発明は従来の上記課題を解決するようにして、正逆
切り替え操作時等にたとえ瞬停が発生しても、正逆両方
向のサイリスタ同時点弧による短絡事故等をきたすこと
のない信頼性の高いインダクタンス負荷の電力供給方法
とその装置を提供して、サイリスタに直列に接続した抵
抗器を不要にすることができるインダクタン負荷の電力
供給方法とその装置を提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 上記課題を解決するために、本発明に基づくインダク
タンス負荷の電力供給方法は、正逆切り替え機能を備え
たサイリスタによるインダクタンス負荷の直流電力供給
装置において、電源の瞬間停電を検知した後予め定めら
れた所定の時間正逆切り替え操作を不能ならしめるよう
にしたことを特徴としている。また、インダクタンス負
荷の電力供給装置においては、正逆切り替え機能を備え
たサイリスタによるインダクタンス負荷の電力供給装置
において、電源の瞬間停電を検知する手段と、この電源
の瞬間停電検知信号出力を所定の時間継続させる手段
と、この継続した停電検知信号出力によってサイリスタ
の正逆切り替え動作を停止する手段とを備えたことを特
徴としている。

［作用］ この発明によれば、インダクタンス負荷の電力供給方
法においては、電源瞬停を検知した後、予め定められた
所定の時間正逆切り替え操作を不能ならしめるように
し、電力供給装置においては、電源瞬停を検知する手段
と、この電源瞬停検知信号出力を所定の時間継続させる
手段と、この継続した電源瞬停検知信号出力によってサ
イリスタの正逆切り替え動作を停止する手段とを備える
ようにしたので、電源瞬停回復後、サイリスタ回路の動
作が安定してから通常の制御に戻されるので、瞬停時に
正逆切り替え操作があっても、正逆両方向のサイリスタ
が同時点弧して短絡事故を起こすことがない。

［実施例］ 次にこの発明をインダクタンス負荷である吊り下げ電
磁石に適用した実施例を第１図乃至第３図によって詳細
に説明する。

第１図には本発明に基づくインダクタンス負荷の電力
供給方法における電源瞬停時の動作に関するフローチャ
ート図、第２図には第１図に示すフローチャートに関す
る概要タイムチャートの１例図（瞬停タイミング等条件
により変化する）、第３図には本発明に基づく瞬停対策
に関する主要回路の１例を示す概要ブロック回路図を示
している。

第２図のタイムチャート図の最上段には電源瞬停時の
電源電圧の断続状態を示している。上から二段目には負
荷電圧を示していて、上側から正方向に電流を流した
時、下側点線が逆方向に電流を流した時の夫々サイリス
タ出力に現れる電圧を示しており、上から三段目には遅
延信号を含めた瞬停信号を示している。また、最下段に
はサイリスタの点弧用トリガパルスの出力状況を示して
いて上側が正方向サイリスタへの点弧、下側点線が逆方
向サイリスタへの点弧を示している。

運転中のインダクタンス負荷である吊り下げ電磁石の
電力供給装置において、第２図のタイムチャート図に示
すタイミングt₁に電源供給線路が瞬間的に断線を起こし
て停電し電源供給が断たれると（ステップ１）、インダ
クタンス負荷である吊り下げ電磁石への励磁電流の供給
が停止されるとともに正逆夫々のサイリスタに対する正
逆切り替え動作を禁止する（ステップ２）。

次に、タイミングt₂で電源供給線路断線の復帰を検知
すると（ステップ２′）、タイマ（信号遅延手段）が起
動され、このタイマ（信号遅延手段）からの出力信号は
ステップ２において行った正逆夫々のサイリスタに対す
る正逆切り替え動作禁止を継続する（ステップ３）。タ
イマ（信号遅延手段）の時間τが予め設定された時間ρ
になると、タイミングt₃に、制御装置に設定されている
指令に従って、定められた側のサイリスタ点弧用のトリ
ガパルスが出力される（ステップ４）。

即ち、正逆切り替え指令が出ていると、この指令の実
行は許可されて正逆サイリスタの切り替えが行われ、従
って、吊り下げ電磁石の励磁方向が反転される。

次に、上述の電力供給方法を具体的に構成した電力供
給装置の１例を、主要要素回路・装置のみを取り出して
図示した第３図によって説明する。

第３図において、１は三相ブリッジ結線をした正方向
励磁用サイリスタ回路、２は三相ブリッジ結線をした逆
方向励磁用サイリスタ回路、３はインダクタンス負荷で
ある吊り下げ電磁石であって、ａは三相の交流電源を示
している。

また、４は交流電源を整流した出力値をコンパレータ
で検知する瞬停検知回路、５はCR等で構成されたオフ遅
延回路、６はオアゲート回路、７はサイリスタ駆動用の
制御回路、８は正逆トリガパルス発生器であって、ｂは
制御装置本体（図示せず）とサイリスタ駆動用の制御回
路７とを接続している信号回路を代表して示している。

今、何等かの原因で電源線路が断たれて停電すると、
停電を検知した瞬停検知回路４は停電検知信号を、オフ
遅延回路５と、オアゲート回路６を経由してサイリスタ
駆動用の制御回路７に出力する。よってこの瞬停信号に
よってサイリスタ駆動用の制御回路７は制御装置本体
（図示せず）から信号回路ｂを経由して切り替え信号が
指令されても無視し、正逆トリガパルス発生器に対して
出している、それまでに実行しているサイリスタに対す
る動作信号出力を変更しない。

次に、電源線路の停電が復帰すると、瞬停検知回路４
から出力していた停電検知信号がなくなるが、オフ遅延
回路５からは、このオフ遅延回路５に設定されている時
間、停電信号をオアゲート回路６を経由してサイリスタ
駆動用の制御回路７に継続出力する。よってこの停電信
号によってサイリスタ駆動用の制御回路７は、正逆トリ
ガパルス発生器８に対するそれまでの動作信号出力を継
続して制御装置本体（図示せず）から信号回路ｂを経由
して切り替え信号が指令されても無視する。

電源線路の瞬停が復帰してから、前述したオフ遅延回
路５に設定されている時間が経過すると、オフ遅延回路
５から出されていた停電信号がなくなり、よって、サイ
リスタ駆動用の制御回路７は、制御装置本体から出され
ている指令信号に従って正逆トリガパルス発生器８に対
する制御信号を出力し、正逆トリガパルス発生器８から
は、所定のサイリスタのゲート回路に所定の位相でゲー
トトリガパルスを出力するので、本システムは制御装置
本体に設定されている指令に従って駆動を再開する。

上述の説明における正逆トリガパルス作成とサイリス
タ制御手段は、制御装置に備える機能とサイリスタ回路
によって上述した以外の構成によって適切に設定するこ
とができる。

また、上述と同様の操作によって、逆正切り替え操作
を禁止することもできる。

また、上述の説明では、大きなインダクタンス負荷装
置である電磁石励磁用の電力供給方法とその装置回路に
ついて説明したが、その他のインダクタンス負荷に対し
ても同様に本発明を適用することができる。

［発明の効果］ 上記のようにこの発明によれば、次の効果をうること
ができる。

瞬間停電時に正逆切り替え操作を行っても、正逆両方
向のサイリスタが同時点弧して短絡事故を起こすことが
ない。

従って、サイリスタに直列に抵抗器を接続する必要が
ないので次に記すような優れた効果がある。

イ、抵抗器による電力損失がない。

ロ、抵抗器及び放熱機能並びにこれらを装着するための
原価が不要である。

ハ、抵抗器及び放熱機能等装着のための容積が不要であ
る。

従って、本発明は、吊り下げ電磁石等の大きなインダ
クタンス負荷への電力供給方法、また、電力供給装置と
して好適であるといえる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に基づく１実施例のインダクタンス負荷
の電力供給方法における瞬停対策のための概要フローチ
ャート図、 第２図は第１図に示すフローチャート図に対応するタイ
ムチャート図、 第３図は本発明に基づく１実施例のインダクタンス負荷
の電力供給装置の概要ブロック回路図、 第４図は従来のインダクタンス負荷の代表例である吊り
下げ電磁石の電力供給装置の回路構成図である。 １……正方向用サイリスタ回路、 ２……逆方向用サイリスタ回路、 ３……インダクタンス負荷、 ４……瞬停検知回路、 ５……オフ遅延回路、 ６……オアゲート回路、 ７……サイリスタ駆動用の制御回路、 ８……正逆トリガパルス発生器。

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】正逆切り替え機能を備えたサイリスタによ
   るインダクタンス負荷の直流電力供給装置において、電
   源の瞬間停電を検知した後予め定められた所定の時間正
   逆切り替え操作を不能ならしめるようにしたことを特徴
   とするインダクタンス負荷の電力供給方法。
2. 【請求項２】正逆切り替え機能を備えたサイリスタによ
   るインダクタンス負荷の電力供給装置において、電源の
   瞬間停電を検知する手段と、この電源の瞬間停電検知信
   号出力を所定の時間継続させる手段と、この継続した停
   電検知信号出力によってサイリスタの正逆切り替え動作
   を停止する手段とを備えたことを特徴とするインダクタ
   ンス負荷の電力供給装置。