JPH07201562A - 電磁石装置 - Google Patents
電磁石装置Info
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- JPH07201562A JPH07201562A JP35794A JP35794A JPH07201562A JP H07201562 A JPH07201562 A JP H07201562A JP 35794 A JP35794 A JP 35794A JP 35794 A JP35794 A JP 35794A JP H07201562 A JPH07201562 A JP H07201562A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】取付角による電磁石の吸引力の変化を補償す
る。 【構成】操作コイル１と、この操作コイルに直列に接続
されたスイッチング素子７および電流検出用抵抗８と、
操作コイル１の投入コイル電流の通電期間に対応するパ
ルス幅のワンショットパルスを発生するワンショットパ
ルス発生回路６と、このワンショットパルス出力期間に
操作コイル１のコイル電流を電源電圧に比例した設定電
流値に制御する制御信号を、前記スイッチング素子７に
出力するコンパレータ３とを備えたものにおいて、例え
ば角度センサからなる取付角検出回路２４を設け、前記
制御信号を制御して取付角による電磁石の吸引力の変化
を補償するように投入コイル電流を制御する。
る。 【構成】操作コイル１と、この操作コイルに直列に接続
されたスイッチング素子７および電流検出用抵抗８と、
操作コイル１の投入コイル電流の通電期間に対応するパ
ルス幅のワンショットパルスを発生するワンショットパ
ルス発生回路６と、このワンショットパルス出力期間に
操作コイル１のコイル電流を電源電圧に比例した設定電
流値に制御する制御信号を、前記スイッチング素子７に
出力するコンパレータ３とを備えたものにおいて、例え
ば角度センサからなる取付角検出回路２４を設け、前記
制御信号を制御して取付角による電磁石の吸引力の変化
を補償するように投入コイル電流を制御する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は電磁接触器などの駆動用
として用いられる電磁石装置に関する。
として用いられる電磁石装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に電磁石装置は、操作コイルが巻か
れた固定鉄心とこの固定鉄心にギャップを介して対向す
る可動鉄心とより成り、操作コイルを励磁すると固定鉄
心に可動鉄心が吸引され、前記ギャップだけ移動し吸着
される。このとき可動鉄心は、駆動すべき負荷とスプリ
ングの反発力に打ち勝って移動する。この場合、鉄心ギ
ャップが大きい吸引初期においては、大きい吸引力を要
し、吸着完了後は小さい吸引力で維持することができ
る。また、この種の電磁石装置が用いられる電磁接触器
の使用電圧範囲は、定格電圧の８５〜１１０％と規格で
定められており、従って電磁石装置は定格の８５％の電
圧でも投入動作に必要な充分な吸引力を有するように設
計しておかなければならない。ところが、電磁石の吸引
力は印加電圧の２乗に比例するので、印加電圧が大きく
なるにつれ必要以上に大きな吸引力が生じるようにな
る。
れた固定鉄心とこの固定鉄心にギャップを介して対向す
る可動鉄心とより成り、操作コイルを励磁すると固定鉄
心に可動鉄心が吸引され、前記ギャップだけ移動し吸着
される。このとき可動鉄心は、駆動すべき負荷とスプリ
ングの反発力に打ち勝って移動する。この場合、鉄心ギ
ャップが大きい吸引初期においては、大きい吸引力を要
し、吸着完了後は小さい吸引力で維持することができ
る。また、この種の電磁石装置が用いられる電磁接触器
の使用電圧範囲は、定格電圧の８５〜１１０％と規格で
定められており、従って電磁石装置は定格の８５％の電
圧でも投入動作に必要な充分な吸引力を有するように設
計しておかなければならない。ところが、電磁石の吸引
力は印加電圧の２乗に比例するので、印加電圧が大きく
なるにつれ必要以上に大きな吸引力が生じるようにな
る。
【０００３】このような特性に対応するものとして、図
５に示す電磁石装置が提案されている。図５において電
磁石装置は、操作コイル１が巻かれた図示しない固定鉄
心と、この固定鉄心にギャップを介して対向する図示し
ない可動鉄心と、操作コイル１にそれぞれ直列に接続さ
れたスイッチング素子７および電流検出用抵抗８と、電
源電圧ｖを検出し、この電圧が設定値以上のとき検出信
号を出力する電圧検出回路５と、この電圧検出回路５か
ら出力された検出信号により始動し、操作コイル１の投
入コイル電流の通電時間に対応する時間幅のワンショッ
トパルスの出力発生回路６と、その負側入力端子に分圧
抵抗１９，２０からなる分圧回路２１により分圧された
電源電圧ｖの分電圧が、その正側入力端子に分圧抵抗１
７，１８により分圧された定電圧回路２の出力電圧ＶS
の分電圧がそれぞれ入力されるオペアンプ４と、そのベ
ースにベース用抵抗２３を介しワンショットパルス発生
回路６から出力されたワンショットパルスが、そのエミ
ッタにオペアンプ４の出力信号がそれぞれ入力され、そ
のコレクタがオペアンプ４の負側入力端子に接続された
投入制御用トランジスタ２２と、その一方の入力端子ａ
に分圧抵抗１５，１６により分圧された電圧検出回路５
の検出信号の分電圧が入力され、かつ投入制御用トラン
ジスタ２２のコレクタが接続され、その他方の端子ｂに
電流検出用抵抗８の電圧降下がダイオード１０，コンデ
ンサ１１，抵抗１２からなる積分回路１３を介し入力さ
れ、この一方の入力端子ａに入力される信号の大きさが
他方の入力端子ｂに入力される信号の大きさより大きい
とき、オンの制御信号をスイッチング素子７の制御端子
にゲート用抵抗９を介し出力するコンパレータ３とから
なっている。なお、Ｐ，Ｎは電源端子、１４は操作コイ
ル１に逆極性並列に接続されたフライホィールダイオー
ドである。
５に示す電磁石装置が提案されている。図５において電
磁石装置は、操作コイル１が巻かれた図示しない固定鉄
心と、この固定鉄心にギャップを介して対向する図示し
ない可動鉄心と、操作コイル１にそれぞれ直列に接続さ
れたスイッチング素子７および電流検出用抵抗８と、電
源電圧ｖを検出し、この電圧が設定値以上のとき検出信
号を出力する電圧検出回路５と、この電圧検出回路５か
ら出力された検出信号により始動し、操作コイル１の投
入コイル電流の通電時間に対応する時間幅のワンショッ
トパルスの出力発生回路６と、その負側入力端子に分圧
抵抗１９，２０からなる分圧回路２１により分圧された
電源電圧ｖの分電圧が、その正側入力端子に分圧抵抗１
７，１８により分圧された定電圧回路２の出力電圧ＶS
の分電圧がそれぞれ入力されるオペアンプ４と、そのベ
ースにベース用抵抗２３を介しワンショットパルス発生
回路６から出力されたワンショットパルスが、そのエミ
ッタにオペアンプ４の出力信号がそれぞれ入力され、そ
のコレクタがオペアンプ４の負側入力端子に接続された
投入制御用トランジスタ２２と、その一方の入力端子ａ
に分圧抵抗１５，１６により分圧された電圧検出回路５
の検出信号の分電圧が入力され、かつ投入制御用トラン
ジスタ２２のコレクタが接続され、その他方の端子ｂに
電流検出用抵抗８の電圧降下がダイオード１０，コンデ
ンサ１１，抵抗１２からなる積分回路１３を介し入力さ
れ、この一方の入力端子ａに入力される信号の大きさが
他方の入力端子ｂに入力される信号の大きさより大きい
とき、オンの制御信号をスイッチング素子７の制御端子
にゲート用抵抗９を介し出力するコンパレータ３とから
なっている。なお、Ｐ，Ｎは電源端子、１４は操作コイ
ル１に逆極性並列に接続されたフライホィールダイオー
ドである。
【０００４】図６はその動作波形を示す。図６におい
て、図６（１）は電源電圧ｖを示しており、時刻ｔ0 で
電源端子Ｐ，Ｎに印加され、時間とともに徐々に上昇し
ている。これは、例えば誘導モータを起動するときスイ
ッチ投入直後は、この誘導モータは短絡状態に近く電源
電圧は大きく低下し、誘導モータの回転の上昇とともに
正規の電源電圧に回復する場合の一例を示したもので、
通常このような場合、電磁石装置は動作不良を生じ易い
ので、特にこのような悪い条件における電源電圧を示し
たものである。そして、電源電圧ｖが時刻ｔ1 において
設定値以上になると、電圧検出回路５から検出信号が出
力される｛図６（２）｝。この検出信号はワンショット
パルス発生回路６に入力され、このワンショットパルス
発生回路６から操作コイル１の投入コイル電流の通電時
間に対応するパルス幅ＴＣのワンショットパルスが出力
される｛図６（３）｝。このワンショットパルスによっ
て投入制御用トランジスタ２２がオンし、コンパレータ
３の一方の入力端子ａには分圧抵抗１９，２０で分圧さ
れた電源電圧が入力される｛図６（４）｝。一方、操作
コイル１にはコイル電流ｉが流れ、電流検出用抵抗８に
電圧降下を生じ｛図６（５）｝、この電圧降下は積分回
路１３で平滑化されコンパレータ３の他方の入力端子ｂ
に入力される｛図６（６）｝。コンパレータ３はこの一
方の入力端子ａに入力される信号の大きさが他方の入力
端子ｂに入力される信号の大きさより大きいとき、オン
の制御信号をスイッチング素子７の制御端子に出力する
ので、コイル電流ｉは（投入コイル電流となる）電源電
圧ｖに反比例した設定値に、すなわち電源電圧が高いと
きは低いコイル電流に、電源電圧が低いときは高いコイ
ル電流に制御され、操作コイル１にはフライホィールダ
イオード１４で平滑化されたコイル電流ｉが流れる｛図
６（７）｝。そして、後にその原理を説明するが電磁石
の投入動作時間は一定となる。次に時刻ｔ3 において、
ワンショットパルスの出力期間が終ると｛図６
（３）｝、投入制御用トランジスタ２２はオフし、コン
パレータ３の一方の入力端子ａには電圧検出回路５から
出力された検出信号の分電圧に切り換えられ、この分電
圧の大きさは前記電源電圧の分電圧の大きさより小さく
設定されているので、操作コイル１には電流値の低いコ
イル電流（保持コイル電流となる）が流れる｛図６
（４），（５），（６），（７）｝。
て、図６（１）は電源電圧ｖを示しており、時刻ｔ0 で
電源端子Ｐ，Ｎに印加され、時間とともに徐々に上昇し
ている。これは、例えば誘導モータを起動するときスイ
ッチ投入直後は、この誘導モータは短絡状態に近く電源
電圧は大きく低下し、誘導モータの回転の上昇とともに
正規の電源電圧に回復する場合の一例を示したもので、
通常このような場合、電磁石装置は動作不良を生じ易い
ので、特にこのような悪い条件における電源電圧を示し
たものである。そして、電源電圧ｖが時刻ｔ1 において
設定値以上になると、電圧検出回路５から検出信号が出
力される｛図６（２）｝。この検出信号はワンショット
パルス発生回路６に入力され、このワンショットパルス
発生回路６から操作コイル１の投入コイル電流の通電時
間に対応するパルス幅ＴＣのワンショットパルスが出力
される｛図６（３）｝。このワンショットパルスによっ
て投入制御用トランジスタ２２がオンし、コンパレータ
３の一方の入力端子ａには分圧抵抗１９，２０で分圧さ
れた電源電圧が入力される｛図６（４）｝。一方、操作
コイル１にはコイル電流ｉが流れ、電流検出用抵抗８に
電圧降下を生じ｛図６（５）｝、この電圧降下は積分回
路１３で平滑化されコンパレータ３の他方の入力端子ｂ
に入力される｛図６（６）｝。コンパレータ３はこの一
方の入力端子ａに入力される信号の大きさが他方の入力
端子ｂに入力される信号の大きさより大きいとき、オン
の制御信号をスイッチング素子７の制御端子に出力する
ので、コイル電流ｉは（投入コイル電流となる）電源電
圧ｖに反比例した設定値に、すなわち電源電圧が高いと
きは低いコイル電流に、電源電圧が低いときは高いコイ
ル電流に制御され、操作コイル１にはフライホィールダ
イオード１４で平滑化されたコイル電流ｉが流れる｛図
６（７）｝。そして、後にその原理を説明するが電磁石
の投入動作時間は一定となる。次に時刻ｔ3 において、
ワンショットパルスの出力期間が終ると｛図６
（３）｝、投入制御用トランジスタ２２はオフし、コン
パレータ３の一方の入力端子ａには電圧検出回路５から
出力された検出信号の分電圧に切り換えられ、この分電
圧の大きさは前記電源電圧の分電圧の大きさより小さく
設定されているので、操作コイル１には電流値の低いコ
イル電流（保持コイル電流となる）が流れる｛図６
（４），（５），（６），（７）｝。
【０００５】図７は投入コイル電流を電源電圧ｖに反比
例した値に制御すると、投入動作時間ＴＭが一定に制御
される原理を説明するための電磁石の吸引力特性図であ
り、図７（１）はコイル電流ｉと時間ｔとの関係を、図
７（２）は可動鉄心の移動距離ｌと時間ｔとの関係をそ
れぞれ電源電圧ｖをパラメータにして示している。図７
（１）において電源電圧ｖが低いｖ1 のときは、コイル
電流ｉの立ち上りはｉ 1 に示すように小さいがその最大
値は高く、電源電圧ｖが高いｖ2 のときは、コイル電流
ｉの立ち上りはｉ2 に示すように大きいがその最大値は
低くなる。そして図７（２）に示すように可動鉄心は電
源電圧ｖが低いｖ1 のときは、はじめは低い速度でおわ
りは高い速度で移動し、電源電圧ｖが高いｖ2 のとき
は、はじめは高い速度でおわりは低い速度で移動するよ
うになり、電磁石が投入されるまでの移動距離ｌ0 を可
動鉄心が移動する時間、すなわち投入動作時間ＴＭは一
定となる。そして、ワンショットパルス発生回路６から
出力されるワンショットパルスの時間幅ＴＣをこの投入
動作時間ＴＭとほぼ同じに合せることにより、不要な投
入コイル電流の通電を防ぐことができ、必要以上に大き
な吸引力の発生が防止される。
例した値に制御すると、投入動作時間ＴＭが一定に制御
される原理を説明するための電磁石の吸引力特性図であ
り、図７（１）はコイル電流ｉと時間ｔとの関係を、図
７（２）は可動鉄心の移動距離ｌと時間ｔとの関係をそ
れぞれ電源電圧ｖをパラメータにして示している。図７
（１）において電源電圧ｖが低いｖ1 のときは、コイル
電流ｉの立ち上りはｉ 1 に示すように小さいがその最大
値は高く、電源電圧ｖが高いｖ2 のときは、コイル電流
ｉの立ち上りはｉ2 に示すように大きいがその最大値は
低くなる。そして図７（２）に示すように可動鉄心は電
源電圧ｖが低いｖ1 のときは、はじめは低い速度でおわ
りは高い速度で移動し、電源電圧ｖが高いｖ2 のとき
は、はじめは高い速度でおわりは低い速度で移動するよ
うになり、電磁石が投入されるまでの移動距離ｌ0 を可
動鉄心が移動する時間、すなわち投入動作時間ＴＭは一
定となる。そして、ワンショットパルス発生回路６から
出力されるワンショットパルスの時間幅ＴＣをこの投入
動作時間ＴＭとほぼ同じに合せることにより、不要な投
入コイル電流の通電を防ぐことができ、必要以上に大き
な吸引力の発生が防止される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】電磁接触器を配電盤な
どに取り付ける場合、壁面などの垂直面に取り付ける
（以下この場合の取付角を９０°とする）のが一般的で
あるが、取付個所や配線などの関係で床面などの水平面
に取り付ける（以下この場合の取付角を０°とする）場
合や、天井面などの逆水平面に取り付ける（以下この場
合の取付角を１８０°とする）場合のように、取付角が
９０°以外の取付角で取り付けられることがある。
どに取り付ける場合、壁面などの垂直面に取り付ける
（以下この場合の取付角を９０°とする）のが一般的で
あるが、取付個所や配線などの関係で床面などの水平面
に取り付ける（以下この場合の取付角を０°とする）場
合や、天井面などの逆水平面に取り付ける（以下この場
合の取付角を１８０°とする）場合のように、取付角が
９０°以外の取付角で取り付けられることがある。
【０００７】ところで、電磁接触器の構造は図８の断面
図に示すように、フレーム３１に固定鉄心３２が固定さ
れ、これに対向して可動鉄心３３が配置されている。固
定鉄心３２には操作コイル１が装着され、また、可動鉄
心３３には絶縁材料からなる接点支え３５が連結されて
いる。接点支え３５には支え３６が軸方向にスライド自
在に挿入され、その頭部と接点支えの端面との間に可動
接点３７が保持されている。支え３６の端部と接点支え
３５との間には、圧縮ばねからなる接触スプリング３８
が挿入されており、可動接点３７はそのばね力により支
え３６の頭部と接点支え３５の端面との間に挟み付けら
れている。
図に示すように、フレーム３１に固定鉄心３２が固定さ
れ、これに対向して可動鉄心３３が配置されている。固
定鉄心３２には操作コイル１が装着され、また、可動鉄
心３３には絶縁材料からなる接点支え３５が連結されて
いる。接点支え３５には支え３６が軸方向にスライド自
在に挿入され、その頭部と接点支えの端面との間に可動
接点３７が保持されている。支え３６の端部と接点支え
３５との間には、圧縮ばねからなる接触スプリング３８
が挿入されており、可動接点３７はそのばね力により支
え３６の頭部と接点支え３５の端面との間に挟み付けら
れている。
【０００８】フレーム３１の上部にはケース３９が取り
付けられ、これに固定接点４０が固定されている。ま
た、接点支え３５はフレーム３１のガイド面３１ａにス
ライド自在に案内され、フレーム３１との間に挿入され
た圧縮ばねからなるバックスプリング４１により、操作
コイル１の無励磁状態で可動接点３７を固定接点４０か
ら開離させている。
付けられ、これに固定接点４０が固定されている。ま
た、接点支え３５はフレーム３１のガイド面３１ａにス
ライド自在に案内され、フレーム３１との間に挿入され
た圧縮ばねからなるバックスプリング４１により、操作
コイル１の無励磁状態で可動接点３７を固定接点４０か
ら開離させている。
【０００９】いま、操作コイル１が励磁されると、可動
鉄心３３は固定鉄心３２に吸引され、接点支え３５に保
持された可動接点３７は固定接点４０に接触する。可動
接点３７が固定接点４０に接触しても可動鉄心３３は固
定鉄心３２に当接するまで更に吸引され、その間に接触
スプリング３８が圧縮されて可動，固定接点３７，４０
間に所要の接触圧力が与えられる。操作コイル１の励磁
が切られると、可動接点３７はバックスプリング４１お
よび接触スプリング３８の力により図示位置に復帰す
る。
鉄心３３は固定鉄心３２に吸引され、接点支え３５に保
持された可動接点３７は固定接点４０に接触する。可動
接点３７が固定接点４０に接触しても可動鉄心３３は固
定鉄心３２に当接するまで更に吸引され、その間に接触
スプリング３８が圧縮されて可動，固定接点３７，４０
間に所要の接触圧力が与えられる。操作コイル１の励磁
が切られると、可動接点３７はバックスプリング４１お
よび接触スプリング３８の力により図示位置に復帰す
る。
【００１０】図９は上記電磁接触器の負荷特性を示すも
ので、横軸が固定，可動鉄心３２，３３間の開き、縦軸
が可動鉄心３３に作用する吸引力およびこれに対する負
荷力である。図９において、バックスプリング４１の負
荷力Ｂは可動鉄心３３の吸引につれて次第に大きくなる
が、可動接点３７が固定接点４０に接触するとこれに接
触スプリング３８の負荷力Ｐが加わり、負荷力は全体と
してこれらの和（Ｂ＋Ｐ）となる。その後、この負荷力
は可動鉄心３３が固定鉄心３２に当接するまで次第に大
きくなる。一方、吸引力Ｍは図示の曲線のように変化
し、上記負荷力に抗して可動鉄心３３を固定鉄心３２に
向かって移動させる。従って、吸引力Ｍは負荷力（Ｂ＋
Ｐ）を上回るように設定される。
ので、横軸が固定，可動鉄心３２，３３間の開き、縦軸
が可動鉄心３３に作用する吸引力およびこれに対する負
荷力である。図９において、バックスプリング４１の負
荷力Ｂは可動鉄心３３の吸引につれて次第に大きくなる
が、可動接点３７が固定接点４０に接触するとこれに接
触スプリング３８の負荷力Ｐが加わり、負荷力は全体と
してこれらの和（Ｂ＋Ｐ）となる。その後、この負荷力
は可動鉄心３３が固定鉄心３２に当接するまで次第に大
きくなる。一方、吸引力Ｍは図示の曲線のように変化
し、上記負荷力に抗して可動鉄心３３を固定鉄心３２に
向かって移動させる。従って、吸引力Ｍは負荷力（Ｂ＋
Ｐ）を上回るように設定される。
【００１１】このような電磁接触器の構造から、取付角
９０°で取り付けたときは（図８はこの場合の状態を示
し壁面４２に垂直に取り付けている）、電磁石装置の可
動鉄心などの可動重量はフレームのガイド面で受ける
が、取付角０°で取り付けた場合は、可動部重量はバッ
クスプリングの力を減少させる方向に働き、取付角１８
０°で取り付けた場合は、可動部重量はバックスプリン
グの力を増加させる方向に働く。このために取付角０°
で取り付けた場合は、電磁石の吸引力が必要以上に大き
くなり、取付角１８０°で取り付けた場合は、電磁石の
吸引力が不足するようになる。このため、電磁石の鉄心
部などに大きな衝撃が加わり、機械的寿命が短くなった
り、主接触部がチャタリングを起こして接点寿命が短く
なったり、電磁石の吸引動作が不安定になるなどの問題
を生じる。
９０°で取り付けたときは（図８はこの場合の状態を示
し壁面４２に垂直に取り付けている）、電磁石装置の可
動鉄心などの可動重量はフレームのガイド面で受ける
が、取付角０°で取り付けた場合は、可動部重量はバッ
クスプリングの力を減少させる方向に働き、取付角１８
０°で取り付けた場合は、可動部重量はバックスプリン
グの力を増加させる方向に働く。このために取付角０°
で取り付けた場合は、電磁石の吸引力が必要以上に大き
くなり、取付角１８０°で取り付けた場合は、電磁石の
吸引力が不足するようになる。このため、電磁石の鉄心
部などに大きな衝撃が加わり、機械的寿命が短くなった
り、主接触部がチャタリングを起こして接点寿命が短く
なったり、電磁石の吸引動作が不安定になるなどの問題
を生じる。
【００１２】本発明の目的は、取付角による電磁石の吸
引力の変化を補償するようにした電磁石装置を提供する
ことにある。
引力の変化を補償するようにした電磁石装置を提供する
ことにある。
【００１３】
【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、本発明は操作コイルが巻かれた固定鉄心と、この
固定鉄心にギャップを介して対向する可動鉄心と、前記
操作コイルにそれぞれ直列に接続されたスイッチング素
子および電流検出用抵抗と、電源電圧を検出し、この電
圧が設定値以上のとき検出信号を出力する電圧検出回路
と、この電圧検出回路から出力された検出信号により始
動し、前記操作コイルの投入コイル電流の通電期間に対
応するパルス幅のワンショットパルスを出力するワンシ
ョットパルス発生回路と、その負側入力端子に前記電源
電圧の分電圧が、その正側入力端子に定電圧回路の分電
圧がそれぞれ入力されるオペアンプと、そのベースに前
記ワンショットパルス発生回路から出力されたワンショ
ットパルスが、そのエミッタに前記オペアンプの出力信
号がそれぞれ入力され、そのコレクタが前記オペアンプ
の負側入力端子に接続された投入制御用トランジスタ
と、その一方の入力端子に前記電圧検出回路の検出信号
の分電圧、ならびに前記制御用トランジスタのコレクタ
電圧がそれぞれ入力され、その他方の端子に前記電流検
出用抵抗の電圧降下が積分回路を介し入力され、その一
方の入力端子に入力される信号の大きさが他方の入力端
子に入力される信号の大きさより大きいとき、オンの制
御信号を前記スイッチング素子の制御端子に出力するコ
ンパレータとからなる電磁石装置において、この電磁石
装置の取付角を検出する取付角検出回路を設け、この取
付角検出回路で検出された電磁石装置の取付角に応じ
て、前記オペアンプの負側入力端子に入力される電源電
圧の分電圧を制御して、取付角による電磁石の吸引力の
変化を補償するように投入コイル電流を制御する。この
取付角検出回路は、例えばこの電磁石装置に取り付けた
角度センサからなるようにする。
めに、本発明は操作コイルが巻かれた固定鉄心と、この
固定鉄心にギャップを介して対向する可動鉄心と、前記
操作コイルにそれぞれ直列に接続されたスイッチング素
子および電流検出用抵抗と、電源電圧を検出し、この電
圧が設定値以上のとき検出信号を出力する電圧検出回路
と、この電圧検出回路から出力された検出信号により始
動し、前記操作コイルの投入コイル電流の通電期間に対
応するパルス幅のワンショットパルスを出力するワンシ
ョットパルス発生回路と、その負側入力端子に前記電源
電圧の分電圧が、その正側入力端子に定電圧回路の分電
圧がそれぞれ入力されるオペアンプと、そのベースに前
記ワンショットパルス発生回路から出力されたワンショ
ットパルスが、そのエミッタに前記オペアンプの出力信
号がそれぞれ入力され、そのコレクタが前記オペアンプ
の負側入力端子に接続された投入制御用トランジスタ
と、その一方の入力端子に前記電圧検出回路の検出信号
の分電圧、ならびに前記制御用トランジスタのコレクタ
電圧がそれぞれ入力され、その他方の端子に前記電流検
出用抵抗の電圧降下が積分回路を介し入力され、その一
方の入力端子に入力される信号の大きさが他方の入力端
子に入力される信号の大きさより大きいとき、オンの制
御信号を前記スイッチング素子の制御端子に出力するコ
ンパレータとからなる電磁石装置において、この電磁石
装置の取付角を検出する取付角検出回路を設け、この取
付角検出回路で検出された電磁石装置の取付角に応じ
て、前記オペアンプの負側入力端子に入力される電源電
圧の分電圧を制御して、取付角による電磁石の吸引力の
変化を補償するように投入コイル電流を制御する。この
取付角検出回路は、例えばこの電磁石装置に取り付けた
角度センサからなるようにする。
【００１４】
【作用】本発明の電磁石装置では、操作コイルが巻かれ
た固定鉄心と、この固定鉄心にギャップを介して対向す
る可動鉄心と、前記操作コイルにそれぞれ直列に接続さ
れたスイッチング素子および電流検出用抵抗と、電源電
圧を検出し、この電圧が設定値以上のとき検出信号を出
力する電圧検出回路と、この電圧検出回路から出力され
た検出信号により始動し、前記操作コイルの投入コイル
電流の通電期間に対応するパルス幅のワンショットパル
スを出力するワンショットパルス発生回路と、その負側
入力端子に前記電源電圧の分電圧が、その正側入力端子
に定電圧回路の分電圧がそれぞれ入力されるオペアンプ
と、そのベースに前記ワンショットパルス発生回路から
出力されたワンショットパルスが、そのエミッタに前記
オペアンプの出力信号がそれぞれ入力され、そのコレク
タが前記オペアンプの負側入力端子に接続された投入制
御用トランジスタと、その一方の入力端子に前記電圧検
出回路の検出信号の分電圧、ならびに前記制御用トラン
ジスタのコレクタ電圧がそれぞれ入力され、その他方の
端子に前記電流検出用抵抗の電圧降下が積分回路を介し
入力され、その一方の入力端子に入力される信号の大き
さが他方の入力端子に入力される信号の大きさより大き
いとき、オンの制御信号を前記スイッチング素子の制御
端子に出力するコンパレータとからなる電磁石装置にお
いて、この電磁石装置の取付角を検出する取付角検出回
路を設け、この取付角検出回路で検出された電磁石装置
の取付角に応じて、前記オペアンプの負側入力端子に入
力される電源電圧の分電圧を制御して、取付角による電
磁石の吸引力の変化を補償するように投入コイル電流を
制御する。すなわち、電磁石装置が、例えば図８に示す
ような構造で、その標準の取付角が９０°の場合、これ
より小さい取付角、例えば０°では可動部重量はバック
スプリングの力を低下させる方向に働いて電磁石の吸引
力が増加するので、電源電圧の分電圧を増加する方向に
制御して投入コイル電流を低下させ、逆にこれより大き
い取付角、例えば１８０°では可動部重量はバックスプ
リングの力を増加させる方向に働いて電磁石の吸引力が
低下するので、電源電圧の分電圧を低下する方向に制御
して投入コイル電流を増加させることにより、取付角に
よる電磁石の吸引力の変化を補償できる。また、この電
磁石の取付角はこの電磁石装置に取り付けた角度センサ
で検出できる。
た固定鉄心と、この固定鉄心にギャップを介して対向す
る可動鉄心と、前記操作コイルにそれぞれ直列に接続さ
れたスイッチング素子および電流検出用抵抗と、電源電
圧を検出し、この電圧が設定値以上のとき検出信号を出
力する電圧検出回路と、この電圧検出回路から出力され
た検出信号により始動し、前記操作コイルの投入コイル
電流の通電期間に対応するパルス幅のワンショットパル
スを出力するワンショットパルス発生回路と、その負側
入力端子に前記電源電圧の分電圧が、その正側入力端子
に定電圧回路の分電圧がそれぞれ入力されるオペアンプ
と、そのベースに前記ワンショットパルス発生回路から
出力されたワンショットパルスが、そのエミッタに前記
オペアンプの出力信号がそれぞれ入力され、そのコレク
タが前記オペアンプの負側入力端子に接続された投入制
御用トランジスタと、その一方の入力端子に前記電圧検
出回路の検出信号の分電圧、ならびに前記制御用トラン
ジスタのコレクタ電圧がそれぞれ入力され、その他方の
端子に前記電流検出用抵抗の電圧降下が積分回路を介し
入力され、その一方の入力端子に入力される信号の大き
さが他方の入力端子に入力される信号の大きさより大き
いとき、オンの制御信号を前記スイッチング素子の制御
端子に出力するコンパレータとからなる電磁石装置にお
いて、この電磁石装置の取付角を検出する取付角検出回
路を設け、この取付角検出回路で検出された電磁石装置
の取付角に応じて、前記オペアンプの負側入力端子に入
力される電源電圧の分電圧を制御して、取付角による電
磁石の吸引力の変化を補償するように投入コイル電流を
制御する。すなわち、電磁石装置が、例えば図８に示す
ような構造で、その標準の取付角が９０°の場合、これ
より小さい取付角、例えば０°では可動部重量はバック
スプリングの力を低下させる方向に働いて電磁石の吸引
力が増加するので、電源電圧の分電圧を増加する方向に
制御して投入コイル電流を低下させ、逆にこれより大き
い取付角、例えば１８０°では可動部重量はバックスプ
リングの力を増加させる方向に働いて電磁石の吸引力が
低下するので、電源電圧の分電圧を低下する方向に制御
して投入コイル電流を増加させることにより、取付角に
よる電磁石の吸引力の変化を補償できる。また、この電
磁石の取付角はこの電磁石装置に取り付けた角度センサ
で検出できる。
【００１５】
【実施例】図１は本発明の電磁石装置の一実施例を示す
回路図である。図１に示す本発明の電磁石装置が図５に
示す従来の電磁石装置と異なるところは、例えば角度セ
ンサからなる取付角検出回路２４を設け、オペアンプ４
の負側入力端子に、この取付角検出回路２４の検出出力
により制御された電源電圧の分電圧が入力されるように
した点にある。
回路図である。図１に示す本発明の電磁石装置が図５に
示す従来の電磁石装置と異なるところは、例えば角度セ
ンサからなる取付角検出回路２４を設け、オペアンプ４
の負側入力端子に、この取付角検出回路２４の検出出力
により制御された電源電圧の分電圧が入力されるように
した点にある。
【００１６】図２は取付角検出回路２４の一例を示し、
軸Ｏを中心として接触片２４ｂがこの軸Ｏを中心に配置
された円形抵抗２４ａを摺動する回転抵抗と、この接触
片２４ｂに結合された重り２４ｃとで構成された角度セ
ンサからなり、その出力端子Ｐ1 ，Ｐ2 間の抵抗値は図
３に示すように、取付角０°では低位の、取付角９０°
では中位の、取付角１８０°では高位の抵抗値になる。
軸Ｏを中心として接触片２４ｂがこの軸Ｏを中心に配置
された円形抵抗２４ａを摺動する回転抵抗と、この接触
片２４ｂに結合された重り２４ｃとで構成された角度セ
ンサからなり、その出力端子Ｐ1 ，Ｐ2 間の抵抗値は図
３に示すように、取付角０°では低位の、取付角９０°
では中位の、取付角１８０°では高位の抵抗値になる。
【００１７】この角度センサからなる取付角検出回路２
４は、分圧回路２１の分圧抵抗１９に並列に接続され
る。そしてこの取付角検出回路２４は、電磁石装置の適
宜な個所に設けるようにする（勿論電磁接触器に設けて
もよい）。図４はこの電磁石装置の動作波形を示す。こ
の電磁石装置では、分圧回路２１の分圧抵抗１９に並列
に、角度センサからなる取付角検出回路２４が接続され
ているので、取付角が０°のときはこの取付角検出回路
２４の抵抗値が低いので、オペアンプ４の負側入力端子
に入力される電源電圧の分電圧は上昇し、図（４）に示
すように、ワンショットパルスの出力期間中のコンパレ
ータ３の一方の入力端子ａの電圧は、取付角９０°にお
ける電圧より低下する。逆に取付角が１８０°のときは
取付角検出回路２４の抵抗値が高いので、オペアンプ４
の負側入力端子に入力される電源電圧の分電圧は低下
し、コンパレータ３の一方の入力端子ａの電圧は取付角
９０°におけるものより上昇する。従って図４（７）に
示すように、操作コイル１の投入コイル電流は取付角０
°のときは取付角９０°のときよりも低く、取付角１８
０°のときは取付角９０°よりも高くなる。前述したよ
うに取付角０°では、電磁石装置の可動部重量はバック
スプリングの力を低下させる方向に働くので電磁石の吸
引力は増加し、取付角１８０°ではこの可動部重量はバ
ックスプリングの力を増加させる方向に働くので電磁石
の吸引力は低下する。従って、この取付角による投入コ
イル電流の変化をこの取付角の変化による電磁石の吸引
力の変化に好適に合致させることにより、取付角による
電磁石の吸引力の変化を補償できる。
４は、分圧回路２１の分圧抵抗１９に並列に接続され
る。そしてこの取付角検出回路２４は、電磁石装置の適
宜な個所に設けるようにする（勿論電磁接触器に設けて
もよい）。図４はこの電磁石装置の動作波形を示す。こ
の電磁石装置では、分圧回路２１の分圧抵抗１９に並列
に、角度センサからなる取付角検出回路２４が接続され
ているので、取付角が０°のときはこの取付角検出回路
２４の抵抗値が低いので、オペアンプ４の負側入力端子
に入力される電源電圧の分電圧は上昇し、図（４）に示
すように、ワンショットパルスの出力期間中のコンパレ
ータ３の一方の入力端子ａの電圧は、取付角９０°にお
ける電圧より低下する。逆に取付角が１８０°のときは
取付角検出回路２４の抵抗値が高いので、オペアンプ４
の負側入力端子に入力される電源電圧の分電圧は低下
し、コンパレータ３の一方の入力端子ａの電圧は取付角
９０°におけるものより上昇する。従って図４（７）に
示すように、操作コイル１の投入コイル電流は取付角０
°のときは取付角９０°のときよりも低く、取付角１８
０°のときは取付角９０°よりも高くなる。前述したよ
うに取付角０°では、電磁石装置の可動部重量はバック
スプリングの力を低下させる方向に働くので電磁石の吸
引力は増加し、取付角１８０°ではこの可動部重量はバ
ックスプリングの力を増加させる方向に働くので電磁石
の吸引力は低下する。従って、この取付角による投入コ
イル電流の変化をこの取付角の変化による電磁石の吸引
力の変化に好適に合致させることにより、取付角による
電磁石の吸引力の変化を補償できる。
【００１８】なお、角度センサからなる取付角検出回路
２４の抵抗値が取付角０°では高位の、取付角９０°で
は中位の、取付角１８０°では低位の抵抗値になるもの
では、分圧回路２１の分圧抵抗２０に並列に接続するこ
とにより同様目的を達することができる。その他の動作
については、図５で示される従来の電磁石装置の動作と
同様である。
２４の抵抗値が取付角０°では高位の、取付角９０°で
は中位の、取付角１８０°では低位の抵抗値になるもの
では、分圧回路２１の分圧抵抗２０に並列に接続するこ
とにより同様目的を達することができる。その他の動作
については、図５で示される従来の電磁石装置の動作と
同様である。
【００１９】
【発明の効果】本発明の電磁石装置では、取付角による
電磁石の吸引力の変化が補償されるので、この電磁石装
置を用いた電磁接触器などの取付条件が緩和される。
電磁石の吸引力の変化が補償されるので、この電磁石装
置を用いた電磁接触器などの取付条件が緩和される。
【図１】本発明の電磁石装置の一実施例を示す回路図
【図２】図１の取付角検出回路としての角度センサの構
成図
成図
【図３】図２に示す角度センサの特性図
【図４】図１に示す本発明の電磁石装置の動作波形図
【図５】従来の電磁石装置の一例を示す回路図
【図６】図５に示す従来の電磁石装置の動作波形図
【図７】図５に示す従来の電磁石装置の動作特性を示
し、（１）はコイル電流特性図、（２）は可動鉄心の移
動距離特性図
し、（１）はコイル電流特性図、（２）は可動鉄心の移
動距離特性図
【図８】通常の電磁接触器の断面図
【図９】図８に示す電磁接触器の動作特性図
１ 操作コイル ２ 定電圧回路 ３ コンパレータ ４ オペアンプ ５ 電圧検出回路 ６ ワンショットパルス発生回路 ７ スイッチング素子 ８ 電流検出用抵抗 １３ 積分回路 ２１ 分圧回路 ２２ 投入制御用トランジスタ ２４ 取付角検出回路（角度センサ）
Claims (2)
- 【請求項１】操作コイルが巻かれた固定鉄心と、この固
定鉄心にギャップを介して対向する可動鉄心と、前記操
作コイルにそれぞれ直列に接続されたスイッチング素子
および電流検出用抵抗と、電源電圧を検出し、この電圧
が設定値以上のとき検出信号を出力する電圧検出回路
と、この電圧検出回路から出力された検出信号により始
動し、前記操作コイルの投入コイル電流の通電期間に対
応するパルス幅のワンショットパルスを出力するワンシ
ョットパルス発生回路と、その負側入力端子に前記電源
電圧の分電圧が、その正側入力端子に定電圧回路の分電
圧がそれぞれ入力されるオペアンプと、そのベースに前
記ワンショットパルス発生回路から出力されたワンショ
ットパルスが、そのエミッタに前記オペアンプの出力信
号がそれぞれ入力され、そのコレクタが前記オペアンプ
の負側入力端子に接続された投入制御用トランジスタ
と、その一方の入力端子に前記電圧検出回路の検出信号
の分電圧、ならびに前記制御用トランジスタのコレクタ
電圧がそれぞれ入力され、その他方の端子に前記電流検
出用抵抗の電圧降下が積分回路を介し入力され、その一
方の入力端子に入力される信号の大きさが他方の入力端
子に入力される信号の大きさより大きいとき、オンの制
御信号を前記スイッチング素子の制御端子に出力するコ
ンパレータとからなる電磁石装置において、この電磁石
装置の取付角を検出する取付角検出回路を設け、この取
付角検出回路で検出された電磁石装置の取付角に応じ
て、前記オペアンプの負側入力端子に入力される電源電
圧の分電圧を制御して、取付角による電磁石の吸引力の
変化を補償するように投入コイル電流を制御したことを
特徴とする電磁石装置。 - 【請求項２】請求項１記載の電磁石装置において、取付
角検出回路はこの電磁石装置に取り付けた角度センサか
らなることを特徴とする電磁石装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35794A JPH07201562A (ja) | 1994-01-07 | 1994-01-07 | 電磁石装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35794A JPH07201562A (ja) | 1994-01-07 | 1994-01-07 | 電磁石装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07201562A true JPH07201562A (ja) | 1995-08-04 |
Family
ID=11471569
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP35794A Pending JPH07201562A (ja) | 1994-01-07 | 1994-01-07 | 電磁石装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07201562A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110118949A (zh) * | 2019-06-05 | 2019-08-13 | 中科新松有限公司 | 一种电磁铁状态检测电路及检测方法 |
-
1994
- 1994-01-07 JP JP35794A patent/JPH07201562A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110118949A (zh) * | 2019-06-05 | 2019-08-13 | 中科新松有限公司 | 一种电磁铁状态检测电路及检测方法 |
| CN110118949B (zh) * | 2019-06-05 | 2024-04-12 | 中科新松有限公司 | 一种电磁铁状态检测电路及检测方法 |
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