JPH02141124A - 多相無接点開閉器 - 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〕 本発明は誘導電動機のように頻繁な始動・停止に用いら
れる多相無接点開閉器に関する。

〔従来の技術〕

多相無接点開閉器は機械的な電磁開閉器に対し、電気的
な損耗部がなく頻繁な開閉に耐えるから三相誘導電動機
をはじめ各種負荷の開閉に用いられている。従来のこの
ような三相無接点開閉器の一例を第５図に示す、第５図
において、主電気回路の各相開閉器を構成する３個の双
方向３端子サイリスタ　（以下ここてはこれをトライア
ックと略称するＨ”＋　１ｂ＋　ｌｃのそれぞれの端子
２．３間にサージアブソーバ４ａ＋　　コンデンサ４ｂ
、抵抗４ｃからなるサージ吸収装置４が接続されている
。各トライアック１ａ、１ｂ、１ｃのゲートに接続され
る電子制御回路５は発光ダイオード６と、４個のホトカ
ブラ７ａ、７ｂ。

７ｃ、　７ｄの各発光ダイオード側が総て直列に接続さ
れて電圧検出回路８ａを有する整流回路８を介して再入
力端子９．１０に接続されている。３個のホトカプラ７
ａ、　７ｂ、　７ｃのホトトランジスタ側にはゼロクロ
ス回路１１を有する点弧回路１２が接続され、この各点
弧回路１２がそれぞれトライアック１ａ＋　１ｂ＋　ｌ
ｃのゲートに接続されている。ホトカプラ７ｄのホトト
ランジスタ側には補助無接点スイッチ１３が接続され、
このスイッチ１３の出力側が両補助端子１４．１５に接
続されている。このような回路は例えば第６図に示すよ
うに１個のケース２０に収納し１つのソリッドステート
の三相無接点開閉器を構成することができる。そして各
入力端子２に電源Ｒ３Ｔを接続し、各出力端子３に三相
誘導電動機１６を接続して主電気回路を形成し、端子ブ
ロック１７の再入力端子９．１０に両補助端子１４．１
５を介して交流電源Ｒ３を接続する。１８は両補助端子
１４．１５の間に接続された始動用スイッチ、１９は電
源Ｒ３に直列に接続された停止用スイッチである。

ここで始動スイッチ１８を閉じると再入力端子９゜１０
間に交流電源Ｒ３が印加され、この電圧が第５図に示す
整流回路８で整流され、電圧検出回路８ａで所定の電圧
が印加されていることを確認すると発光ダイオード６を
介して各ホトカプラ７ａ４１）＋７Ｃ＋７ｄに通電され
、この各ホトカプラ７ａ、７ｂ、７ｃを介して点弧回路
１２を動作させ、各トライアック１ａ＋　１ｂ＋１ｃを
導通させこの開閉器を閉じる。このとき補助無接点スイ
ッチ１３が閉じて両端子１４．１５の間が短絡されるか
らスイッチ１８を開いても電動機１６は運転を続ける。

停止スイッチ１９を開けば上述とほぼ逆の動作により各
トライアック１ａ＋１ｂ＋１ｃは不導通となり、開閉器
を開く、このとき同時に補助無接点スイッチ１３も開く
、入力端子９．１０に接続される交流電源はこの無接点
開閉器が接続された電源Ｒ３に限らず他の電源でもよい
から遠方から開閉制御することも可能である。

〔発明が解決しようとする課題〕

上述のように従来の多相無接点開閉器は電磁開閉器と同
様に使用することが可能でしかも頻繁な開閉に適すると
いう利点はあるが、なお開閉器自体の開閉ノイズや操作
・補助回路の配線路から浸入する他機器からの電磁誘導
ノイズで、この多相無接点開閉器が接続されているプロ
グラマブルコントローラ　（以下このプログラマブルコ
ントローラをｐｃと略称する）などの電子応用装置が誤
動作するおそれがあった。またこのような多相無接点開
閉器を可燃性ガス雰囲気などの危険場所に設置する場合
は、操作・補助回路の配線路も防爆工事を必要とするな
どの問題があった。

本発明の目的は、開閉器自体の開閉ノイズや操作・補助
回路の配線路から浸入する他機器からの１！磁誘導ノイ
ズなどのない多相無接点開閉器を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上述の課題を解決するため本発明は、交流電源の各相に
接続され主電気回路を開閉する複数のサイリスタと、こ
の各サイリスタのゲートに接続されそのゲートに点弧パ
ルスを与える点弧回路と、外部からの光信号を受光する
受光部と光−電気変換回路を備え前記点弧回路を制御す
る制御部と、前記主電気回路の開閉動作に従って光信号
を発する補助発光出力部とが１個のケースに収納され、
前記制御部の駆動電力が前記ケース内の主電気回路から
給電されるものである。また主電気回路を開閉する複数
のサイリスタが光トリガサイリスタであり、受光した光
信号は光分岐器で分岐されて直接前記光トリガがサイリ
スタに入射するようにすると操作回路が簡単化される。

なお主電気回路に接続された過電流検出素子と、この過
電流検出素子の動作に連動し光信号を透過または遮光す
る光スイッチを備えて主電気回路の過電流に対しても光
信号で動作させることができる。

〔作用〕

この多相無接点開閉器は、受光部で外部から操作用の光
信号を受けて、光−電気変換回路で電気信号に変え、主
電気回路のサイリスタを点弧するか、光信号で直接光ト
リガサイリスタを点弧する。

また主電気回路の開閉動作は補助出力用発光回路で光信
号に変えて、この光信号を光ファイバーで外部に送出す
る。さらに主電気回路に過電流検出素子が接続されてい
るときは、この過電流検出素子の動作に連動する光スイ
ッチで光信号を発する。

したがって、この多相無接点開閉器の外部における操作
回路、補助信号回路、過電流検出部の信号回路は総て光
ファイバーで接続されるから電磁誘導によるノイズがこ
の信号回路に浸入することがない、また防爆工事も不要
である。

〔実施例〕

本発明による多相無接点開閉器の実施例を第１図ないし
第４図に示し、第５図、第６図と同一のものには第５図
、第６図と同一の符号を付した。

第１図において、多相無接点開閉器は、交流電源Ｒ３Ｔ
の各相に接続された主電気回路を開閉する３個のトライ
アック１ａ＋　１ｂ＋　ｌｃと、制御部２１と、従来の
開閉器の補助端子の役目をする補助発光出力部２２と、
過電流検出部２３からなり、各部はいずれも光コネクタ
２４（その取付けられた部によりａ、ｂ。

Ｃ・・・の添字を付す）を備え、ケース２０に収納され
ている。

制御部２１は外部からの光信号を受光する集光レンズあ
るいは集束型ロンドレンズ等からなる受光る増幅回路２
７と各相のトライアック１ａ＋　Ｉｂｔ　Ｉｃを点弧す
る点弧回路を備え、第２図に示すように接続されている
。すなわち外部から引込まれた光フアイバケーブル２８
ａが光コネクタ２４ａに接続され、この光フアイバケー
ブル２８ａからの光がホトダイオード（光−電気変換回
路）２６に入射し、電気に変換されて増幅回路２７で増
幅され、発光ダイオード側が直列に接続された３個のホ
トカブラ２９ａ、２９ｂ。

２９ｃを介してゼロクロス回路を有する各相点弧回路１
２ａ、　１２ｂ、　１２ｃを動作させるように接続され
ている。この制御部２１の駆動電源は電源側のＲＴ相に
接続されている。

補助発光出力部２２は両トライアックｌａ、　ｌｃの負
荷側に接続され電源電圧を光に変換する電気−光変換回
路３０とこの電気−光度ｍ回路３０の光を信号として出
力する出力部３１などからなり、光コネクタ２４ｂを介
して光フアイバケーブル２８ｂに接続され、この無接点
開閉器が閉じているか、開いているかを光信号で外部に
伝送する。

どからなり、過電流検出素子３２は過電流によりバイメ
タルなどで第３図に示すような光スイッチ３３の遮光板
３４を移動し、光を透過し、または遮断する。すなわち
光フアイバケーブル２８ｃが光コネクタ２４ｃに接続さ
れ常時光フアイバケーブル２８ｃからの光が２つのミラ
ー３５．３６で順次反射されて光コネクタ２４ｄに接続
された光ファイバー２８ｄに伝達されるように構成され
ている。

主電気回路に過電流が流れると過電流検出素子３２は遮
光板３４をＰ矢印方向に移動し、常時透過していた光信
号を両ミラー３４．３５の間で遮光する。

この透過・遮光の光信号が光フアイバケープ２８ｄから
外部に伝送される。

このような光信号駆動形の多相無接点開閉器がＰＣなど
で開閉される場合を説明すると、ＰＣなどの中央処理装
置でｗｉ御される発光素子からの光信号が光フアイバケ
ーブル２８ａで伝送され、この光信号を受光部２５で受
光してトライアックｌａ、　ｉｂ。

１ｃを導通または不導通とする。トライアックｌａ。

ｌｂ、　ｌｃが導通すると補助発光出力部２２に電ａｔ
ｔ圧が印加されるから出力部３１が発光し、この光信号
が光コネクタ２４ｂを介して光フアイバケーブル２８ｂ
でＰＣに伝送され、ここでこの無接点開閉器の開閉が監
視される。この無接点開閉器が閉じて負荷を運転中、過
負荷になり、過電流検出素子３２がこれを検出すると光
スイッチ３３が閉じ、常時透過していた光信号が遮断さ
れる。この光信号の遮断は光フアイバケーブル２８ｄに
よりＰＣに伝送され、必要のときは光フアイバケーブル
２８ａの光が遮断されて、この無接点スイッチが開かれ
る。

第４図は第１図と異なり、主電気回路を開閉するサイリ
スタが光トリガサイリスタとされた場合の実施例で、光
トリガサイリスタ３７ａ、　３７ｂ、　３７ｃは光フア
イバケーブル２８ａから入射する光信号を光分岐器３８
で各相の光信号に分岐し、この分岐した光で光トリガサ
イリスタ３７ａ、３７ｂ、３７ｃを直接点弧するもので
ある、この場合も当然補助発光出力部と通電流検出部を
設けることができるがここではこの説明を省略した。

〔発明の効果〕

本発明による無接点開閉器は、光信号駆動形であり、開
閉器の外部に接続される操作・補助回路はすべて光フア
イバケーブルで連結される。したがってＰＣなどの電子
制御装置に使用する場合、無接点開閉器の開閉動作で発
生する開閉ノイズが電子１ＩｌＩＩ御装置に伝送されな
い、また他の機器から発生する電磁誘導ノイズがケーブ
ルから浸入することがなく、このノイズによる電子制御
装置などの誤動作がなく、電磁波障害対策が容具になる
という効果がある。また電力線との共同敷設が可能で操
作・補助回路の工事が容易になるという効果がある。さ
らにこの多相無接点開閉器を可燃性ガス雰囲気などの危
険場所に設置した場合でも操作・補助回路の防爆工事を
省略できるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図は本発明による三相無接点開閉器の
一実施例を示し、第１図は構成図、第２図は制御部の回
層図、第３図は光スイッチの構成図、第４図は第１図と
異なる三相無接点開閉器の実施例を示す回路図、第５図
、第６図は従来の三相無接点開閉器の一例を示し、第５
図は回路図、第６図はこの三相無接点開閉器による三相
誘導電動機の運転回路図である。 Ｉａ＋１ｂ＋１ｃ：　Ｆライアンク、１２：点弧回路、
２０コケース、２２：補助発光出力部、２３：過電流検
出部、２５：受光ム、２６：光−電気変換回路、３２：
通電流検出素子、３３：光スイッチ、３７ａ、３７ｂ、
３７ｃ　：光トリガサイリスタ。 第３０ 早１図 第４図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）交流電源の各相に接続され主電気回路を開閉する複
   数のサイリスタと、この各サイリスタのゲートに接続さ
   れそのゲートに点弧パルスを与える点弧回路と、外部か
   らの光信号を受光する受光部と光−電気変換回路を備え
   前記点弧回路を制御する制御部と、前記主電気回路の開
   閉動作に従って光信号を発する補助発光出力部とが１個
   のケースに収納され、前記制御部の駆動電力が前記ケー
   ス内の主電気回路から給電されることを特徴とする多相
   無接点開閉器。 ２）請求項１）記載の多相無接点開閉器において、主電
   気回路を開閉する複数のサイリスタが光トリガサイリス
   タであり、受光した光信号は光分岐器で分岐されて直接
   前記光トリガサイリスタに入射することを特徴とする多
   相無接点開閉器。 ３）請求項１）または２）記載の多相無接点開閉器にお
   いて、主電気回路に接続された過電流検出素子と、この
   過電流検出素子の動作に連動し光信号を透過または遮光
   する光スイッチを備えた過電流検出部を設けたことを特
   徴とする多相無接点開閉器。