JPS5952808A - 交流電磁石装置 - Google Patents

交流電磁石装置

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JPS5952808A
JPS5952808A JP16337782A JP16337782A JPS5952808A JP S5952808 A JPS5952808 A JP S5952808A JP 16337782 A JP16337782 A JP 16337782A JP 16337782 A JP16337782 A JP 16337782A JP S5952808 A JPS5952808 A JP S5952808A
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JP
Japan
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rectifier
operating
full
coil
wave
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Application number
JP16337782A
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English (en)
Inventor
Shigeharu Otsuka
大塚 重治
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.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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Publication of JPS5952808A publication Critical patent/JPS5952808A/ja
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F7/00—Magnets
    • H01F7/06—Electromagnets; Actuators including electromagnets
    • H01F7/08—Electromagnets; Actuators including electromagnets with armatures
    • H01F7/18—Circuit arrangements for obtaining desired operating characteristics, e.g. for slow operation, for sequential energisation of windings, for high-speed energisation of windings
    • H01F7/1805—Circuit arrangements for holding the operation of electromagnets or for holding the armature in attracted position with reduced energising current

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Relay Circuits (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は単相交流電源を操作電源とする交流電磁石装置
に関するもので、特に鉄心騒音、消費入力、及び投入衝
撃の改良を図るものである。
単相交流電源を操作電源とする交流電磁石装置として最
も一般的な従来例を第1図に示す。図において、(1)
は可動鉄心、(2)は固定鉄心、(3)は磁束を発生さ
せる操作コイル%(4)は上記可動鉄心(1)と接触す
る固定鉄心(2)の磁極頭部に設けられたくま取りコイ
ルで、このくま取りコイル(4)に囲まれた固定鉄心(
2)の磁極頭部のくま取り部(51と非くま取り部(6
)とでの磁束φ、とφ、に位相差を発生させることによ
り電咎吸引力の脈動を少なくし騒音を減少させるように
なされている。
上記構成の電磁石装置の動作を、第2図に示す等価回路
図、第3図に示すコイル端子間電圧と吸引力の時間変化
図、及び第4図に示すベクトル図に基いて説明すると、
第2図において、スイッチ(8)を閉じると、操作コイ
ル(3)に交流覗淵電圧Vが印加され、これにより励磁
され可動鉄心(1)は第1図1の矢印方向に吸引され固
定鉄心(2)に吸着される。
ここで、一般的に交流電磁石は、第1図に示すように、
可動鉄心(1)と固定鉄心(2)との空隙G (t)が
大きい時、 m 4 [1のインダクタンスL (t)
は小さく、したがって操作コイル(3)には大きなラッ
シュ電流が流れ、直流電磁石に比し大きな吸引力を発生
することができる。
そして、第3図に示す時間Tにて可動鉄心fi+と固定
鉄心(2)が吸引完了して閉じると、上記インダクタン
スL (t)は大きくなり、操作コイル(3)を流れる
電流j (t)は小さくなる。しかして、この時、くま
取りコイル(4)によシ〈ま耳シリコイル部(5)での
磁束φ、と非くま取りコイル部(6)での磁束φ1との
間に位相差が生じ、この電磁石の吸引力は零になること
がなく吸着状態を維持するようになされており、電磁石
装置の良否は、吸引力の最小値をいかに大きく設計する
かにかかっている。
しかるに、操作コイル(3)に加わる端子間電圧と吸引
力の変化を示す第3図のように、この種電磁石装置は、
いかに最適に設計されたとしても吸引力の脈動は避けら
れず鉄心の騒音も大きな問題となつそいた。また、初期
吸引力が比較的大きなことによ#)@引時間を短くする
ことができるが、投入衝撃が大きく、寿命や他部品、機
構部分への悪影響が大きな問題となっていた。さらに、
鉄心内を通る磁束が交番するため、鉄心内のヒステリシ
ス損及びくま取シコイル(4)を流れる電流による損失
、くま取り損を避けられず、吸着状態の消費久方も決つ
して小さくなかった。他方、材料、構造面から言えば、
ヒステリシス損を小さくするためには硅素鋼板を積層し
た高価な積層鉄心が必要となり、またくま取りコイル(
4)を装着することに高度な技術を要していた。
これらの問題点を解消する従来例として第5図と第6図
に示すものがあった。図において、(9)はスイッチ(
8)を介して入力きれる交流rに#(7)の供給成子を
全波整流して操作コイル(3)に供給する全波整流装置
#、0(#とαJ)は全#整流待16円)と操作コイル
(3)との間に介在された常時閉接点とこれに並列接続
された節約抵抗で、投入時、該常時閉w点(1αは閉状
態を維持し、鉄心@僧徒に開状態に切換り、これにより
上記抵抗(111により操作コイル(3)に印加される
電圧を低減して消費久方を節約するようになされている
。
したがって、第5F+?1411成においては、第7図
の動作波形に示されるように操作コイル(3)の端子間
には全波整流されたi4t pFが印加さオー11、鉄
心が閉状岬となる時刻Ti!、l後は吸引力に変動がな
く一宋なものとなる。そして交i 6B束がないため鉄
心内のヒステリシス損もなく、くま取りコイル(4)も
必史なくなる。しかるに、その反r11.屯源投入時に
は大^な起磁力を必要とするため、ボ2図1の場合と同
様にラッシュ電流を流すと吸着後もこのi4i: l希
が操作コイル(3)に流れるのでコイル$1 J&iが
大きくなり、長時間使用時にはコイル煩4゛^も招くこ
とやこなる。そのため、コイルへの電流を制限し、かつ
必要な起磁力を発生するには非常に多くの巻数が必要と
々り操作コイル(3)自体が大きなコイルとなってしま
う。そして、コイル自体の大型化によって畷着後の消費
入力も第2図のものに比し大きなものとなっていたう これに対して凛6図のものは、コイルの大型化を防ぐと
共に吸着後の久方flJ・さくするために、電源投入時
と鉄心吸着後とによって常時閉扱点o。
により抵抗011の挿入を切捨えるようにしたもので、
繊8図に示す、余波整流された尾王が操作コイル(3)
に印加され、鉄心の吸着(時刻T)後接点(10の開放
(時刻TcL)v/−には抵抗o」)の挿入によって久
方が低減され吸引力が減少する。しかしながら、この場
合でも抵抗L1.1で銅損が発生し、また吸着後も消費
入力の低減化を図ることができなく、抵抗αυの銅損が
大きいため該抵抗αVは大きな許容久方をもつ大形のも
のにならざるを得なかった。
そこで本発明は、上述した従来のものの欠点を一掃する
ためになされたもので、鉄心騒音がなく消費入力が小さ
く、また投入衝撃が小さくて安価で、かつ簡易な構成の
交流電磁石装置を提供するものである。
係る目的を達成するために、第1の本発明においては、
単相交流電源を操作電源とする交l7If、敞磁石装置
において、縦磁石の操作フィルを二分割して設けると共
に、上記単相交流′電源がらの供給電l1lFを全波整
が[、する全波整流1装置”qと、該供給電圧を半波整
流する整流器とを備え、電源投入時は上記全波整流装置
により全波整流された出方を第1の操作コイルに供給し
て必要な起磁カ′+c発生埒せ、鉄心吸着後保持時には
上記整汀器にょシ半# t mrされた出力を第1と第
2の偵咋コイルに供給し。
、〕・つ=′Jr 1の操イ′〔コイルに流れる電流、
′f:上記上記全貨幣装置を介して再び環流させるフラ
イホイール回路を形成する構成としたことを特徴とする
ものである。
また、第2の本発明においては、単相交流、電源を操作
電源とする交流電磁石装置において、電磁石の操作コイ
ルを二等割して設けると共に、上記単相交流電源からの
供給電圧を全波整流する全波射−流装置と、該供給成子
を半波整流する第1の整流、器と、および第2の整流器
とを備え、電源投入時は上記全波整流装置により全波整
流された出方を第1の操作コイルに供給して必要な起磁
−カを発生させ、鉄心吸着後保持暗には上記第1の整流
、器によ゛り半波整流された出力を第1と第2の操作コ
イルに供給し、かつ第1の操作コイルに流れる電流を、
上記全波整流装置を介して再び第1の操作コイルに環流
させる第1のフライホイール回路を形成すると共に、上
記第2の整流器を介して再び第1と第2の操作コイルに
注流づせる第2のフライホイール回路を形成する構成と
したことを特徴とするものである。
しJ下、各本発明の実施例をツ1に基いて説明すると、
第9ぼけ上記第1の発明の実施例を、第10Md、上記
第2の発明の実施例をそれぞれ示すもので、図において
、従来のものと同一符号は同一部分を示し、(taはス
イッチ(8)と全波整流装置(9)との間にト汀られて
、電源投入時は閉成状態を保ち、鉄心吸着後あるいは吸
着寸前に開放される常閉枢点、(3α)、(3b)は操
作コイル(3)を二分割して設けられた第1と第2の操
作コイルで、爪2の操作コイル(3b)の内部析初、は
側1の抑)1・「コイル(3α)のそれよ、りも大きく
設定されている。また、u、夕は交流電治(力からの供
給を午を半波整流、する牢1の整流器で、上記スイッチ
(8)と常開接点(]2とのオパ続点と上記全波整流装
置(9)との間には、第1の整一流器01と第2の慢性
コイル(3b)がわけられ、′また上記全波整流装置(
9)の丙流出カイ111・′両輪IH’Iには第1の挿
作コイル(3α)が跨りjられていて%¥9し1構成に
おいては、電源投入時はスイッチ(8)及び常閉初点0
力が閉成され上記全波整流装置(9)により全波整流さ
れた出力を第1の操作コイル(3cL)に供給して必要
な起磁力を発生塾せ、鉄心吻着後あるには吸音寸前に上
記常閉j## Q2iが開放され、保持時には第1の整
流器佃により半e整流された出ブ1を第1と第20杵作
コイル(3(L)、  (3b)に供給し、かつ第1の
操作コイル(3a)に流れる保持屯酢i1、を、上記全
波整が1装置(9)を介して再びuシ1の操作コイル(
3α) K 歩流すせるフライホイール回Vを形成する
ようになっている。
また、上記構成に加え第10図におりでは、第2の整流
器(14+が股げられていて、保持時に第1の操作コイ
ル(3α)に流れる電流を、さらに保持電流i、として
この第2の整流器0尋を介して再び第1と第2−の操作
コイル(3α)、(3b)に環流させる第2のフライホ
イール回路を形成するよう構成されている。
上記第9図1と第10図に示される車1と第2の発明の
作用効架について第10図構成W成に基いてN下述べる
と、先ず、投入時は、常閉接点(2)が閉成されている
庫lの操作コイル(3α)の内Ml[抗によって定まる
投入電流が全波整流装置(9)を介して第1の操作コイ
ル(3α)に流れ投入時に必要な起磁力を離係する。次
に保持時には、常閉捨点(至)が開放され、第1の整流
器03により半波整流され第2と第1の操作コイル(3
6)、(3α)に保持電流が流れる。しかして、この保
持時には第1の模作コ−j、1h1(3α)と全波整流
装置(9)が第1のフライホイール回路を形成し保持電
流iIが流れ、鉄心を流れる磁束はほとんど直流分とな
り、そのため鉄心は積層する必要もなく例えば安価な5
pcc材等を使用することができ、また、従来例のよう
なくま取シコイルも不要となり、ヒステリシス技、〈″
!叩シ接もなくなる。さらに、半波にて電流、を減少さ
せると同時に第2の操作コイル(3b)により電磁を更
に鍼少させているため、入力か小さくなると同時にコイ
ルの大きさも小さくすることが可能となる。これにまた
、この第10図構成においては、第2の整流器(14に
よりP、2のフライホイール回路が形成されて電流i、
が流、れて史にB4引力は直流に近づく。
そして、第1と第2の操作コイル(3α) 、 (3b
)が磁路に対し同じ巻き方向、っ−!シ第10図で吸引
後に流れる電流により発生する磁束の方向が第1と第2
の操作コイル(3α)、(3b)C同一方向であれば吸
引力を増強し合う形となり非常に効率が良いものとなる
。また同−磁束内に設vrると相互誘導により吸引力は
よシ直流化し鉄心%月は皆無に近くなる。
これら構成による電磁石を電磁接触器として実験した結
果では、第1図の′電磁石に比べその消費入力はAN下
となシ、20μm〜50μm程度のテープを接触面には
さんでも鉄心騒音は皆無であった。
刻、T、は常閉接点(2)の開放時を示している。
なあ・、第9,10ワ実tIc例は、電磁接触器、電磁
継電器、タイマ等多くの分野の一11磁石の駆動装置に
連用でき、また、常閉接点02を半導休作したり、その
両端にコンデンサと抵抗による時間特性口跡を設けて接
点動作を制御したり、また整流器a3、(141をサイ
リスタ化する等の応用は容易に実現できるのは言うまで
もない。
均上のように、第1と第2の本発明によれば、単相交流
%瀞を全波整流して操作コイルに供給するので投入時の
衝撃が緩和され鉄心前音もなくなる。そして保持時には
半波整流しさらに第2の操作コイルにより入力低減して
いるため消費入力は徹減し、また鉄心も安価な鉄心材ケ
使用できく゛ま尾・リコイルも不撤で、ヒステリシス損
、<ま14’7 リ損もなくなり、安価に製作すること
ができると共に、整流器とコイルのみの簡単なうI!!
成である、生め、信頼性の高い高性aF4な交流戒研石
摸瞳を得られるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
洋:1図(d一部を破断して示す従来の一般的な交流電
碌1石装置の正面図、第2図はその等価11路し1、絋
3し1と、鬼4図はその特付図とベクトル図、第5.6
ヅ(は従来装置の改良Vl11を示す各謙1路関、第7
.8Vはその特性図、第9図と第10図IH第1と第2
の本発明による交流′亀硅・石装置の一1路し1、第1
1図はそのシげ性図である。 +11 : Etl動鉄心、  (2);固定鉄心、(
3α)、(36G ;π1と第2の操作フィル、(カニ
単相交流電源、(8):スイッチ、(9):全波整流装
置、α2二常閉枡点、0、擾:第1の整流器、q4):
第2の整流器。 なお、ツ1中、同一符号は同−又は相当部分を示す。 第  1  図           第  21°η
1 〕イIしN覧xr、qtx 第  5 国              第  6 
国0 第7図    第8図 手続補正書(自Ii、) 特許庁長官殿 1、事f’l−の表示    特願昭57−16337
7号2 発明の名称 交流電磁石装置 3 浦!1.をすると 事1′1との関係   特許出願人 f1− 所     東M都千代111区丸の内−1’
l12滑35;r′1  称((ioI):、菱電機株
式会社代表者 片 111  イニ 八 部 4、代理人 住 所     東j;j都千代Il1区九の内二ロ1
2番3)J明細書の発明の詳細な説明の欄。 6、補正の内容 明細書第1O頁第15行ないし第16行の「あるには」
という記載を「あるいは」と補正する。 以  」−

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 (1)単相交流電源を操作電源とする交流電磁石装置に
    おいて、電磁石の操作コイルを二分割して設けると共に
    、上記単相交流電源からの供給電圧を全波整流する全波
    整流装置と、該供給電圧を半波整流する整流器とを備え
    、電源投入時は上記全波整流装置により全波整流された
    出力を第1の操作コイルに供給して必要な起磁力を発生
    させ、鉄心吸着後保持暗には上記整流器によυ半波整流
    された出力を第1と第2の操作コイルに供給し、かつ第
    1の操作コイルに流れる電流を上記全波整流装置を介し
    て再び環流させるフライホイール回路を形成する構成と
    したことを%徴とする交流電磁石装置。 (2+上記第1と第2の操作コイルは、同−磁路内に設
    けられ磁路方向に対しその巻き方向が同一である特許η
    p求の範囲第1項記載の交流電磁石装置。 (!り上記第1と第2の操作フィルを、単一のコイルス
    プールに2重巻して製作した特許請求の範囲第1項また
    は第2項記載の交流電磁石装置。 (4)単相交流電源を操作電源とする交流電磁石装置に
    おいて、電磁石の操作コイルを二分割して設けると共に
    、上記単相交流電源からの供給電圧を全波整流する全波
    整流装置と、該供給電子を半波整流する第1の整流器と
    、および填2の整流器とを備え、電源投入時は上記全波
    整流装置により全波整流された出力を第1の操作コイル
    に供給して必要な起硲カを発生させ、鉄心吸着後保持時
    には上記第1の整流器により半波整流された出力を第1
    と第2の操作コイルに供給し、かつ第1の操作コイルに
    流れる電流を、上記全波整流装置を介して再び第1の操
    作コイルに環流さする第1のフライホイール回路を形成
    すると共に、上記第2の整流器ケ介して再び941と第
    2の操作コイルに環流妊せる第2のフライホイール−1
    路を形成する構成としたことを特徴とする交流電磁石1
    &置。 (5)上記第1と第2の操作コイルは、同−磁路内に設
    けられ磁路方向に対しその巻き方向が同一である特許請
    求の範囲第4項記載の交流電磁石装置。 (6)上記第1と第2の操作コイルを、単一のコイルス
    プールに2v巻して製作した特許請求の範囲第4項また
    は第5項記載の交流電磁石装置首。
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4836661A (ja) * 1971-09-10 1973-05-30
JPS5139749B2 (ja) * 1972-05-31 1976-10-29

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