JP5901245B2 - 電磁操作機構の駆動回路 - Google Patents
電磁操作機構の駆動回路 Download PDFInfo
- Publication number
- JP5901245B2 JP5901245B2 JP2011254772A JP2011254772A JP5901245B2 JP 5901245 B2 JP5901245 B2 JP 5901245B2 JP 2011254772 A JP2011254772 A JP 2011254772A JP 2011254772 A JP2011254772 A JP 2011254772A JP 5901245 B2 JP5901245 B2 JP 5901245B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- closing
- opening
- switch element
- drive coil
- circuit
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims description 41
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 33
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 claims description 27
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical group [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 21
- 238000009413 insulation Methods 0.000 claims description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- 230000005856 abnormality Effects 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 2
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 1
- 238000010030 laminating Methods 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Driving Mechanisms And Operating Circuits Of Arc-Extinguishing High-Tension Switches (AREA)
- Keying Circuit Devices (AREA)
Description
従来の駆動回路は、例えば、閉極用駆動コイルは、充電されたコンデンサに閉極用のスイッチ素子を介して接続されており、開閉接点の閉極動作は、閉極用のスイッチ素子を閉じることにより行い、閉極動作が完了すればスイッチ素子を開路して閉極用駆動コイルに流れていた電流を遮断する。このとき発生するサージ電圧を抑制するために、閉極用駆動コイルと並列にダイオードと抵抗を接続しておき、それまで閉極用駆動コイルに流れていた電流をダイオード及び抵抗によるループ回路に流すようにしている。開極用駆動コイル側もループ回路を有する同様の回路からなっており、同様の動作をする。
また、上記の構成の電圧検出回路に替えて、閉極側スイッチ素子に直列にリレーのコイルが接続され、保護用スイッチと並列にリレーの接点が接続され、閉極動作完了時に閉極側スイッチ素子を開路動作しても開路とならない場合は、リレーの接点を通じ閉極側コンデンサに蓄積されたエネルギーを消費させるようにしたものである。
また、電圧検出回路で閉極側スイッチ素子の電圧を監視しているので、閉極動作完了時に閉極側スイッチ素子が故障により閉路状態となっていた場合に、電圧検出回路の電圧から閉極側スイッチ素子の故障を判断して、保護用スイッチで駆動時の大きな電流の遮断を行わないようにできる。
また、電圧検出回路に替えてリレーを設けた構成では、閉極側スイッチ素子が故障により閉路状態となっていた場合においても、リレーのコイルと接点を含んだ駆動回路が動作することで、保護用スイッチで駆動時の大きな電流の遮断を行わないように制御することができる。
以下、実施の形態1による電磁操作機構の駆動回路を図に基づいて説明する。
まず、図1により回路構成から説明する。電磁操作機構は、図示しない固定鉄心の内部に往復移動可能な状態で支持された可動鉄心1と、閉極用駆動コイル2及び開極用駆動コイル3を有している。可動鉄心1は、例えば、板状の電磁鋼板が積層されて形成された断面が矩形の棒状をしており、この可動鉄心1の両端部側に、環状をした上記の閉極用駆動コイル2と開極用駆動コイル3とが、可動鉄心1を貫通させて配設されている。そして、閉極用駆動コイル2あるいは開極用駆動コイル3に通電することにより、可動鉄心1を軸方向に駆動させ、図示しない固定鉄心に吸引させて、開極側位置と閉極側位置との間を往復移動させる。
可動鉄心1は、操作対象物である、例えば、真空遮断器の真空バルブの可動接点側に、リンク機構を介して連結されており、可動鉄心1の往復移動により真空バルブの主接点が開閉動作するように構成される。
する能力を有するが、保護用スイッチ7は駆動時の電流を遮断する能力を有していない。この保護用スイッチ7を設けた点が、本願発明の特徴部である。ダイオード4は、閉極側スイッチ素子5を閉路したとき閉極用駆動コイル2を流れる電流の方向が逆方向にならないようするためのものである。
閉極用駆動コイル2と並列に、ダイオード8と抵抗9とスイッチ素子10とが直列に接続されて構成された閉極側過電圧抑制手段が接続されている。閉極用駆動コイル2,保護用スイッチ7,ダイオード4及び上記の閉極側過電圧抑制手段で閉極側のループ回路が形成されている。以上が閉極側回路である。
なお、コンデンサ6,13は、図示しない直流の電源から電力の供給を受け、充電される。
例えば、閉極用駆動コイル2の巻数を500ターン、開極用駆動コイル3の巻数を100ターンとした場合、開極用駆動コイル3に100Vの電圧を印加したとすると、巻数比に比例した500Vの誘導電圧が閉極用駆動コイル2の両端に発生する。
閉極動作では、まず保護用スイッチ7が閉路となる(図2(a))。次に、閉極側スイッチ素子5が閉路となる(図2(b))ことで、閉極側コンデンサ6から閉極用駆動コイル2に電流が流れて励磁される。このとき、開極側回路の開極側スイッチ素子12及びスイッチ素子16がオフのため、開極用駆動コイル3に誘導起電力が発生しても電流は流れない。
閉極側スイッチ素子5が閉路となった直後、閉極側ループ回路のスイッチ素子10が閉路となる(図2(c))。
なお、閉極側スイッチ素子5が開路となっても、真空バルブの可動接点は閉極状態を保つように保持機構で保持されるようになっている。開極時も同様である。
開路しているため、閉極側スイッチ素子5や閉極側ループ回路のスイッチ素子10に電圧はかからない。そのため、上述したように巻数比により閉極用駆動コイル2に大きな誘導起電力が発生しても、閉極側スイッチ素子5やスイッチ素子10が、発生する高い電圧により破損することはない。
開極動作完了後、開極側スイッチ素子12が開路となる(図2(d))。これにより、開極用駆動コイル3に流れていた電流は開極側ループ回路に流れ、この回路において開閉サージが吸収されると共に開極用駆動コイル3に流れていた電流は徐々に減少する。そして、その電流が十分小さくなった時点で開極側ループ回路のスイッチ素子16は開路となり(図2(e))、開極用駆動コイル3に流れていた電流は遮断される。
更に、保護用スイッチの両極接点間が、スイッチの開路時に物理的に所定の空間絶縁距離を得ることができるような機械式のスイッチとしても良い。これにより、開極用駆動コイル3に電流を流した際、閉極用駆動コイル2へ発生する高電圧から回路の素子(閉極用スイッチ素子5あるいはスイッチ素子10)をより確実に保護することができる。
なお、ここで示す保護用スイッチの例は、以下の実施の形態でも同様に適用できる。
図3は、この発明の実施の形態2による電磁操作機構の駆動回路の構成を示す回路図であり、図4は、図3の駆動回路で閉極側スイッチ素子が正常の場合と短絡故障等の場合の閉極動作を説明するタイムチャートである。実施の形態1の図1と同等部分は同一符号を付して説明は省略し、以下では相違点を中心に説明する。
相違点は、図3に示すように、閉極用駆動コイル2の部分に電圧検出回路を設けた点である。すなわち、閉極側スイッチ素子5に並列で、かつ、閉極用駆動コイル2に直列に、電圧検出回路17を設けたものである。それ以外は、実施の形態1の図1と同等である。電圧検出回路17は、閉極側スイッチ素子5の両端の電位差を検出する。
(A)に示す正常時の動作は、実施の形態1の図2で説明した閉極動作と同様なので詳細な説明は省略する。
正常時の動作では、閉極動作完了後に閉極側スイッチ素子5が開路される(図4(b))タイミングで、電圧検出回路17の電圧は閉極側コンデンサ6の両端に近い値となる。
もし、閉極側スイッチ素子5が開路となるはずのタイミング(図4(e)の破線部)で、閉極側スイッチ素子5が開路できずに閉路状態のままとなっていた場合、電圧検出回路17の電圧は零に近い値となる。この場合は、閉極側スイッチ素子5は短絡故障していると判断され、保護用スイッチ7は、正常時では開路するタイミングで開路させずに閉路のままとする(図4(d))。保護用スイッチ7が閉路のままのため、閉極側コンデンサ6に蓄えられていたエネルギーは零となるまで消費される。閉極側コンデンサ6に蓄えられていたエネルギーが零に近い値となることで、閉極用駆動コイル2に流れていた電流も零に近くなり、駆動時の電流を遮断する能力を有していない保護用スイッチ7でも遮断可能となるので、保護用スイッチ7を開路する(図4(d))。
図5は、この発明の実施の形態3による電磁操作機構の駆動回路の構成を示す回路図である。実施の形態2の図3と同等部分は同一符号を付して説明は省略し、以下では相違点を中心に説明する。
相違点は、開極側回路にも電圧検出回路を設けた点である。図5に示すように、開極側スイッチ素子12に並列で、かつ、開極用駆動コイル3に直列に、電圧検出回路18を設けたものである。それ以外は、実施の形態2の図3と同等である。
閉極動作及び開極動作は、実施の形態2で説明したものと同等であり、また、電圧検出回路17の作用も実施の形態2と同様である。本実施の形態では、更に、下記のような作用を奏するものである。
電圧検出回路の用途を、実施の形態2のような閉極側スイッチ素子5の故障を検知することのみに限定せず、正常時はコンデンサ電圧を検出する機能を有することに着目し、それを利用するようにしたものである。
図6は、この発明の実施の形態4による電磁操作機構の駆動回路の構成を示す回路図であり、図7は、図6の駆動回路で閉極側スイッチ素子が正常の場合と短絡故障等の異常の場合の閉極動作を説明するタイムチャートである。実施の形態1の図1と同等部分は同一符号を付して説明は省略し、以下では相違点を中心に説明する。
ここで、リレー19のコイル19aの抵抗は、閉極用駆動コイル2に比べて非常に大きくして、閉極動作に影響は与えないものとする。また、接点19bは、コイル19aに電流が流れているときは閉路するa接点とする。
閉極動作では、まず保護用スイッチ7が閉路する(図7(a))。次に、閉極側スイッチ素子5が閉路となる(図7(b))ことで、閉極側コンデンサ6から閉極用駆動コイル2とリレー19のコイル19aに電流が流れる。コイル19aに電流が流れることで接点19bが閉路となる(図7(d))。また、閉極側スイッチ素子5が閉路となった直後、閉極側ループ回路のスイッチ素子10も閉路となる(図7(c))。
また、閉極側コンデンサの電圧でリレーのコイルと接点が動作するため、装置の電源が消失した場合においても、保護用スイッチおよびリレーの接点で駆動時の電流の遮断を行わないようにすることができる。
3 開極用駆動コイル 4 ダイオード
5 閉極側スイッチ素子 6 閉極側コンデンサ
7 保護用スイッチ 8 ダイオード
9 抵抗 10 スイッチ素子
11 ダイオード 12 開極側スイッチ素子
13 開極側コンデンサ 14 ダイオード
15 抵抗 16 スイッチ素子
17 電圧検出回路 18 電圧検出回路
19 リレー 19a コイル
19b 接点。
Claims (4)
- 駆動対象物に連結される可動鉄心と、前記可動鉄心を駆動する閉極用駆動コイル及び開極用駆動コイルを有する電磁操作機構の駆動回路であって、
直流電源となる閉極側コンデンサに閉極側スイッチ素子を介して前記閉極用駆動コイルが接続され、抵抗とスイッチ素子とが直列接続された閉極側過電圧抑制手段が前記閉極用駆動コイルに並列に接続され、前記閉極用駆動コイルと前記閉極側スイッチ素子との間に保護用スイッチが設けられ、前記閉極側スイッチ素子に並列で、かつ、前記閉極用駆動コイルに直列に電圧検出回路が設けられた閉極側回路と、
直流電源となる開極側コンデンサに開極側スイッチ素子を介して前記開極用駆動コイルが接続され、抵抗とスイッチ素子とが直列接続された開極側過電圧抑制手段が前記開極用駆動コイルに並列に接続された開極側回路とを備え、
前記開極用駆動コイルが励磁されて前記閉極用駆動コイル側に誘導起電力が発生するときは、前記保護用スイッチが開路され、
また、閉極動作完了時において、前記閉極側スイッチ素子を開路動作しても前記電圧検出回路で検出される電圧が零に近い場合は、前記閉極側コンデンサに蓄積されたエネルギーが消費されて零に近くなるまで前記保護用スイッチを開路しないように制御されることを特徴とする電磁操作機構の駆動回路。 - 請求項1記載の電磁操作機構の駆動回路において、
更に、前記開極側スイッチ素子に並列で、かつ、前記開極用駆動コイルに直列に電圧検出回路が設けられ、前記閉極側コンデンサ及び前記開極側コンデンサの充電時並びに開閉動作時以外のときには、前記両電圧検出回路によって、前記両駆動コイル及び前記両駆動コイルのそれぞれに直列接続された配線の状態を監視するようにしたことを特徴とする電磁操作機構の駆動回路。 - 駆動対象物に連結される可動鉄心と、前記可動鉄心を駆動する閉極用駆動コイル及び開極用駆動コイルを有する電磁操作機構の駆動回路であって、
直流電源となる閉極側コンデンサに閉極側スイッチ素子を介して前記閉極用駆動コイルが接続され、抵抗とスイッチ素子とが直列接続された閉極側過電圧抑制手段が前記閉極用駆動コイルに並列に接続され、前記閉極用駆動コイルと前記閉極側スイッチ素子との間に保護用スイッチが設けられ、前記閉極側スイッチ素子に直列にリレーのコイルが接続され、前記保護用スイッチと並列に前記リレーの接点が接続された閉極側回路と、
直流電源となる開極側コンデンサに開極側スイッチ素子を介して前記開極用駆動コイルが接続され、抵抗とスイッチ素子とが直列接続された開極側過電圧抑制手段が前記開極用駆動コイルに並列に接続された開極側回路とを備え、
前記開極用駆動コイルが励磁されて前記閉極用駆動コイル側に誘導起電力が発生するときは、前記保護用スイッチが開路され、
閉極動作完了時に前記閉極側スイッチ素子を開路動作しても開路とならない場合は、前記リレーの前記接点を通じ前記閉極側コンデンサに蓄積されたエネルギーを消費させるようにしたことを特徴とする電磁操作機構の駆動回路。 - 請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の電磁操作機構の駆動回路において、
前記保護用スイッチは、前記保護用スイッチの両極接点間が開路時において物理的に所定の空間絶縁距離を得ることができる機械的スイッチとしたことを特徴とする電磁操作機構の駆動回路。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011254772A JP5901245B2 (ja) | 2011-11-22 | 2011-11-22 | 電磁操作機構の駆動回路 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011254772A JP5901245B2 (ja) | 2011-11-22 | 2011-11-22 | 電磁操作機構の駆動回路 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2013109997A JP2013109997A (ja) | 2013-06-06 |
JP5901245B2 true JP5901245B2 (ja) | 2016-04-06 |
Family
ID=48706550
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2011254772A Active JP5901245B2 (ja) | 2011-11-22 | 2011-11-22 | 電磁操作機構の駆動回路 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5901245B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103560040A (zh) * | 2013-11-08 | 2014-02-05 | 宁夏天地经纬电力设备工程有限公司 | 一种智能断路器永磁操动机构 |
JP6157538B2 (ja) * | 2015-05-29 | 2017-07-05 | 三菱電機株式会社 | 電磁操作機構の駆動回路 |
EP3506330B1 (en) * | 2016-08-26 | 2020-09-23 | Mitsubishi Electric Corporation | Electromagnetic operation mechanism drive circuit |
CN112490065B (zh) * | 2020-07-10 | 2023-05-30 | 安徽一天电气技术股份有限公司 | 一种开关 |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4971738B2 (ja) * | 2006-09-28 | 2012-07-11 | 三菱電機株式会社 | 開閉器の操作回路及びこれを用いた電力用開閉器 |
JP5249704B2 (ja) * | 2008-10-09 | 2013-07-31 | 三菱電機株式会社 | 電磁操作機構の駆動回路 |
-
2011
- 2011-11-22 JP JP2011254772A patent/JP5901245B2/ja active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2013109997A (ja) | 2013-06-06 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP2579291B1 (en) | Coil actuator for a switching device and related switching device | |
US8159807B2 (en) | Method and device for operating a switching device | |
US8134819B2 (en) | Single coil actuator for low and medium voltage applications | |
US20130181793A1 (en) | Electrical contactor | |
KR20070088796A (ko) | 스위칭 장치의 안전한 동작을 위한 방법 및 장치 | |
JP5901245B2 (ja) | 電磁操作機構の駆動回路 | |
TWI528401B (zh) | 接觸器用操作裝置 | |
JP2009176527A (ja) | 電磁操作式開閉装置 | |
EP2407993B1 (en) | An improved trip circuit supervision relay for low and medium voltage applications | |
CN105047491B (zh) | 一种永磁操作机构防跳装置 | |
US10305390B2 (en) | Filter circuit for eliminating inrush current, DC coil control circuit, and electromagnetic contactor | |
CN109690718B (zh) | 电磁操作机构的驱动电路 | |
JP6157538B2 (ja) | 電磁操作機構の駆動回路 | |
JP2010257660A (ja) | 真空遮断器の操作回路 | |
EP2693456B1 (en) | Coil actuator for a switching device and related correction method | |
KR102344181B1 (ko) | 고속 스위치 | |
JP2012191716A (ja) | 直流出力回路のコンデンサ放電回路 | |
CN111033282B (zh) | 容错电磁线圈致动和监控 | |
JP4980116B2 (ja) | 過負荷継電器 | |
JP5881807B2 (ja) | 開閉器のラッチ式の電磁操作装置を駆動する駆動回路 | |
JP2016225101A5 (ja) | ||
KR200471411Y1 (ko) | 과전압 보호회로 내장형 전자개폐기 | |
JP2006352964A (ja) | リレー装置およびその電源逆接続時動作防止方法 | |
JP2004273340A (ja) | 回路遮断器のリモート操作装置 | |
PL215108B1 (pl) | Układ sterowania elektrycznego napędu rogatkowego |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20141114 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20150819 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20150825 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20151006 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20160209 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20160308 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 5901245 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |