JPS62244109A - 電磁石装置のコイル駆動回路 - 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】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は電磁開閉器等で使用される電磁石装置のコイル
駆動回路に関する。

（従来の技術） 従来この種のコイル駆動回路は第３図から第５図に示す
ような構成のものが多い、第３図で、１は交流電源、２
はスイッチで、３はコイルであり５スイツチ２によりコ
イル３を直接駆動するものである。すなわち、スイッチ
２を閉とすることによりコイル３に電流が流れて励磁さ
れ１図示しない可動鉄心が固定鉄心に吸引される。可動
鉄心と固定鉄心の距離が大きいときは、コイルのインダ
クタンスが小さく、コイル３には大きな電流が流れる。

可動鉄心が吸着されるとインダクタンスは大となり、電
流は小さくなる。コイルは交流で励磁されるため鉄心の
ヒステリシス損のため損失が大となったり、吸引力の脈
動のためうなりが生じる。

後者の現象を低減するため、通常シェーディングコイル
を設けている。

上記欠点を低減するために直流によるコイル駆動方式が
あるが、第４図がその構成例で、４はダイオードブリッ
ジ、５は抵抗、６は接点である。

スイッチ２が閉となるとダイオードブリッジ４により交
流電圧が直流に変換され、コイル３に電力が供給される
。接点６は通常開であり、可動鉄心が吸引されると開と
なる構成である。従って通常。

の運転状態では抵抗５を通って電流が流れる。抵抗値は
コイルの吸引に必要な電流を流すよう選定されるが、常
時損失を生じる。また、接点６の開放タイミングも慎重
に選定する必要がある。

第５図はコイルの電流調整をチョッパで行なうようにし
た構成図で、７は直流電源、８はダイオード、９はトラ
ンジスタ、１０はパルス制御回路である。チョッパは例
えば、紙谷鉄男ａｒｍ動機制御システム」電気書院Ｐ、
１０４に記載されているように直流を入力としてそれと
異なる直流に電圧を変換できるが、コイルの電流が所定
の値となるようにトランジスタ９の導通制御を行なう。

第５図で、スイッチ２の閉と同時にパルス制御回路ｌＯ
によりトランジスタ９の制御を行ない、閉とともに制御
を停止する。チョッパによる駆動は低消費電力、低騒音
、応答時間が速い等の特徴を有している。しかしながら
、停止とともにコイルに流れていた電流はダイオード８
を通って流れ、コイルの時定数で電流が減衰するが、こ
の期間ではチョッパによる制御がきかない。第６図（ａ
）　、（ｂ）はコイルの電圧、電流波形を示したもので
、時刻Ａにおいてスイッチ２が開となった場合を示して
いる。

（発明が解決しようとする問題点） 第５図が説明した方式では、第６図に示したようにスイ
ッチを開とした場合のコイルの電流はフライホイールダ
イオードにより循環して減衰が遅く、スイッチを開とし
てからの釈放時間が長くなる。この現象は速い応答が要
求される用途に対して好ましくなく、スイッチ開時の急
速な電流減衰が望まれる。

本発明は上記問題点を解決するためになされたもので、
スイッチを開としたときのコイル電流を速やかに減少さ
せ、もって釈放時間を短縮させた電磁石装置の駆動回路
を提供することを目的とする。

〔発明の構成〕

（問題点を解決するための手段） この目的を達するために、本発明では電磁石のコイルと
直列にスイッチング素子を接続し、このスイッチング素
子は並列にサージアブソーバを接続した構成とする。

（作　用） コイルと直列接続されたスイッチング素子は電源スイッ
チが一閉の期間はオン状態とし、開とともにオフ状態と
なるように動作させる。電源スイッチが開となると同時
にスイッチング素子はオフ状態となるからコイルに流れ
ていた電磁エネルギーはサージアブソーバに吸収され、
電流は急激に減衰する。

（実施例） （実施例の構成） 第１図は本発明の一実施例を示す構成図であり、第３図
から第５図と同一要素は同一番号に対応する。　第５図
の構成との相違点について述べると、パルス制御回路１
０と並列に抵抗１３．１４の直列回路を接続する。さら
にコイル３と直列にトランジスタ１１を接続するととも
に、トランジスタ１１と並列にサージアブソーバ１２を
接続する。又、抵抗１４の高圧側はトランジスタ１１の
ベースと接続されている。　　（実施例の作用） 以下、第１図の構成に基づき説明する。スイッチ２の投
入とともに直流回路に直流電源からの電圧が印加される
。この電圧は抵抗１３および１４により分圧され、ＰＮ
Ｐトランジスタ１１のベース端子に加ねる。トランジス
タ１１はエミッタ電位に対してベース電位が低くなるか
ら、導通状態となる。

一方、直流電源からの電圧はパルス制御回路１ｏに印加
され、制御用電源、パルス発生、パルス増幅等の作用を
行なってトランジスタ９のベース端子に駆動信号が与え
られる。これによりトランジスタ９は導通制御される。

トランジスタ９がオン状態ではトランジスタ１１、コイ
ル３．１−ランジスタ１１を介して直流電源から電流が
流れる。トランジスタ１１がオフ状態ではコイル３の電
流はダイオード８を通るフライホイールモードとなる。

以上の動作によりスイッチ２が閉の期間はコイル３の電
流はトランジスタ９のスイッチング作用により導通制御
される。

スイッチ２が開となると、直流電源からの電圧がなくな
るので、トランジスタ１１はオフ状態となり、トランジ
スタ９もパルス制御回路の電源が消滅するからオフ状態
となる。コイル３の電磁エネルギーはサージアブソーバ
１２、ダイオード８を通って流れるが、サージアブソー
バ１２の制限電圧によりコイル３には逆方向の電圧が加
わり、電流が速やかに減少する。第６図（Ｃ）、　（ｄ
）はこの様子を図示したもので、時刻Ａにおいてスイッ
チ２が開となるとともにトランジスタ１１がオフ状態と
なるからコイル３の電圧はサージアブソーバの制限電圧
で逆方向に加わり、同図（ｂ）単なるフライホイールモ
ードでの電流変化とは異なり（ｄ）のように急速に減衰
する。

（実施例の効果） 以上の作用により本実施例ではスイッチ２の開によりコ
イル３の電流が速やかに減少し、釈放時間の短縮がはか
られる。また、チョッパによる駆動であるから低損失、
低騒音、高性能な装置が具現できる。

（他の実施例） 第２は本発明の他の実施例を示す構成図であり、１５は
コンデンサで他の要素は第１図、ならびに第３図から第
５図までのものと同一要素は同一番号に対応する。本実
施例では交流電源からダイオードブリッジを介して直流
電源を得ている。直流電圧は単相整流出力であるから電
源周波数の２倍の周波数で脈動し、電圧の小さい期間に
トランジスタ１１がベース電流が少ないためオフ状態と
なる場合がある。これを防止するためコンデンサ１５に
よりベース電流の連続性を保ち、トランジスタ１１がオ
フ状態となるのを防ぐ、このように本実施例では単相整
流電圧のように脈動する電圧であっても安定した動作が
確保できる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明では電磁石装置のコイル電
源を開閉としだ俊速やかにコイル電流が減衰することか
ら釈放時間の短い装置を実現することができる。また、
チョッパ運転によりコイル電流を制御しているから効率
がよく、騒音が少なく小型の装置とすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す構成図、第２図は本発
明の他の実施例を示す構成図、第３図、第４図、第５図
は従来の実施例を示す構成図、第６図は電圧、電流波形
図である。 １・・・交流電源　　　　２・・・スイッチ３・・・コ
イル　　　　　４・・・ダイオードブリッジ５．１３，
１４．・・・抵抗　　６・・・接点７・・・直流電源　
　　　８・・・ダイオード９．１１・・・トランジスタ １０・・・パルス制御回路　１２・・・サージアブソー
バ１５・・・コンデンサ ｉ＠２ｍ 第　　４　　図 第　　５　　図 第６図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　電源スイッチの開閉に応じてコイルが導通制御される
   電磁石装置において、電磁石のコイルに直列接続した第
   １のスイッチング素子と、該第１のスイッチング素子に
   並列接続したサージアブソーバと、前記電磁石のコイル
   と第１のスイッチング素子に並列接続したフライホイー
   ルダイオードとで構成した回路に直列に第２のスイッチ
   ング素子を接続し、さらに、第１のスイッチング素子、
   第２のスイッチング素子と直列回路を構成するとともに
   、第２のスイッチング素子のベースと接続されるパルス
   制御回路を設け、前記第１のスイッチング素子は電源ス
   イッチの閉の期間は常時オン状態を保ち、電源スイッチ
   が開でオフ状態となり、第２のスイッチング素子は電源
   スイッチの閉とともに電磁石の吸着に必要な所定の電流
   となるように、パルス信号により導通制御を行なうこと
   を特徴とした電磁石装置のコイル駆動回路。