JPH08195153A - 遮断制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】接続片に流れる電流の方向が変化しても、該接
続片が一対の接点から切り離されるときに発生するアー
クを消弧する。 【構成】一対の接点2a,2b と、一対の接点2a,2b に接離
する接続片3 とにより構成され、接続片3 の接離により
モータ6 とバッテリ5 とを接続又は切離しするリレー1
と、接続片3 に流れる電流の方向に対して直交するよう
に磁束を発生させる磁束発生コイル11と、リレー1 のい
ずれか一方に設けられ、リレー1 の接続片3 に流れる電
流の方向を検出する変流器10と、リレー1 の接続片3 が
一対の接点2a,2b から切り離されたとき、変流器10から
の検出信号に基づいて接続片3 に流れる電流の方向を判
断し、接続片3 と一対の接点2a,2b との間に発生するア
ークを互いに離間させる方向に屈折させるように磁束発
生コイル11を励磁する励磁制御装置12とを備えた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は遮断制御装置に係り、詳
しくは通電状態で遮断装置の接続片を開路したとき発生
するアークを消弧する遮断制御装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、負荷と電源とを切り離したり接続
したりする遮断装置として、リレー等が使用されてい
る。図５に示すように、リレー３１は一対の接点３２
ａ，３２ｂと、該一対の接点３２ａ，３２ｂを接続した
り開放したりする接続片３３とから構成されている。
尚、接点３２ａが電源に接続され、接点３２ｂは負荷に
接続されている。そして、接続片３３は図示しない励磁
コイルの電磁力により動作して一対の接点３２ａ，３２
ｂを接続したり開放したりする。

【０００３】前記接続片３３を一対の接点３２ａ，３２
ｂに接続すれば負荷に電源が供給される。又、接続片３
３を一対の接点３２ａ，３２ｂから離間（開放）すれば
負荷に電源が供給されなくなる。

【０００４】ところで、接続片３３を一対の接点３２
ａ，３２ｂから離間させるとき、リレー３１には電流が
流れているので一対の接点３２ａ，３２ｂと接続片３３
の間にアークＲが発生する。このアークＲを確実に消弧
しなければ接続片３３と一対の接点３２ａ，３２ｂとが
機械的に切り離されていても電気的には接続された状態
を維持してしまう。

【０００５】この対策として、接続片３３の下方に永久
磁石３５を配設している。このとき、永久磁石３５のＮ
極から出る磁束Ｂが接続片３３を流れる電流と直交する
ように永久磁石３５は配設されている。

【０００６】又、電流Ｉは接点３２ａ、接続片３３、接
点３２ｂの順路で流れるため、接続片３３を一対の接点
３２ａ，３２ｂから切り離すと、接点３２ａから接続片
３３を流れる電流Ｉは上向き、接続片３３から接点３２
ｂを流れる電流Ｉは下向きとなる。

【０００７】そのため、接点３２ａ，３２ｂと接続片３
３との間で発生するアークＲにはフレミングの左手の法
則により力Ｆが作用する。このとき、それぞれの力Ｆは
互いに離間する方向となるので、それぞれのアークＲは
互いに離間するように屈折する。この屈折によってそれ
ぞれのアークＲは消弧される。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ここで、惰性回転して
いるモータの起電力を電源に回生し、電源を充電すると
きがある。この場合、電流Ｉは接点３２ｂから接続片３
３を介して接点３２ａに流れる。そのため、接続片３３
を接点３２ａ，３２ｂから切り離すと、接点３２ａ，３
２ｂと接続片３３との間で発生するアークＲにはフレミ
ングの左手の法則により力Ｆが発生する。

【０００９】このとき、それぞれの力Ｆは互いに接近す
る方向になるので、それぞれのアークＲは互いに接近す
ることになる。そのため、互いのアークＲが接続されて
確実にアークＲを消弧することができない場合がある。

【００１０】従って、電流Ｉの流れる方向が一方向の場
合は、永久磁石３５を利用してアークＲを消弧すること
ができるが、電流Ｉの流れる方向が双方向となる場合、
アークＲを消弧することができないという問題がある。

【００１１】本発明は上記問題点を解決するためになさ
れたものであって、その目的は接続片に流れる電流の方
向が変化しても、該接続片が一対の接点から切り離され
るときに発生するアークを消弧することができる遮断制
御装置を提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
め、請求項１記載の発明は、一対の接点と、該一対の接
点に接離する接続片とにより構成され、該接続片の接離
によりモータとバッテリとを接続又は切離しする遮断装
置と、前記接続片に流れる電流の方向に対して直交する
ように磁束を発生させる磁束発生コイルと、前記遮断装
置のいずれか一方に設けられ、該遮断装置の接続片に流
れる電流の方向を検出する電流方向検出手段と、前記遮
断装置の接続片が一対の接点から切り離されたとき、前
記電流検出手段からの検出信号に基づいて接続片に流れ
る電流の方向を判断し、接続片と一対の接点との間に発
生するアークを互いに離間させる方向に屈折させるよう
に磁束発生コイルを励磁する励磁制御手段とを備えたこ
とをその要旨とする。

【００１３】請求項２記載の発明は、一対の接点と、該
一対の接点に接離する接続片とにより構成され、該接続
片の接離によりモータとバッテリとを接続又は切離しす
る遮断装置と、前記遮断装置の両端の電位差を検出する
電位差検出手段と、前記接続片に流れる電流の方向に対
して直交するように磁束を発生させる磁束発生コイル
と、前記遮断装置の接続片が一対の接点から切り離され
たとき、前記電位差検出手段からの検出信号に基づいて
遮断装置の両端に発生する電位差を検出し、その電位差
に基づいて接続片に流れる電流の方向を判断し、接続片
と一対の接点との間に発生するアークを互いに離間させ
る方向に屈折させるように磁束発生コイルを励磁する励
磁制御手段とを備えたことをその要旨とする。

【００１４】

【作用】請求項１記載の発明によれば、一対の接点が接
続片に接続されている状態において、接続片が一対の接
点から切り離されたとき、電流検出手段からの検出信号
に基づいて励磁制御手段は電流の流れる方向を判断す
る。そして、励磁制御手段はその電流の流れる方向に基
づいて磁束発生コイルに発生させる磁束の方向を決定
し、磁束発生コイルを励磁する。

【００１５】従って、接続片に流れる電流の方向が変化
しても、接続片と一対の接点との間に発生するアークが
互いに離間する方向に屈折されることができ、アークを
消弧することが可能となる。

【００１６】請求項２記載の発明によれば、一対の接点
が接続片に接続されている状態において、接続片が一対
の接点から切り離されたとき、励磁制御手段は電位差検
出手段からの検出信号に基づいて遮断装置の両端の電位
差を検出する。そして、励磁制御手段は遮断装置の両端
に発生する電位差に基づいて接続片に流れる電流の方向
を判断し、その電流の流れる方向に基づいて磁束発生コ
イルに発生させる磁束の方向を決定し、磁束発生コイル
を励磁する。

【００１７】従って、接続片に流れる電流の方向が変化
しても、接続片と一対の接点との間に発生するアークが
互いに離間する方向に屈折されることができ、アークを
消弧することが可能となる。

【００１８】

【実施例】以下、本発明を具体化した一実施例を図１〜
図３に基づいて説明する。図１に示すように、遮断装置
としてのリレー１は一対の接点２ａ，２ｂと、該一対の
接点２ａ，２ｂを接続したり切り離したりする接続片３
とから構成されている。そして、接続片３は電磁コイル
４の電磁力によって一対の接点２ａ，２ｂに接続された
り切り離されたりするようになっている。前記一方の接
点２ｂは接続線８ｂを介して負極が接地されたバッテリ
５の正極に接続され、他方の接点２ａは接続線８ａを介
して一端が接地されたモータ６の他端に接続されてい
る。

【００１９】従って、電磁コイル４が励磁されることに
より発生する電磁力によって接続片３が一対の接点２
ａ，２ｂに接続されると、バッテリ５の電力がモータ６
に供給されて駆動する。又、モータ６の図示しないコン
タクタの切換えを行い、モータ６の惰性回転による起電
力をリレー１を介してバッテリ５に供給することができ
るようになっている。

【００２０】前記接続線８ｂには、該接続線８ｂに流れ
る電流、即ち、接続片３に流れる電流の向きを検出する
電流方向検出手段としての変流器１０が巻回されてい
る。又、接続片３の下方には、該接続片３に流れる電流
の方向と直交する方向に磁束を発生させる磁束発生コイ
ル１１が配設されている。前記変流器１０及び磁束発生
コイル１１は励磁制御手段としての励磁制御装置１２に
それぞれ接続されている。又、励磁制御装置１２には電
磁コイル４が接続され、電磁コイル４が励磁されている
か否かが入力されるようになっている。

【００２１】励磁制御装置１２にはバッテリ５からモー
タ６に電流が流れたときやモータ６からバッテリ５に電
流が流れたとき、変流器１０の両端のどちらが正極にな
るかが予め記憶されている。そして、励磁制御装置１２
は磁束発生コイル１１に印加する電圧の極性を変化さ
せ、接続片３と直交する磁束の方向を変化させるように
なっている。

【００２２】さて、バッテリ５からモータ６に電流が流
れている状態で、電磁コイル４が消磁されたことを励磁
制御装置１２が検出すると、リレー１の接続片３が一対
の接点２ａ，２ｂから切り離されると判断する。

【００２３】すると、変流器１０からの検出信号に基づ
いて接続片３に流れている電流の方向を判断する。この
場合、励磁制御装置１２は変流器１０からの検出信号に
基づいてバッテリ５からモータ６に電流が流れていると
判断する。

【００２４】そのため、図２に示すように、励磁制御手
段１２は磁束発生コイル１１に電圧を印加するが、この
場合、紙面から手前に向かう方向の磁束を発生させるよ
うに磁束発生コイル１１に電圧を印加して励磁する。

【００２５】すると、フレミングの左手の法則により、
一対の接点２ａ，２ｂと接続片３との間に発生するアー
クＲには互いに離間する方向となる力が加えられる。従
って、アークＲは互いに離間する方向に屈折されて消弧
される。

【００２６】従って、磁束発生コイル１１によって発生
した磁束ＢによりアークＲを消弧することができる。
又、逆にモータ６の起電力によってバッテリ５が充電さ
れている状態で、電磁コイル４が消磁されたことを励磁
制御装置１２が検出すると、リレー１の接続片３が一対
の接点２ａ，２ｂから切り離されると判断する。

【００２７】すると、変流器１０からの検出信号に基づ
いて接続片３に流れている電流の方向を判断する。この
場合、励磁制御装置１２は変流器１０からの検出信号に
基づいてモータ６からバッテリ５に電流が流れていると
判断する。

【００２８】そのため、図３に示すように、励磁制御手
段１２は上記とは異なり極性を変えて磁束発生コイル１
１に電圧を印加して励磁する。従って、磁束発生コイル
１１には紙面に向かう方向の磁束が発生する。

【００２９】すると、フレミングの左手の法則により、
一対の接点２ａ，２ｂと接続片３との間に発生するアー
クＲには互いに離間する方向となる力が加えられる。従
って、アークＲは互いに離間する方向に屈折されて消弧
される。

【００３０】従って、磁束発生コイル１１によって発生
した磁束によりアークＲを消弧することができる。この
結果、リレー１の接続片３に流れる電流の方向を判断
し、その電流と直交する磁束の方向を変化させて一対の
接点２ａ，２ｂと接続片３との間に発生するアークＲを
確実に消弧することができる。

【００３１】本実施例においては、変流器１０からの検
出信号の極性を判断して接続片３に流れる電流の方向を
判断した。この他に、図４に示すように、リレー１の両
端の電位差に基づいて接続片３に流れる電流の方向を判
断するようにしてもよい。

【００３２】即ち、接続線８ａはコンパレータ１５の正
極に接続され、接続線８ｂはコンパレータ１５の負極に
接続されている。そして、コンパレータ１５の出力側は
励磁制御装置１２に接続されている。

【００３３】通常、接続片３が一対の接点２ａ，２ｂに
接続されている状態においては、電位差は０であるた
め、コンパレータ１５から励磁制御装置１２への出力は
０となる。

【００３４】ここで、接続片３が一対の接点２ａ，２ｂ
から切り離されてアークＲが発生すると、一対の接点２
ａ，２ｂ間には電気抵抗が発生して電位差が発生する。
このとき、電流がバッテリ５からモータ６に流れていた
場合、接続線８ｂ側の電位が高くなる。そのため、コン
パレータ１５は＋１２Ｖの電圧信号を励磁制御装置１２
に出力する。この電圧信号に基づいて励磁制御装置１２
は図２に示すように紙面から手前に向かう方向に磁束が
発生するよう、磁束発生コイル１１を励磁する。

【００３５】逆に、電流がモータ６からバッテリ５に流
れていた場合、接続線８ａ側の電位が高くなる。そのた
め、コンパレータ１５は−１２Ｖの電圧信号を励磁制御
装置１２に出力する。この電圧信号に基づいて励磁制御
装置１２は図３に示すように紙面に向かう方向の磁束を
発生するよう、磁束発生コイル１１を励磁する。

【００３６】この結果、リレー１の両端に発生する電位
差を利用し、接続片３に電流の流れる方向を判断し、一
対の接点２ａ，２ｂと接続片３との間に発生するアーク
Ｒを確実に消弧することができる。

【００３７】本実施例においては、リレーのアークを消
弧する遮断制御装置に適用したが、この他に、断路器や
遮断器等にこの遮断制御装置を適用することも可能であ
る。

【００３８】

【発明の効果】以上詳述したように、請求項１及び請求
項２記載の発明によれば、接続片に流れる電流の方向が
変化しても、接続片が一対の接点から切り離されるとき
に発生するアークを確実に消弧することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 遮断制御装置の電気ブロック図。

【図２】 磁束によってアークを遮断することを説明す
る説明図。

【図３】 磁束によってアークを遮断することを説明す
る説明図。

【図４】 遮断制御装置の別例を示す電気ブロック図。

【図５】 一対の接点と接続片との間に発生したアーク
を消弧する従来例を示す説明図。

【符号の説明】

１…遮断装置としてのリレー、２ａ，２ｂ…接点、３…
接続片、５…バッテリ、６…モータ、１０…電流方向検
出手段としての変流器、１１…磁束発生コイル、１２…
励磁制御手段としての励磁制御装置、１５…電位差検出
手段としてのコンパーレタ、Ｂ…磁束、Ｉ…電流、Ｒ…
アーク

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一対の接点と、該一対の接点に接離する
   接続片とにより構成され、該接続片の接離によりモータ
   とバッテリとを接続又は切離しする遮断装置と、 前記接続片に流れる電流の方向に対して直交するように
   磁束を発生させる磁束発生コイルと、 前記遮断装置の接続片に流れる電流の方向を検出する電
   流方向検出手段と、 前記遮断装置の接続片が一対の接点から切り離されたと
   き、前記電流検出手段からの検出信号に基づいて接続片
   に流れる電流の方向を判断し、接続片と一対の接点との
   間に発生するアークを互いに離間させる方向に屈折させ
   るように磁束発生コイルを励磁する励磁制御手段とを備
   えた遮断制御装置。
2. 【請求項２】 一対の接点と、該一対の接点に接離する
   接続片とにより構成され、該接続片の接離によりモータ
   とバッテリとを接続又は切離しする遮断装置と、 前記遮断装置の両端の電位差を検出する電位差検出手段
   と、 前記接続片に流れる電流の方向に対して直交するように
   磁束を発生させる磁束発生コイルと、 前記遮断装置の接続片が一対の接点から切り離されたと
   き、前記電位差検出手段からの検出信号に基づいて遮断
   装置の両端に発生する電位差を検出し、その電位差に基
   づいて接続片に流れる電流の方向を判断し、接続片と一
   対の接点との間に発生するアークを互いに離間させる方
   向に屈折させるように磁束発生コイルを励磁する励磁制
   御手段とを備えた遮断制御装置。