JPH0346449Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、電磁開閉器の開閉動作を行なわせる
装置に関するものである。

〔従来の技術〕

電磁開閉器はコイルに通電することにより接触
子を投入動作させるものであるが、非投入状態か
ら投入状態に移行させる時には大きな起磁力を要
するのでコイルに大きな電流を流し、投入完了状
態では可動鉄心が吸着した状態を保持するだけの
小さな起磁力でいいので電力を節約するため及び
コイルの発熱を防止するためにコイルに小さな電
流を流すことが望ましい。

従来は、そのために第１図に示すように、励磁
コイルとして投入用コイルCCと保持用コイルHC
とを並列に接続し、投入用コイルCCには電磁開
閉器に設置した遅れｂ接点D_b（可動鉄心の投入完
了直前に開く接点）を介在させた状態で制御電源
に接続するという回路構成を採つていた。

また、特公昭53−6696号公報には、コイルに流
す電流を切り替える素子としてサイリスタを用
い、このサイリスタの消弧を制御する回路とし
て、CR時定数により時間が定められる遅延回路
を備えた電磁石制御装置が記載されている。

〔考案が解決しようとする課題〕

しかしながら、第１図に示した回路構成では、
遅れｂ接点に接触開きのバラツキがあると最低動
作電圧に影響するので、遅れｂ接点の開きを厳し
く管理する必要があり、その管理が煩雑となる。

またマグネツトスイツチの補助接点のうちの１
つを遅れｂ接点に使用するので補助接点の数が少
なくなり、更に、投入用コイルはかなり大きな電
流が流れるがその電流を遅れｂ接点で、開閉する
毎に遮断するので遅れｂ接点の接点消耗が激し
く、マグネツトスイツチの寿命が短くなるなどの
多くの欠点があつた。

また、前掲の特公昭53−6696号公報に記載され
た回路構成では、制御電圧がステツプ状に与えら
れる場合には問題はないが、制御電圧が徐々に上
昇するという形で与えられるとき可動鉄心を投入
するに必要な最低動作電圧にまだ達しないのに遅
延回路の遅延時間が経過して投入が終わらないの
に保持状態に切替つてしまうという事態が生じる
おそれがある。そうすると、電磁開閉器の投入に
失敗することになり、完全な投入が行なわれない
という問題があつた。

本考案は、このような従来の欠点を解消し、接
触信頼性を高めることができ、また制御電圧が
徐々に上昇する場合でも、確実に電流切り替えを
行なつて完全な開閉器の投入を行うことのできる
電磁開閉器装置を提供することを目的とするもの
である。

〔課題を解決するための手段〕

この目的を達成するため、本考案の電磁開閉器
装置は、電磁開閉器の投入開始時には投入動作に
必要な大きな起磁力をコイルに与え、投入完了時
には投入状態の保持に必要な小さな起磁力をコイ
ルに与えるようにコイル回路に流す電流の大きさ
を切り替える電磁開閉器装置において、その電流
の大きさを切り替える要素として無接点スイツチ
ング素子を用い、かつ、制御電圧端子間の電圧が
前記電磁開閉器の投入動作に必要な最低動作電圧
よりも高い値に設定された電圧値以上になつたと
きにステツプ出力を出す電圧検出回路と、同電圧
検出回路の出力が出てから前記投入動作に必要な
設定時間経過後に前記無接点スイツチング素子に
電流切替信号を出力する遅延回路とを設けたこと
を特徴とする。

〔作用〕

本考案においては、遅延回路の前段に電圧検出
回路を設けている。したがつて、制御電圧端子間
の電圧が徐々に上昇した場合において、制御電圧
端子間の電圧小さい間は遅延回路はまだ遅延動作
の基準となるスタート信号を入力していない。こ
の間、無接点スイツチング素子は電磁開閉器の投
入動作に必要な大きな起磁力をコイル回路に与え
る状態にある。

制御電圧端子間の電圧が電磁開閉器の投入動作
に必要な最低動作電圧よりも高くなると、電圧検
出回路がこれを検出してステツプ出力を遅延回路
に出し、遅延回路では遅延動作の基準となるスタ
ート信号を得、それから電磁開閉器の投入動作に
必要な設定時間経過後に無接点スイツチング素子
に電流切替信号を出力する。これにより、コイル
回路は開閉器の投入状態保持に必要な起磁力を与
える電流に切り替わることになる。

このようにして、制御電圧端子間の電圧が徐々
に上昇した場合でも、確実に電磁開閉器を投入す
ることができる。

〔実施例〕

以下本考案を図面に示す実施例に基づいて説明
する。

第２図はその基本構成を示すブロツク図であ
り、制御電圧端子１，２間にはその電圧値を検出
する電圧検出回路３、電圧値が設定値以上になつ
たときに所定の時間幅の電圧を発生する遅延回路
４、その遅延回路４の出力電圧によつて制御され
るトランジスタ等の無接点スイツチング素子５及
び同無接点スイツチング素子５によつて投入状態
と保持状態の起磁力の切り替えがなされるコイル
回路６とが接続されている。

遅延回路４の遅延時間は可動鉄心が完全に投入
される状態を確保できる時間、例えば投入デツド
タイムの数倍に設定する。

この構成において、電圧検出回路３を遅延回路
の前段に設けたのは、前述のように、制御電圧が
徐々に上昇するという形で与えられるときの投入
失敗を防ぎ、完全な投入が行なわれるように考慮
したためである。第３図は制御電圧がステツプ状
に与えられる場合における制御電圧V_cと、起磁
力ATと、電磁開閉器の投入状態との経時的変化
を示すグラフであり、第４図は制御電圧が徐々に
上昇した場合を示すグラフである。これらのグラ
フにおけるｔは遅延回路４の遅延時間を示し、ま
た第４図において、V_nioは電磁開閉器の電磁石に
おける可動鉄心を投入するに必要な最低動作電圧
を示している。

第５図は本考案の第１の実施例を示すものであ
り、無接点スイツチング素子５としてトランジス
タTr４を使用し、コイル回路６としては投入用
コイルCCと保持用コイルHCを用い、投入用コイ
ルをトランジスタTr４により制御するように構
成したものである。

第５図の回路の構成を説明すると、端子２より
制御電圧逆印加防止用ダイオードＤ１を経て端子
２′に接続し、端子１よりツエナーダイオードZD
１、制限抵抗Ｒ１を経てトランジスタTr１のベ
ースに、端子１より抵抗Ｒ２を経てトランジスタ
Tr１のコレクタに、トランジスタTr１のエミツ
タを端子２′にそれぞれ接続する。トランジスタ
Tr１のコレクタよりトランジスタTr２のベース
に、端子１より抵抗Ｒ３と逆方向ダイオードＤ２
の並列回路を経てトランジスタTr２のコレクタ
に、トランジスタTr２のエミツタを端子２′にそ
れぞれ接続し、トランジスタTr２のコレクタよ
り抵抗Ｒ４、コンデンサＣを経て端子２′に接続
する。コンデンサＣの端子よりツエナーダイオー
ドZD２を経てトランジスタTr３のベースに、端
子１より抵抗Ｒ５を経てトランジスタTr３のコ
レクタに、トランジスタTr３のエミツタを端子
２′にそれぞれ接続する。トランジスタTr３のコ
レクタをトランジスタTr４のベースに端子１よ
り投入用コイルCCと逆方向ダイオードＤ４の並
列回路を経てトランジスタTr４のコレクタにト
ランジスタTr４のエミツタを端子２′に、端子
１，２′間に保持用コイルHCをそれぞれ接続す
る。

この回路において、制御電圧端子１，２間が
徐々に上昇した場合、端子１，２間に電圧が印加
されても最初は電圧が低いのでツエナーダイオー
ドZD１は導通せず、従つてトランジスタTr１は
オフの状態であり、次段のトランジスタTr２に
は抵抗Ｒ２を通じてベース電流が流れるのでオン
状態となりそのコレクタ電位は低くなり、従つて
コンデンサＣには充電は行なわれない。そのと
き、トランジスタTr３はオフであり、次のトラ
ンジスタTr４はオン状態となる。従つて、投入
用コイルCCには電流が流れ、保持用コイルHCに
も電流が流れるが、制御電圧が最低動作電圧に達
していないので可動鉄心はまだ未投入状態のまま
である。

制御電圧が最低動作電圧以上になると、可動鉄
心が吸引され可動接触子を投入すると共に、回路
のツエナーダイオードZD１が導通し、トランジ
スタTr１がオンし、トランジスタTr２はオフ状
態となる。そこで抵抗Ｒ３及びＲ４を通じてコン
デンサＣに充電が開始され、その充電電圧が次の
ツエナーダイオードZD２のツエナー電圧を越え
た状態のときにトランジスタTr３はオンとなり、
トランジスタTr４はオフ状態となる。従つて、
投入コイルCCには電流が流れなくなり、保持用
コイルHCのみに電圧が供給されることになる。
つまり、制御電圧端子１，２間の電圧が最低動作
電圧以上になり、可動接触子が投入して一定時間
後、投入用コイルCCはオフになるという動作を
することになる。

制御電圧端子１，２間に定格電圧が当初から印
加された場合は、ツエナーダイオードZD１が最
初から導通しているので、トランジスタTr１は
オン、トランジスタTr２はオフとなるが、コン
デンサＣはまだ充電されていないので、ツエナー
ダイオードZD２は導通せず、トランジスタTr３
はオフ、トランジスタTr４はオンになつている。
一定時間後、コンデンサＣが充電されると、投入
用コイルCCは定格電圧が印加されてから一定時
間後オフになり、保持用コイルHCは定格電圧が
印加されたままとなる。

制御電圧を「切」にすると、各トランジスタ及
びツエナーダイオードはすべてオフ状態となり、
投入用コイルCC、保持用コイルHC共に電圧が印
加されなくなり、可動接触子は即座に開放状態と
なる。このとき、コンデンサＣに充電されていた
電荷は抵抗Ｒ４、ダイオードＤ２を通して他の回
路へ放電され、次の動作に備える。

制御電圧が徐々に低下した場合は、最初トラン
ジスタTr４はオフになつていて保持用コイルHC
だけに電圧が印加されているが、電圧が下がつて
くるとツエナーダイオードZD１がオフになる。
これによりトランジスタTr１がオフになり、ト
ランジスタTr２がオンになる。従つて、コンデ
ンサＣの電荷は抵抗Ｒ４を通してトランジスタ
Tr２へ放電してしまいトランジスタTr３はオ
フ、トランジスタTr４はオンとなり投入用コイ
ルに電流が流れ、コンデンサＣの電荷は急激に消
費されて制御電圧端子１，２間の電圧は開放電圧
以下になり、可動接触子は開放することになる。

第６図は、コイル回路６と無接点スイツチング
素子５の構成の他の実施例を示すものであり、制
御電圧端子１，２間に投入用コイルCCと電流制
限用抵抗器Ｒとを直列接続し、投入状態から一定
時間はトランジスタTrをオンにすることにより
抵抗器Ｒをバイパスさせて大きな起磁力を与え、
その一定時間経過後はトランジスタTrをオフに
させることにより投入用コイルCCに流す電流を
小さくしたものである。

第７図は更に他の実施例を示すものであり、励
磁コイルとして２つのコイルCL１とCL２を抵抗
器Ｒを介して制御電圧端子１，２間に直列接続
し、端子１とコイルCL２との間にはトランジス
タTr６を、端子２とコイルCL１との間にはトラ
ンジスタTr５をそれぞれ接続し、制御電圧印加
後一定時間までは両トランジスタTr５，Tr６を
オンにしてコイルCL１，CL２が電源に対して並
列に接続されるようにし、これにより大きな起磁
力が得られるようにし、その一定時間経過後には
トランジスタTr５，Tr６をオフにすることによ
り、電流制限抵抗器Ｒを介してコイルCL１とCL
２とが直列に接続されるようにし、消費電力が小
さくなるようにしたものである。

〔考案の効果〕

上述したように、本考案によれば機械的接点を
使用しないため従来のように接点の接触開きのバ
ラツキがなく動作の安定した接触信頼性に優れた
電磁開閉器を得ることができ、補助接点を備えて
いない開閉器にも適用ができ、更に接点の消耗に
よる寿命の低下の問題を解消できる。

また、遅延回路の前段に電圧検出回路を設けて
いるため、遅延回路の遅延動作をスタートさせる
タイミングを制御電圧が開閉器投入動作が確実に
行われる電圧に達した時点とすることができ、制
御電圧が徐々に上昇する場合でも、開閉器投入動
作を確実に行わせることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の開閉器装置を示す回路図、第２
図は本考案の構成を示すブロツク図、第３図及び
第４図は本考案の動作を説明するグラフ、第５図
は本考案の一実施例を示す回路図で、第６図及び
第７図は本考案の他の実施例を示す回路図であ
る。 １，２……制御電圧端子、３……電圧検出回
路、４……遅延回路、５……無接点スイツチング
素子、６……コイル回路。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 電磁開閉器の投入開始時には投入動作に必要な
   大きな起磁力をコイルに与え、投入完了時には投
   入状態の保持に必要な小さな起磁力をコイルに与
   えるようにコイル回路に流す電流の大きさを切り
   替える電磁開閉器装置において、 その電流の大きさを切り替える要素として無接
   点スイツチング素子を用い、かつ、制御電圧端子
   間の電圧が前記電磁開閉器の投入動作に必要な最
   低動作電圧よりも高い値に設定された電圧値以上
   にあつたときにステツプ出力を出す電圧検出回路
   と、同電圧検出回路の出力が出てから前記投入動
   作に必要な設定時間経過後に前記無接点スイツチ
   ング素子に電流切替信号を出力する遅延回路とを
   設けたことを特徴とする電磁開閉器装置。