JP4607199B2 - Lifting magnet drive circuit - Google Patents
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Description
本発明は、リフティングマグネットの励磁及び消磁を行うリフティングマグネット駆動回路に関するものである。 The present invention relates to a lifting magnet drive circuit that excites and demagnetizes a lifting magnet.
一般に、荷役作業や建設作業等において鉄片を持ち上げるためのリフティングマグネットが知られている。リフティングマグネットとしては、工場等の設備となっているもののほか、車両に搭載されるものもある。リフティングマグネットを使用する際には、リフティングマグネットを励磁し、鉄片を吸着させて持ち上げる。そして、鉄片を解放する際には、リフティングマグネットを消磁する。 Generally, a lifting magnet for lifting an iron piece in cargo handling work or construction work is known. As a lifting magnet, in addition to what is installed in a factory or the like, there are some that are mounted on a vehicle. When using a lifting magnet, the lifting magnet is energized and lifted by attracting iron pieces. Then, when releasing the iron piece, the lifting magnet is demagnetized.
特許文献1には、リフティングマグネットの励磁及び消磁を行うリフティングマグネット駆動回路が記載されている。このリフティングマグネット駆動回路は、4つのトランジスタ及び4つのダイオードを有し、リフティングマグネットの励磁及び消磁を制御するHブリッジ回路部と、このHブリッジ回路部に並列に接続され、リフティングマグネットの消磁を行う際にリフティングマグネットに蓄積されたエネルギーを吸収するエネルギー吸収部とを備えている。 Patent Document 1 describes a lifting magnet drive circuit that excites and demagnetizes a lifting magnet. This lifting magnet drive circuit has four transistors and four diodes, and is connected in parallel to the H bridge circuit unit for controlling the excitation and demagnetization of the lifting magnet, and demagnetizes the lifting magnet. And an energy absorbing part for absorbing the energy stored in the lifting magnet.
このエネルギー吸収部は、スイッチ素子と抵抗素子との直列回路を有しており、スイッチ素子を導通させることによって、リフティングマグネットに蓄積されたエネルギーを抵抗素子によって吸収する。
しかしながら、特許文献1に記載のリフティングマグネット駆動回路では、エネルギー吸収部が高電位側電源と低電位側電源との間に接続されているので、エネルギー吸収部のスイッチ素子に異常動作があると、抵抗素子が発熱する可能性があり、所望の性能が得られなくなる虞がある。 However, in the lifting magnet drive circuit described in Patent Document 1, since the energy absorbing unit is connected between the high potential side power source and the low potential side power source, if the switch element of the energy absorbing unit has an abnormal operation, There is a possibility that the resistance element generates heat, and there is a possibility that desired performance cannot be obtained.
例えば、スイッチ素子を導通させることができなくなってしまった場合、リフティングマグネットの消磁を行うことができず、リフティングマグネットの両端電圧が上昇し続けてしまう。すると、スイッチ素子が過電圧によってショート状態となってしまうことがある。その結果、エネルギー吸収部は高電位側電源と低電位側電源との間に接続されているので、抵抗素子に常時電流が流れることとなり、発熱が大きくなってしまうという問題がある。 For example, if the switch element cannot be made conductive, the lifting magnet cannot be demagnetized, and the voltage across the lifting magnet continues to rise. Then, the switch element may be short-circuited due to overvoltage. As a result, since the energy absorbing portion is connected between the high potential side power source and the low potential side power source, there is a problem in that current always flows through the resistance element and heat generation increases.
そこで、本発明は、エネルギー吸収部の発熱を低減することが可能なリフティングマグネット駆動回路を提供することを目的としている。 Therefore, an object of the present invention is to provide a lifting magnet drive circuit that can reduce the heat generation of the energy absorbing portion.
本発明のリフティングマグネット駆動回路は、リフティングマグネットの励磁及び消磁を行うリフティングマグネット駆動回路であって、高電位側電源と低電位側電源との間に順に直列に接続された第1及び第2のトランジスタであって、その間のノードがリフティングマグネットの一端に接続される第1及び第2のトランジスタと、高電位側電源と低電位側電源との間に電気的に順に直列に接続された第3及び第4のトランジスタであって、その間のノードがリフティングマグネットの他端に接続される第3及び第4のトランジスタと、第1〜第4のトランジスタにそれぞれ並列に接続された第1〜第4の整流素子とを有し、リフティングマグネットの励磁及び消磁を制御するHブリッジ回路部と、Hブリッジ回路部における第1のトランジスタの高電位側電源に接続された端子と第3のトランジスタの高電位側電源に接続された端子との間、及び、Hブリッジ回路部における第2のトランジスタの低電位側電源に接続された端子と第4のトランジスタの低電位側電源に接続された端子との間、のうちの何れか一方に接続された抵抗素子を有し、リフティングマグネットの消磁を行う際にリフティングマグネットに蓄積されたエネルギーを吸収するエネルギー吸収部とを備える。 The lifting magnet drive circuit of the present invention is a lifting magnet drive circuit that excites and demagnetizes a lifting magnet, and is connected in series between a high potential side power source and a low potential side power source in order. A third transistor having a node between the first and second transistors connected to one end of the lifting magnet and a high potential side power source and a low potential side power source electrically connected in series; And a fourth transistor, a node between which is connected to the other end of the lifting magnet, and the first to fourth transistors connected in parallel to the first to fourth transistors, respectively. An H bridge circuit unit that controls excitation and demagnetization of the lifting magnet, and a first transistor in the H bridge circuit unit. Between the terminal connected to the high potential side power source of the transistor and the terminal connected to the high potential side power source of the third transistor, and to the low potential side power source of the second transistor in the H bridge circuit section. A resistance element connected to one of the terminal and the terminal connected to the low-potential side power supply of the fourth transistor, and accumulated in the lifting magnet when demagnetizing the lifting magnet An energy absorbing part for absorbing energy.
このリフティングマグネット駆動回路によれば、例えば、エネルギー吸収部における抵抗素子は、Hブリッジ回路部における第1のトランジスタの高電位側電源に接続された端子と第3のトランジスタの高電位側電源に接続された端子との間に接続された場合、リフティングマグネットの両端間にはHブリッジ回路部における第1及び第3のトランジスタを介して接続され、高電位側電源と低電位側電源との間にはHブリッジ回路部における第3及び第4のトランジスタを介して接続されることとなる。したがって、リフティングマグネットの両端電圧の上昇に起因して、第1及び第3のトランジスタが過電圧によりショート状態になっても、第4のトランジスタによって抵抗素子に常時電流が流れることを防止することができる。 According to this lifting magnet drive circuit, for example, the resistance element in the energy absorption unit is connected to the terminal connected to the high potential side power source of the first transistor in the H bridge circuit unit and the high potential side power source of the third transistor. When connected between the two terminals of the lifting magnet, both ends of the lifting magnet are connected via the first and third transistors in the H-bridge circuit section, and between the high potential side power source and the low potential side power source. Are connected via the third and fourth transistors in the H-bridge circuit section. Therefore, even if the first and third transistors are short-circuited due to an overvoltage due to an increase in the voltage across the lifting magnet, it is possible to prevent a constant current from flowing through the resistance element due to the fourth transistor. .
一方、例えば、エネルギー吸収部における抵抗素子は、Hブリッジ回路部における第2のトランジスタの低電位側電源に接続された端子と第4のトランジスタの低電位側電源に接続された端子との間に接続された場合、リフティングマグネットの両端間にはHブリッジ回路部における第2及び第4のトランジスタを介して接続され、高電位側電源と低電位側電源との間にはHブリッジ回路部における第3及び第4のトランジスタを介して接続されることとなる。したがって、リフティングマグネットの両端電圧の上昇に起因して、第2及び第4のトランジスタが過電圧によりショート状態になっても、第3のトランジスタによって抵抗素子に常時電流が流れることを防止することができる。 On the other hand, for example, the resistance element in the energy absorption unit is between the terminal connected to the low potential side power source of the second transistor and the terminal connected to the low potential side power source of the fourth transistor in the H bridge circuit unit. When connected, both ends of the lifting magnet are connected via the second and fourth transistors in the H-bridge circuit section, and the high-voltage side power supply and the low-potential side power supply are connected in the H-bridge circuit section. The third and fourth transistors are connected. Therefore, even if the second and fourth transistors are short-circuited due to overvoltage due to the increase in the voltage across the lifting magnet, it is possible to prevent the third transistor from constantly flowing current through the resistance element. .
上記したエネルギー吸収部は、高電位側電源と低電位側電源との間に接続された容量素子を更に有していてもよい。 The energy absorption unit described above may further include a capacitive element connected between the high potential side power source and the low potential side power source.
この構成によれば、エネルギー吸収部における抵抗素子と容量素子との直列回路によりリフティングマグネットの消磁を行うことができる。その際、リフティングマグネットのインダクタ成分と容量素子とにより共振が発生するので、リフティングマグネットの両端電圧の放電時間を短くすることができる。その結果、リフティングマグネットの消磁時間を短くすることができ、鉄片を素早く解放することができる。 According to this configuration, the demagnetization of the lifting magnet can be performed by the series circuit of the resistance element and the capacitance element in the energy absorption unit. At that time, resonance occurs due to the inductor component and the capacitive element of the lifting magnet, so that the discharge time of the voltage across the lifting magnet can be shortened. As a result, the demagnetization time of the lifting magnet can be shortened, and the iron piece can be released quickly.
ここで、容量素子は、リフティングマグネットからのエネルギーを蓄えるように作用する。リフティングマグネットのサイズは多種であるので、大きなリフティングマグネットに合わせて容量素子を選択すると、容量素子が大きくなってしまう。しかしながら、この構成によれば、抵抗素子と容量素子との直列回路によりリフティングマグネットの消磁を行うことができるので、抵抗素子と容量素子とによってリフティングマグネットのエネルギーの消磁を分担して行うことができる。その結果、容量素子が蓄えるエネルギーを低減することができ、容量素子を小さくすることができる。 Here, the capacitive element acts to store energy from the lifting magnet. Since there are various sizes of the lifting magnet, if the capacitive element is selected in accordance with a large lifting magnet, the capacitive element becomes large. However, according to this configuration, since the demagnetization of the lifting magnet can be performed by the series circuit of the resistance element and the capacitance element, the demagnetization of the energy of the lifting magnet can be shared by the resistance element and the capacitance element. . As a result, energy stored in the capacitor can be reduced, and the capacitor can be made smaller.
更に、この構成によれば、抵抗素子と、Hブリッジ回路と、リフティングマグネットとで閉ループを形成することができ、容量素子を用いずにリフティングマグネットの両端電圧の放電を行うことができる。その結果、大きなリフティングマグネットの消磁を行う際には、抵抗素子のみでリフティングマグネットの保持エネルギーを低下した後に、抵抗素子と容量素子との直列回路によってリフティングマグネットの消磁を行うことができる。したがって、リフティングマグネットの大きさに依存せず、容量素子をより小さくすることができる。 Furthermore, according to this configuration, a closed loop can be formed by the resistance element, the H bridge circuit, and the lifting magnet, and the voltage across the lifting magnet can be discharged without using the capacitive element. As a result, when demagnetizing a large lifting magnet, it is possible to demagnetize the lifting magnet by a series circuit of the resistance element and the capacitive element after reducing the holding energy of the lifting magnet only by the resistance element. Therefore, the capacitive element can be made smaller without depending on the size of the lifting magnet.
また、上記したエネルギー吸収部は、抵抗素子に並列に接続され、第1のトランジスタ側から第3のトランジスタ側へ、又は、第4のトランジスタ側から第2のトランジスタ側へ整流機能を有する吸収部用整流素子を更に有していてもよい。 Further, the energy absorption unit described above is connected in parallel to the resistance element and has a rectification function from the first transistor side to the third transistor side or from the fourth transistor side to the second transistor side. It may further have a rectifying element for use.
リフティングマグネットはヒステリシス特性によって残留磁気を有することとなる。この残留磁気の消磁を行うためには、リフティングマグネットに逆向きの電流を流す必要がある。この構成によれば、リフティングマグネットに逆向きの電流を流す際に、吸収部用整流素子を用いることができるので、抵抗素子による損失を抑制しつつ、リフティングマグネットの残留磁気の消磁を効率よく行うことができる。 The lifting magnet has residual magnetism due to hysteresis characteristics. In order to demagnetize the residual magnetism, it is necessary to pass a reverse current through the lifting magnet. According to this configuration, when a reverse current is passed through the lifting magnet, the absorbing portion rectifying element can be used, and thus the residual magnetism of the lifting magnet is efficiently demagnetized while suppressing loss due to the resistance element. be able to.
また、本発明の別のリフティングマグネット駆動回路は、リフティングマグネットの励磁及び消磁を行うリフティングマグネット駆動回路であって、高電位側電源と低電位側電源との間に順に直列に接続された第1及び第2のトランジスタであって、その間のノードがリフティングマグネットの一端に接続される第1及び第2のトランジスタと、高電位側電源と低電位側電源との間に順に直列に接続された第3及び第4のトランジスタであって、その間のノードがリフティングマグネットの他端に接続される第3及び第4のトランジスタと、第1〜第4のトランジスタにそれぞれ並列に接続された第1〜第4の整流素子とを有し、リフティングマグネットの励磁及び消磁を制御するHブリッジ回路部と、高電位側電源と低電位側電源との間に接続され、互いに直列に接続された抵抗素子と容量素子とを有し、リフティングマグネットの消磁を行う際にリフティングマグネットに蓄積されたエネルギーを吸収するエネルギー吸収部とを備える。 Another lifting magnet drive circuit according to the present invention is a lifting magnet drive circuit that excites and demagnetizes the lifting magnet, and is connected in series between a high potential side power source and a low potential side power source in order. And a second transistor having a node between the first and second transistors connected to one end of the lifting magnet, and a high potential side power source and a low potential side power source connected in series in order. 3 and 4 transistors, a node between which is connected to the other end of the lifting magnet, and 3rd and 4th transistors, and 1st to 1st transistors connected in parallel to the 1st to 4th transistors, respectively. Between the high-potential side power source and the low-potential side power source, and an H bridge circuit unit that controls the excitation and demagnetization of the lifting magnet. It is continued, and a resistive element and a capacitive element connected in series to each other, and an energy absorbing portion for absorbing the energy stored in the lifting magnet during degaussing of the lifting magnet.
このリフティングマグネット駆動回路によれば、エネルギー吸収部が、抵抗素子に直列に接続された容量素子を有しているので、抵抗素子に常時電流が流れることがなく、抵抗素子に対して直列にスイッチ素子を設ける必要がない。 According to the lifting magnet driving circuit, the energy absorption unit has the capacitive element connected in series with the resistance element, so that no current always flows through the resistance element, and the switch is connected in series with the resistance element. There is no need to provide an element.
また、このリフティングマグネット駆動回路によれば、エネルギー吸収部における抵抗素子と容量素子との直列回路によりリフティングマグネットの消磁を行うことができる。その際、リフティングマグネットのインダクタ成分と容量素子とにより共振が発生するので、リフティングマグネットの両端電圧の放電時間を短くすることができる。その結果、リフティングマグネット2の消磁時間を短くすることができ、鉄片を素早く解放することができる。
Further, according to the lifting magnet driving circuit, the lifting magnet can be demagnetized by the series circuit of the resistance element and the capacitance element in the energy absorbing portion. At that time, resonance occurs due to the inductor component and the capacitive element of the lifting magnet, so that the discharge time of the voltage across the lifting magnet can be shortened. As a result, the demagnetization time of the
また、このリフティングマグネット駆動回路によれば、エネルギー吸収部は抵抗素子と容量素子との直列回路であるので、抵抗素子と容量素子とによってリフティングマグネットのエネルギーの消磁を分担して行うことができる。その結果、容量素子が蓄えるエネルギーを低減することができ、容量素子を小さくすることができる。 Further, according to this lifting magnet drive circuit, since the energy absorption unit is a series circuit of a resistance element and a capacitance element, demagnetization of the energy of the lifting magnet can be shared by the resistance element and the capacitance element. As a result, energy stored in the capacitor can be reduced, and the capacitor can be made smaller.
上記したエネルギー吸収部は、抵抗素子に並列に接続され、低電位側電源から高電位側電源へ整流機能を有する吸収部用整流素子を更に有していてもよい。 The energy absorption unit described above may further include an absorption unit rectifier element connected in parallel to the resistance element and having a rectification function from the low potential side power source to the high potential side power source.
この構成によれば、上記したように、リフティングマグネットの残留磁気の消磁を行うために、リフティングマグネットに逆向きの電流を流す際に、吸収部用整流素子を用いることができるので、抵抗素子による損失を抑制しつつ、リフティングマグネットの残留磁気の消磁を効率よく行うことができる。 According to this configuration, as described above, in order to demagnetize the remanent magnetism of the lifting magnet, the rectifying element for the absorber can be used when a reverse current is passed through the lifting magnet. It is possible to efficiently demagnetize the residual magnetism of the lifting magnet while suppressing loss.
また、本発明の更に別のリフティングマグネット駆動回路は、リフティングマグネットの励磁及び消磁を行うリフティングマグネット駆動回路であって、高電位側電源と低電位側電源との間に順に直列に接続された第1及び第2のトランジスタであって、その間のノードがリフティングマグネットの一端に接続される第1及び第2のトランジスタと、高電位側電源と低電位側電源との間に順に直列に接続された第3及び第4のトランジスタであって、その間のノードがリフティングマグネットの他端に接続される第3及び第4のトランジスタと、第1〜第4のトランジスタにそれぞれ並列に接続された第1〜第4の整流素子とを有し、リフティングマグネットの励磁及び消磁を制御するHブリッジ回路部と、Hブリッジ回路部における第3の整流素子に直列であって且つ第3の整流素子と共に第3のトランジスタに並列に、又は、Hブリッジ回路部における第4の整流素子に直列であって且つ第4の整流素子と共に第4のトランジスタに並列に、接続された抵抗素子を有し、リフティングマグネットの消磁を行う際にリフティングマグネットに蓄積されたエネルギーを吸収するエネルギー吸収部とを備える。 Further, another lifting magnet driving circuit of the present invention is a lifting magnet driving circuit that excites and demagnetizes the lifting magnet, and is connected in series between a high potential power source and a low potential power source. 1 and 2 transistors, and a node between them is connected in series between the first and second transistors connected to one end of the lifting magnet, and the high potential side power source and the low potential side power source in order. Third and fourth transistors, a node between which is connected to the other end of the lifting magnet, the third and fourth transistors, and the first to fourth transistors connected in parallel to the first to fourth transistors, respectively. A fourth rectifying element, and an H bridge circuit unit that controls excitation and demagnetization of the lifting magnet; The fourth transistor in series with the current element and in parallel with the third transistor together with the third rectifier element or in series with the fourth rectifier element in the H-bridge circuit section and with the fourth rectifier element And an energy absorption unit that absorbs energy accumulated in the lifting magnet when the lifting magnet is demagnetized.
このリフティングマグネット駆動回路によれば、例えば、エネルギー吸収部における抵抗素子は、Hブリッジ回路部における第3の整流素子に直列であって且つ第3の整流素子と共に第3のトランジスタに並列に接続された場合、リフティングマグネットの両端間にはHブリッジ回路部における第1のトランジスタ及び第3の整流素子を介して接続され、高電位側電源と低電位側電源との間にはHブリッジ回路部における第3の整流素子及び第4のトランジスタを介して接続されることとなる。したがって、リフティングマグネットの両端電圧の上昇に起因して、第1のトランジスタ及び第3の整流素子が過電圧によりショート状態になっても、第4のトランジスタによって抵抗素子に常時電流が流れることを防止することができる。 According to this lifting magnet drive circuit, for example, the resistance element in the energy absorption unit is connected in series to the third rectifying element in the H-bridge circuit unit and is connected in parallel to the third transistor together with the third rectifying element. In this case, both ends of the lifting magnet are connected via the first transistor and the third rectifier element in the H bridge circuit unit, and the high voltage side power source and the low potential side power source are connected in the H bridge circuit unit. The third rectifying element and the fourth transistor are connected. Therefore, even if the first transistor and the third rectifier element are short-circuited due to an overvoltage due to an increase in the voltage across the lifting magnet, the fourth transistor prevents a constant current from flowing through the resistance element. be able to.
一方、例えば、エネルギー吸収部における抵抗素子は、Hブリッジ回路部におけるHブリッジ回路部における第4の整流素子に直列であって且つ第4の整流素子と共に第4のトランジスタに並列に接続された場合、リフティングマグネットの両端間にはHブリッジ回路部における第2のトランジスタ及び第4の整流素子を介して接続され、高電位側電源と低電位側電源との間にはHブリッジ回路部における第3のトランジスタ及び第4の整流素子を介して接続されることとなる。したがって、リフティングマグネットの両端電圧の上昇に起因して、第2のトランジスタ及び第4の整流素子が過電圧によりショート状態になっても、第3のトランジスタによって抵抗素子に常時電流が流れることを防止することができる。 On the other hand, for example, when the resistance element in the energy absorption unit is connected in series to the fourth rectifying element in the H bridge circuit unit in the H bridge circuit unit and connected in parallel to the fourth transistor together with the fourth rectifying element. The both ends of the lifting magnet are connected via the second transistor and the fourth rectifying element in the H bridge circuit unit, and the third in the H bridge circuit unit is connected between the high potential side power source and the low potential side power source. And the fourth rectifier element. Therefore, even if the second transistor and the fourth rectifying element are short-circuited due to an overvoltage due to an increase in the voltage across the lifting magnet, the third transistor prevents a current from constantly flowing through the resistance element. be able to.
上記したエネルギー吸収部は、高電位側電源と低電位側電源との間に接続された容量素子を更に有していてもよい。 The energy absorption unit described above may further include a capacitive element connected between the high potential side power source and the low potential side power source.
この構成によれば、エネルギー吸収部における抵抗素子と容量素子との直列回路によりリフティングマグネットの消磁を行うことができる。その際、リフティングマグネットのインダクタ成分と容量素子とにより共振が発生するので、リフティングマグネットの両端電圧の放電時間を短くすることができる。その結果、リフティングマグネットの消磁時間を短くすることができ、鉄片を素早く解放することができる。 According to this configuration, the demagnetization of the lifting magnet can be performed by the series circuit of the resistance element and the capacitance element in the energy absorption unit. At that time, resonance occurs due to the inductor component and the capacitive element of the lifting magnet, so that the discharge time of the voltage across the lifting magnet can be shortened. As a result, the demagnetization time of the lifting magnet can be shortened, and the iron piece can be released quickly.
本発明によれば、リフティングマグネット駆動回路において、エネルギー吸収部の発熱を低減することができる。 According to the present invention, in the lifting magnet driving circuit, the heat generation of the energy absorbing unit can be reduced.
以下、図面を参照して本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、各図面において同一又は相当の部分に対しては同一の符号を附すこととする。
[第1の実施形態]
DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the drawings, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals.
[First Embodiment]
図1は、本発明の第1の実施形態に係るリフティングマグネット駆動回路を示す回路図である。図1に示すリフティングマグネット駆動回路1は、リフティングマグネット2の励磁及び消磁を行う回路であって、直流変換部3と、Hブリッジ回路部4と、エネルギー吸収部5とを備えている。
FIG. 1 is a circuit diagram showing a lifting magnet drive circuit according to the first embodiment of the present invention. A lifting magnet drive circuit 1 shown in FIG. 1 is a circuit that performs excitation and demagnetization of the
直流変換部3は、3相交流電源ACGから供給された交流電圧VAC1〜VAC3を直流電圧VDCに変換する。直流変換部3は、正側出力端3a及び負側出力端3bを有しており、生成した直流電源電圧VDCを正側出力端3aと負側出力端3bとの間に提供する。本実施形態では、正側出力端3aが高電位側電源として機能し、負側出力端3bが低電位側電源として機能する。なお、直流変換部3は、単相交流電源からの交流電圧を直流電圧に変換する形態であってもよい。また、直流変換部3は必ずしも設けられる必要はない。この場合、正側出力端3aと負側出力端3bとの間に、バッテリや直流発電機などから直流電圧を供給する。
The DC converter 3 converts the AC voltages V AC1 to V AC3 supplied from the three-phase AC power supply ACG into a DC voltage V DC . The DC converter 3 has a
本実施形態の直流変換部3は、6個のダイオード31a〜31fを含むブリッジ回路によって構成されており、三相全波整流を行う。具体的には、ダイオード31a〜31fのうち、ダイオード31a及び31bが直列に接続され、ダイオード31c及び31dが直列に接続され、ダイオード31e及び31fが直列に接続されている。また、ダイオード31a及び31bからなる組と、ダイオード31c及び31dからなる組と、ダイオード31e及び31fからなる組とは、互いに並列に接続されている。そして、これらのダイオードの組のカソード側の一端は正側出力端3aに電気的に接続されており、アノード側の他端は負側出力端3bに電気的に接続されている。
The DC conversion unit 3 of the present embodiment is configured by a bridge circuit including six
また、ダイオード31aとダイオード31bとの間には、3相交流電源ACGにおける一相の電源端子から延びる交流電源ライン11aが電気的に接続されている。ダイオード31cとダイオード31dとの間には、3相交流電源ACGにおける他の一相の電源端子から延びる交流電源ライン11bが電気的に接続されている。ダイオード31eとダイオード31fとの間には、3相交流電源ACGにおける更に他の一相の電源端子から延びる交流電源ライン11cが電気的に接続されている。なお、直流変換部は、これ以外にも例えばサイリスタを用いた純ブリッジ回路や、ダイオード及びサイリスタを用いた混合ブリッジ回路によって構成されてもよい。直流変換部が純ブリッジ回路や混合ブリッジ回路によって構成される場合、サイリスタは、図示しない位相制御回路によって所定の制御角で位相制御される。
An AC
Hブリッジ回路部4は、リフティングマグネット2の励磁及び消磁を制御する。Hブリッジ回路部4は、第1〜第4のn型トランジスタ41a〜41dと、該第1〜第4のトランジスタ41a〜41dそれぞれのドレイン−ソース間に電気的に接続された第1〜第4のダイオード(第1〜第4の整流素子)42a〜42dとを含むHブリッジ回路によって構成されている。
The H
具体的には、第1のトランジスタ41aのドレインは直流変換部3の正側出力端3aに接続されており、第1のトランジスタ41aのソースは第2のトランジスタ41bのドレインに接続されている。第2のトランジスタ41bのソースは直流変換部3の負側出力端3bに接続されている。一方、第3のトランジスタ41cのドレインは、エネルギー吸収部5を介して、直流変換部3の正側出力端3aに接続されており、第3のトランジスタ41cのソースは第4のトランジスタ41dのドレインに接続されている。第4のトランジスタ41dのソースは直流変換部3の負側出力端3bに接続されている。また、第1〜第4のダイオード42a〜42dのアノードは、それぞれ第1〜第4のトランジスタ41a〜41dのソースに接続されており、第1〜第4のダイオード42a〜42dのカソードは、それぞれ第1〜第4のトランジスタ41a〜41dのドレインに接続されている。そして、第1のトランジスタ41aのソース及び第2のトランジスタ41bのドレインはリフティングマグネット2の一端に接続されており、第3のトランジスタ41cのソース及び第4のトランジスタ41dのドレインはリフティングマグネット2の他端に接続されている。
Specifically, the drain of the
第1〜第4のトランジスタ41a〜41d各々のゲートは図示しない制御回路に接続されており、第1〜第4のトランジスタ41a〜41d各々におけるドレイン−ソース間の導通状態は、該制御回路から提供される制御電流(または制御電圧)によって制御される。
The gates of the first to
エネルギー吸収部5は、リフティングマグネット2の消磁を行う際にリフティングマグネット2に蓄積されたエネルギーを吸収するための回路部分である。エネルギー吸収部5は、直流変換部3の正側出力端3aとHブリッジ回路部4における第3のトランジスタ41cのドレインとの間であって、Hブリッジ回路部4における第1のトランジスタ41aのドレインと第3のトランジスタ41cのドレインとの間に接続されている。エネルギー吸収部5は、抵抗素子51とダイオード(吸収部用整流素子)52とを有する。
The
抵抗素子51とダイオード52とは並列に接続されており、これらの並列回路は、Hブリッジ回路部4における第1のトランジスタ41aのドレインと第3のトランジスタ41cのドレインとの間に接続されている。具体的には、ダイオード52のアノードは第1のトランジスタ41aのドレインに接続されており、ダイオード52のカソードは第3のトランジスタ41cのドレインに接続されている。なお、ダイオード52は必要に応じて配置され、省略することも可能である。
The
次に、図2〜5を参照しながら、第1の実施形態のリフティングマグネット駆動回路1の動作を説明する。図2〜5は、図1に示すリフティングマグネット駆動回路における各動作モードでの電流の流れを示す図である。
(リフティングマグネットの励磁動作モード)
Next, the operation of the lifting magnet drive circuit 1 according to the first embodiment will be described with reference to FIGS. 2 to 5 are diagrams showing current flows in the respective operation modes in the lifting magnet drive circuit shown in FIG.
(Excitation mode of lifting magnet)
Hブリッジ回路部4における第1のトランジスタ41a及び第4のトランジスタ41dを導通させる。これによって、図2に示すように、直流変換部3の正側出力端3a、第1のトランジスタ41a、リフティングマグネット2、第4のトランジスタ42d、直流変換部3の負側出力端3bに励磁電流I1が流れる。
The
次に、第1のトランジスタ41aを非導通とする。これによって、図3に示すように、リフティングマグネット2、第4のトランジスタ41d、第2のダイオード42bに還流電流I2が流れる。その後、再び第1のトランジスタ41aを導通させる。これによって、図2に示すように、励磁電流I1が流れることとなる。
Next, the
このように、第1のトランジスタ41aをスイッチングすることによって、リフティングマグネット2が励磁され、鉄片等を吸着して持ち上げることができる。なお、第1のトランジスタ41aのスイッチングの割合を調整することによって、リフティングマグネット2に印加する電圧を調整することができ、リフティングマグネット2に蓄積するエネルギーを調整することができる。これによって、例えば、鉄片の吸着の強度を調整することが可能となる。
(リフティングマグネットの消磁動作モード)
In this way, by switching the
(Demagnetization mode of lifting magnet)
Hブリッジ回路部4における第1のトランジスタ41a及び第4のトランジスタ41dを非導通とし、リフティングマグネット2の両端電圧を反転させる。その後、第1のトランジスタ41aを導通させる。これによって、図4に示すように、リフティングマグネット2、第3のダイオード42c、エネルギー吸収部5における抵抗素子51、第1のトランジスタ41aに還流電流、すなわち消磁電流I3が流れ、抵抗素子51によってリフティングマグネット2に蓄積されたエネルギーが消費される。
The
これにより、リフティングマグネット2が消磁され、吸着していた鉄片等を解放することができる。
(リフティングマグネットの残留磁気の消磁動作モード)
As a result, the
(Demagnetization mode of remanence of lifting magnet)
ここで、リフティングマグネット2はヒステリシス特性によって残留磁気を有することとなる。そこで、Hブリッジ回路部4における第1のトランジスタ41aを非導通とすると共に、第2のトランジスタ41b及び第3のトランジスタ41cを導通させる。これによって、図5に示すように、直流変換部3の正側出力端3a、エネルギー吸収部5におけるダイオード52、第3のトランジスタ41c、リフティングマグネット2、第2のトランジスタ41b、直流変換部3の負側出力端3bに残留磁気の消磁電流I4が流れる。すなわち、リフティングマグネット2において消磁電流I3とは逆向きの残留磁気の消磁電流I4が流れる。
Here, the
これにより、リフティングマグネット2が完全に消磁され、吸着していた鉄片等を解放することができる。
Thereby, the
このように、第1の実施形態のリフティングマグネット駆動回路1によれば、例えば、リフティングマグネット2の両端間にはHブリッジ回路部4における第1及び第3のトランジスタ41a,41cを介して接続され、直流変換部3の正側出力端(高電位側電源)3aと負側出力端(低電位側電源)3bとの間にはHブリッジ回路部4における第3及び第4のトランジスタ41c,41dを介して接続されることとなる。したがって、リフティングマグネット2の両端電圧の上昇に起因して、第1及び第3のトランジスタ41a,41cが過電圧によりショート状態になっても、第4のトランジスタ41dによって抵抗素子51に常時電流が流れることを防止することができる。故に、第1の実施形態のリフティングマグネット駆動回路1によれば、異常動作時におけるエネルギー吸収部5の発熱を低減することが可能となる。
Thus, according to the lifting magnet drive circuit 1 of the first embodiment, for example, both ends of the
また、第1の実施形態のリフティングマグネット駆動回路1によれば、エネルギー吸収部5が抵抗素子51に並列に接続されたダイオード(吸収部用整流素子)52を有しているので、リフティングマグネット2の残留磁気の消磁を行う際に、ダイオード52を介して残留磁気の消磁電流I4が流れ、抵抗素子51による損失を抑制しつつ、リフティングマグネット2の残留磁気の消磁を効率よく行うことができる。
[第2の実施形態]
Further, according to the lifting magnet driving circuit 1 of the first embodiment, the
[Second Embodiment]
図6は、本発明の第2の実施形態に係るリフティングマグネット駆動回路を示す回路図である。図6に示すリフティングマグネット駆動回路1Aは、リフティングマグネット駆動回路1においてエネルギー吸収部5に代えてエネルギー吸収部5Aを備えている構成で第1の実施形態と異なっている。
FIG. 6 is a circuit diagram showing a lifting magnet drive circuit according to the second embodiment of the present invention. A lifting
エネルギー吸収部5Aは、エネルギー吸収部5において容量素子53を更に備えている構成でエネルギー吸収部5と異なっている。容量素子53は、直流変換部3の正側出力端(高電位側電源)3aと負側出力端(低電位側電源)3bとの間に接続されている。
The
次に、図7〜11を参照しながら、第2の実施形態のリフティングマグネット駆動回路1Aの動作を説明する。図7〜11は、図6に示すリフティングマグネット駆動回路における各動作モードでの電流の流れを示す図である。
(リフティングマグネットの励磁動作モード)
Next, the operation of the lifting
(Excitation mode of lifting magnet)
第1の実施形態のリフティングマグネット駆動回路1Aと同様に、Hブリッジ回路部4における第1のトランジスタ41a及び第4のトランジスタ41dを導通させる。これによって、図7に示すように、直流変換部3の正側出力端3a、第1のトランジスタ41a、リフティングマグネット2、第4のトランジスタ42d、直流変換部3の負側出力端3bに励磁電流I1が流れる。
Similar to the lifting
次に、第1のトランジスタ41aを非導通とする。これによって、図8に示すように、リフティングマグネット2、第4のトランジスタ41d、第2のダイオード42bに還流電流I2が流れる。その後、再び第1のトランジスタ41aを導通させる。これによって、図7に示すように、励磁電流I1が流れることとなる。
Next, the
このように、第1のトランジスタ41aをスイッチングすることによって、リフティングマグネット2が励磁され、鉄片等を吸着して持ち上げることができる。なお、第1のトランジスタ41aのスイッチングの割合を調整することによって、リフティングマグネット2に印加する電圧を調整することができ、リフティングマグネット2に蓄積するエネルギーを調整することができる。これによって、例えば、鉄片の吸着の強度を調整することが可能となる。
(リフティングマグネットの第1の消磁動作モード)
In this way, by switching the
(First demagnetization mode of lifting magnet)
第1の実施形態のリフティングマグネット駆動回路1Aと同様に、Hブリッジ回路部4における第1のトランジスタ41a及び第4のトランジスタ41dを非導通とし、リフティングマグネット2の両端電圧を反転させる。その後、第1のトランジスタ41aを導通させる。これによって、図9に示すように、リフティングマグネット2、第3のダイオード42c、エネルギー吸収部5Aにおける抵抗素子51、第1のトランジスタ41aに還流電流、すなわち消磁電流I3aが流れ、抵抗素子51によってリフティングマグネット2に蓄積されたエネルギーが消費される。
Similar to the lifting
これにより、リフティングマグネット2が消磁され、リフティングマグネット2の両端電圧を低下させることができる。
(リフティングマグネットの第2の消磁動作モード)
As a result, the
(Second demagnetization mode of lifting magnet)
次に、第1のトランジスタ41aを非導通とする。これによって、図10に示すように、リフティングマグネット2、第3のダイオード42c、エネルギー吸収部5における抵抗素子51、容量素子53、第2のダイオード42bに還流電流、すなわち消磁電流I3bが流れ、抵抗素子51によってリフティングマグネット2に蓄積されたエネルギーの一部が消費されると共に、他のエネルギーが容量素子53に蓄積される。
Next, the
この際、リフティングマグネット2のインダクタ成分と容量素子53とによって共振が発生し、リフティングマグネット2の両端電圧の放電が速まることとなる。
At this time, resonance is generated by the inductor component of the
これにより、リフティングマグネット2が消磁され、吸着していた鉄片等を解放することができる。
(リフティングマグネットの残留磁気の消磁動作モード)
As a result, the
(Demagnetization mode of remanence of lifting magnet)
ここで、上記したように、リフティングマグネット2はヒステリシス特性によって残留磁気を有することとなる。そこで、Hブリッジ回路部4における第2のトランジスタ41b及び第3のトランジスタ41cを導通させる。これによって、図11に示すように、エネルギー吸収部5Aにおける容量素子53、ダイオード52、第3のトランジスタ41c、リフティングマグネット2、第2のトランジスタ41bに残留磁気の消磁電流I4が流れる。すなわち、容量素子53に蓄積された電荷によって、リフティングマグネット2において消磁電流I3a,I3bとは逆向きの残留磁気の消磁電流I4が流れる。
Here, as described above, the
これにより、リフティングマグネット2が完全に消磁され、吸着していた鉄片等を解放することができる。
Thereby, the
このように、第2の実施形態のリフティングマグネット駆動回路1Aでも、例えば、リフティングマグネット2の両端間にはHブリッジ回路部4における第1及び第3のトランジスタ41a,41cを介して接続され、直流変換部3の正側出力端(高電位側電源)3aと負側出力端(低電位側電源)3bとの間にはHブリッジ回路部4における第3及び第4のトランジスタ41c,41dを介して接続されることとなる。したがって、リフティングマグネット2の両端電圧の上昇に起因して、第1及び第3のトランジスタ41a,41cが過電圧によりショート状態になっても、第4のトランジスタ41dによって抵抗素子51に常時電流が流れることを防止することができる。故に、第2の実施形態のリフティングマグネット駆動回路1Aによれば、異常動作時におけるエネルギー吸収部5Aの発熱を低減することが可能となる。
Thus, also in the lifting
また、第2の実施形態のリフティングマグネット駆動回路1Aでも、エネルギー吸収部5Aが抵抗素子51に並列に接続されたダイオード(吸収部用整流素子)52を有しているので、リフティングマグネット2の残留磁気の消磁を行う際に、ダイオード52を介して残留磁気の消磁電流I4が流れ、抵抗素子51による損失を抑制しつつ、リフティングマグネット2の残留磁気の消磁を効率よく行うことができる。
Also in the lifting
更に、第2の実施形態のリフティングマグネット駆動回路1Aによれば、以下のような利点を得ることができる。
Furthermore, according to the lifting
エネルギー吸収部5Aにおける抵抗素子51と容量素子53との直列回路によりリフティングマグネット2の消磁を行うことができる。その際、リフティングマグネット2のインダクタ成分と容量素子53とにより共振が発生するので、リフティングマグネット2の両端電圧の放電時間を短くすることができる。その結果、リフティングマグネット2の消磁時間を短くすることができ、鉄片を素早く解放することができる。
The
ここで、容量素子は、リフティングマグネット2からのエネルギーを蓄えるように作用する。リフティングマグネットのサイズは多種であるので、大きなリフティングマグネットに合わせて容量素子を選択すると、容量素子が大きくなってしまう。しかしながら、第2の実施形態のリフティングマグネット駆動回路1Aによれば、抵抗素子51と容量素子53との直列回路によりリフティングマグネット2の消磁を行うことができるので、抵抗素子51と容量素子53とによってリフティングマグネット2のエネルギーの消磁を分担して行うことができる。その結果、容量素子53が蓄えるエネルギーを低減することができ、容量素子53を小さくすることができる。
Here, the capacitive element acts to store energy from the
更に、第2の実施形態のリフティングマグネット駆動回路1Aによれば、抵抗素子51と、Hブリッジ回路4と、リフティングマグネット2とで閉ループを形成することができ、容量素子53を用いずにリフティングマグネット2の両端電圧の放電を行うことができる。その結果、大きなリフティングマグネット2の消磁を行う際には、抵抗素子51のみでリフティングマグネット2の保持エネルギーを低下した後に、抵抗素子51と容量素子53との直列回路によってリフティングマグネットの消磁を行うことができる。したがって、リフティングマグネット2の大きさに依存せず、容量素子53をより小さくすることができる。
Furthermore, according to the lifting
以下では、リフティングマグネット駆動回路1Aのエネルギー吸収部5Aによるリフティングマグネット2の両端電圧の放電時間について検証する。
Below, it verifies about the discharge time of the both-ends voltage of the
特許文献1に記載のエネルギー吸収部や、第1の実施形態のエネルギー吸収部5のように、抵抗素子のみを有するエネルギー吸収部では、時定数が大きく、リフティングマグネット2の両端電圧の放電時間が長いことは明らかである。また、特許文献1に記載の別のエネルギー吸収部のように、容量素子のみを有するエネルギー吸収部でも、時定数が大きく、リフティングマグネット2の両端電圧の放電時間が長くなってしまう。
In an energy absorption part having only a resistive element, such as the energy absorption part described in Patent Document 1 and the
図12は、容量素子のみを有するエネルギー吸収部によるリフティングマグネットの両端電圧の放電時間を示す図である。図12(a)には、容量素子のみを有するエネルギー吸収部5Xによるリフティングマグネット2の両端電圧の放電時間のシミュレーション結果が示されており、図12(b)には、図12(a)のシミュレーション回路図が示されている。図12(b)において、リフティングマグネット2のサイズは、1500/公称17kW、定格電流75A、コイルインダクタンス4Hである。また、エネルギー吸収部5Xは、18000μFの容量素子を10個並列に有している。
FIG. 12 is a diagram illustrating the discharge time of the voltage across the lifting magnet by the energy absorbing unit having only the capacitive element. FIG. 12 (a) shows a simulation result of the discharge time of the voltage across the
図12(a)によれば、リフティングマグネット2の放電電流が略0Aになるまでの時間、すなわちリフティングマグネット2の両端電圧の放電時間が約650msであることがわかる。
FIG. 12A shows that the time until the discharge current of the
一方、図13は、第2の実施形態のエネルギー吸収部によるリフティングマグネットの両端電圧の放電時間を示す図である。図13(a)には、第2の実施形態のエネルギー吸収部5Aによるリフティングマグネット2の両端電圧の放電時間のシミュレーション結果が示されており、図13(b)には、図13(a)のシミュレーション回路図が示されている。図13(b)において、リフティングマグネット2のサイズは、図12におけるシミュレーションと同一である。また、エネルギー吸収部5Aは、10Ωの抵抗素子が2個並列に接続された抵抗素子51と、ダイオード52と、18000μFの容量素子が2個直列に接続され、この直列回路が2個並列に接続された容量素子53とを有している。
On the other hand, FIG. 13 is a diagram illustrating the discharge time of the voltage across the lifting magnet by the energy absorbing unit of the second embodiment. FIG. 13A shows a simulation result of the discharge time of the voltage across the
図13(a)によれば、リフティングマグネット2の放電電流が略0Aになるまでの時間、すなわちリフティングマグネット2の両端電圧の放電時間が約450msであり、図12に示す容量素子のみを有するエネルギー吸収部5Xと比較して、短くなっていることがわかる。これは、リフティングマグネット2のインダクタ成分と容量素子53とにより共振が発生することによる。
[第3の実施形態]
According to FIG. 13A, the time until the discharge current of the
[Third Embodiment]
図14は、本発明の第3の実施形態に係るリフティングマグネット駆動回路を示す回路図である。図14に示すリフティングマグネット駆動回路1Bは、リフティングマグネット駆動回路1においてエネルギー吸収部5に代えてエネルギー吸収部5Bを備えている構成で第1の実施形態と異なっている。
FIG. 14 is a circuit diagram showing a lifting magnet drive circuit according to the third embodiment of the present invention. A lifting
エネルギー吸収部5Bは、直流変換部3の正側出力端(高電位側電源)3aと負側出力端(低電位側電源)3bとの間に接続されている。エネルギー吸収部5Bは、抵抗素子51と、ダイオード52と、容量素子53とを有している。
The
抵抗素子51と容量素子53とは、直流変換部3の正側出力端3aと負側出力端3bとの間に直列に接続されており、ダイオード52は抵抗素子51に並列に接続されている。本実施形態では、ダイオード52のアノードは直流変換部3の正側出力端3aに接続されており、ダイオード52のカソードは容量素子53に接続されている。なお、ダイオード52は必要に応じて配置され、省略することも可能である。
The
次に、図15〜18を参照しながら、第3の実施形態のリフティングマグネット駆動回路1Bの動作を説明する。図15〜18は、図14に示すリフティングマグネット駆動回路における各動作モードでの電流の流れを示す図である。
(リフティングマグネットの励磁動作モード)
Next, the operation of the lifting
(Excitation mode of lifting magnet)
Hブリッジ回路部4における第1のトランジスタ41a及び第4のトランジスタ41dを導通させる。これによって、図15に示すように、直流変換部3の正側出力端3a、第1のトランジスタ41a、リフティングマグネット2、第4のトランジスタ42d、直流変換部3の負側出力端3bに励磁電流I1が流れる。
The
次に、第4のトランジスタ41dを非導通とする。これによって、図16に示すように、リフティングマグネット2、第3のダイオード42c、第1のトランジスタ41aに還流電流I2が流れる。その後、再び第4のトランジスタ41dを導通させる。これによって、図15に示すように、励磁電流I1が流れることとなる。
Next, the
このように、第4のトランジスタ41dをスイッチングすることによって、リフティングマグネット2が励磁され、鉄片等を吸着して持ち上げることができる。なお、第4のトランジスタ41dのスイッチングの割合を調整することによって、リフティングマグネット2に印加する電圧を調整することができ、リフティングマグネット2に蓄積するエネルギーを調整することができる。これによって、例えば、鉄片の吸着の強度を調整することが可能となる。
In this way, by switching the
本実施形態では、第4のトランジスタ41dをスイッチングしたが、第1及び第2の実施形態のように、第4のトランジスタ41dに代えて第1のトランジスタ41aをスイッチングしてもよい。
(リフティングマグネットの消磁動作モード)
In the present embodiment, the
(Demagnetization mode of lifting magnet)
Hブリッジ回路部4における第1のトランジスタ41a及び第4のトランジスタ41dを非導通とし、リフティングマグネット2の両端電圧を反転させる。これによって、図17に示すように、リフティングマグネット2、第3のダイオード42c、エネルギー吸収部5Bにおける抵抗素子51、容量素子53、第2のダイオード42bに還流電流、すなわち消磁電流I3が流れ、抵抗素子51によってリフティングマグネット2に蓄積されたエネルギーの一部が消費されると共に、他のエネルギーが容量素子53に蓄積される。
The
この際、リフティングマグネット2のインダクタ成分と容量素子53とによって共振が発生し、リフティングマグネット2の両端電圧の放電が速まることとなる。
At this time, resonance is generated by the inductor component of the
これにより、リフティングマグネット2が消磁され、吸着していた鉄片等を解放することができる。
(リフティングマグネットの残留磁気の励磁動作モード)
As a result, the
(Excitation mode of lifting magnet's residual magnetism)
ここで、上記したように、リフティングマグネット2はヒステリシス特性によって残留磁気を有することとなる。そこで、Hブリッジ回路部4における第2のトランジスタ41b及び第3のトランジスタ41cを導通させる。これによって、図18に示すように、エネルギー吸収部5Bにおける容量素子53、ダイオード52、第3のトランジスタ41c、リフティングマグネット2、第2のトランジスタ41bに残留磁気の消磁電流I4が流れる。すなわち、容量素子53に蓄積された電荷によって、リフティングマグネット2において消磁電流I3とは逆向きの残留磁気の消磁電流I4が流れる。
Here, as described above, the
これにより、リフティングマグネット2が完全に消磁され、吸着していた鉄片等を解放することができる。
Thereby, the
このように、第3の実施形態のリフティングマグネット駆動回路1Bによれば、エネルギー吸収部5Bが、抵抗素子51に直列に接続された容量素子53を有しているので、抵抗素子51に常時電流が流れることがなく、抵抗素子51に対して直列にスイッチ素子を設ける必要がない。故に、第3の実施形態のリフティングマグネット駆動回路1Bによれば、エネルギー吸収部5Bの発熱を低減することが可能となる。
As described above, according to the lifting
また、第3の実施形態のリフティングマグネット駆動回路1Bによれば、エネルギー吸収部5Bにおける抵抗素子51と容量素子53との直列回路によりリフティングマグネット2の消磁を行うことができる。その際、リフティングマグネット2のインダクタ成分と容量素子53とにより共振が発生するので、リフティングマグネット2の両端電圧の放電時間を短くすることができる。その結果、リフティングマグネット2の消磁時間を短くすることができ、鉄片を素早く解放することができる。
Moreover, according to the lifting
また、第3の実施形態のリフティングマグネット駆動回路1Bによれば、エネルギー吸収部5Bは抵抗素子51と容量素子53との直列回路であるので、抵抗素子51と容量素子53とによってリフティングマグネット1Bのエネルギーの消磁を分担して行うことができる。その結果、容量素子53が蓄えるエネルギーを低減することができ、容量素子53を小さくすることができる。
In addition, according to the lifting
また、第3の実施形態のリフティングマグネット駆動回路1Bによれば、エネルギー吸収部5Aが抵抗素子51に並列に接続されたダイオード(吸収部用整流素子)52を有しているので、リフティングマグネット2の残留磁気の消磁を行う際に、ダイオード52を介して残留磁気の消磁電流I4が流れ、抵抗素子51による損失を抑制しつつ、リフティングマグネット2の残留磁気の消磁を効率よく行うことができる。
[第4の実施形態]
Further, according to the lifting
[Fourth Embodiment]
図19は、本発明の第4の実施形態に係るリフティングマグネット駆動回路を示す回路図である。図19に示すリフティングマグネット駆動回路1Cは、リフティングマグネット駆動回路1においてエネルギー吸収部5に代えてエネルギー吸収部5Cを備えている構成で第1の実施形態と異なっている。リフティングマグネット駆動回路1Cのその他の構成は、リフティングマグネット駆動回路1と同一である。
FIG. 19 is a circuit diagram showing a lifting magnet drive circuit according to the fourth embodiment of the present invention. A lifting
エネルギー吸収部5Cは、エネルギー吸収部5においてダイオード52を備えず、抵抗素子51のみを備えている点でエネルギー吸収部5と異なっている。抵抗素子51は、Hブリッジ回路部4における第3の整流素子42cに直列に接続されると共に、第3の整流素子42cと共に第3のトランジスタ41cに並列に接続されている。
The
このリフティングマグネット駆動回路1Cでも、リフティングマグネット駆動回路1と同様に、リフティングマグネット2の励磁、消磁及び残留磁気の消磁の際には、上記したリフティングマグネット2の励磁動作モード、消磁動作モード、残留磁気の消磁動作モードで動作することとなる(図2〜5参照)。ここで、リフティングマグネット駆動回路1Cによるリフティングマグネット2の残留磁気の消磁動作モードでは、直流変換部3の正側出力端3a、エネルギー吸収部5Cにおける第3のトランジスタ41c、リフティングマグネット2、第2のトランジスタ41b、直流変換部3の負側出力端3bに残留磁気の消磁電流I4が流れる点で、図5に示すリフティングマグネット駆動回路1によるリフティングマグネット2の残留磁気の消磁動作モードと異なる。その結果、リフティングマグネット2の残留磁気の消磁を行う際に、第3のトランジスタ41cを介して残留磁気の消磁電流I4が流れ、抵抗素子51による損失を抑制しつつ、リフティングマグネット2の残留磁気の消磁を効率よく行うことができる。
In the lifting
このように、第4の実施形態のリフティングマグネット駆動回路1Cによれば、エネルギー吸収部5におけるダイオード52を備えることなく、第1の実施形態のリフティングマグネット駆動回路1と同様の利点を得ることができる。
Thus, according to the lifting
すなわち、第4の実施形態のリフティングマグネット駆動回路1Cによれば、例えば、エネルギー吸収部5Cにおける抵抗素子51は、リフティングマグネット2の両端間にはHブリッジ回路部4における第1のトランジスタ41a及び第3の整流素子42cを介して接続され、直流変換部3の正側出力端(高電位側電源)3aと負側出力端(低電位側電源)3bとの間にはHブリッジ回路部4における第3の整流素子42c及び第4のトランジスタ41dを介して接続されることとなる。したがって、リフティングマグネット2の両端電圧の上昇に起因して、第1のトランジスタ41a及び第3の整流素子42cが過電圧によりショート状態になっても、第4のトランジスタ41dによって抵抗素子51に常時電流が流れることを防止することができる。故に、第4の実施形態のリフティングマグネット駆動回路1Cによれば、異常動作時におけるエネルギー吸収部5Cの発熱を低減することが可能となる。
[第5の実施形態]
That is, according to the lifting
[Fifth Embodiment]
図20は、本発明の第5の実施形態に係るリフティングマグネット駆動回路を示す回路図である。図20に示すリフティングマグネット駆動回路1Dは、リフティングマグネット駆動回路1Cにおいてエネルギー吸収部5Cに代えてエネルギー吸収部5Dを備えている構成で第4の実施形態と異なっている。リフティングマグネット駆動回路1Dのその他の構成は、リフティングマグネット駆動回路1Cと同一である。
FIG. 20 is a circuit diagram showing a lifting magnet drive circuit according to the fifth embodiment of the present invention. A lifting
エネルギー吸収部5Dは、エネルギー吸収部5Cにおいて容量素子53を更に備えている構成でエネルギー吸収部5Cと異なっている。容量素子53は、直流変換部3の正側出力端(高電位側電源)3aと負側出力端(低電位側電源)3bとの間に接続されている。
The
このリフティングマグネット駆動回路1Dでも、リフティングマグネット駆動回路1Aと同様に、リフティングマグネット2の励磁、消磁及び残留磁気の消磁の際には、上記したリフティングマグネット2の励磁動作モード、第1及び第2の消磁動作モード、残留磁気の消磁動作モードで動作することとなる(図7〜11参照)。ここで、リフティングマグネット駆動回路1Dによるリフティングマグネット2の残留磁気の消磁動作モードでは、エネルギー吸収部5Dにおける容量素子53、第3のトランジスタ41c、リフティングマグネット2、第2のトランジスタ41bに残留磁気の消磁電流I4が流れる点で、図11に示すリフティングマグネット駆動回路1Aによるリフティングマグネット2の残留磁気の消磁動作モードと異なる。その結果、リフティングマグネット2の残留磁気の消磁を行う際に、第3のトランジスタ41cを介して残留磁気の消磁電流I4が流れ、抵抗素子51による損失を抑制しつつ、リフティングマグネット2の残留磁気の消磁を効率よく行うことができる。
In the lifting
このように、第5の実施形態のリフティングマグネット駆動回路1Dによれば、エネルギー吸収部5Aにおけるダイオード52を備えることなく、第2の実施形態のリフティングマグネット駆動回路1Aと同様の利点をえることができる。
Thus, according to the lifting
すなわち、第5の実施形態のリフティングマグネット駆動回路1Dによれば、例えば、エネルギー吸収部5Dにおける抵抗素子51は、リフティングマグネット2の両端間にはHブリッジ回路部4における第1のトランジスタ41a及び第3の整流素子42cを介して接続され、直流変換部3の正側出力端(高電位側電源)3aと負側出力端(低電位側電源)3bとの間にはHブリッジ回路部4における第3の整流素子42c及び第4のトランジスタ41dを介して接続されることとなる。したがって、リフティングマグネット2の両端電圧の上昇に起因して、第1のトランジスタ41a及び第3の整流素子42cが過電圧によりショート状態になっても、第4のトランジスタ41dによって抵抗素子51に常時電流が流れることを防止することができる。故に、第4の実施形態のリフティングマグネット駆動回路1Cによれば、異常動作時におけるエネルギー吸収部5Cの発熱を低減することが可能となる。
That is, according to the lifting
また、エネルギー吸収部5Dにおける抵抗素子51と容量素子53との直列回路によりリフティングマグネット2の消磁を行うことができる。その際、リフティングマグネット2のインダクタ成分と容量素子53とにより共振が発生するので、リフティングマグネット2の両端電圧の放電時間を短くすることができる。その結果、リフティングマグネット2の消磁時間を短くすることができ、鉄片を素早く解放することができる。
Further, the
また、第5の実施形態のリフティングマグネット駆動回路1Dによれば、抵抗素子51と容量素子53との直列回路によりリフティングマグネット2の消磁を行うことができるので、抵抗素子51と容量素子53とによってリフティングマグネット2のエネルギーの消磁を分担して行うことができる。その結果、容量素子53が蓄えるエネルギーを低減することができ、容量素子53を小さくすることができる。
Further, according to the lifting
また、第5の実施形態のリフティングマグネット駆動回路1Dによれば、抵抗素子51と、Hブリッジ回路4と、リフティングマグネット2とで閉ループを形成することができ、容量素子53を用いずにリフティングマグネット2の両端電圧の放電を行うことができる。その結果、大きなリフティングマグネット2の消磁を行う際には、抵抗素子51のみでリフティングマグネット2の保持エネルギーを低下した後に、抵抗素子51と容量素子53との直列回路によってリフティングマグネットの消磁を行うことができる。したがって、リフティングマグネット2の大きさに依存せず、容量素子53をより小さくすることができる。
Further, according to the lifting
なお、本発明は上記した本実施形態に限定されることなく種々の変形が可能である。例えば、Hブリッジ回路部4における第1〜第4のトランジスタ41a〜41dは、電界効果トランジスタに代えてバイポーラトランジスタであってもよく、更にはスイッチング機能を備えていればトランジスタ以外の素子でも代用可能である。また、直流変換部3におけるダイオード31a〜31f、Hブリッジ回路部4における第1〜第4のダイオード42a〜42d、及び、エネルギー吸収部5,5A,5Bにおけるダイオード52は、一方向に整流機能を備えていればダイオード以外の素子でも代用可能である。
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made. For example, the first to
また、第1及び第2の実施形態では、エネルギー吸収部5,5Aにおける抵抗素子51とダイオード52との並列回路は、Hブリッジ回路部4において、直流変換部3の正側出力端3a側に設けられたが、直流変換部3の負側出力端3b側に設けられてもよい。
In the first and second embodiments, the parallel circuit of the
具体的には、エネルギー吸収部5,5Aにおける抵抗素子51とダイオード52との並列回路は、直流変換部3の負側出力端3bとHブリッジ回路部4における第4のトランジスタ41dのソースとの間であって、Hブリッジ回路部4における第2のトランジスタ41bのソースと第4のトランジスタ41dのソースとの間に接続されてもよい。この場合、ダイオード52のアノードは第4のトランジスタ41dのソースに接続され、ダイオード52のカソードは第2のトランジスタ41bのソースに接続される。
Specifically, the parallel circuit of the
このような構成によれば、例えば、エネルギー吸収部5,5Aにおける抵抗素子51は、リフティングマグネット2の両端間にはHブリッジ回路部4における第2及び第4のトランジスタ41b,41dを介して接続され、直流変換部3の正側出力端(高電位側電源)3aと負側出力端(低電位側電源)3bとの間にはHブリッジ回路部4における第3及び第4のトランジスタ41c,41dを介して接続されることとなる。したがって、リフティングマグネット2の両端電圧の上昇に起因して、第2及び第4のトランジスタ41b,41dが過電圧によりショート状態になっても、第3のトランジスタ41cによって抵抗素子に常時電流が流れることを防止することができる。故に、異常動作時におけるエネルギー吸収部5,5Aの発熱を低減することが可能となる。
According to such a configuration, for example, the
また、第4及び第5の実施形態では、エネルギー吸収部5C,5Dにおける抵抗素子51は、Hブリッジ回路部4における第3の整流素子42cに直列に接続されると共に、第3の整流素子42cと共に第3のトランジスタ41cに並列に接続されたが、Hブリッジ回路部4における第4の整流素子42dに直列に接続されると共に、第4の整流素子42dと共に第4のトランジスタ41dに並列に接続されてもよい。
In the fourth and fifth embodiments, the
このような構成によれば、例えば、エネルギー吸収部5C,5Dにおける抵抗素子51は、リフティングマグネット2の両端間にはHブリッジ回路部4における第2のトランジスタ41b及び第4の整流素子42dを介して接続され、直流変換部3の正側出力端(高電位側電源)3aと負側出力端(低電位側電源)3bとの間にはHブリッジ回路部4における第3のトランジスタ41c及び第4の整流素子42dを介して接続されることとなる。したがって、リフティングマグネット2の両端電圧の上昇に起因して、第2のトランジスタ41b及び第4の整流素子42dが過電圧によりショート状態になっても、第3のトランジスタ41cによって抵抗素子51に常時電流が流れることを防止することができる。故に、異常動作時におけるエネルギー吸収部5C,5Dの発熱を低減することが可能となる。
According to such a configuration, for example, the
1,1A,1B,1C,1D…リフティングマグネット駆動回路、2…リフティングマグネット、3…直流変換部、3a…正側出力端(高電位側電源)、3b…負側出力端(低電位側電源)、31a〜31f…ダイオード、4…ブリッジ回路部、41a〜41d…第1〜第4のトランジスタ、42a-42d…第1〜第4のダイオード(第1〜第4の整流素子)、5,5A,5B,5C,5D…エネルギー吸収部、51…抵抗素子、52…ダイオード、53…容量素子。
1, 1A, 1B, 1C, 1D ... Lifting magnet drive circuit, 2 ... Lifting magnet, 3 ... DC converter, 3a ... Positive output terminal (high potential side power supply), 3b ... Negative output terminal (low potential side power supply) ), 31a to 31f... Diode, 4... Bridge circuit section, 41a to 41d... First to fourth transistors, 42a to 42d... First to fourth diodes (first to fourth rectifier elements), 5A, 5B, 5C, 5D ... energy absorbing part, 51 ... resistive element, 52 ... diode, 53 ... capacitive element.
Claims (5)
高電位側電源と低電位側電源との間に順に直列に接続された第1及び第2のトランジスタであって、その間のノードが前記リフティングマグネットの一端に接続される前記第1及び第2のトランジスタと、前記高電位側電源と前記低電位側電源との間に電気的に順に直列に接続された第3及び第4のトランジスタであって、その間のノードが前記リフティングマグネットの他端に接続される前記第3及び第4のトランジスタと、前記第1〜第4のトランジスタにそれぞれ並列に接続された第1〜第4の整流素子とを有し、前記リフティングマグネットの励磁及び消磁を制御するHブリッジ回路部と、
前記Hブリッジ回路部における前記第1のトランジスタの前記高電位側電源に接続された端子と前記第3のトランジスタの前記高電位側電源に接続された端子との間、及び、前記Hブリッジ回路部における前記第2のトランジスタの前記低電位側電源に接続された端子と前記第4のトランジスタの前記低電位側電源に接続された端子との間、のうちの何れか一方に接続された抵抗素子を有し、前記リフティングマグネットの消磁を行う際に前記リフティングマグネットに蓄積されたエネルギーを吸収するエネルギー吸収部と、
を備える、リフティングマグネット駆動回路。 A lifting magnet drive circuit for exciting and demagnetizing a lifting magnet,
First and second transistors connected in series between a high-potential-side power supply and a low-potential-side power supply in order, and a node between them is connected to one end of the lifting magnet. A third transistor and a fourth transistor electrically connected in series between the transistor and the high-potential-side power supply and the low-potential-side power supply, and a node therebetween is connected to the other end of the lifting magnet The third and fourth transistors, and the first to fourth rectifier elements connected in parallel to the first to fourth transistors, respectively, to control excitation and demagnetization of the lifting magnet. An H-bridge circuit section;
Between the terminal connected to the high potential side power source of the first transistor and the terminal connected to the high potential side power source of the third transistor in the H bridge circuit unit, and the H bridge circuit unit A resistive element connected to any one of a terminal connected to the low potential side power source of the second transistor and a terminal connected to the low potential side power source of the fourth transistor An energy absorbing part that absorbs energy accumulated in the lifting magnet when demagnetizing the lifting magnet;
A lifting magnet drive circuit.
高電位側電源と低電位側電源との間に順に直列に接続された第1及び第2のトランジスタであって、その間のノードが前記リフティングマグネットの一端に接続される前記第1及び第2のトランジスタと、前記高電位側電源と前記低電位側電源との間に順に直列に接続された第3及び第4のトランジスタであって、その間のノードが前記リフティングマグネットの他端に接続される前記第3及び第4のトランジスタと、前記第1〜第4のトランジスタにそれぞれ並列に接続された第1〜第4の整流素子とを有し、前記リフティングマグネットの励磁及び消磁を制御するHブリッジ回路部と、
前記Hブリッジ回路部における前記第3の整流素子に直列であって且つ前記第3の整流素子と共に前記第3のトランジスタに並列に、又は、前記Hブリッジ回路部における前記第4の整流素子に直列であって且つ前記第4の整流素子と共に前記第4のトランジスタに並列に、接続された抵抗素子を有し、前記リフティングマグネットの消磁を行う際に前記リフティングマグネットに蓄積されたエネルギーを吸収するエネルギー吸収部と、
を備える、リフティングマグネット駆動回路。 A lifting magnet drive circuit for exciting and demagnetizing a lifting magnet,
First and second transistors connected in series between a high-potential-side power supply and a low-potential-side power supply in order, and a node between them is connected to one end of the lifting magnet. A third transistor and a fourth transistor connected in series between a transistor and the high-potential-side power source and the low-potential-side power source, the node between them being connected to the other end of the lifting magnet An H-bridge circuit that includes third and fourth transistors and first to fourth rectifier elements connected in parallel to the first to fourth transistors, respectively, and controls excitation and demagnetization of the lifting magnet. And
In series with the third rectifier element in the H-bridge circuit section and in parallel with the third transistor together with the third rectifier element, or in series with the fourth rectifier element in the H-bridge circuit section And having a resistance element connected in parallel to the fourth transistor together with the fourth rectifying element, and absorbing energy stored in the lifting magnet when demagnetizing the lifting magnet An absorption part;
A lifting magnet drive circuit.
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