JPH022080Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は直流電動機の界磁切換制御装置に関す
る。

一般に直流電動機の回転方向を切り換える為に
は、例えば界磁切換方法がよく知られているとこ
ろである。この種の界磁切換方法は直流電動機の
界磁巻線と界磁巻線用電源装置との間に電磁接触
切換等の切換スイツチを挿入し、この切換スイツ
チを切り換えて界磁巻線に供給する電流の方向を
切り換えることによつて行なつている。この界磁
電流を切り換える方法の一例を第１図に示す。第
１図において、１ａは直流電動機の電機子、１ｂ
は界磁巻線である。電機子１ａの両端には例えば
順電力変換装置等から成る直流電源装置２が接続
されている。３は前記界磁巻線１ｂに直流電流を
供給する為の界磁電源装置であり、例えばサイリ
スタ３ａを制御素子とする順変換装置から成る。
前記サイリスタ３ａのゲートは該サイリスタ３ａ
に制御信号を供給する制御回路４に接続されてい
る。この制御回路４および前記サイリスタ３ａの
共通接続点５は図示極性のダイオード６およびツ
エナーダイオード７を順次直列に接続して成る自
己点弧回路１４を介してサイリスタ３ａのアノー
ドに接続されている。界磁電源装置３と界磁巻線
１ｂを結ぶ電路には電磁接触器２０の正転用主回
路接点８ａおよび逆転用主回路接点９ａが図示の
ように介挿されている。この接点８ａ，９ａと界
磁巻線１ｂの共通接続点１０には所定の切換え時
に界磁巻線１ｂに蓄えられた電磁エネルギーを放
電させる為の放電抵抗１１が接続されている。前
記電磁接触器２０の制御回路を第２図に示す。第
２図において１２ａ，１２ｂは制御母線である。
この制御母線１２ａ，１２ｂ間には正転用切換ス
イツチ１３ａ、逆転用リレー９の常閉接点９ｂお
よび正転用リレー８を順次直列接続した第１直列
回路と、逆転用切換スイツチ１３ｂ、正転用リレ
ー８の常閉接点８ｂおよび逆転用リレー９を順次
直列接続した第２直列回路とが並列接続されてい
る。上記のように構成された装置において、制御
母線１２ａ，１２ｂ間には図示しない制御電源よ
り電流が供給されているものとする。いま正転用
切換スイツチ１３ａをオンさせると正転用リレー
８に電流が流れ、該リレー８が励磁される。する
と電磁接触器２０の正転用主回路接点８ａは閉成
され、常閉接点８ｂは開放される。これにより界
磁電源装置３から主回路接点８ａを介して界磁巻
線１ｂに正転用の界磁電流が供給される。つぎに
正転用切換スイツチ１３ａをオフさせると正転用
リレー８が消磁されるので、前記主回路接点８ａ
は開放され、常閉接点８ｂは閉成される。この場
合主回路接点８ａ，９ａがともに開放されるので
界磁電源装置３と界磁巻線１ｂを結ぶ電路は開放
状態となる。この時界磁巻線１ｂに蓄えられた電
磁エネルギーは放電抵抗１１へ放電される。その
後逆転用切換スイツチ１３ｂをオンさせると逆転
用リレー９が励磁されるので、主回路接点９ａは
閉成され、常閉接点９ｂは開放される。これによ
り、界磁電源装置３から主回路接点９ａを介して
界磁巻線１ｂに逆転用の界磁電流が供給される。

上述のように界磁巻線１ｂに供給する電流を正
転←→逆転に切り換えた場合、界磁電源装置３と
界磁巻線１ｂを結ぶ電路は開放状態となるが、こ
の他に制御母線１２ａ，１２ｂに接続された制御
電源（図示省略）が停電した場合も前記リレー
８，９が消磁されるので前記電路は開放状態とな
る。

上記のような界磁電流切換制御方法は、正転←
→逆転切り換え操作時に界磁電源装置３と界磁巻
線１ｂを結ぶ電路を開放して、電磁エネルギーを
全て放出させた時点で正←→逆転を行なうので、
放電抵抗１１が必要となる。放電抵抗１１を界磁
巻線１ｂに接続しておくことは装置の部品点数が
増加し、この為余分なスペースが必要となつて装
置が大型化ししてしまうばかりでなく、電磁エネ
ルギーを熱として消費させるので電力損失が増大
し効率が非常に悪い等の欠点があつた。

本考案は上記の点に鑑みなされたもので、界磁
電源装置と界磁巻線を結ぶ電路を開放させずに界
磁巻線の電磁エネルギーを界磁電源装置側で放電
させるように界磁制御を行ない、これにより放電
抵抗を除去することができる直流電動機の界磁切
換制御装置を提供することを目的としている。

以下図面を参照しながら本考案の一実施例を説
明する。第３図および第４図において第１図およ
び第２図と同一部分は同一符号を持つて示し、そ
の説明は省略する。第３図において界磁巻線１ｂ
と界磁電源装置３を結ぶ電路にはラツチ式電磁接
触器４０の正転用主回路接点２８ａおよび逆転用
主回路接点２９ａが図示のように介挿されてい
る。この正転用主回路接点２８ａは後述する正転
用主リレー２８が励磁されたときにオン（閉成）
状態となり、その後主リレー２８が非励磁となつ
てもオン状態を保持し、その保持は後述する逆転
用主リレー２９の励磁時に解除されるものであ
る。逆転用主回路接点２９ａは逆転用主リレー２
９が励磁されたときにオン（閉成）状態となり、
その後主リレー２９が非励磁となつてもオン状態
を保持し、その保持は正転用主リレー２８の励磁
時に解除されるものである。前記制御回路４に
は、正転←→逆転切換え操作時に励磁される後述
の限時継電器３４の常閉接点３４ａが接続されて
いる。この常閉接点３４ａのオフ時（開放時）に
は、制御回路４の駆動を停止して出力が零とな
り、制御回路４からサイリスタ３ａに点弧制御信
号は供給されなくなる。次に前記電磁接触器４０
の制御回路を第４図に示す。第４図において、３
０ａ，３０ｂは制御母線である。この制御母線３
０ａ，３０ｂ間には正転用切換スイツチ１３ａ、
逆転用補助リレー３２の常閉接点３２ａおよび正
転用補助リレー３１を順次直列接続した第３直列
回路と、逆転用切換スイツチ１３ｂ、正転用補助
リレー３１の常閉接点３１ａおよび逆転用補助リ
レー３２を順次直列接続した第４直列回路と、正
転用補助リレー３１の第１常開接点３１ｂ、正転
用主リレー２８の第１常閉接点２８ｂおよび限時
継電器３４を順次直列接続した第５直列回路と、
限時継電器３４の限時動作常開接点３４ｂ、前記
正転用補助リレー３１の第２常開接点３１ｃ、正
転用主リレー２８の第２常閉接点２８ｂおよび正
転用主リレー２８を順次直列接続した第６直列回
路とが接続されている。前記制御母線３０ａと、
前記第１常閉接点２８ｂと限時継電器３４の共通
接続点３５との間には逆転用補助リレー３２の常
開接点３２ｂおよび正転用主リレー２８の第１常
開接点２８ｃが直列に接続されている。前記制御
母線３０ｂと、前記正転用補助リレー３１の第２
常開接点３１ｃと限時動作常開接点３４ｂの共通
接続点３６との間には逆転用補助リレー３２の第
２常開接点３２ｃ、正転用主リレー２８の第２常
開接点２８ｃおよび逆転用主リレー２９が直列に
接続されている。前記接点２８ｂと２８ｃは連動
する接点であり、正転用主リレー２８が励磁され
たときに接点２８ｂはオフ（開放）、接点２８ｃ
はオン（閉成）の状態となり、その後主リレー２
８が非励磁となつてもその状態は保持され、その
保持は逆転用主リレー２９の励磁時に解除される
ものである。前記限時継電器３４の限時動作常開
接点３４ｂは、限時継電器３４が励磁されてから
所定時間経過後にオン（閉成）となり、限時継電
器３４の励磁電流消失時には即座にオフ（開放）
されるものである。

次に上記のように構成された装置の動作を述べ
る。いま逆転用切換スイツチ１３ｂがオン（閉
成）状態にあり逆転用主回路接点２９ａが閉成さ
れていて、界磁電源装置３から界磁巻線１ｂに逆
転用界磁電流が供給されているものとする。この
状態で正転用切換スイツチ１３ａをオン、逆転用
切換スイツチ１３ｂをオフさせると、逆転用補助
リレー３２がオフしその常閉接点３２ａが閉路す
ることによつて正転用補助リレー３１に電流が流
れ、該リレー３１が励磁される。これにより常閉
接点３１ａと常開接点３２ｂ，３２ｃが開放さ
れ、常開接点３１ｂ，３１ｃが閉成される。常開
接点３１ｂが閉成されると限時継電器３４に励磁
電流が流れ、その常閉接点３４ａは開放される。
前記限時継電器３４が励磁状態になつても、限時
動作常開接点３４ｂは所定時間開放状態を保つ。
このため前記接点３４ｂが開放されている間は正
転用主リレー２８が励磁されることはないので、
逆転用主回路接点２９ａの閉成状態が保たれる。
一方限時継電器３４の常閉接点３４ａが開放され
たことによつて制御回路４の駆動が停止し、制御
回路４からサイリスタ３ａに点弧制御信号は供給
されなくなる。このため界磁電源装置３の出力が
零となり、界磁巻線１ｂに逆転用の界磁電流は供
給されなくなる。すると界磁巻線１ｂには今まで
流れている方向に電流を流そうとする電圧が誘起
し、この電圧が界磁巻線１ｂから前記接点２９ａ
を介して界磁電源装置３のサイリスタ３ａのアノ
ード側へ印加される。この為自己点弧回路１４の
ツエナーダイオード７のブレークオーバー電圧を
予め前以て界磁巻線の逆電圧以下であるよう規定
しておけばダイオード７が導通し、自己点弧回路
１４を介してサイリスタ３ａのゲートに点弧電流
が流れる。これによりサイリスタ３ａが再導通し
て、界磁巻線１ｂの電磁エネルギーはサイリスタ
３ａのアノード、カソードを通して放電される。

次に限時継電器３４が励磁されてから所定時間
経過すると限時動作常開接点３４ｂがオン（閉
成）する。すると前記接点３４ｂ，３１ｃ，２８
ｂを介して正転用主リレー２８に励磁電流が流れ
該リレー２８は付勢される。このため正転用主回
路接点２８ａが閉成されるとともに、逆転用主回
路接点２９ａが開放される（閉成状態の保持が解
除される）。またこのとき正転用主リレー２８の
常閉接点２８ｂは開放され、常開接点２８ｃは閉
成される。前記常閉接点２８ｂが開放されたこと
によつて限時継電器３４は非励磁状態となつて、
その常閉接点３４ａは閉成される。このため制御
回路４が駆動状態となつて該制御回路４からサイ
リスタ３ａに点弧制御電流が供給される。これに
よつて界磁電源装置３から正転用主回路接点２８
ａを介して界磁巻線１ｂに正転用界磁電流が供給
される。尚、限時動作常開接点３４ｂは磁限時継
電器３４が非励磁となつたときに即座に開放され
る。また正転用主リレー２８が励磁されてその常
閉接点２８ｂが開放されると該リレー２８は非励
磁となるが、その場合でも主回路接点２８ａのオ
ン状態、常閉接点２８ｂのオフ状態、常開接点２
８ｃのオン状態はいずれも保持されるものであ
る。

上記のようにして逆転から正転へ界磁電流の切
換えが行われるが、正転から逆転への切換えも同
様に行われる。すなわち前記切換スイツチ１３ａ
がオン、１３ｂがオフ、主回路接点２８ａがオ
ン、主回路接点２９ａがオフ、常閉接点２８ｂが
オフ、常開接点２８ｃがオン、限時動作常開接点
３４ｂがオフとなつているときに逆転用切換スイ
ツチ１３ｂをオン、正転用切換スイツチ１３ａを
オフさせる。すると正転用補助リレー３１が消勢
されるとともに逆転用補助リレー３２が付勢され
て、接点３１ｂ，３１ｃが開放、接点３２ｂ，３
２ｃが閉成される。前記接点３２ｂが閉成された
ことによつて該接点３２ｂおよび常開接点２８ｃ
を介して限時継電器３４に励磁電流が流れ、その
常閉接点３４ａは開放される。限時継電器３４が
励磁されてから所定時間、限時動作常開接点３４
ｂは開放状態を保ち、その保持期間中は制御回路
４の駆動を停止して界磁電源装置３からの界磁電
流の供給を停止する。そしてこの界磁電流供給停
止期間中も主回路接点２８ａのオン状態が保持さ
れているので、界磁巻線１ｂの電磁エネルギーは
前述した自己点弧回路１４の動作によつてサイリ
スタ３ａを通して放電される。次に所程時間後に
限時動作常開接点３４ｂがオンすると、該接点３
４ｂ、常開接点３２ｃおよび常開接点磁２８ｃを
介して逆転用主リレー２９に励磁電流が流れ、該
リレー２９は付勢される。このため前記接点２９
ａがオン、２８ａがオフし、接点２８ｂがオン、
２８ｃがオフとなる。そして前記接点２８ｃがオ
フになつたことにより限時継電器３４が消勢され
て、その接点３４ａがオン、接点３４ｂがオフと
なる。このため制御回路４が駆動して界磁電源装
置３から逆転用主回路接点２９ａを介して界磁巻
線１ｂに逆転用界磁電流が供給される。

尚限時継電器３４が励磁されてから限時動作常
開接点３４ｂがオンするまでの時間は、例えば界
磁電流の供給を停止してから界磁巻線１ｂの電磁
エネルギーが界磁電源装置３側で完全に放電され
るまでの時間に設定しておくものである。

以上のように本考案によれば、直流電動機の界
磁巻線と界磁電源装置を結ぶ電路にラツチ式電磁
接触器を介挿し、界磁切り換え操作時に前記電磁
接触器が切り換わるのを所定時間遅延させるとと
もに界磁電源装置の出力を零にする指令を発する
限時継電器と、この限時継電器の遅延時間中に前
記界磁巻線に蓄えられた電磁エネルギーによつて
前記界磁電源装置の制御素子を点弧させる自己点
弧回路とを設け、前記界磁巻線の電磁エネルギー
を界磁電源装置の制御素子を通して放電させるよ
うに構成したので、界磁巻線の電磁エネルギーを
放電させる為の放電抵抗が不要となり、これによ
つて装置の部品点数が増加せず余分なスペースが
不要になつて電源装置の小形化、省エネルギーを
図ることができる等の効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図はともに従来の直流電動機
の界磁電流切り換え方法を示し、第１図は主回路
図、第２図は制御回路図、第３図および第４図は
ともに本考案の一実施例を示し、第３図は主回路
図、第４図は制御回路図である。 １ａ……電機子、１ｂ……界磁巻線、２……直
流電源装置、３……界磁電源装置、３ａ……サイ
リスタ、４……制御回路、６……ダイオード、７
……ツエナーダイオード、１３ａ……正転用切換
スイツチ、１３ｂ……逆転用切換スイツチ、１４
……自己点弧回路、２８……正転用主リレー、２
８ａ……正転用主回路接点、２９……逆転用主リ
レー、２９ａ……逆転用主回路接点、３１……正
転用補助リレー、３２……逆転用補助リレー、３
４……限時継電器、４０……電磁接触器。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. ゲート制御半導体素子および該素子のゲートに
   点弧信号を与える制御装置とを有し、直流電動機
   の界磁巻線に界磁電流を供給する界磁電源装置
   と、この界磁電源装置と前記界磁巻線を結ぶ電路
   に介挿され、且つ界磁電流の通流方向を切り換え
   るラツチ式電磁接触器と、界磁電流切り換え操作
   時に前記電磁接触器が切り換わるのを所定時間遅
   延させるとともに前記制御装置の駆動を停止させ
   る限時継電器と、所定電圧印加時に導通する半導
   体素子を前記ゲート制御半導体素子のアノード、
   ゲート間に接続して成る自己点弧回路とを備えた
   ことを特徴とする直流電動機の界磁切換制御装
   置。