JPH04130604A - 電磁石装置の駆動回路 - 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〕 本発明は電磁開閉器などを投入−遮断する電磁石装置の
駆動回路に関する。

〔従来の技術〕

電ａｇＩ閉器などの投入・遮断は、普通電磁石装置の固
定鉄心に巻かれたコイルに通電−遮断し。

可動鉄片を吸引・釈放することによりなされるが。

この電磁石装置の駆動回路は小形安価で、吸引・釈放時
間は短いことが望まれる。このためコイルにはフライホ
イール回路を設けたものが知られている。このような電
磁開閉器に用いられる電磁石装置の駆動回路の従来例を
第４図に示す。ここで、図示しない固定鉄心に巻かれた
コイル１はトランジスタ２のコレクタ・エミッタと直列
に接続され、このトランジスタのベースは方形波発振回
路３に接続されている。コイルｌにはサージアブソーバ
４とダイオード５の直列回路が並夕１」に接続され、こ
のサージアブソーバ４と並列にトランジスタ６のコレク
タ・エミッタが接続されている。コイル１とトランジス
タ２の直列回路の両端は、２つのダイオード７．８とス
イッチ９の直列回路を介して直流電源ｌＯに接続されて
いる。トランジスタ６のベースは抵抗１１を介してダイ
オード８とスイッチ９の接続点に接続されている。

この電磁石装置の駆動回路の動作を第５図に示すタイム
チャートを参照しながら睨明する。スイッチ９（＠５図
ではＳ）を閉じるとコイル１とトランジスタ２の直列回
路および方形波発振回路３に２つのダイオード７．８を
介して電源１０が印加され発振回路３からトランジスタ
２のベースに幅の広い投入パルス■ｐ１と引続き幅の狭
い保持ノｔルスＶｐｚからなる方形波パルス電圧Ｖｐが
印加されるからコイル１に電流量１が流れコイル１は図
示しない可動鉄片を吸引する。このときトランジスタ６
は２つのダイオード７．８の電圧降下により導通状態に
あるからパルス電圧Ｖｐが印加されない期間固定鉄心に
蓄積された電磁エネルギーがコイル１から電流量２とし
て流れる。すなわち電流りは電源ｌＯからの電流と電流
Ｉ２との和である。スイッチ９を開けば電圧Ｅは除かれ
発振回路３の出力も消滅し、電流量２は遮断される。し
かし固定鉄心には電磁エネルギーが蓄えられているから
このｔｆａエネルギーによりダイオード５を介してサー
ジアブソーバ（４に電流量が流れる。そしてこの電流量
が流れている間、コイル１は可動鉄片を吸引しているが
蓄えられたｔｉエネルギーの放出が終わると可動鉄片は
釈放され電磁開閉器は遮断される。

〔発明が解決しようとする課題Ｊ 第５図においてはパルス電圧■ｐ２が立ち上る直前にス
イッチ９が開かれている。したがってトランジスタ６に
電流Ｉ２が流れ、電磁石装置の蓄積エネルギーがある程
度放出された後サージアブソーバ４に電流ｉが流れるか
らサージアブソーバ４の負担は小さい。しかしもし、ス
イッチ９が破線で示すようにパルス電圧Ｖｐｚの豆ち下
りた直後に開かれると以後電流Ｉ＠は流れないから電流
量は大きくなるか、電磁エネルギーが放出し終るまで長
時間継続する。また従来装置においては！磁開閉器が大
形になると電磁石装置の容量も大きくなり蓄積する電磁
エネルギーも大きくなり、サージアブソーバに流れる電
流１も大きくなるがこの電流ｉには限度があり、電源を
オフすると電磁エネルギーの放出時間が長くなり可動鉄
片の釈放時間も遅れる。そこで複数のサージアブソーバ
を並列に接続して電磁エネルギーの放出を早めているが
、このようにすると駆動回路が高価になり大形になると
いう欠点がある。

本発明の目的は小形安価でサージアブソーバの放電耐量
以上の電流（こ対し、サージアブソーバを保護し、釈放
時間の早い電磁石装置の駆動回路を提供することにある
。

〔課題を解決するための手段〕

上述の課題を解決するため第１の発明は、電磁石装置の
コイルと並列に接続されたサージアブソーバとダイオー
ドとの直列回路、前記サージアブソーバと並列に接続さ
れたスイッチング素子、前記コイルに給電する直流電源
および前記コイルに流す電流を制御する方形波発振回路
を備えた電磁石装置の駆動回路憂こおいて、前記直流電
源遮断後前記スイッチング素子の導通状態が所定時間継
続する遅延回路を設けたことを特徴とし、具体的にはス
イッチング素子をトランジスタとし、遅延回路は１１］
起トランジ′スタのベースに接続された抵抗とエミッタ
との間に接続されたコンデンサであることを特徴とする
。第２の発明ではコイルに直列に接続した電流検出回路
を設け、を源遮断後も前起電流検出回路の出力が房定値
以下に低減するまで前記スイッチング素子の導通状態が
継続するように前記電流検出回路とスイッチング素子の
制御側とを結合したことを特徴とし、具体的には電流〔
作用Ｊ 第１の発明では遅延回路を設けて、直流電源を遮断して
もスイッチング素子がこの遅延回路によりオン状態を保
ち、このスイッチング素子により固定鉄心の蓄積エネル
ギーを放出し、サージアブソーバに耐量以上の電流が流
れないようにしてこれを保護するとともｌこ電磁石装置
の釈放すなわち電磁開閉器の遮断を迅速にする。具体的
にはトランジスタのベースに接続されたコンデンサの電
荷により電源遮断後もトランジスタにベース電流を流し
、このトランジスタの導通状態を継続する。

第２発明ではコイルに直列に電流検出回路を接続し、こ
の電流検出回路の出力でスイッチング素子を導通させ、
このスイッチング素子により固定鉄心の蓄積エネルギー
を放出させ、サージアブソーバに過大の電流が流れない
ようにするとともに電磁石装置の釈放を迅速にする。

〔１ｊ！施例〕 本発明の実施例を第１図ないし１！ｇ３図に示し。

＠４図と同一のものには同図と同一の符号を付している
。第１図は第１の発明の実施例を示しコイルＪとベース
が方形波発振回路３に接続されたトランジスタ２％コイ
ルｌに並列に接続されたサージアブソーバ４とダイオー
ド５の直列回路、このサージアブソーバ４と並列に接続
されたトランジスタ６Ｊ３よびコイル１とトランジスタ
２の直列回路に接続され電源ｌＯに接続された２つのダ
イオード７．８とスイ・ンチ９の直列回路、トランジス
タ６のベースが抵抗１１を介してダイオード８とスイッ
チ９の接続点に接続されている点などは従来のものと全
く同一である。この発明が従来のものと異なる点はトラ
ンジスタ６のベースに接続された抵抗１１とエミッタの
間にコンデンサ１２が接続されていることである。

この実施例の動作を第２図に示すタイムチャートを参照
しながら説明する。スイッチ９を閉じたとき駆動回路に
流れる電流は既に述べた第５図に示すものと全く同様で
あるからこの説明は省略するがスイッチ９（第２図では
Ｓ）を閉じたときコンデンサ１２は２つのダイオード７
．８の電圧降下きコンデンサ１２の電荷によりトランジ
スタ６は導通しているから固定鉄心に蓄積された電磁エ
ネルギーはコイル１からダイオード５を介してトランジ
スタ６に電ｆｉＩ２として流れる。そしてトランジスタ
６がオフしたときはじめてサージアブソーバ４に電流ｌ
が流れるがこのとき既に蓄積エネルギーの大部分は放出
されているからこの電流直はすばやく減哀し電磁石装置
は釈放される。

第３図は第２の発明による実施例を示す。この実施例で
はコイル１と直列に電流検出回路１３が接続されている
。この電流検出回路１３は、抵抗１４゜２つの抵抗１５
　、１６の直列回路およびトランジスタ１７のエミッタ
ーコレクタと発光ダイオード１８ａの直列回路が並列に
接続され、トランジスタ１７のベースが２つの抵抗１５
　、１６の接続点に接続されている。この検出回路１３
の検出レベルは２つの抵抗１５゜ｌｂにより決足される
がそのレベルは後に述べるサージアブソーバ４の耐量以
下に設定されている。

コイルｌに接続されたトランジスタ２とこのトランジス
タ２を駆動する方形波発振回路３は従来のものと同様で
ある。コイル１と電流検出回路１３と並列にサージアブ
ソーバ４とダイオード５の直列回路が接続され、サージ
アブソーバ４と並列に高入力イン、ビーダンスの電界効
果トランジスタ（以下ＦＥＴと略称する）１９のソース
・ドレインが接続され、このＦ　Ｅ　Ｔ　１９のゲート
とソースとの間にトランジスタ加が接続されで、このト
ランジスタ２０Ｑ〕ベースとコレクタとの間に抵抗２１
が、ベースとエミッタとの間にダイオードｎがそれぞれ
接続されている。また抵抗２１と並列にホトダイオード
１８ｂとダイオード羽の直列回路およびホトダイオード
２４ｂとダイオード５の直列回路がそれぞれ接続されて
い、る。ホトダイオード１８ｂは電流検出回路１３の発
光ダイオード１８ａとホトカプラ１８を構成している。

さらに電流検出回路１３．コイル１およびトランジスタ
２の直列回路と並列に発覚ダイオード２４ａと抵抗がの
直列回路が接続され１発元ダイオード２４ａとホトダイ
オード２４ｂはホト力１う冴を構成している。この電磁
石装置の駆動回路は従来のものと同様に直流電源ｌＯが
スイッチ９を介して給電される。

スイッチ９を閉じると発振回路３とトランジスタ２は第
１図と同様な動作をする。そして発光ダイオード２４ｇ
が発光するからホトダイオード２４ｂは電圧を発生し、
トランジスタ加とＦ　Ｅ　Ｔ　１９は直ちにオンする。

オン状態になったＦＥＴ１９はトランジスタ２のベース
にパルス電圧が印加されない期間にはコイル電流りはＦ
　Ｅ　Ｔ　１９に流れる。この電流ＩＩによりトランジ
スタ１７がオンし１発元ダイオード１８ａが発光するか
らダイオード１８ｂは電圧を発生し。

トランジスタＩのオン状態を助ける。スイッチ９を開く
と発光ダイオード２４ａは直ちに消光しホトダイオード
２４ｂの電圧は消滅するが、コイル１にはＦ　Ｅ　Ｔ　
１９を介して士＃を七＊ゆ電流Ｉ２　（第１図に示す実
施例参照）が流れるためトランジスタ１７はオン状態を
続け１発光ダイオード１８ａが発覚しているからホトダ
イオード１８ｂは電圧を発生し続けており。

トランジスタ加とＦ　Ｅ　Ｔ　１９はオン状態を続ける
。固定鉄心の蓄積エネルギーが放出終期に近づき電流Ｉ
２が低減して、電流検出回路１３の検出レベル以下にな
るとトランジスタ１７はオフし１発元ダイオード１８ａ
は消光するからホトダイオード１８ｂの電圧は消滅し、
トランジスタ加とＦ　Ｅ　Ｔ　１９がオフに転じ。

残りの蓄積エネルギーはサージアブソーバ４に電流量と
して放出され電磁石装置は釈放される。

以上の実施例ではツェナダイオード４の役目はほとんど
ないように見られるが、トランジスタ６やＦＥＴ１９ま
たはその制御回路が何らかの故障でトランジスタ６やＦ
ＥＴ１９が動作しないときは、ツェナダイオード４が動
作し、コイル１の焼損を防止する。

〔発明の効果〕

以上述べたように本発明によれば、電磁開閉器などの投
入時にその電磁石装置に蓄積された電磁エネルギーはそ
の遮断時に電磁石装置の駆動回路に設けたスイッチング
素子により放出されるから電磁石装置が大形でその蓄積
エネルギーが大きい場合も１個のサージアブソーバでよ
く、駆動装置を小形にしかつ釈放時間の早い電磁石装置
を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図は本発明による電磁石装置の駆動回
路の実施例を示し、第１図および第３図はそれぞれ異な
る実施例を示す結線図、第２図は＠１図の動作を示す結
線図、＠４図および第５図は従来の電磁石装置の駆動回
路の一例を示し、第４図は結線図、＠５図は＠４図の動
作を示すタイムチャートである。 １：コイル、３：弁キー＃＝発振回路、４：サージアブ
ソーバ　５：ダイオード％　６：トランジスタ、１１：
抵抗、１２：コンデンサ、１３：を流検出第 図 欣イ 弔 困 篤乙ロ ー−◆を 丙ｊ口

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）電磁石装置のコイルと並列に接続されたサージアブ
   ソーバとダイオードとの直列回路，前記サージアブソー
   バと並列に接続されたスイツチング素子、前記コイルに
   給電する直流電源および前記コイルに流す電流を制御す
   る発振回路を備えた電磁石装置の駆動回路において、前
   記直流電源遮断後前記スイツチング素子の導通状態が所
   定時間継続する遅延回路を設けたことを特徴とする電磁
   石装置の駆動回路。 ２）請求項１記載の電磁石装置の駆動回路において、ス
   イツチング素子をトランジスタとし、遅延回路は前記ト
   ランジスタのベースに接続された抵抗とエミツタとの間
   に接続されたコンデンサであることを特徴とする電磁石
   装置の駆動回路。 ３）電磁石装置のコイルと並列に接続されたサージアブ
   ソーバとダイオードとの直列回路、前記サージアブソー
   バと並列に接続されたスイツチング素子、前記コイルに
   給電する直流電源および前記コイルに流す電流を制御す
   る発振回路を備えた電磁石装置の駆動回路において、コ
   イルに直列に接続した電流検出回路を設け、直流電源遮
   断後も前記電流検出回路の出力が所定値以下に低減する
   まで前記スイツチング素子の導通状態が継続するように
   前記電流検出回路とスイツチング素子の制御側とを結合
   したことを特徴とする電磁石装置の駆動回路。 ４）請求項３記載の電磁石装置の駆動回路において、電
   流検出回路とスイツチング素子の制御側との結合はホト
   カプラによることを特徴とする電磁石装置の駆動回路。