JP5117438B2 - Power supply circuit for lifting magnet - Google Patents

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Description

本発明は、リフティングマグネット用電源回路に関するものである。   The present invention relates to a power supply circuit for a lifting magnet.

一般に、荷役作業や建設作業などにおいて鉄片を持ち上げるためのリフティングマグネットが知られている。リフティングマグネットとしては、工場などの設備となっているもののほか、車両に搭載されるものもある。リフティングマグネットを使用する際には、リフティングマグネットを励磁し、鉄片を吸着させて持ち上げる。そして、鉄片を解放する際には、リフティングマグネットを消磁する。   Generally, a lifting magnet for lifting an iron piece in cargo handling work or construction work is known. Lifting magnets are installed in vehicles as well as factory facilities. When using a lifting magnet, the lifting magnet is energized and lifted by attracting iron pieces. Then, when releasing the iron piece, the lifting magnet is demagnetized.

特許文献１には、リフティングマグネットの励磁及び消磁を行うリフティングマグネット駆動回路が記載されている。これらのリフティングマグネット駆動回路は、４つのスイッチング素子及び４つのダイオードを有し、リフティングマグネットの励磁及び消磁を制御するＨブリッジ回路部を備えている。特許文献１に記載のリフティングマグネット駆動回路では、Ｈブリッジ回路部における４つのスイッチング素子として無接点スイッチが用いられている。   Patent Document 1 describes a lifting magnet drive circuit that excites and demagnetizes a lifting magnet. These lifting magnet drive circuits have four switching elements and four diodes, and include an H-bridge circuit unit that controls excitation and demagnetization of the lifting magnet. In the lifting magnet drive circuit described in Patent Document 1, contactless switches are used as the four switching elements in the H-bridge circuit section.

ここで、無接点スイッチとは、機械的に接触する接点を有さないスイッチであって、トランジスタなどの半導体スイッチである。   Here, the non-contact switch is a switch having no mechanical contact, and is a semiconductor switch such as a transistor.

特開２００７−１１９１６０号公報JP 2007-119160 A

ところで、リフティングマグネット駆動回路では、リフティングマグネットの励磁及び消磁を行う際に、Ｈブリッジ回路部におけるスイッチング素子がスイッチング動作を行う。しかしながら、無接点スイッチは内部抵抗が比較的大きいので、無接点スイッチをＨブリッジ回路部におけるスイッチング素子に用いると、発熱が大きくなるため、空冷ファンなどの冷却装置が必要であった。そのため、装置の構造が複雑になってしまうという問題があった。   By the way, in the lifting magnet driving circuit, when the lifting magnet is excited and demagnetized, the switching element in the H bridge circuit section performs a switching operation. However, since the internal resistance of the non-contact switch is relatively large, if the non-contact switch is used as a switching element in the H-bridge circuit unit, heat generation increases, and thus a cooling device such as an air cooling fan is necessary. Therefore, there has been a problem that the structure of the apparatus becomes complicated.

また、耐電圧からの半導体無接点スイッチの保守性の問題があった。半導体無接点スイッチは、ＩＣ、コンデンサ、抵抗、プリント基板などを備え、有接点スイッチと比較して故障のおそれがあった。接点における故障のおそれを減らし、更なる信頼性の向上が望まれている。   In addition, there is a problem of maintainability of the semiconductor contactless switch due to withstand voltage. The semiconductor contactless switch includes an IC, a capacitor, a resistor, a printed circuit board, and the like, and has a risk of failure as compared with a contact switch. It is desired to further improve the reliability by reducing the possibility of failure at the contact.

そこで、本発明は、簡素な構成で、低発熱を実現し、信頼性の向上を図ることが可能なリフティングマグネット用電源回路を提供することを目的としている。   SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a lifting magnet power supply circuit that achieves low heat generation and can improve reliability with a simple configuration.

本発明のリフティングマグネット用電源回路は、リフティングマグネットに電力を供給するリフティングマグネット用電源回路であって、高電位側電源と低電位側電源との間に順に直列に接続された第１及び第２のスイッチング素子であって、その間のノードがリフティングマグネットの一端に接続される第１及び第２のスイッチング素子と、高電位側電源と低電位側電源との間に順に直列に接続された第３及び第４のスイッチング素子であって、その間のノードが前記リフティングマグネットの他端に接続される第３及び第４のスイッチング素子と、転流用機構とを有し、リフティングマグネットへの電力の供給を制御するＨブリッジ回路部を備え、第１のスイッチング素子は、無接点スイッチであり、第２〜第４のスイッチング素子は、交流用有接点スイッチであり、交流用有接点スイッチに並列に接続されたスナバ回路を更に備えることを特徴としている。
The lifting magnet power supply circuit according to the present invention is a lifting magnet power supply circuit that supplies power to the lifting magnet, and is connected in series between a high potential power source and a low potential power source in order. A third switching element connected in series between the first and second switching elements whose nodes are connected to one end of the lifting magnet and the high-potential-side power supply and the low-potential-side power supply. And a fourth switching element, the third and fourth switching elements having a node between them connected to the other end of the lifting magnet, and a commutation mechanism for supplying power to the lifting magnet. comprising an H-bridge circuit for controlling the first switching element is a proximity switch, the second to fourth switching element, This is a contact switch for AC, and further comprises a snubber circuit connected in parallel to the contact switch for AC.

有接点スイッチでは、導通状態と非導通状態との切り換えの際に、大きなアーク放電が発生することがある。この発明によれば、リフティングマグネットへの電力の供給を制御するＨブリッジ回路部において、転流用機構（例えばダイオード）を備えると共に、交流用有接点スイッチに並列に接続されたスナバ回路を備える構成であるため、不要な電圧を吸収することができ、接点を遮断するときのアークを使用上及び寿命上問題とならない大きさまで小さくすることができる。すなわち、アークを適切な大きさに維持して接点を遮断することができる。これにより、リフティングマグネットのように大きなインダクタンスを持つ負荷に流れる直流電流を、交流用有接点スイッチ（交流用の汎用接触器）によって、オフすることができる。また、スナバ回路、転流用機構、交流用有接点スイッチを備える構成であるため、接点における発熱を抑えることが可能であり、従来必要であった冷却装置を不要とし、装置構成の簡素化が図られる。また、交流用有接点スイッチを用いることで、保守性の問題を改善し、装置の信頼性の向上を図ることができる。
更に、第１のスイッチング素子をスイッチング速度が比較的速い無接点スイッチとし
ているため、リフティングマグネットの制御性を損なうことなく、低発熱、信頼性の向上、低コスト化を実現することができる。
In a reed switch, a large arc discharge may occur when switching between a conductive state and a non-conductive state. According to the present invention, the H-bridge circuit unit that controls the power supply to the lifting magnet includes a commutation mechanism (for example, a diode) and a snubber circuit connected in parallel to the AC contact switch. Therefore, an unnecessary voltage can be absorbed, and the arc for breaking the contact can be reduced to a size that does not cause a problem in use and life. That is, the contact can be interrupted while maintaining the arc in an appropriate size. Thereby, the direct current flowing through the load having a large inductance such as the lifting magnet can be turned off by the AC contact switch (AC general-purpose contactor). In addition, since the configuration includes a snubber circuit, a commutation mechanism, and a contact switch for alternating current, it is possible to suppress heat generation at the contacts, eliminating the need for a cooling device that has been required in the past, and simplifying the device configuration It is done. Further, by using the AC contact switch, it is possible to improve the maintainability problem and improve the reliability of the apparatus.
Further, the first switching element is a non-contact switch having a relatively fast switching speed.
Therefore, low heat generation, improved reliability, and cost reduction can be realized without impairing the controllability of the lifting magnet.

本発明のリフティングマグネット用電源回路によれば、簡素な構成で、低発熱を実現し、信頼性の向上及び低コスト化を図ることができる。   According to the lifting magnet power supply circuit of the present invention, low heat generation can be realized with a simple configuration, and reliability and cost can be reduced.

本発明の実施形態に係るリフティングマグネット用電源回路を示す回路図である。It is a circuit diagram showing a power supply circuit for a lifting magnet according to an embodiment of the present invention. 図１に示すリフティングマグネット用電源回路における励磁動作モードでの電流の流れを示す図である。It is a figure which shows the flow of the electric current in the excitation operation mode in the power supply circuit for lifting magnets shown in FIG. 図１に示すリフティングマグネット用電源回路における励磁動作モードでの電流の流れを示す図である。It is a figure which shows the flow of the electric current in the excitation operation mode in the power supply circuit for lifting magnets shown in FIG. 図１に示すリフティングマグネット用電源回路における消磁動作モードでの電流の流れを示す図である。It is a figure which shows the flow of the electric current in the demagnetization operation mode in the power supply circuit for lifting magnets shown in FIG. 図１に示すリフティングマグネット用電源回路における残留磁気の消磁動作モードでの電流の流れを示す図である。It is a figure which shows the flow of an electric current in the demagnetization operation mode of the residual magnetism in the power supply circuit for lifting magnets shown in FIG. 本発明の他の実施形態に係るリフティングマグネット用電源回路を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the power supply circuit for lifting magnets which concerns on other embodiment of this invention.

以下、図面を参照して本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、各図面において同一又は相当の部分に対しては同一の符号を附すこととする。   DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the drawings, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals.

図１は、本発明の実施形態に係るリフティングマグネット用電源回路を示す回路図である。図１に示すリフティングマグネット用電源回路１は、リフティングマグネット２に電力の供給する電源回路である。リフティングマグネット用電源回路１は、直流変換部３と、Ｈブリッジ回路部４と、消磁用エネルギー吸収部５とを備え、リフティングマグネット２の励磁及び消磁を行う回路である。   FIG. 1 is a circuit diagram showing a lifting magnet power supply circuit according to an embodiment of the present invention. A lifting magnet power supply circuit 1 shown in FIG. 1 is a power supply circuit that supplies power to a lifting magnet 2. The lifting magnet power supply circuit 1 includes a DC converter 3, an H bridge circuit unit 4, and a demagnetizing energy absorber 5, and is a circuit that excites and demagnetizes the lifting magnet 2.

直流変換部３は、３相交流電源ＡＣＧ（発電機）から供給された交流電圧ＶＡＣ１〜ＶＡＣ３を直流電圧ＶＤＣに変換する。直流変換部３は、正側出力端３ａ及び負側出力端３ｂを有しており、生成した直流電源電圧ＶＤＣを正側出力端３ａと負側出力端３ｂとの間に提供する。本実施形態では、正側出力端３ａが高電位側電源として機能し、負側出力端３ｂが低電位側電源として機能する。なお、直流変換部３は、単相交流電源から交流電圧を直流電圧に変換する形態であってもよい。また、発電機が直流発電機である場合に、直流変換部は設けられていてもよい。 The DC converter 3 converts the AC voltages V AC1 to V AC3 supplied from the three-phase AC power supply ACG (generator) into a DC voltage V DC . The DC converter 3 has a positive output terminal 3a and a negative output terminal 3b, and provides the generated DC power supply voltage VDC between the positive output terminal 3a and the negative output terminal 3b. In the present embodiment, the positive output terminal 3a functions as a high potential power source, and the negative output terminal 3b functions as a low potential power source. The DC conversion unit 3 may be configured to convert an AC voltage into a DC voltage from a single-phase AC power supply. Further, when the generator is a DC generator, a DC converter may be provided.

本実施形態の直流変換部３は、６個のダイオード３１ａ〜３１ｆを含むブリッジ回路によって構成されており、三相全波整流を行う。具体的には、ダイオード３１ａ〜３１ｆのうち、ダイオード３１ａ及び３１ｂが直列に接続され、ダイオード３１ｃ及び３１ｄが直列に接続され、ダイオード３１ｅ及び３１ｆが直列に接続されている。また、ダイオード３１ａ及び３１ｂからなる組と、ダイオード３１ｃ及び３１ｄからなる組と、ダイオード３１ｅ及び３１ｆからなる組とは、互いに並列に接続されている。そして、これらのダイオードの組のカソード側の一端は正側出力端３０ａに電気的に接続されており、アノード側の他端は負側出力端３０ｂに電気的に接続されている。   The DC conversion unit 3 of the present embodiment is configured by a bridge circuit including six diodes 31a to 31f, and performs three-phase full-wave rectification. Specifically, among the diodes 31a to 31f, the diodes 31a and 31b are connected in series, the diodes 31c and 31d are connected in series, and the diodes 31e and 31f are connected in series. In addition, the group consisting of the diodes 31a and 31b, the group consisting of the diodes 31c and 31d, and the group consisting of the diodes 31e and 31f are connected in parallel to each other. One end on the cathode side of the set of these diodes is electrically connected to the positive output end 30a, and the other end on the anode side is electrically connected to the negative output end 30b.

また、ダイオード３１ａとダイオード３１ｂとの間には、３相交流電源ＡＣＧにおける一相の電源端子から延びる交流電源ライン１１ａが電気的に接続されている。ダイオード３１ｃとダイオード３１ｄとの間には、３相交流電源ＡＣＧにおける他の一相の電源端子から延びる交流電源ライン１１ｂが電気的に接続されている。ダイオード３１ｅとダイオード３１ｆとの間には、３相交流電源ＡＣＧにおける更に他の一相の電源端子から延びる交流電源ライン１１ｃが電気的に接続されている。なお、直流変換部は、これ以外にも例えばサイリスタを用いた純ブリッジ回路や、ダイオード及びサイリスタを用いた混合ブリッジ回路によって構成されていてもよい。直流変換部が純ブリッジ回路や混合ブリッジ回路によって構成される場合、サイリスタは、図示しない位相制御回路によって所定の制御角で位相制御される。   An AC power supply line 11a extending from a one-phase power supply terminal in the three-phase AC power supply ACG is electrically connected between the diode 31a and the diode 31b. An AC power supply line 11b extending from another one-phase power supply terminal in the three-phase AC power supply ACG is electrically connected between the diode 31c and the diode 31d. Between the diode 31e and the diode 31f, an AC power supply line 11c extending from another one-phase power supply terminal in the three-phase AC power supply ACG is electrically connected. In addition, the DC conversion unit may be configured by, for example, a pure bridge circuit using a thyristor or a mixed bridge circuit using a diode and a thyristor. In the case where the DC conversion unit is configured by a pure bridge circuit or a mixed bridge circuit, the thyristor is phase-controlled at a predetermined control angle by a phase control circuit (not shown).

Ｈブリッジ回路部４は、リフティングマグネット２の励磁及び消磁を制御する。Ｈブリッジ回路部４は、第１〜第４のスイッチング素子４１ａ〜４１ｄと、該第１〜第４のスイッチング素子４１ａ〜４１ｄそれぞれのドレイン−ソース間に電気的に接続された第１〜第４の転流用ダイオード（転流用機構、第１〜第４の整流素子）４２ａ〜４２ｄとを含むＨブリッジ回路によって構成されている。   The H bridge circuit unit 4 controls excitation and demagnetization of the lifting magnet 2. The H bridge circuit unit 4 includes first to fourth switching elements 41a to 41d and first to fourth switching elements 41a to 41d that are electrically connected between the drains and the sources of the first to fourth switching elements 41a to 41d. Commutation diodes (commutation mechanisms, first to fourth rectifying elements) 42a to 42d.

具体的には、第１のスイッチング素子４１ａの一端は直流変換部３の正側出力端３ａに接続されており、第１のスイッチング素子４１ａの他端は第２のスイッチング素子４１ｂの一端に接続されている。第２のスイッチング素子４１ｂの他端は直流変換部３の負側出力端３ｂに接続されている。一方、第３のスイッチング素子４１ｃの一端は、直流変換部３の正側出力端３ａに接続されており、第３のスイッチング素子４１ｃの他端は第４のスイッチング素子４１ｄの一端に接続されている。第４のスイッチング素子４１ｄの他端は直流変換部３の負側出力端３ｂに接続されている。   Specifically, one end of the first switching element 41a is connected to the positive output end 3a of the DC converter 3, and the other end of the first switching element 41a is connected to one end of the second switching element 41b. Has been. The other end of the second switching element 41 b is connected to the negative side output end 3 b of the DC converter 3. On the other hand, one end of the third switching element 41c is connected to the positive output end 3a of the DC converter 3, and the other end of the third switching element 41c is connected to one end of the fourth switching element 41d. Yes. The other end of the fourth switching element 41 d is connected to the negative output end 3 b of the DC conversion unit 3.

また、第１，第２，第４の転流用ダイオード４２ａ，４２ｂ，４２ｄのアノードは、それぞれ第１，第２，第４のスイッチング素子４１ａ，４１ｂ，４１ｄの他端に接続されており、第１，第２，第４の転流用ダイオード４２ａ，４２ｂ，４２ｄのカソードは、それぞれ第１，第２，第４のスイッチング素子４１ａ，４１ｂ，４１ｄの一端に接続されている。そして、第１のスイッチング素子４１ａの他端及び第２のスイッチング素子４１ｂの一端はリフティングマグネット２の一端に接続されており、第３のスイッチング素子４１ｃの他端及び第４のスイッチング素子４１ｄの一端はリフティングマグネット２の他端に接続されている。   The anodes of the first, second and fourth commutation diodes 42a, 42b and 42d are connected to the other ends of the first, second and fourth switching elements 41a, 41b and 41d, respectively. The cathodes of the first, second, and fourth commutation diodes 42a, 42b, and 42d are connected to one ends of the first, second, and fourth switching elements 41a, 41b, and 41d, respectively. The other end of the first switching element 41a and one end of the second switching element 41b are connected to one end of the lifting magnet 2, and the other end of the third switching element 41c and one end of the fourth switching element 41d. Is connected to the other end of the lifting magnet 2.

また、第３の転流用ダイオード４２ｃのアノードは、それぞれ第３のスイッチング素子４１ｃの他端に接続されており、第３の転流用ダイオード４２ｃのカソードは、直流変換部３の正側出力端３ａ側、直接接続ではなく、抵抗素子４６ｅを介して接続されている。リフティングマグネット２の全てのエネルギーを消磁用エネルギー吸収部５に戻すためには、大きなコンデンサ容量を必要とするので、抵抗素子４６ｅで熱に変え必要量のみを消磁用エネルギー吸収部５に戻している。   The anode of the third commutation diode 42c is connected to the other end of the third switching element 41c, and the cathode of the third commutation diode 42c is the positive output terminal 3a of the DC converter 3. It is connected via the resistance element 46e instead of the direct connection. In order to return all the energy of the lifting magnet 2 to the demagnetization energy absorption unit 5, a large capacitor capacity is required. Therefore, only the necessary amount is returned to the demagnetization energy absorption unit 5 by changing to heat by the resistance element 46 e. .

第１〜第４のスイッチング素子４１ａ〜４１ｄ各々の制御端子は図示しない制御回路に接続されており、第１〜第４のスイッチング素子４１ａ〜４１ｄ各々における一端−他端間の導通状態は、該制御回路から提供される制御電流（または制御電圧）によって制御される。   The control terminals of the first to fourth switching elements 41a to 41d are connected to a control circuit (not shown), and the conduction state between one end and the other end of each of the first to fourth switching elements 41a to 41d is It is controlled by a control current (or control voltage) provided from the control circuit.

第１〜第４のスイッチング素子４１ａ〜４１ｄは交流用有接点スイッチ（交流用電磁接触器）である。交流用有接点スイッチとしては、機械的に接触する接点を有するスイッチであって、交流用電磁接触器（ＭＣスイッチ）などの機械式スイッチが適用可能である。   The first to fourth switching elements 41a to 41d are AC contact switches (AC electromagnetic contactors). As a contact switch for alternating current, a switch having a contact that mechanically contacts, and a mechanical switch such as an electromagnetic contactor for alternating current (MC switch) is applicable.

消磁用エネルギー吸収部５は、リフティングマグネット２の消磁を行う際にリフティングマグネット２に蓄積されたエネルギーを吸収するための回路部分である。消磁用エネルギー吸収部５は、直流変換部３の正側出力端３ａと負側出力端３ｂとの間に接続されている。消磁用エネルギー吸収部５は、容量素子５１を有している。なお、消磁用エネルギー吸収部５としては、様々な回路構成が適用可能である。   The demagnetizing energy absorbing unit 5 is a circuit part for absorbing energy accumulated in the lifting magnet 2 when the lifting magnet 2 is demagnetized. The demagnetizing energy absorbing unit 5 is connected between the positive output terminal 3 a and the negative output terminal 3 b of the DC converter 3. The demagnetizing energy absorbing unit 5 includes a capacitive element 51. Various circuit configurations can be applied as the demagnetizing energy absorbing unit 5.

Ｈブリッジ回路部４は、スナバ回路４５ａ〜４５ｄを更に備えている。スナバ回路４５ａ〜４５ｄは、それぞれ、第１〜第４のスイッチング素子４１ａ〜４１ｄに並列に接続されている。   The H bridge circuit unit 4 further includes snubber circuits 45a to 45d. The snubber circuits 45a to 45d are connected in parallel to the first to fourth switching elements 41a to 41d, respectively.

スナバ回路４５ａは、抵抗素子４６ａと、容量素子４７ａと、ダイオード４８ａとを備えている。抵抗素子４６ａと容量素子４７ａとは直列に接続されており、抵抗素子４６ａにはダイオード４８ａが並列に接続されている。具体的には、ダイオード４８ａのアノードは抵抗素子４６ａと容量素子４７ａとの間のノードに接続されており、ダイオード４８ａのカソードは抵抗素子４６ａのもう一端に接続されている。なお、容量素子４７ａの容量は、例えば、１００μＦとされている。   The snubber circuit 45a includes a resistance element 46a, a capacitive element 47a, and a diode 48a. The resistive element 46a and the capacitive element 47a are connected in series, and a diode 48a is connected in parallel to the resistive element 46a. Specifically, the anode of the diode 48a is connected to a node between the resistor element 46a and the capacitor element 47a, and the cathode of the diode 48a is connected to the other end of the resistor element 46a. The capacitance of the capacitive element 47a is, for example, 100 μF.

同様に、スナバ回路４５ｂは、抵抗素子４６ｂと、容量素子４７ｂと、ダイオード４８ｂとを備えている。抵抗素子４６ｂと容量素子４７ｂとは直列に接続されており、抵抗素子４６ｂにはダイオード４８ｂが並列に接続されている。具体的には、ダイオード４８ｂのアノードは抵抗素子４６ｂと容量素子４７ｂとの間のノードに接続されており、ダイオード４８ｂのカソードは抵抗素子４６ｂのもう一端に接続されている。なお、容量素子４７ｂの容量は、例えば、１００μＦとされている。   Similarly, the snubber circuit 45b includes a resistance element 46b, a capacitive element 47b, and a diode 48b. The resistive element 46b and the capacitive element 47b are connected in series, and a diode 48b is connected in parallel to the resistive element 46b. Specifically, the anode of the diode 48b is connected to a node between the resistor element 46b and the capacitor element 47b, and the cathode of the diode 48b is connected to the other end of the resistor element 46b. The capacitance of the capacitive element 47b is 100 μF, for example.

同様に、スナバ回路４５ｃは、抵抗素子４６ｃと、容量素子４７ｃと、ダイオード４８ｃとを備えている。抵抗素子４６ｃと容量素子４７ｃとは直列に接続されており、抵抗素子４６ｃにはダイオード４８ｃが並列に接続されている。具体的には、ダイオード４８ｃのアノードは抵抗素子４６ｃと容量素子４７ｃとの間のノードに接続されており、ダイオード４８ｃのカソードは抵抗素子４６ｃのもう一端に接続されている。なお、容量素子４７ｃの容量は、例えば、１００μＦとされている。   Similarly, the snubber circuit 45c includes a resistance element 46c, a capacitive element 47c, and a diode 48c. The resistive element 46c and the capacitive element 47c are connected in series, and a diode 48c is connected in parallel to the resistive element 46c. Specifically, the anode of the diode 48c is connected to a node between the resistance element 46c and the capacitance element 47c, and the cathode of the diode 48c is connected to the other end of the resistance element 46c. Note that the capacitance of the capacitive element 47c is, for example, 100 μF.

同様に、スナバ回路４５ｄは、抵抗素子４６ｄと、容量素子４７ｄと、ダイオード４８ｄとを備えている。抵抗素子４６ｄと容量素子４７ｄとは直列に接続されており、抵抗素子４６ｄにはダイオード４８ｄが並列に接続されている。具体的には、ダイオード４８のアノードは抵抗素子４６ｄと容量素子４７ｄとの間のノードに接続されており、ダイオード４８ｄのカソードは抵抗素子４６ｄのもう一端に接続されている。なお、容量素子４７ｄの容量は、例えば、１００μＦとされている。   Similarly, the snubber circuit 45d includes a resistive element 46d, a capacitive element 47d, and a diode 48d. The resistive element 46d and the capacitive element 47d are connected in series, and a diode 48d is connected in parallel to the resistive element 46d. Specifically, the anode of the diode 48 is connected to a node between the resistor element 46d and the capacitor element 47d, and the cathode of the diode 48d is connected to the other end of the resistor element 46d. The capacitance of the capacitive element 47d is 100 μF, for example.

次に、図２〜５を参照しながら、リフティングマグネット用電源回路１の動作を説明する。図２〜５は、図１に示すリフティングマグネット用電源回路における各動作モードでの電流の流れを示す図である。   Next, the operation of the lifting magnet power supply circuit 1 will be described with reference to FIGS. 2 to 5 are diagrams showing current flows in the respective operation modes in the lifting magnet power supply circuit shown in FIG.

（リフティングマグネットの励磁動作モード）
Ｈブリッジ回路部４における第１のスイッチング素子４１ａ及び第４のスイッチング素子４１ｄを導通させる。これによって、図２に示すように、直流変換部３の正側出力端３ａ、第１のスイッチング素子４１ａ、リフティングマグネット２、第４のスイッチング素子４１ｄ、直流変換部３の負側出力端３ｂに励磁電流Ｉ１が流れる。 (Excitation mode of lifting magnet)
The first switching element 41a and the fourth switching element 41d in the H-bridge circuit unit 4 are made conductive. As a result, as shown in FIG. 2, the positive output end 3 a of the DC conversion unit 3, the first switching element 41 a, the lifting magnet 2, the fourth switching element 41 d, and the negative output end 3 b of the DC conversion unit 3 are connected. Excitation current I1 flows.

次に、第１のスイッチング素子４１ａを非導通とする。これによって、図３に示すように、リフティングマグネット２、第４のスイッチング素子４１ｄ、第２の整流用ダイオード４２ｂに還流電流Ｉ２が流れる。その後、再び第１のスイッチング素子４１ａを導通させる。これによって、図２に示すように、励磁電流Ｉ１が流れることとなる。   Next, the first switching element 41a is turned off. Thereby, as shown in FIG. 3, the return current I2 flows through the lifting magnet 2, the fourth switching element 41d, and the second rectifying diode 42b. Thereafter, the first switching element 41a is turned on again. As a result, the excitation current I1 flows as shown in FIG.

このように、第１のスイッチング素子４１ａをスイッチングすることによって、リフティングマグネット２が励磁され、鉄片等を吸着して持ち上げることができる。なお、第４のスイッチング素子４１ｄはスイッチング動作を行わない。   In this way, by switching the first switching element 41a, the lifting magnet 2 is excited and can attract and lift an iron piece or the like. Note that the fourth switching element 41d does not perform a switching operation.

（リフティングマグネットの消磁動作モード）
Ｈブリッジ回路部４における第１のスイッチング素子４１ａ及び第４のスイッチング素子４１ｄを非導通とし、リフティングマグネット２の両端電圧を反転させる。これによって、図４に示すように、リフティングマグネット２、第３のダイオード４８ｃ、消磁用エネルギー吸収部５における容量素子５１、第２のダイオード４８ｂに消磁電流Ｉ３が流れ、リフティングマグネット２に蓄積されたエネルギーが容量素子５１に移乗すると共に容量素子５１に蓄積される。 (Demagnetization mode of lifting magnet)
The first switching element 41a and the fourth switching element 41d in the H-bridge circuit unit 4 are made non-conductive, and the voltage across the lifting magnet 2 is inverted. As a result, as shown in FIG. 4, the demagnetizing current I3 flows through the lifting magnet 2, the third diode 48 c, the capacitive element 51 in the demagnetization energy absorbing unit 5, and the second diode 48 b, and is accumulated in the lifting magnet 2. The energy is transferred to the capacitive element 51 and stored in the capacitive element 51.

これにより、リフティングマグネット２が消磁され、吸着していた鉄片等を解放することができる。   As a result, the lifting magnet 2 is demagnetized, and the attracted iron pieces and the like can be released.

（リフティングマグネットの残留磁気の消磁動作モード）
ここで、リフティングマグネット２はヒステリシス特性によって残留磁気を有することとなる。そこで、Ｈブリッジ回路部４における第２のスイッチング素子４１ｂ及び第３のスイッチング素子４１ｃを導通させる。これによって、図５に示すように、消磁用エネルギー吸収部５における容量素子５１、第３のスイッチング素子４１ｃ、リフティングマグネット２、第２のスイッチング素子４１ｂに残留磁気の消磁電流Ｉ４が流れる。すなわち、容量素子５１に蓄積された電荷によって、リフティングマグネット２において消磁電流Ｉ３とは逆向きの残留磁気の消磁電流Ｉ４が流れる。 (Demagnetization mode of remanence of lifting magnet)
Here, the lifting magnet 2 has residual magnetism due to hysteresis characteristics. Therefore, the second switching element 41b and the third switching element 41c in the H-bridge circuit unit 4 are brought into conduction. As a result, as shown in FIG. 5, a demagnetizing current I4 of residual magnetism flows through the capacitive element 51, the third switching element 41c, the lifting magnet 2 and the second switching element 41b in the demagnetization energy absorbing section 5. In other words, the residual magnetism demagnetizing current I4 flows in the lifting magnet 2 in the direction opposite to the demagnetizing current I3 due to the electric charge accumulated in the capacitive element 51.

これにより、リフティングマグネット２が消磁され、吸着していた鉄片等を解放することができる。この残留磁気の消磁の際、第２及び第３のスイッチング素子４１ｂ，４１ｃはスイッチング動作を行わない。この第２及び第３のスイッチング素子４１ｂ，４１ｃに、内部抵抗が比較的小さい有接点スイッチが用いられるので、発熱が低減されることとなる。   As a result, the lifting magnet 2 is demagnetized, and the attracted iron pieces and the like can be released. During the demagnetization of the residual magnetism, the second and third switching elements 41b and 41c do not perform a switching operation. Since a contact switch having a relatively small internal resistance is used for the second and third switching elements 41b and 41c, heat generation is reduced.

本実施形態に係るリフティングマグネット用電源回路１によれば、リフティングマグネット２への電力の供給を制御するＨブリッジ回路部４において、転流用ダイオード４２ａ〜４２ｄを備えると共に、第１〜第４のスイッチング素子４１ａ〜４１ｄ（交流用有接点スイッチ）に並列に接続されたスナバ回路４５ａ〜４５ｄを備える構成であるため、これらのスナバ回路４５ａ〜４５ｄによって、部品、配線により構成されるインダクタンスに溜まっている電気エネルギーを吸収して消費することができる。これにより、不要なアーク電圧を吸収して、接点を遮断するときのアークを使用上及び寿命上問題とならない大きさまで小さくすることが可能となる。第１〜第４のスイッチング素子４１ａ〜４１ｄにおけるアーク放電の発生を抑えることができる。これにより、リフティングマグネット２のように大きなインダクタンスを持つ負荷に流れる直流電流を、交流用の汎用接触器によって、オフすることができる。   According to the lifting magnet power supply circuit 1 according to the present embodiment, the H bridge circuit unit 4 that controls the supply of power to the lifting magnet 2 includes the commutation diodes 42 a to 42 d and the first to fourth switching elements. Since the configuration includes snubber circuits 45a to 45d connected in parallel to the elements 41a to 41d (reed switch for alternating current), the snubber circuits 45a to 45d accumulate in the inductance constituted by components and wiring. Electric energy can be absorbed and consumed. As a result, it is possible to absorb unnecessary arc voltage and reduce the arc when breaking the contact to a size that does not cause a problem in use and life. The occurrence of arc discharge in the first to fourth switching elements 41a to 41d can be suppressed. Thereby, the direct current which flows into the load with big inductance like the lifting magnet 2 can be turned off by the general purpose contactor for alternating current.

また、リフティングマグネット用電源回路１では、スナバ回路４５ａ〜４５ｄ、転流用ダイオード４２ａ〜４２ｄ、交流用有接点スイッチ４１ａ〜４１ｄを備える構成であるため、発熱を抑えることが可能であり、従来必要であった冷却装置を不要とし、装置構成の簡素化を図ることができる。   The lifting magnet power supply circuit 1 includes snubber circuits 45a to 45d, commutation diodes 42a to 42d, and AC contact point switches 41a to 41d. This eliminates the need for the cooling device, and simplifies the device configuration.

また、有接点スイッチは、従来の無接点スイッチと比較して、安価であり、メンテナンスも容易であるため、信頼性の向上及び低コスト化を図ることができる。また、アーク放電を吹き消すための装置も不要であるため、装置構成の簡素化、及び低コスト化を図ることができる。なお、有接点スイッチとは、交流用電磁接触器であり、機械的に接触する接点を有するスイッチであって、リレーなどの機械式スイッチである。   In addition, since the contact switch is less expensive and easier to maintain than the conventional contactless switch, the reliability can be improved and the cost can be reduced. In addition, since a device for blowing off arc discharge is unnecessary, the device configuration can be simplified and the cost can be reduced. In addition, a contact switch is an electromagnetic contactor for alternating current, a switch which has a contact which contacts mechanically, Comprising: It is mechanical switches, such as a relay.

なお、本発明は上記した本実施形態に限定されることなく種々の変形が可能である。上記実施形態のリフティングマグネット用電源回路１では、第１〜第４のスイッチング素子４１ａ〜４１ｄを有接点スイッチとしているが、第１〜第４のスイッチング素子のうち少なくとも一つが、有接点スイッチであり、有接点スイッチに並列に接続されたスナバ回路を更に備える構成であればよい。   The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made. In the lifting magnet power supply circuit 1 of the above embodiment, the first to fourth switching elements 41a to 41d are contact switches, but at least one of the first to fourth switching elements is a contact switch. The configuration may further include a snubber circuit connected in parallel to the contact switch.

図６は、本発明の他の実施形態に係るリフティングマグネット用電源回路を示す回路図である。図６に示すリフティングマグネット用電源回路１Ａが、図１に示すリフティングマグネット用電源回路１と違う点は、有接点スイッチである第１のスイッチング素子４１ａに代えて、無接点スイッチである第１のスイッチング素子４９ａを備える点である。 FIG. 6 is a circuit diagram showing a lifting magnet power supply circuit according to another embodiment of the present invention. Power circuit 1A for lifting magnet shown in FIG. 6, the point different from the power supply circuit 1 for lifting magnet shown in Figure 1, in place of the first switching element 41a is a reed switch, the first is a proximity switch It is a point provided with the switching element 49a.

このように、第１のスイッチング素子４９ａは、スイッチング速度が比較的速い無接点スイッチであるので、リフティングマグネット２に印加する電圧の定電圧制御や電流の定電流制御の制御性を向上することができる。   Thus, since the first switching element 49a is a contactless switch having a relatively fast switching speed, the controllability of the constant voltage control of the voltage applied to the lifting magnet 2 and the constant current control of the current can be improved. it can.

なお、第１のスイッチング素子４１ａのスイッチングの割合を調整することによって、リフティングマグネット２に印加する電圧を調整することができ、リフティングマグネット２に蓄積するエネルギーを調整することができる。これによって、例えば、鉄片の吸着の強度を調整することが可能となる。本実施形態では、第１のスイッチング素子４１ａのスイッチング速度が比較的速いので、このような調整の制御性をも向上することが可能である。   The voltage applied to the lifting magnet 2 can be adjusted by adjusting the switching rate of the first switching element 41a, and the energy accumulated in the lifting magnet 2 can be adjusted. Thereby, for example, the strength of the iron piece adsorption can be adjusted. In this embodiment, since the switching speed of the first switching element 41a is relatively fast, it is possible to improve the controllability of such adjustment.

また、直流変換部３におけるダイオード３１ａ〜３１ｆ、Ｈブリッジ回路部４における第１〜第４のダイオード４２ａ〜４２ｄは、一方向に整流機能を備えていればダイオード以外の素子でも代用可能である。   The diodes 31a to 31f in the DC conversion unit 3 and the first to fourth diodes 42a to 42d in the H bridge circuit unit 4 may be replaced with elements other than the diodes as long as they have a rectifying function in one direction.

また、上記実施形態では、ＣＲＤ型スナバ回路を例示したが、スナバ回路４５ａ〜４５ｄは本実施形態に限られない。例えば、容量素子（Ｃ）のみで構成されたスナバ回路であってもよいし、容量素子と抵抗素子（Ｒ）との組合せで構成されたスナバ回路であってもよい。また、複数の容量素子を備えるスナバ回路でもよい。また、容量素子の容量は、スナバ回路ごとに異なっていてもよい。   Moreover, in the said embodiment, although the CRD type snubber circuit was illustrated, snubber circuits 45a-45d are not restricted to this embodiment. For example, it may be a snubber circuit composed only of a capacitive element (C), or a snubber circuit composed of a combination of a capacitive element and a resistance element (R). Further, a snubber circuit including a plurality of capacitive elements may be used. Further, the capacitance of the capacitive element may be different for each snubber circuit.

また、上記実施形態では、転流用機構として、ダイオード４２ａ〜４２ｄを例示したが、スイッチング素子を転流用機構として用いてもよい。   Moreover, in the said embodiment, although diode 42a-42d was illustrated as a mechanism for commutation, you may use a switching element as a mechanism for commutation.

１，１Ａ…リフティングマグネット用電源回路、２…リフティングマグネット、３…直流変換部、４…Ｈブリッジ回路部、５…消磁用エネルギー吸収部、３１ａ〜３１ｆ…ダイオード、４１ａ〜４１ｄ…スイッチング素子（有接点スイッチ）、４２ａ〜４２ｄ…転流用ダイオード（転流用機構）、４５ａ〜４５ｄ…スナバ回路、４６ａ〜４６ｄ…抵抗素子、４７ａ〜４７ｄ…容量素子、４９ａ…スイッチング素子（無接点スイッチ）、５１…容量素子。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,1A ... Lifting magnet power supply circuit, 2 ... Lifting magnet, 3 ... DC conversion part, 4 ... H bridge circuit part, 5 ... Demagnetization energy absorption part, 31a-31f ... Diode, 41a-41d ... Switching element (existence) Contact switch), 42a-42d ... commutation diode (commutation mechanism), 45a-45d ... snubber circuit, 46a-46d ... resistance element, 47a-47d ... capacitive element, 49a ... switching element (non-contact switch), 51 ... Capacitance element.

Claims (1)

リフティングマグネットに電力を供給するリフティングマグネット用電源回路であって、
高電位側電源と低電位側電源との間に順に直列に接続された第１及び第２のスイッチング素子であって、その間のノードが前記リフティングマグネットの一端に接続される前記第１及び第２のスイッチング素子と、前記高電位側電源と前記低電位側電源との間に順に直列に接続された第３及び第４のスイッチング素子であって、その間のノードが前記リフティングマグネットの他端に接続される前記第３及び第４のスイッチング素子と、転流用機構とを有し、前記リフティングマグネットへの電力の供給を制御するＨブリッジ回路部を備え、
前記第１のスイッチング素子は、無接点スイッチであり、
前記第２〜第４のスイッチング素子は、交流用有接点スイッチであり、
前記交流用有接点スイッチに並列に接続されたスナバ回路を更に備えることを特徴とするリフティングマグネット用電源回路。
A lifting magnet power supply circuit for supplying power to the lifting magnet,
First and second switching elements connected in series between a high-potential-side power supply and a low-potential-side power supply in series, and a node between them is connected to one end of the lifting magnet. Switching elements, and third and fourth switching elements connected in series between the high-potential-side power supply and the low-potential-side power supply in order, and a node between them is connected to the other end of the lifting magnet The third and fourth switching elements, and a commutation mechanism, comprising an H-bridge circuit section for controlling power supply to the lifting magnet,
The first switching element is a contactless switch;
The second to fourth switching element is a contact switch AC,
A power supply circuit for a lifting magnet, further comprising a snubber circuit connected in parallel to the AC contact switch.
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