JPS60165017A - 電磁装置の駆動装置 - Google Patents

電磁装置の駆動装置

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JPS60165017A
JPS60165017A JP1941484A JP1941484A JPS60165017A JP S60165017 A JPS60165017 A JP S60165017A JP 1941484 A JP1941484 A JP 1941484A JP 1941484 A JP1941484 A JP 1941484A JP S60165017 A JPS60165017 A JP S60165017A
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coil
terminal
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康雄 田中
和泉 鋭機
石塚 克明
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Hitachi Construction Machinery Co Ltd
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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】 〔発明の利用分野〕 本発明は電磁弁、電磁開閉器等の電磁装置を駆動する電
磁装置の駆動装置に関−「る。
〔発明の背景〕
このような電磁装置は各圧某分封において広汎に用いら
れている。この電磁装置は励磁巻線および励磁巻線の励
磁により作動する可動片を備えており、可動片の作動に
より流体弁の切換、電気回路の開閉等が行なわれる。励
磁巻線の励磁は電源からの電流の供給により行なわれ、
このため、励磁巻線の一端には電f1.電圧が印加され
る端子が、又、他端にはスイッチング素子が接続され、
信号によりスイッチング素子を導通させて励磁巻線へ電
流を供給する。このような駆動回路を図により説111
jる。
第1図は従来の電磁装置の駆動回路の回路図である。図
で、lは電磁装置であり、コイル2、コイ/l/2の励
磁により作動する可動片3および可動片3の復帰ばね4
で構成されている。可動片3は、例えば図示されていな
い電磁弁のスプールに結合されている。5はスイッチン
グトランジスタでおり、そのコレクタはコイル2の一端
に接続され、エミッタは接地されている。6はトランジ
スタ5のベースに接続され信号Xが入力する端子、7は
コイ/I/2の他端に接続され電源電圧E8が印加され
る端子、8はコイル2に並列接続されたダイオードであ
る。
この駆動回路の動作を第2図(a)、 (b)、 (C
)に示すタイムチャートを参照しながら説明する。第2
図(a)は入力信号Xの波形図、第2図(b)はコイル
2に流れる電流■、の波形図、第2図(c)は可動片3
のストロークYの波形図である。第2図(a)に示すよ
うに、時刻t、において入力信号Xが低レベルLから高
レベルHに変化するとトランジスタ5が導通し、コイル
2には電源電圧E1により電流工1が流れはじめる。電
流11の大きさが時刻t、で値工。に達すると、コイル
2に発生する電磁力がはね4および可動片3の静摩擦に
よる力よりも大きくなり、可動片3は移動をはじめ、時
刻t、で最大ストロークY0となる。電流工、は可動片
3の移動により生じる逆起電力のため減少するが、時刻
t、以後再び増加しはじめ、時刻t4で最大電流1m5
xとなる。以後、コイル2に流れる最大電流ImaxK
よる電磁力により、可動片3はばね4に抗して最大スト
ロークY0を維持した状態に保持される。時刻1.に至
り入力信号Xが、それまでの高レベルHから低レベルL
に変化するとトランジスタ5は遮断される。しかし、ダ
イオード8の存在により、ひき続いて流れようとする電
流工、はダイオード8を介して循環することになり、コ
イル2の抵抗により電流■1は減少をはじめ、時刻t6
で゛電流11が可動片3を保持できなくなるまで減少し
、可動片3はばね4の力により元の位置に復帰しはじめ
、時刻t、で元の位置に復帰する。電流工、は時刻【6
〜t1間で可動片3の移動により僅かに増加するが、時
刻t、以後減少して0になる。ダイオード8の存在によ
り、トランジスタ5が遮断されたときコレクタ端子に生
じる高電位によってトランジスタ5が破繊されるのを防
止することができる。
以上の動作において、可動片4を保持する電流Imax
は電圧E8.コイル2の抵抗およびトランジスタ5の抵
抗(はとんど無視することができる)により定まる値で
ある。この電流Imaxは、多くの場合、コイル2に連
続供給されるのでコイル2が発熱してその寿命を短かく
する原因となる。そこで、これを避けるため電流工、の
使用上限値としてのImaxを定め(定格値)、この定
格値の電流Imaxに応じた電圧E1を端子7に与える
ようKするのが通常である。
このような電磁装置lにおいては、信号Xが入力されて
から可動片3が最大ストロークY0に達するまでの時間
をできるだけ短縮することが望ましい。そして、この時
間を短縮するには、端子71C印加される電圧E1を大
きくすることが極めて有効な手段である。このように電
圧E1を大きくした(電圧Btとした)場合のタイムチ
ャートを第3図(a)。
Φ)、 (C)に示す。
今、時刻t1で入力信号Xが高レベルHになるとトラン
ジスタ5が導通してコイル2に電流が流れはじめる。こ
の場合、端子7に印加される電圧E。
は前述のように電圧E、より高いので、電流I8の立上
がりは第2図(b)に示す場合より急峻であり、時刻t
、より前の時刻tzにおいて電流II、になる。このと
き、可動片3が移動を開始し、時刻t、より前の時刻t
Iにおいて最大ストロークYoに達する。
第3図@)〜(C)に示す例では、端子7に電圧E1を
印加した場合(電流Lm ストロークYについて破線で
示しである)K可動片3カミ移動をはじめる時刻t、に
おいて、すでに可動片3は最大ストロークに達している
。時刻t、l以後、電流I、は増加してゆき、電圧E、
を印加した場合に流れる最大電流Imaxを超え、遂に
最大電流LmaX’となる。可動片3はこの状態により
保持される。
このように、高い電圧H,を使用する方式では、可動片
3を高速作動させることができるが、必然的に最大電流
Imax’が大きくなり、コイル2の寿命が短かくなる
という欠点を免れない。この欠点を解消するため、2を
源方式と称されている電圧の異なる2つの電源を用いる
方法が採用されている。
この方法を図により説明する。
第4図は従来の2電源方式を用いた電磁装置の駆動回路
の回路図である。図で、コイル2、端子6については第
1図に示すものと同じである。1゜はコイル2に可動片
3を保持しておく保持電流を供給する保持用トランジス
タであり、そのコレクタは低電圧E1が印加される端子
12に接続され、エミッタはダイオード14の一端に接
続され、さらにベースは信号Xが入力する端子6に接続
されている。11はコイル2に電磁装置の起動時のみ電
流を供給する起動用トランジスタであり、そのコレクタ
は高電圧E、が印加される端子13に接続され、又、エ
ミッタはダイオード15の一端に接続されている。
ダイオード14.15の他端は共にコイル2の一端に接
続され、コイル2の他端は接地されでいる。16はその
入力端が端子6に、又、その出力端が起動用トランジス
タ11のベースに接続されたパルス発生器でおる。この
パルス発生器16は単安定マルチバイブレータで構成さ
れ、入力信号Xが低しベA・Lから高レベルHに変化し
たとき所定時間t。の間、高レベル信号Zを出力する。
この駆動回路の動作を第5図(a)〜(C)に示すタイ
ムチャートを参照しながら説明する。時刻t1において
、入力信号Xが低レベルLから高レベルHに変化すると
、パルス発生器16は第5図(b)に示すように所定時
間1oの間高レベル信号Zを発生する。
この信号Zは起動用トランジスタ11を導通状態にし、
コイル2には高電圧E、による′電流工1がダイオード
15を経て供給される。この電流11の立上りは第5図
(e)に示すように急峻であり、可動片3は時刻【3′
において最大ストロークに達する。一方、高レベルの信
号Xにより、保持用トランジスタ10も導通状態となる
が、ダイオード14.15の介在により電圧Elによる
’IIL lj+Lはコイル2に供給されない。
時刻t、l以後、電圧E、による電流1.は依然として
増加を続けるが、時刻(h 十to )になるとパルス
発生器16からの信号2は低レベルになり、起動用トラ
ンジスタ11は遮断状態になる。このため、コイル2に
供給される電流IIは電圧E1による電流となって減少
し、以後、この減少した電流Imaxが供給され、この
゛電流により可動片3が保持される。
このよりな2電源方式においては、電磁装置の起動時に
は高電圧電源による電圧を印加して可動片を高速作動さ
せることができ、又、tム装筺の作動状態保持時には低
電圧′IIL源による電圧を印加して保持電流を低い値
にし、コイルの寿命を長くすることができる。しかしな
がら、この方式は、電圧の異なる2つの電源を必要とす
るという大きな欠点を有するばかりでなく、スイッチン
グ用のトランジスタも2個必要とし、回路も複雑である
という欠点があった。
〔発明の目的〕
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり
、その目的は、上記従来の欠点を除き、1つの電源によ
り高速作動を行うことができ、かつ、保持電流を低くす
ることができる電磁装置の駆動装置を提供するにある。
〔発明の概要〕
上記の目的を達成するため、本発明は、励磁巻線へ電流
を供給し又は遮断する切換手段を設け、さらに、励磁巻
線に電流が供給されたときその電流値を検出する検出手
段を設け、検出された電流が増加していると判断された
ときには前記の切換手段を連続して導通状態に制御し、
又、検出された電流が減少から増加に転じたと判断され
たときには前記の切換手段を所定の間隔で断続制御する
ようにしたことを特徴とする。
〔発明の実施例〕
以下、本発明を第6図に示す実施例に基づいて説明する
第6図を工率発明の実施例に係る駆動装置の回路図であ
る。図で、2は電磁装置のコイル、6は励磁信号Xが入
力される端子、13はコイ/l/2の一端に接続され電
圧E2が印加される端子である。これらコイル2、端子
6.13、信号X%電圧E、は第4図に示すものと同じ
である。17はコイN2の他端側に設けられたトランジ
スタであり、そのベースに入力される信号SI!が高レ
ベルHであるとき導通し、低レベルLであるとき遮断状
態となる。18はトランジスタ17を保護するためのツ
ェナダイオードである。19はコイル2とトランジスタ
17との間に接続されてコイル2の電流を検出する電流
検出用抵抗である。この電流検出用抵抗19の抵抗値は
コイル2の抵抗値よりも充分小ざな値に選定され−これ
によりコイA/2の電気的特性に影響を及ぼさないよう
にしている。
肋は電流検出用抵抗190両端の電圧を入力してその差
を出力する差動増幅器である。即ち、差動増幅器加は電
流検出用抵抗19の両端の電位差を検出するものであり
、したがって、その出力信号S。
はコイル2を流れる電流に比例した信号となる。
21は信号S1を微分する微分器であり、信号S1が増
加しているときにはその出力信号S、は高レベルHに、
又、信号S、が減少しているときには信号S、は低レベ
ルLになる。ηは励磁信号Xと微分器21からの信号S
、とを入力とするANi)素子である。るは入力端子り
、CK%CL几と出力端子Q、Qを備えたフリップフロ
ップ回路である。このフリップフロップ回路Zは次のよ
うな機能を有する。即ち、端子CI、Hに入力される信
号(本実施例では励磁信号X)が低レベルLであるとき
には、端子CKの信号の如何にかかわらず端子Qの出力
信号S、ハ低レベルL、その反転信号である端子Qの出
力信号S−1は高しベA/Hとなる。又、端子CLRの
入力信号が高しベ/l/Hである場合、端子CKの入力
信号(λND素子nの出力信号S5)が低レベルLから
高レベルHに変化し、かつ、そのときの端子りの入力信
号(端子Qの出力信号87)が高レベルHにあるとき、
端子Qの出力信号S6は高レベルH5端子Qの出力信号
S7は低レベルLとなり、同じく、端子CLRの入力信
号が高レベルHである場合、端子CKの入力信号が低レ
ベルLから高レベルHに変化し、かつ、そのときの端子
りの入力信号が低レベルLKあるとき、端子Qの出力信
号S、は低レベルL、端子Qの出力信号S、は高レベル
Hとなる。
24は励磁信号Xを入力とする単安定マルチバイブレー
タであり、入力信号が低レベルLから高レベルHになっ
たとき、その出力信号S、+z所定期間T、の間だけ高
しベNHとなる。所定期間T、は第3図における時刻t
、と時刻t8間、第5図における時刻1 、/と時刻t
1間より長い時間に設定されている。5は励磁信号Xと
単安定マルチバイブレータ冴の出力信号S、とを入力と
するAND素子、あはフリップフロップ回路乙の端子Q
の出力信号S。
とAND素子素子用力信号S4とを入力とするAND素
子、2′7は励磁信号Xとフリップフロップ回路羽の端
子Qの出力信号S−1とを入力とするAND素子である
。路は発振器であり、その出力信号S8は高レベルHと
低しベ/l/Lとが交互に現れるパルス信号である。こ
のパルス信号S、の高レベルHの時間T、と低レベルL
の時間TLとは、例えば100μsec以下の適蟲な時
間に設定され、その設定値は、信号S、でトランジスタ
17をON、OFFする場合、コイル2に流れる平均電
流を第5図に示す電流I’maxより/J’%さく、は
ぼ電流Imaxとする値とされる。
29はAND素子τの出力信号S、と発振器部の出力信
号S、とを入力するAND素子、(資)はAND素子あ
の出力信号811とAND素子四の出力信号810を入
力とするOR素子である。0几素子(資)の出力信号E
htはトランジスタ170ペースに入力されてその導通
、遮断を制御する。
次に、本実施例の動作を第7図(a)乃至(e)に示す
タイムチャートを参照しながら説明する。第7図(a)
に示すように時刻tllにおいて、端子6に高レベルの
励磁信号Xが入力すると、単安定マルチバイブレータ属
の出力信号S、は第7図(d)に示すように高レベルH
となるので、AND素子素子用力信号S4も第7図(e
)に示すように高レベルHとなる。一方、フリップフロ
ッグ回路乙の端子CLRは高レベルHとなるが端子CK
の入力に変化はなく、端子Qの出力信号S、は第7図(
f)K示すように低レベルLにあるので、AND素子部
の出力信号S1.は第7図(k)に示すように低レベル
Lとなる。これに対して、AND素子γの入力信号は端
子Qの出力信号S7が第7図(g)に示すように高レベ
ルHKあるため、いずれも高レベルとなり、その出力信
号S、も第7図(i)に示すように高レベルHとなる。
したがって、AND素子四の出力信号S、。、O几素子
Iの出力信号SI!は第7図(j ) 、 (t)に示
すように1第7図(h) K示す発振器あのパルス信号
S、となり、トランジスタ17はこれに応じて断続制御
され、コイJv2にはそのインダクタンスと抵抗により
平滑化された電流が流れ始め、なめらかに増加してゆく
この電流は差動増幅器加により検出され、第7図(b)
に示すように、電流に比例した信号S1が出力される。
この場合、電流は増加するが、時刻t11においてはそ
の増加又は減少は判らず、時刻t+zに至ってはじめて
その増加が明確になる。しかしながら、時刻t11から
時刻htまでの時間間隔は極めて微小である。微分器2
1は電流が増加していると判断された時点(時刻【l、
)において、第7図(C)に示すように高レベル信号S
、を出力する。このため、ANL)素子220入力はい
ずれも高レベルHとなり、その出力信号S3、即ちフリ
ップ70ツブ乙の端子CKは上記時刻tI2において低
レベルLから高しペA/Hに変化する。この時点におい
て、端子CLRは信号Xにより高しベ/l/Hにあり、
又、端子りも第7図(g)に示すように信号STにより
高レベルHKあるので、端子Q、Qの出力信号86%S
7は第7図(f)、(g)に示すようにそれぞれ高レベ
ルR1低レペA/Lトなる。
端子Qの信号S?が低レベルLとなったことにより、A
ND素子前、四の出力信号SいSl。を工第7図に)、
(j)に示すようにいずれも低レベルLとなり、それま
でトランジスタ17に供給されていたパルス信号S、は
遮断される。一方、端子Qの信号S6が高レベルHとな
ったことにより、AND素子あの出力信号S1Hは第7
図(k)に示すように高しベ/l/Hとなり、OR素子
恥の出力信号SCtも第7図(2)に示すように高レベ
ルHとなる。この結果、トランジスタ17は連続導通状
態となり、コイル2にも電圧E2による電流が連続的に
供給される。
電圧E、が高い′電圧であるため、前述のようにコイル
2に供給される電流も急速に増加し、短時間後の時刻t
isに至ってその電流値は値工。となる。
すると、可動片が移動を開始し、これとともに電流値は
減少してゆく。この減少は差動増幅器加により検出され
、その出力信号S1も第7図(b)に示すように減少す
る。この減少により、微分器21の出力信号S、は第7
図(c)に示すように低レベルLとなり、AND素子乙
の出力信号811.即ち端子CKの入力信号も低レベル
Lとなる。しかしながら、この変化は低しベ/I/Lか
ら高しベ/I/Hへの変化ではないので、端子Q、Qの
出力信号S6.S7には何等の変化もなく、したがって
、信号S3、Sl。、SII s Sitの状態も第7
図(i)、(」)、(k)、(t)に示すように変化し
ない。このため、コイル2には依然として電圧E!によ
る電流が供給され続ける。
時刻t14に至り、可動片の移動が終了すると、コイル
2に流れる電流はそれまでの減少状態から再び増加の状
態に転じる。これにより、可動片の移動終了が確認され
る。この電流増加の状態は時刻t14から極微小時間後
の時刻itsにおいて差製増幅器美において検出てれ、
このため、微分器21の出力信号S、は第7図(b)に
示す信号S1が僅かに増加した時刻t、、において、第
7図(C)に示すように高しベA/Hとなる。これによ
り、AND素子素子用力信号S、も高レベルとなり、フ
リップフロップ回路るの端子CKは低レベルLから高レ
ベルHKi化する。この時点において、端子C1,Rは
高レベルH5端子りは低レベルしにおるので、端子Qの
出力信号S6および端子Qの出力イロ号S7は第7図(
f)、 (g)に示すようにそれぞれ低レベルLおよび
高レベルHとなる。信号S6が低レベルHに変化したこ
とにより、AND素子あの出力信号811は第7図(k
)に示すように低レベルLとなり、それまでトランジス
タ17を連続的に導通制御していた信号は遮断される。
一方、端子Qの出力信号S、が高レベルHに変化したこ
とにより、ANI)素子nの出力(8号S9は第7図(
i)に示すように高レベルRとなる。このため、AND
素子素子用力信号b1oおよびOR%子刃の出力信号S
xtは第7図(」)、(t)に示すように、第7図(k
l)に示す発振器あのパルス信号S、と等しいパルス信
号となる。以後、トランジスタ17はこのパルス信号S
+tにより断続制御され、コイル2に供給される平均電
流は第5図(c)に示す減少した可動片保持電流Ima
xとほぼ等しい値となる。
したがって、ti装置の消費電力は減少し、コイル2お
よびトランジスタ17の発熱による劣化は回避される。
時刻ttaに至り、単安定マルチバイブレータ冴に設定
された所定期間T、が経過し、その出力信号S、および
AND素子ゐの出力信号S4が第7図((1)、 (e
)に示すように低レベルLになるが、すでにAND素子
あの出力信号Sllが低レベルにあるので、他に何等の
変化も及はさない。
時刻【1.において、励磁信号Xが第7図(a) Ic
示すように低レベルLになると、AND素子谷の出力信
号S9は第7図(i)に示すように低レベルLとなり、
これにしたがって、AND素子素子用力信号S、o、O
R素子父の出力信号Sttも、第7図(D、(t)に示
すように低レベルLどなる。このため、トランジスタ1
7は遮断状態となり、コイル2への電流の供給は停止さ
れ、電磁装置は非励磁となる。
なお、第7図に示す時刻ttaから時刻t1.までの間
は、励磁信号Xが高レベルHとなり、次いで、可動片が
作動する以前に低レベルLとなる例を示したものであり
、その動作は上記の場合と同じであり、時刻t4以後は
再び初期の状態に戻るので、次の動作に何等の支障をも
きたさないのは明らかである。
このように、本実施例では、1つの高電圧電源を備え、
電流検出用抵抗および差動増幅器によりコイル4流れる
電流を検出し、微分器およびフリップフロッグ回路によ
り、当該電流が増加したときトランジスタを連続導通さ
せて電源電圧による電流をコイルに供給して可動片を作
動させ、又、当該電流が減少から増加に転じたときトラ
ンジスタを発振器のパルス信号により断続させて可動片
を保持するよう忙したので、可動片の作動時間がIsm
されて!磁装置の応答性を向上させることができるとと
もに、可動片の保持を小電流で行なうことができ、消費
電力を減少させ、かつ、コイルおよびトランジスタの発
熱による劣化を防止することができる。
〔発明の効果〕
以上述べたように、本発明は、励磁巻線に供給される電
流を検出し、検出された電流が増加していると判断され
たとき、励磁巻線に連続して電流を供給し、又、検出さ
れた電流が減少から増加に転じたと判断されたとき、励
磁巻線に断続して電流を供給するようにしたので、1つ
の電源により、可動片を高速作動させて電磁装置の応答
性を向上させることができるとともに、可動片の保持電
流、を小さくすることができ、消費電力を減少させ、か
つ、コイルおよびトランジスタの発熱による劣化を防止
することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の駆動回路の回路図、第2図(a)、(b
)、(C)および第3図(a)、(b)、(C)&X第
1図に示す駆動回路の動作を説明する夕゛イムチャート
、第4図は他の従来の駆動回路の回路図、第5図(a)
、(b)、(c)は第4図に示す駆動回路の動作を説明
するタイムチャート、第6図は本発明の実施例に係る駆
動装置の回路図、第7図(a)乃至<1>は第6図に示
す駆軸装置の動作を説明するタイムチャートである。 2・・・・・・コイル、17・・・・・・トランジスタ
、19・・・・・・電流検出用抵抗、肋・・・・・・差
動増幅器、21・・・・・・微分器、4%6、部、27
..29・・・・・・AND素子、る・・・・・・フ1
1ツブフロック回路、冴・・・・・・単安定マルチバイ
ブレータ、あ・・・・・・発振器、刃・・・・・・OR
素子。 第1図 上 第2図 1 第3図 勺 第4図 第5図 X( 第7図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 励磁巻線およびこの励磁巻線の励磁により作動する可動
    体を備えた電磁装fkにおいて、前記励磁巻線への電流
    の供給遮断を行なう切換手段と、前記励磁巻線を通る′
    電流を検出する検出手段と、この検出手段で検出された
    ′電流の増加および減少を判断1−る増減判断手段と、
    この増減判断手段で増加と判断されたとき前記切換手段
    を連り導通状態としかつ減少から増加に転じたと判断さ
    れたとき前記切換手段を所定の間隔で断続させる制御部
    とを備えたことを特徴とする%磁装置の駆動装置。
JP1941484A 1984-02-07 1984-02-07 電磁装置の駆動装置 Granted JPS60165017A (ja)

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JP1941484A JPS60165017A (ja) 1984-02-07 1984-02-07 電磁装置の駆動装置

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JPH0479449B2 JPH0479449B2 (ja) 1992-12-16

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JP1941484A Granted JPS60165017A (ja) 1984-02-07 1984-02-07 電磁装置の駆動装置

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108172465A (zh) * 2017-12-27 2018-06-15 广东美的厨房电器制造有限公司 用于修正继电器吸合时间的方法、装置及微波炉

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5486762A (en) * 1977-12-23 1979-07-10 Ricoh Kk Electromagnet drive circuit

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JPH0479449B2 (ja) 1992-12-16

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