JP2882014B2 - 開閉器の駆動回路 - Google Patents
開閉器の駆動回路Info
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- JP2882014B2 JP2882014B2 JP2239306A JP23930690A JP2882014B2 JP 2882014 B2 JP2882014 B2 JP 2882014B2 JP 2239306 A JP2239306 A JP 2239306A JP 23930690 A JP23930690 A JP 23930690A JP 2882014 B2 JP2882014 B2 JP 2882014B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は温度調節装置のように電流を頻繁に開閉する
主接点を有する開閉器の駆動回路に関する。
主接点を有する開閉器の駆動回路に関する。
直流電流を開閉するため互いに相対する２つの接点は
一方の接点の一部が溶融または蒸発して他方の接点側に
移動する移転現象があることは良く知られている。電磁
開閉器のように負荷に交流電流を流す場合でもこれを開
閉するときの通電方向が常に一定であると直流電流の開
閉と同じ効果が生じ、互いに接触する両接点の間に接点
の移転現象が起こり、両接点の接触面に凹凸を生じ、接
触面が荒れ、接触抵抗が大きくなり、ついには凹凸が嵌
合してしまい両接点が閉成した状態でロックされてしま
うという欠点があった。これを防止するために普通移転
現象を起こし難い接点材料を採用しているが必ずしも十
分でなく、移転現象を軽減してもなお接触抵抗が増加す
るなどの欠点があった。
一方の接点の一部が溶融または蒸発して他方の接点側に
移動する移転現象があることは良く知られている。電磁
開閉器のように負荷に交流電流を流す場合でもこれを開
閉するときの通電方向が常に一定であると直流電流の開
閉と同じ効果が生じ、互いに接触する両接点の間に接点
の移転現象が起こり、両接点の接触面に凹凸を生じ、接
触面が荒れ、接触抵抗が大きくなり、ついには凹凸が嵌
合してしまい両接点が閉成した状態でロックされてしま
うという欠点があった。これを防止するために普通移転
現象を起こし難い接点材料を採用しているが必ずしも十
分でなく、移転現象を軽減してもなお接触抵抗が増加す
るなどの欠点があった。
そこで交流電源の電圧を半波整流する入力信号回路部
と、この入力信号回路部の電圧を判別して出力信号を出
力するシュミット回路とを備え、このシュミット回路の
出力信号により開閉器を駆動する開閉器の駆動回路にお
いて、前記交流電源の電圧の周波数より低い周波数の信
号を出力する発振器を設け、この発振器の信号と、前記
シュミット回路の出力信号との論埋出力により前記開閉
器を駆動するようにした開閉器の駆動回路が公表されて
いる（特開昭63−94522号公報）。この開閉器の駆動回
路では発振器の出力信号とシュミット回路の出力信号の
論理出力により、駆動回路の吸引，釈放による接点の開
閉時期を、交流電源の電圧の位相に対しランダムにして
接点の移転現象を防止し、接点の寿命延長を図ってい
る。
と、この入力信号回路部の電圧を判別して出力信号を出
力するシュミット回路とを備え、このシュミット回路の
出力信号により開閉器を駆動する開閉器の駆動回路にお
いて、前記交流電源の電圧の周波数より低い周波数の信
号を出力する発振器を設け、この発振器の信号と、前記
シュミット回路の出力信号との論埋出力により前記開閉
器を駆動するようにした開閉器の駆動回路が公表されて
いる（特開昭63−94522号公報）。この開閉器の駆動回
路では発振器の出力信号とシュミット回路の出力信号の
論理出力により、駆動回路の吸引，釈放による接点の開
閉時期を、交流電源の電圧の位相に対しランダムにして
接点の移転現象を防止し、接点の寿命延長を図ってい
る。
このような従来の構成でもなお接点の開閉時の通電方
向が一方に片寄ることがあり、十分とはいえない。
向が一方に片寄ることがあり、十分とはいえない。
そこで本発明の目的は、より確実に接点の移転現象を
防止し、従来のものより接点寿命を長くする開閉器の駆
動回路を提供することにある。
防止し、従来のものより接点寿命を長くする開閉器の駆
動回路を提供することにある。
上述の課題を解決するため本発明は、駆動接点のオン
・オフにより主接点を開閉する開閉器の駆動回路におい
て、前記主接点の開閉位相を設定し、かつこの開閉位相
を開閉ごとに正位相と負位相とに切換える位相制御部を
設け、該、位相制御部はこの開閉器で開閉すべき電源を
整流した半波電圧と180°位相の異なる方形波電圧を発
生する方形波発生同路と、この方形波発生回路が発生し
た方形波電圧を積分する積分回路と、この積分回路の出
力を反転回路を介して微分する第１の微分回路と、前記
積分回路の出力を反転した電圧をさらに反転回路を介し
て微分する第２の微分回路と、この第1,第２の微分回路
の出力をクロック入力とし駆動接点のオン・オフごとに
出力のレベルが切換わるフリップフロップとを備え、こ
のフリップフロップの出力と前記第1,第２の微分回路の
出力との論埋積を駆動出力とすることを特徴とする。さ
らに積分回路はコンデンサと抵抗とからなり、この抵抗
はその出力位相を十分大きく変化させ得る抵抗値を有す
る可変抵抗であることを特徴とする。
・オフにより主接点を開閉する開閉器の駆動回路におい
て、前記主接点の開閉位相を設定し、かつこの開閉位相
を開閉ごとに正位相と負位相とに切換える位相制御部を
設け、該、位相制御部はこの開閉器で開閉すべき電源を
整流した半波電圧と180°位相の異なる方形波電圧を発
生する方形波発生同路と、この方形波発生回路が発生し
た方形波電圧を積分する積分回路と、この積分回路の出
力を反転回路を介して微分する第１の微分回路と、前記
積分回路の出力を反転した電圧をさらに反転回路を介し
て微分する第２の微分回路と、この第1,第２の微分回路
の出力をクロック入力とし駆動接点のオン・オフごとに
出力のレベルが切換わるフリップフロップとを備え、こ
のフリップフロップの出力と前記第1,第２の微分回路の
出力との論埋積を駆動出力とすることを特徴とする。さ
らに積分回路はコンデンサと抵抗とからなり、この抵抗
はその出力位相を十分大きく変化させ得る抵抗値を有す
る可変抵抗であることを特徴とする。
接点の消耗は投入時の接点のバウンス時間に関係して
いる。また接点のバウンス時間は、駆動部の電磁コイル
に通電し、固定鉄心に可動鉄心を吸引させたときの可動
鉄心の反発力に関係する。さらに可動鉄心の反発力は電
磁コイルに流す電流の位相に関係するから開閉器の投入
位相はバウンス時間の最も少ない位相で投入することが
望ましく、この開閉位相を積分回路の可変抵抗で設定
し、さらにこの開閉位相を位相制御部で主接点の開閉ご
とに正位相と負位相に切換えて接点が一方に転移するこ
とを防止する。なお積分回路の可変抵抗を変えることに
より開閉位相を手動で調整できる。
いる。また接点のバウンス時間は、駆動部の電磁コイル
に通電し、固定鉄心に可動鉄心を吸引させたときの可動
鉄心の反発力に関係する。さらに可動鉄心の反発力は電
磁コイルに流す電流の位相に関係するから開閉器の投入
位相はバウンス時間の最も少ない位相で投入することが
望ましく、この開閉位相を積分回路の可変抵抗で設定
し、さらにこの開閉位相を位相制御部で主接点の開閉ご
とに正位相と負位相に切換えて接点が一方に転移するこ
とを防止する。なお積分回路の可変抵抗を変えることに
より開閉位相を手動で調整できる。
第１図は本発明による開閉器の駆動回路の一実施例を
示すブロック図である。ここで開閉器の駆動回路は入力
部１、位相制御部２、出力部３、電源部４を備え、入力
部１は駆動接点５の接点信号を位相制御部２に入力する
ように接続され、位相制御部２の出力端は出力部３に接
続され、出力部３は交流電源7,負荷８と直列に接続され
た主接点６を備えている。この入力部1,位相制御部2,出
力部３は交流電源７を整流し、平滑化した制御電源Vcc
で駆動され、別に交流電源７を半波整流した信号電圧VA
が位相制御部２に印加されるように接続されている。
示すブロック図である。ここで開閉器の駆動回路は入力
部１、位相制御部２、出力部３、電源部４を備え、入力
部１は駆動接点５の接点信号を位相制御部２に入力する
ように接続され、位相制御部２の出力端は出力部３に接
続され、出力部３は交流電源7,負荷８と直列に接続され
た主接点６を備えている。この入力部1,位相制御部2,出
力部３は交流電源７を整流し、平滑化した制御電源Vcc
で駆動され、別に交流電源７を半波整流した信号電圧VA
が位相制御部２に印加されるように接続されている。
駆動接点５が閉じるとこの信号が入力部１を介して位
相制御部２に入力し、位相制御部２は予め設定された電
圧位相で出力部３の主接点６を閉じ負荷８に通電する。
駆動接点５が開くとこの信号が入力部１を介して位相制
御部２に入力し、位相制御部２は投入時と同じ位相で出
力部３主接点６を開き、負荷８の電流を遮断する。次に
駆動接点５が閉じるとこの信号が入力部１を介して位相
制御部２に入力し、位相制御部２は前回閉じた電圧位相
からはば180°ずれた位相で出力部３の主接点６を閉じ
負荷に通電する。駆動接点５が再び開くと主接点６は前
回開いた位相からほぼ180°ずれた位相で開き負荷８の
電流を遮断する。このようにして位相制御部２は既に設
定された開閉位相で主接点の開閉ごとに開閉位相をほぼ
正負180°ずらせて開閉する。
相制御部２に入力し、位相制御部２は予め設定された電
圧位相で出力部３の主接点６を閉じ負荷８に通電する。
駆動接点５が開くとこの信号が入力部１を介して位相制
御部２に入力し、位相制御部２は投入時と同じ位相で出
力部３主接点６を開き、負荷８の電流を遮断する。次に
駆動接点５が閉じるとこの信号が入力部１を介して位相
制御部２に入力し、位相制御部２は前回閉じた電圧位相
からはば180°ずれた位相で出力部３の主接点６を閉じ
負荷に通電する。駆動接点５が再び開くと主接点６は前
回開いた位相からほぼ180°ずれた位相で開き負荷８の
電流を遮断する。このようにして位相制御部２は既に設
定された開閉位相で主接点の開閉ごとに開閉位相をほぼ
正負180°ずらせて開閉する。
第２図は第１図の入力部１と位相制御部２の結線図の
一例を示す。ここで入力部１は、制御電源Vccに接続さ
れた抵抗９と駆動接点５の直列回路およびこの直列回路
の抵抗９と駆動接点５の接続点に接続されたインバータ
10からなる。位相制御部２は、方形波発生回路11、積分
回路12、２つの微分回路13,14およびロジック回路15か
らなる。方形波発生回路11は抵抗16とトランジスタ17の
コレクタ・エミッタの直列回路が制御電源Vccに接続さ
れ、トランジスタ17のベースには抵抗18を介して電源部
４の半波整流された電圧VAが印加されるように接続され
ている。積分回路12はトランジスタ17のコレクタに接続
された可変抵抗19とダイオード20の直列回路と、可変抵
抗21とダイオード22の直列回路との並列回路にコンデン
サ23が直列に接続されて構成されている。微分回路13は
積分回路12の出力がインバータ24を介してコンデンサ25
と抵抗26の直列回路に接続され、抵抗26にダイオード27
が並列に接続されて構成されている。微分回路14は、イ
ンバータ24の出力端がさらにインバータ28を介してコン
デンサ29と抵抗30の直列回路に接続され、この抵抗30と
並列にダイオード31が接続されて構成されている。ロジ
ック回路15は一方の入力端に微分回路13の出力端が接続
され、他方の入力端がＤ型フリップフロップ（以下FFと
略称する）36の出力端Ｑに接続されたANDゲート32、一
方の入力端に微分回路14の出力端が接続され、他方の入
力端がFF36の出力端と入力端Ｄに接続されたANDゲー
ト33、両ANDゲート32,33の出力端がそれぞれの入力端に
接続され、出力端がFF35のクロック端Ｔに接続されたOR
ゲート34、インバータ10の出力端が入力端Ｄに接続さ
れ、クロック端ＴがORゲート34の出力端に接続され出力
端がFF36のクロック端Ｔに接続され、出力端Ｑが第１
図に示す出力部４に接続されたFF35およびANDゲート32
の他方の入力端が入力端Ｄと出力端に接続されFF35の
出力端がクロック端Ｔに接続され、ANDゲート32の他
方の入力端が出力端Ｑに接続されたFF36により構成され
ている。
一例を示す。ここで入力部１は、制御電源Vccに接続さ
れた抵抗９と駆動接点５の直列回路およびこの直列回路
の抵抗９と駆動接点５の接続点に接続されたインバータ
10からなる。位相制御部２は、方形波発生回路11、積分
回路12、２つの微分回路13,14およびロジック回路15か
らなる。方形波発生回路11は抵抗16とトランジスタ17の
コレクタ・エミッタの直列回路が制御電源Vccに接続さ
れ、トランジスタ17のベースには抵抗18を介して電源部
４の半波整流された電圧VAが印加されるように接続され
ている。積分回路12はトランジスタ17のコレクタに接続
された可変抵抗19とダイオード20の直列回路と、可変抵
抗21とダイオード22の直列回路との並列回路にコンデン
サ23が直列に接続されて構成されている。微分回路13は
積分回路12の出力がインバータ24を介してコンデンサ25
と抵抗26の直列回路に接続され、抵抗26にダイオード27
が並列に接続されて構成されている。微分回路14は、イ
ンバータ24の出力端がさらにインバータ28を介してコン
デンサ29と抵抗30の直列回路に接続され、この抵抗30と
並列にダイオード31が接続されて構成されている。ロジ
ック回路15は一方の入力端に微分回路13の出力端が接続
され、他方の入力端がＤ型フリップフロップ（以下FFと
略称する）36の出力端Ｑに接続されたANDゲート32、一
方の入力端に微分回路14の出力端が接続され、他方の入
力端がFF36の出力端と入力端Ｄに接続されたANDゲー
ト33、両ANDゲート32,33の出力端がそれぞれの入力端に
接続され、出力端がFF35のクロック端Ｔに接続されたOR
ゲート34、インバータ10の出力端が入力端Ｄに接続さ
れ、クロック端ＴがORゲート34の出力端に接続され出力
端がFF36のクロック端Ｔに接続され、出力端Ｑが第１
図に示す出力部４に接続されたFF35およびANDゲート32
の他方の入力端が入力端Ｄと出力端に接続されFF35の
出力端がクロック端Ｔに接続され、ANDゲート32の他
方の入力端が出力端Ｑに接続されたFF36により構成され
ている。
この入力部１と位相制御部２の動作を第３図に示すタ
イムチャートを参照しながら説明する。第３図において
VAは電源部４からトランジスタ17のベースに入力する半
波電圧であり、Ｓは駆動接点５の開閉を示す信号であ
る。トランジスタ17がオフのときａ点（トランジスタ17
のコレクタと抵抗16との接続点）の電圧はほぼ制御電源
Vccの電圧に等しいがトランジスタ17がオンするとほぼ
０に低下し半波電圧VAと180°位相の異なる方形波電圧V
aである。コンデンサ23はこの方形波電圧Vaで抵抗19を
介して充電され、抵抗21を介して放電されるからこのコ
ンデンサ23の電圧をインバータ24で反転したｂ点の電圧
は方形波電圧Vbとなり、この方形波電圧Vbの立上り、立
下り位相は両抵抗19,21、コンデンサ23によって定ま
り、両抵抗19,21を可変にすることにより調整すること
ができる。また電圧Vbを微分したＣ点の電圧Vcは電圧Vb
の各立上り時に幅の狭いパルス波として発生する。また
ｂ点の電圧をインバータ28で反転して微分したｄ点の電
圧Vdは電圧Vbの立下り時に幅の狭いパルス波として発生
する。このパルス波電圧VcはFF36の出力端の出力Veが
ローレベル（以下Ｌと略称する）のときANDゲート32、O
Rゲート34を通過し、電圧VfとしてFF35のクロック端Ｔ
に入力する。またパルス波電圧VdはFF36の出力端の出
力Veがハイレベル（以下Ｈと略称する）のときANDゲー
ト33とORゲート34を通過し、電圧VfとしてFF35のクロッ
ク端Ｔに入力する。
イムチャートを参照しながら説明する。第３図において
VAは電源部４からトランジスタ17のベースに入力する半
波電圧であり、Ｓは駆動接点５の開閉を示す信号であ
る。トランジスタ17がオフのときａ点（トランジスタ17
のコレクタと抵抗16との接続点）の電圧はほぼ制御電源
Vccの電圧に等しいがトランジスタ17がオンするとほぼ
０に低下し半波電圧VAと180°位相の異なる方形波電圧V
aである。コンデンサ23はこの方形波電圧Vaで抵抗19を
介して充電され、抵抗21を介して放電されるからこのコ
ンデンサ23の電圧をインバータ24で反転したｂ点の電圧
は方形波電圧Vbとなり、この方形波電圧Vbの立上り、立
下り位相は両抵抗19,21、コンデンサ23によって定ま
り、両抵抗19,21を可変にすることにより調整すること
ができる。また電圧Vbを微分したＣ点の電圧Vcは電圧Vb
の各立上り時に幅の狭いパルス波として発生する。また
ｂ点の電圧をインバータ28で反転して微分したｄ点の電
圧Vdは電圧Vbの立下り時に幅の狭いパルス波として発生
する。このパルス波電圧VcはFF36の出力端の出力Veが
ローレベル（以下Ｌと略称する）のときANDゲート32、O
Rゲート34を通過し、電圧VfとしてFF35のクロック端Ｔ
に入力する。またパルス波電圧VdはFF36の出力端の出
力Veがハイレベル（以下Ｈと略称する）のときANDゲー
ト33とORゲート34を通過し、電圧VfとしてFF35のクロッ
ク端Ｔに入力する。
FF36の出力端がＨで駆動接点５がオフの場合、FF35
の入力端ＤはＬであるから２つのFF35,36の出力は変動
せずFF35の出力端Ｑの出力はＬである。このとき駆動接
点５がオンするとFF35の入力端ＤはＨに転ずるから、こ
のクロック端Ｔの電圧Vfが立上るとFF35の出力は反転
し、出力端がＬに転じ、出力端ＱはＨに転じ出力部４
を介して主接点６を閉成する。ここで駆動接点５がオフ
するとFF35の入力端ＤがＬに転ずるからクロック端Ｔの
次の電圧Vfの立上りでFF35の出力は反転し、FF35の出力
端Ｑの出力はＬに転じ出力部４を介して主接点６を開成
する。このときFF35の出力端の出力はＨに転じこのＨ
の出力がFF36のクロック端Ｔに入力するからFF36の出力
端の出力VeはＬに転ずる。この出力端の出力VeがＬ
に転ずるとFF35のクロック端Ｔの電圧Vfはパルス波電圧
Vcに変るからFF35の出力端Ｑの出力は駆動接点５をオン
・オフするごとにFF35の出力端Ｑの正負の位相が切換わ
る。なお既に方形波電圧Vbの位相は調整できると述べた
がこの方形波電圧Vbの位相を調整することにより、両パ
ルス波Vc,Vdの位相を調整でき主接点６の開閉位相を最
適にすることができる。
の入力端ＤはＬであるから２つのFF35,36の出力は変動
せずFF35の出力端Ｑの出力はＬである。このとき駆動接
点５がオンするとFF35の入力端ＤはＨに転ずるから、こ
のクロック端Ｔの電圧Vfが立上るとFF35の出力は反転
し、出力端がＬに転じ、出力端ＱはＨに転じ出力部４
を介して主接点６を閉成する。ここで駆動接点５がオフ
するとFF35の入力端ＤがＬに転ずるからクロック端Ｔの
次の電圧Vfの立上りでFF35の出力は反転し、FF35の出力
端Ｑの出力はＬに転じ出力部４を介して主接点６を開成
する。このときFF35の出力端の出力はＨに転じこのＨ
の出力がFF36のクロック端Ｔに入力するからFF36の出力
端の出力VeはＬに転ずる。この出力端の出力VeがＬ
に転ずるとFF35のクロック端Ｔの電圧Vfはパルス波電圧
Vcに変るからFF35の出力端Ｑの出力は駆動接点５をオン
・オフするごとにFF35の出力端Ｑの正負の位相が切換わ
る。なお既に方形波電圧Vbの位相は調整できると述べた
がこの方形波電圧Vbの位相を調整することにより、両パ
ルス波Vc,Vdの位相を調整でき主接点６の開閉位相を最
適にすることができる。
なお以上の実施例では開閉器の１回目の動作は主接点
の閉成と開成を正位相、２回目の動作は主接点の閉成と
開成を負位相としたが、１回目の動作は主接点の閉成を
正位相、開成を負位相に、２回目の動作は主接点の閉成
を負位相、開成を正位相になし、開閉ごとに正負の位相
を変えることも可能である。
の閉成と開成を正位相、２回目の動作は主接点の閉成と
開成を負位相としたが、１回目の動作は主接点の閉成を
正位相、開成を負位相に、２回目の動作は主接点の閉成
を負位相、開成を正位相になし、開閉ごとに正負の位相
を変えることも可能である。
以上述べたように本発明によれば主接点の開閉位相を
設定し、かつ開閉位相が開閉ごとに正位相と負位相に切
換わる位相制御部を設けたから主接点を開閉するごとに
開閉位相が正位相と負位相に切換わり、接点の移転現象
が防止される。さらに閉位相を接点バウンズの最も小さ
い点に調整でき、この点からも接点の寿命を長くするこ
とができる。
設定し、かつ開閉位相が開閉ごとに正位相と負位相に切
換わる位相制御部を設けたから主接点を開閉するごとに
開閉位相が正位相と負位相に切換わり、接点の移転現象
が防止される。さらに閉位相を接点バウンズの最も小さ
い点に調整でき、この点からも接点の寿命を長くするこ
とができる。
第１図は本発明による開閉器の駆動回路の一実施例を示
すブロック図、第２図は第１図の入力部と位相制御部の
一例を示す結線図、第３図は第２図各点の波形を示すタ
イムチャートである。 1:入力部、2:位相制御部、11:方形波発生回路、12:積分
回路、13,14:微分回路、35,36:D型フリップフロップ。
すブロック図、第２図は第１図の入力部と位相制御部の
一例を示す結線図、第３図は第２図各点の波形を示すタ
イムチャートである。 1:入力部、2:位相制御部、11:方形波発生回路、12:積分
回路、13,14:微分回路、35,36:D型フリップフロップ。
Claims (2)
- 【請求項１】駆動接点のオン・オフにより主接点を開閉
する開閉器の駆動回路において、前記主接点の開閉位相
を設定し、かつこの開閉位相を開閉ごとに正位相と負位
相とに切換える位相制御部を設け、該位相制御部はこの
開閉器で開閉すべき電源を整流した半波電圧と180°位
相の異なる方形波電圧を発生する方形波発生回路と、こ
の方形波発生回路が発生した方形波電圧を積分する積分
回路と、この積分回路の出力を反転回路を介して微分す
る第１の微分回路と、前記積分回路の出力を反転した電
圧をさらに反転回路を介して微分する第２の微分回路
と、この第1,第２の微分回路の出力をクロック入力とし
駆動接点のオン・オフごとに出力のレベルが切換わるフ
リップフロップとを備え、このフリップフロップの出力
と前記第1,第２の微分回路の出力との論理積を駆動出力
とすることを特徴とする開閉器の駆動回路。 - 【請求項２】請求項１記載の開閉器の駆動回路におい
て、積分回路はコンデンサと抵抗とからなり、この抵抗
はその出力位相を十分大きく変化させ得る抵抗値を有す
る可変抵抗であることを特徴とする開閉器の駆動回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2239306A JP2882014B2 (ja) | 1990-09-10 | 1990-09-10 | 開閉器の駆動回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2239306A JP2882014B2 (ja) | 1990-09-10 | 1990-09-10 | 開閉器の駆動回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04118820A JPH04118820A (ja) | 1992-04-20 |
| JP2882014B2 true JP2882014B2 (ja) | 1999-04-12 |
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