JPH1092284A - 接触器の作動を監視及び制御するための方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 接触器の作動を監視および制御するための新
規で改良された方法を提供すること。 【解決手段】 接触器12のコイル間に変動電圧が印加さ
れる。変動電圧は、アーマチュア16の位置の関数として
変動する周波数を有し、コントローラ32に情報を伝達す
るカプラ42に伝送される。カプラは１つ以上の光源を含
み、順次、光源の励起と消勢が生じて、フォトトランジ
スタを導通および非導通させる。カプラ42からの出力の
周波数は、フォトトランジスタが導通および非導通に切
換わる周波数に相当する。コントローラ32はカプラから
の出力周波数が、アーマチュア16の位置に相当するか、
またはカプラの出力周波数とアーマチュア16の種々の位
置に関する既知の周波数と比較した結果による位置であ
るかを決定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、接触器の作動を監
視する方法に関し、特に、接触器のステータに対するア
ーマチュア（可動鉄片）の位置を決定する方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】接触器のステータに対するアーマチュア
の位置は、これまで、接触器のコイルにおけるインダク
タンスの変化を検知することによって決定されてきた。
この公知の接触器のアーマチュアが閉路状態すなわち動
作位置へ移動する時、接触器のコイルには多数の電流ピ
ークが形成される。少なくともこの電流ピークのいくつ
かの減衰時間が検出される。この減衰時間が、前に測定
された１つ以上の電流ピークの減衰時間よりも所定量だ
け越えと、公知の接触器のコイルのインダクタンスに影
響を与え、そのインダクタンスが十分に変化したことに
より、接触器が動作状態に作動したものと判断される。

【０００３】この方法によって作動する接触器の制御シ
ステムは、米国特許第５，０５３，９１１号明細書に開
示されている。また、他の接触器の制御システムが米国
特許第４，８３３，５６５号明細書に開示されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このような事情に鑑み
て、本発明の目的は、接触器の作動を監視および制御す
るための新規で改良された方法を提供することである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、本発明は、請求項に記載の構成を有している。接触
器のステータに対してアーマチュアの位置が決定される
とき、短い時間、所定の電圧がコイル間に印加される。
接触器のステータに対してアーマチュアの位置は、この
コイル間の電圧特性を監視することにより決定される。

【０００６】接触器のコイル間の電圧は、蓄積エネルギ
ーの影響により変化する。蓄積エネルギーは、接触器の
コイルにおける変動電圧の推移により生じる。接触器の
アーマチュアの位置は、変動電圧の特性をアーマチュア
の位置に対応する情報を含む基準値と比較することによ
って決定される。

【０００７】変動電圧の特性に関する情報は、電圧の変
動関数として励磁および消磁される光源を含むカプラに
よってコントローラに伝送することができる。

【０００８】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図面に基づ
いて説明する。図１には、制御回路１４に関連して接触
器(contactor) １２が示されている。制御回路１４は、
接触器１２が動作状態（閉位置）と非動作状態（開位
置）の切換え動作を行うために利用される。また、制御
回路１４は、接触器１２のステータ１８に対するアーマ
チュア１６の位置を決定するのに用いる。

【０００９】この接触器１２は、ステータ１８（図１参
照）の一部分の回りに巻線が巻かれたコイル２０を含
む。アーマチュア１６は、適当に付勢されたばねによっ
てステータ１８から離れて付勢されている。制御回路１
４によるコイル２０の励磁時には、磁界が生じて公知の
ようにアーマチュア１６がステータ１８に引き寄せられ
る。

【００１０】可動接点２２，２４は、アーマチュア１６
に連結され、ステータ１８に対してアーマチュア１６と
共に移動する。アーマチュア１６が、図１に示された非
動作状態、すなわち開位置にあるとき、可動接点２２，
２４は、固定接点２４，２６から距離をおいて配置され
る。接触器１２が非動作状態から動作状態に作動する時
に、アーマチュア１６は、図１で示すように、中間位置
からステータ１８の方に下方に向かって作動状態すなわ
ち閉位置に移動する。

【００１１】アーマチュア１６がステータ１８の方に移
動するとき、可動接点２２，２４はは固定接点２６，２
８に接触するようになる。この接点の接触が生じた直
後、アーマチュア１６はステータ１８に接触する。アー
マチュア１６が接触位置に置かれたとき、またはステー
タに近接したとき、接触器１２は、動作状態にあり、か
つアーマチュア１６は動作状態すなわち閉位置となる。

【００１２】接触器１２は、多種類の公知構造のいずれ
かを使うことができる。しかし、接触器１２としては、
米国特許第４，７６０，３６４号明細書に開示された構
造が好ましい。

【００１３】接触器のコイル２０のインダクタンスは、
ステータ１８に対するアーマチュア１６の位置の関数で
ある。アーマチュア１６が開位置すなわち非動作状態に
あるとき、アーマチュア１６は、ステータ１８からかな
り離れている。それゆえ、コイル２０のインダクタンス
は比較的低い値である。また、アーマチュア１６が閉位
置すなわち動作状態にあるとき、アーマチュア１６は、
スタータ１８にかなり密接している。それゆえ、コイル
２０のインダクタンスは比較的高い。

【００１４】コイル２０間のリンギング電圧の周波数
は、コイルのインダクタンスの変動に応じて変化する。
それゆえ、コイル２０間のリンギング電圧の周波数は、
コイル２０に対するアーマチュア１６の位置の関数とし
て変化する。

【００１５】制御回路１４は、リンギング電圧の周波数
を検出してアーマチュア１６の位置を決定する。この制
御回路１４は、マイクロプロセッサまたはコントローラ
を含んでいる。コントローラ３２は、交流電源３８（図
２参照）に接続されたライン３６に配置された半導体ス
イッチ３４に接続されている。

【００１６】カプラ４２（図１参照）は、ステータ１８
に対するアーマチュア１６の位置に対応する情報をコン
トローラ３２に伝送する。コントローラ３２は、この情
報を利用して、アーマチュア１６がステータ１８に対し
て望ましい位置にあるかどうかを決定する。

【００１７】本発明の実施の形態において、半導体スイ
ッチ３４は、コントローラ３２に接続されるトライアッ
ク（図２）である。半導体スイッチ３４を形成するトラ
イアックは、導通、すなわち閉路状態になったとき、コ
ントローラ３２からライン４６を通ってトライアックに
信号が伝達される。ラインを通ってトライアックに伝送
された信号は、半導体スイッチ３４を導通させ、その結
果、電流が交流電源３８から接触器１２のコイル２０を
通って流れ、コイルを励磁する。もちろん、コイル２０
に流れる電流を制御するために、トライアック以外の半
導体スイッチを利用することもできる。

【００１８】多種類のカプラ４２が、ステータ１８（図
１）に対するアーマチュア１６の位置に関する情報をコ
ントローラ３２に伝送するために利用できると考えられ
る。しかし、図２に示す特定のカプラは、光学的なタイ
プであり、その中にフォトトランジスタ５４を導通させ
るために作動する一対の光源５０，５２を含んでいる。

【００１９】カプラ４２の本実施の形態では、光源５
０，５２は、並列接続されかつ互いに逆方向に導通する
発光ダイオードである。望ましくは、単一の発光ダイオ
ードだけでも利用できる。フォトトランジスタ５４は、
リード線を介してコントローラ３２用の電源に接続され
る。フォトトランジスタ５４及びコントローラ３２は、
協動して光源５０，５２からの光のパルスを監視する。

【００２０】キャパシタ６２は、トライアック３４に並
列接続されている。このキャパシタ６２は、コイル２０
と光源５０，５２に直列接続されている。キャパシタ６
２はトライアック３４を保護するための抑制素子として
作用する。キャパシタ６２はコイル２０と協動して発振
器を形成する。キャパシタ６２は、交流電源３８からの
わずかな電流でキャパシタを通して導通されるような定
格値のものである。

【００２１】動作 接触器１２は図１に示す非動作状態から動作状態に作動
されるとき、コントローラ３２は、半導体スイッチ３４
を開路（非動作状態）から閉路（動作状態）に作動させ
る。その時、電流は交流電源３８からコイル２０を通っ
て流れる。コイル２０の励起によって、関連したばねの
付勢力に抗してアーマチュア１６を引き寄せる磁気が発
生する。

【００２２】コイル２０からの磁気は、アーマチュア１
６を開路（非動作位置）から閉路（動作位置）に動か
す。これにより、可動接点２２，２４は、固定接点２
６，２８に接触するように移動する。接触器１２は、続
いて動作状態から非動作状態に戻るように作動する。

【００２３】この状態が起こると、コントローラ３２
は、半導体スイッチ３４を非導通すなわち開路状態とな
る。従って、交流電源３８からの電流の流れが妨げら
れ、そしてコイル２０が消磁される。その結果、アーマ
チュア１６（図１）は、付勢ばねの影響下で、ステータ
１８から離れるように移動する。アーマチュア１６がス
テータ１８から離れて移動すると、可動接点２２，２４
は、固定接点２６，２８との接触から外れて移動する。

【００２４】コイル２０が消磁され、かつ接触器１２が
動作状態から非動作状態に作動した時、予測できない理
由により、アーマチュア１６が、その動作位置から非動
作位置に戻ることができない場合がある。

【００２５】こうした誤動作は、固着、または接点の溶
着等により起こるもので、アーマチュア１６がステータ
１８（図１）と接触したままで留まることになる。ある
いは、アーマチュア１６は、動作位置と非動作位置の間
の中間位置に留まる。

【００２６】本発明の特徴によれば、制御回路１４は、
アーマチュア１６の位置を示す、コントローラ３２への
データを伝送するのに有効である。この接触器１２のス
テータ１８に対するアーマチュア１６の位置に関する情
報は、カプラ４２によってコントローラ３２に伝送され
る。

【００２７】半導体スイッチ３４が非導通となり、そし
てコイルが消磁された後で、接触器１２は、動作状態か
ら非動作状態に作動する。ステータ１８に対するアーマ
チュア１６の位置を示すデータをコントローラ３２に伝
送するためにカプラを起動できるようにするために、発
振リンギング電圧がコイル２０間に形成される。このリ
ンギング電圧は、ステータ１８に対するアーマチュア１
６の位置の関数として変化する振動数を有する。

【００２８】このリンギング電圧によって、光源５０，
５２が順次励起され、この励起は、リンギング電圧にお
ける周波数の変化に基づいて変わるある振動数を用いて
なされる。

【００２９】これにより、フォトトランジスタ５４は、
ステータに対するアーマチュア１６の位置の関数である
振動数で、導通状態と非導通状態を繰り返す。

【００３０】変動するリンギング電圧が所定の正電圧ま
たは負電圧を越えたときに、光源５０，５２のいずれか
一方を励起する。

【００３１】光源５０のスレッショルドレベルに相当す
る所定の正電圧を越えた時、光源５０は発光する。ま
た、光源５２のスレッショルドレベルに相当する所定の
負電圧を越えた時、光源５２は発光する。

【００３２】このリンギング電圧が達成されると、半導
体スイッチ３４は、非導通状態から導通状態に非常に短
い時間で作動する。これにより、交流電源３８からコイ
ル２０へ衝撃電圧が伝達される。コイルには短時間電流
が流れる。

【００３３】制御回路１４の特別の一形態では、コント
ローラ３２は、交流電源３８の半サイクルの２回分に等
しい所定の時間、半導体スイッチ３４を導通状態に作動
させる。このとき、トライアック３４は、非導通状態に
切換わる。もちろん、半導体スイッチは、導通角度が接
触器の意図しない作動を禁止するために十分小さいもの
である限り、所望の異なる時間だけ導通させることがで
きる。

【００３４】半導体スイッチ３４は、導通状態となり、
その後直ちに非導通状態になる。この比較的短い時間、
接触器コイル２０に印加した電圧のインパルスは、接触
器のステータ１８に対してアーマチュアを移動させるた
めには有効ではない。こうして、半導体スイッチ３４
が、コントローラ３２によって導通するとき、コイル２
０を通る短い電流パルスが発生する。

【００３５】このコイル２０への電流パルスは、磁界を
形成するのに有効である。しかし、磁界は、ステータ１
８に対してアーマチュア１６を移動するのに十分な強さ
または持続時間を有していない。

【００３６】それゆえ、アーマチュア１６は、接触器１
２が非動作状態に作動した後と同じ位置に留まる。アー
マチュア１６が意図しない開位置すなわち非動作位置に
ある場合、アーマチュアは、コイル２０に短いインパル
ス電圧が印加される間、非動作位置に留まる。

【００３７】同様に、接触器１２の誤動作が起こり、か
つアーマチュア１６が意図した非動作位置以外の位置に
保持される場合、アーマチュア１６は、意図しない位置
に留まる。

【００３８】コイル２０とキャパシタ６２は、ＬＣ発振
器を形成するために相互接続される。こうして、電源３
８からコイル２０を通って伝送された短い電流パルスを
終端させるために、スイッチ３４が導通状態から非導通
状態に作動するとき、キャパシタ６２に蓄えられた電気
エネルギーおよびコイル２０の磁界によって、発振リン
ギング電流がキャパシタとコイル間に流れるようにな
る。

【００３９】リンギング電流が、キャパシタ６２に通電
される。これが発生すると、磁界がコイル２０に発生し
たり、消勢したり順次繰り返す。コイル２０での磁界の
消勢により、コイル２０に誘導電圧が発生する。この誘
導電圧により、電気エネルギーがキャパシタ６２におい
て蓄えられる。この磁界の発生及び消勢の工程は、コイ
ル２０における磁界の強さが減少することによって、コ
イル間の誘導リンギング電圧が変動するときに、繰り返
される。

【００４０】正のリンギング電圧パルスが最小スレッシ
ョルド電圧を越えると、常に、ＬＥＤの光源５０が導通
する。負のリンギング電圧パルスが所定の負のスレッシ
ョルド電圧を越えると、ＬＥＤ５２は、導通する。それ
ゆえ、光源５０，５２は、発振リンギング電圧の周波数
の関数による速度で励起される。

【００４１】発振リンギング電圧の周波数は、接触器の
コイル２０のインダクタンスの関数である。このインダ
クタンスは、ステータ１８に対するアーマチュア１６の
位置の関数である。それゆえ、光源５０，５２が励起さ
れる周波数は、ステータ１８に対するアーマチュア１６
の位置の関数である。

【００４２】フォトトランジスタ５４は、リード線５８
を介してコントローラ３２用の電源に接続され、また、
リード線６０を介してコントローラ３２に接続されてい
る。発振リンギング電圧の結果として放出された光源５
０，５２からの光パルスによって、フォトトランジスタ
５４が導通する。それゆえ、フォトトランジスタ５４
は、発振リンギング電圧の２倍の周波数を有する直流パ
ルス列を出力する。

【００４３】これにより、コントローラ３２からはリン
ギング電圧の周波数を監視することができる。接触器１
２が非動作状態にあり、また、アーマチュア１６が図１
に示す開位置に保持されているとき、アーマチュア１６
は、ステータ１８から最大距離だけ離れている。

【００４４】この時、コイル２０は、比較的低いインダ
クタンスを有する。それゆえ、発振リンギング電圧はか
なり高い。

【００４５】発振リンギング電圧が時間と共に変化し、
アーマチュア１６が図１に示す完全開位置、すなわち非
動作位置にあるときの様子が図３の曲線７２によって示
されている。

【００４６】半導体スイッチ３４を短い時間で導通させ
ることによってコイル２０に印加される初期インパルス
電圧が、曲線７２のピーク７４で示されている。曲線７
２の負のピーク７６は、半導体スイッチ３４が非導通に
され、かつコイルに発生した磁界が消勢したときの接触
器コイル２０に発生した起電力の結果である。

【００４７】負のピーク７６は、正のピーク７４の値よ
りも小さい絶対値を有する。これは、回路のＬ／Ｒ減衰
定数による。それゆえ、次に続く正のピーク７８は、先
行する正のピーク７４よりも少ない値を有する。同様
に、次に続く負のピーク８０の絶対値は、先行するピー
ク７６の絶対値よりも小さい。

【００４８】ピーク７４〜８０によって表されたリンギ
ング電圧の大きさは、発光ダイオード５０，５２のスレ
ッショルド電圧を十分に越える値である。それゆえ、光
源５０，５２は、順次励起されて、発振リンギング電圧
曲線７２の周波数の２倍に等しい程度の周波数パルス
が、フォトトランジスタ５４に送られる。

【００４９】この結果、正の直流パルス列がフォトトラ
ンジスタ５４からコントローラ３２に伝送される。この
パルス列の周波数は、図３の曲線７２で表される発振リ
ンギング電圧の２倍程度である。

【００５０】所定の時間が経過したとき、コントローラ
３２（図２）は、再び半導体スイッチ３４を短い時間導
通させる。その結果、負のピーク８８は、正のピーク７
４の絶対値に相当する値を有する。

【００５１】発振リンギング電圧が光源５０，５２に供
給され、同じ速度でフォトトランジスタ５４にパルスを
送り、フォトトランジスタ５４には、発振リンギング電
圧によって正のピーク７４のパルスが発生する。曲線７
２は、アーマチュア１６が完全開位置すなわち非動作位
置にあるとき、コイルに発生する発振リンギング電圧を
示す。この時、アーマチュア１６は、ステータ１８が最
大距離に離れている。それゆえ、発振リンギング電圧曲
線７２の周波数は最大である。１つの特別の接触器に対
して発振リンギング電圧曲線７２は、１秒間に１，００
０サイクルの周波数（１ＫＨｚ）を有する。

【００５２】図３において、発振リンギング電圧は、ゼ
ロ電圧軸から両方向にオフセットされている。発振リン
ギング電圧は、ゼロ電圧軸からオフセットされてゼロよ
り大きいかまたは小さいかのいずれかの電圧レベルにあ
ると考えられる。

【００５３】接触器１２は、予測できない理由で、接触
器コイル２０が消磁されたとき、アーマチュア１６が完
全開位置すなわち非動作位置に移動できない誤動作を生
じることがある。

【００５４】発振リンギング電圧曲線９２（図４）は、
アーマチュアが動作（完全開位置）と非動作（完全閉位
置）との間の非動作の中間位置に移動したとき、発振リ
ンギング電圧の周波数が変化する様子を示す。

【００５５】アーマチュア１６は、図４の発振リンギン
グ電圧曲線９２に相当する中間位置にあるとき、可動接
点２２，２４が固定接点２６，２８に丁度係合し始め
る。アーマチュア１６が中間位置にあるとき、アーマチ
ュアが完全開位置すなわち非動作位置にあるときよりも
ステータ１８に密接している。

【００５６】それゆえ、コイル２０のインダクタンス
は、図３の曲線７２に相当するアーマチュアの完全開位
置における値よりも図４の曲線９２に相当するアーマチ
ュアの中間位置における値の方がより大きい。

【００５７】この結果、回路のインピーダンスが生じ、
誘導される図４の発振リンギング電圧における回路のイ
ンピーダンスは、誘導される図３の発振リンギング電圧
における回路のインピーダンスよりも大きくなる。

【００５８】図４に相当するリンギング電圧の増加した
インピーダンスにより、発振リンギング電圧の周波数が
減少する。こうして、図４の曲線９２で表される発振リ
ンギング電圧の周波数は、図３の曲線７２によって表さ
れる発振リンギング電圧の周波数よりも小さい。

【００５９】すでに、アーマチュア１６が完全開位置に
ある時１秒間につき１，０００サイクルの周波数を有す
ることを言及したが、接触器１２の特定の形態では、発
振リンギング電圧曲線９２は、接触タッチ時に１秒間に
つき８６２サイクルの周波数を有する。この結果、フォ
トトランジスタ５４に低い速度のパルスが生じる。

【００６０】接触器１２は、アーマチュア１６がコイル
２０の消磁による動作位置すなわち完全閉位置に保持さ
れ、接触器１２の作動が非動作状態となるように誤動作
を生じることがある。

【００６１】これが起こると、コイル２０のインダクタ
ンスは最大となる。それゆえ、誘導電圧が接触器のコイ
ル２０に発生する回路のインピーダンスは、最大とな
る。

【００６２】この結果、発振リンギング電圧は、最小周
波数となる。アーマチュア１６が完全閉位置に保持され
るとき、発振リンギング電圧が変化する様子は、図５に
おいて曲線９６によって示されている。

【００６３】コントローラ３２は、半導体スイッチ３４
の作動を導通状態に導き、ある電圧インパルス１０２が
接触器コイル２０に交流電源３８から印加される。コイ
ル２０における磁界が消勢されると、負の電圧ピーク１
０４がコイルに発生する。負の誘導電圧ピーク１０４
は、光源５２を励起させ、フォトトランジスタ５４に再
びパルスを送る。前述した特別の形態では、接触器は、
アーマチュア１６が完全閉位置にあるとき、１秒間に３
４７サイクル（３７４Ｈｚ）の発振リンギング電圧周波
数を有する。

【００６４】異なる接触器は、コイル２０でのそれぞれ
異なる周波数の発振リンギング電圧が発生すると考えら
れる。先行の１つの特別の形態の接触器１２で、そのア
ーマチュア１６の種々の位置に対して発振リンギング電
圧の周波数が、記載をより明確にするため、また本発明
に限定を加えるためにではないが、ここに設定されてい
る。

【００６５】接触器１２が非動作状態にあり、コイル２
０が消磁されるとき、コイル２０上に発振リンギング電
圧を印加することが好ましいが、この発振リンギング電
圧は、接触器１２が動作状態でコイルが励磁されている
ときにコイルに印加され得ると考えられる。

【００６６】接触器コイル２０に発生しそして光源５
０，５２を介して通電された発振リンギング電圧によっ
て、フォトトランジスタ５４には、この発振リンギング
電圧の周波数の２倍の周波数のパルスが生じる。それゆ
え、このパルス列が、フォトトランジスタ５４から閉じ
たスイッチ６４を介してコントローラ３２に導かれ、そ
の周波数は、発振リンギング電圧の周波数の２倍であ
る。

【００６７】これにより、ステータ１８に対するアーマ
チュア１６の位置が、コイル２０に発生した発振リンギ
ング電圧を光源５０，５２に供給時に、フォトトランジ
スタ５４からコントローラ３２に導かれるこのパルス列
の周波数を分析することにより決定される。

【００６８】本発明の特別の形態の１つでは、コントロ
ーラ３２は、フォトトランジスタ５４からの入力信号が
低レベルを受け取る前に高レベルである時間長さを測定
することによって、パルス列の周波数を決定する。この
決定は、フォトトランジスタ５４からの電圧パルスの持
続時間中に起こるクロックサイクルの数をカウントする
ことによって達成される。フォトトランジスタ５４から
の複数パルスにおける持続時間が測定される。

【００６９】これらパルスの持続時間は、コントローラ
３２にある索引表等の基準所定値と比較される。これに
より、決定すべきステータに対するアーマチュア１６の
位置を決定することができる。パルス間の短い期間、ま
たはパルスの正側エッジ部分間の時間長さが測定できる
ことになる。

【００７０】本発明の別の形態では、フォトトランジス
タから受け取ったパルス列がコントローラ３２によって
所定長さの時間、監視された。このコントローラは、測
定されるべき最高周波数の少なくとも２倍程度のサンプ
リング周波数を有する。

【００７１】その結果生じる高低のパターンは、特定の
リンギング周波数に対して独特のものであるデジタルワ
ードに形成される。このデジタルワードは、コントロー
ラ３２にある索引表等の基準におけるデジタルワードと
比較される。これにより、発振リンギング電圧の周波数
が決定される。

【００７２】本発明の図１〜図５に示される特別の形態
では、カプラ４２は、光学カプラである。光学カプラ
は、カプラ４２の構造と類似の構成であり、コントロー
ラ３２に発振リンギング電圧の周波数のデータ代表値を
伝送できるようにすることが好ましい。

【００７３】しかし、他の公知のカプラが所望であれば
利用できる。接触器１２が非動作状態にあるときコイル
２０に発生した発振リンギング電圧の周波数を決定する
ためにコントローラ１４を用いるのが好ましい。

【００７４】しかし、高周波のサイン波を用いて、コイ
ル２０が励磁されるときアーマチュア１６の位置を決定
できる。

【００７５】結論 本発明は、新規でかつ改良された接触器の作動を監視す
る方法に関する。接触器のステータ１８に対するアーマ
チュア１６の位置が決定されるとき、短い持続時間の電
圧が接触器のコイル２０間に印加される。接触器１２の
ステータ１８に対するアーマチュア１６の位置は、接触
器のコイル２０間の電圧の特性（周波数）を監視するこ
とによって決定される。

【００７６】接触器１２のコイル２０間の電圧は、接触
器１２のコイル２０に発生した電圧の影響の下で変化す
る。接触器１２のアーマチュア１６の位置は、変動電圧
の特性（周波数）をアーマチュア１６の位置に相当する
情報を含む基準と比較することによって決定される。

【００７７】変動電圧の特性に関する情報は、電圧の変
動関数として励磁および消磁される光源５０，５２を含
むカプラ４２によってコントローラ３２に伝送すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に従って作動する接触器及びその制御シ
ステムの概略説明図である。

【図２】図１の接触器及びその制御システムを説明する
ための概略図である。

【図３】図１の接触器のアーマチュアが開位置にある時
のコイル間の電圧の特性における変動を示すための概略
説明図である。

【図４】接触器のアーマチュアが開位置と閉位置の間の
位置にある時の図１の接触器のコイル間の特性における
変動を示すための概略説明図である。

【図５】接触器のアーマチュアが閉開位置にある時の図
１の接触器のコイル間の電圧の特性における変動を示す
ための概略説明図である。

【符号の説明】

１２ 接触器 １４ 制御回路 １６ アーマチュア １８ ステータ ２０ コイル ２２，２４ 可動接点 ２４，２６ 固定接点 ３２ コントローラ ３４ スイッチ ４２ カプラ ５０，５２ 光源 ５４ フォトトランジスタ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 390033020 Ｅａｔｏｎ Ｃｅｎｔｅｒ，Ｃｌｅｖｅｌ ａｎｄ，Ｏｈｉｏ 44114，Ｕ．Ｓ．Ａ. (72)発明者 ジェローム ケネス ハスティングス アメリカ合衆国 ウイスコンシン 53089 サセックス アッシュ ストリート ダ ブリュ240 エヌ6469 (72)発明者 マチュー エドワード ハスティングス アメリカ合衆国 ウイスコンシン 53089 サセックス アッシュ ストリート ダ ブリュ240 エヌ6469

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 接触器のコイル(20)を消磁することによ
   って接触器(12)を動作状態から非動作状態に作動させる
   段階と、 前記接触器(12)が非動作状態に維持されている間に、接
   触器(12)のコイル間に短い時間、電圧を印加する段階
   と、 接触器(12)が、前記コイル(20)間の電圧特性を監視する
   ことによって非動作状態にある間に接触器(12)のステー
   タ(18)に対して接触器(12)のアーマチュア(16)の位置を
   決定する段階とを含んでいる、接触器の作動を監視する
   方法。
2. 【請求項２】 コイル間の電圧特性を監視する段階が、
   接触器(12)のコイル間の電圧の周波数を監視することを
   含んでいる請求項１記載の方法。
3. 【請求項３】 接触器(12)が非動作状態に維持されてい
   る間に、接触器(12)のコイル間に短い時間、電圧を印加
   する段階は、スイッチ(34)を非導通状態から導通状態に
   作動させてコイル(20)に電圧を印加し、また、スイッチ
   (34)を導通状態から非導通状態に作動させてコイル(20)
   への電圧供給を禁止することを含み、 コイル(20)間の電圧特性を監視する段階は、少なくとも
   部分的にスイッチ(34)が非導通状態にあることを含んで
   いる請求項１記載の方法。
4. 【請求項４】 コイル(20)間の電圧特性を監視する段階
   は、接触器(12)が非動作状態に維持されている間に、接
   触器(12)のコイル間に短い時間、電圧を印加する段階が
   実行された後、コイル間の電圧の周波数の関数として、
   接触器(12)のアーマチュア(16)の位置を決定することを
   含んでいることを特徴とする請求項１記載の方法。
5. 【請求項５】 コイル(20)間の電圧特性を監視する段階
   は、接触器(12)が非動作状態にある間に、一連のパルス
   （図３）における各パルスの持続時間を決定し、さら
   に、このパルスの持続時間を、接触器(12)のステータ(1
   8)に対するアーマチュア(16)の複数の位置の各位置につ
   いての一連のパルスにおける各パルスの既知の持続時間
   とを比較することを含んでいる請求項１記載の方法。
6. 【請求項６】 接触器(12)のコイル(20)を電気的に励磁
   することによって、コイル(20)からの磁界の影響下で接
   触器のステータ(18)に向けてアーマチュア(16)を移動し
   て、接触器(12)を非動作状態から動作状態に作動し、ま
   た、接触器(12)のコイル(20)を消磁することによって、
   アーマチュア(16)をステータ(18)から離すように移動し
   て、接触器(12)を動作状態から非動作状態に作動させ
   て、接触器(12)を動作状態及び非動作状態に作動させる
   段階と、 前記接触器(12)が動作状態と非動作状態の一方にある
   時、蓄えられたエネルギーの影響の下で接触器(12)のコ
   イル間の電圧を変化させる段階と、 可変する電圧特性の関数として、接触器(12)のステータ
   (18)に対するアーマチュア(16)の位置を決定する段階と
   を含んでいることを特徴とする接触器の作動を制御する
   方法。
7. 【請求項７】 可変する電圧特性の関数として、接触器
   (12)のステータ(18)に対するアーマチュア(16)の位置を
   決定する段階は、電圧パルスの持続時間を決定すること
   を含んでいる請求項６記載の方法。
8. 【請求項８】 蓄えられたエネルギーの影響の下で接触
   器(12)のコイル(20)間の電圧を変化させる段階は、蓄え
   られたエネルギーの蓄積源から接触器(12)のコイル(20)
   にそのエネルギーを伝送し、その後、接触器のコイル(2
   0)から蓄えられたエネルギーを前記蓄積源に伝送するこ
   とを含んでいる請求項６記載の方法。
9. 【請求項９】 接触器(12)のコイル(20)を電気的に励磁
   することによって、コイル(20)からの磁界の影響下で接
   触器(12)のアーマチュア(16)を接触器(12)のステータ(1
   8)に向けて移動して、接触器(12)を非動作状態から動作
   状態に作動させ、また、接触器(12)のコイル(20)を消磁
   することによって、アーマチュア(16)をステータ(18)か
   ら離すように移動して、接触器(12)を動作状態から非動
   作状態に作動させて、前記接触器(12)を動作状態及び非
   動作状態に作動させる段階を有し、 この段階は、前記ステータ(18)に対してアーマチュア(1
   6)を移動して中間位置を介して完全開位置から完全閉位
   置へ移動し、アーマチュア(16)が完全開位置、完全閉位
   置、及び中間位置の１つにある間に接触器(12)のコイル
   (20)に電圧を印加し、アーマチュア(16)が前記位置の１
   つにある間に、前記コイル間の電圧特性を決定すること
   を含んでおり、さらに、 前記アーマチュア(16)が、完全開位置（図３）、完全閉
   位置（図５）、及び中間位置（図４）のそれぞれの位置
   にある時、コイル間の電圧の既知の特性を含む基準値を
   供給する段階と、 アーマチュア(16)が前記１つの位置にある間にコイル間
   の電圧特性と前記基準値とを比較することによって、ア
   ーマチュア(16)がどの位置にあるかを決定する段階とを
   含んでいることを特徴とする、接触器の作動を制御する
   方法。
10. 【請求項１０】 接触器(12)のコイル(20)を電気的に励
    磁することによって、コイル(20)からの磁界の影響下で
    接触器(12)のアーマチュア(16)を接触器(12)のステータ
    (18)に向けて移動して、接触器(12)を非動作状態から動
    作状態に作動させ、また、接触器(12)のコイルを消磁す
    ることによって、アーマチュア(16)をステータ(18)から
    離すように移動して、接触器(12)を動作状態から非動作
    状態に作動させて、前記接触器(12)を動作状態及び非動
    作状態に作動させる段階と、 前記接触器(12)が動作状態と非動作状態の一方にある
    時、接触器(12)のコイル(20)に電圧を発生させる段階
    と、 この発生電圧の特性の関数として、接触器(12)のステー
    タ(18)に対するアーマチュア(16)の位置を決定する段階
    を含んでいることを特徴とする、接触器の作動を制御す
    る方法。