JP4472123B2 - 多極電磁切換モジュール - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は電源接続部により主電磁開閉換装置に接続し、負荷接続部により少なくとも１つのモータに接続し、該接続部間に切換極が装着された数本の電線を有し、その接点は常に交互に閉じ、電気制御回路が駆動する切換電磁石により制御される、多極電磁切換モジュールに関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
逆転器、スターデルタ始動器、変速機構などから成るモータ制御回路の構成は、幾つかの装置（接触器など）を結合することにより周知であり、その電源と制御システムは相互に接続されて所望の回路を形成する。しかし、この種のシステムはあまりにも大型である。
【０００３】
フランス特許第２，７５８，９０３号明細書と第２，７６１，５２１号明細書では、正転から逆転作動へ、またその逆にモータを切換えることができる逆転器型モジュールが開示されている。このモジュールもまた大型である。
【０００４】
本発明の目的は、統合的にモータ制御（逆転作動方向、スターデルタ始動など）をすることができ、かつ、対になって該制御を実行する接触器又は標準電気装置の幅とほぼ同じ程度に幅を短縮できる多極電磁切換モジュールを提供することにある。従って、このモジュールの幅は減少する。またこのモジュールはこれに関連し、上流に接続された主電磁開閉装置により保護される。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の切換モジュールは、極と電線がモータ制御機能を実行するように配置されることにより特徴づけられ、逆転、スターデルタ始動及び分配機能が制御され、また切換電磁石と電気制御回路とから成る極制御アセンブリが、モジュールの後部固定面に対して垂直方向に切換極と負荷パスについて偏位され、モジュールの幅は減少し、これに関連する主要装置の幅とほぼ同一である。
【０００６】
【発明の実施の形態】
非制限例として与えられ、添付図面に示された実施形態を参照して、本発明を詳細に説明する。
【０００７】
図中Ｍと記された、本発明の多極電磁切換モジュール（以下、単に切換モジュールとも言う）は、接触器又は接触器／遮断器型のモータ保護装置を含む、多極主電磁開閉装置Ａｐとともに作動するよう設計されている。これは主電磁開閉装置Ａｐのような装置と共に、逆転器、スターデルタ始動器システム、分配システム、及び変速機構などの標準回路に含まれる。
【０００８】
主電磁開閉装置Ａｐは、ＡＣ電源の位相に接続された電源接続部Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３と、切換モジュールＭに接続される負荷接続部Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３との間に配置された極電線を収容する。各電線は主要電磁石Ｅが制御するスイッチか極Ｉ１，Ｉ２あるいはＩ３を有し、そのコイルＢには２つの電源接続部Ａ１とＡ２から電源が供給される。
【０００９】
切換モジュールＭは筐体Ｂｏに収容され、その後部には多かれ少なかれ後部固定面Ｐｆを備え、レール又はプレートに固定されるようにする。これは主電磁開閉装置Ａｐの下流接続部Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３に直接接続される電線（電源）接続部ｔ１，ｔ２，ｔ３と、モータに接続される出力又は負荷（電源）接続部Ｕ，Ｖ，Ｗ及びｕ，ｖ，ｗとを有する。
【００１０】
切換モジュールＭは主電磁開閉装置Ａｐの負荷側に直接取付けられるか、離隔配置される。
【００１１】
電源接続部ｔ１，ｔ２，ｔ３と、出力又は負荷接続部との間の電線には、単一双安定トリガ切換極Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３が装着される。これらの極Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３はコイルＢｂが装着された双安定電磁石ＥＩにより作動され、接点は切換時を除いて常に交互に閉じる。切換モジュールＭは消弧装置を持たないので、負荷状態では作動できない。接続部ｔ１，ｔ２，ｔ３の数は接続部Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３の数に等しく、極Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３の数もまたこの接続部の数と同じか、もしくはそれ以下である。
【００１２】
極Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３と、関連する電線の内部導体Ｓｃは、標準モータ制御機能の逆転、スターデルタ始動、又は分配、低速／高速切換を実行する。切換モジュールＭの電源回路の配線は、この切換が行う制御機能に依存する。
【００１３】
図１に示した逆転器の実施例では、電源接続部ｔ３は、負荷接続部Ｗに直接接続される。電源接続部ｔ１とｔ２は、極Ｃ１，Ｃ２を経て負荷接続部ＵとＶに接続される（正転作動）。切換後、同一極は接続部ＶとＵに接続され（逆転作動）、位相の通常交差を達成する。
【００１４】
図２、図３及び図４に示され、それぞれスターデルタ始動、分配及び変速を行うように設計された実施形態では、電源接続部ｔ１，ｔ２，ｔ３は切換モジュールの一方の側面に配置され、負荷接続部Ｕ，Ｖ，Ｗ（スターデルタ、第１モータ又は高速始動）と負荷接続部ｕ，ｖ，ｗ（スターデルタ、第２モータ又は低速始動）は他方の側面に配置される。接続部Ｕ，Ｖ，Ｗと接続部ｕ，ｖ，ｗは互いに偏位される。
【００１５】
双安定型電磁石ＥＩは、切換モジュールＭ内に収容され、切換極Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３の可動接点を作動し、エネルギー消費を減少するように設計された永久磁石が装着される。該電磁石ＥＩは、図１０に示された内部制御回路Ｃｃにより駆動される。電磁石ＥＩの可動磁石部分は交互の直線移動を行い、スライダＲａにより切換極Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３を動かす。この電磁石の変位軸は、固定面Ｐｆと接続部に平行であることが好ましい。
【００１６】
切換モジュールＭは、切換極Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３とその関連回路が、電磁石ＥＩと制御回路Ｃｃとにより構成される極の制御アセンブリとともに、モジュールの後部固定面Ｐｆに対して垂直方向に離隔あるいは偏位され、また切換モジュールＭの幅Ｌが主電磁開閉装置Ａｐの幅にほぼ等しくなるように構成される。従って、幅Ｌは同一機能を実行する標準装置の幅未満となる。回路（逆転器など）の切換極Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３と内部導体Ｓｃは、後部電磁石ＥＩと前方に収容された関連制御回路Ｃｃに向けて収容される。
【００１７】
図６に概略的に示された各切換極Ｃ１，Ｃ２又はＣ３は、反転型（すなわち、接点が常に閉じている）であり、それぞれ可動接点Ｐ１とＰ２を持つ、２つのループ形状平行導体Ｃｍ１，Ｃｍ２を持つ可動接点ホルダーＰｃから成る。これらの導体は、接続部ｔ１，ｔ２，ｔ３に接続される。接点ホルダーＰｃは、固定接点Ｐ３とＰ４を持つ２つの導体Ｃｆ１，Ｃｆ２間のピンＡｘの軸Ａ−Ａ’を中心に揺動する。これらの導体はまたループ形状であり、１つか２つの接続部Ｕ，Ｖ，Ｗに接続される。図示された実施形態では、軸は後部固定面Ｐｆに対して垂直である。
【００１８】
可動接点ホルダーＰｃは、接点が閉じる第１作動位置と、また接点が閉じる第２作動位置間の軸Ａ−Ａ′を中心に揺動する。可動接点Ｃｍ１又はＣｍ２と、これに対応する固定導体Ｃｆ１又はＣｆ２を通る互いに平行に流れる電流は、磁気吸引力を生じる。このループ効果により、極を流れる電流に比例する接点圧力を生じる。極は決して負荷状態で作動しないので、公称接点圧力と所望とする電磁石の大きさを減少できる。
【００１９】
電磁石の可動部分は、突起部Ｐｉを介して、各極スプリングＲｐに作用することによってスライダＲａを後部固定面Ｐｆに平行移動するように駆動する。
【００２０】
固定導体Ｃｆ１，Ｃｆ２は、末端が負荷（電源）接続部Ｕ，Ｖ，Ｗなどになっている引出線あるいは付加導体と共に、モータの制御回路Ｓｃのうちの１つを構成する。該引出線あるいは付加導体は筐体Ｂｏの負荷接続部側に収容される。
【００２１】
接点ホルダーＰｃの可動導体Ｃｍ１，Ｃｍ２は互いに十分離れており、磁気コアＮｏがこれらの間に収容される。該磁気コアＮｏは極を収容する切換室内で固定された台板Ｃｐ１，Ｃｐ２と共に作動する。可動接点Ｃｍ１，Ｃｍ２は、可撓性電気リンクＴｒと導体Ｃｏ３などとにより、電源接続部ｔ３などに接続される。
【００２２】
制御のための入力接続部及び出力接続部は前方に配置される。入力接続部Ａ２，Ａ１，Ａ′１，Ｂ１，Ｂ′１はモータコマンド信号を受信するように設計され、出力接続部ＳＡ１，Ｓ２１，Ｓ２２は関連する主電磁開閉装置Ａｐと共に作動する。
【００２３】
主電磁開閉装置Ａｐは、電磁石Ｅの可動部分により作動され、切換モジュールＭの接続部ＳＡ１とＳＡ２に接続される、２つの接続部２１と２２に接続されるロック接点Ｖｅを含む。
【００２４】
電磁石ＥＩのコイルＢｂは一方あるいは他方に分極されるように電源が供給される。このコマンドは、双安定電磁石ＥＩの可動部分により作動され、ダイオード７ａ，７ｂと関連する、２つの補助逆転接点１ａと１ｂにより達成される。切換モジュールＭは、また電磁石ＥＩの可動部分により作動される、他の補助接点３と６などから成る。
【００２５】
本発明を実行するには、「方向１」の接点Ｂｐ１制御作動と「方向２」の接点Ｂｐ２制御作動が、切換モジュールＭの接続部Ａ１，Ａ′１，Ｂ１，Ｂ′１に接続される。「方向１」は切換の２つの作動モードのうちの１つ、すなわち逆転器の直接作動あるいはスターデルタのスターモードを意味する。「方向２」はもう一つのモード、すなわち逆転作動あるいはデルタモードを意味する。
【００２６】
次に、切換モジュールの切換動作を説明する。
【００２７】
図１０に示す位置では、主電磁開閉装置Ａｐの電磁石ＥＩはＯＮ／ＯＦＦスイッチＭＡ、接点Ｂｐ１，Ｂｐ２及び６を経て電源が供給される。主電磁開閉装置Ａｐの電源極Ｉ１，Ｉ２及びＩ３は「方向１」の作動位置にある。切換モジュールＭのＣ１，Ｃ２などの切換極は、「方向１」の作動位置にある（これらの極は常に閉位置にある）。
【００２８】
「方向２」に切換えるには、操作者は接点Ｂｐ２を開き、関連接点Ｂｐ２を閉じる。接点を開くと、主電磁開閉装置ＡｐのコイルＢへの電源を切断する。次に主電磁開閉装置Ａｐの電源スイッチＩ１〜Ｉ３が開く。
【００２９】
接点Ｂｐ２を閉じると、切換モジュールＭのコイルＢｐが付勢され、Ｃ１，Ｃ２などの切換接点を切換える。切換モジュールＭの補助接点が切換わり、電源が主電磁開閉装置Ａｐの電磁石Ｅに送られ、電源スイッチＩ１〜Ｉ３を動かす。
【００３０】
切換モジュールＭの電磁石ＥＩは、電源接点Ｉ１〜Ｉ３が開いたときに切換わるだけである。この安全機能は、接点Ｖｅをロックして可能となる。さらに、切換モジュールＭの接点が正しい位置にあるとき、電源接点Ｉ１〜Ｉ３が閉じる。
【００３１】
電磁石ＥＩが移動している間、電源切断を回避するには、電磁石ＥＩが移動距離の全部あるいはほとんどを移動した後、補助接点は位置を変更する必要がある。状態変化遅延装置は、これらの３つの接点に関連する。
【００３２】
他の変型と改良が想定され、同等装置が本発明の範囲を逸脱することなく使用されることは明らかである。
【００３３】
例えば、別の変型は制御回路Ｃｃの半導体（ダイオードあるいは小型保護構成部分）の使用を回避する。
【００３４】
【発明の効果】
以上の説明によって明らかなように、本発明によれば、統合的にモータ制御（逆転作動方向、スターデルタ始動など）をすることができ、かつ、対になって該制御を実行する接触器又は標準電気装置の幅とほぼ同じ程度に幅を短縮できる多極電磁切換モジュールを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】主電磁開閉装置に関連した逆転器型切換モジュールの回路図。
【図２】主電磁開閉装置に関連したスターデルタ切換モジュールの回路図。
【図３】主電磁開閉装置に関連した分配器型切換モジュールの回路図。
【図４】 主要切換装置に関連した変速型切替モジュールの回路図。
【図５】本発明による切換モジュールの内部配置を、一部を破断して示した斜視図。
【図６】電源回路に対して切換を行う切換モジュールの下部の斜視図。
【図７】切換モジュールの切換極の斜視図。
【図８】固定接点のうちの１つの極の詳細を示す斜視図。
【図９】図８の接点Ｐを通る断面図。
【図１０】切換モジュールの電磁石の制御回路の実施形態を示す図。
【符号の説明】
Ａｐ 多極主電磁開閉装置
Ｍ 多極電磁切換モジュール
ｔ１，ｔ２，ｔ３ 電源接続部
Ｕ，Ｖ，Ｗ，ｕ，ｖ，ｗ 負荷接続部
Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３ 切換極
ＥＩ 切換電磁石
Ｐｆ 後部固定面
Ｐ１，Ｐ２ 可動接点
Ｐ３，Ｐ４ 固定接点
Ｃｆ１，Ｃｆ２ 導体
Ｃｍ１，Ｃｍ２ 可動導体
Ｐｃ 可動接点ホルダー
Ｒｐ 極スプリング
Ｅ，ＥＩ 電磁石
Ｒａ スライダ
Ｒｐ 極スプリング
Ｃｃ 制御回路
Ｂｏ 筐体
Ａ′１，Ｂ１，Ｂ′１ 入力接続部
ＳＡ１，Ｓ２１，Ｓ２２ 出力接続部
１ａ，１ｂ 補助接点

Claims (16)

1. 電源接続部（ｔ１，ｔ２，ｔ３）により主電磁開閉装置（Ａｐ）に接続し、負荷接続部（Ｕ，Ｖ，Ｗ，ｕ，ｖ，ｗ）により少なくとも１つのモータに接続するように設計され、筐体（Ｂｏ）内に前記接続部間で切換極（Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３）が装着された幾つかの負荷パスを有し、その接点は常に交互に閉じられ、制御回路（Ｃｃ）が駆動する単一切換電磁石（ＥＩ）により制御される多極電磁切換モジュールにおいて、切換極（Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３）と固定導体（Ｃｆ１，Ｃｆ２）とを筐体内に配置し、逆転器、スターデルタ始動器あるいは分配器などのモータ制御機能を実行し、また切換電磁石（ＥＩ）とその制御回路（Ｃｃ）とから成る極制御アセンブリが、モジュールの後部固定面（Ｐｆ）に対して垂直方向に切換極（Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３）と負荷パスについて偏位され、モジュールの幅（Ｌ）は、これに関連する主電磁開閉装置（Ａｐ）の幅とほぼ同一であることを特徴とする多極電磁切換モジュール。
2. 切換極（Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３）の各々が、軸（Ａ−Ａ′）を中心に固定接点（Ｐ３，Ｐ４）を持つ２つの導体（Ｃｆ１，Ｃｆ２）間で揺動する可動接点（Ｐ１，Ｐ２）を持つ可動接点ホルダー（Ｐｃ）から成り、電磁石（ＥＩ）の可動部分が後部固定面（Ｐｆ）に平行移動することを特徴とする請求項１記載のモジュール。
3. 各可動接点ホルダー（Ｐｃ）にはピンあるいはＵ字型の極スプリング（Ｒｐ）が装着されたことを特徴とする請求項２記載のモジュール。
4. 電磁石の可動部分がスライダ（Ｒａ）を作動して、極スプリング（Ｒｐ）に作用することによって後部固定面（Ｐｆ）に平行移動することを特徴とする請求項３記載のモジュール。
5. モータ制御機能（Ｓｃ）のうちの１つを実行する前記負荷パスが、固定接点（Ｐ１，Ｐ２）と、それらを負荷接続部（Ｕ，Ｖ，Ｗ）に接続する導体とから成り、前記導体は筐体（Ｂｏ）の負荷接続部側に収容されることを特徴とする請求項１又は２記載のモジュール。
6. モジュールが逆転器型で、一方の側面に電源接続部（ｔ１，ｔ２，ｔ３）として知られる電力接続部と、他方の側面に負荷接続部（Ｕ，Ｖ，Ｗ）として知られる電力接続部を持つことを特徴とする請求項１又は２記載のモジュール。
7. モジュールがスターデルタ始動器、分配又は変速機型であり、一方の側面に電源接続部（ｔ１，ｔ２，ｔ３）として知られる電源接続部と、他方の側面に第１作動型の負荷接続部（Ｕ，Ｖ，Ｗ）として知られる電源接続部と、第２作動型の負荷接続部（ｕ，ｖ，ｗ）として知られる電源接続部を持つことを特徴とする請求項１又は２記載のモジュール。
8. 各切換極（Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３）がループ効果型であることを特徴とする請求項１又は２記載のモジュール。
9. 各切換極（Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３）が、可動接点（Ｐ１，Ｐ２）を持ち、電源接続部（ｔ１，ｔ２，ｔ３）に接続された２つのループ形状平行導体（Ｃｍ１，Ｃｍ２）を持つ接点ホルダー（Ｐｃ）から成り、前記接点ホルダーは、固定接点（Ｐ３，Ｐ４）を持ち、負荷接続部（Ｕ，Ｖ，Ｗ）に接続される２つのループ形状導体（Ｃｆ１，Ｃｆ２）間の軸（Ａ−Ａ′）を中心に揺動することを特徴とする請求項８記載のモジュール。
10. 固定接点に関連する導体（Ｃｆ１，Ｃｆ２）がモータ制御機能を実行する引出線又は導体に接続され、筐体内に収容されたことを特徴とする請求項９記載のモジュール。
11. 可動接点（Ｐ１，Ｐ２）に関連する可動導体（Ｃｍ１，Ｃｍ２）が互いに十分離れており、磁気コア（Ｎｏ）がこれらの間に収容されたことを特徴とする請求項９又は１０記載のモジュール。
12. 磁気コア（Ｎｏ）が極を収容する切換室内に固定された台板（Ｃｐ１，Ｃｐ２）とともに作動することを特徴とする請求項１１記載のモジュール。
13. 可動導体（Ｃｍ１，Ｃｍ２）が可撓性電気リンク（Ｔｒ）により接続部に接続されたことを特徴とする請求項８又は９記載のモジュール。
14. 前部パネルがモータコマンド信号を受信するように設計された入力接続部（Ａ２，Ａ１，Ａ′１，Ｂ１，Ｂ′１）と、関連する主電磁開閉装置（Ａｐ）とともに作動する出力接続部（ＳＡ１，Ｓ２１，Ｓ２２）とを持つことを特徴とする請求項１又は２記載のモジュール。
15. 主電磁開閉装置（Ａｐ）の電磁石（Ｅ）が双安定型であり、補助ロック接点（Ｖｅ）を作動することを特徴とする請求項１乃至１４のいずれか１項に記載のモジュール。
16. 切換電磁石（ＥＩ）が双安定型であり、前記電磁石（ＥＩ）のコイル（Ｂ）への電源を制御する、少なくとも１つの補助接点（１ａ，１ｂ）を作動することを特徴とする請求項１乃至１５のいずれか１項に記載のモジュール。

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