專利名稱：起重磁鐵用電源電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種起重磁鐵用電源電路。
背景技術(shù)：
通常，公知有在裝卸作業(yè)或建設(shè)作業(yè)等中用于吊起鐵片的起重磁鐵。作為起重磁 鐵，除了作為工廠等的設(shè)備的起重磁鐵之外，還有搭載于車輛的起重磁鐵。使用起重磁鐵 時，對起重磁鐵進(jìn)行勵磁，并使之吸附并吊起鐵片。而且，放下鐵片時，對起重磁鐵進(jìn)行消磁。在專利文獻(xiàn)1中，記載有進(jìn)行起重磁鐵的勵磁及消磁的起重磁鐵驅(qū)動電路。這些 起重磁鐵驅(qū)動電路具備H橋式電路部，該H橋式電路部具有4個切換元件以及4個二極管， 并且控制起重磁鐵的勵磁。在專利文獻(xiàn)1記載的起重磁鐵驅(qū)動電路中，作為H橋式電路部 的4個切換元件使用無觸點開關(guān)。在此，無觸點開關(guān)是指不具有機(jī)械地進(jìn)行接觸的觸點的開關(guān)，是晶體管等半導(dǎo)體 開關(guān)。專利文獻(xiàn)1 日本特開2007-119160號公報然而，在起重磁鐵驅(qū)動電路中，進(jìn)行起重磁鐵的勵磁以及消磁時，H橋式電路部的 切換元件進(jìn)行切換工作。然而，由于無觸點開關(guān)的內(nèi)部電阻比較大，所以若將無觸點開關(guān)用 在H橋式電路部的切換元件，則由于發(fā)熱變大，所以需要空冷風(fēng)扇等冷卻裝置。因此，存在 裝置的結(jié)構(gòu)變復(fù)雜的問題。并且，存在耐電壓方面的半導(dǎo)體無觸點開關(guān)的耐用性的問題。半導(dǎo)體無觸點開關(guān) 具備IC、電容器、電阻、印刷基板等，與有觸點開關(guān)相比，存在發(fā)生故障的憂慮。要求降低觸 點中發(fā)生故障的危險，進(jìn)一步提高信賴度。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的在于，提供一種能夠以簡單的結(jié)構(gòu)實現(xiàn)低發(fā)熱且能夠?qū)崿F(xiàn)信 賴度的提高的起重磁鐵用電源電路。本發(fā)明的起重磁鐵用電源電路，對起重磁鐵供給電力，其特征在于，具備H橋式電 路部，該H橋式電路部具有第1切換元件及第2切換元件，在高電位側(cè)電源和低電位側(cè)電 源之間依次被串聯(lián)連接，上述第1切換元件及第2切換元件之間的節(jié)點與上述起重磁鐵的 一端連接；第3及第4切換元件，在上述高電位側(cè)電源和上述低電位側(cè)電源之間依次被串聯(lián) 連接，上述第3切換元件及第4切換元件之間的節(jié)點與上述起重磁鐵的另一端連接；以及換 向用機(jī)構(gòu)，并且，該H橋式電路部控制向上述起重磁鐵的電力的供給，上述第1切換元件至 第4切換元件中的至少一個為交流用有觸點開關(guān)，進(jìn)一步具備緩沖電路，該緩沖電路與上
3述交流用有觸點開關(guān)并聯(lián)連接。在有觸點開關(guān)中，轉(zhuǎn)換導(dǎo)通狀態(tài)和非導(dǎo)通狀態(tài)時，有時發(fā)生較大的電弧放電。根據(jù) 該發(fā)明，在控制向起重磁鐵的電力供給的H橋式電路部中，因為是具備換向用機(jī)構(gòu)(例如， 二極管)，并且具備并聯(lián)連接在交流用有觸點開關(guān)的緩沖電路的結(jié)構(gòu)，所以能夠吸收不需要 的電壓，并且能夠?qū)⒆钄嘤|點時的電弧減小至在使用方面以及壽命方面不會成為問題的大 小。即，能夠?qū)㈦娀【S持在適當(dāng)?shù)拇笮《钄嘤|點。由此，能夠通過交流用有觸點開關(guān)(交 流用的通用接觸器)關(guān)掉向如起重磁鐵這樣的具有大的電感的負(fù)載流動的直流電流。并 且，因為是具備緩沖電路、換向用機(jī)構(gòu)、交流用有觸點開關(guān)的結(jié)構(gòu)，所以能夠抑制觸點上的 發(fā)熱，不需要以往所必需的冷卻裝置而能夠?qū)崿F(xiàn)裝置結(jié)構(gòu)的簡化。并且，通過使用交流用有 觸點開關(guān)，能夠改善耐用性的問題且能夠?qū)崿F(xiàn)裝置的信賴度的提高。在此，也可以將第1切換元件至第4切換元件中的至少1個設(shè)成無觸點開關(guān)。根 據(jù)該結(jié)構(gòu)，因為具備切換速度比較快的無觸點開關(guān)，所以能夠在不損害起重磁鐵的控制性 的前提下實現(xiàn)低發(fā)熱、信賴度的提高、低成本化。發(fā)明效果根據(jù)本發(fā)明的起重磁鐵用電源電路，能夠以簡單的結(jié)構(gòu)實現(xiàn)低發(fā)熱且實現(xiàn)信賴度 的提高以及低成本化。


圖1是表示本發(fā)明的實施方式所涉及的起重磁鐵用電源電路的電路圖。圖2是表示圖1所示的起重磁鐵用電源電路的勵磁工作模式中的電流流動的圖。圖3是表示圖1所示的起重磁鐵用電源電路的勵磁工作模式中的電流流動的圖。圖4是表示圖1所示的起重磁鐵用電源電路的消磁工作模式中的電流流動的圖。圖5是表示圖1所示的起重磁鐵用電源電路的剩余磁力的消磁工作模式中的電流 流動的圖。圖6是表示本發(fā)明的另一實施方式所涉及的起重磁鐵用電源電路的電路圖。附圖標(biāo)記說明1、1A-起重磁鐵用電源電路，2-起重磁鐵，3-直流轉(zhuǎn)換部，4-H橋式電路部，5_消磁 用能量吸收部，31a 31f- 二極管，41a 41d_切換元件(有觸點開關(guān))，42a 42d_換向 用二極管(換向用機(jī)構(gòu))，45a 45d-緩沖電路，46a 46d-電阻元件，47a 47d_電容元 件，49a-切換元件(無觸點開關(guān))，51_電容元件。
具體實施例方式以下，參照附圖對本發(fā)明的優(yōu)選實施方式進(jìn)行詳細(xì)說明。另外，對于各圖中相同或 相當(dāng)?shù)牟糠指郊酉嗤母綀D標(biāo)記。圖1是表示本發(fā)明的實施方式所涉及的起重磁鐵用電源電路的電路圖。圖1所示 的起重磁鐵用電源電路1是對起重磁鐵2供給電力的電源電路。起重磁鐵用電源電路1是 進(jìn)行起重磁鐵2的勵磁以及消磁的電路，具備直流轉(zhuǎn)換部3、H橋式電路部4、消磁用能量吸 收部5。直流轉(zhuǎn)換部3將由三相交流電源ACG (發(fā)電機(jī))供給的交流電壓VAei VAe3轉(zhuǎn)換成
4直流電壓VDC。直流轉(zhuǎn)換部3具有正側(cè)輸出端3a以及負(fù)側(cè)輸出端3b，并將產(chǎn)生的直流電源 電壓\c提供到正側(cè)輸出端3a和負(fù)側(cè)輸出端3b之間。在本實施方式中，正側(cè)輸出端3a作 為高電位側(cè)電源發(fā)揮功能，負(fù)側(cè)輸出端3b作為低電位側(cè)電源發(fā)揮功能。另外，直流轉(zhuǎn)換部3 也可以是從單相交流電源將交流電壓轉(zhuǎn)換成直流電壓的方式。并且，發(fā)電機(jī)為直流發(fā)電機(jī) 時，也可以設(shè)置直流轉(zhuǎn)換部。本實施方式的直流轉(zhuǎn)換部3由包括6個二極管31a 31f的橋式電路構(gòu)成，進(jìn)行 三相全波整流。具體地，二極管31a 31f中，二極管31a和31b串聯(lián)連接，二極管31c和 31d串聯(lián)連接，二極管31e和31f串聯(lián)連接。并且，由二極管31a及31b構(gòu)成的組、由二極管 31c及31d構(gòu)成的組、由二極管31e及31f構(gòu)成的組相互并聯(lián)連接。而且，這些二極管組的 負(fù)極側(cè)的一端電連接在正側(cè)輸出端30a，正極側(cè)的另一端電連接在負(fù)側(cè)輸出端30b。并且，在二極管31a和二極管31b之間電連接有從三相交流電源ACG的一相電源 端子延伸的交流電源線11a。在二極管31c和二極管31d之間電連接有從三相交流電源ACG 的另外一相電源端子延伸的交流電源線lib。在二極管31e和二極管31f之間電連接有從 三相交流電源ACG的另一其他一相電源端子延伸的交流電源線11c。另外，直流轉(zhuǎn)換部除此 之外，例如也可以由使用晶閘管的純橋式電路或使用二極管以及晶閘管的混合型橋式電路 構(gòu)成。直流轉(zhuǎn)換部由純橋式電路或混合型橋式電路構(gòu)成時，晶間管通過未圖示的相位控制 電路以預(yù)定的控制角被相位控制。H橋式電路部4控制起重磁鐵2的勵磁以及消磁。H橋式電路部4由包含第1 第4切換元件41a 41d、電連接在該第1 第4切換元件41a 41d各自的漏源極之間的 第1 第4換向(転流)用二極管(換向用機(jī)構(gòu)、第1 第4整流元件)42a 42d的H橋 式電路構(gòu)成。具體地講，第1切換元件41a的一端連接在直流轉(zhuǎn)換部3的正側(cè)輸出端3a，而第1 切換元件41a的另一端連接在第2切換元件41b的一端。第2切換元件41b的另一端連接 在直流轉(zhuǎn)換部3的負(fù)側(cè)輸出端3b。另一方面，第3切換元件41c的一端連接在直流轉(zhuǎn)換部 3的正側(cè)輸出端3a，第3切換元件41c的另一端連接在第4切換元件41d的一端。第4切 換元件41d的另一端連接在直流轉(zhuǎn)換部3的負(fù)側(cè)輸出端3b。并且，第1、第2、第4換向用二極管42a、42b、42d的正極分別連接在第1、第2、第 4切換元件41a、41b、41d的另一端，第1、第2、第4換向用二極管42a、42b、42d的負(fù)極分別 連接在第1、第2、第4切換元件41a、41b、41d的一端。而且，第1切換元件41a的另一端及 第2切換元件41b的一端連接在起重磁鐵2的一端，第3切換元件41c的另一端及第4切 換元件41d的一端連接在起重磁鐵2的另一端。并且，第3換向用二極管42c的正極連接在第3切換元件41c的另一端，第3換向 用二極管42c的負(fù)極并不是直接連接在直流轉(zhuǎn)換部3的正側(cè)輸出端3a側(cè)，而是通過電阻元 件46e連接在直流轉(zhuǎn)換部3的正側(cè)輸出端3a側(cè)。為了將起重磁鐵2的所有能量送回到消 磁用能量吸收部5，需要大的電容器電容，所以用電阻元件46e轉(zhuǎn)為熱能且僅將必要量送回 消磁用能量吸收部5。第1 第4切換元件41a 41d各自的控制端子連接在未圖示的控制電路，第1 第4切換元件41a 41d各自的一端和另一端之間的導(dǎo)通狀態(tài)通過由該控制電路提供的控 制電流(或控制電壓)控制。
第1 第4切換元件41a 41d是交流用有觸點開關(guān)(交流用電磁接觸器)。作 為交流用有觸點開關(guān)，可以應(yīng)用作為具有機(jī)械地進(jìn)行接觸的觸點的開關(guān)的交流用電磁接觸 器(MC開關(guān))等的機(jī)械式開關(guān)。消磁用能量吸收部5是進(jìn)行起重磁鐵2的消磁時用于吸收積蓄在起重磁鐵2的能 量的電路部分。消磁用能量吸收部5連接在直流轉(zhuǎn)換部3的正側(cè)輸出端3a和負(fù)側(cè)輸出端 3b之間。消磁用能量吸收部5具有電容元件51。另外，作為消磁用能量吸收部5可以應(yīng)用 各種電路結(jié)構(gòu)。H橋式電路部4進(jìn)一步具備緩沖電路45a 45d。緩沖電路45a 45d分別與第 1 第4切換元件41a 41d并聯(lián)連接。緩沖電路45a具備電阻元件46a、電容元件47a、二極管48a。電阻元件46a和電容 元件47a被串聯(lián)連接，在電阻元件46a并聯(lián)連接有二極管48a。具體地，二極管48a的正極 連接在電阻元件46a和電容元件47a之間的節(jié)點，二極管48a的負(fù)極連接在電阻元件46a 的另外一端。另外，電容元件47a的電容例如成為100 yF。同樣，緩沖電路45b具備電阻元件46b、電容元件47b、二極管48b。電阻元件46b 和電容元件47b被串聯(lián)連接，在電阻元件46b并聯(lián)連接有二極管48b。具體地，二極管48b 的正極連接在電阻元件46b和電容元件47b之間的節(jié)點，二極管48b的負(fù)極連接在電阻元 件46b的另外一端。另外，電容元件47b的電容例如成為100 u F。同樣，緩沖電路45c具備電阻元件46c、電容元件47c、二極管48c。電阻元件46c 和電容元件47c被串聯(lián)連接，在電阻元件46c并聯(lián)連接有二極管48c。具體地，二極管48c 的正極連接在電阻元件46c和電容元件47c之間的節(jié)點，二極管48c的負(fù)極連接在電阻元 件46c的另外一端。另外，電容元件47c的電容例如成為100 ii F。同樣，緩沖電路45d具備電阻元件46d、電容元件47d、二極管48d。電阻元件46d 和電容元件47d被串聯(lián)連接，在電阻元件46d并聯(lián)連接有二極管48d。具體地，二極管48d 的正極連接在電阻元件46d和電容元件47d之間的節(jié)點，二極管48d的負(fù)極連接在電阻元 件46d的另外一端。另外，電容元件47d的電容例如成為100 ii F。接著，一邊參照圖2 圖5 —邊說明起重磁鐵用電源電路1的工作。圖2 5是 表示圖1所示的起重磁鐵用電源電路的各工作模式中的電流流動的圖。(起重磁鐵的勵磁工作模式)使H橋式電路部4的第1切換元件41a及第4切換元件41d導(dǎo)通。由此，如圖2 所示，勵磁電流II在直流轉(zhuǎn)換部3的正側(cè)輸出端3a、第1切換元件41a、起重磁鐵2、第4切 換元件41d、直流轉(zhuǎn)換部3的負(fù)側(cè)輸出端3b流動。接著，將第1切換元件41a設(shè)成非導(dǎo)通。由此，如圖3所示，回流電流12在起重磁 鐵2、第4切換元件41d、第2整流用二極管42b流動。其后，使第1切換元件41a再次導(dǎo)通。 由此，如圖2所示，勵磁電流II流動。這樣，通過切換第1切換元件41a，起重磁鐵2被勵磁并且能夠吸附并吊起鐵片等。 另外，第4切換元件41d不進(jìn)行切換工作。(起重磁鐵的消磁工作模式)將H橋式電路部4的第1切換元件41a及第4切換元件41d設(shè)成非導(dǎo)通，使起重 磁鐵2的兩端電壓進(jìn)行反轉(zhuǎn)(反転)。由此，如圖4所示，消磁電流13在起重磁鐵2、第3
6二極管48c、消磁用能量吸收部5的電容元件51、第2 二極管48b中流動，積蓄在起重磁鐵 2的能量移動到電容元件51中，并且積蓄在電容元件51中。由此，起重磁鐵2被消磁并且能夠放下吸附的鐵片等。(起重磁鐵的剩余磁力的消磁工作模式)在此，起重磁鐵2因磁滯現(xiàn)象特性具有剩余磁力。因此，使H橋式電路部4的第2 切換元件41b及第3切換元件41c導(dǎo)通。由此，如圖5所示，剩余磁力的消磁電流14在消 磁用能量吸收部5的電容元件51、第3切換元件41c、起重磁鐵2、第2切換元件41b中流 動。即，通過積蓄在電容元件51的電荷，在起重磁鐵2中流動與消磁電流13反方向的剩余 磁力的消磁電流14。由此，起重磁鐵2被消磁并能夠放下吸附的鐵片等。在進(jìn)行該剩余磁力的消磁時， 第2及第3切換元件41b、41c不進(jìn)行切換工作。因為在該第2及第3切換元件41b、41c使 用內(nèi)部電阻比較小的有觸點開關(guān)，發(fā)熱被降低。根據(jù)本實施方式所涉及的起重磁鐵用電源電路1，在控制向起重磁鐵2的電力的 供給的H橋式電路部4中，由于是具備換向用二極管42a 42d，并且具備并聯(lián)連接在第1 第4切換元件41a 41d (交流用有觸點開關(guān))的緩沖電路45a 45d的結(jié)構(gòu)，所以通過這 些緩沖電路45a 45d，能夠吸收并消耗留在由零件、配線構(gòu)成的電感中的電能。由此，吸收 不需要的電弧電壓而能夠?qū)⒆钄嘤|點時的電弧減小到在使用方面以及壽命方面不成問題 的大小。能夠抑制第1 第4切換元件41a 41d的電弧放電的發(fā)生。由此，能夠通過交 流用通用接觸器關(guān)掉如起重磁鐵2向具有大的電感的負(fù)載流動的直流電流。并且，在起重磁鐵用電源電路1中，由于是具備緩沖電路45a 45d、換向用二極管 42a 42d、交流用有觸點開關(guān)41a 41d的結(jié)構(gòu)，所以能夠抑制發(fā)熱，不需要以往所必需的 冷卻裝置而能夠?qū)崿F(xiàn)裝置結(jié)構(gòu)的簡化。并且，有觸點開關(guān)與以往的無觸點開關(guān)相比，廉價且也容易維修，所以能夠?qū)崿F(xiàn)信 賴度的提高以及低成本化。并且，也不需要用于吹滅電弧放電的裝置，所以能夠?qū)崿F(xiàn)裝置結(jié) 構(gòu)的簡化以及低成本化。另外，有觸點開關(guān)是指交流用電磁接觸器，作為具有機(jī)械地進(jìn)行接 觸的觸點的開關(guān)的繼電器等的機(jī)械式開關(guān)。另外，本發(fā)明不限于上述的本實施方式，可以進(jìn)行各種變形。在上述實施方式的起 重磁鐵用電源電路1中，將第1 第4切換元件41a 41d設(shè)成有觸點開關(guān)，但也只要第 1 第4切換元件中的至少1個為有觸點開關(guān)且進(jìn)一步具備與有觸點開關(guān)并聯(lián)連接的緩沖 電路的結(jié)構(gòu)即可。圖6是表示本發(fā)明的另一實施方式所涉及的起重磁鐵用電源電路的電路圖。圖6 所示的起重磁鐵用電源電路1A與圖1所示的起重磁鐵用電源電路1的不同之處是代替作 為無觸點開關(guān)的第1切換元件41a而具備作為有觸點開關(guān)的第1切換元件49a。這樣，第1切換元件49a由于是切換速度比較快的無觸點開關(guān)，所以能夠提高外加 在起重磁鐵2上的電壓的定電壓控制或電流的定電流控制的控制性。另外，通過調(diào)整第1切換元件41a的切換比例，能夠調(diào)整外加在起重磁鐵2的電 壓，并能夠調(diào)整積蓄在起重磁鐵2的能量。由此，例如能夠調(diào)整鐵片的吸附強(qiáng)度。在本實施 方式中，由于第1切換元件41a的切換速度比較快，所以也能夠提高這種調(diào)整的控制性。并且，直流轉(zhuǎn)換部3的二極管31a 31f、H橋式電路部4的第1 第4 二極管
742a 42d只要在一方向具備整流功能即可，可以用二極管以外的元件來代替。并且，在上述實施方式中，雖然例示了 CRD型緩沖電路，但緩沖電路45a 45d不 限于本實施方式。例如，也可以是僅由電容元件(C)構(gòu)成的緩沖電路，也可以是由電容元件 和電阻元件(R)的組合構(gòu)成的緩沖電路。并且，也可以是具備多個電容元件的緩沖電路。并 且，電容元件的電容可以按緩沖電路而不同。并且，在上述實施方式中，作為換向用機(jī)構(gòu)例示了二極管42a 42d，但也可以將 切換元件作為換向用機(jī)構(gòu)來使用。
權(quán)利要求
一種起重磁鐵用電源電路，對起重磁鐵供給電力，其特征在于，具備H橋式電路部，該H橋式電路部具有第1切換元件及第2切換元件，在高電位側(cè)電源和低電位側(cè)電源之間依次被串聯(lián)連接，上述第1切換元件及第2切換元件之間的節(jié)點與上述起重磁鐵的一端連接；第3及第4切換元件，在上述高電位側(cè)電源和上述低電位側(cè)電源之間依次被串聯(lián)連接，上述第3切換元件及第4切換元件之間的節(jié)點與上述起重磁鐵的另一端連接；以及換向用機(jī)構(gòu)，并且，該H橋式電路部控制向上述起重磁鐵的電力的供給，上述第1切換元件至第4切換元件中的至少一個為交流用有觸點開關(guān)，進(jìn)一步具備緩沖電路，該緩沖電路與上述交流用有觸點開關(guān)并聯(lián)連接。
2.如權(quán)利要求1所述的起重磁鐵用電源電路，其特征在于， 上述第1切換元件至第4切換元件中的至少一個為無觸點開關(guān)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種起重磁鐵用電源電路，其能夠以簡單的結(jié)構(gòu)實現(xiàn)低發(fā)熱且實現(xiàn)信賴度的提高以及低成本化。在控制向起重磁鐵(2)的電力的供給的H橋式電路部(4)中，設(shè)成具備并聯(lián)連接在有觸點開關(guān)(41a～41d)的緩沖電路(45a～45d)的結(jié)構(gòu)。由此，通過緩沖電路(45a～45d)能夠吸收不必要的電弧電壓，所以能夠代替以往的無觸點開關(guān)而利用有觸點開關(guān)(41a～41d)。因此，與以往相比，能夠較低地抑制發(fā)熱且不需要冷卻裝置而簡化裝置結(jié)構(gòu)。并且，有觸點開關(guān)(41a～41d)與以往的無觸點開關(guān)相比，廉價且發(fā)生故障的危險性低且維修也容易，所以可以實現(xiàn)信賴度的提高以及低成本化。
文檔編號B66C1/08GK101850927SQ20101015482
公開日2010年10月6日 申請日期2010年3月30日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月31日
發(fā)明者岡西賢二, 原章文 申請人:住友重機(jī)械工業(yè)株式會社