JPH0661043A - 電磁石のコイル駆動装置 - Google Patents

電磁石のコイル駆動装置

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JPH0661043A
JPH0661043A JP4208289A JP20828992A JPH0661043A JP H0661043 A JPH0661043 A JP H0661043A JP 4208289 A JP4208289 A JP 4208289A JP 20828992 A JP20828992 A JP 20828992A JP H0661043 A JPH0661043 A JP H0661043A
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JP
Japan
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electromagnet
coil
current
circuit
voltage
Prior art date
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Pending
Application number
JP4208289A
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English (en)
Inventor
Minoru Ishikawa
稔 石川
Kimitada Ishikawa
公忠 石川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fuji Electric Co Ltd
Original Assignee
Fuji Electric Co Ltd
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Publication date
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Priority to KR2019930014976U priority patent/KR970005948Y1/ko
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F7/00Magnets
    • H01F7/06Electromagnets; Actuators including electromagnets
    • H01F7/064Circuit arrangements for actuating electromagnets
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R19/00Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof
    • G01R19/165Indicating that current or voltage is either above or below a predetermined value or within or outside a predetermined range of values
    • G01R19/16566Circuits and arrangements for comparing voltage or current with one or several thresholds and for indicating the result not covered by subgroups G01R19/16504, G01R19/16528, G01R19/16533
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F7/00Magnets
    • H01F7/06Electromagnets; Actuators including electromagnets
    • H01F2007/068Electromagnets; Actuators including electromagnets using printed circuit coils

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Abstract

(57)【要約】 【目的】電磁石の投入時に、可動鉄心の各位置の反力に
応じた吸引力を確実に得るようにし、投入エネルギーを
最小にして投入時の衝撃を最小にする。 【構成】電磁石4の可動鉄心の位置を検出する位置セン
サ9と、この位置検出信号が入力され、可動鉄心の各位
置における反力に応じた吸引力を生じる電磁石4のコイ
ル電流を設定する電流設定回路10と、電磁石4のコイ
ル電流値と電流設定回路10からの設定電流値とが入力
されこのコイル電流を設定電流値に制御するパルス出力
回路7およびスイッチング素子5とで構成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は電磁接触器などの電磁石
のコイル駆動装置に関する。
【0002】
【従来の技術】図6は従来の電磁石のコイル駆動装置の
回路図である。図6において、電源1にスイッチ2を介
して接続された整流回路3により直流電圧を回路に供給
する。整流回路3に並列にそれぞれ直列に電磁石のコイ
ル4およびスイッチング素子5を接続し、この電磁石の
コイル4と並列にフライホィールダイオード6を接続す
る。更に整流回路3に並列に電圧検出回路12と定電圧
回路13を接続し、この定電圧回路13は第1のタイマ
回路20,第2のタイマ回路21,ゲイン回路19,パ
ルス発生回路9,比較回路8,パルス出力回路7に電圧
を供給する。電圧検出回路12からの信号はこれら各回
路を介してスイッチング素子5に入力される。
【0003】この動作の説明は省略するが、要は電磁石
の投入時にコイル電流を時間の経過とともに順次低下さ
せ、可動鉄心の各位置における反力に応じた吸引力を得
るようにして、投入エネルギーを最小にして、投入時の
衝撃を低減するようにしたものである。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】前述の電磁石のコイル
駆動装置においては、電磁石の投入時にコイル電流を時
間の経過とともに順次低下させ、可動鉄心の各位置にお
ける反力に応じた吸引力を得るようにしているが、一般
に電磁石はその取り付け角度などにより動作時間が変化
するので、これらをカバーするためには投入時のコイル
電流の時間に対する低下の割合を小さくしておくことが
必要となる。このために必要以上に投入電流が流れ、コ
イルの損失が増加し、衝撃の低減効果が削減されている
のが実状である。
【0005】本発明の目的は前述の問題点を解決し、電
磁石の投入時に可動鉄心の各位置における反力に応じた
吸引力を確実に得るようにした電磁石のコイル駆動装置
を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】前述の目的を達成するた
めに、本発明の電磁石のコイル駆動装置は、電磁石のコ
イルにそれぞれ直列に接続されるスイッチング素子およ
び電流検出回路と、電源電圧を検出しこの電圧が所定値
以上のとき投入信号を出力する電圧検出回路と、前記電
磁石の可動鉄心の位置を検出する位置センサと、前記電
圧検出回路からの投入信号および前記位置センサからの
位置検出信号が入力され前記可動鉄心の各位置における
反力に応じた吸引力を生じる電磁石のコイル電流を設定
する電流設定回路と、前記電流検出回路の検出電流値お
よび前記電流設定回路の設定電流値が入力され前記電磁
石のコイル電流を前記設定電流値に制御する開閉パルス
信号を前記スイッチング素子に出力するパルス出力回路
とからなるようにする。そして前記位置センサは、例え
ば電磁石の固定部に設けられた固定コイルと、可動鉄心
に連結されこの固定コイル内を軸方向に移動自在の磁性
体とからなり、そしてこの位置センサは、例えばその磁
性体が電磁石の投入開始時は固定コイルの外部にあり投
入完了時はその内部に移動し、電流設定回路は電圧検出
回路からの投入信号で発振し、この発振電圧を前記位置
センサの固定コイルに印加し、この固定コイルに流れる
電流に比例した大きさの設定電流値を出力するようにす
る。
【0007】
【作用】本発明の電磁石のコイル駆動装置においては、
例えば電磁石の固定部に設けた固定コイルと可動鉄心に
連結されこの固定コイル内を軸方向に移動自在で、電磁
石の投入時はこの固定コイルの外部にあり投入完了時は
その内部に移動する磁性体とからなる位置センサによ
り、可動鉄心の位置をこの固定コイルのインダクタンス
の大きさ(投入開始時は小さく、投入完了時は大きい)
として検出し、電流設定回路では、電圧検出回路からの
投入信号で発振した発振電圧をこの位置センサの固定コ
イルに印加し、この固定コイルに流れる電流に比例した
設定電流値を出力するので、この設定電流値は固定コイ
ルのインダクタンスの逆数となり投入開始時は大きく、
投入完了時は小さい値になる。この設定電流値に電磁石
のコイル電流は制御されるので、電磁石は可動鉄心の各
位置に応じた吸引力を得ることができる。
【0008】
【実施例】図1は本発明の電磁石のコイル駆動装置の一
実施例を示す回路図である。図1において、電磁石のコ
イル駆動装置は電源1にそれぞれ直列に接続されたスイ
ッチ2および整流回路3と、この整流回路3に並列にそ
れぞれ直列に接続された電磁石4のコイル4A、例えば
MOSFETからなるスイッチング素子5および電流検
出回路8と、整流回路3に並列に接続され、電源1の電
流電圧を検出しこの電圧が所定値以上では「L」レベル
の投入信号P1 を出力する電圧検出回路11(電源電圧
が所定値以下では「H」レベルの非投入信号P0 を出力
する)と、電磁石4の図示しない固定部に設けられた固
定コイル9Aおよび図示しない可動鉄心に連結され、こ
の固定コイル内を軸方向に移動自在で電磁石の投入開始
時はこの固定コイルの外部に投入完了時はその内部に移
動する磁性体9Bとからなる位置センサ9と、電圧検出
回路11からの投入信号P1 および位置センサ9からの
位置検出信号P2 が入力され、被駆動電磁石4の可動鉄
心の各位置における反力に応じた吸引力を生じる電磁石
4のコイル電流を設定する電流設定回路10と、電流検
出回路8の検出電流値P4 および電流設定回路10の設
定電流値P3 が入力され、電磁石4のコイル電流を設定
電流値P3 に制御する開閉パルス信号P5をスイッチン
グ素子5に出力するパルス出力回路7とからなってい
る。なお、6は電磁石4のコイル4Aに並列に接続され
たフライホィールダイオードであり、電流検出回路8は
電流検出用抵抗8Aとこれに並列に接続された検出出力
平滑用のコンデンサ8Bとから構成されている。
【0009】図2は図1の電流設定回路10の回路の一
例を示す。図3はその動作波形図であり、図3を参照し
て説明する。図2においてオペアンプOP1 ,コンデン
サC 1 ,抵抗R1 ,R5 ,R6 ,R7 ,R8 は発振回路
を構成し、コンデンサC1 ,抵抗R1 で定まる周波数で
発振し、オペアンプOP1 の出力端子に図3(1)に示
す発振電圧v0 を生じる。9Aは位置センサ9の固定コ
イルであり、この固定コイル9Aには発振電圧v0 が印
加されて直列に接続されたコンデンサC2 ,抵抗R2
通して図3(2)に示す正弦波に近い電流IS が流れ、
抵抗R2 の両端子間に同様な波形の電圧が生じる。この
電圧はダイオードD1 で整流されてコンデンサC3 を充
電し、コンデンサC3 の両端子間には図3(3)に示す
ような抵抗R2 の両端子間電圧がピークでホールドされ
た電圧が生じる。従ってこの電圧の大きさは固定コイル
9Aに流れる電流IS の大きさを示す。
【0010】本電磁石のコイル駆動回路の動作は次の通
りである。まず電源電圧が所定値以下の場合、電圧検出
回路11から「H」レベルの非投入信号P0 が出力され
ており、この電流設定回路10のトランジスタT1 はオ
ンし、パルス出力回路7への設定電流値P3 は零となっ
ている。電源電圧が所定値以上になり、電圧検出回路1
1から「L」レベルの投入信号P1 が出力されるとこの
1 はオフし、パルス出力回路7へは図3(3)に示す
コンデンサC3 の両端子間電圧が電流設定値P 3 として
出力される。ここで位置センサ9は可動鉄心の位置をこ
の固定コイル9AのインダクタンスLS の大きさで示す
位置検出信号P2 を出力する。この位置検出信号P2
すなわちこの固定コイル9AのインダクタンスLS は図
4の動作特性図に示すように電磁石の投入開始時は磁性
体9Bがこの固定コイル9Aの外部にあるので小さく、
投入完了時はその内部にあるので大きくなる。そして固
定コイル9Aに流れる電流IS はほぼこのインダクタン
スLS の逆数となり、同様図4に示すように投入開始時
の大きな値から順次低下して投入完了時に最も小さい値
になる。
【0011】図5は可動鉄心の各位置に対する投入動作
に必要なコイル電流、すなわち可動鉄心の各位置におけ
る反力に応じた吸引力を生じるコイル電流を示す電磁石
の一般的な動作特性図であり、投入開始時の大きな値か
ら順次低減して投入完了時に最も小さい値となっている
ので、固定コイル9Aに流れる電流IS に比例した設定
電流値P3 (電流設定回路10のコンデンサC3 の両端
子間電圧)に電磁石4のコイル電流を制御することによ
り、可動鉄心の各位置における反力に応じた吸引力を得
ることができる。
【0012】
【発明の効果】本発明の電磁石のコイル駆動装置は、電
磁石の投入時に、可動鉄心の各位置の反力に応じて、例
えば投入開始時は大きく、投入完了時は小さい吸引力を
得るようにしたので、投入エネルギーを最小にして、投
入時の衝撃を最小にすることができ、例えばこの電磁石
を用いた電磁接触器などの信頼性が向上され寿命が延長
される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の電磁石のコイル駆動装置の一実施例を
示す回路図
【図2】図1の電流設定回路の回路図
【図3】図2に示す電流設定回路の動作波形図
【図4】図1の可動鉄心の位置センサの動作特性図
【図5】電磁石の一般的な動作特性図
【図6】従来の電磁石のコイル駆動装置の一例を示す回
路図
【符号の説明】
4 電磁石 4A コイル 5 スイッチング素子 7 パルス出力回路 8 電流検出回路 9 位置センサ 9A 固定コイル 9B 磁性体 10 電流設定回路 11 電圧検出回路

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】電磁石のコイルにそれぞれ直列に接続され
    るスイッチング素子および電流検出回路と、電源電圧を
    検出しこの電圧が所定値以上のとき投入信号を出力する
    電圧検出回路と、前記電磁石の可動鉄心の位置を検出す
    る位置センサと、前記電圧検出回路からの投入信号およ
    び前記位置センサからの位置検出信号が入力され前記可
    動鉄心の各位置における反力に応じた吸引力を生じる電
    磁石のコイル電流を設定する電流設定回路と、前記電流
    検出回路の検出電流値および前記電流設定回路の設定電
    流値が入力され前記電磁石のコイル電流を前記設定電流
    値に制御する開閉パルス信号を前記スイッチング素子に
    出力するパルス出力回路とからなることを特徴とする電
    磁石のコイル駆動装置。
  2. 【請求項2】請求項1記載の電磁石のコイル駆動装置に
    おいて、位置センサは電磁石の固定部に設けられた固定
    コイルと、可動鉄心に連結されこの固定コイル内を軸方
    向に移動自在の磁性体とからなることを特徴とする電磁
    石のコイル駆動装置。
  3. 【請求項3】請求項2記載の電磁石のコイル駆動装置に
    おいて、位置センサはその磁性体が電磁石の投入開始時
    は固定コイルの外部にあり投入完了時はその内部に移動
    し、電流設定回路は電圧検出回路からの投入信号で発振
    し、この発振電圧を前記位置センサの固定コイルに印加
    し、この固定コイルに流れる電流に比例した大きさの設
    定電流値を出力することを特徴とする電磁石のコイル駆
    動装置。
JP4208289A 1992-08-05 1992-08-05 電磁石のコイル駆動装置 Pending JPH0661043A (ja)

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JP4208289A JPH0661043A (ja) 1992-08-05 1992-08-05 電磁石のコイル駆動装置
KR2019930014976U KR970005948Y1 (ko) 1992-08-05 1993-08-05 전자석의 코일구동장치

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JP4208289A JPH0661043A (ja) 1992-08-05 1992-08-05 電磁石のコイル駆動装置

Publications (1)

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JPH0661043A true JPH0661043A (ja) 1994-03-04

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ID=16553791

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JP4208289A Pending JPH0661043A (ja) 1992-08-05 1992-08-05 電磁石のコイル駆動装置

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KR (1) KR970005948Y1 (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7042692B2 (en) 2001-12-26 2006-05-09 Fuji Electric Co., Ltd. Electromagnetic apparatus drive apparatus
JP2011044526A (ja) * 2009-08-20 2011-03-03 Isuzu Motors Ltd 電磁アクチュエータシステムおよびその制御方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US7042692B2 (en) 2001-12-26 2006-05-09 Fuji Electric Co., Ltd. Electromagnetic apparatus drive apparatus
JP2011044526A (ja) * 2009-08-20 2011-03-03 Isuzu Motors Ltd 電磁アクチュエータシステムおよびその制御方法

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KR970005948Y1 (ko) 1997-06-16
KR940006429U (ko) 1994-03-25

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