JPH0431442B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〓発明の属する技術分野〓 この発明は誘導電動機等のように頻繁な始動・
停止に用いられるサイリスタ素子をもつた無接点
接触器に関する。

〓従来技術とその問題点〓 無接点スイツチは機械的なスイツチに対し、電
気的機械的損耗部がなく頻繁な開閉に耐えうるか
ら三相誘導電動器をはじめ各種負荷の開閉に用い
られている。従来、三相誘導電動器の始動・停止
には第６図に示すような構成の無接点リレー（通
常ソリツドステートリレーと呼ばれ以下SSRとい
う）１を用いる方法が知られている。第６図にお
いて、SSR１は電力端子２、３を有する逆素子３
端子サイリスタ（以下SCRという）４，５を主
接点とし、これらのSCR４，５を各ゲートに接
続された電子制御回路６０で制御する。電子制御
回路６０は点弧回路６とホトカプラ８を備え、点
弧回路６はSCR４，５がほぼ０位相から導通す
るようにゼロクロス回路７を有する。この点弧回
路６はホトカブラ８のホトトランジスタに接触さ
れ、ホトカブラ８の発光ダイオード側は入力回路
９を介して入力端子１０，１１に接続されてい
る。このようなSSR１は例えば第７図に示すよう
にSSRaとSSRbの２個を用い、出力端子２をそ
れぞれ三相電源のＲ相とＴ相に接続し、それぞれ
の出力３とＳ相を三相誘導電動機に接続して主回
路を構成し、両SSRの入力端子１０，１１を互い
に並列に接続してスイツチSWを介して直流電源
Ｂに接続し、このスイツチSWを開閉してSSRa，
SSRbを導通または付導通にして電動機１２を始
動・停止させる。SSRは３個用いて各相に挿入す
ることもある。

ところで、このようなSSRの構成は１対の
SCRを逆並列接続する必要があり、サイリスタ
素子および各電極の配置を工夫するか電子制御回
路６０のプリント基板上でパターンを交差させる
ようにするために高価な両側基板のプリント基板
を使用しなければならないという欠点を有する。
また、SSRのパワー部SCRと電子制御回路６０
とはパワー部SCRの放熱性を良くするためおよ
びパワー部SCRと熱が電子制御回路に伝達され
ないようにするためにパワー部と電子制御回路と
を分離して配置される。このためにSCRのゲー
ト電極と電子制御回路のゲートトリガ信号を送出
する端子とを接続する際ゲートリード線を長くし
てこのゲートリード線をひきまわしたりしなけれ
ばならずゲートリード線とカソード電極との接触
を防止する等煩雑な設計を強いられるという欠点
を有する。

〓発明の目的〓 そこで本発明の目的は従来技術の欠点を除去
し、電子制御回路部のプリント基板の設計を容易
にし小形で組み立て容易で安易な無接点接触器を
提供することにある。

〓発明の要点〓 本発明の要点は、複数の逆素子３端子サイリス
タとこのサイリスタを点孤制御する電子制御回路
とからなる無接点接触器において、前記サイリス
タをケースの下部に固着し電子制御回路をプリン
ト基板上に搭載してサイリスタの上部側に配置し
て一体化し、一端にサイリスタのゲートリード線
のからげ部を有し他端に前記プリント基板に設け
た接続片が挿入される接触子を有しゲートトリガ
信号を伝達する中継金具をサイリスタとプリント
基板との間に配置した点にある。このような本発
明によれば、有接点式の電磁接触器と外形上およ
び機能上同一の無接点接触器を提供することがで
きる。また、電子制御回路と接続される接触子と
ゲートリード線からげ部を有する中継端子を逆並
列接続されるサイリスタ素子間に渡つて配置する
ことにより、点孤回路とゲート電極との接続はプ
リント基板に固定した端子片を接触子に差し込む
だけでよく、ゲートリード線も短くふらつきがな
く固定できるのでゲートリード線と、カソード電
極が接触してサイリスタ素子の機能を喪失させて
しまうことも防止できる。

〓発明の実施例〓 本発明による三相接点接触器の一実施例を第１
図ないし第５図に基づいて詳細に説明する。まづ
本接触器の結線図を第５図に示し、図において主
回路の各相接触器を構成する３個のSCR４ａ，
５ａ，４ｂ，５ｂ，４ｃ，５ｃのそれぞれの端子
２，３は主回路のＲ相、Ｓ相、Ｔ相に接続され
る。各SCR４ａ，５ａ，４ｂ，５ｂ，４ｃ，５
ｃのゲートに接触子１９を介して接続される電子
制御回路６０は発光ダイオード１４と、４個のホ
トカプラ８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄの各発光ダイオ
ード側が総て直列に接続されて入力回路９、電圧
検出回路１３を有する整流回路１２を介して入力
端子１０，１１に接続されている。３個のホトカ
プラ８ａ，８ｂ，８ｃのホトトランジスタ側には
ゼロクロス回路７、点孤回路６およびサージ吸収
回路１５が接続され、この各点弧回路６の出力が
それぞれのSCR４ａ，５ａ，４ｂ，５ｂ，４ｃ，
５ｃのゲートに接触子１９を介して伝達されてい
る。ホトカプラ８ｄのホトトランジスタ側には補
助無接点スイツチ１８が接続され、この補助無接
点スイツチ１８の出力側が補助端子１６，１７に
接続されている。

このような回路からなる三相無接点接触器は、
第１図に示すようにケース２１に組込んで収納さ
れ、カバー２２が被せられている。ケース２１の
内部には、主回路の三相分に相当する逆並列接続
されたSCR４ａ，５ａ，４ｂ，５ｂ，４ｃ，５
ｃ（図ではSCR4a，5aのみを示している）のサイ
リスタ４a₁，５a₁がそれぞれカソード電極板２３
とアノード電極板２４に挟まれて放熱用銅ベース
２５の上にセラミツク板２６を介して固定され、
ケース２１の底部に収納されている。このケース
２１の一方の相対する辺にはそれぞれの辺に沿つ
て主回路端子部２１ａを設けてこの主回路端子部
２１ａに電源側の端子板２ａと負荷側の端子板３
ａがそれぞれ配置され、端子板２ａにSCR４ａ
のアノード電極板２４がそして端子板３にSCR
５ａのアノード電極板２４に接続されている。各
SCR４ａ，５ａ，４ｂ，５ｂ，４ｃ，５ｃを収
納したケース２１の底部には樹脂を充填して絶縁
を強化し、耐環境性を高めている。各SCR４ａ，
５ａ，４ｂ，５ｂ，４ｃ，５ｃの上部には３個の
プリント基板２７，２８，２９がそれぞれ間隔を
あけて棚状に配置され、第２図に示すように側板
３０で一体化され、側板３０の脚部３０ａをケー
ス２１に挿入してケース２１と結合されている。
プリント基板２７にはサージ吸収回路１５が搭載
され、プリント基板２８には主として点孤回路６
が、プリント基板２９にはホトカプラ８ａ，８
ｂ，８ｃ，８ｄ，電圧検出回路１３を含む整流回
路１２、補助無接点スイツチ１８などがそれぞれ
搭載され、最上段のプリント基板２９の一辺には
入力端子１０，１１，補助端子１６，１７などの
端子ブロツク３１が取付けられて電子制御回路６
０が形成されている。そしてこの３個のプリント
基板２７，２８，２９の間は接続片３２、プリン
ト基板２８とケース底部とSCRのゲート電極と
の間は各端子片３３と後述する中継金具９０の接
触子１９でそれぞれ電気的に接続され、カバー２
２が被せられいる。各ホトカプラ８ａ，８ｂ，８
ｃ，８ｄと直列に接続されたホトダイオード１４
は最上段のプリント基板２９に搭載され、カバー
２２の覗き窓２２ａから目視できるようにされて
いるから、この接触器の動作をこの覗き窓２２ａ
から光の点滅で知ることができる。このようにし
て第３図に示すように１個のケースに収納された
ソリツドステートの三相無接点接触器を構成する
ことができる。

ケース21内に収納されたSCRとゲートリード
線との接続状態を第４図に示す。第４図はケース
２１の一部を切り欠いた斜視図を示し、２５で再
び放熱用鍋ベースを示し、この鍋ベース２５上に
セラミツク板２６を介してSCRが固定されてい
る。各相のSCRはそれぞれ同一構成であるので
SCR４ａ，５ａについて説明する。SCR４ａを
構成するサイリスタ素子４a₁はアノード電波板２
４ａとカソード電極板２３ａに挟まれて半田付固
定され、SCR5aを構成するサイリスタ素子５a₁
はアノード電極板２４ｂとカソード電極板２３ｂ
に挟まれて半田付固定されている。SCR４ａの
カソード電極板２３ａとSCR５ａのアノード電
極板２４とが接続され、そしてSCR５ａのカソ
ード電極板２３ｂとSCR４ａのアノード電極２
４ａとが接続されSCR４ａ，５ａが逆並列接続
されている。そしてSCR４ａのアノード電極板
２４ａは主回路の電源側の端子板２ａと接続さ
れ、SCR５ａのアノード電極板は主回路の負荷
側の端子板（不図示）に接続されている。

一端に接触子１９とケースへの圧入部９４を有
する中継金具９０は他端側には切起片９１を有す
るゲートリードからげ部９２が形成されるととも
にケース２１への圧入部９３が備えられている。
この中継金具９０は一相当り２個互い違いに
SCR４ａ，５ａの上方に配置され、一方の中継
金具９０６圧入部９４がケース21内に溝部２１ａ
に、他端のゲートリードからげ部９２の圧入部９
３の他の中継金具９０で示すようなケース21内の
孔部２１ｂに圧入固定される。そして中継金具９
０のゲートリードからげ部９２の切起片９１には
ゲートリード線２０をそれぞれからげて半田付固
定される。

次に本発明によるSSCの動作について説明す
る。入力端子１０，１１を介して入力回路９に印
加された交流電圧は整流回路１２を経て電圧検出
回路１３に印加される。この電圧が規定の電圧以
上の電圧であれば電圧検出回路１３が作動して発
光ダイオード１４を介してフオトカプラ８ａ，８
ｂ，８ｃ，８ｄが動作しＲ相、Ｓ相、Ｔ相に分割
された点孤回路６が働きSCR４ａ，５ａ，４ｂ，
５ｂ，４ｃ，５ｃがそれぞれ動作する。これと同
時に補助無接点スイツチ１８も動作する。入力端
子１０，１１に印加される入力電圧がしや断され
るか規定の電圧以下に低下すると電圧検出回路１
３がオフしてフオトカプラ８ａ，８ｂ，８ｃ，８
ｄが不動作状態となる。これにより点孤回路６が
オフしSCR４ａ，４ｂ，４ｃ，５ａ，５ｂ，５
ｃおよび補助無接点スイツチ１８がオフし発光ダ
イオード１４も消灯する。

なお、ゼロクロス回路７の機能は良く知られて
いるように出力端子２，３間電圧がほぼ零ボルト
の位相でサイリスタ素子がオンするようにしたも
のであり、サージ吸収回路１５も良く知られてい
るような抵抗とコンデンサとの直列回路とセラミ
ツクサージアブソーバの並列回路からなりサイリ
スタ素子の過電圧保護回路である。

〓発明の効果〓 本発明によれば、複数の逆阻止３端子サイリス
タをケースの下部に固着し電子制御回路をプリン
ト基板上に搭載してサイリスタの上部側に配置し
て一体化し、一端にサイリスタのゲートリード線
のからげ部を有し他端に前記プリント基板に固定
した端子片が挿入される接触子を有しゲートトリ
ガ信号を伝達する中継金具をサイリスタとプリン
ト基板との間に配置したことにより有接点式の電
磁接触器と外形上、機能上同一の無接点接触器を
提供することができる。従つて三相誘導電動機の
制御を行う装置や制御盤に使用する場合本体取付
や主回路、制御回路の接続が容易で大幅な工数短
縮が図れる。前記電子制御回路には整流回路を組
込んだことにより交流電源が一般的な三相誘導電
動の制御回路にそのまま使用でき特別な直流電源
または外付けの整流装置を必要とせず適用が簡単
である。前記電子制御回路には電圧検出回路を内
蔵していることにより動作電圧値と復帰電圧値に
差をもたせたヒステリシス動作特性をもたせるこ
とができ、操作電圧変動に対して不要な応答をし
ない安定した動作特性が得られる。また、電子制
御回路には補助無接点スイツチを内蔵しているこ
とにより無接点接触器の自己保持が可能であり、
主回路に接続されるサイリスタの動作と同期する
信号が得られるため遠隔操作における表示、他の
無接点接触器とのインターロツク、補助信号の増
幅等が容易にできる。

次に電子制御回路とパワー部のサイリスタとは
中継金具の接触子にプリント基板に固定された端
子片を差し込むだけで結合できるので、通電電流
の大小によつて許容値の異なるパワー部のサイリ
スタと入力回路、補助出力回路の電圧の違いある
いはゼロクロス回路の有無等によつて異なる電子
制御回路部とをそれぞれ別々のラインで組み立て
を実行することが可能であり、製造の最終の階段
で両者の結合ができることを意味し数多くの種類
の無接点接触器の完成品を在庫しておく必要がな
い、あるいは仕様の変更にも容易に対応できるな
ど生産管理上も大きなメリツトガ得られ顧客から
の短納期の要求にも応じられる。さらに、接触子
とゲートリード線からげ部とをもつ中継金具を並
列に逆並列接続されたサイリスタ素子間に渡つて
配置していることにより、点孤回路とゲート電極
接続はプリント基板上に固定した端子片を接触子
に差し込むだけでよいのでプリント基板上でパタ
ーンを交差させる必要がなく設計が容易で安価な
片面基板の使用が可能となる。そして、ゲートリ
ード緑も短くふらつきがなく固定できるので、ゲ
ートリード緑とカソード電極が接触してサイリス
タ素子の機能を喪失させることもないという利点
を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第５図は本発明による三相無接点
接触器の一実施例を示し、第１図は正面縦断面
図、第２図は電子制御回路の斜視図、第３図は外
観を示す斜視図、第４図はケースの一部を切欠い
てサイリスタ素子の配置を示す要部斜視部、第５
図は無接点接触器の結線図、第６図および第７図
はそれぞれ従来の無接点リレーを示し、第６図は
その結線図、第７図は第６図のリレーを用いた三
相誘導電動機の運転回路図である。 ４ａ，５ａ，４ｂ，５ｂ，４ｃ，５ｃ……サイ
リスタ、６０……電子制御回路、６……点弧回
路、１２……整流回路、１３……電圧検出回路、
１８……補助無接点スイツチ、１９……接触子、
２７，２８，２９……プリント基板、３３……端
子片、９０……中継金具、９２……ゲートリード
線からげ部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 複数の逆阻止３端子サイリスタとこのサイリ
   スタを点弧制御する電子制御回路とからなる無接
   点接触器において、前記サイリスタをケースの下
   部に固着し電子制御回路をプリント基板上に搭載
   してサイリスタの上部側に配置して一体化し、一
   端にサイリスタのゲートリード線からげ部を有し
   他端に前記プリント基板に固定した端子片が挿入
   される接触子を有しゲートトリガ信号を伝達する
   中継金具をサイリスタとプリント基板との間に配
   置したことを特徴とする無接点接触器。 ２ 特許請求の範囲第１項記載の無接点接触器に
   おいて、電子制御回路は点弧回路と整流回路と電
   圧検出回路と補助無接点スイツチを有することを
   特徴とする無接点接触器。 ３ 特許請求の範囲第１項記載の無接点接触器に
   おいて、プリント基板は電子制御回路の機能に応
   じて複数種類に分割されていることを特徴とする
   無接点接触器。