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公開番号2024157678
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-11-08
出願番号2023072173
出願日2023-04-26
発明の名称電磁石装置
出願人三菱電機株式会社
代理人個人,個人,個人
主分類H01F 7/18 20060101AFI20241031BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】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。
【解決手段】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。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項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、
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。
続きを表示（約 880 文字）【請求項２】
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。
【請求項３】
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。
【請求項４】
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。
【請求項５】
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。
【請求項６】
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。
【請求項７】
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。
【請求項８】
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。
【請求項９】
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。
【請求項１０】
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。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、電磁石装置に関する。
続きを表示（約 2,600 文字）【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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。
【０００４】
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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開２０１２－２１６４５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
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。
【０００７】
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。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
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。
【発明の効果】
【０００９】
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。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
実施の形態１にかかる電磁石装置の構成図である。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
実施の形態２にかかる電磁石装置の構成図である。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
実施の形態３にかかる電磁石装置の概略図である。
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。
実施の形態４にかかる電磁石装置の概略図である。
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。
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。
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。
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

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