JP2851485B2 - 回路遮断器の電源装置 - Google Patents

回路遮断器の電源装置

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JP2851485B2 JP21019492A JP21019492A JP2851485B2 JP 2851485 B2 JP2851485 B2 JP 2851485B2 JP 21019492 A JP21019492 A JP 21019492A JP 21019492 A JP21019492 A JP 21019492A JP 2851485 B2 JP2851485 B2 JP 2851485B2
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【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、回路遮断器の引外し
時に、引外し電磁装置の印加電圧を短時間上昇させ回路
遮断動作を早めるようにした回路遮断器の電源装置に関
するものである。
【0002】
【従来の技術】図3は例えば特開平1ー257876号
公報に示された従来の回路遮断器の電源装置の構成を示
すブロック図ある。図において、1は交流電路、FFは
この交流電路1に直列接続された回路遮断器2の主接
点、3はこの主接点FFを引き外すための引外し電磁装
置例えばトリップコイル、4は交流電路1に流れる電流
を検出する変流器、5はこの変流器4の2次側に接続さ
れた整流回路、6は後述する開閉器を介して整流回路5
の出力側に接続された検出抵抗、7は上記開閉器に並列
接続された制御電源、8はこの制御電源7と並列接続さ
れて電源電圧を供給されると共に検出抵抗6と接続され
て検出された電圧信号のレベルが所定値を越えると所定
の時間後に出力信号を出す時限回路、9はトリップコイ
ル3を介して時限回路8と並列接続されてその出力によ
り開より閉に操作されるスイッチ例えばサイリスタであ
る。10は整流回路5の出力側に検出抵抗6を介して接
続され、制御電源7の後述のパルスデューティ変調器の
出力で開閉される例えばNPNトランジスタを用いた開
閉器である。
【0003】上記制御電源7の構成として、71は整流
回路5の正の出力側とトリップコイル3の間に接続され
た逆流防止装置例えばダイオード、72はこのダイオー
ド71のカソードとトランジスタ10のエミッタ間に接
続された平滑コンデンサ、73はこの平滑コンデンサ7
2と並列接続された基準電圧発生回路、74はこの基準
電圧発生回路73と平滑コンデンサ72の間に設けら
れ、制御電源7の出力電圧Voutと基準電圧発生回路
73の出力電圧Vrefとを比較し、出力電圧Vout
が出力電圧Vrefより超えている期間に応じたパルス
幅のパルス列信号をトランジスタ10のベースに出力す
るパルスデューティ変調器74である。
【0004】次に動作について説明する。交流電路1に
負荷電流ILが流れると、変流器4の2次側に交流の2
次電流が流れ、整流回路5はこの交流の2次電流を整流
して直流電流I1に変換する。直流電流I1は検出抵抗6
と制御電源7を流れて整流回路5へ帰る。時限回路8は
付加電流ILに比例した直流電流I1により検出抵抗6に
発生する電圧信号のレベルが所定のレベルを越えると所
定の時間後スイッチ9を開より閉に変化させる。
【0005】スイッチ9が閉すると、トリップコイル3
が変流器4の2次電流によって励磁され、回路遮断器2
の主接点FFが引き外され、交流電路1に流れる負荷電
流ILを遮断する。この時制御電源1は過電流検出を開
始する最少値の直流電流I1を充電電流として平滑コン
デンサ72に流す。この平滑コンデンサ72の充電電圧
は時限回路8が正常に動作するエネルギーを供給してい
るため、交流電路1の負荷電流ILが過負荷状態では、
直流電流I1が増加しそのため平滑コンデンサ72の充
電電圧の増加によりエネルギーに余剰を生じる。その余
剰のエネルギーを検出抵抗6側にバイパスさせるのが開
閉器10と制御電源7である。
【0006】制御電源7のパルスデューティ変調器74
はその+入力端子に印加される電圧が大きくなるとその
出力パルスデューティが大きくなる図4に示すような特
性を持ち、付加電流ILの増大に伴って整流回路5から
の直流電流I1(図5(A))が上昇し、パルスデュー
ティ変調器74の+入力端子に印加される図5(B)に
示すような制御電源7の出力電圧Voutがー入力端子
に印加される基準電圧発生回路73の基準電圧Vref
を超えて大きくなるにつれて出力パルスデューティを大
きくし、開閉器10の閉じている割合を図5(C)に示
すように増し、制御電源7の出力電圧Voutを図5
(B)に示すようにほぼ一定に保つ。
【0007】従って、開閉器10が閉じている間は変流
器4の2次電流ひいては直流電流I1は制御電源7をバ
イパスする。この結果平滑コンデンサ72の端子間電
圧、即ち制御電源7の出力電圧VOUTが基準電圧Vre
fより下がるとパルスデューティ変調器74は出力を出
さなくなって開閉器10を開き、変流器4の2次電流に
従って直流電流I1は再び制御電源7に流れ込むように
なる。以上の様な開閉を開閉器10は繰り返し、変流器
4の2次電流の内必要な量を制御電源7のエネルギーと
して使用する。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】従来の回路遮断器の電
源装置は以上のように、制御電源に流れ込む余剰エネル
ギーが開閉器によってバイパスされ、変流器の2次電流
の内必要な量を制御電源のエネルギーとして使用するた
め、制御電源よりトリップコイルに印加する励磁電圧が
常に一定に制限される。従って、この励磁電圧が低いと
トリップコイルに流れる励磁電流はトリップコイルのリ
アクタンスによって決まる時定数でもって徐々に必要励
磁電流に達するので回路遮断器の遮断動作が遅れるとい
った問題点があった。
【0009】この発明は上記のような問題点を解決する
ためになされたもので、回路遮断器の遮断動作を早める
ことが出来る回路遮断器の電源装置を得ることを目的と
する。
【0010】
【課題を解決するための手段】この発明に係る回路遮断
器の電源回路は、交流電路に流れる電流を2次側へ変成
するように配置された変流器と、この変流器の2次側に
接続された整流回路と、この整流回路の直流側間に接続
された開閉器と、前記整流回路の直流側に接続された逆
流防止装置、この逆流防止装置の出力側で前記開閉器と
並列に接続され、充電された電荷を電源電圧として出力
する平滑コンデンサ、前記平滑コンデンサと並列に接続
され、前記平滑コンデンサの電圧が所定値より大きくな
れば前記逆流防止装置の入力側に接続されている前記開
閉器の閉路期問の割合が増え、前記平滑コンデンサへの
充電を阻止するように前記開閉器を制御する第1の制御
手段と、この平滑コンデンサの充電電荷が交流電路に流
れる電流の急増により設定値を超えたならば前記交流電
路の遮断動作を開始する遮断回路と、この遮断回路によ
る遮断動作開始に伴って前記開閉器の開路期間の割合を
増やし前記平滑コンデンサへの充電電荷を急増させるよ
うに前記開閉器を制御する第2の制御手段とを含む制御
電源とを備え、交流電路に流れる電流の急増時に前記平
滑コンデンサへの充電電荷を急増させて遮断回路を早期
に動作させるようにしたものである。
【0011】
【作用】この発明による回路遮断器の電源回路は、平滑
コンデンサに充電電流が流れている時間を引き伸ばすこ
とで平滑コンデンサの充電電圧は上昇する。従って引外
し電磁装置に印加される励磁電圧は短時間だけ高まり、
よって回路遮断器の遮断動作を早めることになる。
【0012】
【実施例】
実施例1.図1はこの発明による回路遮断器の電源装置
の一実施例の構成を示すブロック図である。尚、図中に
おいて図3と同一符号は同一又は相当部分を示す。図に
おいて、7Aは本実施例における制御電源、12は数オ
ームの動作抵抗11を介して開閉器10と並列接続され
た定電圧素子であるツエナーダイオード、13は時限回
路8からスイッチ9に出力される動作信号をトリガ信号
8Sとして取り込み時に1パルスを出力する短絡制御手
段であるワンパルス発生回路、75はコレクタとエミッ
タのそれぞれが制御手段であるパルスデューティ変調器
74の出力として制御電源7Aの(ー)ラインに接続さ
れ、ベースにワンパルス発生回路13よりパルス信号を
受ける例えばNPNトランジスタを用いた第2の開閉器
としての開閉器である。
【0013】次に、図1に示した本実施例の動作を図2
の動作説明用の波形図に従って説明する。変流器4の2
次電流に比例する整流回路5からのの直流電流I1(図
2(A))が小さい間は動作抵抗11、ダイード71を
通して平滑コンデンサ72を充電し、検出抵抗6を通っ
て整流回路5へ帰る。しかし、負荷電流ILが大きくな
りそれに比例して大きな直流電流I1が平滑コンデンサ
72に流れると平滑コンデンサ72の充電電圧は大きく
なる。そして平滑コンデンサ72の充電電圧に比例する
制御電源7Aの出力電圧Voutが基準電圧発生回路7
4より出力されている基準電圧Vrefより大きくなる
と(図2(B))、パルスデューティ変調器74よりパ
ルスが第1の開閉器としての開閉器10に出力され開閉
器10は閉となる(図2(C))。従って制御電源7A
に流れる余剰エネルギーは開閉器10にバイパスされ検
出抵抗6で消費される。
【0014】しかしながら、交流電路1に流れる負荷電
流ILが急激に大きくなり、それに伴って平滑コンデン
サ72を通して検出抵抗6に流れる直流電流I1が増加
すると、検出抵抗6の両端に発生する電圧が上昇する。
その電圧上昇を時限回路8は検出し、所定時間後にスイ
ッチ9に対し動作信号を出力し閉動作させる共に、トリ
ガ信号9Sをワンパルス発生回路13に出力し開閉器7
5を閉とする(図2(D))。
【0015】この結果、パルスデューティ変調器74の
出力は開閉器75を通して制御電源7Aの(ー)ライン
側に導出され、パルスデューティ変調器74より出力が
出ているにも拘わらず開閉器10は開状態となる。その
ため、直流電流I1は平滑コンデンサ72に流れ続け充
電電圧を上昇させる。そして充電電圧が一定値になると
定電圧素子12はブレイクダウンして平滑コンデンサ7
2への充電電流をバイパスし、その充電電圧の上昇を阻
止する。
【0016】以上の様に、直流電流I1が上昇し、ワン
パルス発生回路13より1パルス(図2(E))が出力
され開閉器10が開の間は、トリップコイル3に印加さ
れる電圧は次の値になる。即ち、図2(B)のトリップ
期間TTの実線で示される定電圧素子12間のツエナー
電圧と同じくトリップ期間TTの破線で示される検出抵
抗6の間に発生した電圧とを加算した値である。従っ
て、通常の出力電圧Voutをトリップコイル3に印加
した場合に比べ、トリップコイル3に印加される励磁電
圧は高くなり、よってトリップコイル3には必要励磁電
流が即座に流れ込み回路遮断器の動作速度を早めること
ができる。
【0017】
【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、交流電
路に流れる電流を2次側へ変成するように配置された変
流器と、この変流器の2次側に接続された整流回路と、
この整流回路の直流側間に接続された開閉器と、前記整
流回路の直流側に接続された逆流防止装置、この逆流防
止装置の出力側で前記開閉器と並列に接続され、充電さ
れた電荷を電源電圧として出力する平滑コンデンサ、前
記平滑コンデンサと並列に接続され、前記平滑コンデン
サの電圧が所定値より大きくなれば前記逆流防止装置の
入力側に接続されている前記開閉器の閉路期問の割合が
増え、前記平滑コンデンサへの充電を阻止するように前
記開閉器を制御する第1の制御手段と、この平滑コンデ
ンサの充電電荷が交流電路に流れる電流の急増により設
定値を超えたならば前記交流電路の遮断動作を開始する
遮断回路と、この遮断回路による遮断動作開始に伴って
前記開閉器の開路期間の割合を増やし前記平滑コンデン
サへの充電電荷を急増させるように前記開閉器を制御す
る第2の制御手段とを含む制御電源とを備え、交流電路
に流れる電流の急増時に前記平滑コンデンサへの充電電
荷を急増させて遮断回路を早期に動作させるようにした
もので、引外し電磁装置の励磁電圧は短時間だけ高まり
回路遮断器の動作を早めることができるという効果があ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明による回路遮断器の電源装置の一実施
例の構成を示すブロック図である。
【図2】本実施例の動作を説明する波形図である。
【図3】従来の回路遮断器の電源装置の構成を示すブロ
ック図である。
【図4】パルスデューティ変調器の動作を説明する出力
特性図とパルス波形図である。
【図5】従来の回路遮断器の電源装置の動作を説明する
波形図である。
【符号の説明】 1 交流電路 2 回路遮断器 3 引外し電磁装置(トリップコイル) 4 変流器 5 整流器 7A 制御電源 72 平滑コンデンサ 75 開閉器 12 定電圧素子 13 ワンパルス発生回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 木村 健司 福山市緑町1番8号 三菱電機株式会社 福山製作所内 (56)参考文献 特公 平7−10145(JP,B2) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H01H 83/02 H01H 71/00 H02H 1/06 H02H 3/093

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 交流電路に流れる電流を2次側へ変成す
    るように配置された変流器と、この変流器の2次側に接
    続された整流回路と、この整流回路の直流側間に接続さ
    れた開閉器と、前記整流回路の直流側に接続された逆流
    防止装置、この逆流防止装置の出力側で前記開閉器と並
    列に接続され、充電された電荷を電源電圧として出力す
    る平滑コンデンサ、前記平滑コンデンサと並列に接続さ
    れ、前記平滑コンデンサの電圧が所定値より大きくなれ
    ば前記逆流防止装置の入力側に接続されている前記開閉
    器の閉路期問の割合が増え、前記平滑コンデンサへの充
    電を阻止するように前記開閉器を制御する第1の制御手
    段と、この平滑コンデンサの充電電荷が交流電路に流れ
    る電流の急増により設定値を超えたならば前記交流電路
    の遮断動作を開始する遮断回路と、この遮断回路による
    遮断動作開始に伴って前記開閉器の開路期間の割合を増
    やし前記平滑コンデンサへの充電電荷を急増させるよう
    に前記開閉器を制御する第2の制御手段とを備え、前記
    交流電路に流れる電流の急増時に前記平滑コンデンサへ
    の充電電荷を急増させて遮断回路を早期に動作させるこ
    とを特徴とする回路遮断器の電源装置。
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