JPH1040782A - 電磁操作装置 - Google Patents
電磁操作装置Info
- Publication number
- JPH1040782A JPH1040782A JP19423196A JP19423196A JPH1040782A JP H1040782 A JPH1040782 A JP H1040782A JP 19423196 A JP19423196 A JP 19423196A JP 19423196 A JP19423196 A JP 19423196A JP H1040782 A JPH1040782 A JP H1040782A
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- Japan
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- force
- current
- electromagnetic
- capacitor
- coil
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- Pending
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- Driving Mechanisms And Operating Circuits Of Arc-Extinguishing High-Tension Switches (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 高速、高効率の動作が可能な電磁操作装置を
提供すること。 【解決手段】 非磁性体の巻枠に巻線を巻装した２個の
空心コイル１、２を、一方を固定、他方を可動の取り付
け状態で対向させる。両巻線を直列に接続し、通電によ
って発生する電磁力を遮断器などの操作・制御力として
利用する。その場合、反発力または吸引力となるように
両巻線の巻方向と通電方向を選定する。空心コイル１、
２に通電する電流は、コンデンサ３の放電電流とする。
そのために空心コイル１、２とコンデンサ３の間に半導
体スイッチ（サイリスタ）４を設け、これにダイオード
５を逆接続する。コンデンサ３には充電用直流電源７を
接続する。
提供すること。 【解決手段】 非磁性体の巻枠に巻線を巻装した２個の
空心コイル１、２を、一方を固定、他方を可動の取り付
け状態で対向させる。両巻線を直列に接続し、通電によ
って発生する電磁力を遮断器などの操作・制御力として
利用する。その場合、反発力または吸引力となるように
両巻線の巻方向と通電方向を選定する。空心コイル１、
２に通電する電流は、コンデンサ３の放電電流とする。
そのために空心コイル１、２とコンデンサ３の間に半導
体スイッチ（サイリスタ）４を設け、これにダイオード
５を逆接続する。コンデンサ３には充電用直流電源７を
接続する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば直流高速度
遮断器の操作機構に組み込み、電磁力を高速遮断の操作
力として利用する電磁操作装置に関する。
遮断器の操作機構に組み込み、電磁力を高速遮断の操作
力として利用する電磁操作装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般的な遮断器においては、電気的な開
閉指令を機械的な動作に変換する手段として電磁ソレノ
イドが利用されている。電磁ソレノイドは、遮断器のよ
うに機械的な負荷が１０ｋｇｆ前後の場合には動作時間
が１０ｍｓ以上になる。これは、コイルに流れる電流が
回路の時定数によって指数関数的に立ち上がったり、鉄
心の磁化が遅れたり、表皮効果が影響したりするためで
ある。
閉指令を機械的な動作に変換する手段として電磁ソレノ
イドが利用されている。電磁ソレノイドは、遮断器のよ
うに機械的な負荷が１０ｋｇｆ前後の場合には動作時間
が１０ｍｓ以上になる。これは、コイルに流れる電流が
回路の時定数によって指数関数的に立ち上がったり、鉄
心の磁化が遅れたり、表皮効果が影響したりするためで
ある。
【０００３】このため、高速性能を要求される直流高速
度遮断器などでは、その操作機構の一部に反発コイルが
使用されている。この反発コイルは、図３及び図４に示
すように巻線１１Ａを非磁性体の巻枠１１Ｂに巻装した
空心コイル１１に対向して平板（電導体：反発板）１２
を設け、空心コイル１１に通電して反発板１２に電流を
誘起させ、コイル電流と誘起電流との電磁力を利用して
機械的動作をさせるものである。空心コイル１１への通
電電流は、充電用直流電源７により充電されたコンデン
サ３の放電電流（サイリスタ４のオン時、つまり遮断指
令時に放電開始）を利用している。なお、５は前記サイ
リスタ４に逆並列接続したダイオード、６は充電回路の
抵抗である。
度遮断器などでは、その操作機構の一部に反発コイルが
使用されている。この反発コイルは、図３及び図４に示
すように巻線１１Ａを非磁性体の巻枠１１Ｂに巻装した
空心コイル１１に対向して平板（電導体：反発板）１２
を設け、空心コイル１１に通電して反発板１２に電流を
誘起させ、コイル電流と誘起電流との電磁力を利用して
機械的動作をさせるものである。空心コイル１１への通
電電流は、充電用直流電源７により充電されたコンデン
サ３の放電電流（サイリスタ４のオン時、つまり遮断指
令時に放電開始）を利用している。なお、５は前記サイ
リスタ４に逆並列接続したダイオード、６は充電回路の
抵抗である。
【０００４】反発コイルを直流高速度遮断器の操作機構
に使用した例（例えば、特開平７−１１４８６２号）を
図５に示す。図中、２１は真空バルブ、２２は反発コイ
ル、２３は反発板（短絡板）、２４は前記真空バルブ２
１の可動接点側に連結した開閉駆動ロッド、２５は絶縁
連結レバー、２６は加圧用ワイプばね、２７は連結レバ
ー、２８は係合レバー、２９−１及び２９−２はサイリ
スタ、３０は反発コンデンサ、３１は遮断ばね、３２は
タッチレバー、３３は引き外しコイル、３４は手動遮断
スイッチ、３５は直流電源である。
に使用した例（例えば、特開平７−１１４８６２号）を
図５に示す。図中、２１は真空バルブ、２２は反発コイ
ル、２３は反発板（短絡板）、２４は前記真空バルブ２
１の可動接点側に連結した開閉駆動ロッド、２５は絶縁
連結レバー、２６は加圧用ワイプばね、２７は連結レバ
ー、２８は係合レバー、２９−１及び２９−２はサイリ
スタ、３０は反発コンデンサ、３１は遮断ばね、３２は
タッチレバー、３３は引き外しコイル、３４は手動遮断
スイッチ、３５は直流電源である。
【０００５】上記構成においては、反発コイル２２への
通電に伴い反発コイル２２と短絡板２３との間に発生し
た電磁力（反発力）により真空バルブ２１の遮断動作が
開始され、これに遮断ばね３１の遮断操作力が加わっ
て、遮断動作が完結する。
通電に伴い反発コイル２２と短絡板２３との間に発生し
た電磁力（反発力）により真空バルブ２１の遮断動作が
開始され、これに遮断ばね３１の遮断操作力が加わっ
て、遮断動作が完結する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】反発コイルを用いた場
合、電磁反発力を利用しているため、数ｍｓ程度の高速
動作が可能であるが、反発コイルはエネルギー効率が２
０％前後と非常に悪いため、反発コイルに電流を供給す
るコンデンサ７（または３０）の容量（寸法）が大きく
なり、電源部が大形になる。その理由は下記の通りであ
る。
合、電磁反発力を利用しているため、数ｍｓ程度の高速
動作が可能であるが、反発コイルはエネルギー効率が２
０％前後と非常に悪いため、反発コイルに電流を供給す
るコンデンサ７（または３０）の容量（寸法）が大きく
なり、電源部が大形になる。その理由は下記の通りであ
る。
【０００７】第一に、反発板１２に誘起される電流の一
部が反発力として有効に働かない渦電流などになるた
め、そのジュール損失が効率低下の要因となること、反
発コイル１１の電流と反発板１２に誘起される電流の位
相が異なるために、必要な電流と磁界の強さのピークが
ずれて反発力が低減することが原因である。
部が反発力として有効に働かない渦電流などになるた
め、そのジュール損失が効率低下の要因となること、反
発コイル１１の電流と反発板１２に誘起される電流の位
相が異なるために、必要な電流と磁界の強さのピークが
ずれて反発力が低減することが原因である。
【０００８】第二に、誘起電流を発生させるため、反発
コイル１１には時間的に変化する電流を供給する必要が
ある。そのためにはコンデンサ７と反発コイル１１との
ＬＣ振動回路となり、パルス的な電流（出力）となるこ
とである。
コイル１１には時間的に変化する電流を供給する必要が
ある。そのためにはコンデンサ７と反発コイル１１との
ＬＣ振動回路となり、パルス的な電流（出力）となるこ
とである。
【０００９】そこで本発明は、上記課題を解決し、高
速、高効率の動作が可能で、加えて連続出力も可能な電
磁操作装置を提供することを目的とする。
速、高効率の動作が可能で、加えて連続出力も可能な電
磁操作装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明は、非磁性体巻枠
の２個の空心コイルを、一方を固定、他方を可動の取り
付け状態で対向させるとともに、両コイルを直列に接続
し、通電によって発生する電磁力を遮断器などの操作・
制御力として利用するようにしたことを特徴とする。そ
の場合、電磁力を反発力として利用するか、吸引力とし
て利用するかによって、両コイルの巻方向と通電方向を
選定する。
の２個の空心コイルを、一方を固定、他方を可動の取り
付け状態で対向させるとともに、両コイルを直列に接続
し、通電によって発生する電磁力を遮断器などの操作・
制御力として利用するようにしたことを特徴とする。そ
の場合、電磁力を反発力として利用するか、吸引力とし
て利用するかによって、両コイルの巻方向と通電方向を
選定する。
【００１１】また本発明は、非磁性体の巻枠の２個の空
心コイルを、一方を固定、他方を可動の取り付け状態で
対向させるとともに、両コイルを直列に接続し、通電に
よって発生する電磁力を遮断器などの操作・制御力とし
て利用すること、及び空心コイルに通電する電流をコン
デンサの放電電流、直流電流もしくは交流電流としたこ
とを特徴とする。
心コイルを、一方を固定、他方を可動の取り付け状態で
対向させるとともに、両コイルを直列に接続し、通電に
よって発生する電磁力を遮断器などの操作・制御力とし
て利用すること、及び空心コイルに通電する電流をコン
デンサの放電電流、直流電流もしくは交流電流としたこ
とを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】図１及び図２に本発明の一実施形
態を示す。図中、１及び２は空心コイルで、巻線１Ａ、
２Ａを各々の非磁性体の巻枠１Ｂ、２Ｂに巻装し、中心
軸が一致するように対向させている。そして、例えば、
一方の空心コイル１を固定、他方の空心コイル２を可動
とする取り付け状態としている。両巻線１Ａ、２Ａは、
直列に接続し、その両端にコンデンサ３を半導体スイッ
チ（例えば、サイリスタ）４とダイオード５の逆並列回
路を介して接続している。コンデンサ３は、抵抗６を介
して充電用直流電源７に接続している。両巻線１Ａ、２
Ａの直列接続に際しては、発生する電磁力を反発力とす
るか、吸引力とするかによって、巻き方向と通電方向を
選定する。例えば、図５のような直流高速度遮断器の操
作機構に使用する場合は、発生する電磁力を反発力とし
て利用するため、巻き方向を逆にするなど電流の向きが
異なる接続とする。
態を示す。図中、１及び２は空心コイルで、巻線１Ａ、
２Ａを各々の非磁性体の巻枠１Ｂ、２Ｂに巻装し、中心
軸が一致するように対向させている。そして、例えば、
一方の空心コイル１を固定、他方の空心コイル２を可動
とする取り付け状態としている。両巻線１Ａ、２Ａは、
直列に接続し、その両端にコンデンサ３を半導体スイッ
チ（例えば、サイリスタ）４とダイオード５の逆並列回
路を介して接続している。コンデンサ３は、抵抗６を介
して充電用直流電源７に接続している。両巻線１Ａ、２
Ａの直列接続に際しては、発生する電磁力を反発力とす
るか、吸引力とするかによって、巻き方向と通電方向を
選定する。例えば、図５のような直流高速度遮断器の操
作機構に使用する場合は、発生する電磁力を反発力とし
て利用するため、巻き方向を逆にするなど電流の向きが
異なる接続とする。
【００１３】なお、可動側の空心コイル２は、軸方向に
移動自在な駆動ロッド８に固定しており、駆動ロッド８
と共に移動して高速度遮断器の操作機構に遮断操作力を
付与する。
移動自在な駆動ロッド８に固定しており、駆動ロッド８
と共に移動して高速度遮断器の操作機構に遮断操作力を
付与する。
【００１４】次に、動作について述べる。コンデンサ３
は直流電源７により図示極性に充電されている。動作命
令（遮断器引き外し指令）でサイリスタ４がオンする
と、コンデンサ３の電荷が巻線１Ａ、２Ａの直列回路に
放電される。この放電電流の通電により両コイル１、２
間に電磁力が発生する。この電磁力は同じ放電電流の相
互作用で発生しており、両コイル１、２の電流の向きが
反対の時には反発力となり、可動の空心コイル２が瞬時
に移動する。この移動で遮断動作が開始され、これに遮
断ばねの力が加わって遮断動作が完結する。
は直流電源７により図示極性に充電されている。動作命
令（遮断器引き外し指令）でサイリスタ４がオンする
と、コンデンサ３の電荷が巻線１Ａ、２Ａの直列回路に
放電される。この放電電流の通電により両コイル１、２
間に電磁力が発生する。この電磁力は同じ放電電流の相
互作用で発生しており、両コイル１、２の電流の向きが
反対の時には反発力となり、可動の空心コイル２が瞬時
に移動する。この移動で遮断動作が開始され、これに遮
断ばねの力が加わって遮断動作が完結する。
【００１５】なお、電磁力は、両コイル１、２の接続を
変更することにより、吸引力として利用することも可能
である。また、通電電流は、時間的に変化しない直流電
流や交流電流でもよく、その場合には連続出力が可能と
なる。しかも、コンデンサが不要な簡易な電源回路とな
る。
変更することにより、吸引力として利用することも可能
である。また、通電電流は、時間的に変化しない直流電
流や交流電流でもよく、その場合には連続出力が可能と
なる。しかも、コンデンサが不要な簡易な電源回路とな
る。
【００１６】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、空心コイ
ル相互の電磁反発力または吸引力を利用するため、ｍｓ
オーダーの高速動作が可能である。しかも、接続変更の
みで吸引、反発を選択することができ、制御・操作機構
の構成に際し柔軟に対処できる。また、空心コイル相互
の電磁力を利用するため、６０％以上の高効率となる。
更に、多様な種類の電源を使用できるため、連続出力が
可能であったり、電源回路の簡易化が図れる、といった
利点がある。
ル相互の電磁反発力または吸引力を利用するため、ｍｓ
オーダーの高速動作が可能である。しかも、接続変更の
みで吸引、反発を選択することができ、制御・操作機構
の構成に際し柔軟に対処できる。また、空心コイル相互
の電磁力を利用するため、６０％以上の高効率となる。
更に、多様な種類の電源を使用できるため、連続出力が
可能であったり、電源回路の簡易化が図れる、といった
利点がある。
【図１】本発明の一実施形態を示す構成説明図。
【図２】図１のＡ−Ａ線矢視断面図。
【図３】反発コイルの一例を示す構成説明図。
【図４】図３のＢ−Ｂ線矢視断面図。
【図５】直流高速度遮断器の一例を示す構成説明図。
１，２…空心コイル １Ａ，２Ａ…巻線 １Ｂ，２Ｂ…非磁性体の巻枠 ３…コンデンサ ４…半導体スイッチ（サイリスタ） ５…ダイオード ６…抵抗 ７…充電用直流電源 ８…駆動ロッド
Claims (3)
- 【請求項１】 非磁性体巻枠の２個の空心コイルを、一
方を固定、他方を可動の取り付け状態で対向させるとと
もに、両コイルを直列に接続し、通電によって発生する
電磁力を遮断器などの操作・制御力として利用するよう
にしたことを特徴とする電磁操作装置。 - 【請求項２】 反発力または吸引力となるように両コイ
ルの巻方向と通電方向を選定して直列接続を行うように
したことを特徴とする請求項１に記載の電磁操作装置。 - 【請求項３】 空心コイルに通電する電流をコンデンサ
の放電電流、直流電流もしくは交流電流としたことを特
徴とする請求項１または２に記載の電磁操作装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19423196A JPH1040782A (ja) | 1996-07-24 | 1996-07-24 | 電磁操作装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19423196A JPH1040782A (ja) | 1996-07-24 | 1996-07-24 | 電磁操作装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1040782A true JPH1040782A (ja) | 1998-02-13 |
Family
ID=16321155
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19423196A Pending JPH1040782A (ja) | 1996-07-24 | 1996-07-24 | 電磁操作装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1040782A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2013161285A1 (ja) | 2012-04-26 | 2013-10-31 | 株式会社 東芝 | 操作機構、及び、その操作機構を備える電力用開閉装置 |
| WO2014064909A1 (ja) | 2012-10-22 | 2014-05-01 | 株式会社 東芝 | 操作機構、及び、その操作機構を備える電力用開閉装置 |
-
1996
- 1996-07-24 JP JP19423196A patent/JPH1040782A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2013161285A1 (ja) | 2012-04-26 | 2013-10-31 | 株式会社 東芝 | 操作機構、及び、その操作機構を備える電力用開閉装置 |
| WO2014064909A1 (ja) | 2012-10-22 | 2014-05-01 | 株式会社 東芝 | 操作機構、及び、その操作機構を備える電力用開閉装置 |
| JP2014086206A (ja) * | 2012-10-22 | 2014-05-12 | Toshiba Corp | 電力用開閉装置、及びその操作機構 |
| US9748051B2 (en) | 2012-10-22 | 2017-08-29 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Operating mechanism including a movable element supported by electromagnetic force |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Effective date: 20040715 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Effective date: 20040720 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Effective date: 20041124 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 |