JPH10289818A - 電磁接触器の電磁石装置 - Google Patents

電磁接触器の電磁石装置

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JPH10289818A
JPH10289818A JP9561297A JP9561297A JPH10289818A JP H10289818 A JPH10289818 A JP H10289818A JP 9561297 A JP9561297 A JP 9561297A JP 9561297 A JP9561297 A JP 9561297A JP H10289818 A JPH10289818 A JP H10289818A
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JP
Japan
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winding
winding wire
electromagnet device
resonance frequency
wire
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JP9561297A
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English (en)
Inventor
Kimitada Ishikawa
公忠 石川
Takeshi Sato
剛 佐藤
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.)
Fuji Electric Co Ltd
Original Assignee
Fuji Electric Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】ノイズ対策用の部品を装着する必要のない電磁
石装置を提供する。 【解決手段】鉄心2に巻回された巻線30に直列にスイ
ッチング素子が接続され、このスイッチング素子を開閉
制御することによって巻線30に流れる電流を低減させ
ている電磁接触器の電磁石装置50において、巻線30
が所定の値の共振周波数を持つように複数のブロックに
分割されて鉄心2に巻回される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、モータなどの投
入遮断に用いられる電磁接触器用の電磁石装置に関し、
とくに、ノイズ対策用の部品を装着する必要のない電磁
接触器の電磁石装置に関する。
【0002】
【従来の技術】図5は、従来の電磁接触器の電磁石装置
の構成を示す断面図である。電磁石装置5が可動側の鉄
心1と固定側の鉄心2を備え、巻線3が鉄心2の中央脚
に巻枠4を介して巻回されている。巻線3を励磁するこ
とによって鉄心1が鉄心2に吸引され、鉄心1に連結さ
れている図示されていない可動接点が駆動され電磁接触
器の接点が開閉される。
【0003】図6は、図5の電磁石装置5を制御するた
めの回路接続図である。電磁石装置5の巻線3とスイッ
チング素子10(図ではトランジスタ−)との直列回路
に並列に電源6がスイッチ7を介して接続されている。
また、巻線3の両端に並列にダイオード8が接続されて
いる。スイッチング素子10やダイオード8は、プリン
ト基板上の導体22に実装されるとともに、電源6の一
端(図の下端側)は、取付け板11を介して接地されて
いる。後述される制御回路9は電源6からの給電を受け
て、その出力電圧Vがスイッチング素子10のゲートに
入力されるようになっている。
【0004】図6において、スイッチ7が閉成されると
制御回路9から出力電圧Vが出力される。この出力電圧
Vによって、スイッチング素子10のコレクタとエミッ
タとの間が導通状態になり、それによって、巻線3に励
磁電流Iが流れ電磁石装置5が吸引動作するようにな
る。一方、スイッチ7が開成されると、巻線3の励磁電
流Iが遮断され電磁石装置5が反発動作するようにな
る。
【0005】図7は、図6のスイッチング素子10およ
び電磁石装置5の動作特性を示すタイムチャートであ
る。横軸に時刻を、縦軸に信号の大きさを示す。上段の
信号12は、制御回路9の出力電圧Vであり、下段の信
号13は、巻線3を流れる励磁電流Iである。信号12
は、時刻t1 で立ち上がり、時刻t2 で一旦消滅する。
その後、信号12は、時刻t3 で再び立ち上がり、時間
幅△tのパルスが繰り返し発生する。出力電圧Vの有無
に同期してスイッチング素子10が導通するので、信号
13は、信号12を逆極性にした波形になる。時刻t1
から時刻t2 の間で電磁石装置5が吸引され、その後
は、電磁石装置5を吸引状態のままに保持するための電
流にしぼり込むように断続したパルス電流が流れる。こ
れによって、吸引状態における電磁石装置5を非常に少
ないエネルギーで保持することができる。
【0006】図6に戻り、この回路は巻線3の励磁電流
Iを低減させることができるが、反面、不要なパルス電
流が取付け板11に流れノイズが周囲に発生するという
問題点がある。スイッチング素子10が開閉する度にコ
レクタの電位が変動し、浮遊容量を介して取付け板11
に充放電流が流れる。この浮遊容量としては、コレクタ
につながっているプリント基板上の導体22と取付け板
11との間に形成される浮遊容量Ca 、電磁石装置5へ
接続される接続線23と取付け板11との間に形成され
る浮遊容量Cb 、電磁石装置5自体と取付け板11との
間に形成される浮遊容量Cc の3つがある。スイッチン
グ素子10が閉成したときは、浮遊容量Ca ,Cb ,C
c に充電された各電荷がスイッチング素子10と取付け
板11とを介して放電される。一方、スイッチング素子
10が開成したときは、電源6→巻線3→浮遊容量
a ,Cb ,Cc →取付け板11→電源6のループにて
浮遊容量Ca ,Cb ,Cc が充電される。この充放電々
流が取付け板11を流れ、図示されていないアース線を
介して周囲にノイズが放出される。なお、図6における
1 は、巻線3自体に並列に形成される浮遊容量であ
り、ここでは、回路の浮遊容量Ca ,Cb ,Cc と区別
するために、前記C1 を巻線間容量と呼ぶことにする。
【0007】図8は、図5の巻線3のインピーダンスの
周波数特性を示す特性線図である。横軸に周波数を、縦
軸にインピーダンスを示す。特性14が巻線3の特性で
あり、その共振周波数f1 は数十kHzであり、国際規
格CISPR11で規制している周波数150kHzよ
り低い。共振周波数f1 が150kHzより低いのは、
前記の巻線間容量C1 が大きいためである。CISPR
11はノイズの発生を規制している規格であり、150
kHz以上の周波数成分のノイズが所定のレベル以上発
生するのを規制している。図5の巻線3は、周波数が1
50kHzではインピーダンスが非常に小さい。したが
って、図6において、スイッチング素子10が開成した
ときに、電源6から巻線3に励磁電流Iが流れ込むが、
そのうち、150kHzの励磁電流成分は、巻線3を容
易に通過して浮遊容量Ca ,Cb,Cc に流れ込み、図
示されていないアース線を介して周囲にノイズとして放
出される。CISPR11の規制を満たすために、従来
は図6の回路にノイズ対策用の部品が装着されていた。
【0008】図9は、図5の電磁石装置を制御するため
の異なる回路接続図である。スイッチング素子10のベ
−スとコレクタとの間にコンデンサ17が接続されてい
る。その他の構成は、図6と同じである。このコンデン
サ17によって、図7における励磁電流Iのパルス立ち
上がり時間と立ち下がり時間とが緩和し、アース線に流
れるノイズ電流の高周波分が低減される。それによっ
て、CISPR11の規制が満たされる。あるいは、図
9において、コンデンサ17に代えて電源6から巻線3
への接続線の途中の×印の位置15,16にそれぞれイ
ンダクタンスを介装してもよい。このインダクタンスに
よって、浮遊容量Ca ,Cb ,Cc に充電される高周波
分が低減され、CISPR11の規制が満たされる。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述し
たような従来の装置は、回路部品の点数が多いという問
題があった。すなわち、電磁石装置を制御するための回
路にノイズ対策用の部品を介装する必要があり、このノ
イズ対策用の部品が装置のコストを押し上げているとと
もに、装置全体の外形も大きくしていた。
【0010】この発明の目的は、ノイズ対策用の部品を
装着する必要のない電磁石装置を提供することにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明によれば、鉄心に巻回された巻線に直列に
スイッチング素子が接続され、このスイッチング素子を
開閉制御することによって前記巻線に流れる電流を低減
させている電磁接触器の電磁石装置において、前記巻線
が所定の値の共振周波数を持つように複数のブロックに
分割されて鉄心に巻回されてなるようにするとよい。そ
れによって、巻線間容量が小さくなるので、この巻線間
容量と巻線自体のインダクタンスとの共振周波数を従来
の巻線の場合より高周波側にずらし、その共振周波数を
150kHz以上にすることができる。さらに、共振点
でのインピーダンスも従来の巻線のそれより大きくな
る。所定の値の共振周波数を150kHzとすれば、巻
線は150kHzでの巻線のインピーダンスが非常に大
きくなる。したがって、スイッチング素子が開成した場
合、回路の浮遊容量へ流れ込む充電電流の高周波成分が
非常に少なくなる。そのために、CISPR11で規制
されている150kHz成分のノイズの発生が抑制され
る。それによって、ノイズ対策用の部品を装着すること
なしに、CISPR11の規制が満たされる。なお、ス
イッチング素子が閉成した場合、回路の浮遊容量からの
流れ出す放電電流は巻線を介さないが、一般に、放電電
流から発生するノイズ成分は、充電電流から発生する場
合より小さいのであまり問題にはならない。
【0012】
【発明の実施の形態】以下、この発明を実施例に基づい
て説明する。図1は、この発明の実施例にかかる電磁接
触器の電磁石装置の構成を示す断面図である。電磁石装
置50の巻枠40の軸方向の中央に仕切り40Aが形成
され、巻線30がこの仕切り40Aの上下に分割して巻
回されている。
【0013】図2は、図1の電磁石装置を制御するため
の回路接続図であり、電磁石装置50の巻線30に巻線
間容量がC2 となっている。図1および図2のその他の
構成は、それぞれ従来の装置である図5および図6と同
じであり、従来と同じ部分は同一参照符号を付けること
によって、詳細な説明は省略する。
【0014】図1において、巻線30が複数のブロック
に分割して巻回されているので、その巻線間容量C
2 は、分割されていない従来の場合の巻線間容量C1
り小さくなる。巻線30自体のリアクタンスをL、抵抗
をRとすると、巻線30の共振周波数f2 は、
【0015】
【数1】 となり、その共振点でのインピーダンスZ2 は、
【0016】
【数2】 となる。一方、図6における従来の巻線3の巻線間容量
がC1 なので、そのリアクタンスをL、抵抗をRとして
巻線30と同じ値とすると、巻線30の共振周波数f1
は、
【0017】
【数3】 となり、その共振点でのインピーダンスZ1 は、
【0018】
【数4】 となる。C2 がC1 より小さいので、(1)式と(3)
式より、巻線30の共振周波数f2 がf1 より高くな
る。また、(2)式と(4)式より、巻線30の共振周
波数f2 におけるインピーダンスZ2 もZ1 より大きく
なる。図3は、巻線のインピーダンスの周波数特性を示
す特性線図である。横軸に周波数を、縦軸にインピーダ
ンスを示す。特性19が図1の実施例における巻線30
の場合であり、特性14が図5の従来例における巻線3
の場合であり、図8の特性14と同じものである。前述
されたように、実施例の共振周波数f2 がf1より高く
なるとともに、実施例の共振周波数f2 におけるインピ
ーダンスZ2 もZ1 より大きくなっている。この共振周
波数f2 は、CISPR11の規制周波数である150
kHzとすることができ、CISPR11を規制を満た
すことができる。
【0019】図4は、電磁石装置の雑音端子電圧の周波
数特性を示す特性線図であり、横軸に周波数を、縦軸に
雑音端子電圧を示す。この雑音端子電圧は、供試電磁石
装置についてCISPR11で規定された方法にて実測
される値であって、電磁石装置の吸着動作中に実際に発
生するノイズの大きさを示している。特性21が図1の
実施例における電磁石装置の場合であり、特性20が図
5の従来例における電磁石装置の場合である。特性2
0,21が、それぞれ共振周波数f1 ,f2 のところで
雑音端子電圧が下がっているのは、その共振点でインピ
ーダンスが大きくなるためである。共振周波数f2 より
高周波側での雑音端子電圧は、特性21の方が特性20
より低減されている。共振周波数f2 を150kHzに
することによって、CISPR11の規制を満たすよう
にすることができた。
【0020】なお、図1は巻線30が2分割された例で
あるが、巻枠40の仕切り40Aの数を増やし、巻線3
0を3分割、4分割にしてもよい。また、巻線30の共
振周波数f2 は、必ずしも正確に150kHzでなくて
もよい。f2 を150kHz前後に近づけることによっ
て、CISPR11の規制を満たすようにすることがで
きる。
【0021】
【発明の効果】この発明は前述のように、巻線が所定の
値の共振周波数を持つように複数のブロックに分割され
て鉄心に巻回されてなるようにする。所定の値の共振周
波数を150kHzにすることによって、CISPR1
1の規制を満たすようにすることができる。それによっ
て、従来必要であったノイズ対策用の部品が不要にな
り、部品コストの低減と装置全体の外形の縮小化とが同
時に出来るようになった。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施例にかかる電磁接触器の電磁石
装置の構成を示す断面図
【図2】図1の電磁石装置を制御するための回路接続図
【図3】巻線のインピーダンスの周波数特性を示す特性
線図
【図4】電磁石装置の雑音端子電圧の周波数特性を示す
特性線図
【図5】従来の電磁接触器の電磁石装置の構成を示す断
面図
【図6】図5の電磁石装置を制御するための回路接続図
【図7】図6のスイッチング素子および電磁石装置の動
作特性を示すタイムチャート
【図8】図5の巻線のインピーダンスの周波数特性を示
す特性線図
【図9】図5の電磁石装置を制御するための異なる回路
接続図
【符号の説明】
1,2:鉄心、3,30:巻線、4,40:巻枠、40
A:仕切り、5,5O:電磁石装置、6:電源、7:ス
イッチ、8:ダイオード、9:制御回路、10:スイッ
チング素子、11:取付け板、Ca ,Cb ,Cc :浮遊
容量、C1 ,C 2 :巻線間容量

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】鉄心に巻回された巻線に直列にスイッチン
    グ素子が接続され、このスイッチング素子を開閉制御す
    ることによって前記巻線に流れる電流を低減させている
    電磁接触器の電磁石装置において、前記巻線が所定の値
    の共振周波数を持つように複数のブロックに分割されて
    鉄心に巻回されてなることを特徴とする電磁接触器の電
    磁石装置。
JP9561297A 1996-07-25 1997-04-14 電磁接触器の電磁石装置 Pending JPH10289818A (ja)

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JP9561297A JPH10289818A (ja) 1997-04-14 1997-04-14 電磁接触器の電磁石装置
US09/058,081 US6442813B1 (en) 1996-07-25 1998-04-09 Method of producing a monolithic ceramic capacitor

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JP9561297A JPH10289818A (ja) 1997-04-14 1997-04-14 電磁接触器の電磁石装置

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105097182A (zh) * 2014-05-23 2015-11-25 三菱电机株式会社 电磁铁驱动装置

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