JPS5852840Y2

JPS5852840Y2 - 直流受電回路

Info

Publication number: JPS5852840Y2
Application number: JP4316978U
Authority: JP
Inventors: 忠畔上
Original assignee: 横河電機株式会社
Priority date: 1978-03-31
Filing date: 1978-03-31
Publication date: 1983-12-01
Also published as: JPS54144233U

Description

【考案の詳細な説明】本考案は、直流給電線と、この直流給電線に接続される
機器の内部回路との間に直列的に接続される直流受電回
路の改良に関するものである。

通常の計装システムでは、直流２４Ｖの直流給電線が広
く用いられており、この給電源よりの直流給電線に複数
台の機器が並列的に接続される。

第１図は直流給電線１ａ、１ｂ、（１ａはプラス、１ｂ
はマイナス電位）及びこれに並列接続される一台の機器
２を代表的に示す直流給電システムであり１機器２の内
部回路２′は簡略化して示されている。

一般に内部回路２のインピーダンスを機器の受電端子２
ａ、２ｂから見ると容量性負荷となり易く、静電容量Ｃ
及びインピーダンスＺの並列回路としてみることができ
る。

また内部回路２と直流給電線１ａｔ１ｂとの間にはスイ
ッチ３ａｔ３ｂが設けられている。

このように大きな容量性負荷とみなし得る機器を複数台
共通の直流給電線１ａ、１ｂに接続し、各機器に耘ける
スイッチ３ｐ、３ｂをオン状態にすると、スイッチオン
時の初期電流値は急激に増加する。

即ち内部回路゛７の端子２ａ’ ｔ２ｂ’に電圧
Ｖが加わった時静電容量に流れる電流は、Ｖの時間ｔに
よる変化量ｄｖ／ｄｔに比例するため、スイッチオン時
に静電容量Ｃを通して大きな電流が流れることになる。

この結束、直流給電線１ａｔ１ｂ及び給電源（図示せず
）のインピーダンスにより、直流給電線１ａ、Ｉｂ間の
電圧が一時的に降下し、同一の給電源に接続されて稼動
中の他の機器（図示せず）が一時的に働きを停止してし
まうことがしばしばある。

従来から、このようなスイッチオン時に流れる大きな初
期電流値を制限して、給電源に障害を与えないよう、第
２図に示す如く、プラス側のスイッチ３ａと内部回路２
′のプラス側の端子２ａ’との間に直流受電回路４を
直列に設けてきた。

この直流受電回路は、プラス電位の直流給電線側のスイ
ッチ３ａと端子２ａ’との間にインダクタ４ａが直列
に接続され、更にこのインダクタ４ａと並列に、抵抗４
ｂにダイオード４ｃのアノードが接続された抵抗４ｂと
ダイオード４ｃとの直列回路が、ダイオード４ｃのカソ
ードをスイッチ３ａに接続する方向で接続されている。

ここでインダクタ４ａはスイッチ３ａ、３ｂのオ
ン時に生じる急激な電流の増加を制限する働きをなし、
インダクタ４ａと並列接続の抵抗４ｂ及びダイオード４
ｃは、スイッチ３ａｔ３ｂのオフ時にインダクタ４ａ
に生じる逆起電力を吸収する。

第３図ぼ第２図に釦ける構成の機器２のスイッチ３ａ
ｓ３ｂをオンにした時の、内部回路２′の端子２ａ’
ｔ２ｂ’間に表われる受電電圧の変化を示すグラフで、
横軸ｔはスイッチをオンにしてからの時間、縦軸ｅは端
子２ａ’、２ｂ’間に表われる電圧を表わす。

このようにインダクタ４ａを介して給電線１ａ、１ｂよ
り直流重臣を内部回路２に取り込む構成の従来からの受
電回路では、インダクタ４ａは通常のリアクタであり、
このインダクタ４ａのインダクタンスは定格電流内で一
定であり、容量性負荷と発振回路を構成し第３図のグラ
フに示すようにスイッチオン後端子２ａ’ｔ２ｂ’間の
電圧は振動波形を示す。

このため給電型Ｅｅｏよりも高い過大電圧ｅｈが内部回
路２′の端子２ａ′。

２ｂ’に与えられることがあり、内部回路２′に悪影
響を及ぼすトそれがあった。

本考案は従来の受電回路の欠点である、スイッチオンの
後に現れる受電電圧の振動を除去することを目的として
釦り、その構成上の特徴は、定格電流内で電流が一定値
Ｕ上流れるとそのインダクタンスが急激に零に近づく可
飽和リアクタを用いたところにある。

第４図は可飽和リアクタの特性を表わすグラフであり、
可飽和リアクタに流れる電流ｉに対するインダクタンス
Ｌの変化が描かれている。

可飽和リアクタは、定格電流内のある電流値ｉ。

まではインダクタンスは一定であるが、その後電流の増
加とともに、インダクタンス値が小さくなる特性を有し
、第４図に示した如く微小電流１８時のインダクタンス
Ｌ８と常用電流値ｉ。

当りのインダクタンスＬｏとのインダクタンス化Ｌｓ
ｓＬ □は１０；ｌ乃至ｔｏｏ；ｔであり、電
流の流れ始めに耘いて非常に大きなインダクタンス値を
示す。

第５図は本考案の一実施例である。

第２図の従来回路と同一要素には同一符号を付して説明
を省略する。

即ち直流受電回路４′がスイッチ３ａと内部回路２の端
子２ａ’との間に直列に接続されている。

受電回路はスイッチ３ａと端子２ａ’との間に可飽和
リアクタ４ａ／が直列に接続され、この可飽和リアク
タ４ａ／と並列に、抵抗４ｂにダイオード４ｃのアノ
ードが接続された直列回路が、ダイオード４ｃのカソー
ドをスイッチ３ａに接続する方向で接続されている。

このように本考案実施例においては、スイッチのオン時
に生じる電流の変化を、可飽和リアクタにより制限した
ため、従来の如く内部回路１の端子２ａ’ｓ２ｂ’間の
受電電圧ｅは第６図に示す如く、時間ｔに対して振動を
起こすことなく直流給電線１ａｔＩｂ間の電圧Ｖに近づ
くようになる。

この受電電圧の立ち上り特性は必ずしもスムーズなもの
ではないが、受電電圧の振動が起こらないために、内部
回路２′の端子２ａ’、２ｂ’に過大電圧が加わること
が無くなる。

またリアクタのインダクタンスが低下する領域、即ち第
４図に釦ける電流値がｉｏ相当の励振状態で使用するた
めに、利用するリアクタの大きさは、従来の受電装置で
用いてきた飽和を防止する思想で製造したインダクタの
大きさより小さいものを用いることができる。

な釦、本考案の一実施例にかいて、プラス側のスイッチ
３ａとプラス側の端子２ａ’との間に受電回路を直列
に接続する例を示したが、マイナス側のスイッチ３ｂと
マイナス側の端子３ｂ／との間に直列に接続してもよ
く、その場合の、ダイオード４ｃのカソードはマイナス
側端子２ｂ’側に接続される。

また、通常のインダクタ４ａはリアクタの性質によりあ
る電流値でそのインダクタンスが零に近づくが、この領
域で通常のインダクタ４ａを使用した場合、コイル巻線
の電流は許容値を越えて使用することとなり、銅損によ
る発熱量も許容値を越え、インダクタ自体の許容温度を
越えて、コイルの焼損を起こし、内部回路に障害を与え
る。

これに対して本考案は、可飽和リアクタを用いて訃り、
可飽和リアクタはインダクタンス零の領域まで使用する
ことを前提としているので、コイル巻線自体の許容電流
値ｕ下で使用するので問題はない。

更に、直流給電線に短絡事故が生じた場合、可飽和リア
クタに流れていた電流は急激に減少し、容量性負荷から
給電線へ逆流しようとするが、この時、可飽和リアクタ
は非飽和領域で高インピーダンスとなり、電流減少が鈍
化するので内部回路に加わる電圧が急激に低下しないと
いう効果な奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は直流給電線及びこれに並列接続された機器より
なる直流給電システムの構成を示す回路図、第２図は第
１図の機器内に従来の直流受電回路を接続した場合の回
路図、第３図は第２図にトいてスイッチをオンした後の
内部回路にかかる電圧の変化を表わすグラフ、第４図は
可飽和リアクタの電流とインダクタンスの関係を表わす
グラフ、第５図は本考案直流受電回路を機器内に接続し
た場合の回路図、第６図は第５図にむいてスイッチをオ
ンした後の内部回路にかかる重臣の変化を表わすグラフ
である。１ａｔ１ｂ・・・直流給電線、２′・・・内部回路、３
ａｓ３ｂ・・・スイッチ、４，４／・・・直流受電回路
、４ａ’・・・可飽和リアクタ、４ｂ・・・抵抗、４
ｃ・・・ダイオード、Ｃ・・・静電容量。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

直流給電線と、この直流給電線に接続される容量性負荷
とみなし得る機器の内部回路との間にインダクタを含む
回路を直列的に接続してなる直流受電回路にかいて、上
記インダクタとして電流が一定値以上流れるとそのイン
ダクタンスが零に近づく可飽和リアクタを用いたことを
特徴とする直流受電回路。