JPH06327296A - 誘導負荷駆動装置 - Google Patents

誘導負荷駆動装置

Info

Publication number
JPH06327296A
JPH06327296A JP5110791A JP11079193A JPH06327296A JP H06327296 A JPH06327296 A JP H06327296A JP 5110791 A JP5110791 A JP 5110791A JP 11079193 A JP11079193 A JP 11079193A JP H06327296 A JPH06327296 A JP H06327296A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
switch means
inductance
load
current
inductive load
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP5110791A
Other languages
English (en)
Inventor
Tetsuya Nakayama
徹矢 中山
Masakazu Moritoki
正和 守時
Daisuke Yoshida
大輔 吉田
Masao Hagiwara
政雄 萩原
Kenichiro Maeda
謙一郎 前田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Komatsu Ltd
Original Assignee
Komatsu Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Komatsu Ltd filed Critical Komatsu Ltd
Priority to JP5110791A priority Critical patent/JPH06327296A/ja
Publication of JPH06327296A publication Critical patent/JPH06327296A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/12Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks for adjusting voltage in ac networks by changing a characteristic of the network load
    • H02J3/14Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks for adjusting voltage in ac networks by changing a characteristic of the network load by switching loads on to, or off from, network, e.g. progressively balanced loading
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J2310/00The network for supplying or distributing electric power characterised by its spatial reach or by the load
    • H02J2310/50The network for supplying or distributing electric power characterised by its spatial reach or by the load for selectively controlling the operation of the loads
    • H02J2310/56The network for supplying or distributing electric power characterised by its spatial reach or by the load for selectively controlling the operation of the loads characterised by the condition upon which the selective controlling is based
    • H02J2310/58The condition being electrical
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B70/00Technologies for an efficient end-user side electric power management and consumption
    • Y02B70/30Systems integrating technologies related to power network operation and communication or information technologies for improving the carbon footprint of the management of residential or tertiary loads, i.e. smart grids as climate change mitigation technology in the buildings sector, including also the last stages of power distribution and the control, monitoring or operating management systems at local level
    • Y02B70/3225Demand response systems, e.g. load shedding, peak shaving
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y04INFORMATION OR COMMUNICATION TECHNOLOGIES HAVING AN IMPACT ON OTHER TECHNOLOGY AREAS
    • Y04SSYSTEMS INTEGRATING TECHNOLOGIES RELATED TO POWER NETWORK OPERATION, COMMUNICATION OR INFORMATION TECHNOLOGIES FOR IMPROVING THE ELECTRICAL POWER GENERATION, TRANSMISSION, DISTRIBUTION, MANAGEMENT OR USAGE, i.e. SMART GRIDS
    • Y04S20/00Management or operation of end-user stationary applications or the last stages of power distribution; Controlling, monitoring or operating thereof
    • Y04S20/20End-user application control systems
    • Y04S20/222Demand response systems, e.g. load shedding, peak shaving

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Control Of Eletrric Generators (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】バッテリ等の電源を必要としない、小型軽量な
誘導負荷駆動装置の実現を目的とする。 【構成】永久磁石(Mg)を内蔵し回転するロータ
(R)の中にコイル(L1)を固定配置し、ロータ
(R)を外部の機械的動力により回転させると、永久磁
石(Mg)の磁極がコイル(L1)の磁芯に接近する度
にコイル(L1)に誘導起電力が発生する。当初スイッ
チ(Sw)を閉路しておき、負荷(L2)の駆動タイミ
ングに同期して、ロータ(R)と同軸に配置されたカム
機構(CAM)でスイッチ(Sw)を開路する。これに
より誘導起電力が直接誘導負荷(L2)に加わり、急峻
な立上がりの電流が誘導負荷(L2)に流れる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は誘導負荷に印加する電流
を制御する誘導負荷駆動装置に関し、特に永久磁石を機
械的に移動させ、それと同期してスイッチを開閉する事
で、誘導負荷の駆動開始時に昇圧した電圧を印加し負荷
電流の良好な立上がりを可能にした誘導負荷駆動装置に
関する。
【0002】
【従来の技術】一般にソレノイドバルブ等の電磁アクチ
ュエータを高速に動作させるためには、励磁電流をイン
ダクタンスに打ち勝って急速に立ち上げる必要がある。
【0003】コイルの内部抵抗をR、インダクタンスを
Lとしたときの印加電圧Eに対する励磁電流Iの伝達関
数G(S)は G(S)=(1/R)・(1/(1+L・S/R)) で知られており、式から明らかなようにI=0の状態で
電圧Eを印加した直後の電流Iの立ち上がり勾配はE/
L、定常電流はE/Rであり、時定数L/Rの一次遅れ
が生じることが知られている。
【0004】従ってR、Lの決まっているコイルに急速
に電流を立ち上げ、素早く動作させるためには、印加電
圧Eを大きくする必要がある。しかし、印加電圧Eを大
きくするにともない定常電流も必要以上に大きくなって
しまいコイルの発熱、焼損等を招くことになり易く、装
置も大型化しエネルギーの無駄でもある。また移動車両
中のように車載バッテリを電源とする機械では印加電圧
が制限されるため、充分な電圧が得られない場合が多
い。
【0005】この問題を解決するために、コイルへの印
加電圧を高めるための電圧昇圧回路(たとえばフライバ
ック式DC−DCコンバータ等)と定常電流を制限する
ための電流制御回路とを設け、電流立ち上がり時には高
電圧を印加して急速に電流を増加させると共に、電流が
所定の値になったときには電流制御回路によって印加電
圧を抑制し必要以上に電流が増加するのを防止するよう
な方法が用いられている。
【0006】電圧昇圧回路としてフライバック式DC−
DCコンバータを用いたときの問題は、エネルギを蓄積
するためのチャージャ回路のインダクタンスが大形にな
り、このために装置が大型化すること、チャージャ回路
の動作タイミングや負荷に電流を流すタイミングが微妙
で、これを制御するために回路が複雑化することなどで
あった。またバッテリ等の電源を必要とし、電流を多量
に消耗するため、電源の寿命にも問題があった。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】上述したごとく、従来
の誘導負荷駆動装置では誘導負荷への電流の立ち上がり
を改善するために高電圧が必要になり、そのために昇圧
回路を用いると装置が大型で複雑になるなどの問題があ
った。
【0008】そこで、本発明では、このような問題を解
決して、比較的小型軽量で、構成が単純な誘導負荷駆動
装置を実現する事を目的にする。
【0009】
【課題を解決するための手段】移動可能な永久磁石と、
永久磁石の変位によって内部の磁束が変化するように配
置された磁芯と、磁芯に巻かれたインダクタンスと、イ
ンダクタンスの両端を開閉するスイッチ手段を有し、ス
イッチ手段を閉路した状態で、移動可能な永久磁石を移
動させて、磁芯内の磁束を変化させ、磁芯内の磁束の変
化によってインダクタンス内に発生する起電力によりイ
ンダクタンス内に電流を発生させ、インダクタンス内に
発生した電流をスイッチ手段で遮断すると同時に、スイ
ッチ手段の両端に接続された誘導性負荷に電流を供給す
る。
【0010】
【作用】機械的なエネルギを起電力に変えて誘導負荷駆
動電流を立ち上げる電圧を得るようにしたため、装置を
比較的小型軽量に構成することができ、また機械的な動
きから同期を容易にとることができる。またバッテリ等
の電源を用いないので、電源の寿命等に留意する必要も
なく、その分小形にできる。
【0011】
【実施例】以下、図に沿ってこの発明の実施例の動作を
説明する。
【0012】図1に本発明の誘導負荷駆動装置の一実施
例の構成図を示す。また図2にこの実施例の等価回路を
示す。
【0013】永久磁石Mgを内蔵し回転するロータRの
中にコイルL1を固定配置する。ロータRを外部の機械
的動力により回転させると、永久磁石Mgの磁極がコイ
ルL1の磁芯に接近する度にコイルL1に誘導起電力が
発生し、当初スイッチSwを閉路しておくとこの閉回路
に電流が流れる。
【0014】負荷L2の駆動タイミングに同期して、ロ
ータRの位相を設定すると共に、ロータRと同軸に配置
されたカム機構CAMによりスイッチSwを所定のタイ
ミングで開路する。これにより誘導起電力が直接誘導負
荷L2に加わり、急峻な立上がりの電流が誘導負荷L2
に流れる。コンデンサCはスイッチSwが開路した時、
負荷L2に過大な電流が流れないように設けられてい
る。誘導負荷L2を流れる電流は永久磁石Mgの回転に
より、その後、徐々に少なくなって行く。
【0015】その後、カム機構CAMによりスイッチS
wは再び閉じられ、次のロータRの磁極の接近に備えた
形になる。
【0016】この間に誘導性負荷L2に流れる電流を模
式的に示すと図3のようになり、これにより誘導負荷L
2への電流の立ち上がりを改善する事ができる。
【0017】図4は、本発明の誘導負荷駆動装置の他の
実施例の構成図で、図5はその等価回路である。この実
施例では、図1の実施例の単一インダクタンスの代わり
に、複巻トランスTを用いたものである。
【0018】図4、図5にそって動作を説明する。この
実施例では、ロータRと同軸に配置されたカム機構CA
Mによって、ロータRに対して一定位相で開閉するトラ
ンスTの1次巻線Tpを短絡する第1のスイッチSw1
と、負荷L2への回路を開閉する第2のスイッチSw2
が設けられている。
【0019】永久磁石Mgを内蔵し回転するロータRの
中にトランスTを固定し、第1のスイッチSw1が閉路
されると、トランスTの1次巻線Tpに誘導起電力によ
る電流が流れる。第1のスイッチSw1が開路される直
前に、第2のスイッチSw2を閉路しておくと、第1の
スイッチSw1の開路により、トランスの1次巻線Tp
に蓄積されたエネルギーがトランスの2次巻線Tsに移
動し、負荷L2に電流を急速に立ち上げると共に、コン
デンサCを充電する。
【0020】この複巻トランスを用いた回路には次のよ
うな利点がある。
【0021】トランスTの1次側の巻線Tpの巻数と、
2次側の巻線Tsの巻数を変えることにより、2次側の
インピーダンスを1次側より高く、又は低くする事がで
きる。これにより2次側に発生する電圧を制御すること
ができる。また、1次側と2次側を電気的に分離するこ
とができる。
【0022】図6は本発明の誘導負荷駆動装置の更に他
の実施例の等価回路である。この実施例では、図1の実
施例の単一インダクタンスの代わりに、単巻トランスを
用いている。
【0023】この回路の動作は、図4、図5に示した実
施例の場合とほぼ同様である。また複巻トランスと同様
にインピーダンスの変換が可能である。図6(a)の場
合は、出力側の巻線数が少なく、負荷L2に印加される
電圧が誘導電圧よりも低い場合であり、図6(b)の場
合は、出力側の巻線数が多く、負荷L2に印加される電
圧が誘導電圧よりも高くなる。
【0024】以上説明してきた例では、スイッチに機械
的接点を用いてきた。しかし、スイッチに半導体素子を
用いても同様の機能を実現できる。この場合、カム機構
CAMから与えられるスイッチの開閉タイミングの代わ
りに、ロータRの回転を検出する素子の出力を用いた
り、装置全体の動作を制御するコントローラからの制御
信号を用いるなどの必要がある。
【0025】
【発明の効果】以上説明したように、本発明では、移動
可能な永久磁石と、永久磁石の変位によって内部の磁束
が変化するように配置された磁芯と、磁芯に巻かれたイ
ンダクタンスと、インダクタンスの両端を開閉するスイ
ッチ手段を設け、スイッチ手段を閉路した状態で、移動
可能な永久磁石を移動させて、磁芯内の磁束を変化さ
せ、磁芯内の磁束の変化によってインダクタンス内に発
生する起電力によりインダクタンス内に電流を発生さ
せ、インダクタンス内に発生した電流をスイッチ手段で
遮断すると同時に、スイッチ手段の両端に接続された誘
導性負荷に電流を供給するようにした。
【0026】このように、機械的なエネルギを起電力に
変えて誘導負荷駆動電流を立ち上げる高圧を得るように
し、バッテリ等の電源を用いないため、装置を比較的小
型軽量に構成することができる。また機械的な動きから
同期を容易にとることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の誘導負荷駆動装置の一実施例の構成
図。
【図2】図1に示す実施例の等価回路図。
【図3】図1に示す実施例で負荷を流れる電流の波形
図。
【図4】本発明の誘導負荷駆動装置の他の実施例の構成
図。
【図5】図4に示す実施例の等価回路図。
【図6】本発明の誘導負荷駆動装置の更に他の実施例の
等価回路図。
【符号の説明】
C コンデンサ CAM カム機構 L1 コイル L2 誘導負荷 Mg 永久磁石 R ロータ Sw、Sw1、Sw2 スイッチ T トランス Tp トランスの1次巻線 Ts トランスの2次巻線
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 萩原 政雄 神奈川県平塚市四ノ宮2597 株式会社小松 製作所エレクトロニクス事業本部内 (72)発明者 前田 謙一郎 神奈川県平塚市四ノ宮2597 株式会社小松 製作所エrクトロニクス事業本部内

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 移動可能な永久磁石と、 該永久磁石の変位によって内部の磁束が変化するように
    配置された磁芯と、 該磁芯に巻かれたインダクタンスと、 該インダクタンスの両端を開閉する第1のスイッチ手段
    を有し、 該第1のスイッチ手段を閉路した状態で、前記移動可能
    な永久磁石を移動させて、前記磁芯内の磁束を変化さ
    せ、 前記磁芯内の磁束の変化によってインダクタンス内に発
    生する起電力により前記インダクタンス内に電流を発生
    させ、 前記インダクタンス内に発生した電流を前記第1のスイ
    ッチ手段で遮断すると同時に、前記第1のスイッチ手段
    の両端に接続された誘導性負荷に前記電流を供給するよ
    うにした誘導負荷駆動装置。
  2. 【請求項2】 前記インダクタンスに負荷駆動用の二次
    巻線を設けると共に、 前記第1のスイッチ手段のほかに前記二次巻線に負荷を
    接続・遮断する第2のスイッチ手段を設け、 前記第1のスイッチ手段が開路すると同時に前記第2の
    スイッチ手段を閉成し、 前記磁芯に蓄積されたエネル
    ギで前記負荷駆動用の二次巻線に発生する起磁力により
    負荷に電流を供給することを特徴とする請求項1記載の
    誘導負荷駆動装置。
  3. 【請求項3】 前記第1のスイッチ手段により前記イン
    ダクタンスの巻線の一部を短絡させた状態で、前記永久
    磁石を変位させ、前記インダクタンスの短絡した巻線に
    誘導電流を発生させ、 前記誘導負荷の駆動のタイミングで前記第1のスイッチ
    手段を開路すると同時に、前記インダクタンスの全巻線
    回路を負荷回路に接続・遮断する第2のスイッチ手段を
    閉路することを特徴とする請求項1記載の誘導負荷駆動
    装置。
  4. 【請求項4】 前記第1のスイッチ手段により前記イン
    ダクタンスの全巻線を短絡させた状態で、前記永久磁石
    を変位させ、前記インダクタンスの全巻線に誘導電流を
    発生させ、 前記誘導負荷の駆動のタイミングで前記第1のスイッチ
    手段を開路すると同時に、前記インダクタンスの一部の
    巻線回路を負荷回路に接続・遮断する第2のスイッチ手
    段を閉路することを特徴とする請求項1記載の誘導負荷
    駆動装置。
  5. 【請求項5】 前記第1のスイッチ手段及び前記第2の
    スイッチ手段をトランジスタなどの半導体スイッチで構
    成することを特徴とする請求項1、2、3及び4記載の
    誘導負荷駆動装置。
JP5110791A 1993-05-12 1993-05-12 誘導負荷駆動装置 Pending JPH06327296A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5110791A JPH06327296A (ja) 1993-05-12 1993-05-12 誘導負荷駆動装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5110791A JPH06327296A (ja) 1993-05-12 1993-05-12 誘導負荷駆動装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH06327296A true JPH06327296A (ja) 1994-11-25

Family

ID=14544727

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP5110791A Pending JPH06327296A (ja) 1993-05-12 1993-05-12 誘導負荷駆動装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH06327296A (ja)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4390231B2 (ja) 電磁操作装置
US7710751B2 (en) Secondary-side power receiving circuit of noncontact power supplying equipment
KR100649989B1 (ko) 전환형 자기 저항 장치용 변환기 회로, 전환형 자기 저항 구동 장치, 전환형 자기 저항 구동 장치의 동작 방법, 및 전환형 자기 저항 장치의 위상 권선을 통전시키는 방법
US7071632B2 (en) Discharge lamp starter
JP3811516B2 (ja) 切り換え式リラクタンス発電機
KR100686448B1 (ko) 전자기 조작장치
JP3277023B2 (ja) Dc−dcコンバータ回路
JP3826785B2 (ja) 回転電機
US6657846B1 (en) Electromagnetic injection valve
JP3889445B2 (ja) 電子整流型の高能率電気モータ
EP1045511A3 (de) Reihenschlussmotor
US5093770A (en) Electrical energy storage system
JPH06327296A (ja) 誘導負荷駆動装置
KR20210018598A (ko) 차량용 전력 변환 시스템 및 그 제어 방법
JPH10108427A (ja) 内燃機関用電源装置
JPS5771026A (en) Pulse duty controller
JPH10248172A (ja) 電池駆動モータシステム
WO2008069769A1 (fr) Procédé permettant d'obtenir une charge électrique des bobines primaire et secondaire d'un transformateur
GB2429345A (en) Motor incorporating an inductance of a regulator circuit
JP2525373B2 (ja) 電源装置
JPH0771639A (ja) 電磁弁駆動回路
SU1299726A1 (ru) Источник питани сварочной дуги
JP2931950B2 (ja) 電磁石駆動装置
JP2932836B2 (ja) 昇圧型スイッチングコンバータ
JP2637461B2 (ja) 電源装置