JPH05101925A - 電磁石装置 - Google Patents
電磁石装置Info
- Publication number
- JPH05101925A JPH05101925A JP26194591A JP26194591A JPH05101925A JP H05101925 A JPH05101925 A JP H05101925A JP 26194591 A JP26194591 A JP 26194591A JP 26194591 A JP26194591 A JP 26194591A JP H05101925 A JPH05101925 A JP H05101925A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 電源投入衝撃を低減すること。
【構成】 電源投入開始時の電源電圧が所定値を越えた
ときに操作コイル１に励磁電流を流すスイッチ素子５
と、励磁電流の検出回路１５と、検出回路１５の検出値
が所定値を越えたときに動作開始する電源電圧の大きさ
に逆比例した動作設定時間のＶ−ｔ回路１７と、Ｖ−ｔ
回路１７の動作設定時間経過後にスイッチ素子５を制御
して操作コイル１に保持動作電流を流す発振回路１６と
を具える。
ときに操作コイル１に励磁電流を流すスイッチ素子５
と、励磁電流の検出回路１５と、検出回路１５の検出値
が所定値を越えたときに動作開始する電源電圧の大きさ
に逆比例した動作設定時間のＶ−ｔ回路１７と、Ｖ−ｔ
回路１７の動作設定時間経過後にスイッチ素子５を制御
して操作コイル１に保持動作電流を流す発振回路１６と
を具える。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、直流電源又は交流電源
を整流した電源を使用する電磁石装置に関し、特に投入
動作時における投入衝撃を低減する制御技術を適用した
電磁石装置に関する。
を整流した電源を使用する電磁石装置に関し、特に投入
動作時における投入衝撃を低減する制御技術を適用した
電磁石装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】図９において、電磁石の操作コイル１は
操作スイッチ４を介してスイッチ素子５と直列に直流電
源Ｐ，Ｎに接続されている。このスイッチ素子５は、一
定電圧を各構成７，８，９に与える制御電源回路６、電
圧検出回路７、タイマ回路８および発振回路９により制
御されるもので、電圧検出回路７、タイマ回路８および
発振回路９の各出力がオア回路１０、抵抗を経てスイッ
チ素子５へ入力される。この動作は直流電源Ｐ，Ｎの電
圧が所定値以上になると、電圧検出回路７が検出信号を
タイマ回路８に出力し、タイマ回路８によるｔ3 −ｔ1
時間（図１０参照）の分だけ、電磁石投入に必要な大き
な電流を操作コイル１に流す。図１１は操作コイル１に
流れる電流を示す。タイマ回路８がタイムアップすると
発振回路９がパルス発振を開始し（図１０のパルス波
形）、操作コイル１の電流を低減し、電磁石装置の動作
を保持する。
操作スイッチ４を介してスイッチ素子５と直列に直流電
源Ｐ，Ｎに接続されている。このスイッチ素子５は、一
定電圧を各構成７，８，９に与える制御電源回路６、電
圧検出回路７、タイマ回路８および発振回路９により制
御されるもので、電圧検出回路７、タイマ回路８および
発振回路９の各出力がオア回路１０、抵抗を経てスイッ
チ素子５へ入力される。この動作は直流電源Ｐ，Ｎの電
圧が所定値以上になると、電圧検出回路７が検出信号を
タイマ回路８に出力し、タイマ回路８によるｔ3 −ｔ1
時間（図１０参照）の分だけ、電磁石投入に必要な大き
な電流を操作コイル１に流す。図１１は操作コイル１に
流れる電流を示す。タイマ回路８がタイムアップすると
発振回路９がパルス発振を開始し（図１０のパルス波
形）、操作コイル１の電流を低減し、電磁石装置の動作
を保持する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】図１０のｔ2 −ｔ1
は、電磁石装置が投入動作に要する時間であるが、電磁
石装置のバラツキを考慮して、若干の余裕時間（ｔ3 −
ｔ2 ）を考慮すると（ｔ2−ｔ1 ）×２〜３倍＝（ｔ3
−ｔ1 ）となり、投入に必要な時間の２〜３倍の間、操
作コイル１に電流が流れる。これにより、操作コイル
の発熱によるコイル焼損、電力損失の増大、電磁石
の吸着時の衝撃大による機構部の破損および短寿命等の
問題が生じる。
は、電磁石装置が投入動作に要する時間であるが、電磁
石装置のバラツキを考慮して、若干の余裕時間（ｔ3 −
ｔ2 ）を考慮すると（ｔ2−ｔ1 ）×２〜３倍＝（ｔ3
−ｔ1 ）となり、投入に必要な時間の２〜３倍の間、操
作コイル１に電流が流れる。これにより、操作コイル
の発熱によるコイル焼損、電力損失の増大、電磁石
の吸着時の衝撃大による機構部の破損および短寿命等の
問題が生じる。
【０００４】本発明の目的は以上のような問題を解消し
た電磁石装置を提供することにある。
た電磁石装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明は、電源投入開始時の電源電圧が所定値を越えた
ときに操作コイルに励磁電流を流すスイッチ手段と、前
記励磁電流の検出手段と、該検出手段の検出値が所定値
を越えたときに動作開始する、電源電圧の大きさに逆比
例した動作設定時間のタイマー回路と、該タイマー回路
の動作設定時間経過後に前記スイッチ手段を制御して前
記操作コイルに保持動作電流を流す手段とを具えたこと
を特徴とし、さらに電源投入開始時の電源電圧が所定値
を越えたときに操作コイルに励磁電流を流すスイッチ手
段と、前記操作コイルのインダクタンスを検出する検出
手段と、前記検出手段の検出値が所定値を越えたときに
前記スイッチ手段を制御して前記操作コイルに保持動作
を流す手段とを具えたことを特徴とする。
本発明は、電源投入開始時の電源電圧が所定値を越えた
ときに操作コイルに励磁電流を流すスイッチ手段と、前
記励磁電流の検出手段と、該検出手段の検出値が所定値
を越えたときに動作開始する、電源電圧の大きさに逆比
例した動作設定時間のタイマー回路と、該タイマー回路
の動作設定時間経過後に前記スイッチ手段を制御して前
記操作コイルに保持動作電流を流す手段とを具えたこと
を特徴とし、さらに電源投入開始時の電源電圧が所定値
を越えたときに操作コイルに励磁電流を流すスイッチ手
段と、前記操作コイルのインダクタンスを検出する検出
手段と、前記検出手段の検出値が所定値を越えたときに
前記スイッチ手段を制御して前記操作コイルに保持動作
を流す手段とを具えたことを特徴とする。
【０００６】
【作用】図６は図９のＰ，Ｎ電圧が低い場合と高い場合
の操作コイル１の投入電流を示す。この波形において操
作コイル電流が所定値（ａ）に達してから電磁石が動き
始めるまでの時間ｔは、図７のように、Ｐ，Ｎ間の電圧
に対し逆比例の関係がある。このことを用いて、操作コ
イル１の電流が所定値に達してから、Ｐ，Ｎ間の電圧に
応じたタイマーを構成し、投入動作に最適なタイマー時
間に設定することにより、投入時の低衝撃化が図れる。
の操作コイル１の投入電流を示す。この波形において操
作コイル電流が所定値（ａ）に達してから電磁石が動き
始めるまでの時間ｔは、図７のように、Ｐ，Ｎ間の電圧
に対し逆比例の関係がある。このことを用いて、操作コ
イル１の電流が所定値に達してから、Ｐ，Ｎ間の電圧に
応じたタイマーを構成し、投入動作に最適なタイマー時
間に設定することにより、投入時の低衝撃化が図れる。
【０００７】また、図８は電磁石装置が投入動作を行う
時のインダクタンスの変化を電気的にとり出す基本回路
を示す。この動作は高周波電源ＶHFよりコンデンサＣ，
抵抗Ｒを通じ、操作コイル１に高周波電流を流してい
る。ここでスイッチ素子５がＯＮすると、操作コイル１
には大きな直流電流が流れ、電磁石が吸引動作を行う。
このとき、電磁石のインダクタンスは増加するため、抵
抗Ｒの電圧降下はｖ1 の波形となる。さらに、ｖ1 の波
形の電圧をダイオードＤとコンデンサＣ0 に与えると、
ｖ0 の波形が得られる。したがって、このｖ0 の値が所
定値以下になった時電磁石を投入動作から保持動作に切
換えることによって、投入時の低衝撃化が図れる。
時のインダクタンスの変化を電気的にとり出す基本回路
を示す。この動作は高周波電源ＶHFよりコンデンサＣ，
抵抗Ｒを通じ、操作コイル１に高周波電流を流してい
る。ここでスイッチ素子５がＯＮすると、操作コイル１
には大きな直流電流が流れ、電磁石が吸引動作を行う。
このとき、電磁石のインダクタンスは増加するため、抵
抗Ｒの電圧降下はｖ1 の波形となる。さらに、ｖ1 の波
形の電圧をダイオードＤとコンデンサＣ0 に与えると、
ｖ0 の波形が得られる。したがって、このｖ0 の値が所
定値以下になった時電磁石を投入動作から保持動作に切
換えることによって、投入時の低衝撃化が図れる。
【０００８】
【実施例】図１は本発明の第１の実施例のブロック図を
示す。電磁石の操作コイル１はスイッチ素子（トランジ
スタ）５および電流検出抵抗１１と直列に直流電源Ｐ，
Ｎに接続されている。６は一定電圧を出力する制御電源
回路、７は電圧検出回路である。操作スイッチ４がオン
し、電圧検出回路７が所定電圧の検出信号をアンドゲー
トＧ１に出力し、同ゲートＧ１の出力がオアゲートＧ２
を介してスイッチ素子５をオンする。これによって操作
コイル１に電流が流れ、電流検出抵抗１１に電圧が発生
する。抵抗１１の電圧が所定値以上になると、電流検出
回路１５より検出信号が出力され、電圧−時間（Ｖ−
ｔ）変換回路１７へ入力される。この入力から一定時間
後、Ｖ−ｔ変換回路１７の出力によりアンドゲートＧ１
の出力は停止されると共に発振回路１６が発振し、オア
ゲートＧ２を経てスイッチ素子５へ発振出力が入力され
る。
示す。電磁石の操作コイル１はスイッチ素子（トランジ
スタ）５および電流検出抵抗１１と直列に直流電源Ｐ，
Ｎに接続されている。６は一定電圧を出力する制御電源
回路、７は電圧検出回路である。操作スイッチ４がオン
し、電圧検出回路７が所定電圧の検出信号をアンドゲー
トＧ１に出力し、同ゲートＧ１の出力がオアゲートＧ２
を介してスイッチ素子５をオンする。これによって操作
コイル１に電流が流れ、電流検出抵抗１１に電圧が発生
する。抵抗１１の電圧が所定値以上になると、電流検出
回路１５より検出信号が出力され、電圧−時間（Ｖ−
ｔ）変換回路１７へ入力される。この入力から一定時間
後、Ｖ−ｔ変換回路１７の出力によりアンドゲートＧ１
の出力は停止されると共に発振回路１６が発振し、オア
ゲートＧ２を経てスイッチ素子５へ発振出力が入力され
る。
【０００９】図２は図１の電流検出回路１５とＶ−ｔ変
換回路１７の具体例を示している。
換回路１７の具体例を示している。
【００１０】図２の動作について説明すると、操作コイ
ル１の電流を制御するスイッチ素子５のエミッタに接続
した抵抗１１に発生した電圧をオペアンプＯＰ１の−入
力端に入力し、この電圧が＋入力端の電圧を越えると、
オペアンプＯＰ１の出力はロー（Ｌ）レベルになる。こ
れにより、それまでオペアンプＯＰ１の出力電圧に充電
されていたコンデンサＣ１は抵抗Ｒ１を通じ放電するた
め、図３にＶc1で示すような波形の電圧がオペアンプＯ
Ｐ２の＋入力端に入力される。なお電流検出レベルは使
用される電源電圧の最低値の時に流れる投入電流に近い
値に設定することができる。一方オペアンプＯＰ２の−
入力端には、直流電源Ｐ，Ｎ間の電圧を抵抗Ｒ２とＲ３
で分圧した電圧が入力されているため、＋入力端の電圧
が−入力端の電圧以下になると（図３のｂで示す）、オ
ペアンプＯＰ２の出力はＬレベルになる。これにより、
アンドゲートＧ１の出力はＬレベル、ダイオードＤ１は
カットオフとなり、発振回路１６を構成するオペアンプ
ＯＰ３の−入力端はＬレベルとなるので、同回路１６は
発振を開始する。これにより、オアゲートＧ２には発振
回路１６からのハイ（Ｈ）レベルのみ入力され、これが
スイッチ素子５に入力され、図３に示すような発振開始
時点から漸次減少して一定電流になるコイル電流か操作
コイル１に流れる。なお、抵抗Ｒ２とＲ３の値を選ぶこ
とによって、操作コイルに投入電流を流すのは、電磁石
がほぼ完全な閉磁路を形成する瞬間までとし、その後は
保持動作へ切換えることができる。
ル１の電流を制御するスイッチ素子５のエミッタに接続
した抵抗１１に発生した電圧をオペアンプＯＰ１の−入
力端に入力し、この電圧が＋入力端の電圧を越えると、
オペアンプＯＰ１の出力はロー（Ｌ）レベルになる。こ
れにより、それまでオペアンプＯＰ１の出力電圧に充電
されていたコンデンサＣ１は抵抗Ｒ１を通じ放電するた
め、図３にＶc1で示すような波形の電圧がオペアンプＯ
Ｐ２の＋入力端に入力される。なお電流検出レベルは使
用される電源電圧の最低値の時に流れる投入電流に近い
値に設定することができる。一方オペアンプＯＰ２の−
入力端には、直流電源Ｐ，Ｎ間の電圧を抵抗Ｒ２とＲ３
で分圧した電圧が入力されているため、＋入力端の電圧
が−入力端の電圧以下になると（図３のｂで示す）、オ
ペアンプＯＰ２の出力はＬレベルになる。これにより、
アンドゲートＧ１の出力はＬレベル、ダイオードＤ１は
カットオフとなり、発振回路１６を構成するオペアンプ
ＯＰ３の−入力端はＬレベルとなるので、同回路１６は
発振を開始する。これにより、オアゲートＧ２には発振
回路１６からのハイ（Ｈ）レベルのみ入力され、これが
スイッチ素子５に入力され、図３に示すような発振開始
時点から漸次減少して一定電流になるコイル電流か操作
コイル１に流れる。なお、抵抗Ｒ２とＲ３の値を選ぶこ
とによって、操作コイルに投入電流を流すのは、電磁石
がほぼ完全な閉磁路を形成する瞬間までとし、その後は
保持動作へ切換えることができる。
【００１１】図４は本発明の第２の実施例のブロック図
を示す。操作スイッチ４が投入されると、第１の実施例
と同様にしてスイッチ素子５がオンし、操作コイル１に
電流が流れる。操作コイル１にはＶHF（高周波）電源回
路２１（図８参照）が接続されている。前記スイッチ素
子５のオンにより操作コイル１が励磁され、電磁石が動
作を開始すると、図８のＶ0 が所定値以下になる。この
信号をインダクタンス変換回路２０へ入力すると、アン
ドゲートＧ１において電圧検出回路７の出力が停止され
ると共に、発振回路１６が発振し、アンドゲートＧ２を
経てスイッチ素子５へ発振出力が入力される。
を示す。操作スイッチ４が投入されると、第１の実施例
と同様にしてスイッチ素子５がオンし、操作コイル１に
電流が流れる。操作コイル１にはＶHF（高周波）電源回
路２１（図８参照）が接続されている。前記スイッチ素
子５のオンにより操作コイル１が励磁され、電磁石が動
作を開始すると、図８のＶ0 が所定値以下になる。この
信号をインダクタンス変換回路２０へ入力すると、アン
ドゲートＧ１において電圧検出回路７の出力が停止され
ると共に、発振回路１６が発振し、アンドゲートＧ２を
経てスイッチ素子５へ発振出力が入力される。
【００１２】図５は図４のＶHF回路２１とインダクタン
ス変換回路２０の具体例を示す。ＶHF回路はハートレー
型の発振器を有し、トランスの二次側（Ｔ２）が高周波
電源になっている。この高周波電源からの高周波電流は
コンデンサＣ１１，コイル１、抵抗Ｒ１１の回路を流
れ、抵抗Ｒ１１の両端には前記図８のｖ1 の波形の電圧
が発生する。さらにコンデンサＣ１２の両端には、図８
のｖ0 の波形の電圧が発生し、コンパレータＣＭＰの＋
入力端に入力される。又コンパレータＣＭＰの−入力端
には抵抗Ｒ１２，Ｒ１３により分圧された電圧が入力さ
れ、これがｖ0 の値と比較される。そして、ｖ0 の値が
コンパレータＣＭＰの−入力端に入力される所定値以下
になるとコンパレータＣＭＰの出力はレベルＬとなり、
フォトカプラＰＣをオンさせる。フォトカプラＰＣの出
力は、電圧検出回路７の出力とともにアンドゲートＧ１
に入力されるためフォトカプラＰＣが動作した時、アン
ドゲートＧ１の出力は停止され、発振回路１６が動作を
開始し、電磁石装置の保持動作を行う。
ス変換回路２０の具体例を示す。ＶHF回路はハートレー
型の発振器を有し、トランスの二次側（Ｔ２）が高周波
電源になっている。この高周波電源からの高周波電流は
コンデンサＣ１１，コイル１、抵抗Ｒ１１の回路を流
れ、抵抗Ｒ１１の両端には前記図８のｖ1 の波形の電圧
が発生する。さらにコンデンサＣ１２の両端には、図８
のｖ0 の波形の電圧が発生し、コンパレータＣＭＰの＋
入力端に入力される。又コンパレータＣＭＰの−入力端
には抵抗Ｒ１２，Ｒ１３により分圧された電圧が入力さ
れ、これがｖ0 の値と比較される。そして、ｖ0 の値が
コンパレータＣＭＰの−入力端に入力される所定値以下
になるとコンパレータＣＭＰの出力はレベルＬとなり、
フォトカプラＰＣをオンさせる。フォトカプラＰＣの出
力は、電圧検出回路７の出力とともにアンドゲートＧ１
に入力されるためフォトカプラＰＣが動作した時、アン
ドゲートＧ１の出力は停止され、発振回路１６が動作を
開始し、電磁石装置の保持動作を行う。
【００１３】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば投入
衝撃を低減した電磁石装置を提供することができる。
衝撃を低減した電磁石装置を提供することができる。
【図１】本発明の第１の実施例のブロック図である。
【図２】同実施例の一部の回路図である。
【図３】図２の回路の各部の電流波形を示す図である。
【図４】本発明の第２の実施例のブロック図である。
【図５】同実施例の一部の回路図である。
【図６】各定格電圧における操作コイル電流特性を示す
図である。
図である。
【図７】各電源電圧と電磁石が動き始めるまでの時間と
の関係を示す図である。
の関係を示す図である。
【図８】（ａ）は電磁石のインダクタンス変化をとり出
す基本回路を示す図、（ｂ）はそのとり出した電流波形
を示す図である。
す基本回路を示す図、（ｂ）はそのとり出した電流波形
を示す図である。
【図９】従来例のブロック図である。
【図１０】同従来例のスイッチ素子駆動パルス波形を示
す図である。
す図である。
【図１１】同従来例のコイル電流波形を示す図である。
１ 操作コイル ５ スイッチ素子 １１ 抵抗 １７ Ｖ−ｔ回路 Ｇ１ アンドゲート Ｇ２ オアゲート
Claims (3)
- 【請求項１】 電源投入開始時の電源電圧が所定値を越
えたときに操作コイルに励磁電流を流すスイッチ手段
と、前記励磁電流の検出手段と、該検出手段の検出値が
所定値を越えたときに動作開始する、電源電圧の大きさ
に逆比例した動作設定時間のタイマー回路と、該タイマ
ー回路の動作設定時間経過後に前記スイッチ手段を制御
して前記操作コイルに保持動作電流を流す手段とを具え
たことを特徴とする電磁石装置。 - 【請求項２】 電源投入開始時の電源電圧が所定値を越
えたときに操作コイルに励磁電流を流すスイッチ手段
と、前記操作コイルのインダクタンスを検出する検出手
段と、前記検出手段の検出値が所定値を越えたときに前
記スイッチ手段を制御して前記操作コイルに保持動作を
流す手段とを具えたことを特徴とする電磁石装置。 - 【請求項３】 前記検出手段は前記操作コイルと並列に
高周波電源部とコンデンサと抵抗との直列回路を接続
し、前記抵抗の電圧を半波整流した信号と所定電圧とを
コンパレータで比較した信号を検出信号とすることを特
徴とする請求項２に記載の電磁石装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26194591A JPH05101925A (ja) | 1991-10-09 | 1991-10-09 | 電磁石装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26194591A JPH05101925A (ja) | 1991-10-09 | 1991-10-09 | 電磁石装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05101925A true JPH05101925A (ja) | 1993-04-23 |
Family
ID=17368858
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26194591A Pending JPH05101925A (ja) | 1991-10-09 | 1991-10-09 | 電磁石装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05101925A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001223111A (ja) * | 2000-02-09 | 2001-08-17 | Toto Ltd | 給水制御装置 |
| US10262824B2 (en) | 2016-03-17 | 2019-04-16 | Fuji Electric Fa Components & Systems Co., Ltd. | Operation coil drive device of electromagnetic contactor |
-
1991
- 1991-10-09 JP JP26194591A patent/JPH05101925A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001223111A (ja) * | 2000-02-09 | 2001-08-17 | Toto Ltd | 給水制御装置 |
| US10262824B2 (en) | 2016-03-17 | 2019-04-16 | Fuji Electric Fa Components & Systems Co., Ltd. | Operation coil drive device of electromagnetic contactor |
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