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JP2024157678A - Electromagnetic Device - Google Patents

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JP2024157678A
JP2024157678A JP2023072173A JP2023072173A JP2024157678A JP 2024157678 A JP2024157678 A JP 2024157678A JP 2023072173 A JP2023072173 A JP 2023072173A JP 2023072173 A JP2023072173 A JP 2023072173A JP 2024157678 A JP2024157678 A JP 2024157678A
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JP
Japan
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coil
switch
holding coil
holding
closing
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Application number
JP2023072173A
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Japanese (ja)
Inventor
和久 松田
Kazuhisa Matsuda
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H47/00Circuit arrangements not adapted to a particular application of the relay and designed to obtain desired operating characteristics or to provide energising current
    • H01H47/02Circuit arrangements not adapted to a particular application of the relay and designed to obtain desired operating characteristics or to provide energising current for modifying the operation of the relay
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
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Abstract

To provide an electromagnet device which prevents a voltage across a holding coil from being brought into a high voltage by an inverse current generated in the holding coil when a current is made flow only to a closing coil.SOLUTION: An electromagnet device comprises: a closing coil which is wound around a stationary iron core and excited by electrification to generate a magnetic flux and generates an electromagnetic adsorption force; a holding coil which is wound around the stationary iron core and excited by electrification to generate a magnetic flux in the same direction as the closing coil, generates an electromagnetic adsorption force and is connected in series with the closing coil and of which the resistance value is larger than that of the closing coil; a first switch of which one end is connected with a winding end of the closing coil and the other end is connected between a winding end of the holding coil and a negative side of a power source; a second switch which is provided between the winding end of the holding coil and the negative side of the power source; and a control circuit of which the voltage threshold is preset and which turns on the second switch in a case where a power supply voltage outputted by the power source satisfies the voltage threshold, and turns on the first switch simultaneously with or after timing in which the second switch is turned on.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本開示は、電磁石装置に関する。 This disclosure relates to an electromagnetic device.

従来、電磁接触器などの可動鉄芯および固定鉄芯を有する機器では、磁性材料に銅線を巻いたコイルに電流を流すことにより生成される電磁吸着力を利用して可動鉄芯を固定鉄芯に吸着させる技術が用いられている。 Conventionally, devices with a movable iron core and a fixed iron core, such as electromagnetic contactors, have used a technology that uses electromagnetic attraction force generated by passing a current through a coil made of copper wire wound around a magnetic material to attract the movable iron core to the fixed iron core.

また近年では、電磁接触器の可動鉄芯を固定鉄芯に吸着させる電磁吸着力を生成する投入コイルと、可動鉄芯を固定鉄芯に吸着させた状態を保持する電磁吸着力を生成する吸着保持用の保持コイルとの2種類のコイルを用いることで、より安定して可動鉄芯を固定鉄芯に吸着させることを可能とする技術の開発が進んでいる。 In recent years, technology has been developed that uses two types of coils: an input coil that generates an electromagnetic attraction force that attracts the movable iron core of the electromagnetic contactor to the fixed iron core, and a holding coil that generates an electromagnetic attraction force that keeps the movable iron core attracted to the fixed iron core.

例えば特許文献1では、投入コイルおよび保持コイルの2種類のコイルを備え、吸着動作時は投入コイルのみに励磁電流を流し、吸着保持時は投入コイルおよび保持コイルに励磁電流を流す開閉装置の電磁操作装置が開示されている。 For example, Patent Document 1 discloses an electromagnetic operating device for a switching device that has two types of coils, a closing coil and a holding coil, and passes an excitation current only through the closing coil during attraction operation, and passes an excitation current through both the closing coil and the holding coil during attraction and holding.

特開2012-216451号公報JP 2012-216451 A

上記開閉装置の電磁操作装置は、吸着保持時において直列に接続された投入コイルおよび保持コイルに励磁電流を流すことで、開閉器の投入後における吸引状態を確実に保持することができる。一方で、吸着動作時はリミットスイッチを保持コイルと切り離し、投入コイルのみに電流を供給する。その際、保持コイルには投入コイルで生成した磁束を打ち消す方向に起電力が発生し、保持コイルの銅線の巻回方向とは逆向きの電流(以下、「逆電流」と称する)が流れるが、保持コイルとリミットスイッチとは切り離されているため、逆電流を逃がす先がなく保持コイルの両端電圧が高電圧となる。 The electromagnetic operating device of the above-mentioned switchgear can reliably maintain the attraction state after the switchgear is closed by passing an excitation current through the closing coil and holding coil connected in series during attraction and holding. On the other hand, during attraction operation, the limit switch is separated from the holding coil and current is supplied only to the closing coil. At that time, an electromotive force is generated in the holding coil in a direction that cancels out the magnetic flux generated by the closing coil, and a current (hereinafter referred to as "reverse current") flows in the opposite direction to the winding direction of the copper wire of the holding coil. However, because the holding coil and the limit switch are separated, there is no place for the reverse current to escape, and the voltage across the holding coil becomes high.

本開示は上述のような課題を解決するためになされたものであり、投入コイルのみに電流を流した際、保持コイルに生じた逆電流により保持コイルの両端電圧が高電圧となるのを抑制する電磁石装置を得ることを目的とする。 The present disclosure has been made to solve the problems described above, and aims to provide an electromagnetic device that prevents the voltage across the holding coil from becoming high due to a reverse current generated in the holding coil when current is passed only through the closing coil.

本開示にかかる電磁石装置は、固定鉄芯に巻回され、通電による励磁により磁束を生成し電磁吸着力を発生させる投入コイルと、固定鉄芯に巻回され、通電による励磁により投入コイルと同一方向に磁束を生成し電磁吸着力を発生させる、投入コイルと直列接続された抵抗値が投入コイルよりも大きい保持コイルと、一端が投入コイルの巻き終わりと接続され、他端が保持コイルの巻き終わりと電源の負側との間に接続された第一スイッチと、保持コイルの巻き終わりと電源の負側との間に設けられた第二スイッチと、電圧閾値が予め設定され、電源が出力する電源電圧が電圧閾値を満たす場合に第二スイッチをオンにし、第二スイッチをオンにしたタイミングと同時またはそれ以降に第一スイッチをオンにする制御回路と、を備えたものである。 The electromagnetic device according to the present disclosure includes a throw-in coil wound around a fixed iron core, which generates a magnetic flux when excited by energization to generate an electromagnetic attraction force; a holding coil wound around a fixed iron core, which generates a magnetic flux in the same direction as the throw-in coil when excited by energization to generate an electromagnetic attraction force, and which is connected in series with the throw-in coil and has a resistance value greater than that of the throw-in coil; a first switch having one end connected to the end of the throw-in coil and the other end connected between the end of the holding coil and the negative side of the power source; a second switch provided between the end of the holding coil and the negative side of the power source; and a control circuit having a preset voltage threshold, which turns on the second switch when the power source voltage output by the power source satisfies the voltage threshold, and turns on the first switch simultaneously with or after the second switch is turned on.

本開示の電磁石装置によれば、第一スイッチおよび第二スイッチが設けられ、制御回路が第一スイッチおよび第二スイッチのオンオフ制御を行うことにより、投入コイルのみに電流を流した際、保持コイルに生じた逆電流により保持コイルの両端電圧が高電圧となるのを抑制する効果を有する。 The electromagnetic device disclosed herein is provided with a first switch and a second switch, and a control circuit controls the on/off of the first switch and the second switch, which has the effect of preventing the voltage across the holding coil from becoming high due to a reverse current generated in the holding coil when current flows only through the closing coil.

実施の形態1にかかる電磁石装置の構成図である。1 is a configuration diagram of an electromagnetic device according to a first embodiment; 実施の形態1にかかる電磁石装置の時系列変化を示すタイミングチャートである。4 is a timing chart showing a time series change of the electromagnetic device according to the first embodiment; 実施の形態1にかかる電磁石装置に含まれる電源の電源電圧の時系列変化を示す図である。5 is a diagram showing a time series change in the power supply voltage of a power supply included in the electromagnetic device according to the first embodiment. FIG. 実施の形態1にかかる電磁石装置に含まれる投入コイルの励磁電流の時系列変化を示す図である。5 is a diagram showing a time series change in an excitation current of a closing coil included in the electromagnetic device according to the first embodiment. FIG. 実施の形態1にかかる電磁石装置に含まれる保持コイルの両端電圧の時系列変化を示す図である。5 is a diagram showing a time series change in the voltage across the holding coil included in the electromagnetic device according to the first embodiment. FIG. 実施の形態1にかかる電磁石装置に含まれる保持コイルの励磁電流の時系列変化を示す図である。5 is a diagram showing a time series change in an exciting current of a holding coil included in the electromagnetic device according to the first embodiment. FIG. 実施の形態1にかかる電磁石装置に含まれる投入コイルおよび保持コイルにおけるアンペアターンの合算値の時系列変化を示す図である。10 is a diagram showing a time series change in the total value of ampere turns in the closing coil and the holding coil included in the electromagnetic device according to the first embodiment. FIG. 実施の形態1にかかる電磁石装置の時刻t2における電流の流れを示す図である。13 is a diagram showing a current flow at time t2 in the electromagnet device according to the first embodiment. FIG. 実施の形態1にかかる電磁石装置の時刻t3における逆電流の流れを示す図である。13 is a diagram showing a flow of a reverse current at time t3 in the electromagnetic device according to the first embodiment. FIG. 実施の形態1にかかる電磁石装置の変形例を示す図である。FIG. 13 is a diagram showing a modified example of the electromagnetic device according to the first embodiment. 実施の形態2にかかる電磁石装置の構成図である。FIG. 11 is a configuration diagram of an electromagnetic device according to a second embodiment. 実施の形態2にかかる電磁石装置の時系列変化を示すタイミングチャートである。10 is a timing chart showing a time series change of the electromagnetic device according to the second embodiment. 実施の形態2にかかる電磁石装置に含まれる電源の電源電圧の時系列変化を示す図である。13 is a diagram showing a time series change in the power supply voltage of a power supply included in the electromagnetic device according to the second embodiment. FIG. 実施の形態2にかかる電磁石装置の投入コイルの励磁電流の時系列変化を示す図である。13 is a diagram showing a time series change in an excitation current of a closing coil of an electromagnetic device according to a second embodiment. FIG. 実施の形態2にかかる電磁石装置の保持コイルの両端電圧の時系列変化を示す図である。13 is a diagram showing a time series change in the voltage across both ends of the holding coil of the electromagnetic device according to the second embodiment. FIG. 実施の形態2にかかる電磁石装置の保持コイルの励磁電流の時系列変化を示す図である。13 is a diagram showing a time series change in an exciting current of a holding coil of an electromagnetic device according to a second embodiment. FIG. 実施の形態2にかかる電磁石装置の投入コイルおよび保持コイルにおけるアンペアターンの合算値の時系列変化を示す図である。13 is a diagram showing a time series change in the combined value of ampere turns in the closing coil and the holding coil of the electromagnetic device according to the second embodiment. FIG. 実施の形態2にかかる電磁石装置の時刻t2における電流の流れを示す図である。FIG. 11 is a diagram showing a current flow at time t2 in the electromagnet device according to the second embodiment. 実施の形態2にかかる電磁石装置の時刻t3における逆電流の流れを示す図である。FIG. 11 is a diagram showing a flow of a reverse current at time t3 in the electromagnetic device according to the second embodiment. 実施の形態3にかかる電磁石装置の概略図である。FIG. 11 is a schematic diagram of an electromagnetic device according to a third embodiment. 実施の形態3にかかる電磁石装置に含まれる第二スイッチをオフにした際、投入コイルに生じる励磁エネルギーに伴い流れる電流の流れる経路を説明する図である。13 is a diagram for explaining a path of a current that flows in association with excitation energy generated in a closing coil when a second switch included in an electromagnetic device according to a third embodiment is turned off. FIG. 実施の形態4にかかる電磁石装置の概略図である。FIG. 13 is a schematic diagram of an electromagnetic device according to a fourth embodiment. 実施の形態4にかかる電磁石装置に含まれる第二スイッチをオフにした際、投入コイルに生じる励磁エネルギーに伴い流れる電流の流れる経路を説明する図である。13 is a diagram for explaining a path of a current that flows in association with the excitation energy generated in the closing coil when a second switch included in the electromagnet device according to the fourth embodiment is turned off. FIG. 実施の形態4にかかる電磁石装置に含まれる第二スイッチをオフにした際、保持コイルに生じる励磁エネルギーに伴い流れる電流の流れる経路を説明する図である。13 is a diagram for explaining a path of a current that flows in association with excitation energy generated in a holding coil when a second switch included in an electromagnetic device according to a fourth embodiment is turned off. FIG. 実施の形態4にかかる電磁石装置の時刻t4以降の時系列変化を示すタイミングチャートである。13 is a timing chart showing a time series change after time t4 of the electromagnet device according to the fourth embodiment.

以下に、実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下に説明する実施の形態は例示である。また、各実施の形態は、適宜組み合わせて実行することができる。また、以下の説明では区別する必要のある場合を除いて、電気的な接続と物理的な接続とを区別せずに「接続」と称して説明する。 The following describes the embodiments in detail with reference to the drawings. Note that the embodiments described below are merely examples. The embodiments can be implemented in appropriate combinations. In the following description, electrical connections and physical connections will not be distinguished from each other and will be referred to as "connections" unless a distinction is required.

実施の形態1.
図1は本実施の形態にかかる電磁石装置の概略図である。図2は本実施の形態にかかる電磁石装置のタイミングチャートである。図3は本実施の形態にかかる電磁石装置に含まれる電源の電源電圧の時系列変化を示す図である。図4は本実施の形態にかかる電磁石装置に含まれる投入コイルの励磁電流の時系列変化を示す図である。図5は本実施の形態にかかる電磁石装置に含まれる保持コイルの両端電圧の時系列変化を示す図である。図6は本実施の形態にかかる電磁石装置に含まれる保持コイルの励磁電流の時系列変化を示す図である。図7は本実施の形態にかかる電磁石装置に含まれる投入コイルおよび保持コイルにおけるアンペアターンの合算値の時系列変化を示す図である。図8は本実施の形態にかかる電磁石装置の時刻t2における電流の流れを示す図である。図9は本実施の形態にかかる電磁石装置の時刻t3における逆電流の流れを示す図である。図10は本実施の形態にかかる電磁石装置の変形例を示す図である。
Embodiment 1.
FIG. 1 is a schematic diagram of an electromagnetic device according to the present embodiment. FIG. 2 is a timing chart of the electromagnetic device according to the present embodiment. FIG. 3 is a diagram showing a time series change in the power supply voltage of a power supply included in the electromagnetic device according to the present embodiment. FIG. 4 is a diagram showing a time series change in the excitation current of a closing coil included in the electromagnetic device according to the present embodiment. FIG. 5 is a diagram showing a time series change in the voltage across both ends of a holding coil included in the electromagnetic device according to the present embodiment. FIG. 6 is a diagram showing a time series change in the excitation current of a holding coil included in the electromagnetic device according to the present embodiment. FIG. 7 is a diagram showing a time series change in the combined value of the ampere turns in the closing coil and the holding coil included in the electromagnetic device according to the present embodiment. FIG. 8 is a diagram showing a current flow at time t2 in the electromagnetic device according to the present embodiment. FIG. 9 is a diagram showing a reverse current flow at time t3 in the electromagnetic device according to the present embodiment. FIG. 10 is a diagram showing a modified example of the electromagnetic device according to the present embodiment.

まず、図1を用いて本実施の形態にかかる電磁石装置100の構成を説明する。なお、図1に示す制御回路5と第一スイッチ6および第二スイッチ7各々とをつなぐ点線は、制御回路5が第一スイッチ6および第二スイッチ7を動作させる際に送る信号の経路である。また、投入コイル1および保持コイル2の矢印は、コイルの巻回方向を示している。 First, the configuration of the electromagnet device 100 according to this embodiment will be described with reference to Figure 1. Note that the dotted lines connecting the control circuit 5 to the first switch 6 and the second switch 7 shown in Figure 1 are paths of signals sent when the control circuit 5 operates the first switch 6 and the second switch 7. Also, the arrows of the closing coil 1 and the holding coil 2 indicate the winding direction of the coils.

図1に示すように、本実施の形態にかかる電磁石装置100は、投入コイル1、保持コイル2、制御回路5、第一スイッチ6、第二スイッチ7、フライホイールダイオード8、9、ダイオード10および電源11を備えている。ここで、フライホイールダイオード8、9のように、投入コイル1および保持コイル2の各々と並列に接続され、電源11オフ後に励磁エネルギーに伴い流れる電流を循環させるために設けられたダイオードを一般的にフライホイールダイオードと呼ぶ。そのため、以下説明においてもフライホイールダイオード8、9と称して説明を行う。ただし、フライホイールダイオード8、9は、例えばダイオード10などと同じスイッチングダイオードであり、名称を変えて説明を行うに過ぎず物自体に相違ない。 As shown in FIG. 1, the electromagnetic device 100 according to this embodiment includes a closing coil 1, a holding coil 2, a control circuit 5, a first switch 6, a second switch 7, flywheel diodes 8 and 9, a diode 10, and a power supply 11. Here, the diodes such as the flywheel diodes 8 and 9, which are connected in parallel with the closing coil 1 and the holding coil 2, respectively, and are provided to circulate the current that flows with the excitation energy after the power supply 11 is turned off, are generally called flywheel diodes. Therefore, in the following explanation, they will be referred to as flywheel diodes 8 and 9. However, the flywheel diodes 8 and 9 are switching diodes like the diode 10, for example, and are the same thing in themselves, and are merely described with different names.

投入コイル1および保持コイル2は、固定鉄芯12に各々巻回され直列接続されている。図1に示すように、投入コイル1および保持コイル2は巻回方向が同じであり、投入コイル1の巻き始まりは電源11の正極側と接続され、保持コイル2の巻き終わりは電源11の負極側と接続されている。 The input coil 1 and the holding coil 2 are each wound around a fixed iron core 12 and connected in series. As shown in FIG. 1, the input coil 1 and the holding coil 2 are wound in the same direction, with the start of the input coil 1 connected to the positive side of the power source 11 and the end of the holding coil 2 connected to the negative side of the power source 11.

したがって、直列接続された投入コイル1および保持コイル2に電流を流した場合、各々の固定鉄芯12には通電による励磁により同一方向の磁束が発生する。固定鉄芯12は、この発生した磁束による電磁吸着力により、図示を省略する可動鉄芯を吸着する。なお、投入コイル1、保持コイル2、固定鉄芯12および可動鉄芯は、図示を省略する電磁コイル内に配置されている。 Therefore, when current is passed through the input coil 1 and holding coil 2, which are connected in series, magnetic flux is generated in the same direction in each fixed iron core 12 due to excitation by current passing through. The fixed iron core 12 attracts the movable iron core (not shown) due to the electromagnetic attraction force caused by this generated magnetic flux. The input coil 1, holding coil 2, fixed iron core 12, and movable iron core are arranged inside an electromagnetic coil (not shown).

また、投入コイル1は、保持コイル2に比べてターン数が少ない。すなわち、投入コイル1は保持コイル2に比べて抵抗値が小さい。そのため、投入コイル1のみに電圧を印加した場合と、直列接続された投入コイル1および保持コイル2に電圧を印加した場合を比較すると、投入コイル1のみに電圧を印加した場合のほうが大きな電流が流れ、アンペアターンが大きくなる。したがって、吸着動作時には投入コイル1のみに電圧を印加することで、可動鉄芯の吸着に必要な電磁吸着力を得ることができる。なお、ここでいうアンペアターンとは、電流値およびターン数の積で表される、MKSA単位系における起磁力の単位のことである。 In addition, the number of turns of the making coil 1 is smaller than that of the holding coil 2. In other words, the resistance value of the making coil 1 is smaller than that of the holding coil 2. Therefore, when comparing the case where a voltage is applied only to the making coil 1 with the case where a voltage is applied to the making coil 1 and holding coil 2 connected in series, a larger current flows and the number of ampere turns is larger when a voltage is applied only to the making coil 1. Therefore, by applying a voltage only to the making coil 1 during the attraction operation, the electromagnetic attraction force required to attract the movable iron core can be obtained. Note that the term "ampere turn" here refers to the unit of magnetomotive force in the MKSA system of units, expressed as the product of the current value and the number of turns.

図1に示すように、第一スイッチ6は一端が投入コイル1の巻き終わりと接続され、他端が保持コイル2の巻き終わりと電源11の負側との間に接続され設けられている。また、第二スイッチ7は保持コイル2の巻き終わりと電源11の負側との間に設けられている。具体的には、第二スイッチ7の一端は保持コイル2の巻き終わりと接続され、他端は電源11の負側と接続されている。ここで、電源11の負側とは電源11の負極側を指す。 As shown in FIG. 1, one end of the first switch 6 is connected to the end of the making coil 1, and the other end is connected between the end of the holding coil 2 and the negative side of the power source 11. The second switch 7 is also connected between the end of the holding coil 2 and the negative side of the power source 11. Specifically, one end of the second switch 7 is connected to the end of the holding coil 2, and the other end is connected to the negative side of the power source 11. Here, the negative side of the power source 11 refers to the negative pole side of the power source 11.

制御回路5は、第一スイッチ6および第二スイッチ7の切り替え動作を行う。なお、制御回路5を設ける位置は特に問わないが、例えば、第一スイッチ6および第二スイッチ7をオフにした際に、フライホイールダイオード8、9の逆回復時間内において逆起電力により生じるサージ電圧が印加されない位置に設けるのが望ましい。 The control circuit 5 performs the switching operation of the first switch 6 and the second switch 7. The location of the control circuit 5 is not particularly important, but it is preferable to place it in a position where, for example, a surge voltage generated by the back electromotive force is not applied within the reverse recovery time of the flywheel diodes 8 and 9 when the first switch 6 and the second switch 7 are turned off.

次に、制御回路5が行うオフからオンへの切り替え動作について説明する。制御回路5は、電磁石装置100が動作可能な電圧範囲であると判断するための電圧閾値が予め設定され、電源11が出力する電源電圧が電圧閾値を満たす場合に第二スイッチ7をオンにする。また、制御回路5は第二スイッチ7がオンになったタイミングと同時またはそれ以降のタイミングで第一スイッチ6をオンにする。すなわち、制御回路5が第一スイッチ6をオンにするタイミングは、第二スイッチ7をオンにするタイミングよりも前でなければよい。 Next, the switching operation from off to on performed by the control circuit 5 will be described. The control circuit 5 has a preset voltage threshold for determining that the electromagnet device 100 is within an operable voltage range, and turns on the second switch 7 when the power supply voltage output by the power supply 11 satisfies the voltage threshold. The control circuit 5 also turns on the first switch 6 at the same time as or after the second switch 7 is turned on. In other words, the control circuit 5 does not need to turn on the first switch 6 before the second switch 7 is turned on.

次に、制御回路5が行うオンからオフへの切り替え動作について説明する。制御回路5は、第一スイッチ6をオンにした後、可動鉄芯を固定鉄芯12に吸着させるのに必要な時間を超過した際に第一スイッチ6をオフにする。すなわち、制御回路5には可動鉄芯を固定鉄芯12に吸着させるのに必要な時間を時間閾値として予め設定され、制御回路5は時間閾値を超過した際に第一スイッチ6をオフにする。また、この状態から電源11の電圧が吸着保持に必要な電圧よりも低下した時、つまり吸着保持を中止するために電源11を意図的に停電させた場合、または意図せずに電源11の電圧が低下した場合は、制御回路5は第一スイッチ6をオフにするタイミングと同時またはそれ以降のタイミングで第二スイッチ7をオフにする。 Next, the on-to-off switching operation performed by the control circuit 5 will be described. After turning on the first switch 6, the control circuit 5 turns off the first switch 6 when the time required to attract the movable iron core to the fixed iron core 12 has exceeded. That is, the time required to attract the movable iron core to the fixed iron core 12 is preset as a time threshold in the control circuit 5, and the control circuit 5 turns off the first switch 6 when the time threshold is exceeded. Also, when the voltage of the power source 11 from this state drops below the voltage required for attraction and holding, that is, when the power source 11 is intentionally turned off to stop the attraction and holding, or when the voltage of the power source 11 drops unintentionally, the control circuit 5 turns off the second switch 7 at the same time as or after the timing at which the first switch 6 is turned off.

フライホイールダイオード8、9は、第二スイッチ7をオフにした際、投入コイル1および保持コイル2の各々に生じる励磁エネルギーに伴い流れる電流を循環させるものであり、投入コイル1および保持コイル2の各々と並列に接続されている。図1に示すようにフライホイールダイオード8は投入コイル1と並列に接続され、フライホイールダイオード8のアノードは投入コイル1の巻き終わりと接続され、フライホイールダイオード8のカソードは投入コイル1の巻き始まりと接続されて設けられている。同様に、フライホイールダイオード9は保持コイル2と並列に接続され、フライホイールダイオード9のアノードは保持コイル2の巻き終わりと接続され、フライホイールダイオード9のカソードは保持コイル2の巻き始まりと接続されて設けられている。 The flywheel diodes 8 and 9 circulate the current that flows in response to the excitation energy generated in each of the closing coil 1 and the holding coil 2 when the second switch 7 is turned off, and are connected in parallel with each of the closing coil 1 and the holding coil 2. As shown in FIG. 1, the flywheel diode 8 is connected in parallel with the closing coil 1, the anode of the flywheel diode 8 is connected to the end of the winding of the closing coil 1, and the cathode of the flywheel diode 8 is connected to the start of the winding of the closing coil 1. Similarly, the flywheel diode 9 is connected in parallel with the holding coil 2, the anode of the flywheel diode 9 is connected to the end of the winding of the holding coil 2, and the cathode of the flywheel diode 9 is connected to the start of the winding of the holding coil 2.

ダイオード10は、第一スイッチ6および第二スイッチ7をオフした際に、フライホイールダイオード8、9の逆回復時間内において逆起電力により生じるサージ電圧が電源11の正極側に印加されないように保護する目的で設けられている。すなわち、ダイオード10は図1に示すように、ダイオード10のアノードは電源11の正極側と接続され、ダイオード10のカソードは投入コイル1の巻き始まりと接続されて設けられている。 The diode 10 is provided to protect the positive side of the power supply 11 from a surge voltage generated by the back electromotive force during the reverse recovery time of the flywheel diodes 8 and 9 when the first switch 6 and the second switch 7 are turned off. That is, as shown in FIG. 1, the anode of the diode 10 is connected to the positive side of the power supply 11, and the cathode of the diode 10 is connected to the beginning of the winding of the closing coil 1.

次に、電磁石装置100の動作について、図2から図9を用いて説明をする。なお、図2にはタイミングチャートを図示し、図2の(a)から(e)を各々分けて図示したものが図3から図7である。図2から図7は横軸を時間で表し、破線で示す波形が先行技術文献、実線で示す波形が本実施の形態を表している。ただし、図3、4などに示すように破線と実線とに波形の差異がない場合には実線のみを図示している。 Next, the operation of the electromagnet device 100 will be explained with reference to Figures 2 to 9. Note that Figure 2 shows a timing chart, and Figures 3 to 7 show (a) to (e) of Figure 2 separately. In Figures 2 to 7, the horizontal axis represents time, and the waveforms shown by dashed lines represent prior art documents, while the waveforms shown by solid lines represent the present embodiment. However, when there is no difference in waveform between the dashed and solid lines, as in Figures 3 and 4, only the solid lines are shown.

図2に示すように、時刻t1において電源11をオンにし電源電圧が印加される。その後、時刻t2において、制御回路5は電源11により印加された電源電圧と予め設定された電圧閾値とを比較し、印加された電源電圧が電圧閾値を超過したと判断した場合、第二スイッチ7をオンにする。第二スイッチ7をオンにすると、励磁電流は図8の破線の矢印で示すように、電源11、ダイオード10、投入コイル1、保持コイル2、第二スイッチ7の順に流れる。 As shown in FIG. 2, at time t1, the power supply 11 is turned on and the power supply voltage is applied. After that, at time t2, the control circuit 5 compares the power supply voltage applied by the power supply 11 with a preset voltage threshold, and if it determines that the applied power supply voltage exceeds the voltage threshold, it turns on the second switch 7. When the second switch 7 is turned on, the excitation current flows in the order of the power supply 11, the diode 10, the closing coil 1, the holding coil 2, and the second switch 7, as shown by the dashed arrow in FIG. 8.

次に、時刻t3において制御回路5は第一スイッチ6をオンにすると、電源11の電源電圧がダイオード10を介して投入コイル1に印加され、投入コイル1には時刻t3以前に流れていた励磁電流よりも大きな励磁電流が流れる。これにより、可動鉄芯の吸着動作が開始する。 Next, at time t3, the control circuit 5 turns on the first switch 6, and the power supply voltage of the power supply 11 is applied to the closing coil 1 via the diode 10, causing an excitation current that is larger than the excitation current that flowed before time t3 to flow through the closing coil 1. This starts the attraction operation of the movable iron core.

可動鉄芯の吸着動作が開始すると、投入コイル1に生じた励磁電流により、保持コイル2には投入コイル1に生じた励磁電流とは逆向きの励磁電流すなわち逆電流が流れる。逆電流は、図9の破線の矢印で示すように、第一スイッチ6、第二スイッチ7、保持コイル2をループして流れる。 When the movable core starts to be attracted, the excitation current generated in the closing coil 1 causes an excitation current in the holding coil 2 to flow in the opposite direction to the excitation current generated in the closing coil 1, i.e., a reverse current. The reverse current flows in a loop through the first switch 6, the second switch 7, and the holding coil 2, as shown by the dashed arrow in Figure 9.

図2および図4に示すように、時刻t3において第一スイッチ6がオンにされると、投入コイル1に流れる励磁電流は大きくなる。この励磁電流により、保持コイル2には投入コイル1で生成した磁束を打ち消す方向に起電力が発生し、逆電流が流れる。前述したように先行技術においては、逆電流を流すルートがなく滞留してしまうため、図5に示すように保持コイル2の両端電圧が上昇し、高電圧となってしまう。一方で、本実施の形態にかかる電磁石装置100は、逆電流を流すルートが確保されているため、逆電流を滞留することなく流すことができる。それにより、保持コイル2に生じた逆電流により保持コイル2の両端電圧が高電圧となるのを抑制することができる。 As shown in Figures 2 and 4, when the first switch 6 is turned on at time t3, the excitation current flowing through the closing coil 1 increases. This excitation current generates an electromotive force in the holding coil 2 in a direction that cancels out the magnetic flux generated by the closing coil 1, and a reverse current flows. As described above, in the prior art, there is no route for the reverse current to flow and the current remains, so the voltage across the holding coil 2 rises and becomes high, as shown in Figure 5. On the other hand, the electromagnetic device 100 of this embodiment has a route for the reverse current to flow, so the reverse current can flow without remaining there. This makes it possible to prevent the voltage across the holding coil 2 from becoming high due to the reverse current generated in the holding coil 2.

制御回路5は、可動鉄芯の吸着動作に必要な時間を超過した場合に第一スイッチ6をオフにする。具体的には、制御回路5には可動鉄芯の吸着動作が開始してから完了するまでに必要な時間が予め時間閾値として設定され、制御回路5は時間閾値を超過したと判断した場合に第一スイッチ6をオフにする。また、制御回路5は、第一スイッチ6をオフにしたタイミングと同時またはそれ以降のタイミングにおいて第二スイッチ7をオフにする。なお、第二スイッチ7をオフにするのは制御回路5に限らない。例えば、電源11が停電することにより第二スイッチ7をオフにしてもよい。 The control circuit 5 turns off the first switch 6 when the time required for the suction operation of the movable iron core is exceeded. Specifically, the time required from the start to the completion of the suction operation of the movable iron core is preset as a time threshold in the control circuit 5, and the control circuit 5 turns off the first switch 6 when it determines that the time threshold has been exceeded. The control circuit 5 also turns off the second switch 7 at the same time as or at a later time when the first switch 6 is turned off. Note that it is not limited to the control circuit 5 that turns off the second switch 7. For example, the second switch 7 may be turned off when the power source 11 goes out of power.

以上より、本実施の形態にかかる電磁石装置100は、固定鉄芯12に巻回され、通電による励磁により磁束を生成し電磁吸着力を発生させる投入コイル1と、固定鉄芯12に巻回され、通電による励磁により投入コイル1と同一方向に磁束を生成し電磁吸着力を発生させる、投入コイル1と直列接続された抵抗値が投入コイル1よりも大きい保持コイル2と、一端が投入コイル1の巻き終わりと接続され、他端が保持コイル2の巻き終わりと電源11の負側との間に接続された第一スイッチ6と、保持コイル2の巻き終わりと電源11の負側との間に設けられた第二スイッチ7と、電圧閾値が予め設定され、電源11が出力する電源電圧が電圧閾値を満たす場合に第二スイッチ7をオンにし、第二スイッチ7をオンにしたタイミングと同時またはそれ以降に第一スイッチ6をオンにする制御回路5と、を備えている。この構成により、投入コイル1のみに電流を流した際、投入コイル1に流れる励磁電流の上昇に伴い保持コイル2に生じた起電力により、保持コイル2の両端電圧が高電圧となるのを抑制する効果を有する。 As described above, the electromagnetic device 100 according to this embodiment includes a throwing coil 1 wound around a fixed iron core 12, which generates a magnetic flux when excited by energization to generate an electromagnetic attraction force; a holding coil 2 wound around a fixed iron core 12, which generates a magnetic flux in the same direction as the throwing coil 1 when excited by energization to generate an electromagnetic attraction force, and which is connected in series with the throwing coil 1 and has a resistance value greater than that of the throwing coil 1; a first switch 6 having one end connected to the end of the throwing coil 1 and the other end connected between the end of the holding coil 2 and the negative side of the power source 11; a second switch 7 provided between the end of the holding coil 2 and the negative side of the power source 11; and a control circuit 5 having a preset voltage threshold, which turns on the second switch 7 when the power source voltage output by the power source 11 satisfies the voltage threshold, and turns on the first switch 6 at the same time as or after the second switch 7 is turned on. This configuration has the effect of preventing the voltage across the holding coil 2 from becoming high due to the electromotive force generated in the holding coil 2 as the excitation current flowing through the making coil 1 increases when a current flows only through the making coil 1.

なお本実施の形態では、例えば制御回路5は時刻t2において第二スイッチ7をオンにした後、時刻t3において第一スイッチ6をオンにするなど時刻t2と時刻t3との間に時間間隔を設けて説明を行ったが、第一スイッチ6および第二スイッチ7をオンにするタイミングは同時でもよい。また、第一スイッチ6および第二スイッチ7をオフにするタイミングも同時でもよい。 In the present embodiment, for example, the control circuit 5 turns on the second switch 7 at time t2 and then turns on the first switch 6 at time t3, providing a time interval between time t2 and time t3. However, the first switch 6 and the second switch 7 may be turned on at the same time. The first switch 6 and the second switch 7 may also be turned off at the same time.

また、本実施の形態では保持コイル2と並列に接続されたフライホイールダイオード9を示したが、例えば図10に示すようにフライホイールダイオード9の代わりにダイオード13を設けてもよい。具体的には、ダイオード13はアノードが保持コイル2の巻き終わりと接続され、カソードが投入コイル1の巻き始まりと接続して設けるようにしてもよい。この場合でも、フライホイールダイオード9と同様の役割を担うことができる。 In addition, in this embodiment, the flywheel diode 9 is connected in parallel with the holding coil 2, but a diode 13 may be provided instead of the flywheel diode 9, as shown in FIG. 10, for example. Specifically, the anode of the diode 13 may be connected to the end of the holding coil 2 and the cathode to the start of the closing coil 1. Even in this case, it can play the same role as the flywheel diode 9.

実施の形態2.
本実施の形態は図11から図19を用いて説明をする。図11は本実施の形態にかかる電磁石装置の概略図である。図12は本実施の形態にかかる電磁石装置のタイミングチャートである。図13は本実施の形態にかかる電磁石装置に含まれる電源の電源電圧の時系列変化を示す図である。図14は本実施の形態にかかる電磁石装置に含まれる投入コイルの励磁電流の時系列変化を示す図である。図15は本実施の形態にかかる電磁石装置に含まれる保持コイルの両端電圧の時系列変化を示す図である。図16は本実施の形態にかかる電磁石装置に含まれる保持コイルの励磁電流の時系列変化を示す図である。図17は本実施の形態にかかる電磁石装置に含まれる投入コイルおよび保持コイルにおけるアンペアターンの合算値の時系列変化を示す図である。図18は本実施の形態にかかる電磁石装置の時刻t2における電流の流れを示す図である。図19は本実施の形態にかかる電磁石装置の時刻t3における逆電流の流れを示す図である。
Embodiment 2.
This embodiment will be described with reference to Figs. 11 to 19. Fig. 11 is a schematic diagram of an electromagnet device according to this embodiment. Fig. 12 is a timing chart of the electromagnet device according to this embodiment. Fig. 13 is a diagram showing a time series change in the power supply voltage of a power supply included in the electromagnet device according to this embodiment. Fig. 14 is a diagram showing a time series change in the excitation current of a closing coil included in the electromagnet device according to this embodiment. Fig. 15 is a diagram showing a time series change in the voltage across both ends of a holding coil included in the electromagnet device according to this embodiment. Fig. 16 is a diagram showing a time series change in the excitation current of a holding coil included in the electromagnet device according to this embodiment. Fig. 17 is a diagram showing a time series change in the combined value of the ampere turns in the closing coil and the holding coil included in the electromagnet device according to this embodiment. Fig. 18 is a diagram showing a current flow at time t2 in the electromagnet device according to this embodiment. Fig. 19 is a diagram showing a reverse current flow at time t3 in the electromagnet device according to this embodiment.

実施の形態1では、直列接続された投入コイル1および保持コイル2、第一スイッチ6、第二スイッチ7および制御回路5を備え、制御回路5が第一スイッチ6および第二スイッチ7の切り替え制御を行うことで、保持コイル2に生じた逆電流が滞留することなく循環し保持コイル2の両端電圧が高電圧となるのを抑制することができる電磁石装置100を示した。実施の形態2では、ダイオード3、4が新たに設けられた電磁石装置101を示す。それ以外の構成は実施の形態1と同様であり、実施の形態1と同じ構成には同じ番号を付し、説明は省略する。 In the first embodiment, an electromagnet device 100 is shown that includes a making coil 1 and a holding coil 2 connected in series, a first switch 6, a second switch 7, and a control circuit 5, and the control circuit 5 controls the switching of the first switch 6 and the second switch 7, so that the reverse current generated in the holding coil 2 circulates without stagnating, and the voltage across the holding coil 2 is prevented from becoming high. In the second embodiment, an electromagnet device 101 is shown in which diodes 3 and 4 are newly provided. The rest of the configuration is the same as in the first embodiment, and the same components as in the first embodiment are given the same numbers and will not be described.

本実施の形態にかかる電磁石装置101は、固定鉄芯12に巻回され、通電による励磁により磁束を生成し電磁吸着力を発生させる投入コイル1と、固定鉄芯12に巻回され、通電による励磁により投入コイル1と同一方向に磁束を生成し電磁吸着力を発生させる、投入コイル1と直列接続された抵抗値が投入コイル1よりも大きい保持コイル2と、一端が投入コイル1の巻き終わりと接続され、他端が保持コイル2の巻き終わりと電源11の負側との間に接続された第一スイッチ6と、保持コイル2の巻き終わりと電源11の負側との間に設けられた第二スイッチ7と、電圧閾値が予め設定され、電源11が出力する電源電圧が電圧閾値を満たす場合に第二スイッチ7をオンにし、第二スイッチ7をオンにしたタイミングと同時またはそれ以降に第一スイッチ6をオンにする制御回路5と、を備えている。この構成により、投入コイル1のみに電流を流した際、投入コイル1に流れる励磁電流の上昇に伴い保持コイル2に生じた逆電流により、保持コイル2の両端電圧が高電圧となるのを抑制する効果を有する。 The electromagnetic device 101 according to this embodiment includes a throw-in coil 1 wound around a fixed iron core 12, which generates a magnetic flux when excited by energization to generate an electromagnetic attraction force; a holding coil 2 wound around the fixed iron core 12, which generates a magnetic flux in the same direction as the throw-in coil 1 when excited by energization to generate an electromagnetic attraction force, and which is connected in series with the throw-in coil 1 and has a resistance value greater than that of the throw-in coil 1; a first switch 6 having one end connected to the end of the throw-in coil 1 and the other end connected between the end of the holding coil 2 and the negative side of the power source 11; a second switch 7 provided between the end of the holding coil 2 and the negative side of the power source 11; and a control circuit 5 having a preset voltage threshold, which turns on the second switch 7 when the power source voltage output by the power source 11 satisfies the voltage threshold, and turns on the first switch 6 at the same time as or after the second switch 7 is turned on. This configuration has the effect of preventing the voltage across the holding coil 2 from becoming high due to the reverse current generated in the holding coil 2 as the excitation current flowing through the making coil 1 increases when current flows only through the making coil 1.

また、図11に示すように電磁石装置101は、ダイオード3、4が設けられている。ダイオード3は、投入コイル1の巻き終わりと保持コイル2の巻き始まりとの間に直列接続して設けられている。具体的には、ダイオード3のアノードは投入コイル1の巻き終わりと接続され、ダイオード3のカソードは保持コイル2の巻き始まりと接続されている。 As shown in FIG. 11, the electromagnetic device 101 is also provided with diodes 3 and 4. Diode 3 is connected in series between the end of the closing coil 1 and the start of the holding coil 2. Specifically, the anode of diode 3 is connected to the end of the closing coil 1, and the cathode of diode 3 is connected to the start of the holding coil 2.

ダイオード4は、保持コイル2の巻き始まりと投入コイル1の巻き始まりとの間に直列接続して設けられている。具体的には、ダイオード4のアノードは保持コイル2の巻き始まりと接続され、ダイオード4のカソードは投入コイル1の巻き始まりと接続されている。 The diode 4 is connected in series between the winding start of the holding coil 2 and the winding start of the closing coil 1. Specifically, the anode of the diode 4 is connected to the winding start of the holding coil 2, and the cathode of the diode 4 is connected to the winding start of the closing coil 1.

次に、電磁石装置101の動作について、図12から図19を用いて説明をする。なお、図12にはタイミングチャートを図示し、図12の(a)から(e)を各々分けて図示したものが図13から図17である。図12から図17は横軸を時間で表し、破線で示す波形が実施の形態1に示した電磁石装置100、実線で示す波形が本実施の形態に示す電磁石装置101を表している。ただし、図13、14などに示すように破線と実線とに波形の差異がない場合には実線のみを図示している。 Next, the operation of the electromagnetic device 101 will be described with reference to Figures 12 to 19. Note that Figure 12 shows a timing chart, and Figures 13 to 17 show (a) to (e) of Figure 12 separately. In Figures 12 to 17, the horizontal axis represents time, and the waveforms shown by dashed lines represent the electromagnetic device 100 shown in embodiment 1, and the waveforms shown by solid lines represent the electromagnetic device 101 shown in this embodiment. However, when there is no difference in the waveforms between the dashed and solid lines as in Figures 13, 14, etc., only the solid lines are shown.

図12に示すように、時刻t1において電源11をオンにし電源電圧が印加される。その後、時刻t2において、制御回路5は電源11により印加された電源電圧と予め設定された電圧閾値とを比較し、印加された電源電圧が電圧閾値を超過したと判断した場合、第二スイッチ7をオンにする。第二スイッチ7をオンにすると、励磁電流は図18の破線の矢印で示すように、電源11、ダイオード10、投入コイル1、ダイオード3、保持コイル2、第二スイッチ7の順に流れる。 As shown in FIG. 12, at time t1, the power supply 11 is turned on and the power supply voltage is applied. After that, at time t2, the control circuit 5 compares the power supply voltage applied by the power supply 11 with a preset voltage threshold, and if it determines that the applied power supply voltage exceeds the voltage threshold, it turns on the second switch 7. When the second switch 7 is turned on, the excitation current flows in the order of the power supply 11, diode 10, closing coil 1, diode 3, holding coil 2, and second switch 7, as shown by the dashed arrow in FIG. 18.

次に、時刻t3において制御回路5は第一スイッチ6をオンにすると、電源11の電源電圧がダイオード10を介して投入コイル1に印加され、投入コイル1には時刻t3以前に流れていた励磁電流よりも大きな励磁電流が流れる。これにより、可動鉄芯の吸着動作が開始する。 Next, at time t3, the control circuit 5 turns on the first switch 6, and the power supply voltage of the power supply 11 is applied to the closing coil 1 via the diode 10, causing an excitation current that is larger than the excitation current that flowed before time t3 to flow through the closing coil 1. This starts the attraction operation of the movable iron core.

可動鉄芯の吸着動作が開始すると、投入コイル1に生じた励磁電流により、保持コイル2には投入コイル1に生じた励磁電流とは逆向きの励磁電流すなわち逆電流が流れる。逆電流は、図19の破線の矢印で示すように、ダイオード4、投入コイル1、第一スイッチ6、第二スイッチ7、保持コイル2をループして流れる。なお、ダイオード3が設けられているため、逆電流が第二スイッチ7、保持コイル2、第一スイッチ6をループして流れることはない。 When the movable iron core starts to be attracted, the excitation current generated in the closing coil 1 causes an excitation current in the holding coil 2 to flow in the opposite direction to the excitation current generated in the closing coil 1, i.e., a reverse current. As shown by the dashed arrow in Figure 19, the reverse current flows in a loop through the diode 4, the closing coil 1, the first switch 6, the second switch 7, and the holding coil 2. Note that because the diode 3 is provided, the reverse current does not flow in a loop through the second switch 7, the holding coil 2, and the first switch 6.

図12および図14に示すように、時刻t3において第一スイッチ6がオンにされると、投入コイル1に流れる励磁電流は大きくなる。この励磁電流により、保持コイル2には投入コイル1で生成した磁束を打ち消す方向に起電力が発生し、逆電流が流れる。本実施の形態にかかる電磁石装置101はダイオード3、4を設けることにより、逆電流を流す経路を確保することができる。それにより、保持コイル2に生じた逆電流により保持コイル2の両端電圧が高電圧となるのを抑制することができる。 As shown in Figures 12 and 14, when the first switch 6 is turned on at time t3, the excitation current flowing through the closing coil 1 increases. This excitation current generates an electromotive force in the holding coil 2 in a direction that cancels out the magnetic flux generated by the closing coil 1, and a reverse current flows. By providing diodes 3 and 4, the electromagnetic device 101 of this embodiment can ensure a path for the reverse current to flow. This makes it possible to prevent the voltage across the holding coil 2 from becoming high due to the reverse current generated in the holding coil 2.

また、図12および図16に示すように、本実施の形態にかかる電磁石装置101は投入コイル1を経由するルートで逆電流が流れるが、逆電流は投入コイル1に励磁電流が流れ、その生成磁束による起電力で上昇する保持コイル2の巻き始まりの電圧が、ダイオード10のカソードの電圧にダイオード4の順方向電圧を足し合わせた電圧となる期間のみ流れる。そのため、実施の形態1にかかる電磁石装置100と比べて逆電流が流れる時間を短縮することができる。また、保持コイル2の両端電圧の上昇も抑えることができる。 As shown in Figs. 12 and 16, in the electromagnetic device 101 according to this embodiment, a reverse current flows via a route that passes through the closing coil 1, but the reverse current flows only during the period when an excitation current flows through the closing coil 1 and the voltage at the start of the winding of the holding coil 2, which rises due to the electromotive force caused by the generated magnetic flux, becomes a voltage obtained by adding the forward voltage of the diode 4 to the voltage at the cathode of the diode 10. Therefore, the time during which the reverse current flows can be shortened compared to the electromagnetic device 100 according to the first embodiment. Furthermore, the rise in the voltage across the holding coil 2 can also be suppressed.

さらに、逆電流が流れる時間を短縮することにより、図12および17に示すように、投入コイル1と保持コイル2のアンペアターンの合算値は、本実施の形態にかかる電磁石装置101のほうが実施の形態1にかかる電磁石装置100に比べて立ち上がりを早くすることができるため、可動鉄芯の吸着時間をより短くすることができる。 Furthermore, by shortening the time that the reverse current flows, as shown in Figures 12 and 17, the combined ampere-turn value of the closing coil 1 and the holding coil 2 can be increased more quickly in the electromagnetic device 101 of this embodiment than in the electromagnetic device 100 of embodiment 1, thereby shortening the attraction time of the movable iron core.

制御回路5は、可動鉄芯の吸着動作に必要な時間を超過した場合に第一スイッチ6をオフにする。具体的には、制御回路5には可動鉄芯の吸着動作が開始してから完了するまでに必要な時間が予め時間閾値として設定され、制御回路5は時間閾値を超過したと判断した場合に第一スイッチ6をオフにする。また、制御回路5は、第一スイッチ6をオフにしたタイミングと同時またはそれ以降のタイミングにおいて第二スイッチ7をオフにする。 The control circuit 5 turns off the first switch 6 when the time required for the suction operation of the movable iron core is exceeded. Specifically, the time required from the start to the completion of the suction operation of the movable iron core is preset as a time threshold in the control circuit 5, and the control circuit 5 turns off the first switch 6 when it determines that the time threshold has been exceeded. The control circuit 5 also turns off the second switch 7 at the same time as or after the timing at which the first switch 6 is turned off.

以上より、本実施の形態にかかる電磁石装置101は、新たにダイオード3、4を備えている。本実施の形態にかかる電磁石装置101は、ダイオード3、4を備えることで、ダイオード4、投入コイル1、第一スイッチ6、第二スイッチ7、保持コイル2をループする経路を形成し、逆電流は滞留することなく流れる。したがって、この構成により、投入コイル1のみに電流を流した際、投入コイル1に流れる励磁電流の上昇に伴い保持コイル2に生じた逆電流起電力により、保持コイル2の両端電圧が高電圧となるのを抑制する効果を有する。 As described above, the electromagnetic device 101 according to this embodiment is newly equipped with diodes 3 and 4. By providing diodes 3 and 4, the electromagnetic device 101 according to this embodiment forms a path that loops through the diode 4, the closing coil 1, the first switch 6, the second switch 7, and the holding coil 2, and the reverse current flows without stagnation. Therefore, with this configuration, when a current flows only through the closing coil 1, the reverse current electromotive force generated in the holding coil 2 due to the increase in the excitation current flowing through the closing coil 1 has the effect of suppressing the voltage across the holding coil 2 from becoming a high voltage.

また、本実施の形態にかかる電磁石装置101は、ダイオード3、4を備えることにより逆電流が流れる時間を短縮することができるため、保持コイル2の両端電圧の上昇を抑える効果に加えて、投入コイル1と保持コイル2のアンペアターンの合算値の立ち上がりを早くすることができるため、可動鉄芯の吸着時間をより短くすることができる。 In addition, the electromagnetic device 101 according to this embodiment is equipped with diodes 3 and 4, which shortens the time during which the reverse current flows. This not only suppresses the rise in the voltage across the holding coil 2, but also makes it possible to speed up the rise in the combined ampere-turn value of the closing coil 1 and the holding coil 2, thereby shortening the time it takes for the movable iron core to be attracted.

実施の形態3.
本実施の形態は図20および図21を用いて説明をする。図20は本実施の形態にかかる電磁石装置の概略図である。図21は本実施の形態にかかる電磁石装置に含まれる第二スイッチをオフにした際、投入コイルに生じる励磁エネルギーに伴い流れる電流の流れる経路を説明する図である。
Embodiment 3.
This embodiment will be described with reference to Fig. 20 and Fig. 21. Fig. 20 is a schematic diagram of an electromagnetic device according to this embodiment. Fig. 21 is a diagram explaining a path of a current that flows in association with excitation energy generated in a closing coil when a second switch included in the electromagnetic device according to this embodiment is turned off.

実施の形態2では、第二スイッチ7をオフにした際、投入コイル1および保持コイル2の各々に生じる励磁エネルギーに伴い流れる電流を循環させるためにフライホイールダイオード8、9を備えた電磁石装置101を示した。実施の形態3では、電磁石装置101よりフライホイールダイオード8を削除した電磁石装置102を示す。それ以外の構成は実施の形態2と同様であり、実施の形態2と同じ構成には同じ番号を付し、説明は省略する。 In the second embodiment, an electromagnet device 101 is shown that includes flywheel diodes 8 and 9 for circulating the current that flows in association with the excitation energy generated in each of the closing coil 1 and the holding coil 2 when the second switch 7 is turned off. In the third embodiment, an electromagnet device 102 is shown in which the flywheel diode 8 is removed from the electromagnet device 101. The rest of the configuration is the same as in the second embodiment, and the same components as in the second embodiment are given the same numbers and will not be described.

本実施の形態にかかる電磁石装置102は、固定鉄芯12に巻回され、通電による励磁により磁束を生成し電磁吸着力を発生させる投入コイル1と、固定鉄芯12に巻回され、通電による励磁により投入コイル1と同一方向に磁束を生成し電磁吸着力を発生させる、投入コイル1と直列接続された抵抗値が投入コイル1よりも大きい保持コイル2と、一端が投入コイル1の巻き終わりと接続され、他端が保持コイル2の巻き終わりと電源11の負側との間に接続された第一スイッチ6と、保持コイル2の巻き終わりと電源11の負側との間に設けられた第二スイッチ7と、電圧閾値が予め設定され、電源11が出力する電源電圧が電圧閾値を満たす場合に第二スイッチ7をオンにし、第二スイッチ7をオンにしたタイミングと同時またはそれ以降に第一スイッチ6をオンにする制御回路5と、を備えている。この構成により、投入コイル1のみに電流を流した際、投入コイル1に流れる励磁電流の上昇に伴い保持コイル2に生じた起電力により、保持コイル2の両端電圧が高電圧となるのを抑制する効果を有する。 The electromagnetic device 102 according to this embodiment includes a throw-in coil 1 wound around a fixed iron core 12, which generates a magnetic flux when excited by energization to generate an electromagnetic attraction force; a holding coil 2 wound around the fixed iron core 12, which generates a magnetic flux in the same direction as the throw-in coil 1 when excited by energization to generate an electromagnetic attraction force, and which is connected in series with the throw-in coil 1 and has a resistance value greater than that of the throw-in coil 1; a first switch 6 having one end connected to the end of the throw-in coil 1 and the other end connected between the end of the holding coil 2 and the negative side of the power source 11; a second switch 7 provided between the end of the holding coil 2 and the negative side of the power source 11; and a control circuit 5 having a preset voltage threshold, which turns on the second switch 7 when the power source voltage output by the power source 11 satisfies the voltage threshold, and turns on the first switch 6 at the same time as or after the second switch 7 is turned on. This configuration has the effect of preventing the voltage across the holding coil 2 from becoming high due to the electromotive force generated in the holding coil 2 as the excitation current flowing through the making coil 1 increases when a current flows only through the making coil 1.

ダイオード3、4は、可動鉄芯の吸着動作が完了し、制御回路5が第二スイッチ7をオフにした際、投入コイル1および保持コイル2の各々に生じる励磁エネルギーに伴い流れる電流を循環させる役割を担う。つまり、ダイオード3、4は、実施の形態2における電磁石装置101が備えるフライホイールダイオード8の役割を担い動作する。 When the attraction operation of the movable iron core is completed and the control circuit 5 turns off the second switch 7, the diodes 3 and 4 play a role in circulating the current that flows with the excitation energy generated in each of the closing coil 1 and the holding coil 2. In other words, the diodes 3 and 4 function as the flywheel diode 8 provided in the electromagnet device 101 in the second embodiment.

図21に示すように、制御回路5が第二スイッチ7をオフにした際、投入コイル1に生じる励磁エネルギーに伴い流れる電流は、破線の矢印で示すルートを循環して流れる。詳細には、投入コイル1に生じる励磁エネルギーに伴い流れる電流は、投入コイル1、ダイオード3、ダイオード4を循環して流れる。また、図示を省略するが、保持コイル2に生じる励磁エネルギーに伴い流れる電流は、保持コイル2、フライホイールダイオード9を循環して流れる。 As shown in FIG. 21, when the control circuit 5 turns off the second switch 7, the current flowing due to the excitation energy generated in the closing coil 1 circulates along the route indicated by the dashed arrow. In detail, the current flowing due to the excitation energy generated in the closing coil 1 circulates through the closing coil 1, diode 3, and diode 4. Although not shown, the current flowing due to the excitation energy generated in the holding coil 2 circulates through the holding coil 2 and the flywheel diode 9.

以上より、本実施の形態にかかる電磁石装置102はダイオード3、4を備えることで、フライホイールダイオード8の役割を代替する。したがって、フライホイールダイオード8を備える必要がなく、部品点数を減らすことができる。 As described above, the electromagnetic device 102 according to this embodiment includes diodes 3 and 4, which substitute for the role of the flywheel diode 8. Therefore, there is no need to include the flywheel diode 8, and the number of parts can be reduced.

実施の形態4.
本実施の形態は図22から図25を主に用いて説明し、適宜図21も用いて説明をする。図22は本実施の形態にかかる電磁石装置の概略図である。図23は本実施の形態にかかる電磁石装置に含まれる第二スイッチをオフにした際、投入コイルに生じる励磁エネルギーに伴い流れる電流の流れる経路を説明する図である。図24は本実施の形態にかかる電磁石装置に含まれる第二スイッチをオフにした際、保持コイルに生じる励磁エネルギーに伴い流れる電流の流れる経路を説明する図である。図25は本実施の形態にかかる電磁石装置の時刻t4以降の時系列変化を示すタイミングチャートである。
Embodiment 4.
This embodiment will be described mainly using Figures 22 to 25, and also using Figure 21 as necessary. Figure 22 is a schematic diagram of an electromagnetic device according to this embodiment. Figure 23 is a diagram explaining the path of a current flowing in association with the excitation energy generated in the closing coil when a second switch included in the electromagnetic device according to this embodiment is turned off. Figure 24 is a diagram explaining the path of a current flowing in association with the excitation energy generated in the holding coil when a second switch included in the electromagnetic device according to this embodiment is turned off. Figure 25 is a timing chart showing the time series changes after time t4 of the electromagnetic device according to this embodiment.

実施の形態2では、第二スイッチ7をオフにした際、投入コイル1および保持コイル2の各々に生じる励磁エネルギーに伴い流れる電流を循環させるためにフライホイールダイオード8、9を備えた電磁石装置101を示した。実施の形態4では、フライホイールダイオード8、9を削除し、新たにダイオード13を設けた電磁石装置103を示す。それ以外の構成は実施の形態2と同様であり、実施の形態2と同じ構成には同じ番号を付し、説明は省略する。 In the second embodiment, an electromagnetic device 101 was shown that includes flywheel diodes 8 and 9 to circulate the current that flows in association with the excitation energy generated in each of the closing coil 1 and the holding coil 2 when the second switch 7 is turned off. In the fourth embodiment, an electromagnetic device 103 is shown in which the flywheel diodes 8 and 9 have been removed and a new diode 13 has been provided. The rest of the configuration is the same as in the second embodiment, and the same components as in the second embodiment are given the same numbers and will not be described.

本実施の形態にかかる電磁石装置103は、固定鉄芯12に巻回され、通電による励磁により磁束を生成し電磁吸着力を発生させる投入コイル1と、固定鉄芯12に巻回され、通電による励磁により投入コイル1と同一方向に磁束を生成し電磁吸着力を発生させる、投入コイル1と直列接続された抵抗値が投入コイル1よりも大きい保持コイル2と、一端が投入コイル1の巻き終わりと接続され、他端が保持コイル2の巻き終わりと電源11の負側との間に接続された第一スイッチ6と、保持コイル2の巻き終わりと電源11の負側との間に設けられた第二スイッチ7と、電圧閾値が予め設定され、電源11が出力する電源電圧が電圧閾値を満たす場合に第二スイッチ7をオンにし、第二スイッチ7をオンにしたタイミングと同時またはそれ以降に第一スイッチ6をオンにする制御回路5と、を備えている。この構成により、投入コイル1のみに電流を流した際、投入コイル1に流れる励磁電流の上昇に伴い保持コイル2に生じた逆電流により、保持コイル2の両端電圧が高電圧となるのを抑制する効果を有する。 The electromagnetic device 103 according to this embodiment includes a throw-in coil 1 wound around a fixed iron core 12, which generates a magnetic flux when excited by energization to generate an electromagnetic attraction force; a holding coil 2 wound around the fixed iron core 12, which generates a magnetic flux in the same direction as the throw-in coil 1 when excited by energization to generate an electromagnetic attraction force, and which is connected in series with the throw-in coil 1 and has a resistance value greater than that of the throw-in coil 1; a first switch 6 having one end connected to the end of the throw-in coil 1 and the other end connected between the end of the holding coil 2 and the negative side of the power source 11; a second switch 7 provided between the end of the holding coil 2 and the negative side of the power source 11; and a control circuit 5 having a preset voltage threshold, which turns on the second switch 7 when the power source voltage output by the power source 11 satisfies the voltage threshold, and turns on the first switch 6 at the same time as or after the second switch 7 is turned on. This configuration has the effect of preventing the voltage across the holding coil 2 from becoming high due to the reverse current generated in the holding coil 2 as the excitation current flowing through the making coil 1 increases when current flows only through the making coil 1.

また、本実施の形態にかかる電磁石装置103は、図22に示すように実施の形態2にかかる電磁石装置101よりフライホイールダイオード8、9を削除し、新たにダイオード13を備えている。ダイオード13は、投入コイル1の巻き始まりと保持コイル2の巻き終わりとの間に並列接続して設けられている。具体的には、ダイオード13のアノードが保持コイル2の巻き終わりと接続され、ダイオード13のカソードが投入コイル1の巻き始まりと接続され設けられている。 As shown in FIG. 22, the electromagnet device 103 of this embodiment is different from the electromagnet device 101 of the second embodiment in that the flywheel diodes 8 and 9 are eliminated and a new diode 13 is provided. The diode 13 is provided in parallel connection between the start of the winding of the closing coil 1 and the end of the winding of the holding coil 2. Specifically, the anode of the diode 13 is connected to the end of the winding of the holding coil 2, and the cathode of the diode 13 is connected to the start of the winding of the closing coil 1.

可動鉄芯の吸着動作が完了し、制御回路5が第二スイッチ7をオフにした際、投入コイル1および保持コイル2の各々に生じる励磁エネルギーに伴い電流が発生する。その際、投入コイル1に生じる励磁エネルギーに伴い発生した電流は、図23および図24において破線の矢印で示す経路を循環して流れる。このように、投入コイル1に生じる励磁エネルギーに伴い発生した電流は、図23に示す投入コイル1、ダイオード3、ダイオード4を循環する経路と、図24に示す投入コイル1、ダイオード3、保持コイル2、ダイオード13を循環する経路の2通りの経路で流れる。 When the attraction operation of the movable iron core is completed and the control circuit 5 turns off the second switch 7, a current is generated due to the excitation energy generated in each of the closing coil 1 and the holding coil 2. At that time, the current generated due to the excitation energy generated in the closing coil 1 flows in a circulation path shown by the dashed arrows in Figures 23 and 24. In this way, the current generated due to the excitation energy generated in the closing coil 1 flows in two paths: a path that circulates through the closing coil 1, diode 3, and diode 4 shown in Figure 23, and a path that circulates through the closing coil 1, diode 3, holding coil 2, and diode 13 shown in Figure 24.

次に図25を用いて、実施の形態3にかかる電磁石装置102および本実施の形態にかかる電磁石装置103の時刻t4以降のタイミングチャートを比較する。図25に示す(f)は電源11の電源電圧、(g)は投入コイル1の励磁電流、(h)は保持コイル2の励磁電流、(i)はアンペアターン合計値であり、横軸は時間である。ここで、時刻t4は第二スイッチ7がオフになった時点を指す。なお、図25では時刻t4において電源11が停電し第二スイッチ7がオフとなっているが、電源11を停電する前に制御回路5が第二スイッチ7をオフにしてもよい。 Next, using FIG. 25, the timing charts after time t4 of the electromagnet device 102 according to the third embodiment and the electromagnet device 103 according to this embodiment are compared. In FIG. 25, (f) is the power supply voltage of the power supply 11, (g) is the excitation current of the closing coil 1, (h) is the excitation current of the holding coil 2, (i) is the total ampere-turn value, and the horizontal axis is time. Here, time t4 refers to the point in time when the second switch 7 is turned off. Note that in FIG. 25, the power supply 11 is turned off at time t4 and the second switch 7 is turned off, but the control circuit 5 may turn off the second switch 7 before the power supply 11 is turned off.

実施の形態3にかかる電磁石装置102において、投入コイル1に生じる励磁エネルギーに伴い発生した電流が流れる経路は図21の破線の矢印に示す経路のみである。この場合、図25の(g)に示すようにダイオード3の順方向電圧およびダイオード4の順方向電圧の合算値より、保持コイル2の励磁エネルギーにより発生する電圧が小さくなると、保持コイル2の電流が急激に流れなくなってしまう。一方で、本実施の形態にかかる電磁石装置103はダイオード13を設けることにより、投入コイル1に生じる励磁エネルギーに伴い発生した電流は、図21の破線の矢印に示す経路とは別に図24の破線の矢印に示す経路にも流れる。 In the electromagnet device 102 according to the third embodiment, the only path through which the current generated by the excitation energy generated in the closing coil 1 flows is the path shown by the dashed arrow in FIG. 21. In this case, as shown in FIG. 25(g), when the voltage generated by the excitation energy in the holding coil 2 becomes smaller than the sum of the forward voltages of the diodes 3 and 4, the current in the holding coil 2 suddenly stops flowing. On the other hand, the electromagnet device 103 according to the present embodiment is provided with the diode 13, so that the current generated by the excitation energy generated in the closing coil 1 also flows through the path shown by the dashed arrow in FIG. 24 in addition to the path shown by the dashed arrow in FIG. 21.

図24の破線の矢印に示す経路は、投入コイル1よりも抵抗値の大きい保持コイル2を経由するため保持コイル2の起電力などが補助となる。これにより、保持コイル2は経由せず投入コイル1を経由する図21の破線の矢印に示す経路よりも電流が長時間循環して流れる。したがって、図25の(g)に示すように本実施の形態にかかる電磁石装置103は、実施の形態3にかかる電磁石装置102に比べて、図24の破線の矢印に示す経路にも流れるため、時間をかけて電流を流すことができ、通電時間を長く保つことができる。 The path indicated by the dashed arrow in FIG. 24 passes through holding coil 2, which has a higher resistance than closing coil 1, and thus the electromotive force of holding coil 2 is supplemented. As a result, the current circulates for a longer period of time than the path indicated by the dashed arrow in FIG. 21, which passes through closing coil 1 without passing through holding coil 2. Therefore, as shown in FIG. 25(g), in the electromagnet device 103 of this embodiment, the current also flows through the path indicated by the dashed arrow in FIG. 24, compared to the electromagnet device 102 of embodiment 3, so that the current can flow for a longer period of time and the energization time can be maintained longer.

図25の(i)に示すように、投入コイル1および保持コイル2のアンペアターンの合算値は、時刻t4以降において投入コイル1に生じる励磁エネルギーに伴い発生した電流を長時間流すことができるため本実施の形態にかかる電磁石装置103のほうが実施の形態3にかかる電磁石装置102と比べて長時間維持しやすい。これにより、電源11の停電後もなるべく可動鉄芯の吸着保持が必要な装置などへの適用が可能となる。したがって、本実施の形態にかかる電磁石装置103は、例えば回路遮断器に用いられる不足電圧引きはずし装置において、電源電圧喪失後、0.5秒から3秒程度時延して引外しを行う時延動作型の不足電圧引きはずし装置などへの適用が好適である。 As shown in FIG. 25(i), the combined ampere-turn value of the closing coil 1 and the holding coil 2 can be maintained for a long time in the electromagnet device 103 according to this embodiment compared to the electromagnet device 102 according to the third embodiment because the current generated by the excitation energy generated in the closing coil 1 after time t4 can be passed for a long time. This makes it possible to apply the electromagnet device 103 according to this embodiment to devices that require the movable core to be attracted and held as much as possible even after a power outage in the power source 11. Therefore, the electromagnet device 103 according to this embodiment is suitable for application to undervoltage tripping devices used in circuit breakers, for example, that perform tripping with a delay of about 0.5 to 3 seconds after a power supply voltage loss.

以上より、本実施の形態の電磁石装置103によれば、保持コイル2の巻き終わりにアノードが接続され、投入コイル1の巻き始まりにカソードが接続されたダイオード13を設けたので、第二スイッチ7のオフ後に可動鉄心の吸着保持に必要なアンペアターンを維持しやすくなり、停電後もなるべく可動鉄芯の吸着保持が必要な装置への適用を行うことができる。 As described above, according to the electromagnet device 103 of this embodiment, a diode 13 is provided with an anode connected to the end of the winding of the holding coil 2 and a cathode connected to the beginning of the winding of the closing coil 1, so that it becomes easier to maintain the ampere turns required to attract and hold the movable iron core after the second switch 7 is turned off, and the device can be applied to devices that require the movable iron core to be attracted and held as much as possible even after a power outage.

以下、本開示の諸態様を付記としてまとめて記載する。 Various aspects of this disclosure are summarized below as appendices.

(付記1)
固定鉄芯に巻回され、通電による励磁により磁束を生成し電磁吸着力を発生させる投入コイルと、
固定鉄芯に巻回され、通電による励磁により投入コイルと同一方向に磁束を生成し電磁吸着力を発生させる、投入コイルと直列接続された抵抗値が投入コイルよりも大きい保持コイルと、
一端が投入コイルの巻き終わりと接続され、他端が保持コイルの巻き終わりと電源の負側との間に接続された第一スイッチと、
保持コイルの巻き終わりと電源の負側との間に設けられた第二スイッチと、
電圧閾値が予め設定され、電源が出力する電源電圧が電圧閾値を満たす場合に第二スイッチをオンにし、第二スイッチをオンにしたタイミングと同時またはそれ以降に第一スイッチをオンにする制御回路と、
を備える電磁石装置。
(付記2)
投入コイルの巻き終わりと保持コイルの巻き始まりとの間に直列接続して設けられた第一のダイオードと、
保持コイルの巻き始まりと投入コイルの巻き始まりとの間に直列接続して設けられた第二のダイオードと、
をさらに備える付記1に記載の電磁石装置。
(付記3)
第一のダイオードは、アノードが投入コイルの巻き終わり、カソードが保持コイルの巻き始まりと接続され、第二のダイオードは、アノードが保持コイルの巻き始まり、カソードが投入コイルの巻き始まりと接続されている付記2に記載の電磁石装置。
(付記4)
投入コイルおよび保持コイルの各々と並列接続されたフライホイールダイオードを備える付記1から3のいずれか一項に記載の電磁石装置。
(付記5)
保持コイルと並列接続されたフライホイールダイオードを備える付記2または3に記載の電磁石装置。
(付記6)
保持コイルの巻き終わりと投入コイルの巻き始まりとの間に並列接続して設けられた第三のダイオードをさらに備える付記2または3に記載の電磁石装置。
(付記7)
第三のダイオードは、アノードが保持コイルの巻き終わりと接続され、カソードが投入コイルの巻き始まりと接続されている付記6に記載の電磁石装置。
(付記8)
投入コイルと並列接続して設けられたフライホイールダイオードと、
保持コイルの巻き終わりと投入コイルの巻き始まりとの間に並列接続して設けられた第三のダイオードと、
をさらに備える付記1に記載の電磁石装置。
(付記9)
保持コイルは、投入コイルよりもターン数が多い付記1から8のいずれか一項に記載の電磁石装置。
(付記10)
保持コイルは、巻回方向が前記投入コイルの巻回方向と同じである付記1から9のいずれか一項に記載の電磁石装置。
(付記11)
制御回路は、可動鉄心を固定鉄芯に吸着させるのに必要な時間である時間閾値が予め設定され、第一スイッチをオンにしてから時間閾値を超過した場合に第一スイッチをオフにし、第一スイッチをオフにしたタイミングと同時またはそれ以降に第二スイッチをオフにする付記1から10のいずれか一項に記載の電磁石装置。
(Appendix 1)
A closing coil is wound around a fixed iron core and generates a magnetic flux when excited by passing current through it, thereby generating an electromagnetic attraction force;
a holding coil wound around a fixed iron core, which generates a magnetic flux in the same direction as the throwing coil when excited by energization, thereby generating an electromagnetic attraction force, and which is connected in series with the throwing coil and has a resistance value greater than that of the throwing coil;
a first switch having one end connected to the end of the making coil and the other end connected between the end of the holding coil and the negative side of the power source;
A second switch provided between the end of the holding coil and the negative side of the power supply;
a control circuit that turns on the second switch when a power supply voltage output from the power supply satisfies a preset voltage threshold and turns on the first switch simultaneously with or after the second switch is turned on;
An electromagnetic device comprising:
(Appendix 2)
A first diode connected in series between the end of the closing coil and the start of the holding coil;
A second diode connected in series between the start of the winding of the holding coil and the start of the winding of the closing coil;
2. The electromagnetic device of claim 1, further comprising:
(Appendix 3)
3. An electromagnetic device as described in claim 2, wherein the first diode has an anode connected to the end of the winding of the closing coil and a cathode connected to the beginning of the winding of the holding coil, and the second diode has an anode connected to the beginning of the winding of the holding coil and a cathode connected to the beginning of the winding of the closing coil.
(Appendix 4)
4. The electromagnetic device according to claim 1, further comprising a flywheel diode connected in parallel with each of the closing coil and the holding coil.
(Appendix 5)
4. The electromagnetic device according to claim 2 or 3, further comprising a flywheel diode connected in parallel with the holding coil.
(Appendix 6)
4. The electromagnetic device according to claim 2 or 3, further comprising a third diode connected in parallel between an end of the holding coil and a start of the closing coil.
(Appendix 7)
7. The electromagnetic device according to claim 6, wherein the third diode has an anode connected to the end of the holding coil and a cathode connected to the beginning of the closing coil.
(Appendix 8)
A flywheel diode connected in parallel with the closing coil;
a third diode connected in parallel between the end of the holding coil and the beginning of the closing coil;
2. The electromagnetic device of claim 1, further comprising:
(Appendix 9)
9. The electromagnetic device according to claim 1, wherein the holding coil has a number of turns greater than that of the closing coil.
(Appendix 10)
10. The electromagnetic device according to claim 1, wherein the winding direction of the holding coil is the same as the winding direction of the closing coil.
(Appendix 11)
The control circuit has a preset time threshold, which is the time required for the movable iron core to be attracted to the fixed iron core, turns off the first switch when the time threshold is exceeded after the first switch is turned on, and turns off the second switch simultaneously with or after the first switch is turned off.

100、101、102、103 電磁石装置、1 投入コイル、2 保持コイル、3、4、10、13 ダイオード、5 制御回路、6 第一スイッチ、7 第二スイッチ、8、9 フライホイールダイオード、11 電源、12 固定鉄芯 100, 101, 102, 103 Electromagnet device, 1 Closing coil, 2 Holding coil, 3, 4, 10, 13 Diode, 5 Control circuit, 6 First switch, 7 Second switch, 8, 9 Flywheel diode, 11 Power source, 12 Fixed iron core

Claims (11)

固定鉄芯に巻回され、通電による励磁により磁束を生成し電磁吸着力を発生させる投入コイルと、
前記固定鉄芯に巻回され、通電による励磁により前記投入コイルと同一方向に磁束を生成し前記電磁吸着力を発生させる、前記投入コイルと直列接続された抵抗値が前記投入コイルよりも大きい保持コイルと、
一端が前記投入コイルの巻き終わりと接続され、他端が前記保持コイルの巻き終わりと電源の負側との間に接続された第一スイッチと、
前記保持コイルの巻き終わりと前記電源の負側との間に設けられた第二スイッチと、
電圧閾値が予め設定され、前記電源が出力する電源電圧が前記電圧閾値を満たす場合に前記第二スイッチをオンにし、前記第二スイッチをオンにしたタイミングと同時またはそれ以降に前記第一スイッチをオンにする制御回路と、
を備える電磁石装置。
A closing coil is wound around a fixed iron core and generates a magnetic flux when excited by passing current through it, thereby generating an electromagnetic attraction force;
a holding coil wound around the fixed iron core, which generates a magnetic flux in the same direction as the throwing coil when excited by energization, thereby generating the electromagnetic attraction force, and which is connected in series with the throwing coil and has a resistance greater than that of the throwing coil;
a first switch having one end connected to the end of the closing coil and the other end connected between the end of the holding coil and the negative side of a power source;
a second switch provided between the end of the holding coil and the negative side of the power source;
a control circuit that turns on the second switch when a power supply voltage output from the power supply satisfies a preset voltage threshold and turns on the first switch simultaneously with or after the second switch is turned on;
An electromagnetic device comprising:
前記投入コイルの巻き終わりと前記保持コイルの巻き始まりとの間に直列接続して設けられた第一のダイオードと、
前記保持コイルの巻き始まりと前記投入コイルの巻き始まりとの間に直列接続して設けられた第二のダイオードと、
をさらに備える請求項1に記載の電磁石装置。
a first diode connected in series between the end of the closing coil and the start of the holding coil;
a second diode connected in series between the start of the winding of the holding coil and the start of the winding of the closing coil;
The electromagnetic device of claim 1 further comprising:
前記第一のダイオードは、アノードが前記投入コイルの巻き終わり、カソードが前記保持コイルの巻き始まりと接続され、前記第二のダイオードは、アノードが前記保持コイルの巻き始まり、カソードが前記投入コイルの巻き始まりと接続されている請求項2に記載の電磁石装置。 The electromagnetic device according to claim 2, wherein the anode of the first diode is connected to the end of the winding of the making coil and the cathode is connected to the beginning of the winding of the holding coil, and the anode of the second diode is connected to the beginning of the winding of the holding coil and the cathode is connected to the beginning of the winding of the making coil. 前記投入コイルおよび前記保持コイルの各々と並列接続されたフライホイールダイオードを備える請求項1に記載の電磁石装置。 The electromagnetic device according to claim 1, further comprising a flywheel diode connected in parallel with each of the closing coil and the holding coil. 前記保持コイルと並列接続されたフライホイールダイオードを備える請求項2または3に記載の電磁石装置。 The electromagnetic device according to claim 2 or 3, further comprising a flywheel diode connected in parallel with the holding coil. 前記保持コイルの巻き終わりと前記投入コイルの巻き始まりとの間に並列接続して設けられた第三のダイオードをさらに備える請求項2または3に記載の電磁石装置。 The electromagnet device according to claim 2 or 3, further comprising a third diode connected in parallel between the end of the holding coil and the start of the closing coil. 前記第三のダイオードは、アノードが前記保持コイルの巻き終わりと接続され、カソードが前記投入コイルの巻き始まりと接続されている請求項6に記載の電磁石装置。 The electromagnetic device according to claim 6, wherein the third diode has an anode connected to the end of the holding coil and a cathode connected to the beginning of the closing coil. 前記投入コイルと並列接続して設けられたフライホイールダイオードと、
前記保持コイルの巻き終わりと前記投入コイルの巻き始まりとの間に並列接続して設けられた第三のダイオードと、
をさらに備える請求項1に記載の電磁石装置。
A flywheel diode connected in parallel with the closing coil;
a third diode connected in parallel between the end of the holding coil and the start of the closing coil;
The electromagnetic device of claim 1 further comprising:
前記保持コイルは、前記投入コイルよりもターン数が多い請求項1に記載の電磁石装置。 The electromagnetic device according to claim 1, wherein the holding coil has a greater number of turns than the closing coil. 前記保持コイルは、巻回方向が前記投入コイルの巻回方向と同じである請求項1に記載の電磁石装置。 The electromagnetic device according to claim 1, wherein the winding direction of the holding coil is the same as the winding direction of the making coil. 前記制御回路は、可動鉄心を前記固定鉄芯に吸着させるのに必要な時間である時間閾値が予め設定され、前記第一スイッチをオンにしてから前記時間閾値を超過した場合に前記第一スイッチをオフにし、前記第一スイッチをオフにしたタイミングと同時またはそれ以降に前記第二スイッチをオフにする請求項1に記載の電磁石装置。 The electromagnet device according to claim 1, wherein the control circuit has a preset time threshold, which is the time required for the movable iron core to be attracted to the fixed iron core, turns off the first switch when the time threshold is exceeded after the first switch is turned on, and turns off the second switch at the same time as or after the first switch is turned off.
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