JPH08255711A - 電磁石の制御装置 - Google Patents
電磁石の制御装置Info
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- JPH08255711A JPH08255711A JP8024023A JP2402396A JPH08255711A JP H08255711 A JPH08255711 A JP H08255711A JP 8024023 A JP8024023 A JP 8024023A JP 2402396 A JP2402396 A JP 2402396A JP H08255711 A JPH08255711 A JP H08255711A
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- winding
- suction
- air gap
- electromagnet
- switching device
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F7/00—Magnets
- H01F7/06—Electromagnets; Actuators including electromagnets
- H01F7/08—Electromagnets; Actuators including electromagnets with armatures
- H01F7/18—Circuit arrangements for obtaining desired operating characteristics, e.g. for slow operation, for sequential energisation of windings, for high-speed energisation of windings
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- Power Engineering (AREA)
- Electromagnets (AREA)
- Magnetically Actuated Valves (AREA)
- Load-Engaging Elements For Cranes (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 電磁石の制御装置において、長い寿命を有し
スペースをとらず、あらゆる動作状態においても確実に
機能し、しかも外部磁界に対して影響を受けず、さらに
著しく小さい電力損失しか生じないように構成する。 【解決手段】 空隙が閉ざされる時点でセンサコイル２
２に誘導される電圧ピークによって電子的な回路装置を
介して、吸引巻線１と直列に接続された制御可能な半導
体１１が高抵抗状態に切り換えられる。この場合、磁気
的に制御可能な切換装置５は、電磁石において空隙が閉
ざされる時点で磁束の急峻な変化が生じることを利用す
る。
スペースをとらず、あらゆる動作状態においても確実に
機能し、しかも外部磁界に対して影響を受けず、さらに
著しく小さい電力損失しか生じないように構成する。 【解決手段】 空隙が閉ざされる時点でセンサコイル２
２に誘導される電圧ピークによって電子的な回路装置を
介して、吸引巻線１と直列に接続された制御可能な半導
体１１が高抵抗状態に切り換えられる。この場合、磁気
的に制御可能な切換装置５は、電磁石において空隙が閉
ざされる時点で磁束の急峻な変化が生じることを利用す
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、位置固定されたコ
アと、スイッチオン後に一時的に電流の流される吸引巻
線と、作動状態中に電流の流される保持巻線と、前記コ
アに対し相対的に空隙を変化させながら動かされる可動
子とが設けられており、前記吸引巻線と直列に接続され
磁気的に制御可能な切換装置により、空隙がなくなった
ときに前記吸引巻線への電流供給が遮断されるように構
成されている電磁石の制御装置に関する。
アと、スイッチオン後に一時的に電流の流される吸引巻
線と、作動状態中に電流の流される保持巻線と、前記コ
アに対し相対的に空隙を変化させながら動かされる可動
子とが設けられており、前記吸引巻線と直列に接続され
磁気的に制御可能な切換装置により、空隙がなくなった
ときに前記吸引巻線への電流供給が遮断されるように構
成されている電磁石の制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】冒頭で述べた形式の電磁石制御装置は、
ドイツ連邦共和国特許出願公開第１９２１２３２号公報
により公知である。この場合、電磁石には吸引巻線と保
持巻線とが設けられている。コアと可動子との間に空隙
がなくなった後に吸引巻線を遮断するために、磁気的に
制御可能な切換装置が設けられており、これによって電
磁石が吸引されたときに吸引巻線への電流供給が中止さ
れる。磁気的に制御可能な切換装置は、電磁石のコアと
可動子との間の空隙の存在により生じる漂遊磁束を検出
する。さらにこの切換装置は磁気材料から成る舌片形接
点を有しており、これらのうち少なくとも一方は撓みや
すく、磁束が接点を取り囲んだとき、他方の舌片形接点
により吸引されるのに適したものである。この電磁石は
スイッチオンに際して無視できないスイッチオン遅延時
間を有している。それというのは、接続端子に常に接続
されており電磁石のスイッチオン時点でただちに電流の
貫流する保持巻線により、漂遊磁界に応動する切換装置
を閉成させこれにより吸引巻線に給電電圧を印加する目
的で、まずはじめに漂遊磁界が形成されることになるか
らである。しかも、漂遊磁界に応動する切換装置は外部
磁界に対してきわめて敏感である。この種の外部磁界
は、隣り合う接触器の電磁石あるいは短絡電流の貫流す
る隣り合う線路からのものである可能性がある。外部磁
界によって、磁界に応動する切換装置が閉成されて吸引
コイルが不所望にスイッチオンされてしまう可能性があ
り、このことで最悪の場合には吸引コイルが燃えてしま
うおそれがある。さらに、磁界に応動するこのような切
換装置はかなり多くのスペースを必要とし、このことで
電磁石全体が大きくしかも高価になってしまう。これに
加えて機械的な接点は、接点の焼けに起因して寿命もか
なり短い。
ドイツ連邦共和国特許出願公開第１９２１２３２号公報
により公知である。この場合、電磁石には吸引巻線と保
持巻線とが設けられている。コアと可動子との間に空隙
がなくなった後に吸引巻線を遮断するために、磁気的に
制御可能な切換装置が設けられており、これによって電
磁石が吸引されたときに吸引巻線への電流供給が中止さ
れる。磁気的に制御可能な切換装置は、電磁石のコアと
可動子との間の空隙の存在により生じる漂遊磁束を検出
する。さらにこの切換装置は磁気材料から成る舌片形接
点を有しており、これらのうち少なくとも一方は撓みや
すく、磁束が接点を取り囲んだとき、他方の舌片形接点
により吸引されるのに適したものである。この電磁石は
スイッチオンに際して無視できないスイッチオン遅延時
間を有している。それというのは、接続端子に常に接続
されており電磁石のスイッチオン時点でただちに電流の
貫流する保持巻線により、漂遊磁界に応動する切換装置
を閉成させこれにより吸引巻線に給電電圧を印加する目
的で、まずはじめに漂遊磁界が形成されることになるか
らである。しかも、漂遊磁界に応動する切換装置は外部
磁界に対してきわめて敏感である。この種の外部磁界
は、隣り合う接触器の電磁石あるいは短絡電流の貫流す
る隣り合う線路からのものである可能性がある。外部磁
界によって、磁界に応動する切換装置が閉成されて吸引
コイルが不所望にスイッチオンされてしまう可能性があ
り、このことで最悪の場合には吸引コイルが燃えてしま
うおそれがある。さらに、磁界に応動するこのような切
換装置はかなり多くのスペースを必要とし、このことで
電磁石全体が大きくしかも高価になってしまう。これに
加えて機械的な接点は、接点の焼けに起因して寿命もか
なり短い。
【０００３】ドイツ連邦共和国特許出願公告第２１２８
６５１号公報により、吸引巻線と保持巻線を備えた電磁
石を制御するための別の装置が公知である。この装置の
場合には電子切換装置が設けられており、この装置は所
定の期間の経過後に吸引巻線を遮断する。しかしこの装
置は少なくとも、電磁石が何らかの理由で動かないまま
になったり、あるいは巻線に印加される電圧が所定のも
のから著しく隔たっているときには、うまく機能を発揮
しなくなる。
６５１号公報により、吸引巻線と保持巻線を備えた電磁
石を制御するための別の装置が公知である。この装置の
場合には電子切換装置が設けられており、この装置は所
定の期間の経過後に吸引巻線を遮断する。しかしこの装
置は少なくとも、電磁石が何らかの理由で動かないまま
になったり、あるいは巻線に印加される電圧が所定のも
のから著しく隔たっているときには、うまく機能を発揮
しなくなる。
【０００４】ドイツ連邦共和国特許出願公開第３６３７
１３３号公報には、電磁石を制御するためのさらに別の
装置について記載されている。この電磁石にはただ１つ
の巻線だけしか設けられていない。電磁石の空隙が閉じ
られたときに電子切換装置により、ただ１つの巻線を流
れる電流が低減される。この切換装置を制御するため
に、空隙の近くにホール効果センサが取り付けられてお
り、このセンサはケーブルを介して電子切換装置と接続
されている。このホール効果センサは、スイッチオン時
点から空隙の閉鎖に至るまで電圧を供給する。電子切換
装置を制御するために送出される電圧は、ホール効果セ
ンサの組み込み場所に大きく依存するので、ホール効果
センサはコアと可動子に対して精確に位置決めされてい
なければならない。さらに、ホール効果センサは外部磁
界によって強く影響が及ぼされる可能性がある。したが
って外部磁界によって、電磁石の巻線に流れる電流が小
さくなったり大きくなったりする可能性があり、それに
よって電磁石の保持力は、コアから可動子が不所望に分
離してしまうようになるまで減少するおそれがある。こ
の装置におけるさらに別の欠点は、電子切換装置によっ
てかなり大きな損失電力が生じることである。それとい
うのは、適切な動作にしたがって巻線中を流れる保持電
流は電子切換装置中も必然的に常に流れることになるか
らである。また、ホール効果センサに必要とされる給電
によっても欠点がもたらされる。
１３３号公報には、電磁石を制御するためのさらに別の
装置について記載されている。この電磁石にはただ１つ
の巻線だけしか設けられていない。電磁石の空隙が閉じ
られたときに電子切換装置により、ただ１つの巻線を流
れる電流が低減される。この切換装置を制御するため
に、空隙の近くにホール効果センサが取り付けられてお
り、このセンサはケーブルを介して電子切換装置と接続
されている。このホール効果センサは、スイッチオン時
点から空隙の閉鎖に至るまで電圧を供給する。電子切換
装置を制御するために送出される電圧は、ホール効果セ
ンサの組み込み場所に大きく依存するので、ホール効果
センサはコアと可動子に対して精確に位置決めされてい
なければならない。さらに、ホール効果センサは外部磁
界によって強く影響が及ぼされる可能性がある。したが
って外部磁界によって、電磁石の巻線に流れる電流が小
さくなったり大きくなったりする可能性があり、それに
よって電磁石の保持力は、コアから可動子が不所望に分
離してしまうようになるまで減少するおそれがある。こ
の装置におけるさらに別の欠点は、電子切換装置によっ
てかなり大きな損失電力が生じることである。それとい
うのは、適切な動作にしたがって巻線中を流れる保持電
流は電子切換装置中も必然的に常に流れることになるか
らである。また、ホール効果センサに必要とされる給電
によっても欠点がもたらされる。
【０００５】
【課題を解決するための手段】したがって本発明の課題
は、電磁石を制御するための冒頭で述べた形式の装置に
おいて、著しく長い寿命を有し電磁的な切換装置内にス
ペースをとらずに取り付けることができ、発生するあら
ゆる動作状態においても確実に機能し、しかも外部磁界
に対してほとんど影響を受けず、さらに著しく小さい電
力損失しか生じず経済的に有利になるように構成するこ
とにある。
は、電磁石を制御するための冒頭で述べた形式の装置に
おいて、著しく長い寿命を有し電磁的な切換装置内にス
ペースをとらずに取り付けることができ、発生するあら
ゆる動作状態においても確実に機能し、しかも外部磁界
に対してほとんど影響を受けず、さらに著しく小さい電
力損失しか生じず経済的に有利になるように構成するこ
とにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段および利点】本発明によれ
ばこの課題は、磁気的に制御可能な切換装置は、少なく
とも空隙があいているときに電磁石の磁界の少なくとも
一部分と結合されるセンサコイルを有しており、該セン
サコイルは少なくとも１つの巻線を有しており、該セン
サコイルは電子回路装置を介して、空隙が閉ざされた時
点で該コイルに誘導される電圧ピークによって、吸引巻
線と直列に接続された制御可能な半導体を高抵抗状態に
切り換えることにより解決される。
ばこの課題は、磁気的に制御可能な切換装置は、少なく
とも空隙があいているときに電磁石の磁界の少なくとも
一部分と結合されるセンサコイルを有しており、該セン
サコイルは少なくとも１つの巻線を有しており、該セン
サコイルは電子回路装置を介して、空隙が閉ざされた時
点で該コイルに誘導される電圧ピークによって、吸引巻
線と直列に接続された制御可能な半導体を高抵抗状態に
切り換えることにより解決される。
【０００７】この装置は機械的に動かされる部材を有し
ておらず、したがって寿命が著しく長い。また、この装
置はスペースもとらない。それというのは、センサコイ
ルも制御可能な半導体もそれに属するその他の回路素子
とともに著しく小さいからである。磁気的に制御可能な
切換装置は、外部磁界に対してもほとんど影響を受けな
い。それというのはこの切換装置は、電磁石が閉成され
るまで空隙領域に生じる漂遊磁界の消滅に対して応動す
るのではなく、空隙が閉ざされるときに生じる電磁石に
おける著しく急峻な磁界の変化と、この時点でセンサコ
イルに誘導されるはっきりとした電圧ピークに対して応
動するからである。磁気的に制御可能なこの切換装置
は、電磁石において空隙の閉じられる時点に著しく急峻
な磁界の変化が生じるということを利用している。この
時点でセンサコイルに誘導される電圧ピークは、場合に
よっては行われる交流電流による励磁またはその他の外
部磁界により誘導される電圧よりも著しく高い。この切
換装置は、過度に低かったり過度に高かったりするコイ
ル電圧が印加された場合のように、生じ得るあらゆる動
作状態においても機能する。それというのはこの装置
は、電磁石の実際の閉成時点でのみ応答するからであ
る。電磁石が吸引されたときに吸引コイルの電流回路が
高抵抗に切り換えられた後では、切換装置の電力損失も
無視できるほど小さい。したがって、著しく僅かな回路
素子から成る電磁石制御用のこの装置は、経済的にも有
利である。
ておらず、したがって寿命が著しく長い。また、この装
置はスペースもとらない。それというのは、センサコイ
ルも制御可能な半導体もそれに属するその他の回路素子
とともに著しく小さいからである。磁気的に制御可能な
切換装置は、外部磁界に対してもほとんど影響を受けな
い。それというのはこの切換装置は、電磁石が閉成され
るまで空隙領域に生じる漂遊磁界の消滅に対して応動す
るのではなく、空隙が閉ざされるときに生じる電磁石に
おける著しく急峻な磁界の変化と、この時点でセンサコ
イルに誘導されるはっきりとした電圧ピークに対して応
動するからである。磁気的に制御可能なこの切換装置
は、電磁石において空隙の閉じられる時点に著しく急峻
な磁界の変化が生じるということを利用している。この
時点でセンサコイルに誘導される電圧ピークは、場合に
よっては行われる交流電流による励磁またはその他の外
部磁界により誘導される電圧よりも著しく高い。この切
換装置は、過度に低かったり過度に高かったりするコイ
ル電圧が印加された場合のように、生じ得るあらゆる動
作状態においても機能する。それというのはこの装置
は、電磁石の実際の閉成時点でのみ応答するからであ
る。電磁石が吸引されたときに吸引コイルの電流回路が
高抵抗に切り換えられた後では、切換装置の電力損失も
無視できるほど小さい。したがって、著しく僅かな回路
素子から成る電磁石制御用のこの装置は、経済的にも有
利である。
【０００８】センサコイルは、コアおよび／または可動
子の周囲において任意の個所に配置された少なくとも１
つの巻線によって構成できる。コアと可動子との間の空
隙が閉ざされると、コアおよび／または可動子における
任意の個所に配置された巻線において電圧ピークが誘導
され、この電圧により制御可能な半導体が高抵抗状態へ
確実に切り換えられ、これにより吸引巻線の遮断が確実
に行われるようになる。
子の周囲において任意の個所に配置された少なくとも１
つの巻線によって構成できる。コアと可動子との間の空
隙が閉ざされると、コアおよび／または可動子における
任意の個所に配置された巻線において電圧ピークが誘導
され、この電圧により制御可能な半導体が高抵抗状態へ
確実に切り換えられ、これにより吸引巻線の遮断が確実
に行われるようになる。
【０００９】センサコイルは有利には、空隙領域におい
てコアおよび／または可動子の横に配置され、空隙周囲
の電磁石の漂遊磁界と結合される。空隙領域における電
磁石の漂遊磁界中に設けられたセンサコイルにより、空
隙が閉ざされた時点で誘導された電圧ピークが送出され
る。この明瞭な電圧ピークによって、制御可能な半導体
ははっきりと高抵抗状態へ切り換えられる。吸引巻線は
もはや、高抵抗状態になった半導体を介しては実質的に
電流を受け取らず、これにより保持巻線のみに電流が給
電されて動作状態に保持される。
てコアおよび／または可動子の横に配置され、空隙周囲
の電磁石の漂遊磁界と結合される。空隙領域における電
磁石の漂遊磁界中に設けられたセンサコイルにより、空
隙が閉ざされた時点で誘導された電圧ピークが送出され
る。この明瞭な電圧ピークによって、制御可能な半導体
ははっきりと高抵抗状態へ切り換えられる。吸引巻線は
もはや、高抵抗状態になった半導体を介しては実質的に
電流を受け取らず、これにより保持巻線のみに電流が給
電されて動作状態に保持される。
【００１０】磁気的に制御可能な切換装置は、有利には
一体形ユニットとして構成されている。この解決手段は
殊に有利である。それというのは、この一体形ユニット
はたとえば空隙領域内にきわめて簡単に取り付けること
ができるし、吸引コイルと直列に接続できるこのユニッ
トにはセンサ素子も回路素子も含まれているからであ
る。いかなる位置決め作業も行うことなく、この装置に
よって制御可能な半導体を確実に高抵抗へ切り換えるこ
とができるようになる。磁気的に制御可能なこの切換装
置は有利には、吸引巻線および保持巻線のコイル支持体
における空隙側のフランジ部分に組み込むことができ
る。磁気的に制御可能な切換装置をセンサコイルととも
に吸引巻線および保持巻線のコイル支持体における空隙
側のフランジ部分にこのように取り付けることは、きわ
めて有利な解決手段である。それというのは、コイル支
持体における空隙側のフランジ部分は通常、空隙領域に
じかに位置しており、したがって空隙周囲の漂遊磁界を
検出するセンサコイルに対し、特別な位置決め手段を講
じる必要がない。
一体形ユニットとして構成されている。この解決手段は
殊に有利である。それというのは、この一体形ユニット
はたとえば空隙領域内にきわめて簡単に取り付けること
ができるし、吸引コイルと直列に接続できるこのユニッ
トにはセンサ素子も回路素子も含まれているからであ
る。いかなる位置決め作業も行うことなく、この装置に
よって制御可能な半導体を確実に高抵抗へ切り換えるこ
とができるようになる。磁気的に制御可能なこの切換装
置は有利には、吸引巻線および保持巻線のコイル支持体
における空隙側のフランジ部分に組み込むことができ
る。磁気的に制御可能な切換装置をセンサコイルととも
に吸引巻線および保持巻線のコイル支持体における空隙
側のフランジ部分にこのように取り付けることは、きわ
めて有利な解決手段である。それというのは、コイル支
持体における空隙側のフランジ部分は通常、空隙領域に
じかに位置しており、したがって空隙周囲の漂遊磁界を
検出するセンサコイルに対し、特別な位置決め手段を講
じる必要がない。
【００１１】磁気的に制御可能な切換装置に吸引時間を
制限する回路装置を設けることができ、可動子の不適切
な状態においてこの回路装置により所定の限界時間経過
後に吸引巻線への電流供給が遮断される。たとえば電磁
石が開放位置にロックされてしまったときに吸引時間を
制限する目的でこの回路装置が設けられており、これに
より場合によっては生じ得る吸引巻線の燃焼が回避され
る。
制限する回路装置を設けることができ、可動子の不適切
な状態においてこの回路装置により所定の限界時間経過
後に吸引巻線への電流供給が遮断される。たとえば電磁
石が開放位置にロックされてしまったときに吸引時間を
制限する目的でこの回路装置が設けられており、これに
より場合によっては生じ得る吸引巻線の燃焼が回避され
る。
【００１２】磁気的に制御可能な切換装置は、吸引巻線
をオン／オフする半導体スイッチング素子を制御する切
換段を有することができ、これはセンサコイルによって
じかに制御される。簡単に構成された切換段によって、
制御可能な半導体を制御するための有利な解決手段が得
られる。
をオン／オフする半導体スイッチング素子を制御する切
換段を有することができ、これはセンサコイルによって
じかに制御される。簡単に構成された切換段によって、
制御可能な半導体を制御するための有利な解決手段が得
られる。
【００１３】次に、図面を参照しながら本発明の実施例
について詳細に説明する。
について詳細に説明する。
【００１４】
【発明の実施の形態】図１に示されているように、図面
には詳細に示されていない電磁開閉機器の吸引巻線１と
保持巻線２は、互いに並列にコイル接続端子３，４に接
続されている。端子４と端子６の間において巻線１と直
列に磁気的に制御可能な切換装置５が接続されており、
この切換装置５により吸引巻線１の電流給電が制御され
る。吸引巻線１および保持巻線２により励磁可能な電磁
石は、位置固定されたコア７（図３，４，５）とこのコ
ア７に対し相対的に動かされる可動子８とを有してお
り、その際、可動子８の動きによりこれとコア７との間
の空隙が変化する。
には詳細に示されていない電磁開閉機器の吸引巻線１と
保持巻線２は、互いに並列にコイル接続端子３，４に接
続されている。端子４と端子６の間において巻線１と直
列に磁気的に制御可能な切換装置５が接続されており、
この切換装置５により吸引巻線１の電流給電が制御され
る。吸引巻線１および保持巻線２により励磁可能な電磁
石は、位置固定されたコア７（図３，４，５）とこのコ
ア７に対し相対的に動かされる可動子８とを有してお
り、その際、可動子８の動きによりこれとコア７との間
の空隙が変化する。
【００１５】図２には、図１で示した端子４と端子６と
の間に設けられている磁気的に制御可能な切換装置５の
回路図が示されている。端子４と端子６との間には過電
圧保護部としてトランシル（Transil）９ が設けられて
いる。入力端子６に続いて、切換装置５における直流電
流の変動に対する逆極性保護部としてダイオード１０が
設けられている。吸引巻線１と直列に接続されている端
子４と６との間に、制御可能な半導体−この実施例では
ＭＯＳ−ＦＥＴ１１−と、ダイオード１２を介して接続
された給電コンデンサ１３と、充電抵抗１４を介して接
続された阻止コンデンサ１５とが、互いに並列に接続さ
れている。給電コンデンサ１３の端子には、スイッチオ
ン充電抵抗１６を介してＭＯＳ−ＦＥＴ１１のゲート端
子１７およびソース端子１８と、ゲート−ソースコンデ
ンサ１９と、ツェナダイオード２０と、ｎｐｎトランジ
スタ２１とが、互いに並列に接続されている。ダイオー
ド２３を介して、ｎｐｎトランジスタ２１のベースにセ
ンサコイル２２が接続されている。ｎｐｎトランジスタ
２１のベースは、一方ではセンサコイル２２のための負
荷抵抗２４を介してトランジスタ２１のエミッタと接続
されており、他方では抵抗２５を介して阻止コンデンサ
１５の端子と接続されている。
の間に設けられている磁気的に制御可能な切換装置５の
回路図が示されている。端子４と端子６との間には過電
圧保護部としてトランシル（Transil）９ が設けられて
いる。入力端子６に続いて、切換装置５における直流電
流の変動に対する逆極性保護部としてダイオード１０が
設けられている。吸引巻線１と直列に接続されている端
子４と６との間に、制御可能な半導体−この実施例では
ＭＯＳ−ＦＥＴ１１−と、ダイオード１２を介して接続
された給電コンデンサ１３と、充電抵抗１４を介して接
続された阻止コンデンサ１５とが、互いに並列に接続さ
れている。給電コンデンサ１３の端子には、スイッチオ
ン充電抵抗１６を介してＭＯＳ−ＦＥＴ１１のゲート端
子１７およびソース端子１８と、ゲート−ソースコンデ
ンサ１９と、ツェナダイオード２０と、ｎｐｎトランジ
スタ２１とが、互いに並列に接続されている。ダイオー
ド２３を介して、ｎｐｎトランジスタ２１のベースにセ
ンサコイル２２が接続されている。ｎｐｎトランジスタ
２１のベースは、一方ではセンサコイル２２のための負
荷抵抗２４を介してトランジスタ２１のエミッタと接続
されており、他方では抵抗２５を介して阻止コンデンサ
１５の端子と接続されている。
【００１６】図２に回路図で示されている磁気的に制御
可能な切換装置５の動作は以下の通りである。接触器を
スイッチオンにすると、コイル電圧がコイル接続端子
３，４へ加えられる。その際、コイル電圧全体が切換装
置５の開放された端子４，６に現れる。給電コンデンサ
１３はダイオード１２を介して、ＴS の時定数でこの電
圧まで完全に充電される。ゲート−ソースコンデンサ１
９は、スイッチオン抵抗１６を介してスイッチオン時定
数Ｔe で充電される。少なくともスイッチオン時定数Ｔ
e の経過後、ＭＯＳ−ＦＥＴ１１が導通状態になり、低
抵抗になる。この時点で、電流はＭＯＳ−ＦＥＴ１１を
介して吸引巻線１へ流れ、接触器磁石が励磁され、空隙
を減少させながら可動子８がコア７の方向へ動く。可動
子８がコアに到達した時点で、可動子とコアの間にある
空隙がなくなる。そしてこのことにより、コア７および
可動子８における磁束が著しく急峻に変化し、その結
果、コア７のまわりに設けられているセンサコイル２２
（図３）においてセンサ電圧が誘導される。この場合、
センサコイル２２は必ずしもコア７のまわりに巻回され
ていなくてもよく、図４に示されているようにこれを空
隙の領域においてコア７と可動子８の横に配置してもよ
い。空隙領域において漂遊磁束が著しく急速に消滅する
と、著しく急峻な側縁を有する尖頭状のセンサ電圧がセ
ンサコイル２２に誘導される。センサ電圧はダイオード
２３を介してｎｐｎトランジスタ２１のベースへ導か
れ、これによりｎｐｎトランジスタ２１にベース電流が
生じる。抵抗２５を介して、センサ電圧により阻止コン
デンサ１５も少なくとも部分的に充電され、このことで
センサ電圧が消滅した後でもｎｐｎトランジスタ２１
は、阻止コンデンサ１５が充電抵抗１４を介して新たに
充電されるまで、導通状態に保たれる。つまりｎｐｎト
ランジスタ２１は、センサ電圧がベースへ供給されゲー
トコンデンサ１９を放電させるとただちに導通状態にな
り、これに応じてＭＯＳ−ＦＥＴ１１が高抵抗になる。
このようにして吸引巻線１を介して流れる電流が遮断さ
れ、接触器磁石はコイル接続端子３，４にじかに接続さ
れている巻線２によってのみ吸引位置に保持される。
可能な切換装置５の動作は以下の通りである。接触器を
スイッチオンにすると、コイル電圧がコイル接続端子
３，４へ加えられる。その際、コイル電圧全体が切換装
置５の開放された端子４，６に現れる。給電コンデンサ
１３はダイオード１２を介して、ＴS の時定数でこの電
圧まで完全に充電される。ゲート−ソースコンデンサ１
９は、スイッチオン抵抗１６を介してスイッチオン時定
数Ｔe で充電される。少なくともスイッチオン時定数Ｔ
e の経過後、ＭＯＳ−ＦＥＴ１１が導通状態になり、低
抵抗になる。この時点で、電流はＭＯＳ−ＦＥＴ１１を
介して吸引巻線１へ流れ、接触器磁石が励磁され、空隙
を減少させながら可動子８がコア７の方向へ動く。可動
子８がコアに到達した時点で、可動子とコアの間にある
空隙がなくなる。そしてこのことにより、コア７および
可動子８における磁束が著しく急峻に変化し、その結
果、コア７のまわりに設けられているセンサコイル２２
（図３）においてセンサ電圧が誘導される。この場合、
センサコイル２２は必ずしもコア７のまわりに巻回され
ていなくてもよく、図４に示されているようにこれを空
隙の領域においてコア７と可動子８の横に配置してもよ
い。空隙領域において漂遊磁束が著しく急速に消滅する
と、著しく急峻な側縁を有する尖頭状のセンサ電圧がセ
ンサコイル２２に誘導される。センサ電圧はダイオード
２３を介してｎｐｎトランジスタ２１のベースへ導か
れ、これによりｎｐｎトランジスタ２１にベース電流が
生じる。抵抗２５を介して、センサ電圧により阻止コン
デンサ１５も少なくとも部分的に充電され、このことで
センサ電圧が消滅した後でもｎｐｎトランジスタ２１
は、阻止コンデンサ１５が充電抵抗１４を介して新たに
充電されるまで、導通状態に保たれる。つまりｎｐｎト
ランジスタ２１は、センサ電圧がベースへ供給されゲー
トコンデンサ１９を放電させるとただちに導通状態にな
り、これに応じてＭＯＳ−ＦＥＴ１１が高抵抗になる。
このようにして吸引巻線１を介して流れる電流が遮断さ
れ、接触器磁石はコイル接続端子３，４にじかに接続さ
れている巻線２によってのみ吸引位置に保持される。
【００１７】ＭＯＳ−ＦＥＴ１１が高抵抗になるとただ
ちに、阻止コンデンサ１５は充電抵抗１４を介して時定
数ＴV で充電され、これによりｎｐｎトランジスタ２１
へは抵抗２５を介して引き続きベース電流が供給された
ままになる。このようにしてｎｐｎトランジスタ２１は
センサ電圧消滅後も導通状態に保持され、ＭＯＳ−ＦＥ
Ｔ１１が再び低抵抗になることが回避される。抵抗１４
および阻止コンデンサ１５により与えられる時定数ＴV
は、スイッチオン充電抵抗１６およびゲート−ソースコ
ンデンサ１９により与えられるスイッチオン時定数Ｔe
よりも著しく大きく、これによりスイッチオン期間中に
ｎｐｎトランジスタ２１が導通状態になることが回避さ
れる。
ちに、阻止コンデンサ１５は充電抵抗１４を介して時定
数ＴV で充電され、これによりｎｐｎトランジスタ２１
へは抵抗２５を介して引き続きベース電流が供給された
ままになる。このようにしてｎｐｎトランジスタ２１は
センサ電圧消滅後も導通状態に保持され、ＭＯＳ−ＦＥ
Ｔ１１が再び低抵抗になることが回避される。抵抗１４
および阻止コンデンサ１５により与えられる時定数ＴV
は、スイッチオン充電抵抗１６およびゲート−ソースコ
ンデンサ１９により与えられるスイッチオン時定数Ｔe
よりも著しく大きく、これによりスイッチオン期間中に
ｎｐｎトランジスタ２１が導通状態になることが回避さ
れる。
【００１８】何らかの理由で電磁開閉機器の可動子８が
ロックされて動かなくなり、そのため機器のスイッチオ
ンが不可能であるようなとき、スイッチオンは既述のよ
うに、空隙の消滅によりセンサコイル２２によりセンサ
電圧が生じる時点まで続く。この場合、可動子８はロッ
クされているので、吸引コイル１が励磁されているにも
かかわらず空隙がなくなることはない。このようなと
き、ゲート−ソースコンデンサ１９は、ツェナダイオー
ド２０、ｎｐｎトランジスタ２１およびＭＯＳ−ＦＥＴ
１１を介して、リーク電流により時定数Ｔn で部分的に
充電される。ＭＯＳ−ＦＥＴ１１のゲート端子１７にお
ける電圧が閾値を下回るとただちに、ＭＯＳ−ＦＥＴ１
１は再び高抵抗になり、これにより吸引巻線１への電流
供給が遮断される。ＭＯＳ−ＦＥＴ１１のドレイン端子
２６における電圧の上昇により、阻止コンデンサ１５は
充電抵抗１４を介して充電される。これによりｎｐｎト
ランジスタ２１へ抵抗２５を介してベース電流が供給さ
れ、このトランジスタは導通状態になる。導通状態にな
ったｎｐｎトランジスタ２１を介して、ゲート−ソース
コンデンサ１９は完全に放電する。
ロックされて動かなくなり、そのため機器のスイッチオ
ンが不可能であるようなとき、スイッチオンは既述のよ
うに、空隙の消滅によりセンサコイル２２によりセンサ
電圧が生じる時点まで続く。この場合、可動子８はロッ
クされているので、吸引コイル１が励磁されているにも
かかわらず空隙がなくなることはない。このようなと
き、ゲート−ソースコンデンサ１９は、ツェナダイオー
ド２０、ｎｐｎトランジスタ２１およびＭＯＳ−ＦＥＴ
１１を介して、リーク電流により時定数Ｔn で部分的に
充電される。ＭＯＳ−ＦＥＴ１１のゲート端子１７にお
ける電圧が閾値を下回るとただちに、ＭＯＳ−ＦＥＴ１
１は再び高抵抗になり、これにより吸引巻線１への電流
供給が遮断される。ＭＯＳ−ＦＥＴ１１のドレイン端子
２６における電圧の上昇により、阻止コンデンサ１５は
充電抵抗１４を介して充電される。これによりｎｐｎト
ランジスタ２１へ抵抗２５を介してベース電流が供給さ
れ、このトランジスタは導通状態になる。導通状態にな
ったｎｐｎトランジスタ２１を介して、ゲート−ソース
コンデンサ１９は完全に放電する。
【００１９】接触器がスイッチオフにされると、コイル
接続端子３，４における電圧が遮断される。給電コンデ
ンサ１３の電荷は、スイッチオン抵抗１６およびｎｐｎ
トランジスタ２１を介して流れ出る。この期間中、ｎｐ
ｎトランジスタ２１は抵抗２５を介して阻止コンデンサ
１５からベース電流を受け取り、したがってこのトラン
ジスタは給電コンデンサ１３を放電させるために導通状
態に保持される。
接続端子３，４における電圧が遮断される。給電コンデ
ンサ１３の電荷は、スイッチオン抵抗１６およびｎｐｎ
トランジスタ２１を介して流れ出る。この期間中、ｎｐ
ｎトランジスタ２１は抵抗２５を介して阻止コンデンサ
１５からベース電流を受け取り、したがってこのトラン
ジスタは給電コンデンサ１３を放電させるために導通状
態に保持される。
【００２０】既述の実施例では直流電流で励磁される電
磁石を用いている。交流電流で励磁を行う場合には、切
換装置５の端子４と６の前に整流器を接続するとよい。
この配置構成の場合、電磁石のスイッチオン後、センサ
コイル２２により交流電流の周波数に相応する誘導交流
電圧が発生する。しかしこの誘導交流電圧は、空隙が閉
ざされるときに急峻な磁束の変化により誘導される電圧
ピークよりも著しいので、空隙が閉ざされる前に誘導さ
れる交流電圧は”ノイズ”として無視することができ
る。この誘導交流電圧により引き起こされるベース電流
は、ｎｐｎトランジスタ２１を導通状態にするのには不
十分なものである。
磁石を用いている。交流電流で励磁を行う場合には、切
換装置５の端子４と６の前に整流器を接続するとよい。
この配置構成の場合、電磁石のスイッチオン後、センサ
コイル２２により交流電流の周波数に相応する誘導交流
電圧が発生する。しかしこの誘導交流電圧は、空隙が閉
ざされるときに急峻な磁束の変化により誘導される電圧
ピークよりも著しいので、空隙が閉ざされる前に誘導さ
れる交流電圧は”ノイズ”として無視することができ
る。この誘導交流電圧により引き起こされるベース電流
は、ｎｐｎトランジスタ２１を導通状態にするのには不
十分なものである。
【００２１】センサコイル２２を備えた磁気的に制御可
能な切換装置５は有利には、プリント配線板２６の形態
の一体形ユニットとして構成されている。図５に示され
ているようにこのプリント配線板２６は、吸引巻線１お
よび保持巻線２のコイル支持体２７における空隙側のフ
ランジ部分に組み込まれている。このようにすると、プ
リント配線板２６に集積されているセンサコイル２２は
自ずと空隙領域内に位置するようになり、そこにおいて
このセンサにより漂遊磁束が検出される。
能な切換装置５は有利には、プリント配線板２６の形態
の一体形ユニットとして構成されている。図５に示され
ているようにこのプリント配線板２６は、吸引巻線１お
よび保持巻線２のコイル支持体２７における空隙側のフ
ランジ部分に組み込まれている。このようにすると、プ
リント配線板２６に集積されているセンサコイル２２は
自ずと空隙領域内に位置するようになり、そこにおいて
このセンサにより漂遊磁束が検出される。
【図１】保持巻線および吸引巻線を磁気的に制御可能な
切換装置とともに示す回路図である。
切換装置とともに示す回路図である。
【図２】磁気的に制御可能な切換装置を吸引巻線ととも
に示す回路図である。
に示す回路図である。
【図３】コア周囲に設けられたセンサコイルを示す図で
ある。
ある。
【図４】電磁石の空隙領域に取り付けられたセンサコイ
ルを示す図である。
ルを示す図である。
【図５】電磁石を巻線およびコイル支持体とともに示す
断面図である。
断面図である。
１ 吸引巻線 ２ 保持巻線 ３，４ コイル接続端子 ５ 切換装置 ７ コア ８ 可動子 ２２ センサコイル ２６ プリント配線板 ２７ コイル支持体
Claims (7)
- 【請求項１】 位置固定されたコアと、スイッチオン後
に一時的に電流の流される吸引巻線と、作動状態中に電
流の流される保持巻線と、前記コアに対し相対的に空隙
を変化させながら動かされる可動子とが設けられてお
り、 前記吸引巻線と直列に接続され磁気的に制御可能な切換
装置により、空隙がなくなったときに前記吸引巻線への
電流供給が遮断されるように構成されている、 電磁石の制御装置において、 磁気的に制御可能な切換装置（５）は、少なくとも空隙
があいているときに電磁石の磁界の少なくとも一部分と
結合されるセンサコイル（２２）を有しており、該セン
サコイル（２２）は少なくとも１つの巻線を有してお
り、 該センサコイル（２２）は電子回路装置を介して、空隙
が閉ざされた時点で該コイルに誘導される電圧ピークに
よって、吸引巻線（１）と直列に接続された制御可能な
半導体（１１）を高抵抗状態に切り換えることを特徴と
する、 電磁石の制御装置。 - 【請求項２】 前記センサコイル（２２）は、コア
（７）および／または可動子（８）の周囲における任意
の個所に配置された少なくとも１つの巻線により構成さ
れている、請求項１記載の装置。 - 【請求項３】 前記センサコイル（２２）は、空隙の領
域においてコア（７）および／または可動子（８）の横
に配置されており、空隙周囲の電磁石の漂遊磁界と結合
されている、請求項１記載の装置。 - 【請求項４】 磁気的に制御可能な前記切換装置（５
５）は一体形ユニットとして構成されている、請求項１
〜３のいずれか１項記載の装置。 - 【請求項５】 磁気的に制御可能な前記切換装置（５
５）は、吸引巻線（１）および保持巻線（２）のコイル
支持体（２７）における空隙側のフランジ部分に組み込
まれている、請求項４記載の装置。 - 【請求項６】 磁気的に制御可能な前記切換装置（５
５）は、吸引時間を制限する回路装置（１１，１９，２
０，２１）を備えており、該回路装置は、可動子（８）
の不適切な動作状態のとき、まえもって定められた制限
時間の経過後に吸引巻線（１）への電流供給を遮断す
る、請求項１〜５のいずれか１項記載の装置。 - 【請求項７】 磁気的に制御可能な前記切換装置（５）
は、吸引巻線（１）をオン／オフする半導体回路素子
（１１）を制御する切換段（１９，２１）を有してお
り、該切換段はセンサコイル（２２）により直接、制御
される、請求項１〜６のいずれか１項起債の装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CH37495 | 1995-02-09 | ||
| CH00374/95-6 | 1995-02-09 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08255711A true JPH08255711A (ja) | 1996-10-01 |
Family
ID=4185570
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8024023A Pending JPH08255711A (ja) | 1995-02-09 | 1996-02-09 | 電磁石の制御装置 |
Country Status (8)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5781396A (ja) |
| EP (1) | EP0726584B1 (ja) |
| JP (1) | JPH08255711A (ja) |
| AT (1) | ATE164025T1 (ja) |
| DE (1) | DE59501605D1 (ja) |
| DK (1) | DK0726584T3 (ja) |
| ES (1) | ES2116669T3 (ja) |
| GR (1) | GR3026724T3 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19640433C2 (de) * | 1996-09-30 | 2000-10-12 | Siemens Ag | Leistungsendstufe zum Schalten induktiver Verbraucher |
| DE19741570A1 (de) * | 1997-09-20 | 1999-03-25 | Heinz Leiber | Elektromagnetische Stelleinrichtung |
| FR2786916B1 (fr) * | 1998-12-07 | 2001-01-12 | Schneider Electric Ind Sa | Dispositif de commande d'un electro-aimant avec entree de commande locale |
| KR100933743B1 (ko) * | 2003-11-11 | 2009-12-24 | 두산인프라코어 주식회사 | 릴레이 접점 과열 방지회로 |
| DE102006045353A1 (de) * | 2006-09-26 | 2008-04-03 | Lucas Automotive Gmbh | Regeleinheit und Verfahren zur Regelung einer elektromagnetischen Ventilanordnung |
| KR101926864B1 (ko) * | 2012-06-26 | 2018-12-07 | 현대자동차주식회사 | 차량 배터리시스템의 릴레이모듈 |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2006888A1 (ja) | 1968-04-25 | 1970-01-02 | Omron Tateisi Electronics Co | |
| CH523583A (fr) | 1971-04-23 | 1972-05-31 | Lucifer Sa | Dispositif de commande d'un électro-aimant |
| US3803456A (en) * | 1972-10-13 | 1974-04-09 | Ledex Inc | Electronic feedback control system for slow-speed operation of electromechanical devices |
| FR2290009A1 (fr) * | 1974-10-28 | 1976-05-28 | Telemecanique Electrique | Circuits d'alimentation d'electro-aimants et electro-aimants comprenant ces circuits |
| US4399483A (en) * | 1982-02-08 | 1983-08-16 | Chandler Evans, Inc. | Solenoid current control |
| US4608620A (en) | 1985-11-14 | 1986-08-26 | Westinghouse Electric Corp. | Magnetic sensor for armature and stator |
| JPH0554773A (ja) * | 1991-08-21 | 1993-03-05 | Mitsubishi Electric Corp | 電磁石制御装置 |
| US5510951A (en) * | 1994-08-01 | 1996-04-23 | Eaton Corporation | Electronic control for 3-wire DC coils |
| US5523684A (en) * | 1994-11-14 | 1996-06-04 | Caterpillar Inc. | Electronic solenoid control apparatus and method with hall effect technology |
-
1995
- 1995-12-16 ES ES95119898T patent/ES2116669T3/es not_active Expired - Lifetime
- 1995-12-16 EP EP95119898A patent/EP0726584B1/de not_active Expired - Lifetime
- 1995-12-16 DE DE59501605T patent/DE59501605D1/de not_active Expired - Lifetime
- 1995-12-16 AT AT95119898T patent/ATE164025T1/de not_active IP Right Cessation
- 1995-12-16 DK DK95119898.5T patent/DK0726584T3/da active
-
1996
- 1996-01-19 US US08/588,787 patent/US5781396A/en not_active Expired - Lifetime
- 1996-02-09 JP JP8024023A patent/JPH08255711A/ja active Pending
-
1998
- 1998-04-28 GR GR980400913T patent/GR3026724T3/el unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| ATE164025T1 (de) | 1998-03-15 |
| GR3026724T3 (en) | 1998-07-31 |
| DE59501605D1 (de) | 1998-04-16 |
| EP0726584B1 (de) | 1998-03-11 |
| EP0726584A1 (de) | 1996-08-14 |
| ES2116669T3 (es) | 1998-07-16 |
| DK0726584T3 (da) | 1998-04-06 |
| US5781396A (en) | 1998-07-14 |
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|---|---|---|---|
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