专利名称：电磁操作机构的驱动电路的制作方法
技术领域：
本发明涉及对例如真空断路器的真空阀等进行开关操作的电磁操作机构的驱动电路进行改良。
背景技术：
现有的对真空断路器的真空阀进行开关操作的电磁操作机构的驱动电路通过对配置在例如截面为矩形的、棒状的可动铁心的两端部的闭合用线圈及断开用线圈进行通电，以来回驱动可动铁心，从而对与可动铁心相连结的真空阀的开关触点进行开关操作。闭合用线圈通过放电开关与充电后的电容器相连接，通过闭合放电开关，从而对主开关触点进行闭合，在结束闭合后，断开放电开关，来断开流过闭合用线圈的电流。为了抑制此时所产生的浪涌电压，将闭合用线圈与二极管并联连接，在接通结束后即完成闭合主开关触点后，断开流过闭合用线圈的电流时，使至此为止流过闭合用线圈的电流流过由闭合用线圈和二极管构成的环形电路(例如，参照专利文献I)。 现有技术文献专利文献专利文献I :日本专利特开2002-216594号公报(段落编号0020及图I)
发明内容
然而，在对可动铁心设置闭合用线圈和断开用线圈这两个线圈、将各线圈与上述二极管并联连接的情况下，在电流流过一个线圈时，在另一个未流过电流的线圈中产生感应电压。因此，该感应电压会导致在线圈和二极管构成的环形电路中有电流流过，在闭合时或断开时即对线圈进行励磁时，在从电容器向线圈提供能量的过程中会产生功耗。本发明是为了解决上述问题而完成的，其目的在于获得能降低对线圈进行励磁时的功耗的电磁操作机构的驱动电路。本发明所涉及的电磁操作机构的驱动电路具有与驱动对象物相连结的可动铁心、以及驱动可动铁心的第一及第二线圈，该电磁操作机构的驱动电路的特征在于，包括第一及第二开关，该第一及第二开关分别将第一及第二线圈与直流电源相连接；第一过电压抑制电路，该第一过电压抑制电路是由第一串联电路与第一线圈并联连接而构成的，该第一串联电路是由第一并联连接用开关与第一电阻串联连接而构成的；以及第二过电压抑制电路，该第二过电压抑制电路是由第二串联电路与第二线圈并联连接而构成的，该第二串联电路是由第二并联连接用开关与第二电阻串联连接而构成的，通过对第一开关进行闭合来对第一线圈进行励磁，从而将可动铁心驱动至第一位置，通过对第二开关进行闭合来对第二线圈进行励磁，从而将可动铁心驱动到第二位置，在第一开关闭合时，第二并联连接用开关断开，在第二开关闭合时，第一并联连接用开关断开。本发明是具有与驱动对象物相连结的可动铁心、以及驱动可动铁心的第一及第二线圈的电磁操作机构的驱动电路，包括第一及第二开关，该第一及第二开关分别将第一及第二线圈与直流电源相连接；第一过电压抑制电路，该第一过电压抑制电路是由第一串联电路与第一线圈并联连接而构成的，该第一串联电路是由第一并联连接用开关与第一电阻串联连接而构成的；以及第二过电压抑制电路，该第二过电压抑制电路是由第二串联电路与第二线圈并联连接而构成的，该第二串联电路是由第二并联连接用开关与第二电阻串联连接而构成的，通过对第一开关进行闭合来对第一线圈进行励磁，从而将可动铁心驱动至第一位置，通过对第二开关进行闭合来对第二线圈进行励磁，从而将可动铁心驱动到第二位置，在第一开关闭合时，第二并联连接用开关断开，在第二开关闭合时，第一并联连接用开关断开，因此，能降低对线圈进行励磁时的功耗。
图I是表示本发明的实施方式I的电磁操作机构的驱动电路的结构的电路图。图2是用于对图I的电源操作机构的驱动电路的动作进行说明的时序图。图3是表示本发明的其他实施方式的电磁操作机构的驱动电路的结构的电路图。
具体实施例方式实施方式I图I及图2示出表示本发明的实施方式I的电磁操作机构的驱动电路，图I是表示电磁操作机构的驱动电路的结构的电路图，图2是用于说明动作的时序图。在图I中，电磁操作机构具有可动铁心；作为第一线圈的闭合用线圈5 ;作为第二线圈的断开用线圈6。尽管未图示可动铁心2的详细情况，但是可动铁心2是例如对板状的电磁钢板进行层叠而形成的截面为矩形的棒状，在该可动铁心2的两端部配设有矩形环状的上述线圈5、6。而且，通过对线圈5或线圈6进行通电，从而驱动可动铁心2，并使其被未图示的固定铁心所吸弓丨，从而在第一位置和第二位置之间来回移动，驱动与可动铁心2相连结的操作对象物。操作对象物是例如固定于真空断路器的真空阀的可动导体的可动触点，通过来回驱动可动导体，从而对真空阀进行开关。此外，在闭合用线圈5及断开用线圈6之间存在有非常大的互感。闭合用线圈5通过二极管13及作为第一开关的开关14而与作为直流电源的电容器11相连接。二极管13的作用在于，在开关14为导通状态时，使流过线圈5的电流的方向不会成为反向。由二极管16、电阻17、及开关18串联连接而成的串联电路19与闭合用线圈5并联连接。此外，二极管16是本发明的第一单向导通装置，电阻17是第一电阻，开关18是第一并联连接用开关，串联电路19是第一串联电路及第一过电压抑制电路。利用上述电容器11、二极管13、开关14、及串联电路19来构成闭合侧的驱动电路。此外，对于开关14和开关18使用场效应晶体管(M O S F E T)。断开用线圈6通过二极管23及作为第二开关的开关24而与作为直流电源的电容器21相连接。二极管23的作用在于，在开关24为导通状态时，使流过线圈6的电流的方向不会成为反向。由二极管26、电阻27、及开关28串联连接而成的串联电路29与断开用线圈6并联连接。此外，二极管26是本发明的第二单向导通装置，电阻27是第二电阻，开关28是第二并联连接用开关，串联电路29是第二串联电路及第二过电压抑制电路。利用上述电容器21、二极管23、开关24、及串联电路29来构成断开侧的驱动电路。对于开关24和开关28使用场效应晶体管(MO S F E T)。此外，电容器11、21由未图示的直流电源供电，从而进行充电。接着，利用图I及图2说明采用上述结构的驱动电路的动作。在电流从闭合侧的电容器11流向闭合用线圈5来闭合未图示的真空阀的情况下，如图2 ( a ) (d )所示，闭合侧的开关14及开关18、断开侧的开关24及开关28为截止状态。然后，若使开关14成为导通状态(图2 ( a ))，则电流流过闭合用线圈5并对其进行励磁。此时，由于开关24及开关28为截止状态(图2(d))，因此即使在断开用线圈6中产生感应电压，也不存在流路，因此，不会因线圈6而产生功耗。开关18在开关14成为导通状态后，稍许延迟规定时间t I之后，成为导通状态(图2 (b))。开关18成为导通状态的时间比开关14成为导通状态的时间要晚规定时间t I的原因在于，包含开关18的电路比包含开关14的电路的时间常数 要大。然后，在开关18成为导通状态起经过规定时间t 2之后，开关14成为截止状态(图2 (b))。在开关14成为截止状态时所发生的开关浪涌，会由二极管13、二极管16、电阻17、开关18、闭合用线圈5所构成的环形电路所吸收。在流过环形电路的电流发生衰减而减小的时刻，即，在从开关14成为截止状态时起经过规定时间t 3之后，开关18成为截止状态(图2 (b ))。同样，在电流从断开侧的电容器21流向断开用线圈6来断开未图示的真空阀的情况下，如图2 (a) (d)所示，开关14及开关18成为截止状态。然后，若使开关24成为导通状态(图2 (c))，则电流流过断开用线圈6并对其进行励磁。此时，由于开关14及开关18为截止状态(图2(b))，因此即使在闭合用线圈5中产生感应电压，也不存在流路，因此，不会因线圈5而产生功耗。开关28在开关24成为导通状态后，稍许延迟规定时间t 4之后，成为导通状态(图2 (d))。开关28成为导通状态的时间比开关24成为导通状态的时间要晚规定时间t 4的原因在于，包含开关28的电路比包含开关24的电路的时间常数要大。然后，在开关28成为导通状态起经过规定时间t 5之后，开关24成为截止状态(图2 (C))。在开关24成为截止状态时所发生的开关浪涌，会由二极管23、二极管26、电阻27、开关28、闭合用线圈6所构成的环形电路所吸收。在流过环形电路的电流发生衰减而减小的时刻，即，在从开关24成为截止状态时起经过规定时间t 6之后，开关28成为截止状态(图2 (d ))。此外，对于时间t I t 6，举出以下的一个例子。其值会因可动铁心2所驱动的真空阀的大小等而不同。t I :数m s左右(本发明的第一规定时间)t 2 50 m s 左右t 3 50 m s左右(本发明的第二规定时间)t 4 :数m s左右(本发明的第三规定时间)t 5 50 m s 左右
t 6 100 m s左右(本发明的第四规定时间)本实施方式的电磁操作机构的驱动电路采用上述结构，因此，在驱动具有互感的两个线圈的驱动电路中，在对一个线圈进行励磁的情况下，没有在未进行励磁的线圈中循环的电流电路，因此，能降低对线圈进行励磁时的功耗。实施方式2图3是表示本发明的实施方式2的电磁操作机构的驱动电路的结构的电路图。本实施方式是对图I的电磁操作机构的驱动电路减少元器件来简化结构而获得的。即，省去了图I的二极管13、16、23、26。作为第一过电压抑制电路的第一串联电路59是通过串联连接电阻17和开关18而构成的。作为第二过电压抑制电路的第二串联电路69是通过串联连接电阻27和开关28而构成的。由此，即使在省去二极管13、16、23、26的情况下，只要能适当地控制开关14和开关18之间的开关定时及开关24和开关28之间的开关定时，就能抑制功耗的增加。例如，通过将开关18成为导通状态的定时设定为开关14即将成为截止状态之前，从而能将第一串联电路59即电阻17上的功耗抑制为最小，且能简化电路。对于 开关24和开关28之间的开关定时也是同样的。此外，在上述各实施方式中，说明了将电磁操作机构用于真空断路器的真空阀的开关操作的情况，但是并不限于此，即使将其用作进行门的开关、阀的开关或其他操作的致动器，也能获得同样的效果。另外，示出了使用充完电的电容器作为直流电源的情况，但是，即使是蓄电池或对交流进行整流而得的直流电源，也能获得相同的结果。工业中的实用性本发明涉及改良对断路器的阀等进行开关操作的电磁操作机构的驱动电路，能广泛地应用于电磁操作机构的驱动电路。
权利要求
1.一种电磁操作机构的驱动电路，具有与驱动对象物相连结的可动铁心、以及驱动所述可动铁心的第一及第ニ线圈，该电磁操作机构的驱动电路的特征在于，包括第一及第ニ开关，该第一及第ニ开关分别将所述第一及第ニ线圈与直流电源相连接；第一过电压抑制电路，该第一过电压抑制电路是由第一串联电路与所述第一线圈并联连接而构成的，该第一串联电路是由第一并联连接用开关与第一电阻串联连接而构成的；以及第ニ过电压抑制电路，该第二过电压抑制电路是由第二串联电路与所述第二线圈并联连接而构成的，该第ニ串联电路是由第二并联连接用开关与第二电阻串联连接而构成的， 通过对所述第一开关进行闭合来对所述第一线圈进行励磁，从而将所述可动鉄心驱动至第一位置，通过对所述第二开关进行闭合来对所述第二线圈进行励磁，从而将所述可动鉄心驱动到第二位置， 在所述第一开关闭合时，所述第二并联连接用开关断开， 在所述第二开关闭合时，所述第一并联连接用开关断开。
2.如权利要求I所述的电磁操作机构的驱动电路，其特征在于， 所述第一串联电路包括第一单向导通装置，所述第一串联电路由所述第一单向导通装置、所述第一并联连接用开关、及所述第一电阻进行串联连接而构成并与所述第一线圈并联连接，使得所述第一单向导通装置的极性与所述直流电源的极性相反， 所述第二串联电路包括第二单向导通装置，所述第二串联电路由所述第二单向导通装置、所述第二并联连接用开关、及所述第二电阻进行串联连接而构成并与所述第二线圈并联连接，使得所述第二单向导通装置的极性与所述直流电源的极性相反。
3.如权利要求2所述的电磁操作机构的驱动电路，其特征在于， 从所述第一开关闭合起经过第一规定时间之后，所述第一并联连接用开关闭合，并且从所述第一开关断开起经过第二规定时间之后，所述第一并联连接用开关断开， 从所述第二开关闭合起经过第三规定时间之后，所述第二并联连接用开关闭合，并且从所述第二开关断开起经过第四规定时间之后，所述第二并联连接用开关断开。
4.如权利要求I所述的电磁操作机构的驱动电路，其特征在于， 所述直流电源分别是充电后的第一及第ニ电容器。
全文摘要
本发明的目的在于提供一种电磁操作机构的驱动电路。在使开关(14)闭合，利用充电后的电容器(11)对闭合用线圈(5)进行励磁，来驱动可动铁心(2)，以闭合未图示真空阀时，若断开开关(24)及开关(28)，则即使因来自线圈(5)的电磁感应而在线圈(6)中产生电压，也不会有电流流过，不会产生功耗。另外，若在直到开关(14)断开之前使开关(18)闭合，则在开关(14)断开时流过线圈(5)的电流会转变方向而流至包含电阻(17)的串联电路(19)，因此，能抑制线圈(5)中所发生的电压。在使开关(24)闭合，利用电容器(21)对断开用线圈(6)进行励磁，来反向驱动可动铁心(2)，以断开真空阀时，通过使开关(14)及开关(18)断开，从而即使因来自线圈(6)的电磁感应而在线圈(5)中产生电压，也不会有电流流过，不会产生功耗。
文档编号H01H33/59GK102834888SQ20108006584
公开日2012年12月19日 申请日期2010年4月2日 优先权日2010年4月2日
发明者永安怜 申请人:三菱电机株式会社