JPS58264Y2 - 直流電磁石の励磁回路 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 周知のように、直流電磁石において、接極片を吸着した
後は接極片を吸着状態に保つための保持電流は接極片を
吸引するために要する吸引電流の数分の−で済むので、
接極片吸着後の消費電力の低下を図るため、例えば高圧
電磁開閉器の励磁回路では、第３図に示すようにダイオ
ードブリッジ整流回路の直流出力側に電力節約抵抗Ｒと
直流電磁石りの接極片の動作と連動する常時閉成接点（
ｂ接点）Ｓ３を並列に接続している。

ところが、常時閉成接点Ｓ３は直流電流開閉のため接点
消耗が激しく、寿命の点で問題があった。

また、第４図に示すようにダイオードブリッジ整流回路
内に直流電磁石りの接極片の動作と連動する全波、半波
切換スイッチ５２ｔＳ３と節約抵抗Ｒを設けたものが提
案（特公昭３５−１４３２３号公報参照）されているが
、ダイオードの通電が矢印方向のみで、吸着電流から保
持電流１での低下が１／２しか出来ず、普た節約抵抗Ｒ
はあくｌでもダイオード非導通期間の釈放時間短縮用で
あり、且つ接点は直流電流を遮断するので接点の消耗が
激しく寿命に問題があり、しかもユニット形のダイオー
ドブリッジ整流回路は使えない等の欠点がある。

昔たこの励磁回路の改良型として第５図に示すように、
主スィッチＳ１と直列に補助スイッチＳ２を接続し、且
つ抵抗ＲとダイオードＤ１から成るバイパス回路を設け
たものが提案（特開昭４９−１０１８６０号公報参照）
されたが、この励磁回路はユニット型のダイオードブリ
ッジ整流回路は使えるが、釈放時間が著しく長い欠点が
ある。

即ち、主スィッチＳ１を開いた時交流電源側は開路する
が、ダイオードブリッジ整流回路の直流側は閉路してい
るため、励磁コイルに蓄積された電磁エネルギの放出に
より時定数計で決昔る時間矢印方向に電流が流れる。

しかし時定数ｒ１つ１リダイオードや電線等の回路抵抗
は非常に小さいので、釈放時間が著しく長い欠点がある
。

しかも補助スイッチＳ２にダイオードＤ１と抵抗Ｒが並
列に挿入されてはいるが、抵抗Ｒの存在により補助スイ
ッチＳ２の発弧が相当大きく接点消耗が激しい欠点があ
る。

そこでこの考案は、ユニット型のダイオードブリッジ整
流回路を使って吸着時に全波整流から半波整流に切換え
る方式を採り、釈放時間が短かく、接点消耗量が少く、
全体としての高頻度、長期間の使用に耐え得るもの、即
ち信頼性の高い直流電磁石の励磁回路を提供しようとす
るものである。

即ち、この考案は、第３図に示す従来回路のダイオード
ブリッジ整流回路の交流入力側にダイオードと接点とを
付加することで、吸着時の供給電力を半減すると共に補
助接点の開閉寿命の永いものを提供しようとするもので
ある。

以上この考案の実施例について図面に基づき説明すれば
次の通りである。

第１図はこの考案の実施例を示すもので、Ｇは交流電源
、Ｓｌは主スィッチ、２はダイオードＤ２〜Ｄ５から成
るダイオードブリッジ整流回路、Ｌは直流電磁石の励磁
コイルである。

１は１個のダイオードＤ１と直流電磁石の接極片の動作
と連動する常時閉成接点（ｂ接点）とから成る全波半波
切換え回路、３は節約抵抗Ｒと直流電磁石の接極片の動
作と連動する常時閉成接点（ｂ接点）とから成る節約抵
抗回路で、全波半波切換回路１はダイオードブリッジ整
流回路２の交流入力側に、また節約抵抗回路３は直流出
力側に夫々直列に接続されている。

なお常時閉成接点Ｓ２．Ｓ３の動作順序は、直流電磁石
の投入動作時に、最初Ｓ２が、次に８３が開路状態にな
るように、機構的に時間差を持たせている。

釈放動作時は順序は逆である。今生スイッチＳ１を投入
すると、電流は常時閉成接点Ｓ２とダイオードブリッジ
整流回路２と常時閉成接点Ｓ３を通じて直流電磁石に全
波整流電流が供給され、接極片の吸着に充分必要な電磁
力を発生させる。

吸着動作終了と同時に常時閉成接点５２）Ｓ３が「開」
になり、励磁回路にダイオードＤ工と節約抵抗Ｒが挿入
され、第１図の点線方向の電流はダイオードＤ１により
流通阻止され、実線方向の電流のみが流れ、供給電力量
が半減する。

捷た節約抵抗Ｒの挿入により、次の２つの効果が得られ
る。

１ずダイオードＤ１により供給電力量が半減することに
より保持電流も半減するが、節約抵抗Ｒにより必要最大
保持電流１での低下を行う。

次に電磁石励磁コイルＬに電圧のか＼らない半波期間に
於いては、電磁石励磁コイルＬの中に蓄えられた蓄積エ
ネルギーが、ダイオードＤ４．Ｄ３、節約抵抗Ｒを通じ
て放出され、保持電流阻止のこの期間に於いても電流が
中断されることがない。

従って節約抵抗Ｒの大きさを適当に選択することにより
半波励磁期間の電流の大きさ及び半波非励磁期間の電流
減衰の割合を希望する値とすることが出来る。

以上のことにより、接極片の吸引電流と保持電流との比
を任意に選択することが可能である。

次に常時閉成接点Ｓ２．Ｓ３の動作に時間差を持たせる
。

その順序は、前述のように、接極片が完全に吸着して、
捷ずＳ２が開になり、次に８３がある時間差を持って開
になるように機械的に構成する。

（この機械的に時間差を持たせることは、接極片の全ス
トロークに直結した接点のストロークに於いて、接点ギ
ャップと接触深さの比を接点Ｓ ２ ＞ ８３に於いて
異るようにすれば容易に可能であり、公知である。

）この接点Ｓ２．Ｓ３に時間差を持たせる事は次の効果
を生ずる。

會ず、Ｓ２が開になると、Ｓ２は交流電流を遮断する。

このことは接点消耗において直流電流遮断と比較して著
しく接点消耗を低減する効果がある。

（直流の場合は、アーク電圧が供給電源電圧以上に上昇
して消弧が可能であり、アーク時間が長い。

ところが交流の場合は自然零点を迎える為に、消弧が直
流の場合に比して容易であり、アーク時間も短かい。

このアーク時間の長短が長期的高頻度使用となった場合
の接点消耗量に太いに影響する。

）また常時閉成接点Ｓ２の両端にダイオードＤ１が挿入
されるために、ダイオードＤ１が流通阻止方向電流（点
線方向電流）期間に常時閉成接点Ｓ２が開となれば、常
時閉成接点Ｓ２は無発弧状態であり、ダイオードＤ１が
導通方向電流（実線方向電流）期間に常時閉成接点Ｓ２
が開となれば、今まで８２とＤ１０両端に流れていた電
流は、ダイオードＤ１のみに流れ、電流零点に於いて、
ダイオードＤ１によって遮断されるために、常時閉成接
点Ｓ２のアーク発生は微少である。

よって、常時閉成接点Ｓ２は点線方向電流も実線方向電
流も無発弧状態に近く、電気的耐久度は大巾に向上する
。

また常時閉成接点Ｓ２が開となった後に常時閉成接点Ｓ
３が開となるが、その時の電流波形は第２図に示すよう
になる。

常時閉成接点Ｓ２の動作後であるために、励磁コイルＬ
には電源Ｇからの半波電流が流れている。

そして常時閉成接点Ｓ３が開となると、節約抵抗Ｒが励
磁コイルＬに直列に挿入されて、電流の低減をはかるが
、その常時閉成接点Ｓ３が開離する時期が第２図のＡ期
間とＢ期間では異なり、Ｄ１非導通のＢ期間であれば、
常時閉成接点Ｓ３は無発弧状態ではあるが、励磁コイル
に蓄積された電磁エネルギの放出により励磁コイルＬ→
ダイオードＤ４→ダイオードＤ３→節約抵抗回路３→励
磁コイルＬと流れ、全波整流時にくらべ小さい電流が流
れる。

Ｄ１誘導のＡ期間であれば第２図のｔ期間のアーク発弧
が存在する。

全波整流での直流側開閉接点では全てがＡ期間であり、
必ずアーク発弧を伴うが、この考案ではダイオードＤ１
のの非導通期間が存在し、全波整流に比べて低い値であ
るために、アークによる接点消耗量は低減される。

第２図斜線部が節約抵抗Ｒ挿入時の保持電流波形である
。

励磁回路の動作をやめるときは、主スィッチＳ１を開に
することに交流電源Ｇを切り離すことによるため、１ず
ダイオードブリッジ整流回路２に過電圧がか＼る事はな
い。

ｌた節約抵抗Ｒが挿入されている為に、自己誘導作用に
よる励磁コイル内に発生する過電圧も抑制することがで
きる。

以上のように、この考案によれば、熱損失による電圧損
失もなく、直流電磁石の保持電流を低下し、接点の消耗
を極力抑え、接極片釈放時の釈放時間も短縮し、ダイオ
ードブリッジ整流回路２や直流電磁石にか＼る過電圧も
おさえられるなどの効果が得られ、しかも従来回路に１
個の接点とダイオードを追加することによって直流電磁
石励磁回路の信頼性を向上させることができるものでそ
の工業的価値は極めて犬である。

更にこの考案の特長を要約して列挙すると次の通りであ
る。

（１） 直流電磁石には半波整流が供給されるために
、大きな節約抵抗を必要とせず、またこの切換接点の遮
断電流も低下し、全波整流時にくらべ導溝通期の電流が
低下しているので、接点消耗量は著しく改善される。

（２）従来の回路に新しく付加した接点は、はぼ完全に
無発弧状態で電気的接続図は機械的耐水度とほぼ等しい
くらいである。

（３）ダイオードブリッジ整流回路の入出力側に接点を
設置したので、接極片の釈放時間も短縮でき、またダイ
オードブリッジ整流回路や電磁石励磁コイルに過電圧が
か＼ることがない。

以上の３点により従来方法ではかえりみられることのな
かった接点寿命が他の特性を犠牲にすることなく向上し
、ひいては直流電磁石励磁回路の信頼性を向上させよう
とするものである。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案の実施例の回路図、第２図は動作説明
図、第３図〜第５図は従来回路の電気的接続図である。 Ｇ・・・・・・交流電源、１・・・・・・全波半波切換
え回路、２・・・・・・ダイオードブリッジ整流回路、
３・・・・・・節約抵抗回路、Ｌ・・・・・・励磁コイ
ル、Ｄｌ・・・・・・ダイオード、Ｒ・・・・・・節約
抵抗、Ｓｌ・・・・・・主スィッチ、Ｓ２及びＳ３・・
・・・・常時閉成接戊

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 交流電源によりダイオードブリッジ整流回路を通じて直
   流電磁石を励磁すれ励磁回路に於いて、前記ダイオード
   ブリッジ整流回路の交流入力側に１個乃至数個のダイオ
   ードを直列に接続し、そのダイオードに直流電磁石の接
   極片の動作と連動する常時閉成接点を並列に接続し、且
   つダイオードブリッジ整流回路の直流出力側に抵抗を直
   列に接続すると共に、その抵抗に直流電磁石の接極片の
   動作と連動し且つ前記常時閉成接点よりも遅れて開路す
   る常時閉成接点を並列に接続したことを特徴とする直流
   電磁石の励磁回路。