JPS6056068B2 - pulse power supply - Google Patents
pulse power supplyInfo
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- JPS6056068B2 JPS6056068B2 JP54005859A JP585979A JPS6056068B2 JP S6056068 B2 JPS6056068 B2 JP S6056068B2 JP 54005859 A JP54005859 A JP 54005859A JP 585979 A JP585979 A JP 585979A JP S6056068 B2 JPS6056068 B2 JP S6056068B2
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Description
【発明の詳細な説明】
この発明は、電力エネルギを有効に利用して節電を図
るようにしたパルス電源装置に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a pulse power supply device that effectively utilizes power energy to save power.
通常、永久磁石等の磁性材を製造する場合、鉄等の材
料を熱処理加工したのち磁化を行なう。この磁化を行な
うには、一般に、コイルに大電流を供給して生じさせた
高磁場に材料を一定時間の間位置させ、着磁する。そし
て、高磁場の発生用コイルに大電流を供給する従来の電
源装置は、第1図または第2図に示すような構成になつ
ている。 J、IJ−− 、 ^、棒一円目 Bにより
負荷R。Normally, when manufacturing magnetic materials such as permanent magnets, materials such as iron are heat treated and then magnetized. To achieve this magnetization, the material is generally magnetized by placing it in a high magnetic field generated by supplying a large current to a coil for a certain period of time. A conventional power supply device that supplies a large current to a coil for generating a high magnetic field has a configuration as shown in FIG. 1 or 2. J, IJ--, ^, first circle of bar Load R due to B.
の高磁場発生用コイルレに数千Aの直流大電流を連続し
て加える直流連続給電方式の電源装置てあり、一方、第
2図の装置は、充電用スイッチ51をオンして直流電源
Bにより充電用抵抗にを介してコンデンサCを充電した
のち、充電用スイッチ51をオフし、かつ放電用スイッ
チ52をオンしてコンデンサCの充電電荷をパルス放電
させ、大電流パルスを負荷R。に数回加える衝撃磁化方
式の電源装置である。なお、第” 1図および第2図に
図示したに。は、コイルL。の抵抗であり、第2図のD
は、負荷R。の電流の極性の反転防止およびコンデンサ
Cの逆充電防止用のダイオードである。 ところで、第
1図の装置は、高磁場発生用コイルL。The power supply device is a DC continuous power supply system that continuously applies a large DC current of several thousand A to a coil array for generating a high magnetic field.On the other hand, in the device shown in Fig. After charging the capacitor C via the charging resistor, the charging switch 51 is turned off and the discharging switch 52 is turned on to pulse-discharge the charge in the capacitor C and apply a large current pulse to the load R. This is a shock magnetization power supply that applies several times. In addition, "I" shown in FIGS. 1 and 2 is the resistance of the coil L, and D in FIG. 2 is the resistance of the coil L.
is the load R. This is a diode for preventing reversal of the polarity of the current and for preventing reverse charging of the capacitor C. By the way, the device shown in FIG. 1 has a coil L for generating a high magnetic field.
に大電流を連続して給電することにより磁化すべき材料
に必要な磁化レベルに対して一定の電流を供給し、一定
の磁化力を保持できる利点がある反面、磁化作用か極め
て短時間て行なわれるにも拘わらす、連続的に大電流を
給電しているため、電力消費量が大きく、装置が大型に
なる欠点がある。また、第2図の装置は、材料の磁化レ
ベルを上回るレベルの電流を一定時間保持できるパルス
幅のパルス電流を加える必要があり、そのため、コンデ
ンサCとしては大容量の電解コンデンサが用いられる。
しかし、コンデンサCの放電工ネルギのうち磁化に有効
なエネルギは、パルス電流のレベルが材料の磁化レベル
を上回る時のエネルギ分のみであり、その他のエネルギ
が全て無効となり、電力損失が大きい。さらに、磁場発
生用コイル!のL/Rが大きいため、磁化に有効な時間
に比し放電時間が非常に長くなり、材料に着磁された磁
化が解かれることがあるとともに、パルス電流の時間的
間隔が長くなるから、着磁時間が長くなり、磁性材の製
造に際しその生産能力が著しく制限される。この発明は
、前記従来の欠点に留意し、ベースとなる直流小電流に
パルス電流を断続的に重畳して出力し、しかも、パルス
電流を流したのち負荷に蓄積されたエネルギ分をベース
の直流電流の入力電源に回生するようにし、電力エネル
ギを有効に利用して節電を図るようにしたものであり、
つぎにこの発明を、その1実施例を示した第3図および
第4図とともに詳細に説明する。By continuously supplying a large current to the material, it has the advantage of supplying a constant current to the required magnetization level of the material to be magnetized and maintaining a constant magnetizing force. However, since a large current is continuously supplied, the power consumption is large and the device becomes large. Furthermore, in the device shown in FIG. 2, it is necessary to apply a pulse current with a pulse width that can maintain a current at a level higher than the magnetization level of the material for a certain period of time, and therefore a large-capacity electrolytic capacitor is used as the capacitor C.
However, of the discharge energy of the capacitor C, the energy effective for magnetization is only the energy when the level of the pulse current exceeds the magnetization level of the material, and all other energy is invalidated, resulting in large power loss. In addition, a magnetic field generation coil! Since L/R is large, the discharge time becomes very long compared to the effective time for magnetization, and the magnetization of the material may be released, and the time interval of the pulse current becomes long. The magnetization time becomes long, and the production capacity of magnetic materials is significantly limited. The present invention takes into consideration the drawbacks of the conventional art, outputs a pulsed current by intermittently superimposing it on a small base DC current, and furthermore uses the energy accumulated in the load after passing the pulsed current to convert the energy accumulated in the load into the base DC current. It is designed to regenerate current into the input power source, and to effectively use electrical energy to save power.
Next, this invention will be explained in detail with reference to FIGS. 3 and 4 showing one embodiment thereof.
第3図において、1は商用交流電源、2は交流電源1の
開閉スイッチ3を介して交流電源1に接続されたダイオ
ード整流器、4,5はダイオード整流器2の両出力端子
間に直列接続された限流用抵抗およびエネルギ蓄積用コ
ンデンサ、6は限流用抵抗4とエネルギ蓄積用コンデン
サ5との接続点と開閉スイッチ3の制御端子間に挿入さ
れた電圧検出器であり、エネルギ蓄積用コンデンサ5の
充電電圧を検出して開閉スイッチ3を開閉する。In Fig. 3, 1 is a commercial AC power supply, 2 is a diode rectifier connected to the AC power supply 1 via the on/off switch 3 of the AC power supply 1, and 4 and 5 are connected in series between both output terminals of the diode rectifier 2. The current limiting resistor and the energy storage capacitor 6 are voltage detectors inserted between the connection point between the current limiting resistor 4 and the energy storage capacitor 5 and the control terminal of the open/close switch 3, and are used to charge the energy storage capacitor 5. The voltage is detected and the on/off switch 3 is opened/closed.
7はアノード等の入力端が抵抗4とコンデンサ5との接
続点に接続されたサイリスタ等の放電用スイッチング素
子、8は放電用スイッチング素子7のゲート等の制御端
に接続されたパルス制御器であり、一定間隔でスイッチ
ング素子7を導通させるものであり、エネルギ蓄積用コ
ンデンサ5、放電用スイッチング素子7およびパルス制
御器8によりパルス放電回路PCを構成している。7 is a discharge switching element such as a thyristor whose input terminal such as an anode is connected to the connection point between the resistor 4 and the capacitor 5, and 8 is a pulse controller connected to the control terminal such as the gate of the discharge switching element 7. The switching element 7 is made conductive at regular intervals, and the energy storage capacitor 5, the discharging switching element 7, and the pulse controller 8 constitute a pulse discharge circuit PC.
9は両端がスイッチング素子7のカソード等の出力端お
よびダイオード整流器2の負側出力端子に接続された誘
導性負荷であり、コイルL。9 is an inductive load whose both ends are connected to the output terminal such as the cathode of the switching element 7 and the negative output terminal of the diode rectifier 2, and the coil L.
のインダクタンスとコイル!の抵抗R。とからなる。1
0は3相の交流入力電源11を整流して直流小電流を誘
導性負荷9に出力するサイリスタ整流器であり、インバ
ータ制御が可能な結線方式で構成されている。inductance and coil! The resistance R. It consists of 1
0 is a thyristor rectifier that rectifies the three-phase AC input power source 11 and outputs a small DC current to the inductive load 9, and is configured with a wiring system that can be controlled by an inverter.
つぎに、前記実施例の動作を、第4図を参照して説明す
る。Next, the operation of the embodiment will be explained with reference to FIG. 4.
いま、スイッチング素子7が非導通状態である場合、誘
導性負荷9には、サイリスタ整流器10から第4図d図
に示すような所定の直流電流■Dcが供給され、誘導性
負荷9には、コイルL。Now, when the switching element 7 is in a non-conducting state, the inductive load 9 is supplied with a predetermined direct current ■Dc from the thyristor rectifier 10 as shown in FIG. Coil L.
により着磁装置におけるベースとなる直流磁界が発生し
ている。またこの時、誘導性負荷9には、サイリスタ整
流器10により同a図にEdcで示す一定の直流電圧が
印加されている。一方、コンデンサ5が、同b図に示す
ように、開閉スイッチ3、ダイオード整流器2および限
流用抵抗4を介してEcで示す電位に充電されている。
そして、〔T1〕時に、パルス制御器8からパルスが出
力されてスイッチング素子7が導通すると、同b図に示
すように、コンデンサ5の充電電荷がスイッチング素子
7および誘導性負荷9を介して放電され、誘導性負荷9
に印加される電圧が、同a図に示すように、コンデンサ
5の充電電圧Ecまで上昇するとともに、同b図に示し
たコンデンサ5の両端電圧の低下にともなつて低下して
いく。そして、コンデンサ5により負荷9に印加される
電圧がサイリスタ整流器10の出力電圧Edcに達する
〔T2〕時までは、コンデンサ5の放電電流、すなわち
スイッチング素子7を流れるパルス電流は、同c図に示
すように、徐々に増大していき、コンデンサ5の容量を
C″としかつ負荷9のコイルしのインダクタンスをL″
とすれは、〔T2〕時に、Ip=ECxIC″/L″ま
て上昇し、さらに負荷9に流れる電流も、同d図に示す
ように、IdCから上昇して〔h〕になる。なお、この
時、サイリスタ整流器10がコンデンサ5の電圧により
逆バイアスされてその電流が流れず、このため、負荷9
にはコンデンサ5の放電電流のみが供給される。そして
、〔T2〕時を過ぎると、コンデンサCの電圧がサイリ
スタ整流器10の出力電圧Edcより低くなり、したが
つて、スイッチング素子7が逆バイアスされるが、誘導
性負荷9が遅れ力率負荷であるから、同c図に示すよう
に、遅れ電流が流れつづけ、〔T3〕時に遅れ電流が0
になつた時、スイッチング素子7が非導通状態となる。This generates a DC magnetic field that serves as the base for the magnetization device. Further, at this time, a constant DC voltage indicated by Edc in FIG. On the other hand, the capacitor 5 is charged to a potential Ec through the on-off switch 3, the diode rectifier 2, and the current-limiting resistor 4, as shown in FIG.
Then, at [T1], when a pulse is output from the pulse controller 8 and the switching element 7 becomes conductive, the charge in the capacitor 5 is discharged via the switching element 7 and the inductive load 9, as shown in Figure b. and inductive load 9
The voltage applied to the capacitor 5 increases to the charging voltage Ec of the capacitor 5, as shown in FIG. Then, until the voltage applied to the load 9 by the capacitor 5 reaches the output voltage Edc of the thyristor rectifier 10 [T2], the discharge current of the capacitor 5, that is, the pulse current flowing through the switching element 7 is as shown in FIG. The capacitance of the capacitor 5 is C'' and the inductance of the coil of the load 9 is L''.
At [T2], the current increases to Ip=ECxIC''/L'', and the current flowing through the load 9 also increases from IdC to [h] as shown in Figure d. Note that at this time, the thyristor rectifier 10 is reverse biased by the voltage of the capacitor 5, and the current does not flow, so that the load 9
is supplied with only the discharge current of the capacitor 5. Then, after time [T2], the voltage of the capacitor C becomes lower than the output voltage Edc of the thyristor rectifier 10, so the switching element 7 is reverse biased, but the inductive load 9 is delayed and becomes a power factor load. Therefore, as shown in figure c, the delayed current continues to flow, and at [T3] the delayed current reaches 0.
When this happens, the switching element 7 becomes non-conductive.
このスイッチング素子7を流れるパルス電流のパルス幅
Tpは、Tp=7rVL″C″と考えてよい。一方、負
荷9のコイルL。に蓄積された放電エネルギが、サイリ
スタ整流器10のサイリスタには交流入力電源11から
ゲート電圧が常時印加されていることにより、〔T2〕
時からサイリスタ整流器10を介して入力電源11側に
回生され、この回生されるエネルギは、負荷9、サイリ
スタ整流器10およびその他の時定数に基づいて徐々に
回生される。したがつて、同d図に示すように、負荷9
に流れる電流が、〔T2〕時から徐々に低減していき、
やがてIdcとなり、さらに、負荷9の電圧も、同a図
に示すように、〔T3〕時から徐々に上昇していき、や
がてEdcに達する。また、スイッチング素子7が非導
通になると、電圧検出器6がコンデンサ5の電位を検出
して動作し、開閉スイッチ3を導通状態とし、交流電源
1から開閉スイッチ3、ダイオード整流器2および限流
用抵抗4を介してコンデンサ5に電流が流れ、同b図に
示すように、コンデンサ5が充電されてその両端電圧が
上昇していき、やがてEcまで回復する。そして、以後
前述と同様の動作を繰り返えし、負荷9には、一定の直
流小電流1dcが連続的に供給され、かつ電流パルスが
断続的に直流電流に重畳して供給される。したがつて、
前記電源装置を着磁装置に用いれば、パルス電流により
負荷9に生じる磁界で材料が磁化されるとともに、直流
小電流によるベースとなる磁界により磁化効果が維持さ
れ、また、コンデンサ5に蓄積されたエネルギは、コン
デンサC5、スイッチング素子7および負荷9の放電ル
ープにおける負荷8のコイルレの抵抗分R。のみで消費
され、他の放電エネルギがサイリスタ整流器10の入力
電源11側に回生されるから、効率よく着磁処理するこ
とができる。以上のように、この発明のパルス電源装置
によると、直流電流により磁界を発生するインダクタン
スを有するコイル等の誘導性負荷の両端間に、交流入力
電源を整流して直流小電流を出力する整流器を接続する
とともに、誘導性負荷に、エネルギ蓄積用コンデンサと
放電用スイッチング素子とを直列接続してなるパルス放
電回路を並列接続し、コンデンサの放電時、整流器の直
流電流にパルス放電回路のパルス電流を重畳して誘導性
負荷に供給し、かつコンデンサの放電後、誘導性負荷に
供給された放電エネルギを整流器を介して入力電源側に
回生することにより、電力損失を、コンデンサから放電
されるエネルギのうち放電ループの回路抵抗分により消
費されるエネルギのみに抑えることができ、さらに、連
続して負荷に供給する直流電流も小電流でよいから、多
大な省電力効果を得ることができる。The pulse width Tp of the pulse current flowing through the switching element 7 may be considered to be Tp=7rVL″C″. On the other hand, coil L of load 9. Since the gate voltage is constantly applied to the thyristor of the thyristor rectifier 10 from the AC input power supply 11, the discharge energy accumulated in
From time to time, the energy is regenerated to the input power supply 11 side via the thyristor rectifier 10, and this regenerated energy is gradually regenerated based on the load 9, the thyristor rectifier 10, and other time constants. Therefore, as shown in figure d, the load 9
The current flowing through the current gradually decreases from [T2],
Eventually, the voltage becomes Idc, and the voltage of the load 9 also gradually rises from time [T3], as shown in Figure A, and eventually reaches Edc. Furthermore, when the switching element 7 becomes non-conductive, the voltage detector 6 detects the potential of the capacitor 5 and operates, making the open/close switch 3 conductive, and connects the AC power source 1 to the open/close switch 3, the diode rectifier 2, and the current limiting resistor. A current flows into the capacitor 5 through the capacitor 4, and as shown in FIG. Thereafter, the same operation as described above is repeated, and a constant small DC current of 1 dc is continuously supplied to the load 9, and current pulses are intermittently supplied superimposed on the DC current. Therefore,
When the power supply device is used as a magnetizing device, the material is magnetized by the magnetic field generated in the load 9 by the pulse current, and the magnetization effect is maintained by the base magnetic field generated by the small DC current, and the material is The energy is the resistance R of the coil of the load 8 in the discharge loop of the capacitor C5, the switching element 7, and the load 9. Since the other discharge energy is regenerated to the input power supply 11 side of the thyristor rectifier 10, the magnetization process can be performed efficiently. As described above, according to the pulse power supply device of the present invention, a rectifier that rectifies an AC input power source and outputs a small DC current is installed between both ends of an inductive load such as a coil having an inductance that generates a magnetic field with a DC current. At the same time, a pulse discharge circuit consisting of an energy storage capacitor and a discharge switching element connected in series is connected in parallel to the inductive load, and when the capacitor is discharged, the pulse current of the pulse discharge circuit is added to the DC current of the rectifier. By superimposing the energy and supplying it to the inductive load, and regenerating the discharge energy supplied to the inductive load through the rectifier to the input power supply side after the capacitor is discharged, power loss is reduced to the energy discharged from the capacitor. The energy consumed by the circuit resistance of the discharge loop can be reduced, and furthermore, only a small DC current is required to be continuously supplied to the load, so a great power saving effect can be obtained.
また、放電エネルギが整流器の入力電源側に回生される
から、従来の装置において、コンデンサの放電の際に発
生していた異常電圧が発生することもない。特にこの発
明は磁性材を製造する着磁装置に適用すれば、材料を省
エネルギで確実にかつ効率より磁化することができ、顕
著な効果を得る。Furthermore, since the discharge energy is regenerated to the input power source side of the rectifier, the abnormal voltage that occurs when the capacitor discharges in conventional devices does not occur. In particular, if the present invention is applied to a magnetizing device for manufacturing magnetic materials, the material can be magnetized reliably and efficiently with less energy, and a remarkable effect can be obtained.
第1図および第2図はそれぞれ着磁装置に用いられる従
来の電源装置の結線図、第3図はこの発明のパルス電源
装置の1実施例の結線図、第4図は第3図の各部の動作
電流および動作電圧を示し、同a図は負荷の電圧の波形
図、同b図はコンデンサの両端電圧の波形図、同c図は
コンデンサの放電電流の波形図、同d図は負荷の電流の
波形図である。
5・・・・・・エネルギ蓄積用コンデンサ、7・・・・
・・放電用スイッチング素子、PC・・・・・・パルス
放電回路、9・・・・・・誘導性負荷、10・・・・・
・整流器、11・・・・・・交流入力電源。1 and 2 are wiring diagrams of a conventional power supply device used in a magnetizing device, FIG. 3 is a wiring diagram of an embodiment of the pulse power supply device of the present invention, and FIG. 4 is a diagram showing each part of FIG. 3. The operating current and operating voltage are shown in Figure A is a waveform diagram of the load voltage, Figure B is a waveform diagram of the voltage across the capacitor, Figure C is a waveform diagram of the discharge current of the capacitor, and Figure D is the waveform diagram of the load voltage. It is a waveform diagram of a current. 5... Energy storage capacitor, 7...
...Discharge switching element, PC...Pulse discharge circuit, 9...Inductive load, 10...
- Rectifier, 11... AC input power supply.
Claims (1)
するコイル等の誘導性負荷の両端間に、交流入力電源を
整流して直流小電流を出力する整流器を接続するととも
に、前記誘導性負荷に、エネルギ蓄積用コンデンサと放
電用スイッチング素子とを直列接続してなるパルス放電
回路を並列接続し、前記コンデンサの放電時、前記整流
器の直流電流に前記パルス放電回路のパルス電流を重畳
して前記誘導性負荷に供給し、かつ前記コンデンサの放
電後、前記誘導性負荷に供給された放電エネルギを前記
整流器を介して前記入力電源側に回生するようにしたこ
とを特徴とするパルス電源装置。1. A rectifier that rectifies an AC input power source and outputs a small DC current is connected between both ends of an inductive load such as a coil having an inductance that generates a magnetic field with a DC current, and a rectifier that outputs a small DC current is connected to the inductive load. A pulse discharge circuit formed by connecting a capacitor and a discharge switching element in series is connected in parallel, and when the capacitor is discharged, the pulse current of the pulse discharge circuit is superimposed on the DC current of the rectifier and supplied to the inductive load. and, after discharging the capacitor, the discharge energy supplied to the inductive load is regenerated to the input power source side via the rectifier.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP54005859A JPS6056068B2 (en) | 1979-01-20 | 1979-01-20 | pulse power supply |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP54005859A JPS6056068B2 (en) | 1979-01-20 | 1979-01-20 | pulse power supply |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS55100069A JPS55100069A (en) | 1980-07-30 |
JPS6056068B2 true JPS6056068B2 (en) | 1985-12-07 |
Family
ID=11622693
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP54005859A Expired JPS6056068B2 (en) | 1979-01-20 | 1979-01-20 | pulse power supply |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JPS6056068B2 (en) |
Families Citing this family (3)
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---|---|---|---|---|
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NL2012843A (en) * | 2013-05-23 | 2014-11-26 | Asml Netherlands Bv | Lithographic apparatus and device manufacturing method. |
JP2024006891A (en) * | 2022-07-01 | 2024-01-17 | 株式会社コスメック | magnetic clamp device |
-
1979
- 1979-01-20 JP JP54005859A patent/JPS6056068B2/en not_active Expired
Also Published As
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JPS55100069A (en) | 1980-07-30 |
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