JPS589388Y2 - 不足電圧限時継電器 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は被測定電圧がある設定値以下になると、ある
時間遅れた信号を生じ、その際その遅れがその電圧降下
の大きさによってきするような不足電圧限時継電器に関
する。

現在、フエラリス測定法による不足電圧限時継電器が知
られてち・す、これは水銀円環形接点がフエラリス測定
原理で動作し切換信号を出すものである。

この継電器は種々の欠点を持っている。１ず、水銀円環
形接点である為にこの装置はある一定の位置におかれる
ことが厳守されねばならない。

更に又、水銀円環接点は、フエラリス測定原理に基づき
、振動があると早過ぎる開閉を生じ得る為誤ったトリッ
プを生じ得る。

また機械的な運動部分がある為に、この継電器の寿命は
比較的短いものに限られている。

その上このような継電器の製作には高度の精度を必要と
する。

捷たこのようなフエラリス測定法による不足電圧限時継
電器の欠点を除去するために、電子回路にてトリップ信
号を形成するようにした不足電圧限時継電器がすでに考
案されているが、このような電子回路によるものは限時
特性を得るための構成が複雑になるという問題点があっ
た。

この考案は、最初に述べたような動作様式の不足電圧限
時継電器において、任意の位置、方向に設置でき、振動
に影響されず高寿命を持ち、簡単な構成にて簡単に製作
可能であるようなものを作ることを目的とするものであ
る。

この目的は、本考案により、補助電源と、積分器と、コ
レクタ端子が前記積分器を、エミッタ端子が抵抗を介し
て前記補助電源間に接続された制御用トランジスタと、
この制御用トランジスタのベース端子に接続された基準
電圧源とを備え、前記制御用トランジスタのエミッタ端
子に被測定電圧を可変抵抗器を介して印加し、前記基準
電圧源と可変抵抗器とにより設定された設定値を測定電
圧実際値が下まわった際に実際値と設定値との偏差にて
前記制御用トランジスタを制御し、この偏差に比例する
電流を前記積分器に導き、開閉回路を動作させるしきい
値回路をこの積分器により制御することによって達成さ
れる。

この考案を以下のように発展させることにより特に簡単
な継電器が得られる。

すなわち、能動半導体素子により、入力−基準値差に比
例した電流を作り出し、これを並列抵抗を持った測定コ
ンデンサに導入しこれに半導体素子につながる接続極性
で、しきい値回路の制御入力を接続する。

このような半導体素子の（つとして、特に電界効果トラ
ンジスタが適しており、その１つの負荷電極は測定コン
デンサと並列抵抗とを介して補助電源の１つの極に、そ
して、他の負荷電極は１つの抵抗を介して補助電源の他
の極に結合される。

これに更に電界効果トランジスタの制御電極が直接接続
され、抵抗のつながった負荷電極の現在値が与られる。

同様に好ましい方法として、半導体素子として制御トラ
ンジスタの適用もまた考えられ、そのコレクタは測定コ
ンデンサと並列抵抗を介して補助電源の１つの極に、そ
してその工□ツタは１つのエミッタ抵抗を介して補助電
源の他の極に接続さし、ソの際更に制御トランジスタの
エミッタには被測定電圧の実際値が、そしてベースには
基準値が与えられる。

実際値及び基準値は、制御トランジスタのエミッタを可
調整抵抗を介して被測定電圧に接続し１、制御トランジ
スタのベースは直列抵抗を介して補助電源に接続された
ツェナーダイオードのカソードに接続することにより、
好都合に行なわれる。

たの考案による継電器の交流の被測定電圧に対する適用
性は簡単な方法により得られる。

即ち、１つの直流整流ブリッジが設けられ、その直流極
に測定電圧が取り出され、平滑コンデンサが接続される
。

ツェナーダイオードと直列抵抗の直列接続回路に１つの
並列コンデンサが設けられ、このコンデンサから給電さ
れる第２の回路部分が逆流防止ダイオードによって被１
１ｉ電圧で駆動される第１の回路部分と分離されている
時には、絶縁された補助電源は不要である。

切換指令の引きはずしについての確実さは以下のように
して特に高いものとなる。

即ち、しきい値回路として双安定トランジスタ跳躍回路
が用意され、この第１のトランジスタは測定コンデンサ
及び並列抵抗と制御接続状態にある。

これとは別の第２のトランジスタのエミッタは共通エミ
ッタ抵抗を介して補助電源の１つの極に接続され、第１
のトランジスタのコレクタはコレクタ抵抗ヲ介して補助
電源の他の極に接合され、これに更に補助電源の１つの
極と第１のトランジスタのコレクタとの間に、２つの抵
抗部分から成る別の電圧分圧器がつながり、そのタップ
には第２のトランジスタのベースが接続され、そのコレ
クターエミッタ回路は出力用切換継電器の制御巻線と直
列に接続される。

この他（切換時の出力の）振動を防止する為には以下の
ようなことが有用になりうる。

即ち、第１のトランジスタはベースを測定コンデンサと
並列抵抗に接続した前段トランジスタを介して制御され
るようにし、従って、第１のトランジスタのベースは他
のエミッタ抵抗を介して補助電源の１つの極に接続され
た前段トランジスタのエミッタと、そして第１のトラン
ジスタのコレクタは、前段トランジスタのコレクタと結
合する。

だの不足電圧・時限継電器の動作時間は可調整の共通エ
ミッタ抵抗によって自由に変えられる。

以下図に示した実施例によりこの考案を更に詳細に説明
する。

第１図では、Ｕｉｓｔで実際値入力源を、そしてＵｓｏ
ｌｌで被測定電圧の為の基準値電源を示しその両者は積
分回路１の入力に接続される。

積分回路の出力はしきい値回路３の人力に接続され、そ
の出力で継電器Ｒｅが制御され、その接点２はスイッチ
回路を構成するように配列される。

積分回路１及びしきい値回路３には補助電源Ｕｈｉｌｆ
が供給される。

第２図の接続図にかいては、整流ブリッジＧの交流極に
は被測定電圧ＵＭが与えられる。

この整流ブリッジＧの直流電圧出力には、可調整抵抗Ｒ
１と工□ツタ抵抗Ｒ３の直列 接続に並列となる平滑コ
ンデンサＣ１が接続される。

逆流防止ダイオードを通して更に制御電源として用いら
れるコンデンサＣ２が整流ブリッジＧの直流電圧出力に
接続される。

このコンデンサＣ２ｖｃツエナーダイオードｚ１とこれ
に直列に接続される直列抵抗Ｒ４が並列に接続される。

可調整抵抗Ｒ１及びエミッタ抵抗Ｒ３をまとめて接続し
た接合点ａは制御トランジスタＴ１の工□ツタに接続さ
れ、そのベースはツェナーダイオードｚ１のカソード接
続される。

制御トランジスタＴ１はそのコレクタを測定コンデンサ
Ｃ３と並列抵抗Ｒ２で構成される積分回路を通して、逆
流防止ダイオードＤ１が接続されて補助電源として作用
するコンデンサＣ２の＋で表示された第１の極に接続さ
れる。

同様［この第１の極は共通の可調整上□ツタ抵抗Ｒ６を
介して、双安定トランジスタ跳躍回路の第１及び第２の
トランジスタＴ３．Ｔ４のエミッタに接続される。

コレクタ抵抗Ｒ７を介して第１のトランジスタＴ３がコ
ンデンサＣ２の−と表示された第２の極に接続される。

２つの分圧抵抗Ｒ８及びＲ９から成る電圧分圧回路がコ
ンデンサＣ２の第１の極と第１のトランジスタＴ３のコ
レクタとの間につながる。

この分圧回路のタップには第２のトランジスタＴ４のベ
ースが接続され、そのコレクタ・エミッタ回路にスイッ
チ用継電器Ｒｅの制御巻線が直列に接続される。

この制御巻線には並列に転流ダイオードＤ２が接続され
る。

接点として形成された回路ｒ１を介してこのスイッチ用
継電器は負荷Ｖをスイッチする。

跳躍時の振動を防止する為に、トランジスタ跳躍回路の
第１のトランジスタＴ３に前段トランジスタＴ２が配置
される。

第１のトランジスタＴ３のベースは、もう１つ）他の工
□ツタ抵抗をコンデンサＣ２の第１の極に接続した前段
トランジスタＴ２のエミッタに接続される。

同様に、第１のトランジスタＴ３のコレクタと前段トラ
ンジスタＴ２のコレクタは相互ニ結合される。

前段トランジスタＴ２のベースハ、制御トランジスタＴ
１のコレクタに接続される。

可調整抵抗Ｒ１及びエミッタ抵抗Ｒ１及びエミッタ抵抗
Ｒ３並びに直列抵抗Ｒ４及びツェナーダイオードｚ１の
直列接続によって構成されているブリッジにおいて、そ
のブリッジの１つの枝のツェナーダイオードｚ１のツェ
ナー電圧によって確実な基準値電圧が与えられる。

他のブリッジの枝に釦いては可調整抵抗Ｒ１によって、
ある定１つた現在値が設定される。

エミッタ抵抗Ｒ３の電圧がツェナーダイオードｚ１のツ
ェナー電圧より高い間は、制御トランジスタＴ１は阻止
された１＼となり、測定コンデンサＣ２３は決して充電
されない。

与えられた測定電圧ＵＭ及びそれに従って、エミッタ抵
抗Ｒ３の実際電圧が降下してそれがツェナーダイオード
ｚ１のツェナー電圧によって与えられる基準値電圧より
小さくなると、制御トランジスタＴ１が制御されコンデ
ンサＣ３が充電される。

その充電の程度は、基準電圧とエミッタＲ３に生ずる現
在値電圧との間の差の大きさによって左右される。

測定コンデンサＣ３の電圧が、トランジスタ跳躍回路の
動作電圧に達すると、直ちに前段トランジスタＴ２とこ
れを介して第１のトランジスタＴ３が導通制御される。

これによって、第２のトランジスタＴ４のエミッタ電位
はそのベースの電位に対して負となり、第２のトランジ
スタＴ４は不導通となる。

この結果スイッチ用継電器Ｒｅは復帰し、その接点で負
荷Ｖの電流回路を断つ。

コンデンサの充電々流は、測定電圧の低下に比例して制
御される。

即ち、測定電圧が大きく低下するとコンデンサは大きな
充電々流を受け、それによってその電圧は、かなり短い
時間でトランジスタ跳躍回路の動作値に達するのに対し
、より少い量の測定電圧降下に対しては、その充電々流
はそれに対応して少なくなり、動作値に達する迄の時間
はより長くなる。

従ってこの考案による不足電圧−限時継電器の動作時間
は電圧降下の大きさによってきする。

並列抵抗値Ｒ２Ｖｃよって、制御トランジスタＴｌのも
れ電流によって生じうる測定コンデンサＣ３への充電は
低い値に抑えられる。

又一時的な電圧低下によって、測定コンデンサがトラン
ジスタ跳躍回路の動作値に達することなく、部分的に充
電された時には、測定コンデンサＣ３は並列抵抗Ｒ２を
介して放電する。

この不足電圧限時継電器の整流器に交流被測定電圧が接
続される場合には、整流された測定電圧の脈動による継
電器動作を防ぐ為に平滑コンデンサが必要である。

この平滑コンデンサの容量は、平滑コンデンサの電圧が
被ｆｉｌＲ電圧の伺らかの変化に対してできるだけ早く
追随するような値に選ばねばならない。

コンデンサＣ２は被測定電圧の低下の際に、この回路部
分２０は、並列抵抗Ｒ２コンデンサＣ３、電圧しきい値
開路３、直列抵抗Ｒ４とツェナーダイオードｚ１ との
直列回路及び切換継電器Ｒ８から成る第２の回路部分の
為の電源電圧を供給するという役割を持っている。

それ故にこのコンデンサは逆流防止ダイオードＤ１を通
して、可調整抵抗Ｒ１、エミッタ抵抗Ｒ３及び平滑コン
デンサＣ１より成り、被測定電圧により影響される第１
の回路部分１０と結合している。

コンデンサＣ２の代りに、例えば直流電圧源を設けるこ
ともできる。

その際回路がこの位置で分離できる時にはこの逆流防止
ダイオードは省略しうる。

双安定トランジスタ跳躍回路の代りに、他の電圧しきい
値開路、たとえばユニジャンクショントランジスタや可
調整ユニジャンクショントランジスタなども回路に応じ
て適合させて用いられる。

更にツェナーダイオードｚ１及び直列抵抗Ｒ４の代りに
基準値電圧を供給する直流電源を制御トランジスタＴ１
のベースに結合することも可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の実施例のフロック線図、第２図は見本
的な回路例の接続図である。 １は積分回路、３はしきい値開路、Ｒ８は開閉リレーで
ある。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 補助電源と、積分器と、コレクタ端子が前記積分器を、
   エミッタ端子が抵抗を介して前記補助電源間に接続され
   た制御用トランジスタと、この制御用トランジスタのベ
   ース端子に接続された基準電圧源とを備え、前記制御用
   トランジスタのエミッタ端子に被測定電圧を可変抵抗器
   を介して印加し、前記基準電圧源と可変抵抗器とにより
   設定された設定値を測定電圧実際値が下１わった際に実
   際値と設定値との偏差にて前記制御用トランジスタを制
   御し、この偏差に比例する電流を前記積分器に導き、開
   閉回路を動作させるしきい値開路をこの積分器により制
   御するようにしたことを特徴とする不足電圧限時継電器
   。