JP2670677B2 - 電磁振動機の駆動電源装置 - Google Patents
電磁振動機の駆動電源装置Info
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Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は電磁振動機の駆動コイルに駆動電圧を供給
する駆動電源装置に関する。 〔従来の技術〕 電磁振動機は、ばねによつてささえられた振動体と加
振源である電磁石を主たる構成要素とし、該電磁石の鉄
心に巻回された駆動コイル（励磁コイル）に断続的に駆
動電流（励磁電流）を供給することにより、断続的に発
生する磁気吸引力と上記ばねの復元力との相互作用によ
り上記振動体を振動させるものである。 ところで、上記駆動電流は、従来、商用電源を用い、
商用周波数の全波もしくは半波整流電圧を駆動電圧とし
て上記駆動コイルに印加することにより与え、上記ばね
を、駆動周波数すなわち商用周波数（半波整流時）もし
くは商用周波数の２倍（全波整流時）に共振するように
調整していたが、このばねの調整は面倒であるので、最
近では、商用電源に代えて可変周波数の単相インバータ
を用い、機械系の共振周波数に合わせて駆動周波数を変
えるようにしている。 第４図は、この種の単相インバータからなる駆動電源
装置の従来例を示したもので、以下、これについて説明
する。 同図において、１は商用電源、２は全波整流装置、３
は平滑用コンデンサ（電解コンデンサ）、４は正弦波変
調PWM方式の単相インバータ（以下、単にPWMインバータ
と略記する）、５はインバータ負荷である電磁振動機の
駆動コイルである。PWMインバータ４は２個のトランジ
スタTr1、Tr2と２個のダイオードD1、D2をブリツジ接続
してなる。６はPWMインバータ４の直流回路の電圧を検
出する直流電圧検出器であつて、コンデンサ３の両端の
電圧EDを検出する。７は掛算器、８は三角波信号発生器
であつて、掛算器７からは、振幅の大きさが上記三角波
信号発生器８が作成する搬送信号（三角波信号）の振幅
のED倍である三角波信号vCが取り出される。９は振幅指
令器、10は周波数指令器、11は正弦波信号発生器であ
る。正弦波信号発生器11は周波数指令器10が作成する周
波数指令ｆ＊に相当する正弦波信号を作成する。12は掛
算器であつて、上記正弦波信号に振幅指令器９が作成す
る振幅指令Ｖ＊を乗じた電圧信号ｖ＊を送出する。13は
PWM信号を作成する比較器であつて上記変調信号である
電圧信号ｖ＊と搬送信号である三角波信号vCとを比較し
て、PWM信号を作成する。このPWM信号を受けてトランジ
スタドライバ14がPWMインバータ４のトランジスタTr1、
Tr2をオン／オフ駆動し、PWMインバータ４は、第２図
（ａ）に示す如き、正弦波形の駆動電圧vOを出力する。 〔発明が解決しようとする問題点〕 電磁振動機を用いて粉粒体等を搬送する場合、その搬
送速度は電磁振動機の振動振幅に大きく左右され、この
振動振幅は駆動電圧の大きさに大きく依存する。上記振
動振幅は定常状態ではほぼ加振力に比例し、該加振力は
電磁石の鉄心中を流れる磁束の２乗に比例し、該磁束は
駆動コイル５に印加される駆動電圧vOに比例するので、
振動振幅Ａは、 但し、T:周期 t:時間 x:位相角（ラジアン） となる。 なお、上記式（１）は、駆動電圧が正弦波のみならず
波形が近似する放物線波形においてもほぼ成立つこと
が、幾多の経験上確認されているものである。 従つて、駆動電圧vOが大きいほど上記搬送速度を高め
ることができるが、駆動電圧vOは変調率をα（０＜α＜
１）とした場合、 ０＜vO＜ED の範囲にあり、その実効値vOeffは、 ０＜vOeff＜ED/2 の範囲にある。また、直流電圧EDにはリツプルがあるの
で、駆動電圧vOの最大値は直流電圧EDの極小値によつて
制約されることになる。 このため、正弦波変調のPWMインバータ４から得られ
る上記駆動電圧vOは、出力力率が非常に小さい場合で
も、受電電圧の95％程度が実用上の最大値となるので商
用電源の整流電圧を駆動電圧として用いる場合に比し
て、振動振幅の最大値が小さくなり、搬送能力が低下す
るという問題があつた。 この発明は上記問題を解消するためになされたもの
で、振動振幅や搬送能力の低下を招くことなく電力変換
装置を用いて駆動電圧を得ることができる電磁振動機の
駆動電源装置を提供することを目的とする。 〔問題点を解決するための手段〕 この発明は上記目的を達成するため、電磁振動機に印
加する駆動電圧の波形を、放物線波形としたものであ
る。 〔作用〕 この発明では、駆動電圧として、半波波形が放物線波
形である交流電圧を印加するので、正弦波形の場合に比
して、電磁振動機の振動振幅が大きくなり、電力変換装
置を使用して、商用電源を用いた場合と同等の振動振幅
を得ることが可能となる。 〔実施例〕 以下、この発明の一実施例を図面を参照して説明す
る。 第１図において、20は放物線信号発生器であつて、放
物線信号VSを発生し、この放物線信号VSに振幅指令信号
Ｖ＊が乗ぜられて電圧信号VOS ＊が作成される。この電
圧信号VOS ＊がPWM信号を作成する比較器13で三角波信号
vCと比較される。比較器13が作成したPWM信号を受けて
トランジスタドライバ14がPWMインバータ４のトランジ
スタTr1、Tr2をオン／オフ駆動し、PWMインバータ４
は、第２図（ｂ）に示す如き、放物線波形の駆動電圧V
oSを出力する。なお、他の構成は前記第４図のものと同
じであるので、同一構成要素には同一符号を付して示し
てある。 放物線波形（第３図（ｂ）に示す）の駆動電圧voSが
駆動コイル５に印加された場合、その最大値をＶとする
と、電磁振動機の振動振幅Ａは、 （ここで、Ｋは電磁振動機によって決まる定数） となり、駆動電圧が正弦波（第３図（ａ）に示す）であ
る場合には、 但し、vO＝Vsin x であるので、駆動電圧が放物線波形である場合は、振動
振幅が、上記正弦波形である場合の1.1倍、すなわち、1
0％増となる。 従つて、駆動電源装置として本実施例のものを使用す
る場合には、第４図の従来の装置を使用する場合に比し
て、電磁振動機の搬送能力を大幅に（少なくとも商用電
源を使用する場合と同程度まで）向上することが可能で
ある。 また、一般に、放物線ａをフーリエ級数展開形式で表
わすと、 となるので、 例えば、第３次高調波（ｎ＝１の場合）でもその振幅
は基本波の1/27であるように、放物線波形は高調波含有
率が小さいので、振動騒音も、商用電源を使用する場合
と同程度となる。 ところで、上記（４）式から明かのように、第３高調
波（ｎ＝１の場合）においての振幅は基本波の1/27であ
るから、これを２剰して得られる第３高調波は、基本波
の2/27となる。 このように電源電圧の第３高調波のが負荷としての振
動機に及ぼす振幅の増加が純正弦波では得られない振幅
増強を保っており、本願発明の重要な作用をもたらして
いるものである。 また、本実施例による場合、振動振幅を前記従来の正
弦波変調の場合と同程度にすれば、直流電圧EDのリツプ
ル巾を大きくとることができるので、その分、コンデン
サ３の容量を小さくすることができ、装置のコストを低
減することができる。 〔発明の効果〕 この発明は以上説明した通り、駆動電圧を電力変換装
置を用いて作成する場合において、該駆動電圧を放物線
波形である電圧としたことにより、正弦波形の場合に比
して、電磁振動機の搬送能力を高めることができる。
する駆動電源装置に関する。 〔従来の技術〕 電磁振動機は、ばねによつてささえられた振動体と加
振源である電磁石を主たる構成要素とし、該電磁石の鉄
心に巻回された駆動コイル（励磁コイル）に断続的に駆
動電流（励磁電流）を供給することにより、断続的に発
生する磁気吸引力と上記ばねの復元力との相互作用によ
り上記振動体を振動させるものである。 ところで、上記駆動電流は、従来、商用電源を用い、
商用周波数の全波もしくは半波整流電圧を駆動電圧とし
て上記駆動コイルに印加することにより与え、上記ばね
を、駆動周波数すなわち商用周波数（半波整流時）もし
くは商用周波数の２倍（全波整流時）に共振するように
調整していたが、このばねの調整は面倒であるので、最
近では、商用電源に代えて可変周波数の単相インバータ
を用い、機械系の共振周波数に合わせて駆動周波数を変
えるようにしている。 第４図は、この種の単相インバータからなる駆動電源
装置の従来例を示したもので、以下、これについて説明
する。 同図において、１は商用電源、２は全波整流装置、３
は平滑用コンデンサ（電解コンデンサ）、４は正弦波変
調PWM方式の単相インバータ（以下、単にPWMインバータ
と略記する）、５はインバータ負荷である電磁振動機の
駆動コイルである。PWMインバータ４は２個のトランジ
スタTr1、Tr2と２個のダイオードD1、D2をブリツジ接続
してなる。６はPWMインバータ４の直流回路の電圧を検
出する直流電圧検出器であつて、コンデンサ３の両端の
電圧EDを検出する。７は掛算器、８は三角波信号発生器
であつて、掛算器７からは、振幅の大きさが上記三角波
信号発生器８が作成する搬送信号（三角波信号）の振幅
のED倍である三角波信号vCが取り出される。９は振幅指
令器、10は周波数指令器、11は正弦波信号発生器であ
る。正弦波信号発生器11は周波数指令器10が作成する周
波数指令ｆ＊に相当する正弦波信号を作成する。12は掛
算器であつて、上記正弦波信号に振幅指令器９が作成す
る振幅指令Ｖ＊を乗じた電圧信号ｖ＊を送出する。13は
PWM信号を作成する比較器であつて上記変調信号である
電圧信号ｖ＊と搬送信号である三角波信号vCとを比較し
て、PWM信号を作成する。このPWM信号を受けてトランジ
スタドライバ14がPWMインバータ４のトランジスタTr1、
Tr2をオン／オフ駆動し、PWMインバータ４は、第２図
（ａ）に示す如き、正弦波形の駆動電圧vOを出力する。 〔発明が解決しようとする問題点〕 電磁振動機を用いて粉粒体等を搬送する場合、その搬
送速度は電磁振動機の振動振幅に大きく左右され、この
振動振幅は駆動電圧の大きさに大きく依存する。上記振
動振幅は定常状態ではほぼ加振力に比例し、該加振力は
電磁石の鉄心中を流れる磁束の２乗に比例し、該磁束は
駆動コイル５に印加される駆動電圧vOに比例するので、
振動振幅Ａは、 但し、T:周期 t:時間 x:位相角（ラジアン） となる。 なお、上記式（１）は、駆動電圧が正弦波のみならず
波形が近似する放物線波形においてもほぼ成立つこと
が、幾多の経験上確認されているものである。 従つて、駆動電圧vOが大きいほど上記搬送速度を高め
ることができるが、駆動電圧vOは変調率をα（０＜α＜
１）とした場合、 ０＜vO＜ED の範囲にあり、その実効値vOeffは、 ０＜vOeff＜ED/2 の範囲にある。また、直流電圧EDにはリツプルがあるの
で、駆動電圧vOの最大値は直流電圧EDの極小値によつて
制約されることになる。 このため、正弦波変調のPWMインバータ４から得られ
る上記駆動電圧vOは、出力力率が非常に小さい場合で
も、受電電圧の95％程度が実用上の最大値となるので商
用電源の整流電圧を駆動電圧として用いる場合に比し
て、振動振幅の最大値が小さくなり、搬送能力が低下す
るという問題があつた。 この発明は上記問題を解消するためになされたもの
で、振動振幅や搬送能力の低下を招くことなく電力変換
装置を用いて駆動電圧を得ることができる電磁振動機の
駆動電源装置を提供することを目的とする。 〔問題点を解決するための手段〕 この発明は上記目的を達成するため、電磁振動機に印
加する駆動電圧の波形を、放物線波形としたものであ
る。 〔作用〕 この発明では、駆動電圧として、半波波形が放物線波
形である交流電圧を印加するので、正弦波形の場合に比
して、電磁振動機の振動振幅が大きくなり、電力変換装
置を使用して、商用電源を用いた場合と同等の振動振幅
を得ることが可能となる。 〔実施例〕 以下、この発明の一実施例を図面を参照して説明す
る。 第１図において、20は放物線信号発生器であつて、放
物線信号VSを発生し、この放物線信号VSに振幅指令信号
Ｖ＊が乗ぜられて電圧信号VOS ＊が作成される。この電
圧信号VOS ＊がPWM信号を作成する比較器13で三角波信号
vCと比較される。比較器13が作成したPWM信号を受けて
トランジスタドライバ14がPWMインバータ４のトランジ
スタTr1、Tr2をオン／オフ駆動し、PWMインバータ４
は、第２図（ｂ）に示す如き、放物線波形の駆動電圧V
oSを出力する。なお、他の構成は前記第４図のものと同
じであるので、同一構成要素には同一符号を付して示し
てある。 放物線波形（第３図（ｂ）に示す）の駆動電圧voSが
駆動コイル５に印加された場合、その最大値をＶとする
と、電磁振動機の振動振幅Ａは、 （ここで、Ｋは電磁振動機によって決まる定数） となり、駆動電圧が正弦波（第３図（ａ）に示す）であ
る場合には、 但し、vO＝Vsin x であるので、駆動電圧が放物線波形である場合は、振動
振幅が、上記正弦波形である場合の1.1倍、すなわち、1
0％増となる。 従つて、駆動電源装置として本実施例のものを使用す
る場合には、第４図の従来の装置を使用する場合に比し
て、電磁振動機の搬送能力を大幅に（少なくとも商用電
源を使用する場合と同程度まで）向上することが可能で
ある。 また、一般に、放物線ａをフーリエ級数展開形式で表
わすと、 となるので、 例えば、第３次高調波（ｎ＝１の場合）でもその振幅
は基本波の1/27であるように、放物線波形は高調波含有
率が小さいので、振動騒音も、商用電源を使用する場合
と同程度となる。 ところで、上記（４）式から明かのように、第３高調
波（ｎ＝１の場合）においての振幅は基本波の1/27であ
るから、これを２剰して得られる第３高調波は、基本波
の2/27となる。 このように電源電圧の第３高調波のが負荷としての振
動機に及ぼす振幅の増加が純正弦波では得られない振幅
増強を保っており、本願発明の重要な作用をもたらして
いるものである。 また、本実施例による場合、振動振幅を前記従来の正
弦波変調の場合と同程度にすれば、直流電圧EDのリツプ
ル巾を大きくとることができるので、その分、コンデン
サ３の容量を小さくすることができ、装置のコストを低
減することができる。 〔発明の効果〕 この発明は以上説明した通り、駆動電圧を電力変換装
置を用いて作成する場合において、該駆動電圧を放物線
波形である電圧としたことにより、正弦波形の場合に比
して、電磁振動機の搬送能力を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
第１図はこの発明の実施例を示すブロツク図、第２図
（ａ）は従来の駆動電圧波形、第２図（ｂ）は上記実施
例における駆動電圧波形、第３図（ａ）および（ｂ）は
振動振幅の大きさを説明するための波形図、第４図は従
来の電磁振動機の駆動電源装置を示すブロツク図であ
る。 １……商用電源、４……単相PWMインバータ、５……駆
動コイル、８……三角波信号発生器、９……振幅指令
器、10……周波数指令器、13……比較器、20……放物線
信号発生器。
（ａ）は従来の駆動電圧波形、第２図（ｂ）は上記実施
例における駆動電圧波形、第３図（ａ）および（ｂ）は
振動振幅の大きさを説明するための波形図、第４図は従
来の電磁振動機の駆動電源装置を示すブロツク図であ
る。 １……商用電源、４……単相PWMインバータ、５……駆
動コイル、８……三角波信号発生器、９……振幅指令
器、10……周波数指令器、13……比較器、20……放物線
信号発生器。
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 １．電磁振動機の駆動コイルに駆動電圧を供給して該電
磁振動機を加振する駆動電源装置において、該駆動電源
装置が電力変換装置を有し、該電力変換装置が出力する
上記駆動電圧が放物線波形を有する電圧であることを特
徴とする電磁振動機の駆動電源装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62232355A JP2670677B2 (ja) | 1987-09-18 | 1987-09-18 | 電磁振動機の駆動電源装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62232355A JP2670677B2 (ja) | 1987-09-18 | 1987-09-18 | 電磁振動機の駆動電源装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6475316A JPS6475316A (en) | 1989-03-22 |
| JP2670677B2 true JP2670677B2 (ja) | 1997-10-29 |
Family
ID=16937909
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62232355A Expired - Fee Related JP2670677B2 (ja) | 1987-09-18 | 1987-09-18 | 電磁振動機の駆動電源装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2670677B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5931285A (en) * | 1995-01-27 | 1999-08-03 | Poul Johansen Development A/S | Vibration conveyors |
| JP7312205B2 (ja) | 2021-02-22 | 2023-07-20 | 株式会社京三製作所 | 広帯域ｒｆ電源及び制御方法 |
-
1987
- 1987-09-18 JP JP62232355A patent/JP2670677B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6475316A (en) | 1989-03-22 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |