JPS6285409A - 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〕 と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なら
びに投入時に動作する切換スイッチの接点寿命の向上に
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）ヲ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、（力は操作スイッチ（５）と切換スイ
ッチ（６）との接１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）が閉成されでいる投入時には、第１の操作コイ
ル（１）の内部抵抗によって定壕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
時に必要な起磁力全確保する。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（１１）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（１２）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）
Ｖこ半波整流をした電流合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）　′？ｆ：Ｊ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（１１）、（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甘うという問題があった。

この発明はかかる問題点全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り、かつ投入時に動作する切換ス
イッチの接点寿命の向」−ヲ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。

〔問題点を解決するだめの手段〕

この発明に係る電磁石装置は、二分割された第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
、切換スイッチ及びダイオードとを備えている。

全波整流器の直流出力の正側には第１の操作コイルの一
端が、負側には第２の操作コイルの一端が接続されでい
る。バイアス用抵抗とコンデンサは第１の操作コイルと
並列に接続され、ＮＰＮ型トランジスタのコレクタは第
１の操作コイルとコンデンサの接続点に、エミッタは第
２の操作コイルｃＤ　他端に、ベースは抵抗とコンデン
サの接続点に接続されている。切換スイッチは第２の操
作コイルと並列に接続されており、ダイオードはアノー
ド’ｋＮＰＮ型トランジスタのエミッタに、カソードを
第１の操作コイルと抵抗の接続点に接続されている。

〔作用〕

この発明においては速断時に第１の操作コイルと第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υ和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。

また投入時の切換スイッチが開成するとき第１の操作コ
イルの逆起電力によるエネルギをす゛イリスタによシ短
絡するから切換スイッチアークを抑制する。

〔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）は一端を全波整
流器（３）の負側に接続した第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）の内部抵抗より大きくなっている。

（９）はバイアス用抵抗、０【）はバイアス用抵抗（９
）と直列接続されたコンデンサであり、この抵抗（９）
とコンデンサ０１は第１の操作コイル（１）と並列に接
続されている。０１）はＮＰＮ型トランジスタであり、
コレクタを第１の操作コイル（１）とコンデンサ０Ｏの
接続点に、エミッタを第２の操作コイル（２）に、ベー
スを抵抗（９）とコンデンサＱ１の接続点に各々接続し
ている。０２はダイオードであυ、アノードをトランジ
スタ０υのエミッタにカソードを第１の操作コイル（１
）と抵抗（９）の接続点に接続している。（６）は第２
の操作コイル（２）と並列に接続され、常時閉成され、
保持時に不図示の可動鉄心の動作により開放される切換
スイッチである。

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３図の波形図に基いて説明する。

操作スイッチ（５）全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）及びトランジスタαυを介して第３図に示すよう
に第１の操作コイル（１）間の電圧（ＶＭ、、）として
印加され、第１の操作コイル電流（ＩＭｃ、）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
始める。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０υ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）ヲ介して流れるため投入電流よｐ
小さな電流となる。

上記切換スイッチ（６）が開放される時に、第１の操作
コイル（１）に逆起電力が発生するが、この逆起電力は
ダイオード０２で短絡されるため、切換スイッチ（６）
は逆起電力によるエネルギに影響されず開放時のアーク
を抑制することができ、アークによる接点消耗を防止す
る。

次に、操作スイッチ（５）　’（ｒ　Ｊ断すると第１の
操作コイル（１）の逆起電力によるエネルギによって第
３図のコンデンサ電圧（Ｖ、　）で示すようにコンデン
サα１の充電が開始されると共にトランジスタ（１１）
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３図に示すようにトランジスタ
Ｑｌ）のコレクタ・エミッタ間の電圧（−Ｖ。、）が高
くなり、したかつて第１の操作コイル（１）の電流（■
Ｍｃ、）、第２の操作コイル（２）の＠、流（ＩＭｃ２
）の急激な減衰が始まυ、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ば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。

上記遮断時における電流減衰特性はコンデンサ０Ｉの容
量で定マワ、コンデンサ００の容量を小さくすると可動
鉄心の解放時間を短縮することができ、さらにコンデン
サの容量を任意に選択することによシ可動鉄心の解放時
間を任意に選択することができる。

一方、第１の操作コイル（１）のエネルギの減衰により
トランジスタ０υのベース電圧が低下し、トランジスタ
０１）がオフとなり、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）に残されたエネルギは
抵抗（９）、コンデンサ（１１を介したＬＣＲ回路によ
υ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た操作コイルに
直列にＮＰＮ型トランジスタを接続し、かつ第１の操作
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かできる。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、精度の高い位置決め制御を行なうこ
とができる効果を有する。

また、第１の操作コイルと並列に設けたダイオードによ
り投入時の切換スイッチ動作によって第１の操作コイル
に生じる起電力を抑制するから、切換スイッチが動作時
にアークを生ぜず切換スイッチの接点寿命が向上し、切
換スイッチの小型化を図ることができる。このため安定
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３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、０１・・・コン
デンサ、ＯＩ）・・・ＮＰＮ型トランジスタ、０２・・
・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。 代理人　弁理士　　佐　藤　正　年 Ｑｌ） 第２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　操作コイルを第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
   を全波整流器を介して印加する電磁石装置において、 上記第１の操作コイルと並列に接続した直列接続のバイ
   アス用抵抗ならびにコンデンサと；コレクタを上記第１
   の操作コイルとコンデンサの接続点に、エミッタを上記
   第２の操作コイルの一端に、ベースを上記抵抗とコンデ
   ンサの接続点に接続したＮＰＮ型トランジスタと；上記
   第２の操作コイルと並列に接続し、投入時には閉成、保
   持時には開放される切換スイッチと；アノードを上記Ｎ
   ＰＮ型トランジスタのエミッタに、カソードを上記第１
   の操作コイルと抵抗の接続点に接続したダイオードとを
   備え、第１の操作コイルと抵抗の接続点を全波整流器の
   直流出力の正側に、第２の操作コイルの一端を全波整流
   器の負側に接続したことを特徴とする電磁石装置。