JPS59175106A

JPS59175106A - 電磁石装置

Info

Publication number: JPS59175106A
Application number: JP4919383A
Authority: JP
Inventors: Sadajiro Mori; 貞次郎森
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1983-03-24
Filing date: 1983-03-24
Publication date: 1984-10-03

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】この発明は単相交流電源を操作電源とする電磁石装置の
改良に関するものである。

従来の単相交流電源を操作電源とする電磁石装置として
、最も一般的である直接単相交流電圧を操作コイルに印
加するものを第１図に示す。

第１図において、（＋）は可動鉄心、（２）は固定鉄心
。

（３１は電磁吸引力の零点を無くす為に上記固定鉄心（
２１に装着されているくま取勺コイル、（４）は磁束を
発生させる操作コイル、（５）はくま数カコイル（３）
によって囲まれた＜１＊シ部、（６）はくま取りコイル
（３）の外にある非〈ま取シ部、φ１は非〈ま取シ部（
６）中を通る非〈ま取シ部磁束、φ２はくま取シ部（５
）中を通るくま取り部磁束、ａは可動鉄心（１）と固定
鉄心（２）の間の空隙である。

この装置の接続を第２図に、又、電圧ベクトル図を第３
図に示す０この第２図及び第３図において、（７）は単相交流電源
、（８）はスイッチ、　　ｖｌ′ｉ単相交流電源（７）
の電圧。

Ｒ１は操作コイル（４）の内部抵抗、ωは単相交流電源
（７）の角筒波数、Ｌ（ｔＪは操作コイル（４）のイン
ダクタンス、１（ｔＪは操作コイル（４）を流れる電流
である。

第１図、第２図に示す従来の電磁石装置において、スイ
ッチ（８）を閉じると操作コイル（４）が動イカされて
、可動鉄心（１１は固定鉄心（２）に吸引される。一般
に交流電磁石は空隙Ｇが大きい時、第３図のインダクタ
ンスＬ　（ｔ）が小さくなシ、操作コイル（４）には大
きなラッシュ電流が流れ、直流電磁石にくらべ大きな吸
引力を発生させる事ができる。そして可動鉄心（１）と
固定鉄心（２）が吸引完了して閉じると。

インダクタンスＬ　（ｔＪは太きくなシ、操作コイル（
４）を流れる電流ｉ　（ｔＪは小さくなる。この時、く
ま取りコイル（３）により、〈ま取シ部磁束φ２と、非
〈ま取シ部磁束φ１の間に位相差ができ、電磁石の吸引
力は零になる事がなくなり、電磁石は吸着状態を維持す
る。従来のこの電磁石装置の良否は吸引力の最小値をい
かに大きく設計されるかにかかつていたと言っても過言
ではない。

第４図（ａＪに吸引開始からの操作コイル（４）に加わ
る端子電圧波形図を、又、　（ｂＪに吸引力の変化曲線
図を示す。この電磁石装置はいかに最適に設計されたと
しても、吸引力の脈動は避けられず、鉄心の騒音は大き
な問題であった。そして、初期吸引力が比較的大きいの
で、吸引時間を短かくすることができるが、投入衝撃が
犬きく、寿命や他部品。

機構部分への悪影響が大きな問題であった。更に。

鉄心内を通る磁束が交番する為、鉄心内のヒステリシス
損及びくま取シコイル（３）を流れる電流による損失、
くま取り損は避けられず、吸着状態の消費入力は決して
小さくなかった。又、材料、構造の而から言えば、ヒス
テリシス損を小さくする為に高価なケイ素鋼板を積層し
た積層鉄心が必要になり、くま取りコイル装置の製作に
も大変な技術を要した。

これらの問題に対処する為に、第５図の様な直流操作の
装置及び第６図の節約抵抗を用いた直流操作の装置が提
案されている。

次にこの第５図、第６図の従来装置について説明する。

即ち、第５図、第６図において、（９）は全波整流装置
、００）は全電圧印加の直流操作用操作コイル、αＤは
投入時のみ全電圧印加で、吸着後抵抗で分割された電圧
の加わる直流操作用操作コイル。

ｕ２は投入時と吸着後で切換る為の常時閉接点、０３は
吸着後操作コイルＱＤに加わる電圧を低くし、消費入力
を節約する為の節約抵抗である。

第５図の従来装置においては、交番磁束がない為鉄心内
のヒステリシス損も無く、〈ま取シコイルも必要なくな
る。しかし、投入時には大きな起磁力が必要であり、第
１図及び第２図に示すものと同じ様なラッシュ電流を流
すと、吸着後もこの電流が流れる為、コイルの銅損が太
きすぎて長時間使用ではコイルが焼損してしまう。その
為電流を制限して起磁力を出す為に、非常に多くの巻数
が必要になり、操作コイルαＩは大きなコイルと々って
しまう。そして、コイル自体が大きくなると共に、一般
には吸着後の消費人力は、第２図の交流電磁石装置より
かなり大きなものとなる。

又、第６図は第５図の装置でコイルが大きくなる事を防
ぐ為と、吸着後の入力を小さくする為に投入時と吸着後
を常時閉接点Ｏｚで切換えている。

しかし、この場合でも節約抵抗（１３でジュール熱がか
な勺発生し、吸着後も決して消費入力は小さいとは言え
ない。そして節約抵抗ａ（でのジュール発熱が大きい為
１節約抵抗（１３１は大きな許容入力をもつ大形の抵抗
となる欠点がある。

第５図、第６図の電磁石装置の操作コイル（ＩＩ　（Ｉ
ｌｌの両端に加わる電圧波形と、吸引力の投入時よりの
時間的変化を第Ｔ図、第８図に示す１、この発明は２つ
のダイオードを用いることにより、電磁石装置のうなり
を大巾に低減すると共に９発熱を大巾に低減することが
できる電磁石装置を提供することを目的としている。

本発明の実施例回路を第９図に示す。コイル通電前、接
点ａＶは閉じられておシスイッチ（８１は開かれている
。この状態でスイッチ（８）が閉じられると。

リアクトルａ４１が接点ａｚにより短絡されているため
操作、コイルＯＢに大きな電流が流れ可動鉄心が固定鉄
心に吸引される。可動鉄心が固定鉄心に吸着する直前に
接点Ｏ３が開かれて、操作コイル（ｌυにはりアクドル
Ｑ４１で制限された電流が流れ可動鉄心の吸着状態が保
持される。

第９図の実施例における。入力電圧波形（Ｖ）。

入力電流（１１）、コイル電流（ｉ２）、　　ダイオー
ド（９のを流れる電流（ｉ３）を第１０図に示す。第１
０図において９時刻ｔＱにおいてスイッチ（８）が閉じ
られ、入力端子（ｖ）が本発明の電磁石装置に供給され
る。ダイオード（９ａ）により半波整流された大電流１
２が接点θ′２を経由して流れる。操作コイル（１υの
端子間電圧が逆転している間、操作コイル０１）を流れ
る電流１２はダイオード（９ｂ）が存在するためダイオ
ード（９ｂ）を経由して操作コイル（＋ｕＫ環流され、
操作コイルａｌｌには脈動電流１２が流れている。ダイ
オード（９ｂ）を流れる電流は。

第１０図において１３で示されている。可動鉄心が固定
鉄心に吸着される直前の時刻−ｔｌ　　において、接点
０２が開かれるため、リアクトル０４１で制限された入
力電流が流れる。可動鉄心吸着後、操作コイル０υには
第１０図に示すようＶこほぼ直流状の電流が流れる。

第９図に示す実施例装置は、上記のように可動鉄心吸着
後、操作コイルαＤに直流状の電流が流れるため全波整
流の場合より少ないダイオード数で鉄心騒音を大巾に低
減することができる。また。

可動鉄心保持時のコイル入力電流が抵抗によってではな
く、リアクトルによって制限されるので。

リアクトルの発熱が抵抗を用いた場合の発熱よシ犬巾に
低減でき、るので、電磁石装置の消費電力を低減できる
という効果が得られる。

第９図のりアクドル（１４１は電磁石装置の鉄心に巻線
を施すことによって構成されても良い。この場合、電磁
石装置を小形にできるという効果も得られる。

以上のように本発明の電磁石装置は簡単な構成でうなシ
音と消費電力の両方を大巾に低減できるという効果が得
られる。

なお、上記においては、〈ま取シコイル形電磁石装置に
適用した場合について説明したが、この発明はその他の
電磁接触器、電磁継電器、タイマーなど多ぐの分野の電
磁石駆動装置に利用できる。

父上記においては、固定鉄心と可動鉄心の吸着後あるい
は吸着寸前に常時閉接点を開放しているので固定鉄心と
可動鉄心間に生じるチャタリング現象が確実に防止出来
、騒音の防止が出来るオＵ点がある。

さらに、接点ａ２を流れる電流は、第１０図に示すよう
に９通電状態と通電休止状態が交互に繰シ返されるので
、開路が容易に行なうことができるが１通電休止状態で
接点ａ２が開かれるように設定すれば接点Ｏ２にアーク
を生じないので、接点Ｏ２の損傷を防止することもでき
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の半相交流電磁石装置を示す図。第２図はその回路図、第３図は第１図、第２図に示す装
置の電圧ベクトル図、第４図は第１図、第２図に示す装
置の操作コイル端子電圧と、吸引力の投入時からの時間
的変化を示す図、第５図、第６図は夫々他の従来装置の
回路図、第７図、第８図は夫々第５図、第６図に示す装
置の操作コイル端子電圧と、吸引力の投入時からの時間
的変化を示す図、第９図はこの発明の実施例を示す回路
図。第１０図は第９図に示す装置の電圧・電流波形図である
。図中、同一または相当部分には同一符号を付しである。図中（１）は可動鉄心、（２１は固定鉄心、（３）はく
ま取りコイルＴ　（４１，００１，（Ｉｌｌは操作コイ
ル、（７）は単相交流電源、（９）は全波整流装置、　
　（９ａ）（９’ｂ）はダイオード、ｑｚは常時閉接点
、　＋１４１はりアクドルである。代理人　　葛　野　信　−

Claims

【特許請求の範囲】

（１）　　電磁石装置の可動鉄心の吸引動作前に閉状態
で吸引動作を始めた後に開状態になる接点と。上記接点に並列接続されたりアクドルとからなる並列接
続体、上記並列接続体に直列に接続された第１のダイオ
ード、上記第１のダイオードに導通方向が逆方向になる
ように直列接続された第２のダイオード、上記第１．第
２のダイオードのいずれか一方に並列に接続された電磁
石装置の操作コイルを具備してなる電磁石装置。
（２）リアクトルは操作コイルが巻かれた鉄心にコイル
を設けることにより構成されることを特徴とする特許請
求の範囲第（１）項記載の電磁石装置。
（３）　　接点は通電休止期間中に一路されることを特
徴とする特許請求の範囲第ｆｉ＋項または第（２）項記
載の電磁石装置。