JPH09161637A - 電磁石励磁コイル用電源供給回路 - Google Patents

電磁石励磁コイル用電源供給回路

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JPH09161637A
JPH09161637A JP8269870A JP26987096A JPH09161637A JP H09161637 A JPH09161637 A JP H09161637A JP 8269870 A JP8269870 A JP 8269870A JP 26987096 A JP26987096 A JP 26987096A JP H09161637 A JPH09161637 A JP H09161637A
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current
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voltage
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カリム，ベンカルン
Manuel Lima
マニュエル、リマ
Alain Gousset
アラン、グセ
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Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 可動磁気回路を保持位置に保持し続けるのに
充分な保持電流に非常に接近した場合のみ、コイルの２
つの巻線のうちの１つに対する電源供給についてのスイ
ッチングを確実に行うようにする。 【解決手段】 ２次巻線Ｂ２への電流供給又はその遮断
を可能にするように第１の半導体要素Ｔ２の導通制御を
行うスイッチング手段１０を含んでおり、１次巻線Ｂ１
と半導体要素Ｔ２との間に配設されると共に、第２の半
導体要素Ｔ１と、１次巻線Ｂ１及び第２の半導体要素Ｔ
１の制御部に接続された電圧調整回路１１とを含んでお
り、この第２の半導体要素Ｔ１は、第２の半導体要素Ｔ
１の制御部と出力部との間の電圧が、電磁石の閉動作開
始時点に対応する値よりも大きな電圧しきい値に達した
時に、第１の半導体要素Ｔ２を開放するためにこの第１
の半導体要素Ｔ２の制御部に接続される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、少なくとも１つの
１次巻線及び１つの２次巻線を含んでいる電磁石の励磁
コイルに直流又は整流された交流を供給する電源供給回
路に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】コイルの過熱と、電源から必要とされる
電流消費とを低減させることを目的として、電磁石に２
重巻線コイルを使用することが知られている。この目的
のため、このコイルは、呼び巻線及び保持巻線を含んで
いる。
【０００３】これらの巻線が並列接続されている場合、
これらの双方には、当初、強い呼び電流が供給され、電
磁石の可動磁気回路の初期動作が引き起こされる。それ
から、保持巻線だけに弱い電流が供給され続け、可動磁
気回路は保持位置に保持され続ける。このとき、呼び巻
線への電流供給は、スイッチングにより停止される。選
択された遅延時間後に、電子的手段によってこれら巻線
のうちの１つに電流供給についてのスイッチングを行う
ことは、ドイツ特許ＤＥ２１２８６５１号により知られ
ている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この選
択された遅延時間の長さを制御することは困難である。
実際、磁気回路が閉じる前にスイッチングが行われてし
まうことがあるが、この場合には、電磁石は閉じるもの
の、保持位置での保持動作を継続することは不可能とな
る。また、スイッチングが遅すぎることもあるが、これ
によってコイルが過熱し、電磁石の出力によって動作を
行う場合の動作速度の低減という結果をもたらすことに
なる。
【０００５】それ故、本発明は、電磁石が閉じた後、コ
イルの電流が、可動磁気回路を保持位置に保持し続ける
のに充分な保持電流に非常に接近した場合のみ、コイル
の２つの巻線のうちの１つに対する電源供給についての
スイッチングを確実に行う電子回路を提供することを目
的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明による電源供給回
路は、２次巻線への電流供給又はその遮断を可能にすべ
く導通制御される第１の半導体要素をスイッチングする
スイッチング手段を含んでいることを特徴とする。この
スイッチング手段は、１次巻線とこの半導体要素との間
に配置されており、第２の半導体要素を含んでいる。こ
のスイッチング手段は、第１の半導体要素の制御部と第
２の半導体要素の出力側との間の電圧が、電磁石閉動作
時に対応する値よりも大きく設定されている電圧しきい
値に達した時に、第１の半導体要素のスイッチングを実
行するようになっている。
【０００７】本発明によれば、スイッチング手段は、１
次巻線と第２の半導体要素の制御部とに接続されている
電圧調整回路を含んでいる。第２の半導体要素は、第１
の半導体要素の制御部に接続されており、第１の半導体
要素の制御部と第２の半導体要素の出力側との間の電圧
がしきい値に達した時に、この第１の半導体要素を遮断
するようになっている。
【０００８】電圧調整回路は、好ましくは、並列接続さ
れた抵抗要素及びキャパシタから成るＲＣフィルタを含
んでおり、第２の半導体要素の制御部がこの電圧調整回
路の入力側に接続される。
【０００９】抵抗要素は、好ましくは、直列接続された
２つの抵抗体を有する分圧ブリッジから成り、一方の抵
抗体は１次巻線に接続され、他方の抵抗体はキャパシタ
と並列接続されると共に、コイルの電源供給戻りライン
側に接続されている。
【００１０】このように、スイッチング手段が配置され
構成されているので、電磁石の全部が閉じた後、電流が
保持電流値付近に達した時に、第１の半導体要素のスイ
ッチングを確実に実行することが可能となる。
【００１１】本発明の特徴及び効果は次の説明及び添付
図面によって明らかにされる。
【００１２】
【発明の実施の形態】図１は、本発明による電磁石励磁
コイル用電源供給回路を示す構成図である。図示を省略
した電磁石は、励磁コイルと、固定磁気回路と、励磁コ
イルへの電流供給時に固定磁気回路により引きつけられ
るようになっている可動磁気回路とを含んでいる。電磁
石のこの励磁コイルは、２つの巻線すなわち１次巻線Ｂ
１及び２次巻線Ｂ２を備えている。
【００１３】巻線Ｂ１，Ｂ２は、２つの電流供給ライン
すなわち電流供給源Ｓの正極及び負極にそれぞれ接続さ
れている外側ラインａと戻りラインｂとの間に並列接続
されている。この回路は、直流電流源からの電流により
（図１乃至図３）、または、交流電流を整流した電流に
より（図４）機能する。
【００１４】１次巻線Ｂ１及び２次巻線Ｂ２は、可動磁
気回路を動作させることが可能なものである。１次巻線
Ｂ１のみに対しては、電磁石が一旦閉じられた後も、可
動磁気回路を保持位置に保持し続けるために継続して電
流が供給される。
【００１５】１次巻線Ｂ１は、電流供給ラインａ，ｂ間
に抵抗Ｒ１と直列接続されている。２次巻線Ｂ２への電
流供給は、例えば、トランジスタタイプの半導体要素Ｔ
２の導通制御により制御される。
【００１６】バイポーラタイプ又は他のタイプのトラン
ジスタＴ２は、電圧しきい値回路２０に接続されてい
る。この電圧しきい値回路２０は、回路がスイッチオン
されると直ちに必要な電圧しきい値を出力するようにな
っている。
【００１７】第１の実施形態の回路は直流電流が供給さ
れるものであり、図２に示すように、回路２０はライン
ａ，ｂ間に直列接続された２つの抵抗Ｒ３、Ｒ４により
構成することができる。そして、トランジスタＴ２の制
御部は、この２つの抵抗体の共通接続点Ｃに接続されて
いる。
【００１８】第２の実施形態の回路も直流電流が供給さ
れるものであり、図３に示すように、回路２０はライン
ａ，ｂ間に直列接続された抵抗Ｒ２及びツェナーダイオ
ードＺ２により構成することができる。そして、トラン
ジスタＴ２の制御部は、この抵抗体及びダイオードの共
通接続点Ｃに接続されている。
【００１９】トランジスタＴ２は、電磁石の磁気回路が
閉じられた後開放されるようになっており、２次巻線Ｂ
２への電源供給が遮断されるようになっている。このト
ランジスタは、その制御部と１次巻線Ｂ１との間に配置
されたスイッチング手段１０を介して開放される。
【００２０】スイッチング手段１０は、電圧調整回路１
１と、トランジスタタイプの導通制御可能な半導体要素
Ｔ１とを含んでいる。
【００２１】電圧調整回路１１は、１次巻線Ｂ１に接続
されると共にＲＣ型フィルタに直列接続された抵抗Ｒ５
を含んでいる。このＲＣ型フィルタは、並列接続された
抵抗Ｒ６及びキャパシタＣ１により構成され、戻りライ
ンｂ側に接続されている。この回路は電圧積分器を構成
している。
【００２２】バイポーラタイプ又は他のタイプのトラン
ジスタＴ１の入力側はトランジスタＴ２の制御部に接続
されており、出力側は戻りラインｂに接続されている。
そして、制御部は、回路１１の抵抗Ｒ５，Ｒ６間の接続
点Ｄに接続されている。
【００２３】図４は、交流の２重半波整流源から電流が
供給される回路を示している。この実施形態では、交流
電流源Ｓと回路の電源供給ラインａ，ｂとの間に整流ブ
リッジが配設されており、交流電流を２重に半波整流し
た電流が回路に供給されるようになっている。この２重
半波整流の各半波は、整流された正弦波により構成され
ている。さらに、整流された正弦波の波形を平滑にする
ため、平滑化手段を任意に付加することができる。手段
３０は、１次巻線Ｂ１と戻りラインｂとの間で直列接続
されたダイオードＤ２及びキャパシタＣ２を含んでい
る。そして、回路１１の抵抗Ｒ５は、ダイオードＤ２及
びキャパシタＣ２の接続中点Ｅに接続されている。
【００２４】次に、この回路の動作につき説明する。ラ
インａ，ｂ間に電圧が印加されると、最初に１次巻線Ｂ
１及び抵抗Ｒ１を通して電流が確立され、次いで、電圧
しきい値回路を通して電流が確立される。トランジスタ
Ｔ２の制御部の電位は、すぐに電流出力を行うのに充分
なレベルまで上昇し、２次巻線Ｂ２に電流を供給するよ
うになる。
【００２５】図５（ａ），図５（ｂ）は、それぞれ１次
巻線Ｂ１及び２次巻線Ｂ２の中を流れる電流の変化速度
を示している。２次巻線Ｂ２の中を流れる電流の変化速
度は、電流値が負の値を取ることがないという事実を別
にすれば１次巻線Ｂ１と同じである。したがって、コイ
ルの電流特性を調べるためには、１次巻線の電流の変化
速度を調べれば充分である。
【００２６】整流された交流電流の場合、電流速度は同
じであるが、特性曲線は正弦波により構成されることに
なる。結果として、電流調節回路１１の構成について
は、直流電流の場合のものをそのまま変えることなく用
いることができる。
【００２７】図５（ａ）に示すように、２つの相すなわ
ち呼び相Ａと保持相Ｂとの間は、はっきりと区別されて
いる。これら２つの相間での移行が生じた時点は、電磁
石が閉じた後、電流が保持値において安定化した時点に
対応している。
【００２８】呼び相Ａの期間において、電流レベルは２
つの巻線を通って電流値ｌ1 まで上昇し、可動磁気回路
が固定磁気回路に向かって移動を開始する。この後、す
ぐに図中の時刻ｔ１に対応する電磁石閉成時点まで電流
は減少することになる。これらの段階は、第１のサージ
電流Ｏ１の特性である。
【００２９】電磁石が閉じられると、電流は再びべき指
数的なカーブに沿って上昇する。このカーブは第２のサ
ージ電流Ｏ２に対応するものであり、電流は、保持位相
Ｂの開始点に対応する保持値ｌc に達する。２次巻線Ｂ
２への電源供給はスイッチング手段１０を用いて遮断さ
れ、電圧調整回路１１は、電磁石がすでに閉じられてい
るので、この遮断状態への変化を許容する。
【００３０】図６は、抵抗Ｒ１の両端電圧を示してお
り、その変化速度は図５（ａ）に示された１次巻線Ｂ１
の電流変化速度と同じである。何故なら、この電圧は１
次巻線Ｂ１の電流特性と同じに表されているからであ
る。電圧調整回路１１が扱うのはこの電圧である。それ
故、コイル内を流れる電流の特性が必要とされる。この
特性は、抵抗Ｒ１又はツェナーダイオードにより構成さ
れる測定手段によって得られるものである。
【００３１】図７は、電圧調整回路１１のＲＣ回路の両
端電圧すなわちトランジスタＴ１の制御部及び出力部間
の電圧を示している。
【００３２】図６，７に示すように、抵抗Ｒ１の両端電
圧が第１のサージ電圧Ｏ１′の最大値Ｖm に上昇するま
での期間において、キャパシタＣ１には電圧値Ｖ1 にな
るまで電圧が印加される。これらの電圧値Ｖm 及びＶ1
は、可動磁気回路の移動開始時点に対応する。
【００３３】キャパシタＣ１には、電圧がしきい値Ｖs
よりも低い状態を維持するように、その最大容量に達し
ないように電圧が印加される。このしきい値Ｖs は、ト
ランジスタＴ１の導通動作に必要な電圧に対応するもの
である。
【００３４】ＲＣ回路の両端電圧の値、及びトランジス
タＴ１の制御部と出力部との間の電圧の値Ｖ1 を、電磁
石が閉じられている限りしきい値Ｖs よりも低く維持し
ておくために、段階的な変化が採用されており、抵抗Ｒ
１の両端における第１のサージ電圧Ｏ１′の値Ｖm が第
２のサージ電圧Ｏ２′の保持電圧Ｖc （電磁石を閉状態
に維持するのに充分な保持電流ｌc に対応）よりも低く
なることを確実にしている。これらの動作は電圧調整回
路１１を通して実行される。
【００３５】２つの抵抗Ｒ５，Ｒ６及びキャパシタＣ１
は、抵抗Ｒ１の両端に発生する電圧信号を処理する積分
器を構成している。そして、この信号から、トランジス
タＴ１の動作しきい値Ｖｓに到達するのに必要な時間を
調節する。
【００３６】それから、キャパシタＣ１は、可動磁気回
路の移動期間に対応する、抵抗Ｒ１の両端電圧下降期間
において、放電を行う。
【００３７】電磁石が閉じられると、抵抗Ｒ１の両端電
圧は再び上昇し、これによりキャパシタＣ１は再び充電
される。キャパシタが最大電流出力容量に達した時に
は、抵抗Ｒ１の両端電圧は保持値Ｖｓに達していると共
に、ＲＣ回路の両端電圧もしきい値Ｖｓに達しており、
トランジスタＴ１に導通動作を生じさせ、これを導通さ
せる。
【００３８】それから、トランジスタＴ２の制御部の電
位は消え、トランジスタＴ２は遮断される。したがっ
て、２次巻線Ｂ２にはもはや電流は供給されず、１次巻
線Ｂ１に対してのみ保持値における電流の供給が継続さ
れる。この保持値は、電磁石が閉じている間は、キャパ
シタがその最大電流出力容量の状態で充電されるよう充
分に維持されていなければならない。これにより、トラ
ンジスタＴ１の導通が遮断され、２次巻線Ｂ２に新たに
電流が供給されることのないように、トランジスタＴ１
の制御部と出力部との間の電圧が低下するのを防ぐこと
ができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による電源供給回路の構成図。
【図２】図１の構成において直流電流が供給される場合
の実施形態の構成図。
【図３】図１の構成において直流電流が供給される場合
の実施形態の構成図。
【図４】図１の構成において整流された交流電流が供給
される場合の実施形態の構成図。
【図５】１次巻線及び２次巻線の電流変化特性を示す特
性図。
【図６】図１乃至図４における抵抗Ｒ１の両端電圧の変
化特性を示す特性図。
【図７】図１乃至図４における電圧調整回路内のＲＣ回
路の両端電圧の変化特性を示す特性図。
【符号の説明】 Ｓ 電流供給源 ａ 外側ライン ｂ 戻りライン Ｂ１ １次巻線 Ｂ２ ２次巻線 Ｔ２ トランジスタ（第１の半導体要素） Ｔ１ トランジスタ（第２の半導体要素） Ｒ１〜Ｒ６ 抵抗 Ｃ１，Ｃ２ キャパシタ Ｚ２ ツェナーダイオード Ｄ２ ダイオード １０ スイッチング手段 １１ 電圧調整回路 ２０ 電圧しきい値回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 マニュエル、リマ フランス国パリ、リュ、ドラ、シャペル、 69 (72)発明者 アラン、グセ フランス国ナンテール、リュ、レイモン、 バルベ、148

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】少なくとも１つの１次巻線（Ｂ１）及び２
    次巻線（Ｂ２）を備えた電磁石のコイルに直流電流又は
    整流された交流電流を供給する電源供給回路において、 ２次巻線（Ｂ２）への電流供給又はその遮断を可能にす
    るように第１の半導体要素（Ｔ２）の導通制御を行うス
    イッチング手段（１０）を含んでおり、 このスイッチング手段（１０）は、１次巻線（Ｂ１）と
    半導体要素（Ｔ２）との間に配設されると共に第２の半
    導体要素（Ｔ１）を含んでおり、 この第２の半導体要素（Ｔ１）は、第２の半導体要素
    （Ｔ１）の制御部と出力部との間の電圧が、電磁石の閉
    動作開始時点に対応する値（Ｖ１）よりも大きな電圧し
    きい値（Ｖｓ）に達した時に、第１の半導体要素（Ｔ
    ２）を開放するためにこの第１の半導体要素（Ｔ２）の
    制御部に接続されているものである、 ことを特徴とする電源供給回路。
  2. 【請求項２】請求項１記載の電源供給回路において、 電圧調整回路（１１）は、直列接続された２つの抵抗
    （Ｒ５，Ｒ６）を備えた抵抗要素とキャパシタ（Ｃ１）
    とから構成されるＲＣフィルタを含んでおり、 一方の抵抗（Ｒ５）は１次巻線（Ｂ１）に接続されてお
    り、他方の抵抗（Ｒ６）はキャパシタ（Ｃ１）に並列接
    続されると共にコイルの電流供給戻りライン（ｂ）に接
    続されている、 ことを特徴とする電源供給回路。
  3. 【請求項３】請求項２記載の電源供給回路において、 第２の半導体要素（Ｔ１）の制御部は、２つの抵抗（Ｒ
    ５，Ｒ６）の間にある、電圧調整回路（１１）の入力部
    （Ｄ）に接続されている、 ことを特徴とする電源供給回路。
  4. 【請求項４】請求項１乃至３のいずれかに記載の電源供
    給回路において、 第１の半導体要素（Ｔ２）の制御部が、コイルの２つの
    電流供給ライン（ａ，ｂ）間で直列接続された抵抗（Ｒ
    ３）と抵抗（Ｒ４）との間の接続点（Ｃ）に接続されて
    いる、 ことを特徴とする電源供給回路。
  5. 【請求項５】請求項１乃至３のいずれかに記載の電源供
    給回路において、 第１の半導体要素（Ｔ２）の制御部が、コイルの２つの
    電流供給ライン（ａ，ｂ）間で直列接続された抵抗（Ｒ
    ２）とツェナーダイオード（Ｚ２）との間の接続点
    （Ｃ）に接続されている、 ことを特徴とする電源供給回路。
  6. 【請求項６】請求項１乃至５のいずれかに記載の電源供
    給回路において、 ２つの半導体要素（Ｔ１，Ｔ２）はトランジスタであ
    る、 ことを特徴とする電源供給回路。
  7. 【請求項７】請求項１乃至６のいずれかに記載の電源供
    給回路において、 １次巻線（Ｂ１）及び２次巻線（Ｂ２）は、コイルの２
    つの電流供給ライン（ａ，ｂ）間で並列接続されてい
    る、 ことを特徴とする電源供給回路。
  8. 【請求項８】請求項１乃至７のいずれかに記載の電源供
    給回路において、 １次巻線（Ｂ１）内を流れる電流の特性を測定する手段
    を含んでおり、 これらの手段は、前記巻線（Ｂ１）に直列接続されると
    共に電圧調整回路（１１）に並列接続されるものであ
    る、 ことを特徴とする電源供給回路。
JP26987096A 1995-10-12 1996-10-11 電磁石励磁コイル用電源供給回路 Expired - Fee Related JP3792314B2 (ja)

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