JPS5972113A - 交流電磁石装置 - Google Patents

交流電磁石装置

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JPS5972113A
JPS5972113A JP18237782A JP18237782A JPS5972113A JP S5972113 A JPS5972113 A JP S5972113A JP 18237782 A JP18237782 A JP 18237782A JP 18237782 A JP18237782 A JP 18237782A JP S5972113 A JPS5972113 A JP S5972113A
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coil
operating coil
operation coil
electromagnet device
full
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JP18237782A
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JPS6229883B2 (ja
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Shizutaka Nishisako
西迫 静隆
Shigeharu Otsuka
大塚 重治
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Mitsubishi Electric Corp
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Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F7/00Magnets
    • H01F7/06Electromagnets; Actuators including electromagnets
    • H01F7/08Electromagnets; Actuators including electromagnets with armatures
    • H01F7/18Circuit arrangements for obtaining desired operating characteristics, e.g. for slow operation, for sequential energisation of windings, for high-speed energisation of windings
    • H01F7/1805Circuit arrangements for holding the operation of electromagnets or for holding the armature in attracted position with reduced energising current
    • H01F7/1816Circuit arrangements for holding the operation of electromagnets or for holding the armature in attracted position with reduced energising current making use of an energy accumulator

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  • Power Engineering (AREA)
  • Relay Circuits (AREA)

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】 この発明は琳相交流電源を操作電源とする交流W1.磁
石装置の鉄心騒音の軽減、消費電力の節約、投入衝撃の
減少等の改善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最も一般的な交流
[fli石装置の概要図を第1図に示す。第1図におい
て、lは可動鉄心、2は固定鉄心、3け電磁吸引力の零
点を無くす為に装着されている隈取りコイル(以下クマ
トリコイル)、4は磁束を発生させる操作コイル、5は
クマトリコイル3によって囲まれたクマトリ部、6はク
マトリコイル3の外にある非りマトリ部、Φxfi非ク
マトり部6の中を通る非りマトリ部磁束、Φ2Viクマ
トリ部5の中を通るクマトリ部磁束、G(t)Tli可
動鉄心1と固定鉄心2の間の空隙(ギャップ)である。
なお仁の装置の接続を@2図に示す。またその屯田ベク
トル図を第3図に示す。第2図および第3図において、
7f′i拳相交流電源、8け開閉器(スイツチ)、Vμ
単相交流電源70屯圧ベクトル、R1は操作jイル4の
内部抵抗、Wti単相交流覗源7の角周波数、L(t)
u操作コイル4のインダクタンス、1(t)け操作コイ
ル4を流り、る電流である。
第2町において、スイッチ8を閉じると、操作コイルM
C4が励磁されて、可動鉄心1は第1図の矢印の方向に
引張らILる。一般に交流電磁石は空隙G(t)が大き
い時第3図のインダクタンスL(t)が小さく、励磁コ
イル4には大きなラッシュ間流が流11.、直流電磁石
にくらべ、大きな吸引力を発生させることができる。そ
し℃可動鉄心1と固定鉄心2が吸引完了して閉じると2
インダクタンスL(t)は大きくなり、励磁コイル4を
流れる間流1(t)は小さくなる。この時クマトリコイ
ル3によりクマトリ部磁束Φ2と非りマトリ部磁束Φ1
の間vc位相差ができ、電磁石の吸引力は零冗なること
がなくなり、電磁石は吸着状態を維持する。
従来り)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B1されているかにかかつていたと言っても
過言ではない。
第4図に吸引開始からの励磁コイル4に加わる端子間電
圧Vと時間tとの関係図(a)および吸引力fと時間t
との関係図(b)をそれぞれカーブで図示する。この覗
磁石装@はいかVC最適に設計されていたとしても、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なことから、吸引
時間(ま短かくすることができるが、投入衝撃が大きく
、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
シス損及びクマトリコイル3を流ね2る間流による損失
クマトリ損は避けらり、ず、吸着状態における消費入力
は決して小さくなかった。材料、構造の面から言、′(
ば、ヒステリシス損を小さくする為には高価な珪素鋼板
を積層にした積層鉄心の使用は必然的となり、クマトリ
コイルに就いても軽視できない技術の高度さを要求され
た。
これ等の問題に対処する為に、従来第5因の様な直流操
作の方法及び第6図の節約抵抗13を用いた直流操作の
方法があった。
9け全波整流装置、10は全電圧印加の直流操作用操作
コイル、11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512け
投入時と吸着後と切換える為の常閉接点、13け吸着後
操作コイル11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Rである。第5図においては、交番磁
束がない為、鉄心内のヒステリシス損もなく、クマトリ
コイルも必要なくなる。しかし投入時VCは大きな起工
力を必要とする為、第2図と同じ様なラッシュ間流を流
すと吸着後もこの電、流が流れる為、コイルの銅損が大
きすぎ、長時間使用では、コイルの焼損がおこる。その
為電流を制限して起磁力を出すために、非常に多くの巻
線数が必要となり、操作コイル10け大きなコイルとな
ってしまう。そしてコイル自体が大きくなると共に一般
Ycは吸着後の消費電力は第2図の交流電磁石装置より
も可なり大きなものとなる。@6図では、第5図でコイ
ルの大きくなること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閉接点12で切換えているつ
しかしこの場合でも節約抵抗R13で銅損が可なり発生
し、吸着後も決して消費入力は小さいとけ言えない。そ
してこの銅損が大きい為、節約抵抗■ζ13は大きな許
容入力をもつ大形の抵抗となることが多い。
第5図5第6図の電磁石装置の操作コイル1O1110
両端に加わる電圧波形Vと吸引力fの投入時からの時間
的変化をそれぞ11第7図(a)、(b)および第8図
(a)、(b)に示す。
この発明は上記のような従来のものの課題欠点を解決除
去する為になされたもので、投入時には半波整流した電
圧を第1操作コイルに印加し、鉄心吸着後あるいけ吸着
寸前に、常時閉接点を開(OFF)とすることで交流側
に設けた第2操作コイルから第1操作コイルへの誘導と
フライホイール効果により吸引力の直流分を生み出し、
鉄心騒音がなく消費入力が小さく更に投入衝撃の少ない
原価の安い交流ta石装置を提供することを目的とする
ものである。
以下この発明の一実抱例を図面によって詳しく説明する
第9図はこの発明に係る回路の一実施例を示す回路図で
あり、第1O図はこの回路の特性を示す。
即ち第10図(a)、(b)、(c)PiそれぞtLL
12操作コイルの端子電圧Y1と経過時間tとの関係、
嘉2のと 操作コイルの端子電圧yNとの関係および吸引力fとt
との関係を示す。第9図において、14は第1の操作コ
イルMCIで、投入時には常閉接点12が導通している
ので5交流全電圧が印加されているが、吸着後あるいけ
吸着寸前に常閉接点12が開放され1m相全波整流装置
9vcよ#)酊2の操作コイルMC215を通して保持
電流を流す第1の操作コイルである。15は吸着後喚相
全波整流装置により整流された後、第1の操作コイル1
4に流れる電流を制限する役割をもつ第2の操作コイル
で、第1の操作コイル14[比べて大きな内部抵抗を有
ぜしめている。iけfj82の操作コイル15と重相全
波整流装置9のループを流れる電流である。スイッチ8
の投入時は交流全電圧が第1の操作コイル14に加わり
、インダクタンスが小さい為、大きな投入電流が流れ、
必要な吸引力が得られ、交流電磁石として特有の吸引動
作が早く行なわれろ。保持時vcけ拳相全波整流装@9
てよって第2の操作コイル15に流れろ直流電流1’t
cよって鉄心を流れる磁束はほとんど直流分となり、第
1の操作コイル14による僅少な交流会磁束が直流分磁
束の上を交番する。この為、鉄損に対する顧慮が省は鉄
心は珪素鋼板の積層とする必要が無く、安価な冷間圧延
鋼板又は熱間圧延鋼板などの普通鋼板を使用することも
可能となり、クマトリコイルも使用する必要がなく、ヒ
ステリシス損もクマトリ損も考える必要が無くなる。従
って吸引力の直流化の結果として鉄心騒音は皆無に近い
状態となる。
以上の様にこの発明によれば、スイッチ投入時に呟交流
1g!磁石の特徴である吸引動作前および動作中の吸引
力が大きいことおよび吸引動作時間が短いことを利用し
投入動作中のトラブルを直流電磁石に比較し少なくして
いる。その上、保持時には交流電磁石の特徴であり欠点
である鉄心騒音が皆無となる池、消費入力が減少し、瞬
停等の電圧降下に対する耐量を利用しており、ヒステリ
シス損、クマトリ損等の無、1駄な成力消費が省け、安
価な材料を用い容易に製作できると共・て、所要器材は
整流器とコイルだけで回路を鵠成することになるので、
信頼i生が高く、而も性能の良い交流電磁石装置を得ら
hろという効1トがある。
この発明Qよ、亀pi接触器、1遵磁継亀器、タイXな
ど多くの分野の厖磁石、駆動装置tて利用rることがで
きる。
なお、常閉接点の両喘ニコン?ンナC2抵抗Rを接続し
たり、常閉接点を半導化したり、整流器をサイリスタ化
する等容fr1 n応用が容易に実、すLできるeこと
lzj中す迄もない。
4.1A而′7′)p;何酢な説明 第11代従来の交流電磁石装置久)要部を示す概要図、
第2図けそり)回路図、第3図tよ回路内0胤圧ベクト
ル図、辺4図tiへ子電圧V対時間りの経過を示す特性
1’N (a)および吸引力f対峙1lflt2)経過
を示す特性図(b)、第5図および第6図は第1図装置
の改良の為に用いられた従来の電磁石装置の回路図の2
例で、第7図および第8図はそれぞれ第5図および第6
図に対応する回路における操作コイルの端子間電圧Vと
時間tとの関係(a)および吸引力fの投入時からの時
間tとの時間的変化の関係(b)を示す特性図、第9図
は本発明に係る交流電磁石装置の一実施例を示す回路図
、第10図はこルの端子電圧v2と投入時からの時間的
変化図(b)、および吸引力fと投入時からの時間的変
化図(c)を示す。
各図において、1は可動鉄心、2は固定鉄心。
3はクマトリコイル、4け操作コイル、5はクマトリ部
、6け非りマトリ部、7は交流単相電源、8Fiスイツ
チ、9は全波整流装置、10?1tllと共に直流操作
用コイル、12Vi常閉接点、13け抵抗器、14?l
:第1操作コイル、15は@22操コイルである。
なお、G(t)は空隙の幅、Φ1、Φ2は磁束、MCけ
操作コイル、■け紙圧ベクトル、R1はコイルの内部抵
抗、1(t)は電流、Wは角周波数、I、(t)はコイ
ルのインダクタンス、■はコイルの端電圧、tVi、時
間、/1=1吸引力、pti鉄心閉時点、Qけ常閉接点
のオフ時点、MCI、MC2はそれぞれ第1操作コイル
、第2操作コイル、vl、v2はそれぞれ第1、第2操
作コイルの端電圧を示す。
なお、各図において同一符号は同−又は相当部分をあら
れすう 特杵出願人 三菱電機株式会社 代理人葛 野 信 −外1名 年 7(渇 挿4虐 特許庁長官殿 20発明の名称 変流電磁石装置 3、補正をする者 代表R片111仁八部 5、補正の対象 (1)明細書の「発明の詳細な説明」欄。
(2)図  面。
6、補正の内容 (1)  明細書の第3頁第2行目。
「・・・WFi・・・」とあるのを、「・・・ωけ・・
・」と訂正する。
(2)明細書の箱5頁第17行目〜第18行目。
「・・・可なシ・・・」とあるのを、「・・がな9・・
・」と訂正する。
(3)明細箸゛の第6負第2行目、「・・・可なり・・
・」とあるの全「・・・かなり・・・」と訂正する。
(4)図面の第1図、及び肥3図を別紙のように訂正す
る。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)単相交流に使用する交流電磁石装置において、電
    源の一端vc第1の操作コイルと単相全波整流装置とを
    直列に接続し、上記整流装置の直流出力側両端子間に常
    閉接点と第2の操作コイルとを並列に接続したことを特
    徴とする交流電磁石装置。
  2. (2)常閉接点は電磁石装置の可動鉄心と固定鉄心の吸
    着後に開放されることを特徴とする特許請求の範囲第(
    1)項記載の交流電磁石装置。
  3. (3)第1の操作コイルと第2の操作コイルとは電磁石
    装置の同−磁路内に設けられかり@2の操作コイルの内
    部抵抗がmlの操作コイルの内部抵抗よりも高いことを
    特徴とする特許請求の範囲第(1)項または@(2)項
    記載の交流電磁石装置。
  4. (4)mlの操作コイルと@2の操作コイルとけ固定鉄
    心の吸着後に開放されることを特徴とする特許請求の範
    囲第(11項に記載された交流電磁石装置。
JP18237782A 1982-10-18 1982-10-18 交流電磁石装置 Granted JPS5972113A (ja)

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JPS6229883B2 JPS6229883B2 (ja) 1987-06-29

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