JPH0710145B2 - 過電流保護装置 - Google Patents
過電流保護装置Info
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- JPH0710145B2 JPH0710145B2 JP1257876A JP25787689A JPH0710145B2 JP H0710145 B2 JPH0710145 B2 JP H0710145B2 JP 1257876 A JP1257876 A JP 1257876A JP 25787689 A JP25787689 A JP 25787689A JP H0710145 B2 JPH0710145 B2 JP H0710145B2
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- Japan
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- circuit
- switch
- current
- smoothing capacitor
- control power
- Prior art date
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-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
- H02H3/00—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection
- H02H3/08—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to excess current
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
- H02H1/00—Details of emergency protective circuit arrangements
- H02H1/06—Arrangements for supplying operative power
- H02H1/063—Arrangements for supplying operative power primary power being supplied by fault current
- H02H1/066—Arrangements for supplying operative power primary power being supplied by fault current and comprising a shunt regulator
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Emergency Protection Circuit Devices (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、回路遮断器と組合せて電路を過電流から守
る過電流保護装置、特にその制御電源に関するものであ
る。
る過電流保護装置、特にその制御電源に関するものであ
る。
［従来の技術］ 第９図は例えば実公昭55−29931号公報に示された従来
の過電流保護装置の回路図であり、図において（１）は
電路例えば交流電路、（２）は回路遮断器であって、交
流電路（１）に直列接続された主接点FFおよびこの主接
点FFを引外すための引外し電磁装置例えばトリップ・コ
イル（３）を含んでいる。（４）は交流電路（１）に配
置されてその電流ILを検出する変流器、（５）はこの変
流器（４）の２次側に接続された整流回路、（６）と
（７）はこの整流回路（５）の直流側間で互いに直列接
続された検出抵抗と制御電源、（８）は整流回路（５）
の直流側と制御電源（７）の間に接続され、直流側電位
が所定値以上に上がらないようにするツェナーダイオー
ド、（９）は引外し電磁装置（３）、検出抵抗（６）、
制御電源（７）および整流回路（５）の直流側に接続さ
れ、過電流引外し特性を出す時限回路、（10）は整流回
路（５）の直流側間で引外し電磁装置（３）と直列に接
続され、時限回路（９）の出力により非導通から導通へ
変化させられるスイッチ例えばサイリスタである。
の過電流保護装置の回路図であり、図において（１）は
電路例えば交流電路、（２）は回路遮断器であって、交
流電路（１）に直列接続された主接点FFおよびこの主接
点FFを引外すための引外し電磁装置例えばトリップ・コ
イル（３）を含んでいる。（４）は交流電路（１）に配
置されてその電流ILを検出する変流器、（５）はこの変
流器（４）の２次側に接続された整流回路、（６）と
（７）はこの整流回路（５）の直流側間で互いに直列接
続された検出抵抗と制御電源、（８）は整流回路（５）
の直流側と制御電源（７）の間に接続され、直流側電位
が所定値以上に上がらないようにするツェナーダイオー
ド、（９）は引外し電磁装置（３）、検出抵抗（６）、
制御電源（７）および整流回路（５）の直流側に接続さ
れ、過電流引外し特性を出す時限回路、（10）は整流回
路（５）の直流側間で引外し電磁装置（３）と直列に接
続され、時限回路（９）の出力により非導通から導通へ
変化させられるスイッチ例えばサイリスタである。
従来の過電流保護装置は上述したように構成されてお
り、交流電路（１）に負荷電流ILが流れると、交流器
（４）の２次側に交流の２次電流が流れ、整流回路
（５）は交流の２次電流を整流して直流電流I1に変換す
る。直流電流I1は検出抵抗（６）と制御電源（７）を流
れて整流回路（５）へ帰る。時限回路（９）は検出抵抗
（６）に発生する電圧信号により所定の時間後スイッチ
（10）を開より閉に変化させる。スイッチ（10）が導通
すると、引外し電磁装置（３）が変流器（４）の２次電
流によって励磁され、回路遮断器（２）の主接点FFが引
外され、交流電路（１）に流れる負荷電流ILを遮断す
る。制御電源（７）は過電流検出を開始する最少値で、
時限回路（９）が正常に動作するエネルギーを供給して
いるため、交流電路（１）の電流が過負荷状態ではエネ
ルギーに余剰を生じる。その余剰のエネルギーを消費し
ているのがツェナーダイオード（８）と制御電源（７）
である。
り、交流電路（１）に負荷電流ILが流れると、交流器
（４）の２次側に交流の２次電流が流れ、整流回路
（５）は交流の２次電流を整流して直流電流I1に変換す
る。直流電流I1は検出抵抗（６）と制御電源（７）を流
れて整流回路（５）へ帰る。時限回路（９）は検出抵抗
（６）に発生する電圧信号により所定の時間後スイッチ
（10）を開より閉に変化させる。スイッチ（10）が導通
すると、引外し電磁装置（３）が変流器（４）の２次電
流によって励磁され、回路遮断器（２）の主接点FFが引
外され、交流電路（１）に流れる負荷電流ILを遮断す
る。制御電源（７）は過電流検出を開始する最少値で、
時限回路（９）が正常に動作するエネルギーを供給して
いるため、交流電路（１）の電流が過負荷状態ではエネ
ルギーに余剰を生じる。その余剰のエネルギーを消費し
ているのがツェナーダイオード（８）と制御電源（７）
である。
［発明が解決しようとする課題］ 従来の過電流保護装置では、余剰のエネルギーを制御電
源やツェナーダイオードで消費しなければならず、その
時の消費電力は余剰電流×ツェナー電圧となり、余剰電
流が増えれば増えるほど発熱が大きくなり、大きな放熱
板が必要となり、装置を小形化できないと云う問題点が
あった。
源やツェナーダイオードで消費しなければならず、その
時の消費電力は余剰電流×ツェナー電圧となり、余剰電
流が増えれば増えるほど発熱が大きくなり、大きな放熱
板が必要となり、装置を小形化できないと云う問題点が
あった。
この発明は、上記のような問題点を解決するためになさ
れたもので、発熱を減らして装置を小形化できる過電流
保護装置を得ることを目的とする。
れたもので、発熱を減らして装置を小形化できる過電流
保護装置を得ることを目的とする。
［課題を解決するための手段］ この発明に係る過電流保護装置は、交流電路に流れる電
流を２次側へ変成するように配置された変流器と、この
変流器の２次側に接続された整流回路と、この整流回路
の直流側間に接続された開閉器と、前記整流回路の直流
側に接続された逆流防止装置、この逆流防止装置の出力
側で前記開閉器と並列に接続された平滑コンデンサ、お
よびこの平滑コンデンサと並列に接続され、前記平滑コ
ンデンサの電圧が所定値より大きくなれば前記逆流防止
装置の入力側に接続されている前記開閉器の閉路期間の
割合が増えるように前記開閉器を制御する手段を含む制
御電源とを設けたものである。
流を２次側へ変成するように配置された変流器と、この
変流器の２次側に接続された整流回路と、この整流回路
の直流側間に接続された開閉器と、前記整流回路の直流
側に接続された逆流防止装置、この逆流防止装置の出力
側で前記開閉器と並列に接続された平滑コンデンサ、お
よびこの平滑コンデンサと並列に接続され、前記平滑コ
ンデンサの電圧が所定値より大きくなれば前記逆流防止
装置の入力側に接続されている前記開閉器の閉路期間の
割合が増えるように前記開閉器を制御する手段を含む制
御電源とを設けたものである。
［作用］ この発明において、開閉器は平滑コンデンサの電圧が大
きくなると閉じられ、過電流保護装置の動作に必要な平
流器２次電流以外の電流が平滑コンデンサに流れないよ
うに、平滑コンデンサの電圧をほぼ一定に保つ。
きくなると閉じられ、過電流保護装置の動作に必要な平
流器２次電流以外の電流が平滑コンデンサに流れないよ
うに、平滑コンデンサの電圧をほぼ一定に保つ。
［実施例］ 以下、この発明の一実施例を図について説明する。この
発明の第１実施例を示す第１図の回路図において、
（１）は交流電路、FFはこの交流電路（１）に直列接続
された、回路遮断器（２）の主接点、（３）はこの主接
点FFを引外すための引外し電磁装置、（４）は交流電路
（１）に流れる電流を検出する変流器、（５）はこの変
流器（４）の２次側に接続された整流回路、（６）は後
述する開閉器を介して整流回路（５）の直流側間に接続
された検出抵抗、（7A）は上記開閉器と並列接続される
と共に検出抵抗（６）と直列接続された制御電源、
（９）はこの制御電源（7A）と並列接続されると共に検
出抵抗（６）と直列接続されてその電圧信号の大きさに
応じて所定の時間後に出力信号を出す時限回路、（10）
は引外し電磁装置（３）を介して時限回路（９）と並列
接続されてその出力により開より閉に操作されるスイッ
チ、（11）は整流回路（５）の直流側と引外し電磁装置
（３）の間に接続された逆流防止装置例えばダイオー
ド、（12）はこの逆流防止装置（11）の出力側で検出抵
抗（６）と直列接続された平滑コンデンサ、（13）はこ
の平滑コンデンサ（12）と並列接続された基準電圧発生
回路、（14）は平滑コンデンサ（12）と基準電圧発生回
路（13）の間に設けられ、制御電源（7A）の出力電圧と
基準電圧発生回路（13）の出力電圧とを比較する比較
器、（15）は逆流防止装置（11）ま入力側で検出抵抗
（６）と直列接続され、比較器（14）の出力で開閉され
る開閉器、例えばNPNトランジスタである。
発明の第１実施例を示す第１図の回路図において、
（１）は交流電路、FFはこの交流電路（１）に直列接続
された、回路遮断器（２）の主接点、（３）はこの主接
点FFを引外すための引外し電磁装置、（４）は交流電路
（１）に流れる電流を検出する変流器、（５）はこの変
流器（４）の２次側に接続された整流回路、（６）は後
述する開閉器を介して整流回路（５）の直流側間に接続
された検出抵抗、（7A）は上記開閉器と並列接続される
と共に検出抵抗（６）と直列接続された制御電源、
（９）はこの制御電源（7A）と並列接続されると共に検
出抵抗（６）と直列接続されてその電圧信号の大きさに
応じて所定の時間後に出力信号を出す時限回路、（10）
は引外し電磁装置（３）を介して時限回路（９）と並列
接続されてその出力により開より閉に操作されるスイッ
チ、（11）は整流回路（５）の直流側と引外し電磁装置
（３）の間に接続された逆流防止装置例えばダイオー
ド、（12）はこの逆流防止装置（11）の出力側で検出抵
抗（６）と直列接続された平滑コンデンサ、（13）はこ
の平滑コンデンサ（12）と並列接続された基準電圧発生
回路、（14）は平滑コンデンサ（12）と基準電圧発生回
路（13）の間に設けられ、制御電源（7A）の出力電圧と
基準電圧発生回路（13）の出力電圧とを比較する比較
器、（15）は逆流防止装置（11）ま入力側で検出抵抗
（６）と直列接続され、比較器（14）の出力で開閉され
る開閉器、例えばNPNトランジスタである。
この発明の第１実施例は上述したように構成されてお
り、その動作を第２図の動作説明用波形図について詳し
く説明する。交流電路（１）に負荷電流ILが流れると、
変流器（４）に２次電流が流れ、この２次電流は整流回
路（５）により直流電流I1［第２図（Ａ）］に変換され
る。この直流電流I1は逆流防止装置（11）を通して平滑
コンデンサ（12）を充電し、検出抵抗（６）を通って整
流回路（５）へ帰る。平滑コンデンサ（12）の両端電圧
Vout［第２図（Ｂ）］は、時限回路（９）へ放電するに
つれて下がるが、次の半サイクルの直流電流I1で再び充
電され、これを繰り返す。負荷電流ILが小さい時は、第
２図に示すように電圧Voutが基準電圧発生回路（13）の
基準電圧Ａより小さいため比較器（14）は出力を出さ
ず、開閉器（15）は開状態のままであり、変流器（４）
の２次電流は100％制御電源（7A）のエネルギーとして
使用される。しかしながら、交流電路（１）の負荷電流
ILが大きくなると制御電源（7A）の出力電圧Voutが基準
電圧Ａより大きくなり、比較器（14）が出力を出して開
閉器（15）を閉じ、これにより変流器（４）の２次電流
ひいては直流電流I1は制御電源（7A）をバイパスする。
比較器（14）にはヒステリシス特性があり、Voutが基準
電圧Ｂより下がると比較器（14）は出力を出さなくな
り、開閉器（15）を開き、変流器（４）の２次電流従っ
て直流電流I1は再び制御電源（7A）に流れ込むようにな
る。以上の様な開閉を開閉器（15）はくり返し、変流器
（４）の２次電流の内必要な量を制御電源（7A）のエネ
ルギーとして使用する。時限回路（９）やスイッチ（1
0）の動作は従来技術と同様である。なお上記第１実施
例では、比較器（14）の出力で開閉（15）を開閉した
が、第３図の第２実施例に示すように制御電源（7B）中
のパルスデューティ変調器（16）で開閉器（15）を開閉
してもよい。パルスデューティ変調器（16）は第４図に
示すような特性を持ち、すなわちパルスデューティ変調
器（16）の入力端子に印加される制御電源（7B）の出
力電圧が基準電圧発生回路（13）の基準電圧Ａを越えて
大きくなるにつれてその出力パルスデューティが大きく
なり、開閉器（15）の閉じている割合が第５図（Ｃ）に
示すように増え、制御電源（7B）の出力電圧Voutを第５
図（Ｂ）に示すようにほぼ一定に保つ。この方式の特長
は高い周波数で開閉器（15）を開閉するため平滑コンデ
ンサ（12）の容量を小さくできることである。
り、その動作を第２図の動作説明用波形図について詳し
く説明する。交流電路（１）に負荷電流ILが流れると、
変流器（４）に２次電流が流れ、この２次電流は整流回
路（５）により直流電流I1［第２図（Ａ）］に変換され
る。この直流電流I1は逆流防止装置（11）を通して平滑
コンデンサ（12）を充電し、検出抵抗（６）を通って整
流回路（５）へ帰る。平滑コンデンサ（12）の両端電圧
Vout［第２図（Ｂ）］は、時限回路（９）へ放電するに
つれて下がるが、次の半サイクルの直流電流I1で再び充
電され、これを繰り返す。負荷電流ILが小さい時は、第
２図に示すように電圧Voutが基準電圧発生回路（13）の
基準電圧Ａより小さいため比較器（14）は出力を出さ
ず、開閉器（15）は開状態のままであり、変流器（４）
の２次電流は100％制御電源（7A）のエネルギーとして
使用される。しかしながら、交流電路（１）の負荷電流
ILが大きくなると制御電源（7A）の出力電圧Voutが基準
電圧Ａより大きくなり、比較器（14）が出力を出して開
閉器（15）を閉じ、これにより変流器（４）の２次電流
ひいては直流電流I1は制御電源（7A）をバイパスする。
比較器（14）にはヒステリシス特性があり、Voutが基準
電圧Ｂより下がると比較器（14）は出力を出さなくな
り、開閉器（15）を開き、変流器（４）の２次電流従っ
て直流電流I1は再び制御電源（7A）に流れ込むようにな
る。以上の様な開閉を開閉器（15）はくり返し、変流器
（４）の２次電流の内必要な量を制御電源（7A）のエネ
ルギーとして使用する。時限回路（９）やスイッチ（1
0）の動作は従来技術と同様である。なお上記第１実施
例では、比較器（14）の出力で開閉（15）を開閉した
が、第３図の第２実施例に示すように制御電源（7B）中
のパルスデューティ変調器（16）で開閉器（15）を開閉
してもよい。パルスデューティ変調器（16）は第４図に
示すような特性を持ち、すなわちパルスデューティ変調
器（16）の入力端子に印加される制御電源（7B）の出
力電圧が基準電圧発生回路（13）の基準電圧Ａを越えて
大きくなるにつれてその出力パルスデューティが大きく
なり、開閉器（15）の閉じている割合が第５図（Ｃ）に
示すように増え、制御電源（7B）の出力電圧Voutを第５
図（Ｂ）に示すようにほぼ一定に保つ。この方式の特長
は高い周波数で開閉器（15）を開閉するため平滑コンデ
ンサ（12）の容量を小さくできることである。
制御電源として正及び負の電圧が必要な場合には、第６
図の第３実施例に示すように制御電源（7B）と開閉器
（15）の並列回路と同様に他の制御電源（17）と他の開
閉器（21）の並列回路を開閉器（15）と検出抵抗（６）
との間に直列接続してもよい。
図の第３実施例に示すように制御電源（7B）と開閉器
（15）の並列回路と同様に他の制御電源（17）と他の開
閉器（21）の並列回路を開閉器（15）と検出抵抗（６）
との間に直列接続してもよい。
また開閉器（15）の接続場所は第８図の第４実施例に示
すように変流器（４）の２次側であつてもよく、第８図
においては整流回路（５）が逆流防止装置と同じ働きを
しており、（23）は他の電流検出用変流器、（24）は他
の電流検出用整流回路、（６）は検出抵抗である。
すように変流器（４）の２次側であつてもよく、第８図
においては整流回路（５）が逆流防止装置と同じ働きを
しており、（23）は他の電流検出用変流器、（24）は他
の電流検出用整流回路、（６）は検出抵抗である。
更に、上述した諸実施例では単相の交流電路の過電流保
護装置について述べたが、各相毎に変流器を設けた多相
の過電流保護装置であっても同様の効果が得られる。
護装置について述べたが、各相毎に変流器を設けた多相
の過電流保護装置であっても同様の効果が得られる。
［発明の効果］ 以上、詳述したように、この発明は、交流電路に流れる
電流を２次側へ変成するように配置された変流器と、こ
の変流器の２次側に接続された整流回路と、この整流回
路の直流側間に接続された開閉器と、前記整流回路の直
流側に接続された逆流防止装置、この逆流防止装置の出
力側で前記開閉器と並列に接続された平滑コンデンサ、
およびこの平滑コンデンサと並列に接続され、前記平滑
コンデンサの電圧が所定値より大きくなれば前記逆流防
止装置の入力側に接続されている前記開閉器の閉路期間
の割合が増えるように前記開閉器を制御する手段を含む
制御電源とを備えているので、変流器２次電流の内余剰
の電流を開閉器でバイパスさせ、その消費電力が余剰電
流×閉路電圧（≒零）となり、発熱が少なく、装置が小
形にできる効果を奏する。
電流を２次側へ変成するように配置された変流器と、こ
の変流器の２次側に接続された整流回路と、この整流回
路の直流側間に接続された開閉器と、前記整流回路の直
流側に接続された逆流防止装置、この逆流防止装置の出
力側で前記開閉器と並列に接続された平滑コンデンサ、
およびこの平滑コンデンサと並列に接続され、前記平滑
コンデンサの電圧が所定値より大きくなれば前記逆流防
止装置の入力側に接続されている前記開閉器の閉路期間
の割合が増えるように前記開閉器を制御する手段を含む
制御電源とを備えているので、変流器２次電流の内余剰
の電流を開閉器でバイパスさせ、その消費電力が余剰電
流×閉路電圧（≒零）となり、発熱が少なく、装置が小
形にできる効果を奏する。
第１図はこの発明の第１実施例の回路図、第２図は第１
実施例の動作説明用波形図、第３図はこの発明の第２実
施例の回路図、第４図は第２実施例中のパルスデューテ
ィ変調器の特性曲線図、第５図は第２実施例の動作説明
用波形図、第６図はこの発明の第３実施例の回路図、第
７図は第３実施例の動作説明用波形図、第８図はこの発
明の第４実施例の回路図、第９図は従来の過電流保護装
置の回路図である。 図において、（１）は交流電路、（４）は変流器、
（５）は整流回路、（7A）と（7B）と（17）は制御電
源、（11）と（18）は逆流防止装置、（12）と（19）は
平滑コンデンサ、（13）と（20）は基準電圧発生回路、
（14）は比較器、（15）と（21）は開閉器、（16）と
（22）はパルスデューティ変調器である。 なお、図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。
実施例の動作説明用波形図、第３図はこの発明の第２実
施例の回路図、第４図は第２実施例中のパルスデューテ
ィ変調器の特性曲線図、第５図は第２実施例の動作説明
用波形図、第６図はこの発明の第３実施例の回路図、第
７図は第３実施例の動作説明用波形図、第８図はこの発
明の第４実施例の回路図、第９図は従来の過電流保護装
置の回路図である。 図において、（１）は交流電路、（４）は変流器、
（５）は整流回路、（7A）と（7B）と（17）は制御電
源、（11）と（18）は逆流防止装置、（12）と（19）は
平滑コンデンサ、（13）と（20）は基準電圧発生回路、
（14）は比較器、（15）と（21）は開閉器、（16）と
（22）はパルスデューティ変調器である。 なお、図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。
Claims (1)
- 【請求項１】交流電路に流れる電流を２次側へ変成する
ように配置された変流器と、この変流器の２次側に接続
された整流回路と、この整流回路の直流側間に接続され
た開閉器と、前記整流回路の直流側に接続された逆流防
止装置、この逆流防止装置の出力側で前記開閉器と並列
に接続された平滑コンデンサ、およびこの平滑コンデン
サと並列に接続され、前記平滑コンデンサの電圧が所定
値より大きくなれば前記逆流防止装置の入力側に接続さ
れている前記開閉器の閉路期間の割合が増えるように前
記開閉器を制御する手段を含む制御電源とを備え、所定
値以上の不要なエネルギーが前記平滑コンデンサに流れ
ないように変流器２次電流をバイパスさせることを特徴
とする過電流保護装置。
Priority Applications (8)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1257876A JPH0710145B2 (ja) | 1989-10-04 | 1989-10-04 | 過電流保護装置 |
| KR1019900011162A KR910008905A (ko) | 1989-10-04 | 1990-07-23 | 과전류 보호장치 |
| ZA906490A ZA906490B (en) | 1989-10-04 | 1990-08-16 | Overcurrent protection apparatus |
| US07/568,863 US5124875A (en) | 1989-10-04 | 1990-08-17 | Overcurrent protection apparatus |
| EP90118133A EP0421204B1 (en) | 1989-10-04 | 1990-09-20 | An overcurrent protection apparatus |
| EP95113775A EP0687050A3 (en) | 1989-10-04 | 1990-09-20 | Overcurrent protection device |
| DE69028171T DE69028171T2 (de) | 1989-10-04 | 1990-09-20 | Überstromschutz |
| KR2019930007559U KR930006942Y1 (ko) | 1989-10-04 | 1993-05-07 | 과전류 보호장치 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1257876A JPH0710145B2 (ja) | 1989-10-04 | 1989-10-04 | 過電流保護装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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