JPH03147304A - 励磁コイルの制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は制御スイッチが故障しても励磁コイルを励磁で
きるように制御装置を改良した励磁コイルの制御装置に
関する。

〔従来の技術〕

一般に高圧電動機の起動・運転用、動力用変圧器の開閉
用等に使用される配電盤は、電流開閉用の開閉器として
たとえば電磁接触器を使用している。電磁接触器はアー
クシュート内に一対の固定接触子と可動接触子とを配置
し、可動接触子を固定接触子に接離する時に生ずるアー
クを、アークシュート内で消弧している。そして、可動
接触子を回動するには、操作回路内に設けた励磁コイル
を励磁し、その吸引力で可動接触子を固定接触子に接触
し、励磁コイルを消磁すると、可動接触子が固定接触子
より離れて消弧する。

このように、励磁コイルに流す励磁電流を制御する装置
は、次のように構成されていると共に、この種の装置と
して特開昭６２−１５６８０４号公報を挙げることがで
きる。整流器の入力側に投入スイッチを設け、整流器の
出力側両端に励磁コイルを直列接続し、直列回路を形成
し、整流器と電磁コイルとの間の直列回路に制御スイッ
チを接続している。

制御スイッチは投入スイッチの動作に応じて同動作をす
る。投入スイッチが閉じると、制御スイッチも閉じて、
励磁コイルに直流電流が流れて、励磁コイルを励磁し、
この吸引力で可動接触子を回動して、固定接触子に接触
する。励磁コイルに直流電流が流れなければ、可動接触
子が固定接触子より離れて遮断する。

〔発明が解決しようとする課題〕

そして、制御スイッチは一般に半導体スイッチたとえば
電界効果型トランジスタ、サイリスタ等を使用している
ので、使用中の周囲温度、周囲雰囲気等により劣化を生
じ制御不能になることがある。また、制御スイッチを制
御する制御装置の故障についても同様である。そうする
と、励磁コイルを励磁しているにもかかわらず遮断状態
になり、電力供給が出来ないので、電力供給の信頼性が
落ちる。

本発明の目的は、制御スイッチおよび制御装置が故障し
、励磁コイルが無励磁なるのを防止して。

電力を安定して供給できる電磁コイルの制御装置を提供
することにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の電磁コイルの制御装置は、投入スイッチを整流
器の入力側に設け、整流器の出力側両端に電磁コイルを
直列接続した直列回路を備え、整流器と電磁コイルとの
間の直列回路に上記投入スイッチの動作に応じて動作を
する制御スイッチを接続し、制御スイッチを動作させて
上記電磁コイルを励磁し、開閉器を動作させる制御装置
において、上記制御スイッチが不動作時に動作をして励
磁コイルを励磁するバンクアップスイッチを設けること
にある。

〔作用〕

この構成によれば、制御スイッチが不動作時にバンクア
ップスイッチが動作をして、励磁コイルに電流を流し、
励磁コイルを励磁し、開閉器の投入状態を保持し、電力
系統の停電を防止し、電力を安定して供給することがで
きる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を第１図により説明する６第１図
は電磁接触器に使用した電磁コイルの制御装置を示す図
である。

投入スイッチ１は交流電源２と整流器３の入力端との間
に接続されている。整流器３の出力端間に励磁コイル４
を直列接続し、直列回路５を構成している。励磁コイル
４は整流器３からの直流電流により励磁されると、その
吸引力で可動接触子４Ａを回動して固定接触子４Ｂに接
触し、投入状態を保持する。投入スイッチ１を開放すれ
ば、励磁コイルは無励磁となり、図示していない遮断ば
ねのエネルギーを釈放し、可動接触子が固定接触子より
離れ遮断状態を保持する。

整流器３と励磁コイル４との間の直列回路５に設けた制
御装置６は、制御スイッチ７、逆電圧防止スイッチ８．
Ｚｎ、Ｒ（酸化亜鉛素子）９等により構成されている。

制御スイッチ７は整流器３の出力端と励磁コイル４との
間の直列回路５に設けられており、投入スイッチ１と同
じ動作をする。

逆電圧防止スイッチ８とダイオード１０とは、励磁コイ
ル４と直列回路５間とに並列接続されている。スイッチ
７．８には電界効果型トランジスタを使用しているが、
他のスイッチたとえばサイリスタを使用してもよい、逆
電圧防止スイッチ８は。

投入スイッチ１を開放し制御スイッチ７を開路するに当
り、制御スイッチ７が開路するまでの間、逆電圧防止ス
イッチ８は閉路しており電磁コイル４からの放電電流を
ダイオード１０を経て放電し、制御スイッチ７が開放し
た後、逆電圧防止スイッチ８も開路し、電磁コイル４か
らの放電電流はＺＮＲ９へ移行して、電磁接触器が一定
の釈放時間で釈放するように制御している。制御装置６
の電子部品が故障し、制御スイッチ７が不動作時に生ず
る電圧は、バックアップ回路１２のアンド回路１３に入
力される。

バックアップ回路１２は、制御装置６が故障しても励磁
コイル４を励磁する回路で、次のように構成されている
。アンド回路１３の入力１３Ａおよび１３Ｂは、整流器
３および励磁コイル４の出力端に接続している。アンド
回路１３の出力１３Ｃはｎｐｎ型トランジスタ１４のベ
ース１４Ｂに接続している。

トランジスタ１４はバックアップスイッチの役目をし、
制御スイッチ７が不動作時に動作をする。

トランジスタ１４のエミッタ１４Ｅは、制御スイッチ７
および整流器３の出力端に接続している。

コレクタ１４Ｃと入力１３Ｂとの間に抵抗１５を接続し
、入力１３Ｂと抵抗１５との間に励磁コイル４の出力端
を接続している。抵抗１５と並列にタイマー接点１６Ｂ
を接続している。

タイマー１６は投入スイッチ１が閉じると、それに応じ
てタイマー１６が時間のセットを開始すると同時に、タ
イマー接点１６Ｂはタイマー１６のセット時間だけ用い
ている。セット時間はタイマー接点１６Ｂが閉じた後、
励磁コイル４に励磁電流が流れ、可動接触子４Ａの回動
を開始する時に大きな回動力を要するので、この間だけ
閉じている。セット時間が終了すると、タイマー接点１
６Ｂは開放され、励磁電流は抵抗１５を介してコレクタ
１４Ｃに流れ、励磁コイル４を励磁する。

そして、バックアップ回路１２は制御装置６が故障して
も、励磁コイル４を励磁することができると共に、アン
ド回路１３の出力１３Ｃを故障検出回路１７の保持回路
１８に入力して、制御装置６の故障を検出する。

故障検出回路１７は、次のように構成されている。保持
回路１８はアンド回路１３の出力１３Ｃから電流が入力
されると動作をする。復帰スイッチ１９の入力端は交流
電源２の一方側に、出力端はダイオード２０にそれぞれ
接続している。ダイオード２０の出力端は保持回路１８
に接続している。保持回路１８の出力端と交流電源２の
他方側との間に警報用励磁コイル２１を接続している。

警報用励磁コイル２１は電流が流れると励磁され。

その吸引力で警報接点２１Ａを閉じて、警報を発したり
、或いは表示したりして、作業員に知らせる。警報を解
除する時には、作業員が警報解除スイッチ１９を開放す
る。

また、保持回路１８の出力１８Ｄとベース１４Ｂとの間
に接続されたダイオード２２は、アンド回路１３の出力
１３Ｃからの電流が減少した時にベース１４Ｂに電流を
供給し、トランジスタ１４が動作しなくなるのを防止す
る役目をしているので、保持回路１８の出力端を直接ベ
ース１４Ｂに接続し、ダイオード２２を省略してもよい
。

次に、制御装置６が正常時と故障時とについてその作用
を説明する。

（１）正常時 投入スイッチ１が閉じると、それに応じ制御スイッチ７
も閉じるので、直流電流が励磁コイル４に流れる。励磁
コイル４が励磁されると、その吸引力で可動接触子４Ａ
が回動して、固定接触子４Ｂに接触する。

（２）故障時 投入スイッチ１を閉じると、タイマー１６がセット時間
を開始すると共に、運転中に制御装置６がオープンモー
ドの故障状態になれば、制御スイッチ７は開放状態とな
るから、アンド回路１３の入力ゲート１３Ａ、１３Ｂが
共にハイ入力となって、同１３Ｃに出力が現われ、ベー
ス１４Ｂに入力してトランジスタ１４をオンすると同時
に、保持回路１８を保持する。

トランジスタ１４がオンすると、励磁コイル４からの電
流がコレクタ１４Ｃを介してエミッタ１４Ｅに流れるの
で、励磁コイル４を励磁することができる。このため、
制御装置６が故障でもバックアップ回路１２によって励
磁コイル４を励磁することができ、電磁接触器の投入状
態を保持できるので、負荷に安定した電力を供給するこ
とができる。

また、可動接触子４Ａは投入開始時に大きな吸引力を要
するが、本発明ではタイマー１６がセット時間を開始す
ると同時に、タイマー接点１６Ｂが閉じている。この結
果、励磁コイル４から電流はタイマー接点１６Ｂを介し
てコレクタ１４Ｃに大きな電流を流し、大きな吸引力を
得ることができるので、可動接触子４Ａを固定接触子４
Ｂに高速度で投入できる。タイマー１６のセット時間が
過ぎると同時にタイマー接点１６Ｂが開放され、励磁電
流が抵抗１５を介して流れる。この時の電流は抵抗１５
によって、可動接触子４Ａが固定接触子４Ｂに接触する
保持電流だけでよいから、りイマー接点１６Ｂを流れる
電流より小さく、電力消費を少なくできる利点がある。

更に、保持回路１８が動作をすると、その出力りからの
電流が警報用励磁コイル２〕に流れ励磁し、この吸引力
で警報接点２１Ａを閉じ、警報を発し、制御装置６の故
障を知らせる。

また、保持回路１８の電源は、交流電源２から直接供給
されているので、投入スイッチ１が開路しても保持回路
１８の出力］、　８　Ｄを保持継続することができるか
ら、バックアップスイッチ１４もＯＮ状態を維持してい
る。この状態で投入スイッチ１を開路すれば、元電源が
消失する故、電磁コイル４は消勢し、制御装置６に内蔵
された逆電圧防止スイッチ８およびＺｎＲ９が所定の動
作をし、電磁コイル４は正規の釈放時間で釈放する。

次に、再び投入スイッチ１を閉路すれば、タイマー１６
の時限期間中に抵抗１５が短絡され、過励磁を行う。タ
イマー１６がタイムアツプすれば。

その常閉限時接点であるタイマー接点１６Ｂが開路し、
電磁コイル４の電流は抵抗１５に流れ保持電流となる。

即ち制御表Ｗ６が故障してもバックアップ回路１２によ
り運転状態を維持できる他、再投入、遮断も行うことが
できるので、この間に制御表＠６の故障個所を修理した
り、正常な制御装置と交換することができる。

次に、本発明の他の実施例を第２図ないし第４図に示し
説明する。

第２図はバックアップスイッチとしてサイリスタ２０を
使用する。制御装置が故障すると、出力１３ｃ又は１８
Ｄからの電流がゲート２０Ｇを点弧し、サイリスタ２０
に電流が導通して、励磁コイル４に電流が流れ、励磁コ
イル４を励磁することができる。

第３図は出力１３Ｃ又は１８Ｄよりの電流がバックアッ
プコイル２１に流れると、バックアップコイル２１が励
磁し、この吸引力でバックアップ接点２１Ａを閉じて、
励磁コイル４の電流を流す場合である。

またバックアップスイッチの励磁電源は、バックアップ
スイッチに独自な電源およびスイッチを設け、制御スイ
ッチが不動作時にスイッチを閉じて、電源の電源をバッ
クアップスイッチに流し、励磁するようにしてもよい。

第４図（Ａ）は制御スイッチ７と逆電圧防止スイッチ８
との間の直流回路５に分流器２２を設置している。分流
器２２は同図（Ｂ）に流れる電流ｊを検出し、電流を検
出しない時のみパルスカウンタ２３でパルスをカウント
する。この場合、同図（Ｂ）のように電流零点時の時間
ｔ１より長い時間カウントした時のみ、制御装置６が故
障し、直流回路５に電流が流れないと判断し、パルスカ
ウンタ２３の出力が判定器２３に入力される。判定器２
３からの出力がトランジスタ２５のベースに入力すると
、整流器２６からの電流がコレクタに流入れ、トランジ
スタ２４がオンし、励磁コイル４を励磁する。そして、
故障している制御スイッチ７を正常な制御スイッチに取
換えれば、トランジスタ２５が自動的にオンするので、
いちいち作業員が操作する必要がなく、使い勝手がよい
。

〔発明の効果〕

以上のように、本発明では制御装置が故障をし、制御ス
イッチが不動作になっても、バックアップスイッチを設
けることにより、励磁コイルの励磁が保持できるように
なり、開閉器が投入中に遮断することなく、安定して負
荷に電力を供給できるので、電力供給の信頼を向上する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例である電磁接触器の励磁コイル
を制御する制御装置の概略構成図、第２図ないし第４図
（Ａ）は本発明の他の実施例である励磁コイルを制御す
る制御装置の概略構成図、第４図（Ｂ）は第４図（Ａ）
の直流電流の波形図である。 １・・・投入スイッチ、４・・・励磁コイル、５・・・
直列回路、６・・・制御装置、７・・・制御スイッチ、
１２・・・バックアップ回路、１３・・・アンド回路、
１４・・・トランジスタ（バックアップスイッチ）、１
８・・・保持第 １ 図

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. １．投入スイッチを整流器の入力側に設け、整流器の出
   力側両端に電磁コイルを直列接続した直列回路を備え、
   整流器と電磁コイルとの間の直列回路に上記投入コイル
   と同動作をする制御スイッチを接続し、制御スイッチを
   動作させ上記電磁コイルを励磁し、開閉器を動作させる
   制御装置において、上記励磁コイルおよび整流器の出力
   信号が入力すると出力信号を出力するアンド回路と、ア
   ンド回路からの出力信号により出力するトランジスタを
   、励磁コイルと整流器の出力側との間に接続したバック
   アップ回路を設けることを特徴とする電磁コイルの制御
   装置。
2. ２．投入スイッチを整流器の入力側に設け、整流器の出
   力側両端に電磁コイルを直列接続した直列回路を備え、
   整流器と電磁コイルとの間の直列回路に上記投入コイル
   と同動作をする制御スイッチを接続し、制御スイッチを
   動作させ上記電磁コイルを励磁し、開閉器を動作させる
   制御装置において、上記励磁コイルおよび整流器の出力
   信号が入力すると出力信号を出力するアンド回路と、ア
   ンド回路からの出力信号により出力するトランジスタを
   、励磁コイルと整流器の出力側との間に接続したバック
   アップ回路を設け、トランジスタとアンド回路との間に
   トランジスタに電流を流す保持回路を設けることを特徴
   とする電磁コイルの制御装置。
3. ３．投入スイッチを整流器の入力側に設け、整流器の出
   力側両端に電磁コイルを直列接続した直列回路を備え、
   整流器と電磁コイルとの間の直列回路に上記投入コイル
   と同動作をする制御スイッチを接続し、制御スイッチを
   動作させ上記電磁コイルを励磁し、開閉器を動作させる
   制御装置において、上記励磁コイルおよび整流器の出力
   信号が入力すると出力信号を出力するアンド回路と、ア
   ンド回路からの出力信号により出力するトランジスタを
   、励磁コイルと整流器の出力側との間に接続したバック
   アップ回路を設け、上記励磁コイルとトランジスタとの
   間に抵抗を設け、上記整流器の入力側にタイマーを接続
   し、タイマーの設定時間中のみ動作をするタイマー接点
   を上記抵抗に並列接続することを特徴とする電磁コイル
   の制御装置。
4. ４．上記トランジスタのベースとコレクタおよびエミッ
   タとは、上記アンド回路又は保持回路の出力と励磁コイ
   ルおよび整流器の出力との間に接続することを特徴とす
   る請求項１ないし３のいずれか１項に記載の励磁コイル
   の制御装置。
5. ５．上記トランジスタに代えてサイリスタを使用し、サ
   イリスタのゲートと入力端および出力端とはアンド回路
   又は保持回路と励磁コイルおよび整流器の出力との間に
   接続することを特徴とする請求項１ないし３のいずれか
   １項に記載の励磁コイルの制御装置。
6. ６．上記トランジスタに代えて使用したバックアップ用
   励磁コイルは、アンド回路又は保持回路と制御スイッチ
   との間に接続し、バックアップ用励磁コイルが励磁され
   ると、励磁コイルと制御スイッチの出力との間に電流を
   流するバックアップ用接点を設けることを特徴とする請
   求項１ないし３項のいずれか１項に記載された励磁コイ
   ルの制御装置。
7. ７．投入スイッチを整流器の入力側に設け、整流器の出
   力側両端に電磁コイルを直列接続した直列回路を備え、
   整流器と電磁コイルとの間の直列回路に上記投入コイル
   と同動作をする制御スイッチを接続し、制御スイッチを
   動作させ上記電磁コイルを励磁し、開閉器を動作させる
   制御装置において、上記電磁コイルと整流器との出力側
   との間に制御スイッチが不動作時のみ動作をするバック
   アップスイッチを接続することを特徴とする励磁コイル
   の制御装置。
8. ８．投入スイッチを整流器の入力側に設け、整流器の出
   力側両端に電磁コイルを直列接続した直列回路を備え、
   整流器と電磁コイルとの間の直列回路に上記投入コイル
   と同動作をする制御スイッチを接続し、制御スイッチを
   動作させ上記電磁コイルを励磁し、開閉器を動作させる
   制御装置において、励磁コイルと整流器の出力側との間
   に制御スイッチが不動作時のみ動作をするバックアップ
   スイッチを接続し、上記制御スイッチに出入する電流を
   検出する分流器を接続し、分流器で電流を検出しない時
   のみ上記バックアップスイッチに動作信号を与える判定
   器を設けることを特徴とする励磁コイルの制御装置。
9. ９．上記開閉器を配電盤に使用することを特徴とする請
   求項１ないし８のいずれか１項に記載の励磁コイルの制
   御装置。
10. １０．上記開閉器として電磁接触器に使用することを特
    徴とする請求項１ないし９のいずれか１項に記載の励磁
    コイルの制御装置。