KR100562622B1

KR100562622B1 - 조작 회로 및 이것을 이용한 전력용 개폐 장치

Info

Publication number: KR100562622B1
Application number: KR1020040007427A
Authority: KR
Inventors: 다케우치도시에; 츠키마미츠루; 다케우치야스시; 고야마겐이치
Original assignee: 미쓰비시덴키 가부시키가이샤
Priority date: 2003-03-24
Filing date: 2004-02-05
Publication date: 2006-03-17
Also published as: HK1068723A1; JP4192645B2; TW200419612A; DE102004005770A1; FR2853132A1; DE102004005770B4; FR2853132B1; CN1532865B; KR20040086519A; JP2004288502A; TWI282573B; US20040201943A1; US6882515B2; CN1532865A

Abstract

본 발명은 전자 개폐 장치의 조작 회로에 있어서, 콘덴서에 병렬 접속된 개극 코일, 폐극 코일 각각에 직렬로 접속되는 방전 스위치에 의해 방전될 때에, 자기 커플링에 의해 비 여자측의 코일에 여자측의 코일의 전류 방향과 역 방향의 유도 전류가 발생하여, 구동에 필요한 자속을 제거해서, 구동력의 발생을 방해하는 것을 방지하는 것으로, 본 발명에 따른 전자 개폐 장치의 조작 회로에서는, 개극용과 폐극용으로 이루어지는 한 쌍의 코일을 갖고, 해당 코일간을 가동자가 구동하도록 구성된 것에 있어서, 한쪽 코일의 여자 전류 차단시의 과전압을 억제하고, 또한, 다른 쪽 코일의 여자시에 한쪽 코일에 발생하는 유도 전류를 차단하는 수단이 접속되어 있는 구성으로 했다.

Description

조작 회로 및 이것을 이용한 전력용 개폐 장치{OPERATING CIRCUIT AND POWER OPENING/CLOSING DEVICE USING IT}

도 1은 본 발명에 따른 조작 회로도,

도 2는 본 발명에 따른 전력용 개폐 장치의 조작 기구를 나타내는 사시도,

도 3은 본 발명에 따른 전력용 개폐 장치의 조작 기구의 개극 상태를 나타내는 내부 단면도,

도 4는 본 발명에 따른 전력용 개폐 장치의 일례를 나타내는 사시도,

도 5는 도 4의 내부 단면도,

도 6은 본 발명에 따른 전력용 개폐 장치의 조작 기구의 폐극 상태를 나타내는 내부 단면도,

도 7은 본 발명의 별도의 실시예에 따른 조작 회로도,

도 8은 본 발명의 별도의 실시예에 따른 조작 회로의 효과를 나타내는 회로의 시뮬레이션예,

도 9는 본 발명의 별도의 실시예에 따른 조작 회로도,

도 10은 본 발명의 별도의 실시예에 따른 조작 회로도,

도 11은 본 발명의 별도의 실시예에 따른 조작 회로도,

도 12는 본 발명에 따른 조작 회로의 전류, 가동자의 변위 패턴도,

도 13은 본 발명의 다른 실시예에 따른 조작 회로의 전류, 가동자의 변위 패턴도.

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

1 : 조작 회로 2∼4 : 개극용 코일

5∼7 : 폐극용 코일 8 : 개극용 콘덴서

9 : 폐극용 콘덴서 13, 14 : 방전 스위치

15, 16 : 다이오드 17, 18 : 유전 차단 스위치

본 발명은 예컨대 전력용 개폐 장치에 이용되는 조작 회로에 관한 것이다.

종래, 전력용 개폐 장치를 구동하는 조작 기구에 이용되는 조작 회로에 있어서는, 예컨대 사이리스터 스위치 등의 외부에서 제어할 수 있도록 마련된 두 개의 방전 스위치가, 개극 지령 또는 폐극 지령과 동기하여 온되고, 이 개극 동작, 폐극 동작이 완료한 시점에서 오프하도록 구성되어 있었다(예컨대, 특허문헌 1 참조).

[특허문헌 1] 일본 특허 공개 2002-033034 공보(제 4 페이지, 제 9-11도)

종래의 전력용 개폐 장치를 구동하는 조작 기구의 조작 회로는 이상과 같이 구성되어 있지만, 하기와 같은 문제가 있었다.

개극 코일과 폐극 코일은 병렬로 콘덴서에 접속되고, 이들 두 개의 코일에 각각 직렬로 접속된 방전 스위치에 의해 방전된다. 이 때, 해당 개극 코일과 폐극 코일은 조작 기구 내에 근접되어 설치되는 것이 일반적이며, 통전시에 자기 커플링에 의해 비 여자측의 코일에 여자측의 코일의 전류 방향과 역 방향의 유도 전류가 발생하여, 구동에 필요한 자속을 제거해서, 구동력의 발생을 방해한다고 하는 문제가 있었다.

또한, 자기 커플링의 상태는, 정지 상태의 가동자와 상기 개극 코일 및 폐극 코일의 상호 위치 관계에 의해 고감도로 변화하기 때문에, 동작이 안정하지 않는다고 하는 문제가 있었다.

본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해서 이루어진 것으로, 구동 특성을 향상시키고, 또한, 성능이 안정한 신뢰성이 높은 조작 회로 및 이것을 이용한 전력용 개폐 장치를 제공하는 것을 목적으로 하는 것이다.

상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명에 따른 조작 회로에서는, 한 쌍의 코일을 갖고, 해당 코일 사이를 가동자가 구동하도록 구성된 조작 기구의 조작 회로에 있어서, 한쪽 코일의 여자 전류 차단시의 과전압을 억제하고, 또한, 다른 쪽 코일 의 여자시에 한쪽 코일에 발생하는 유도 전류를 차단하는 수단이 접속되어 있다.

이하에 첨부 도면을 참조하여, 본 발명에 따른 조작 회로에 있어서의 실시예를 설명한다.

(실시예 1)

도 1은 본 발명에 있어서의 조작 회로의 일례를 나타내는 회로도이며, 본 발명에 따른 조작 회로(1), 개극용 코일(2∼4), 폐극용 코일(5∼7), 개극 동작을 여기하기 위한 전류원인 개극용 콘덴서(8), 폐극 동작을 여기하기 위한 전류원인 폐극용 콘덴서(9), 콘덴서에 충전하기 위한 직류 전원(10) 및 콘덴서의 충전 전압을 정류하기 위한 컨버터(11, 12), 개극용 코일의 전기 에너지를 방전하는 방전 스위치(13), 폐극용 코일의 전기 에너지를 방전하는 방전 스위치(14), 개극용 코일의 전기 에너지를 상기 방전 스위치(13)에 의해 오프할 때에 발생하는 과전압을 보호하는 다이오드(15), 폐극용 코일의 전기 에너지를 상기 방전 스위치(14)에 의해 오프할 때에 발생하는 과전압을 보호하는 다이오드(16), 여자시에 다이오드(15)의 전류로를 온하는 유도 차단 스위치(17), 비 여자시에 다이오드(16)의 전류로를 오프하는 유도 차단 스위치(18) 등으로 구성되어 있다. 또한, 전류원(8, 9)에는, 예컨대 콘덴서가 이용되고 있다. 또한, 도면에서, 폐극용 코일의 여자 전류 차단시의 과전압을 억제하고, 또한, 개극용 코일의 여자시에 폐극용 코일에 발생하는 유도 전류를 차단하는 수단으로서, 코일에 병렬로 접속되고, 각각은 서로 직렬로 접속된 다이오드(16)와 유도 차단 스위치(18)가 도시되어 있다. 마찬가지로, 개극용 코일 의 여자 전류 차단시의 과전압을 억제하고, 또한, 폐극용 코일의 여자시에 개극용 코일에 발생하는 유도 전류를 차단하는 수단으로서, 코일에 병렬로 접속되고, 각각은 서로 직렬로 접속된 다이오드(15)와 유도 차단 스위치(17)가 도시되어 있다.

또한, 도 2는 상기의 조작 회로에 의해서 개극 및 폐극 동작을 하는 조작 기구(19)의 일례를 나타내는 사시도이며, 도 3은 이 사시도의 내부 단면도이며, 도 3a는 도 3b의 B-B' 단면도, 도 3b는 도 3a의 A-A' 단면도이다.

이들 도면에서, 개극용 코일 및 폐극용 코일은, 연결봉(21)의 축 방향으로는, 요크로 그 외측 부분을 둘러싸고, 또한, 요크(20)를 거쳐 간격을 두고 서로 거의 평행하며, 또한, 이 연결봉의 축에 수직인 방향으로는, 이 연결봉(21)과 동심축 형상으로 그 외측을 고리 형상으로 둘러싸는 형태로 배치되어 있다. 또한, 연결봉(21)의 외주부에는 가동자(22)가 고착하여 부착되어, 이 연결봉의 축 방향으로 왕복 운동 가능한 상태로 되어 있다. 또한 해당 가동자(22)의 바로 외측에, 이 가동자와 극간을 갖고, 상기 조작 기구(19)가 개극 또는 폐극 상태일 때에, 이 가동자(22)를 유지하는 영구자석(23)이 상기 요크의 내측 부분에 고착하여 배치되어 있다. 그리고, 이와 같이 구성된 조작 기구(19)에 의해, 상기 조작 회로(1)를 이용하여 상술한 가동자(22)를 개극 또는 폐극으로 구동한다. 또, 도 3a 및 도 3b는, 조작 기구(19)를 이용하여, 상기 조작 회로(1)에 의해 가동자(22)를 개극 상태로 구동하여 이 상태를 유지한 모양을 나타내고 있다.

도 4는 상기 조작 기구(19)를 이용하여 전류의 차단 및 투입 조작을 하는 전력용 개폐 장치(24)의 일례를 나타내는 사시도이며, 도 5는 상기 조작 기구(19)를 탑재한 전력용 개폐 장치(24)의 내부 단면도이다. 이 도 4, 도 5에서, 상기 조작 기구(19)가 절연물(25)을 거쳐서 진공밸브(26)에 접속되어 있다. 또, 도 4 및 도 5에서는 삼상 개폐 장치에 대하여 각 상마다 세 개의 조작 기구(19a, 19b, 19c)가 각각 부착되어 있는 모양을 나타내고 있지만, 삼상 링크 기구를 배치하여 삼상에 대하여 한 개의 조작 기구(19)가 부착되어 있는 경우에도, 전류의 차단 및 투입 조작을 하는 전력용 개폐 장치로서 유효하다.

다음에, 도 1, 도 3a 및 도 3b를 이용하여 개극 동작에 대하여 설명한다.

직류 전원(10)에 의해서 콘덴서(8)의 충전 전압은 설정값까지 충전된다. 방전 스위치(13)는, 예컨대 사이리스터 스위치 등의 외부에서 제어할 수 있는 스위치이며, 개극 지령과 동기하여 온되어, 콘덴서(8)에 대하여 병렬로 접속된 개극용 코일(2∼4)에 전류가 방전되고, 가동자(22)는 전자력에 의해 폐극 상태로부터 개극 상태로 이동하여, 개극 상태에서 영구자석(23)의 자속에 의해 개극 상태로 유지된다. 이 때, 개극용 코일(2∼4)에는 방전 전류를 방전 스위치(13)로 오프했을 때에 식(1)에 따라서 발생하는 과전압 Vo로부터 개극용 코일(2∼4)을 보호하기 위해서 다이오드(15)와 환류를 위한 유도 차단 스위치(17)가 개극용 코일에 대하여 병렬로 배치되어 있고, 유도 차단 스위치(17)는 온 상태에 있다.

Vo= Lcoil·di/dt (1)

여기서 식(1)에서의 Lcoil은 코일의 인덕턴스이며, di/dt는 전류 오프시의 전류의 하강 속도이다. 사이리스터 스위치 등의 경우, 순간적으로 전류가 0이 되기 때문에, di/dt는 지극히 큰 값이 되고, 발생하는 코일 단자간의 전압 Vc도 매우 커져, 코일의 절연 파괴로 이어질 가능성이 있기 때문에, 유도 차단 스위치(17)는 온되어 있다. 또 한쪽의 폐극용 콘덴서(9)에 직렬로 접속된 폐극용 코일(5∼7)에도 마찬가지로 다이오드(16)와 환류를 위한 유도 차단 스위치(18)가 폐극용 코일에 대하여 병렬로 배치되어 있고, 유도 차단 스위치(18)는 온 상태에 있다. 이 때, 개극용의 방전 스위치(13)가 온하기 전에 상기 유도 차단 스위치(18)를 오프하면, 개극용 코일(2∼4)과 자기 커플링에 의해 결합되어 있는 폐극용 코일(5∼7)에 발생하는 유도 전류를 차단할 수 있다. 이 유도 전류는 개극 동작을 여기하는 자속을 제거하기 때문에, 상기 유도 전류를 차단함으로써 동작 효율을 각별히 향상할 수 있다. 또한, 콘덴서는 여자측, 비 여자측에 대응하여 각각 하나씩 배치했기 때문에, 개극측 및 폐극측에 대하여 각각 개별의 조작이 가능하게 된다.

다음에 도 1 및 도 6을 이용하여, 폐극 동작에 대하여 설명한다.

직류 전원(10)에 의해서 폐극용 콘덴서(9)의 충전 전압은 설정값까지 충전된다. 방전 스위치(14)는, 예컨대 사이리스터 스위치 등의 외부에서 제어할 수 있는 스위치이며, 폐극 지령과 동기하여 온되어, 폐극용 콘덴서(9)에 대하여 직렬로 접속된 폐극용 코일(5∼7)에 전류가 방전되고, 가동자(22)는 전자력에 의해 개극 상태로부터 폐극 상태로 이동하여, 폐극 상태에서 영구자석(23)의 자속에 의해 폐극 상태로 유지된다. 이 때, 폐극용 코일(5∼7)에는 방전 전류를 방전 스위치(14)로 오프했을 때에, 상기의 식(1)에 따라서 발생하는 과전압 Vo로부터 폐극용 코일(5∼7)을 보호하기 위해서, 다이오드(16)와 환류를 위한 유도 차단 스위치(18)가 코일에 대하여 병렬로 배치되어 있고, 유도 차단 스위치(18)는 온 상태에 있다. 여기서 식(1)에서의 Lcoil은 코일의 인덕턴스이며, di/dt는 전류 오프시의 전류의 하강 속도이다. 사이리스터 스위치 등의 경우, 순간적으로 전류가 0이 되기 때문에, di/dt는 지극히 큰 값이 되고, 발생하는 코일 단자간의 전압 Vc도 매우 커져, 코일의 절연피막의 파괴로 이어질 가능성이 있기 때문에, 유도 차단 스위치(18)는 온 상태로 되어 있다. 또 한쪽의 개극용 콘덴서(8)에 병렬로 접속된 개극용 코일(2∼4)에도 마찬가지로 다이오드(15)와 환류를 위한 유도 차단 스위치(17)가 병렬로 배치되어 있고, 유도 차단 스위치(17)는 온 상태에 있다. 이 때, 폐극용의 방전 스위치(14)가 온하기 전에 상기 유도 차단 스위치(17)를 오프하면, 폐극용 코일(5∼7)과 자기 커플링에 의해 결합되어 있는 개극용 코일(2∼4)에 발생하는 유도 전류를 차단할 수 있다. 이 유도 전류는, 폐극 동작을 여기하는 자속을 제거하기 때문에, 상기 유도 전류를 차단함으로써 동작 효율을 각별히 향상할 수 있다. 그 밖의 효과에 대해서도, 개극 동작의 경우에 설명한 내용과 마찬가지다.

또한, 도 1에서는 개극용 콘덴서(8) 및 폐극용 콘덴서(9)에 대하여 직류 전원(10)을 포함하는 충전 회로는 하나로 함으로써 비용의 저감을 도모할 수 있다.

또한, 도 1에서는 폐극용 코일(5∼7)을 직렬로 접속하고 있기 때문에, 상기 폐극용 코일(5∼7) 또는, 상기 폐극용 코일에의 배선 등에 장해가 발생한 경우에는, 폐극용 코일(5∼7) 중 어디에도 전류는 통전되지 않아, 삼상 중 어느 하나가 폐극되지 않는다는 결상(缺相)을 방지하는 것이 가능하다. 또한, 직렬로 접속함으로써 회로의 임피던스가 커져 전류가 작아지기 때문에, 가속이 적어져 폐극시에 진공밸브(62)에 걸리는 충격을 저감할 수 있다. 이들은 모두 차단기로서의 신뢰성의 향상에 효과가 있다. 여기서는 폐극용 코일을 직렬로 접속한 경우를 나타냈지만 개극용 코일에 대해서도 마찬가지로 직렬 접속으로 하는 것에 의해 상기와 마찬가지의 효과를 가질 수 있다.

또한, 본 실시예 1에서는 설명하고 있지 않지만, 콘덴서의 충전 회로는, 코일의 방전시에 접속한 채로도, 스위치에 의해 접속을 해제해 놓아도 어느 쪽이나 좋고, 본 발명의 효과가 변하는 경우는 없다.

(실시예 2)

실시예 1에서는, 폐극용 코일을 직렬로 접속한 경우를 나타냈지만, 개극용 코일에 대해서도 마찬가지로 직렬 접속으로 하는 것에 의해 상기와 마찬가지의 효과를 나타낼 수 있다.

(실시예 3)

개극용 코일(2∼4)을 도 1에 도시하는 바와 같이 병렬로 접속함으로써, 회로의 전체 임피던스를 저감할 수 있어, 콘덴서(8)의 소용량화 및 고속 동작이 필요한 개극시의 동작이 가능해지고, 전원 비용의 저감과 개극 동작의 고성능화가 가능해진다. 여기서는 개극용 코일을 병렬로 접속한 경우를 나타냈지만, 폐극용 코일에 대해서도, 마찬가지로 병렬 접속함으로써, 상기와 마찬가지의 효과를 나타낼 수 있다.

(실시예 4)

도 7에 도시하는 바와 같이 개극용 코일(2)에 병렬로 콘덴서(27), 저항(28)을 배치하고, 폐극용 코일(5)에 병렬로 콘덴서(29), 저항(30)을 배치함으로써, 여자 전류를 방전 스위치(13) 또는 방전 스위치(14)(도시하지 않음)에 의해 오프하는 경우의 하강이 빠른 전류 변화에 대해서는, 콘덴서(27)와 저항(28)의 합성 임피던스 및 콘덴서(29), 저항(30)의 합성 임피던스는, 각각, 상기 개극용 코일 및 폐극용 코일의 임피던스보다 작아진다. 이 때문에, 예컨대, 방전 스위치(13)의 오프시에는, 개극용 코일(2), 콘덴서(27)와 저항(28)을 전류가 환류(環流)하게 되어, 환류 회로의 임피던스에 따라서 전류가 서서히 감쇠하게 된다. 따라서, 개극용 코일(2)의 각 단자 사이에 발생하는 전압은 식(1)에 따라서 억제할 수 있게 된다. 한편, 대향하는 비 여자측의 폐극용 코일(5)의 유도 전류는, 여자 전류와 같은 정도의 느린 전류 변화이며, 이 경우는, 콘덴서(29)와 저항(30)의 임피던스는 상기 폐극용 코일의 임피던스보다 커지기 때문에, 환류 회로에는 전류가 유입되지 않게 되고, 따라서 유도 전류는 발생하지 않게 된다. 도면에서, 개극용 코일의 여자 전류 차단시의 과전압을 억제하고, 또한, 폐극용 코일의 여자시에 개극용 코일에 발생하는 유도 전류를 차단하는 수단으로서, 코일에 병렬로 접속되고, 각각은 서로 직렬로 접속된 콘덴서(27), 저항(28)이 배치되고, 또한, 폐극용 코일의 여자 전류 차단시의 과전압을 억제하고, 또한, 개극용 코일의 여자시에 폐극용 코일에 발생하는 유도 전류를 차단하는 수단으로서, 코일에 병렬로 접속되고, 각각은 서로 직렬로 접속된 콘덴서(29), 저항(30)이 배치되어 있는 것이 도시되어 있다.

도 8a, 8b에 회로 해석으로 효과를 실험한 결과를 나타낸다. 예컨대, 개극용 코일(2)에 방전한 경우의 개극용 코일(2)과 대향하는 폐극용 코일(5)의 단자간 전압의 파형을 도 8a에 나타내고, 개극용 코일(2)과 대향하는 폐극용 코일(5)의 통전 전류를 도 8b에 나타낸다. 도 8a로부터, 긴급 차단 지령이 들어가서, 개극용 코일(2)의 전류를 순간적으로 차단한 경우의 개극용 코일(2)의 단자간 전압(31)이 -100V 정도로 억제되어, 과전압으로부터 보호되어 있고, 또한, 도 8b로부터, 개극용 코일(2) 통전 중의 폐극용 코일(5)의 전류(34)가 거의 0으로 억제되어 있어, 자기 커플링에 의한 유도 전류가 차단되어 있는 것을 알 수 있다.

또, 상기에서는, 개극용 코일 및 폐극용 코일이 각각 한개인 경우에 대하여 나타냈지만, 도 1과 같이 코일이 복수개의 경우에도 마찬가지의 효과를 나타내는 것은 물론이다.

(실시예 5)

도 1에서는, 방전 스위치(13, 14)를 개극 및 폐극의 각 극마다 배치하고 있지만, 방전 스위치는, 예컨대 도 9에 참조 부호 13a∼13c 및 14a∼14c에 의해 도시하는 바와 같이, 각 상, 각 극 개별적으로 배치해도, 상기 실시예 1∼3의 효과는 변하지 않는다. 또한, 각 상, 각 극 개별적으로 방전 스위치를 배치함으로써, 각 상을 개폐하는 개별 제어가 가능해지고, 위상 제어 차단기에의 적용이 가능해지는 장점도 있다.

(실시예 6)

실시예 1의 개극용 코일(2∼4) 및 폐극용 코일(5∼7)에, 다이오드(35∼40)를, 각각 번호 순서대로 직렬로 배치한 것을 도 10에 나타낸다. 이에 따라, 예컨대, 개극용 코일(2∼4)의 자기 임피던스의 상위에 의해서 3상 코일 내에서 유도 전류가 환류하는 것을 방지할 수 있어, 삼상간 동작의 편차를 억제하는 것이 가능해지는 장점이 있다.

(실시예 7)

상기 실시예 1∼5에서는 코일의 여자 수단에 콘덴서를 이용했지만, 직류 전원으로부터 직접 여자해도, 마찬가지의 효과를 얻을 수 있다.

(실시예 8)

도 7에 도시하는 바와 같이 콘덴서를 개극, 폐극으로, 각각 통합하여 하나로 하고, 이것에 따라 충전 회로도 양자를 통합한 것에 대하여 하나로 하는 것에 의해, 회로의 부품점수의 삭감이 가능해져 신뢰성이 향상한다.

(실시예 9)

도 11에 본 발명의 회로의 커먼(common)(41a, 41b, 41c, 42a, 42b, 42c)의 배치를 나타낸다. 도 11과 같이 방전 회로의 정극측에 커먼을 배치함으로써, 커먼 회로의 절연이 불필요해지고, 부품점수의 삭감으로 되어, 신뢰성 및 비용저감의 효 과가 있다.

(실시예 10)

도 12에 폐극 동작에 있어서의 본 개폐 장치의 각 구성 요소의 시간에 대한 변화의 모양의 일례로서, 가동자(22)의 변위 변화(43), 폐극용 코일(5∼7)의 통전 전류 파형(44), 방전 스위치(14)의 타이밍차트(45) 및 유도 차단 스위치(18)의 타이밍차트(46)를 나타낸다. 도면 중, t1은 통전 시간, t2는 폐극 동작이 완료한 후, 방전 스위치(14)를 끄기까지의 시간, t3은 방전 스위치(14)를 끄고 나서 통전 전류가 거의 0이 되는 값(0이라고 간주할 수 있는 값)이 되기까지의 시간을 나타내고 있다.

전력용 개폐 장치(24)에 폐극 지령이 들어가면, 폐극용 코일(5∼7)에 병렬로 접속된 유도 차단 스위치(18)가 온되고, 그와 동시 또는 후에 방전 스위치(14)가 온되어, 폐극용 콘덴서(9)로부터 폐극용 코일(5∼7)에 전류가 방전되지만, 이 전류는 서서히 증가하기 때문에, 코일에의 과전압 발생을 방지할 수 있다. 폐극용 코일(5∼7)에의 전류의 방전에 의해, 가동자(22)는 전자력에 의해 개극 상태로부터 폐극 상태로 이동하고, 폐극 상태에서 영구자석(23)의 자속에 의해 폐극 상태로 유지된다. 여기서, 조작 회로(1)에는 폐극 동작을 완료하기 위해서 충분한 시간폭을 가진 타이머, 지연 스위치 등, 일정한 시간폭을 갖고 전류를 오프하는 수단을 설치함으로써, 방전 스위치(14)가 오프하여 폐극용 코일에의 통전이 오프되어, 특수한 전류 검지 장치없이 방전 스위치(14)의 오프를 실행할 수 있다. 상기 방전 스위치(14)의 오프시에는, 유도 차단 스위치(18)는 온 상태에 있기 때문에, 오프 전류는 유도 차단 스위치(18) 및 다이오드(16)측에 환류하여 서서히 감쇠하게 되고, 폐극용 코일(5∼7)의 단자 사이에는 과전압이 발생하지 않아, 폐극용 코일(5∼7)에서의 절연 파괴를 방지할 수 있다.

다음에, 폐극용 코일(5∼7)의 오프시의 전류 강하 중에 유도 차단 스위치(18)가 오프하면, 폐극 코일의 오프시의 전류는 순간적으로 0으로 되어 버리기 때문에, 폐극용 코일(5∼7)의 단자 사이에 과전압이 발생할 가능성이 있다. 본 발명에 따른 조작 회로에서는, 방전 스위치(14)가 오프한 후, 폐극용 코일(5∼7)의 전류가 거의 0에 가까운 값(0라고 간주할 수 있는 값)이 될 때까지 소정의 일정한 시간폭을 갖고 유도 차단 스위치(18)가 오프하도록 설정되어 있고, 이에 따라 폐극용 코일(5∼7)의 과전압을 방지할 수 있다. 이들 일정한 시간폭은 제품 출하시의 검사에 의해 용이하게 구할 수 있다.

유도 차단 스위치(18)는, 통전 시퀀스가 모두 완료된 후에도 오프 상태를 유지하도록 설정되어 있고, 다음 차단 동작시에 유도 차단 스위치(18)를 오프하는 일 없이 비 여자측인 폐극용 코일(5∼7)에 유도 전류가 흐르지 않도록 할 수 있어, 개극 동작시의 효율을 향상할 수 있다.

또한, 정전시의 수동 차단 조작시에는, 가동자가 이동함으로써 영구자석(23)의 자속이 변화하여, 폐극용 코일(5∼7)에 유도 전류가 여기되는 일이 있지만, 전회 폐극 동작의 완료 후의 무통전시에 유도 차단 스위치(18)는 오프 상태에 있기 때문에, 폐극용 코일(5∼7)의 유도 전류는 흐르지 않아, 수동 차단 동작을 원활하고 또한 확실히 할 수 있게 된다.

(실시예 11)

도 13에 폐극 동작시의 가동자(22)의 변위 변화(47)와 폐극용 코일(5∼7)의 통전 전류 파형(48)을 나타낸다. 일반적으로, 폐극 동작에서는 진공밸브(26)에 큰 충격이 가해지기 때문에, 통상의 차단기에서는 진공밸브(26)의 내구성을 확보하기 위해서, 가동자(22)의 폐극시의 속도를 임의의 일정 레벨 이하로 억제해야 한다. 한편, 조작 기구(19)에서는, 폐극 상태에 가까이 갈수록 가동자에 작용하는 전자력이 커져, 가동자의 가속도는 증대하는 경향이 있다. 그래서 도 13에 도시하는 바와 같이 가동자가 충분히 가속된 후에, 일단, 방전 스위치(14)를 오프하여 통전 전류를 차단함으로써 전자력에 의한 가속을 억제하고, 또한, 폐극 직전에 다시 방전 스위치(14)를 온하여 전류를 재통전함으로써, 폐극시의 바운드 현상인 채터링(chattering)을 방지하는 것이 가능해진다. 이에 따라, 진공밸브(26)에 가해지는 충격력을 최소한으로 억제할 수 있어, 차단기의 장기 수명화가 가능해지고 신뢰성을 향상할 수 있다.

본 실시예에서는 주로 전력용 개폐 장치의 조작 회로를 예로 설명했지만, 본 발명은 이것에 그치지 않고, 자동차에 사용되는 밸브 제어, 연료 펌프 제어, 또는 리니어 진동자 등의 조작 기구용 조작 회로에도 적용할 수 있는 발명인 것은 물론이다. 또한, 본 실시예에서는 종래예와 다른 조작 기구를 이용하여 설명했지만, 대상으로 되는 조작 기구는 어느 쪽의 형상이라도 좋고, 자기 커플링이 있는 복수 의 코일과 전자기 작용에 의해서 구동하는 조작 기구이면, 어느 쪽의 기구에도 적용할 수 있는 발명인 것은 물론이다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 조작 회로는, 한 쌍의 코일을 갖고, 해당 코일 사이를 가동자가 구동하도록 구성된 조작 기구의 조작 회로에 있어서, 한쪽 코일의 여자 전류 차단시의 과전압을 억제하고, 또한, 다른 쪽 코일의 여자시에 한쪽 코일에 발생하는 유도 전류를 차단하는 수단이 접속되어 있는 구성으로 했기 때문에, 조작 기구의 동작 효율을 각별히 향상하고, 또한 코일을 과전압으로부터 보호할 수 있다.

Claims

한 쌍의 코일을 갖고, 해당 코일 사이를 가동자가 구동하도록 구성된 조작 기구의 조작 회로에 있어서,

한쪽 코일의 여자 전류 차단시의 과전압을 억제하고, 또한, 다른 쪽 코일의 여자시에 한쪽 코일에 발생하는 유도 전류를 차단하는 수단이 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 조작 회로.
제 1 항에 있어서,

상기 수단은 상기 코일에 병렬로 접속되고, 다이오드와 유도 차단 스위치로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 조작 회로.
제 1 항에 있어서,

상기 수단은 상기 코일에 병렬로 접속되고, 콘덴서와 저항으로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 조작 회로.