JPS6285405A - 電磁石装置 - Google Patents

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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は例えば電磁接触器に使用する交流操作直流励
磁の電磁石装置、特に可動鉄心の解放時間の低減化に関
するものである。

〔従来の技術〕

第４図は例えば特開昭５９−５２８０８号公報に示され
た操作コイルを二分割した従来の電磁石装置を示す回路
図であり、図において（１）は第１の操作コイル、（２
）は第１の操作コイル（１）に直列に接続した第２の操
作コイルであり、第２の操作コイル（２）の内部抵抗は
第１の操作コイル（１）の内部抵抗よりも大きく設定さ
れている。（３）は投入時に操作スイッチ（５）及び切
換スイッチ（６）を介して入力される交流電源（４）の
供給電圧を全波整流し、第１の操作コイル（１）に供給
する全波整流器、（７）は操作スイッチ（５）と切換ス
イッチ（６）との接続点と第２の操作コイル（２）との
間に接続され、交流電源（４）からの供給電圧を半波整
流する第１の整流器、（８）は第１の操作コイル（１）
及び第２の操作コイル（２）に並列に接続された第２の
整流器である。

従来の電磁石装置は上記のように構成され、切換スイッ
チ（６）が閉成されている投入時には、第１の操作コイ
ル（１）の内部抵抗によって定まる投入電流が全波整流
器（３）を介して第１の操作コイル（１）に流れ、投入
時に必要な起磁力を確保する。保持時には切換スイッチ
（６）が開放され、第１の整流器（７）により半波整流
された保持電流が第１の操作コイル（１）と第２の操作
コイル（２）に流れる。このとき第１の操作コイル（１
）と全波整流器（３）が第１のフライホイール回路を形
成し保持電流（１，）が流れ、第２の操作コイル（２）
と第２の整流器（８）が第２のフライホイール回路を形
成し、保持電流（１，）が流れ、鉄心を流れる磁束をほ
とんど直流分とする。

上記のように構成された電磁石装置は投入時に単相交流
電圧を全波整流し第１の操作コイル（１）に供給するの
で投入時の衝撃が緩和され鉄心騒音がなくなり、保持時
には第１の操作コイル（１）と第２の操作コイル（２）
に半波整流をした電流を流すため消費入力の低減等を図
ることができる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記のような従来の電磁石装置では、遮断時に操作スイ
ッチ（５）を遮断しても、第１の操作コイル（１）と第
２の操作コイル（２）に各々形成するフライホイール回
路に流れる保持電流（ｉｌｌ、　（１２’の影響により
、可動鉄心の釈放時間が長くなるという問題点があり、
例えばホイスト、クレーン制御等精密な位置制御の際誤
差が生じてしまうという問題があった。

この発明はかかる問題点を解決するためになされたもの
であり、投入時の衝撃緩和、消費入力の低減を図ると共
に釈放時間の短縮を図ることができる電磁石装置を得る
ことを目的とするものである。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明に係る電磁石装置は、直列に接続された第１の
操作コイルと第２の操作コイル、全波整流器、直列接続
されたバイアス用抵抗とコンデンサ、ＮＰＮ型トランジ
スタ、ツェナータイオード及び切換スイッチとを備えて
いる。

全波整流器の直流出力の正側には第１の操作コイルノ一
端が、負側にはＮＰＮ型トランジスタのエミッタが接続
されている。バイアス用抵抗とコンデンサは第１の操作
コイル及び第２の操作コイルと並列に接続され、第２の
操作コイルの一端はＮＰＮ型トランジスタのコレクタに
接続されている。ＮＰＮ型トランジスタのベースは直列
接続しスタのコレクタとエミッタ間に接続されている。

また切換スイッチは第１の操作コイルと第２の操作コイ
ルの接続点と、全波整流器の負側との間に接続され、投
入時には閉成状態にあり、保持時には開放される。

〔作　用〕

この発明においては遮断時に、第１の操作コイル及び第
２の操作コイルに貯えられるエネルギをコンデンサに充
電させると共にトランジスタ、整流器を介したフライホ
イール回路により急激な電流減衰を行なうから、可動鉄
心の解放時間を短縮すると共にツェナーダイオードによ
りトランジスタのコレクタ・エミッタ間電圧を抑制する
。

〔実施例〕

第１図はこの発明の一実施例を示す回路図であり、図に
おいて（１）は一端を全波整流器（３）の直流出力の正
側に接続した第１の操作コイル、（２）は第１の操作コ
イル（１）と直列に接続された第２の操作コイルであり
、第２の操作コイル（２）の内部抵抗は第１の操作コイ
ル（１）の内部抵抗よシ大きくなっている。（９）はバ
イアス用抵抗、α０はバイアス用抵抗（９）と直列に接
続されたコンデンサであり、この抵抗（９）とコンデン
サαＱは第１の操作コイル（１）及び第２の操作コイル
（２）と並列に接続されている。ＣＬ■はＮＰＮ型のト
ランジスタであり、トランジスタａηのコレクタは第２
の操作コイル（２）に、エミッタ紘全波整流器（３）の
直流出力の負側に接続され、ベース（６）は常時閉成さ
れ保持時に可動鉄心の動作により開放される切換スイッ
チであり、切換スイッチ（６）は第１の操作コイル（１
）と第２の操作コイル（２）の接続点と、全波整流器（
３）の負側との間に接続されている。α葎は抵抗、り→
はコンデンサであり、抵抗（２）及びコンテンサ負→は
切換スイッチ（６）の両端に接続され、切換スイッチ（
６）を保護する。

上記のように構成した電磁石装置の動作を第２図に示し
た等価回路図及び第６図の波形図に基いて説明する。

操作スイッチ（５）を投入することにより交流電源（４
）から単相交流電圧が全波整流器（３）に印加され、全
波整流器（３）により整流された全電圧が切換スイッチ
（６）を介して第６図に示すように第１の操作コイル（
１）間の電圧（ＶＭｃｔ）として印加され、第１の操作
コイル電流（ＩＭＣＩ）として投入電流が流れ、不図示
の可動鉄心が固定鉄心に吸引され初める。

可動鉄心が吸引され固定鉄心に吸着する直前に切換スイ
ッチ（６）が開放され、第１の操作コイル（１）と第２
の操作コイル（２）にトランジスタθ復を介して電流が
流れ、電磁石の保持状態が維持される。この保持状態に
おける保持電流は第１の操作コイル（１）と第２の操作
コイル（２）を介して流れるため投入電流より小さな電
流となる。

次に、操作スイッチ（５）を遮断すると第１の操作コイ
ル（１）と第２の操作コイル（２）の逆起電力によるエ
ネルギによって第６図のコンデンサ電圧（Ｖｃ）で示す
ようにコンデンサαＯの充電が開始されると共にトラン
ジスタα■のコレクタ・エミッタ間を通って全波整流器
（３）と第１の操作コイル（１）、第２の操作コイル（
２）との間でフライホイール回路が形成される。

このフライホイール回路においてコンデンサα１の充電
がされるにしたがって第６図に示すようにトランジスタ
α力のコレクタ・エミッタ間の電圧（ＶＣＥＩが高くな
り、第１の操作コイル（１）の電流ＣＩＭＣＩＩ、第２
の操作コイル（２）の電流（Ｉｍｃｚ）の急激な減衰が
始まり、固定鉄心の吸引力が弱くなり、この吸引力が不
図示の引外しにねの弾性力よりも弱くなった時点で可動
鉄心が解放される。

上記フライホイール回路においてトランジスタα時のコ
レクタ・エミッタ間電圧（ＶＣＥ）が一定電圧以上にな
るとツェナーダイオード（ロ）が低インピーダンスとな
り、トランジスタα力のコレクタ・エミッタ間電圧（−
Ｖｃｇｌを第６図に示すように一定電圧とする。

また、上記遮断時における電流減衰特性はコンデンサα
Ｏの容量を任意に選択することにより可動鉄心の解放時
間を任意に選択することができる。

この場合、可動鉄心の解放時間を短縮するため、コンデ
ンサ００の容量を小さくするほど、コンデンサ電圧（−
ＶＣ）及びトランジスタα■のコレクタ・エミッタ間電
圧（−Ｖｃｚｌが比例的に上昇するが、こｏｔ電圧上昇
ツェナーダイオード（ロ）で抑制することができる。

一方、第１の操作コイル（１）及び第２の操作コイル（
２）のエネルギの減衰によりトランジスタαηのベース
電圧が低下し、トランジスタαηがオフとなシ、上記フ
ライホイール回路は遮断されるが、第１の操作コイル（
１）及び第２の操作コイル（２）に残されたエネルギは
抵抗（９）、コンデンサαＱを介したＬＣＲ回路によシ
減衰される。

〔発明の効果〕

この発明は以上説明したように二分割し、直列接続した
操作コイルに直列にＮＰＮ型トランジスタを接続し、か
つ操作コイルに並列に抵抗・コンデンサを接続し、全波
整流器を介して電圧を印加するようにしたので、電磁石
の釈放時に操作コイルのエネルギをコンデンサに充電す
ると共にトランジスタ、全波整流器、操作コイルのフラ
イホイール回路により操作コイルの電流を急激に減衰す
ることができ、釈放時間の低減を図ることができる。ま
たコンデンサの容量を選択することにより任意の釈放時
間を設定することができる効果を有する。

また、電磁石の釈放時に生じるコンデンサ及びトランジ
スタの電圧上昇をツェナーダイオードで抑制保護するか
ら、コンテンサ、トランジスタは耐圧の低いものを使用
することができ、安定した低価格の電磁石装置を得るこ
とができる効果も有する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例を示す回路図、第２図は上記
実施例の等価回路図、第６図は上記実施例の各部の波形
図、第４図は従来の電磁石装置の回路図である。 （１）・・・第１の操作コイル、（２）・・・第２の操
作コイル、（３）・・・全波整流器、（４）・・・交流
電源、（５）・・・操作スイッチ、（６）・・・切換ス
イッチ、（９）・・・バイアス用抵抗、αＱ・・・コン
デンサ、αや・・・ＮＰＮ型トランジスタ、（６）・・
・ツェナーダイオード。 なお、各図中同一符号は同−又は相当部分を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　操作コイルを直列に接続した第１の操作コイルと第２
   の操作コイルに二分割し、該操作コイルに単相交流電源
   からの供給電圧を全波整流して印加する電磁石装置にお
   いて、 上記第１の操作コイル及び第２の操作コイルと並列に接
   続した直列接続のバイアス抵抗とコンデンサと；コレク
   タを上記第２の操作コイルの開放端側に、エミッタを全
   波整流器の負側に、ベースを上記抵抗とコンデンサの接
   続点に各々接続したＮＰＮ型トランジスタと；該ＮＰＮ
   型トランジスタのコレクタとエミッタ間とに接続したツ
   ェナーダイオードと；上記第１の操作コイルと第２の操
   作コイルの接続点と全波整流器の負側との間に接続し、
   投入時には閉成、鉄心吸着時には開放される切換スイッ
   チとを備え、上記第１の操作コイルの一端を全波整流器
   の正側に接続したことを特徴とする電磁石装置。