專利名稱：電磁操作機構(gòu)的驅(qū)動電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及對例如真空斷路器的真空閥等進行開關(guān)操作的電磁操作機構(gòu)的驅(qū)動電路進行改良。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的對真空斷路器的真空閥進行開關(guān)操作的電磁操作機構(gòu)的驅(qū)動電路通過對配置在例如截面為矩形的、棒狀的可動鐵心的兩端部的閉合用線圈及斷開用線圈進行通電，以來回驅(qū)動可動鐵心，從而對與可動鐵心相連結(jié)的真空閥的開關(guān)觸點進行開關(guān)操作。閉合用線圈通過放電開關(guān)與充電后的電容器相連接，通過閉合放電開關(guān)，從而對主開關(guān)觸點進行閉合，在結(jié)束閉合后，斷開放電開關(guān)，來斷開流過閉合用線圈的電流。為了抑制此時所產(chǎn)生的浪涌電壓，將閉合用線圈與二極管并聯(lián)連接，在接通結(jié)束后即完成閉合主開關(guān)觸點后，斷開流過閉合用線圈的電流時，使至此為止流過閉合用線圈的電流流過由閉合用線圈和二極管構(gòu)成的環(huán)形電路(例如，參照專利文獻I)。 現(xiàn)有技術(shù)文獻專利文獻專利文獻I :日本專利特開2002-216594號公報(段落編號0020及圖I)

發(fā)明內(nèi)容
然而，在對可動鐵心設(shè)置閉合用線圈和斷開用線圈這兩個線圈、將各線圈與上述二極管并聯(lián)連接的情況下，在電流流過一個線圈時，在另一個未流過電流的線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電壓。因此，該感應(yīng)電壓會導(dǎo)致在線圈和二極管構(gòu)成的環(huán)形電路中有電流流過，在閉合時或斷開時即對線圈進行勵磁時，在從電容器向線圈提供能量的過程中會產(chǎn)生功耗。本發(fā)明是為了解決上述問題而完成的，其目的在于獲得能降低對線圈進行勵磁時的功耗的電磁操作機構(gòu)的驅(qū)動電路。本發(fā)明所涉及的電磁操作機構(gòu)的驅(qū)動電路具有與驅(qū)動對象物相連結(jié)的可動鐵心、以及驅(qū)動可動鐵心的第一及第二線圈，該電磁操作機構(gòu)的驅(qū)動電路的特征在于，包括第一及第二開關(guān)，該第一及第二開關(guān)分別將第一及第二線圈與直流電源相連接；第一過電壓抑制電路，該第一過電壓抑制電路是由第一串聯(lián)電路與第一線圈并聯(lián)連接而構(gòu)成的，該第一串聯(lián)電路是由第一并聯(lián)連接用開關(guān)與第一電阻串聯(lián)連接而構(gòu)成的；以及第二過電壓抑制電路，該第二過電壓抑制電路是由第二串聯(lián)電路與第二線圈并聯(lián)連接而構(gòu)成的，該第二串聯(lián)電路是由第二并聯(lián)連接用開關(guān)與第二電阻串聯(lián)連接而構(gòu)成的，通過對第一開關(guān)進行閉合來對第一線圈進行勵磁，從而將可動鐵心驅(qū)動至第一位置，通過對第二開關(guān)進行閉合來對第二線圈進行勵磁，從而將可動鐵心驅(qū)動到第二位置，在第一開關(guān)閉合時，第二并聯(lián)連接用開關(guān)斷開，在第二開關(guān)閉合時，第一并聯(lián)連接用開關(guān)斷開。本發(fā)明是具有與驅(qū)動對象物相連結(jié)的可動鐵心、以及驅(qū)動可動鐵心的第一及第二線圈的電磁操作機構(gòu)的驅(qū)動電路，包括第一及第二開關(guān)，該第一及第二開關(guān)分別將第一及第二線圈與直流電源相連接；第一過電壓抑制電路，該第一過電壓抑制電路是由第一串聯(lián)電路與第一線圈并聯(lián)連接而構(gòu)成的，該第一串聯(lián)電路是由第一并聯(lián)連接用開關(guān)與第一電阻串聯(lián)連接而構(gòu)成的；以及第二過電壓抑制電路，該第二過電壓抑制電路是由第二串聯(lián)電路與第二線圈并聯(lián)連接而構(gòu)成的，該第二串聯(lián)電路是由第二并聯(lián)連接用開關(guān)與第二電阻串聯(lián)連接而構(gòu)成的，通過對第一開關(guān)進行閉合來對第一線圈進行勵磁，從而將可動鐵心驅(qū)動至第一位置，通過對第二開關(guān)進行閉合來對第二線圈進行勵磁，從而將可動鐵心驅(qū)動到第二位置，在第一開關(guān)閉合時，第二并聯(lián)連接用開關(guān)斷開，在第二開關(guān)閉合時，第一并聯(lián)連接用開關(guān)斷開，因此，能降低對線圈進行勵磁時的功耗。


圖I是表示本發(fā)明的實施方式I的電磁操作機構(gòu)的驅(qū)動電路的結(jié)構(gòu)的電路圖。圖2是用于對圖I的電源操作機構(gòu)的驅(qū)動電路的動作進行說明的時序圖。圖3是表示本發(fā)明的其他實施方式的電磁操作機構(gòu)的驅(qū)動電路的結(jié)構(gòu)的電路圖。
具體實施例方式實施方式I圖I及圖2示出表示本發(fā)明的實施方式I的電磁操作機構(gòu)的驅(qū)動電路，圖I是表示電磁操作機構(gòu)的驅(qū)動電路的結(jié)構(gòu)的電路圖，圖2是用于說明動作的時序圖。在圖I中，電磁操作機構(gòu)具有可動鐵心；作為第一線圈的閉合用線圈5 ;作為第二線圈的斷開用線圈6。盡管未圖示可動鐵心2的詳細情況，但是可動鐵心2是例如對板狀的電磁鋼板進行層疊而形成的截面為矩形的棒狀，在該可動鐵心2的兩端部配設(shè)有矩形環(huán)狀的上述線圈5、6。而且，通過對線圈5或線圈6進行通電，從而驅(qū)動可動鐵心2，并使其被未圖示的固定鐵心所吸弓丨，從而在第一位置和第二位置之間來回移動，驅(qū)動與可動鐵心2相連結(jié)的操作對象物。操作對象物是例如固定于真空斷路器的真空閥的可動導(dǎo)體的可動觸點，通過來回驅(qū)動可動導(dǎo)體，從而對真空閥進行開關(guān)。此外，在閉合用線圈5及斷開用線圈6之間存在有非常大的互感。閉合用線圈5通過二極管13及作為第一開關(guān)的開關(guān)14而與作為直流電源的電容器11相連接。二極管13的作用在于，在開關(guān)14為導(dǎo)通狀態(tài)時，使流過線圈5的電流的方向不會成為反向。由二極管16、電阻17、及開關(guān)18串聯(lián)連接而成的串聯(lián)電路19與閉合用線圈5并聯(lián)連接。此外，二極管16是本發(fā)明的第一單向?qū)ㄑb置，電阻17是第一電阻，開關(guān)18是第一并聯(lián)連接用開關(guān)，串聯(lián)電路19是第一串聯(lián)電路及第一過電壓抑制電路。利用上述電容器11、二極管13、開關(guān)14、及串聯(lián)電路19來構(gòu)成閉合側(cè)的驅(qū)動電路。此外，對于開關(guān)14和開關(guān)18使用場效應(yīng)晶體管(M O S F E T)。斷開用線圈6通過二極管23及作為第二開關(guān)的開關(guān)24而與作為直流電源的電容器21相連接。二極管23的作用在于，在開關(guān)24為導(dǎo)通狀態(tài)時，使流過線圈6的電流的方向不會成為反向。由二極管26、電阻27、及開關(guān)28串聯(lián)連接而成的串聯(lián)電路29與斷開用線圈6并聯(lián)連接。此外，二極管26是本發(fā)明的第二單向?qū)ㄑb置，電阻27是第二電阻，開關(guān)28是第二并聯(lián)連接用開關(guān)，串聯(lián)電路29是第二串聯(lián)電路及第二過電壓抑制電路。利用上述電容器21、二極管23、開關(guān)24、及串聯(lián)電路29來構(gòu)成斷開側(cè)的驅(qū)動電路。對于開關(guān)24和開關(guān)28使用場效應(yīng)晶體管(MO S F E T)。此外，電容器11、21由未圖示的直流電源供電，從而進行充電。接著，利用圖I及圖2說明采用上述結(jié)構(gòu)的驅(qū)動電路的動作。在電流從閉合側(cè)的電容器11流向閉合用線圈5來閉合未圖示的真空閥的情況下，如圖2 ( a ) (d )所示，閉合側(cè)的開關(guān)14及開關(guān)18、斷開側(cè)的開關(guān)24及開關(guān)28為截止狀態(tài)。然后，若使開關(guān)14成為導(dǎo)通狀態(tài)(圖2 ( a ))，則電流流過閉合用線圈5并對其進行勵磁。此時，由于開關(guān)24及開關(guān)28為截止狀態(tài)(圖2(d))，因此即使在斷開用線圈6中產(chǎn)生感應(yīng)電壓，也不存在流路，因此，不會因線圈6而產(chǎn)生功耗。開關(guān)18在開關(guān)14成為導(dǎo)通狀態(tài)后，稍許延遲規(guī)定時間t I之后，成為導(dǎo)通狀態(tài)(圖2 (b))。開關(guān)18成為導(dǎo)通狀態(tài)的時間比開關(guān)14成為導(dǎo)通狀態(tài)的時間要晚規(guī)定時間t I的原因在于，包含開關(guān)18的電路比包含開關(guān)14的電路的時間常數(shù) 要大。然后，在開關(guān)18成為導(dǎo)通狀態(tài)起經(jīng)過規(guī)定時間t 2之后，開關(guān)14成為截止狀態(tài)(圖2 (b))。在開關(guān)14成為截止狀態(tài)時所發(fā)生的開關(guān)浪涌，會由二極管13、二極管16、電阻17、開關(guān)18、閉合用線圈5所構(gòu)成的環(huán)形電路所吸收。在流過環(huán)形電路的電流發(fā)生衰減而減小的時刻，即，在從開關(guān)14成為截止狀態(tài)時起經(jīng)過規(guī)定時間t 3之后，開關(guān)18成為截止狀態(tài)(圖2 (b ))。同樣，在電流從斷開側(cè)的電容器21流向斷開用線圈6來斷開未圖示的真空閥的情況下，如圖2 (a) (d)所示，開關(guān)14及開關(guān)18成為截止狀態(tài)。然后，若使開關(guān)24成為導(dǎo)通狀態(tài)(圖2 (c))，則電流流過斷開用線圈6并對其進行勵磁。此時，由于開關(guān)14及開關(guān)18為截止狀態(tài)(圖2(b))，因此即使在閉合用線圈5中產(chǎn)生感應(yīng)電壓，也不存在流路，因此，不會因線圈5而產(chǎn)生功耗。開關(guān)28在開關(guān)24成為導(dǎo)通狀態(tài)后，稍許延遲規(guī)定時間t 4之后，成為導(dǎo)通狀態(tài)(圖2 (d))。開關(guān)28成為導(dǎo)通狀態(tài)的時間比開關(guān)24成為導(dǎo)通狀態(tài)的時間要晚規(guī)定時間t 4的原因在于，包含開關(guān)28的電路比包含開關(guān)24的電路的時間常數(shù)要大。然后，在開關(guān)28成為導(dǎo)通狀態(tài)起經(jīng)過規(guī)定時間t 5之后，開關(guān)24成為截止狀態(tài)(圖2 (C))。在開關(guān)24成為截止狀態(tài)時所發(fā)生的開關(guān)浪涌，會由二極管23、二極管26、電阻27、開關(guān)28、閉合用線圈6所構(gòu)成的環(huán)形電路所吸收。在流過環(huán)形電路的電流發(fā)生衰減而減小的時刻，即，在從開關(guān)24成為截止狀態(tài)時起經(jīng)過規(guī)定時間t 6之后，開關(guān)28成為截止狀態(tài)(圖2 (d ))。此外，對于時間t I t 6，舉出以下的一個例子。其值會因可動鐵心2所驅(qū)動的真空閥的大小等而不同。t I :數(shù)m s左右(本發(fā)明的第一規(guī)定時間)t 2 50 m s 左右t 3 50 m s左右(本發(fā)明的第二規(guī)定時間)t 4 :數(shù)m s左右(本發(fā)明的第三規(guī)定時間)t 5 50 m s 左右
t 6 100 m s左右(本發(fā)明的第四規(guī)定時間)本實施方式的電磁操作機構(gòu)的驅(qū)動電路采用上述結(jié)構(gòu)，因此，在驅(qū)動具有互感的兩個線圈的驅(qū)動電路中，在對一個線圈進行勵磁的情況下，沒有在未進行勵磁的線圈中循環(huán)的電流電路，因此，能降低對線圈進行勵磁時的功耗。實施方式2圖3是表示本發(fā)明的實施方式2的電磁操作機構(gòu)的驅(qū)動電路的結(jié)構(gòu)的電路圖。本實施方式是對圖I的電磁操作機構(gòu)的驅(qū)動電路減少元器件來簡化結(jié)構(gòu)而獲得的。即，省去了圖I的二極管13、16、23、26。作為第一過電壓抑制電路的第一串聯(lián)電路59是通過串聯(lián)連接電阻17和開關(guān)18而構(gòu)成的。作為第二過電壓抑制電路的第二串聯(lián)電路69是通過串聯(lián)連接電阻27和開關(guān)28而構(gòu)成的。由此，即使在省去二極管13、16、23、26的情況下，只要能適當?shù)乜刂崎_關(guān)14和開關(guān)18之間的開關(guān)定時及開關(guān)24和開關(guān)28之間的開關(guān)定時，就能抑制功耗的增加。例如，通過將開關(guān)18成為導(dǎo)通狀態(tài)的定時設(shè)定為開關(guān)14即將成為截止狀態(tài)之前，從而能將第一串聯(lián)電路59即電阻17上的功耗抑制為最小，且能簡化電路。對于 開關(guān)24和開關(guān)28之間的開關(guān)定時也是同樣的。此外，在上述各實施方式中，說明了將電磁操作機構(gòu)用于真空斷路器的真空閥的開關(guān)操作的情況，但是并不限于此，即使將其用作進行門的開關(guān)、閥的開關(guān)或其他操作的致動器，也能獲得同樣的效果。另外，示出了使用充完電的電容器作為直流電源的情況，但是，即使是蓄電池或?qū)涣鬟M行整流而得的直流電源，也能獲得相同的結(jié)果。工業(yè)中的實用性本發(fā)明涉及改良對斷路器的閥等進行開關(guān)操作的電磁操作機構(gòu)的驅(qū)動電路，能廣泛地應(yīng)用于電磁操作機構(gòu)的驅(qū)動電路。
權(quán)利要求
1.一種電磁操作機構(gòu)的驅(qū)動電路，具有與驅(qū)動對象物相連結(jié)的可動鐵心、以及驅(qū)動所述可動鐵心的第一及第ニ線圈，該電磁操作機構(gòu)的驅(qū)動電路的特征在于，包括第一及第ニ開關(guān)，該第一及第ニ開關(guān)分別將所述第一及第ニ線圈與直流電源相連接；第一過電壓抑制電路，該第一過電壓抑制電路是由第一串聯(lián)電路與所述第一線圈并聯(lián)連接而構(gòu)成的，該第一串聯(lián)電路是由第一并聯(lián)連接用開關(guān)與第一電阻串聯(lián)連接而構(gòu)成的；以及第ニ過電壓抑制電路，該第二過電壓抑制電路是由第二串聯(lián)電路與所述第二線圈并聯(lián)連接而構(gòu)成的，該第ニ串聯(lián)電路是由第二并聯(lián)連接用開關(guān)與第二電阻串聯(lián)連接而構(gòu)成的， 通過對所述第一開關(guān)進行閉合來對所述第一線圈進行勵磁，從而將所述可動鉄心驅(qū)動至第一位置，通過對所述第二開關(guān)進行閉合來對所述第二線圈進行勵磁，從而將所述可動鉄心驅(qū)動到第二位置， 在所述第一開關(guān)閉合時，所述第二并聯(lián)連接用開關(guān)斷開， 在所述第二開關(guān)閉合時，所述第一并聯(lián)連接用開關(guān)斷開。
2.如權(quán)利要求I所述的電磁操作機構(gòu)的驅(qū)動電路，其特征在于， 所述第一串聯(lián)電路包括第一單向?qū)ㄑb置，所述第一串聯(lián)電路由所述第一單向?qū)ㄑb置、所述第一并聯(lián)連接用開關(guān)、及所述第一電阻進行串聯(lián)連接而構(gòu)成并與所述第一線圈并聯(lián)連接，使得所述第一單向?qū)ㄑb置的極性與所述直流電源的極性相反， 所述第二串聯(lián)電路包括第二單向?qū)ㄑb置，所述第二串聯(lián)電路由所述第二單向?qū)ㄑb置、所述第二并聯(lián)連接用開關(guān)、及所述第二電阻進行串聯(lián)連接而構(gòu)成并與所述第二線圈并聯(lián)連接，使得所述第二單向?qū)ㄑb置的極性與所述直流電源的極性相反。
3.如權(quán)利要求2所述的電磁操作機構(gòu)的驅(qū)動電路，其特征在于， 從所述第一開關(guān)閉合起經(jīng)過第一規(guī)定時間之后，所述第一并聯(lián)連接用開關(guān)閉合，并且從所述第一開關(guān)斷開起經(jīng)過第二規(guī)定時間之后，所述第一并聯(lián)連接用開關(guān)斷開， 從所述第二開關(guān)閉合起經(jīng)過第三規(guī)定時間之后，所述第二并聯(lián)連接用開關(guān)閉合，并且從所述第二開關(guān)斷開起經(jīng)過第四規(guī)定時間之后，所述第二并聯(lián)連接用開關(guān)斷開。
4.如權(quán)利要求I所述的電磁操作機構(gòu)的驅(qū)動電路，其特征在于， 所述直流電源分別是充電后的第一及第ニ電容器。
全文摘要
本發(fā)明的目的在于提供一種電磁操作機構(gòu)的驅(qū)動電路。在使開關(guān)(14)閉合，利用充電后的電容器(11)對閉合用線圈(5)進行勵磁，來驅(qū)動可動鐵心(2)，以閉合未圖示真空閥時，若斷開開關(guān)(24)及開關(guān)(28)，則即使因來自線圈(5)的電磁感應(yīng)而在線圈(6)中產(chǎn)生電壓，也不會有電流流過，不會產(chǎn)生功耗。另外，若在直到開關(guān)(14)斷開之前使開關(guān)(18)閉合，則在開關(guān)(14)斷開時流過線圈(5)的電流會轉(zhuǎn)變方向而流至包含電阻(17)的串聯(lián)電路(19)，因此，能抑制線圈(5)中所發(fā)生的電壓。在使開關(guān)(24)閉合，利用電容器(21)對斷開用線圈(6)進行勵磁，來反向驅(qū)動可動鐵心(2)，以斷開真空閥時，通過使開關(guān)(14)及開關(guān)(18)斷開，從而即使因來自線圈(6)的電磁感應(yīng)而在線圈(5)中產(chǎn)生電壓，也不會有電流流過，不會產(chǎn)生功耗。
文檔編號H01H33/59GK102834888SQ20108006584
公開日2012年12月19日 申請日期2010年4月2日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月2日
發(fā)明者永安憐 申請人:三菱電機株式會社