JPS6072121A - 電磁コイル駆動用電気回路 - Google Patents

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】 〔発明の属する技術分野〕 本発明は交流電源に単相全波整流器を接続してこの整流
器によシタイマなどの制御装置を介して駆動するリレー
などの電磁コイル駆動用電気回路に関する。

〔従来技術とその問題点〕

第１図は、タイマによ多制御されるリレーなど、の従来
の電磁コイル駆動用電気回路の結線図であシ、１は定格
電圧■の単相交流電源で４個のダイオードを組み合わせ
た単相全波整流器２の交流端、子が接続されているＯこ
の整流器　２の直流端子にはリレーの！磁コイル３とサ
イリスタ４との直列回路が接続されている０５はタイマ
でダイオード６を介して電源こ１に接続され、このタイ
マ５の出力端子がサイリスタ４のゲートに接続されてい
る。

タイマ５の出力端子に信号が送出されると、サイリスタ
４が点弧し、電磁コイル３に平均電流工が流れ、リレー
が動作する。このときの電磁コイル３の抵抗をＲとする
と、電磁コイル３の消費電力はほぼＶ・Ｉ　−Ｖ２／Ｒ
である。ここでもし電源１の電圧が定格電圧■よシ１０
チ上昇すると、電磁コイルの消費電力はほぼ（１，Ｉ　
Ｖ　）２／Ｒ＝　１．２１　Ｖ２／Ｒと１２１％に増加
し、かつ、この電力によシミ磁コイルが過熱されるから
、電源電圧の変動率を高くできないという欠点がある。

〔発明の目的〕

本発明は、１述の欠点を除宏し、消＊電力が小さく電源
電圧の高い変動率に耐える電磁コイル駆動用電気回路を
提供することを目的とする〇〔発明の要点〕 本発明は、単相全波整流器と、該整流器に流れる二つの
半波電流の内の一方のみを制限する電流制限素子と、前
記整流器の直流側を開閉するスイッチとを備え、該スイ
ッチによジオンオフ操作される電磁コイルが前記整流器
に流れる互いに大きさの異なる二つの半波を流すように
接続されてい電流が、これを保持するときの励磁電流よ
り小さいことに着目し、例えばダイオードと抵抗との並
列回路によシー周期中の一方の半波はダイオードに流し
、他方の半波は抵抗中を流して電磁、コイルに流れる励
磁電流を各半波ごとに変化させ、犬１ｂ、流の半波で可
動鉄心を吸引し、次の小電流の半波でこの可動鉄心の吸
引状態を保持することによシ平均電流を減らし電力消費
を低減するとともに電源の高い電圧変動率に耐えるよう
にしようとするものである。なお、ダイオードと抵抗と
の並列回路が単相全波整流器を構成するブリッジの一辺
に直列に接続された抵抗に置き換えられると都合よい。

なお電磁コイルは、直流電磁石用のものでは整流器の直
流側に、交流電磁石用のものでは交流側に接続される。

〔発明の実施例〕

本発明の実施例を第１図と全く同様な目的に使用される
タイマとそのリレーの電磁コイル駆動用電気回路につい
て第２図ないし第６図に基づいて詳細に説明する。第２
図において、４個のダイオードを組み合わせた単相全波
整流器２、この整流器２の直流動子に接続された電磁コ
イル３とサイリスタ４との直列回路、ダイオード６を介
して電源１に接続され、その出力端子がサイリスタ４の
ゲートに接続されたタイマ５力どけ従来の回路と同様で
あるが、この単相全波整流器２の交流端子にはダイオー
ド７と抵抗８の並列回路が直列に接続されている点で異
なる。勿論交流端子の一端とダイオード７と抵抗８の並
列回路の一端との間には交流電源１が接続されている。

この回路の動作は第１図に示す従来の回路とほぼ同様で
、タイマ５の出力端子に信号が送出されると、サイリス
タ４が点弧し、電磁コイル３・に平均電流工′が流れ、
リレーが動作するがこのときの電流工′は第１図に示す
電流工とは異なる。この状態を第３図について説明する
と、電源電圧Ｖは時間ｔの経過とともに正負対称的に各
周期の交流変化をする。そして第１図に示す電磁コイル
３の電流■は単相全波整流器２によシ整流されて、各周
期ごとに二つの同じ大きさの半波電流ｉが同じ方向に交
互に流れこの平均電流が工に外る。次に第２図に示す電
磁コイル３の電流工′は、例えばはじめの半周期には内
部抵抗を無視できるダイオード７を通して整流器２に流
れるから第１図と同じ半波電流ｉが流れるが、次の半周
期には電圧Ｖの正負が逆転するから抵抗８を通じて電流
ｉ′が流れこの抵抗８によシ制限されてこの半波電流ｉ
′は小さい。すなわち、第２図に示す回路では、各周期
ごとに斜線で示すような大小異なる二つの半波電流ｉ、
ｉ’が交互に同方向に流れる。したがってこの回路にお
ける電磁コイル３の平均電流■′は従来の平均電流■よ
シも小さい。このように平均電流Ｉ′を小さくしても、
サイリスタ４が点弧して最初の半波電流ｉが流れたとき
リレーの電磁石の固定鉄心が可動鉄心を吸引してしまえ
ば、次の半波電流ｉ′が減少しても、この半波電流ｉ′
が吸引された可動鉄心を保持できる値に調整しておけば
リレーの動作には支障ない。

いま、次の半波電流ｉ′が最初の半波電流ｉの８０襲に
なるように設定すると、平均電流工′は（ｉ＋ｏ、８ｉ
）／２ｉ＝０．９ すなわち、平均電流工の９０チとなシ、消費電力は（０
，９Ｉ　）’２　Ｒ＝　０．８１　Ｉ２Ｒとなシ、従来
の消費電力の８１９６に減少して節約される。また電源
電圧が１０チ上昇しても消費電力は、従来例の１２１％
の８１％、すなわち９８ｑ６となシ、電磁コイル３０発
熱が低くなり、電源電圧の高い変動率に耐えることがで
きる。

第４図は他の実施例を示すもので、単相全波整流器２の
直流端子に接続された電磁コイル３とサイリスタ４との
直列回路、ダイオード６を介して電源１に接続され、そ
の出力端子がサイリスタ４のゲートに接続されたタイマ
５などは第２図に示す実施例と同様であるが、４個のダ
イオードａ。

ｂ、ｃ、ｄでブリッジを構成した単相全波整流器２のダ
イオードｂの辺にはこのダイオードｂと直列に抵抗９が
接続されている。そして第３図に示すように電源１から
ダイオードｄ−コイル３−サイリスタ４−ダイオードｂ
−抵抗９の方向に流れる半波電流ｉ′は、電源１からダ
イオードロ−コイル３−サイリスタ４−ダイオードＣの
方向に流れる半波電流ｌよシも抵抗９により制限される
だけ小さく、第２図に示す実施例についてした説明と同
様に動作し、同じ効果があるｏしかもこの場合にはダイ
オード７が節約される効果が追加される。

第５図はもう一つの実施例を示す。この実施例は第４図
に示すものとほぼ同様に、単相全波整流器２を構成する
４個のダイオードロ、　ｂ、　ｃ、　ｄのうちダイオー
ドｂと直列に抵抗９が接続され、タイマ５はダイオード
６を介して交流電源１に接続され、その出力端子がサイ
リスタ４のゲートに接続されているが、この回路では、
リレーは交流リレーが使用され、電磁コイル３′は整流
器２の交流端子に直列に接続されて、この交流リレー３
′の一端と整流器２の一端が交流電源ｌに接続されてい
る０したがって、整流器２の直流端子にはサイリスタ４
だけが接続されている。

タイマ５から信号が送出されると、サイリスタ４は点弧
し、サイリスタ４に電流工′が流れる。この電流工′は
、交流端子側の電磁コイＡ／３′によシ制限されている
から大きくなく、第３図に示した第４図に示す装置にお
ける電流と同様な波形である。

また、電磁コイル３１に流れる電流ｌａは工′に対応し
、単相全波整流器２で整流される以前の電流であるから
第６図に示すように第３図に示す半波電流ｉ′に相当す
る電流が通常の方向に流れ、各周期ごとに大小異なる二
つの半波電流が交互に反対方向に流れる。したがって、
電磁コイル３′に流れる電流Ｊａの実効値は、抵抗７を
挿入する以前に同じ半波電流ｉが交互に反対方向に流れ
た場合よシも小さく、既に述べたような節電効果がある
。勿論、交流リレー３′は、くま取シコイルを備えてい
るから大きい半波電流で可動鉄心を吸引し、続くくま取
シコイルに流れる電流によシ可動鉄心を保持する〇なお
、第５図に示す装置は第２図に示す装置のようにダイオ
ードｂと直列に接続された抵抗９に換えて、ダイオード
７と抵抗８の並列回路を電磁コイル３／と直列に接続し
ても動作や効果は同しである。この実施例ではタイマに
よυスイッチング素子を点弧させて電磁コイルを駆動し
たがスイッチング素子の部分は短絡し、交流電源を印加
することによシ駆動するようにするごともできる。

〔発明の効果〕

以上述べたように本発明による電磁コイル駆動用電気回
路は、交流電圧の一周期間に大小二つの半波電流が一つ
の電磁コイルに交互に流れ、大１’ｊｉｒ流が流れたと
きに鉄心を吸引し、これよシ小さい電流で吸引した鉄心
を保持する。したがって、従はそのコイルに流れる実効
値電流が小さくなシ、電力の消費量を少なくシ、かつ電
源電圧の高い変動率に耐えることのできる優れた装置で
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の電磁コイル駆動用電気回路の−例を示す
結線図、第２″図、第４図および第５図は本発明による
電磁コイル駆動用電気回路のそれぞれ異なる実施例を示
す結線図、第３図は第１図。 第２図および第４図に示す装置のコイル電流を示す波形
図、第６図は第５図に示す装置のコイル電流を示す波形
図である。 ２・・・・・・単相全波兼流器、３．３’・・・・・・
電磁コイル、７・・・・・・ダイオード、８，９・・団
・抵抗。 ２１図 才２図 第４図 すら図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）単相全波整流器と、該整流器に流れる二つの半波電
   流の内の一方のみを制限する電流制限素子と、前記整流
   器の直流側を開閉するスイッチとを備え、該スイッチに
   よジオンオフ操作される電磁コイルが前記整流器に流れ
   る互いに大きさの異なる二つの半波を流すように接続さ
   れていることを特徴とする電磁コイル駆動用電気回路。 ２、特許請求の範囲第１項に記載のものにおいて電流制
   限素子が単相全波整流器の交流側に直列に接続したダイ
   オードと抵抗とを並列接続してなり電磁コイルがスイッ
   チと直列に接続されていることを特徴とする電磁コイル
   駆動用電気回路０３）特許請求の範囲第１項に記載のも
   のにおいて電流制限素子が単相全波整流器を構成するブ
   リッジの一辺に直列に接続された抵抗であり、％磁コイ
   ルがスイッチと直列に接続されていることを特徴とする
   電磁コイル駆動用電気回路。 ４）特許請求の範囲第１項に記載のものにおいて、電磁
   コイルが単相全波整流器の交流側に直列に接続されてい
   ることを特徴とする電磁コイル駆動用電気回路。