JP4061952B2

JP4061952B2 - Circuit breaker undervoltage trip device

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Publication number: JP4061952B2
Application number: JP2002114230A
Authority: JP
Inventors: 和志佐藤; 昌典河村; 健志金山
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2002-04-17
Filing date: 2002-04-17
Publication date: 2008-03-19
Anticipated expiration: 2022-04-17
Also published as: JP2003308775A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、電路の電圧が所定の電圧以下のときに電路に設置された遮断器を引外す遮断器の不足電圧引外し装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図５は、例えば実開平０１−４５４４０号公報に示された従来の遮断器の不足電圧引外し装置を示す回路図である。
図において、１は遮断器が設置されている電路、２及び３は電源端子、４は電路１を所定の電圧に降圧するトランス、４ａはトランス４の内部抵抗である。
【０００３】
トランス４の二次側はブリッジ型整流回路５に接続され、ブリッジ型整流回路５で整流された直流出力は端子６及び７に出力される。コンデンサ８はブリッジ型整流回路５で整流された電圧を平滑する平滑用コンデンサ、トランジスタ９はそのコレクタが抵抗１０を介して端子６に接続され、エミッタは抵抗１１を介して端子７に接続され、ベースはツェナーダイオード１２、抵抗１３を介して端子６に接続されて端子６と端子７間の電圧に対応して動作するスイッチング素子である。
【０００４】
トランジスタ９、抵抗１０、１１、１３、及びツェナーダイオード１２により電路１の電圧が不足電圧か否かを判定する電圧判定回路１４ａが形成されている。
トランジスタ１５はそのコレクタが抵抗１６を介して端子６に接続され、エミッタは端子７に接続され、ベースは抵抗１７を介してトランジスタ９のエミッタに接続され、抵抗１１に並列にコンデンサ１８が接続されており、トランジスタ１５、抵抗１６及び１７及びコンデンサ１８により電圧判定回路１４ａから出力された電圧を維持する電圧維持回路１４ｂを構成している。
【０００５】
トランジスタ１５のコレクタは第１のスイッチング手段であるトランジスタ１９のベースに接続され、トランジスタ１９はそのエミッタが端子７にコレクタは負荷抵抗２０にそれぞれ接続されており、負荷抵抗２０の抵抗値は不足電圧引外しコイル２１の内部抵抗２１ａより小さく設定されている。
また、トランジスタ１９のコレクタは第２のスイッチング手段であるトランジスタ２２のベースに接続され、エミッタは端子７に、コレクタは不足電圧引外しコイル２１を介して端子６に接続されている。尚、ダイオード２３は不足電圧引外しコイル２１が遮断される際に発生する逆電圧を吸収するためのものである。
【０００６】
次に、以上のように構成された従来の遮断器の不足電圧引外し装置の動作について説明する。
電源端子２及び３間に印加された電圧はトランス４によって変圧され全波整流器５によって直流に変換される。端子６と端子７間の電圧は抵抗１１、１３及びトランジスタ９のベースを介してツェナーダイオード１２に印加される。ツェナーダイオード１２に印加される電圧は実質的に電源端子２及び３間に印加される電圧に比例する。
【０００７】
図６は、電源端子２及び３間の電圧の変化に対する端子６及び不足電圧引外しコイル２１が接続される端子２４間の電圧の変化を示す。
図において、電源端子２及び３間の電圧の変化は実線で示されており、端子６及び２４間の電圧の変化は点線で示されている。
【０００８】
電源端子２及び３間の電圧が徐々に上昇していく過程において、ツェナーダイオード１２に印加される電圧がツェナー電圧以下の状態においては、トランジスタ９，１５及び２２はオフとなっており、トランジスタ１９はオンとなっている。
ツェナーダイオード１２に印加される電圧がツェナー電圧Ｖｚを越えるとトランジスタ９のベース電流が流れ、トランジスタ９はオンとなる。その結果トランジスタ１５及び２２はオンとなり、トランジスタ１９はオフとなる。
【０００９】
その結果、不足電圧引外しコイル２１が励磁される。このときの電源端子２及び３間の電圧を「吸引電圧」と称する。トランジスタ１９の負荷抵抗２０の抵抗値は不足電圧引外しコイル２１の抵抗２１ａより小さくなされているので、吸引電圧においてトランジスタ１９がオフとなりトランジスタ２２がオンとなったとき回路を流れる電流は減少し、トランス４の内部抵抗４ａによる電圧降下は減少して、端子６及び７の電圧は上昇する。
【００１０】
この状態を図６のＡで示す。図のように、端子６及び７間の電圧は吸引電圧において急激に上昇し、不足電圧引外しコイル２１の両端子６及び２４間の電圧も零から端子６及び７間の電圧にほぼ等しい電圧まで上昇する。
次に不足電圧引外しコイル２１が励磁された状態で電源端子２及び３の電圧が徐々に低下する場合の動作について説明する。
【００１１】
電源端子２及び３間の電圧が吸引電圧から徐々に低下する場合、端子６及び７間の電圧は矢印Ｂに示すように徐々に低下し、図５におけるツェナーダイオード１２に印加される電圧がツェナー電圧Ｖｚ以下になるとツェナーダイオード１２を流れる電流は零となりトランジスタ９はオフとなる。その結果トランジスタ１５及び２２はオフとなり不足電圧引外しコイル２１の励磁は解除され、遮断器が引外しされる。
【００１２】
このときトランジスタ１９はオンとなるので、負荷抵抗２０に電流が流れ端子６及び７間の電圧は急激に低下する。このときの電源端子２及び３間の電圧を「落下電圧」と称する。このようにして吸引電圧と落下電圧間にヒステリシス特性をもたせ、動作を安定させている。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
従来の不足電圧引外し装置は、負荷抵抗２０と不足電圧引外しコイル２１の内部抵抗２１ａの差分により吸引電圧と落下電圧との間にヒステリシス特性を得る方式であり、不足電圧引外しコイル２１の内部抵抗２１ａ、トランス４の内部抵抗４ａの大きさなどによりヒステリシス幅が変化するため、不足電圧引外し装置が安定した引外し動作をしないという問題があった。
【００１４】
また、不足電圧引外しコイル２１の引外しまでの動作時間が、コンデンサ８の容量や不足電圧引外しコイル２１の内部抵抗２１ａによって変化するため、安定した引外しの動作時間が得られないといった問題があった。
【００１５】
この発明は、かかる問題点を解決するためになされたものであり、不足電圧引外しコイル２１の内部抵抗２１ａやトランス４の内部抵抗４ａの大きさに影響されにくい安定したヒステリシス特性を得ると共に、コンデンサ８の容量や不足電圧引外しコイル２１の内部抵抗２１ａに影響されない引外し時延特性を有する遮断器の不足電圧引外し装置を得ることを目的としている。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る遮断器の不足電圧引外し装置は、電路の電圧が所定の電圧以下のときに前記電路に設置された遮断器を引外す不足電圧引外しコイルを有する遮断器の不足電圧引外し装置において、前記電路から入力された電圧を所定の電圧に維持する第１の定電圧回路と、この第１の定電圧回路の出力を蓄積するコンデンサと、このコンデンサの電圧をさらに所定の電圧に維持する第２の定電圧回路と、この第２の定電圧回路から電源が供給されると共に前記不足電圧引外しコイルに励磁信号を出力する出力回路と、前記電路の電圧が不足電圧か否かを判定する電圧判定回路と、この電圧判定回路の出力信号に基づいて前記不足電圧引外しコイルを所定の時間、励磁を保持させる信号を含む制御信号を、前記出力回路に出力する出力回路制御部とを備えたものである。
【００１７】
また、上述のように構成することで、コンデンサの電圧が第２の定電圧回路を介して不足電圧引外しコイルに供給されるようにしたものである。
【００１８】
また、電圧判定回路が電路の電圧を判定するときの判定基準となる判定基準電圧を生成する基準電圧生成回路を備え、前記判定基準電圧が、出力回路制御部から出力された信号に基づいて変化されるものである。
【００１９】
また、基準電圧生成回路は、判定基準電圧を調整する判定基準電圧調整手段を有するものである。
【００２０】
また、電圧判定回路は、判定基準電圧と比較する電路から入力された電圧を調整する入力電圧調整手段を有するものである。
【００２１】
また、電圧判定回路の判定動作を確認する動作確認手段を備えたものである。
【００２２】
また、出力回路と不足電圧引外しコイルとの間に直列に接続される直列スイッチおよび不足電圧引外しコイルに並列に接続される並列スイッチの少なくともいずれか一方を設けたものである。
【００２３】
また、不足電圧引外しコイルに流れる電流を制限する電流制限手段を備えたものである。
【００２４】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１による遮断器の不足電圧引外し装置を示す回路図、図２は図１の遮断器の不足電圧引外し装置の動作を示すタイムチャートである。
図１において、１は遮断器が設置されている電路、２及び３は電源端子、４は電路１の電圧を所定の電圧に降圧するトランス、４ａはトランス４の内部抵抗、５はトランス４の二次側に接続され交流電圧を直流電圧に整流するブリッジ型整流回路である。
【００２５】
以上のように構成された回路において、まず、電路１の電圧はトランス４により所定の電圧に降圧され、ブリッジ型整流回路５で直流の電圧Ｖ０に整流される。
この整流された電圧Ｖ０は後述の電圧判定回路４１に入力されると共に、ダイオード２５を介して第１の定電圧回路２６に入力される。尚、このダイオード２５は電路１の電圧が低下した時に、第１の定電圧回路２６の残留電圧が不足電圧を検出する電圧判定回路４１に流入し誤動作することを防止する逆流防止素子である。
【００２６】
第１の定電圧回路２６は、トランジスタ２７とこのトランジスタ２７のコレクタとベース間に接続された抵抗２８、及びトランジスタ２７のベースとブリッジ型整流回路５のマイナス側であるＧＮＤ２９に接続された定電圧素子であるツェナーダイオード３０で構成される。ダイオード２５を介して入力された電圧はトランジスタ２７のコレクタに入力されると共に抵抗２８を介してトランジスタ２７のベース電流となりトランジスタをオン状態とするように作用するが、エミッタの電圧Ｖ１が上昇するとベース電流はトランジスタ２７のベースには流れずツェナーダイオード３０を介してＧＮＤ２９に流れるようになる。
【００２７】
したがって、第１の定電圧回路２６の電圧Ｖ１はツェナーダイオード３０のツェナー電圧からトランジスタ２７のベース、エミッタ間の電圧を差し引いた電圧以上には上昇しない。なお、一般的にはトランジスタのベース、エミッタ間の電圧降下は約１Ｖ弱で一定であり、第１の定電圧回路２６の電圧Ｖ１はツェナーダイオード３０のツェナー電圧から約１Ｖ減算した電圧に制限された、定電圧回路として機能する。
【００２８】
コンデンサ３１は第１の定電圧回路２６で定電圧化された電圧Ｖ１を平滑する平滑用コンデンサであるが、同時に不足電圧引外しコイル２１に時間遅れを持たせて動作させる際、励磁状態を維持する為のエネルギーを蓄積しておくバックアップ用コンデンサとして機能する。
【００２９】
３２は電圧Ｖ１をさらに不足電圧引外しコイル２１を励磁するのに最適な所定の電圧Ｖ２に降圧する第２の定電圧回路で、トランジスタ３３と抵抗３４、ツェナーダイオード３５で構成される。
なお、トランジスタ３３と抵抗３４、ツェナーダイオード３５の動作については第１の定電圧回路２６と同様であり省略する。
【００３０】
３６は後述の出力回路制御部６３からの制御信号により不足電圧引外しコイル２１に励磁信号を出力する出力回路で、トランジスタ３８のコレクタはトランジスタ４０のベース及び抵抗３９に接続されており、トランジスタ３８のエミッタはＧＮＤ２９に、ベースは抵抗３７と出力回路制御部６３に接続され、トランジスタ４０のエミッタはＧＮＤ２９に、コレクタは不足電圧引外しコイル２１を介して電源電圧である第２の定電圧回路３２の出力電圧Ｖ２に接続されている。
なお、ダイオード２３は不足電圧引外しコイル２１が釈放動作する際に発生するサージ電圧を吸収するサージ吸収素子である。
【００３１】
４１は電路１の電圧が不足電圧であるか否かを検出する電圧判定回路で、ブリッジ型整流回路５から出力された電圧Ｖ０を抵抗４２及び４３で分圧した電圧Ｖ３を第１のコンパレータ４４の反転入力に入力し、非反転入力に接続される判定基準電圧Ｖｒ１と比較する。
なお、コンデンサ４５は抵抗４３と並列に接続されて抵抗４２と共にノイズを吸収するフィルターとして作用する。
【００３２】
４６は第１の定電圧回路２６から出力された出力電圧Ｖ１を所定の電圧に維持し、第１のコンパレータ４４の電源電圧Ｖｓを供給する第３の定電圧回路で、ダイオード４７は第１の定電圧回路２６の出力電圧Ｖ１が低下した場合に電圧Ｖｓが逆流することにより第１のコンパレータ４４の電源電圧が低下するのを防止するためのものである。
なお、トランジスタ４８、抵抗４９、ツェナーダイオード５０の動作については第１の定電圧回路２６と同様であり説明を省略する。
【００３３】
５１は電圧判定回路４１の第１のコンパレータ４４の非反転入力に入力される判定基準電圧Ｖｒ１を供給する基準電圧生成回路で、この基準電圧生成回路５１は直列に接続された抵抗５２、５３、及び抵抗５３に並列に直列接続された抵抗５４とトランジスタ５５で構成されており、トランジスタ５５のベースは抵抗５６を介して出力回路３６のトランジスタ３８のコレクタに接続され、トランジスタ３８のオンオフに連動してトランジスタ５５がスイッチング動作するように構成されており、出力回路３６のオンまたはオフに応じて抵抗５２〜５４で構成される分圧比が変化して判定基準電圧Ｖｒ１が変化するようになっている。
【００３４】
５７は電圧維持回路で、電圧判定回路４１に入力された電圧Ｖ０は交流を整流しただけのものであるため、リップルを含んだ電圧であり、電圧Ｖ３が判定基準電圧Ｖｒ１を超えたり、超えなかったりすると、それに応じて第１のコンパレータ４４は間欠信号を出力することになるが、この電圧維持回路５７は間欠信号を連続信号に変換する回路である。
【００３５】
この電圧維持回路５７は抵抗５８、５９、６０，コンデンサ６１、及びトランジスタ６２で構成されており、第１のコンパレータ４４からの出力によりコンデンサ６１を充電し、コンデンサ６１の電荷がある間トランジスタ６２をオンするもので、コンデンサ６１と抵抗５８、５９、６０により形成される時定数は充電に対して放電を長く設定してある。
【００３６】
６３は出力回路制御部で、電圧維持回路５７からの出力が停止した後、所定の時間後に出力を切替えるもので、コンデンサ６４と抵抗６５からなる積分回路と第２のコンパレータ６６、この第２のコンパレータ６６の基準電圧Ｖｒ２として電圧Ｖｓを分圧する抵抗６７及び６８で構成される。電路１の電圧が正常で不足電圧となっていないときは電圧維持回路５７のトランジスタ６２はオン状態であり、コンデンサ６４の電荷は電圧Ｖｓまで上昇しているが、電路１の電圧が低下し不足電圧の状態となると電圧維持回路５７のトランジスタ６２はオフし、コンデンサ６４の電圧は抵抗６５を介して放電し電圧は徐々に低下する。この電圧が基準電圧Ｖｒ２を下回ると第２のコンパレータ６６が作動し、出力回路３６に対して不足電圧引外しコイル２１の励磁を停止するように信号を出力する。このときの電圧判定回路４１の出力が停止してから第２のコンパレータ６６が出力するまでの時延時間はコンデンサ６４と抵抗６５の時定数と基準電圧Ｖｒ２で設定できる。
【００３７】
次に、図２のタイムチャートを用いて、この発明の実施の形態１による遮断器の不足電圧引外し装置の動作を説明する。
（ａ）は、ブリッジ形整流回路５の出力電圧Ｖ０の波形であり、電路１の大きさに比例した全波整流波形となっており、ｔ１が電路１の電圧が徐々に増加している状態、ｔ２が定格電圧つまり正常な電圧の状態、そしてｔ３が徐々に電圧が低下している状態を示している。
【００３８】
（ｂ）は第１の定電圧回路２６の出力電圧Ｖ１と第２の定電圧回路３２の出力電圧Ｖ２の電圧を示しており、ブリッジ形整流回路５の出力電圧Ｖ０が電圧Ｖ１及び電圧Ｖ２のそれぞれの電圧より高い時、それぞれの第１の定電圧回路２６の出力、及び第２の定電圧回路３２の出力電圧は所定の一定電圧に保たれる。
【００３９】
なお、第１の定電圧回路２６の出力電圧Ｖ１はコンデンサ３１が挿入されているので、出力電圧Ｖ０が変化しても平滑されて電圧の変化は緩やかなものとなる。また、第１の定電圧回路２６の設定値をコンデンサ３１の耐圧に対して低く設定することにより、コンデンサ３１には低耐圧のものが使用できる。
さらにまた、第２の定電圧回路３２の出力電圧Ｖ２の設定値を不足電圧引外しコイル２１が駆動する最低電圧に設定すれば、第１の定電圧回路２６の出力電圧Ｖ１で直接、不足電圧引外しコイル２１の駆動電圧とする場合と比較すると、ｔ４に相当する時間だけ長く不足電圧引外しコイル２１の駆動を維持できるものである。
【００４０】
（ｃ）は、電圧判定回路４１の動作を示し、電路１の大きさに比例した全波整流波形の電圧は抵抗４２及び４３、コンデンサ４５により所定の比率で分圧されると共にリップルを抑制した電圧Ｖ３となり、第１のコンパレータ４４で判定基準電圧Ｖｒ１と比較されて、不足電圧のレベルか否かを判別する。ここで判定基準電圧Ｖｒ１はＡに示すように、不足電圧引外しコイル２１の励磁に連動して変化するため、検出電圧にヒステリシス特性が持たせられるものである。
【００４１】
（ｄ）は電圧判定回路４１の出力電圧Ｖ４を示したものであり、電圧Ｖ３が判定基準電圧Ｖｒ１に近い状態ではリップル電圧によりチャタリング波形が発生する。
（ｅ）はこのチャタリング波形を無くするのが電圧維持回路５７であり、次のように動作する。
【００４２】
電圧判定回路４１の出力電圧Ｖ４がＬ出力の時、抵抗５８を介してコンデンサ６１が充電される。また電圧判定回路４１の出力電圧Ｖ４がＬ出力からＨ出力に変化すると、コンデンサ６１に充電されていた電荷が抵抗５９を介してトランジスタ６２のエミッタからベースへと放電される。ここで抵抗５８を低い抵抗値とし、抵抗５９を高い抵抗値に設定しておくことによりコンデンサ６１は充電を早く、放電を遅くすることができる。
なお、トランジスタ６２はコンデンサ６１に充電された電圧によってオンオフ動作を行なうが、その動作のしきい値をＢに示す値に設定することによりトランジスタ６２のチャタリング動作が防止される。
【００４３】
電圧維持回路５７の出力、つまりトランジスタ６２の出力は、出力回路制御部６３内の抵抗６５と並列に構成されたコンデンサ６４の充電電流となるが、（ｆ）に示すように、トランジスタ６２がオンの時はコンデンサ６４を瞬時に充電し、トランジスタ６２がオフの時はコンデンサ６４の電荷を抵抗６５でゆっくりと放電するようになっている。このコンデンサ６４の電圧Ｖ６は第２のコンパレータ６６に入力され、抵抗６７及び６８で電圧Ｖｓを分圧して得られる基準電圧Ｖｒ２と比較される。この出力回路制御部６３の出力電圧Ｖ７は、（ｇ）に示されるように電圧維持回路５７の出力が停止した後、コンデンサ６４と抵抗６５で決定される時定数によって設定された所定の時間（ｔ５）、不足電圧引外しコイル２１の駆動を維持する。
【００４４】
出力回路制御部６３の出力電圧Ｖ７は出力回路３６に入力され、（ｈ）に示すように出力電圧Ｖ７の信号が反転する形で出力電圧Ｖ８が出力され不足電圧引外しコイル２１を励磁する。同時にこれと同期して、トランジスタ３８のコレクタの信号は抵抗５６を介して基準電圧生成回路５１に送られ、（ｃ）に示すように判定基準電圧Ｖｒ１を変化させて、電圧判定回路４１がＨ出力からＬ出力になる検出電圧とＬ出力からＨ出力になる検出電圧との間にヒステリシスを持たせている。
【００４５】
以上のように実施の形態１によるこの発明の遮断器の不足電圧引外し装置によれば、電路の電圧が不足電圧か否かを判定する電圧判定回路４１の出力信号に基づいて不足電圧引外しコイル２１を所定の時間駆動維持させる信号を出力する出力回路制御部６３を備え、不足電圧引外しコイル２１を所定の時間駆動維持させるようにしたので、遮断器の不足電圧引外し装置は安定した時延動作を行なう。
また、出力回路制御部６３の出力電圧Ｖ７に同期して判定基準電圧Ｖｒ１を変化させて、電圧判定回路４１がＨ出力からＬ出力になる検出電圧とＬ出力からＨ出力になる検出電圧との間にヒステリシスを持たせたことにより、安定した吸引電圧と落下電圧が得られる。
【００４６】
実施の形態２．
図３はこの発明の実施の形態２による遮断器の不足電圧引外し装置を示す回路図である。
図において、４３ａは電圧判定回路４１の第１のコンパレータ４４に入力される入力電圧Ｖ３を調整する入力電圧調整手段である可変抵抗であり、この可変抵抗４３ａを調整し入力電圧Ｖ３を可変することにより、判定基準電圧Ｖｒ１に対する第１のコンパレータ４４の動作点が変化し出力電圧Ｖ４がＨ出力からＬ出力に変化（図２のｄに示す）する吸引電圧を容易に調整することができる。
なお、上記実施例では可変抵抗４３ａにより調整するようにしたが、抵抗４２を可変抵抗として調整するようにしても良い。
【００４７】
５４ａは基準電圧生成回路５１内のトランジスタ５５のコレクタに接続される判定基準電圧調整手段である可変抵抗で、この可変抵抗５４ａの値を可変することによりトランジスタ５５がオンした時の判定基準電圧Ｖｒ１が変化する。つまり、この可変抵抗５４ａを調整することにより電圧判定回路４１の第１のコンパレータ４４の出力電圧Ｖ４がＬ出力からＨ出力に変化（図２のｄに示す）する落下電圧を容易に調整することができる。
【００４８】
６９は発光ダイオード、７０は発光ダイオード６９の電流を制限する抵抗、７１はコンデンサ６１に充電された電荷が発光ダイオード６９を介して放電されないようにする逆流防止用のダイオードである。発光ダイオード６９は電圧判定回路４１の判定動作を確認する動作確認手段であり、電圧判定回路４１の第１のコンパレータ４４の出力電圧Ｖ４がＬ出力の状態（図２のｄに示す）に発光ダイオード６９に通電され発光することにより、電圧判定回路４１の判定動作を確認することができる。
なお、発光ダイオード６９の代りにブザーを用いても良い。
【００４９】
以上のように実施の形態２によるこの発明の遮断器の不足電圧引外し装置によれば、電圧判定回路４１の第１のコンパレータ４４の動作点を調整する可変抵抗４３ａ、５４ａを備えたので、可変抵抗４３ａにより吸引電圧を、可変抵抗５４ａにより落下電圧を調整することが可能となる。
また、電圧判定回路４１の第１のコンパレータ４４が動作したか否かを確認する動作確認手段を備えたので、発光ダイオード６９の発光を確認しながら、可変抵抗４３ａ、５４ａを調整することにより吸引電圧および落下電圧を正確かつ容易に調整することができる。
【００５０】
実施の形態３．
図４はこの発明の実施の形態３による遮断器の不足電圧引外し装置を示す回路図である。
図において、３２ａは電流制御手段である電圧電流制御回路で、実施の形態１に示す第２の定電圧回路３２の構成に抵抗７２及びツェナーダイオード７３を付加したもので抵抗７２はトランジスタ３３のエミッタと出力回路３６との間に挿入され、ツェナーダイオード７３はトランジスタ３３のベースとトランジスタ３３のエミッタに接続された抵抗７２の他端との間に挿入されている。
【００５１】
このように構成された不足電圧引外しコイル２１に電流が流れると、抵抗７２にはこの電流に比例した電圧が発生する。抵抗７２に流れる電流が所定の電流になると抵抗７２に発生する電圧とトランジスタ３３のベースとエミッタ間の電圧である約１Ｖを加算した電圧がツェナーダイオード７３のツェナー電圧と等しくなり、この電流がさらに増えようとすると抵抗３４からのバイアス電流はツェナーダイオード７３に流れるようになり、トランジスタ３３のベース電流が少なくなり、抵抗７２に流れる電流を抑制するように作用する。
【００５２】
従って、電圧電流制御回路３２ａはトランジスタ３３のエミッタから流れる電流が所定の電流以上流さない定電流機能を有することになる。
なお、上記説明では第２の定電圧回路３２の構成に抵抗７２及びツェナーダイオード７３を付加して、定電圧機能及び定電流機能を有する電圧電流制御回路３２ａを形成させたが、定電圧機能を有しない電流制御回路であっても良い。
【００５３】
以上のように構成された定電流機能を有する遮断器の不足電圧引外し装置は
例えば、意図的に不足電圧引外しコイル２１の両端を短絡した状態においても過電流が流れることがないので、不足電圧引外し装置を構成する電子部品などが破損することがない。
【００５４】
７４は不足電圧引外しコイル２１に直列に接続された直列スイッチであり、直列スイッチ７４を有する遮断器の不足電圧引外し装置は、通常時、つまり電路１が不足電圧でないときに直列スイッチ７４により開路することにより、不足電圧引外しコイル２１に通電される電流が遮断され、任意に遮断器の引外し動作を行なうことができる。
なお、直列スイッチ７４の代りに不足電圧引外しコイル２１に並列に並列スイッチ７５を挿入し、不足電圧引外しコイル２１を短絡するようにしても、上述の直列スイッチ７４と同様の作用を行なわせることができ、この場合、本実施の形態によれば、第２の定電圧回路３２に定電流機能を有しているので、不足電圧引外しコイル２１に並列に接続された並列スイッチ７５で不足電圧引外しコイル２１間を短絡しても、過電流が流れることはない。
また、上記直列スイッチ７４または並列スイッチ７５の接続点に端子を配設しておいて、直列スイッチ７４または並列スイッチ７５を後付けできるようにしても良い。
【００５５】
６５ａ，６５ｂ，６５ｃは抵抗、７６は抵抗６５ａ，６５ｂ，６５ｃに直列に接続されて切換作用を行なう切換スイッチで、切換スイッチ７６を切換ることにより、電圧維持回路５７の出力が停止した後、不足電圧引外しコイル２１の駆動を維持する出力回路制御部６３の維持時間（ｔ５）を設定できる。
なお、抵抗６７または抵抗６８を可変抵抗とし、抵抗を変化させて基準電圧Ｖｒ２を変えても同様に維持時間（ｔ５）を設定できる。
【００５６】
【発明の効果】
この発明は、以上説明したように構成されているので、以下に記載されるような効果を奏する。
【００５７】
電路から入力された電圧を所定の電圧に維持する第１の定電圧回路と、この第１の定電圧回路の出力を蓄積するコンデンサと、このコンデンサの電圧をさらに所定の電圧に維持する第２の定電圧回路と、この第２の定電圧回路から電源が供給されると共に不足電圧引外しコイルに励磁信号を出力する出力回路と、電路の電圧が不足電圧か否かを判定する電圧判定回路と、この電圧判定回路の出力信号に基づいて不足電圧引外しコイルを所定の時間、励磁を保持させる信号を含む制御信号を、出力回路に出力する出力回路制御部とを備えたので、不足電圧引外し装置は、吸引電圧と落下電圧との間に安定したヒステリシス特性を有し、その結果、安定した動作を行う。
【００５８】
また、上述のように構成することで、コンデンサの電圧が第２の定電圧回路を介して不足電圧引外しコイルに供給されるようにしたので、第２の定電圧回路の出力電圧Ｖ２の設定値を不足電圧引外しコイルが駆動する最低電圧に設定することにより、第１の定電圧回路の出力電圧Ｖ１で直接、不足電圧引外しコイルを駆動する場合と比較し、不足電圧引外しコイルを長い時間、駆動維持できるので、不足電圧引外し装置は安定した時延動作を行なう。
【００５９】
また、電圧判定回路が電路の電圧を判定するときの判定基準となる判定基準電圧を生成する基準電圧生成回路を備え、判定基準電圧が、出力回路制御部から出力された信号に基づいて変化されるので、電圧判定回路がＨ出力からＬ出力になる検出電圧（吸引電圧）と、Ｌ出力からＨ出力になる検出電圧（落下電圧）との間にヒステリシスが得られ、不足電圧引外し装置は安定した動作を行なう。
【００６０】
また、基準電圧生成回路は、判定基準電圧を調整する判定基準電圧調整手段を有するので、落下電圧の調整ができる。
【００６１】
また、電圧判定回路は、判定基準電圧と比較する電路から入力された電圧を調整する入力電圧調整手段を有するので、吸引電圧の調整ができる。
【００６２】
また、電圧判定回路の判定動作を確認する動作確認手段を備えたので、動作確認手段を確認しながら、可変抵抗を調整することにより不足電圧引外し装置の動作点を正確かつ容易に調整することができる。
【００６３】
また、出力回路と不足電圧引外しコイルとの間に直列に接続される直列スイッチおよび不足電圧引外しコイルに並列に接続される並列スイッチの少なくともいずれか一方を設けたので、任意に遮断器の引外し動作を行なうことができる。
【００６４】
また、不足電圧引外しコイルに流れる電流を制限する電流制限手段を備えたので、不足電圧引外しコイルの両端が短絡された状態でも過電流が流れることがないので、不足電圧引外し装置を構成する電子部品が破損することがない。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１による遮断器の不足電圧引外し装置を示す回路図である。
【図２】図１の遮断器の不足電圧引外し装置の動作を示すタイムチャートである。
【図３】この発明の実施の形態２による遮断器の不足電圧引外し装置を示す回路図である。
【図４】この発明の実施の形態３による遮断器の不足電圧引外し装置を示す回路図である。
【図５】従来の遮断器の不足電圧引外し装置を示す回路図である。
【図６】図５の遮断器の不足電圧引外し装置の電路の電圧の変化に対する出力及び不足電圧引外しコイル端子の電圧の変化を示す図である。
【符号の説明】
１電源、２１不足電圧引外しコイル、２６第１の定電圧回路、
３２第２の定電圧回路、３２ａ電圧電流制御回路（電流制御手段）、
３６出力回路、４１電圧判定回路、４３ａ可変抵抗（入力電圧調整手段）、
５１基準電圧生成回路、５４ａ可変抵抗（判定基準電圧調整手段）、
６３出力回路制御部、６９動作確認手段、７４直列スイッチ、
７５並列スイッチ。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an undervoltage trip device for a circuit breaker that trips a circuit breaker installed in an electric circuit when the voltage of the electric circuit is equal to or lower than a predetermined voltage.
[0002]
[Prior art]
FIG. 5 is a circuit diagram showing an undervoltage trip device for a conventional circuit breaker disclosed in, for example, Japanese Utility Model Publication No. 01-45440.
In the figure, 1 is an electric circuit in which a circuit breaker is installed, 2 and 3 are power terminals, and 4 is an electric circuit 1 The A transformer 4 a that steps down to a predetermined voltage is an internal resistance of the transformer 4.
[0003]
The secondary side of the transformer 4 is connected to the bridge type rectifier circuit 5, and the DC output rectified by the bridge type rectifier circuit 5 is output to terminals 6 and 7. The capacitor 8 is a smoothing capacitor that smoothes the voltage rectified by the bridge type rectifier circuit 5, the transistor 9 has its collector connected to the terminal 6 through the resistor 10, and the emitter connected to the terminal 7 through the resistor 11. The base is a switching element that is connected to the terminal 6 via the Zener diode 12 and the resistor 13 and operates according to the voltage between the terminal 6 and the terminal 7.
[0004]
A voltage determination circuit 14 a that determines whether or not the voltage of the electric circuit 1 is an insufficient voltage is formed by the transistor 9, the resistors 10, 11, and 13 and the Zener diode 12.
The collector of the transistor 15 is connected to the terminal 6 through the resistor 16, the emitter is connected to the terminal 7, the base is connected to the emitter of the transistor 9 through the resistor 17, and the capacitor 18 is connected in parallel to the resistor 11. The transistor 15, resistors 16 and 17 and capacitor 18 constitute a voltage maintaining circuit 14b that maintains the voltage output from the voltage determination circuit 14a.
[0005]
The collector of the transistor 15 is connected to the base of the transistor 19 as the first switching means. The transistor 19 has its emitter connected to the terminal 7 and its collector connected to the load resistor 20. The resistance value of the load resistor 20 is an insufficient voltage. It is set smaller than the internal resistance 21 a of the trip coil 21.
The collector of the transistor 19 is connected to the base of the transistor 22 as the second switching means, the emitter is connected to the terminal 7, and the collector is connected to the terminal via the undervoltage trip coil 21. 6 It is connected to the. The diode 23 is for absorbing a reverse voltage generated when the undervoltage trip coil 21 is cut off.
[0006]
Next, the operation of the undervoltage trip device for the conventional circuit breaker configured as described above will be described.
The voltage applied between the power supply terminals 2 and 3 is transformed by the transformer 4 and converted to direct current by the full-wave rectifier 5. The voltage between the terminal 6 and the terminal 7 is applied to the Zener diode 12 through the resistors 11 and 13 and the base of the transistor 9. The voltage applied to the Zener diode 12 is substantially proportional to the voltage applied between the power supply terminals 2 and 3.
[0007]
FIG. 6 shows the change in voltage between the terminal 6 and the terminal 24 to which the undervoltage trip coil 21 is connected with respect to the change in voltage between the power supply terminals 2 and 3.
In the figure, the change in voltage between the power supply terminals 2 and 3 is indicated by a solid line, and the change in voltage between the terminals 6 and 24 is indicated by a dotted line.
[0008]
In the process of gradually increasing the voltage between the power supply terminals 2 and 3, when the voltage applied to the Zener diode 12 is equal to or lower than the Zener voltage, the transistors 9, 15 and 22 are off, and the transistor 19 Is on.
When the voltage applied to the Zener diode 12 exceeds the Zener voltage Vz, the base current of the transistor 9 flows and the transistor 9 is turned on. As a result, transistors 15 and 22 are turned on and transistor 19 is turned off.
[0009]
As a result, the undervoltage trip coil 21 is excited. The voltage between the power supply terminals 2 and 3 at this time is referred to as “suction voltage”. Since the resistance value of the load resistor 20 of the transistor 19 is smaller than the resistance 21a of the undervoltage trip coil 21, the current flowing through the circuit decreases when the transistor 19 is turned off and the transistor 22 is turned on at the attracting voltage. The voltage drop due to the internal resistance 4a of the transformer 4 decreases and the voltage at the terminals 6 and 7 increases.
[0010]
This state is indicated by A in FIG. As shown in the figure, the voltage between the terminals 6 and 7 rises rapidly at the attracting voltage, and the voltage between both terminals 6 and 24 of the undervoltage trip coil 21 is also a voltage substantially equal to the voltage between the terminals 6 and 7 from zero. To rise.
Next, the operation when the voltage at the power supply terminals 2 and 3 gradually decreases while the undervoltage trip coil 21 is excited will be described.
[0011]
When the voltage between the power supply terminals 2 and 3 gradually decreases from the suction voltage, the voltage between the terminals 6 and 7 gradually decreases as shown by the arrow B, and the voltage applied to the Zener diode 12 in FIG. When the voltage is lower than Vz, the current flowing through the Zener diode 12 becomes zero and the transistor 9 is turned off. As a result, the transistors 15 and 22 are turned off, the excitation of the undervoltage trip coil 21 is released, and the circuit breaker is tripped.
[0012]
At this time, since the transistor 19 is turned on, a current flows through the load resistor 20 and the voltage between the terminals 6 and 7 rapidly decreases. The voltage between the power supply terminals 2 and 3 at this time is referred to as “falling voltage”. In this way, hysteresis characteristics are provided between the suction voltage and the drop voltage to stabilize the operation.
[0013]
[Problems to be solved by the invention]
The conventional undervoltage trip device is a method of obtaining a hysteresis characteristic between the suction voltage and the drop voltage by the difference between the internal resistance 21a of the load resistor 20 and the undervoltage trip coil 21, and the undervoltage trip coil 21 has a hysteresis characteristic. Since the hysteresis width varies depending on the internal resistance 21a and the size of the internal resistance 4a of the transformer 4, there is a problem that the undervoltage trip device does not perform a stable trip operation.
[0014]
Further, since the operation time until the undervoltage trip coil 21 is tripped varies depending on the capacity of the capacitor 8 and the internal resistance 21a of the undervoltage trip coil 21, there is a problem that a stable trip operation time cannot be obtained. was there.
[0015]
The present invention has been made to solve such a problem, and obtains a stable hysteresis characteristic that is not easily influenced by the size of the internal resistance 21a of the undervoltage trip coil 21 and the internal resistance 4a of the transformer 4. An object of the present invention is to obtain a circuit breaker undervoltage trip device having a tripping delay characteristic that is not influenced by the capacity of the capacitor 8 or the internal resistance 21a of the undervoltage trip coil 21.
[0016]
[Means for Solving the Problems]
An undervoltage trip device for a circuit breaker according to the present invention includes an undervoltage trip circuit for a circuit breaker having an undervoltage trip coil for tripping a circuit breaker installed in the circuit when the voltage of the circuit is below a predetermined voltage. In the apparatus, a first constant voltage circuit that maintains a voltage input from the electric circuit at a predetermined voltage; A capacitor for accumulating the output of the first constant voltage circuit, a second constant voltage circuit for maintaining the voltage of the capacitor at a predetermined voltage, and this Second An output circuit for supplying an excitation signal to the undervoltage trip coil, a voltage determination circuit for determining whether or not the voltage of the electric circuit is an undervoltage, and a voltage determination circuit for the voltage determination circuit. And an output circuit control unit that outputs a control signal including a signal for holding the excitation of the undervoltage trip coil for a predetermined time based on the output signal to the output circuit.
[0017]
Also, By configuring as described above, the voltage of the capacitor is supplied to the undervoltage trip coil via the second constant voltage circuit. Is.
[0018]
In addition, the voltage determination circuit includes a reference voltage generation circuit that generates a determination reference voltage that is a determination reference when determining the voltage of the electric circuit, and the determination reference voltage changes based on a signal output from the output circuit control unit. It is what is done.
[0019]
The reference voltage generation circuit includes a determination reference voltage adjustment unit that adjusts the determination reference voltage.
[0020]
The voltage determination circuit has an input voltage adjusting means for adjusting a voltage input from the electric circuit to be compared with the determination reference voltage.
[0021]
Further, an operation confirmation unit for confirming the determination operation of the voltage determination circuit is provided.
[0022]
Further, at least one of a series switch connected in series between the output circuit and the undervoltage trip coil and a parallel switch connected in parallel to the undervoltage trip coil is provided.
[0023]
Further, current limiting means for limiting the current flowing through the undervoltage trip coil is provided.
[0024]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiment 1 FIG.
1 is a circuit diagram showing an undervoltage trip device for a circuit breaker according to Embodiment 1 of the present invention, and FIG. 2 is a time chart showing an operation of the undervoltage trip device for a circuit breaker shown in FIG.
In FIG. 1, 1 is an electric circuit in which a circuit breaker is installed, 2 and 3 are power supply terminals, 4 is a transformer for stepping down the voltage of the electric circuit 1 to a predetermined voltage, 4a is an internal resistance of the transformer 4, and 5 is an internal resistance of the transformer 4. It is a bridge type rectifier circuit connected to the secondary side and rectifying an AC voltage into a DC voltage.
[0025]
In the circuit configured as described above, first, the voltage of the electric circuit 1 is stepped down to a predetermined voltage by the transformer 4 and rectified to the DC voltage V0 by the bridge type rectifier circuit 5.
The rectified voltage V0 is input to a voltage determination circuit 41 described later and also input to the first constant voltage circuit 26 via the diode 25. The diode 25 is a backflow prevention element that prevents the residual voltage of the first constant voltage circuit 26 from flowing into the voltage determination circuit 41 that detects an undervoltage and malfunctioning when the voltage of the electric circuit 1 decreases.
[0026]
The first constant voltage circuit 26 includes a transistor 27, a resistor 28 connected between the collector and the base of the transistor 27, and a constant voltage connected to the base 29 of the transistor 27 and a GND 29 that is the negative side of the bridge type rectifier circuit 5. It is comprised by the Zener diode 30 which is an element. The voltage input via the diode 25 is input to the collector of the transistor 27 and acts as a base current of the transistor 27 via the resistor 28 so as to turn on the transistor. However, when the emitter voltage V1 increases, the base voltage is increased. The current does not flow through the base of the transistor 27 but flows through the Zener diode 30 to the GND 29.
[0027]
Therefore, the voltage V1 of the first constant voltage circuit 26 does not rise above the voltage obtained by subtracting the voltage between the base and emitter of the transistor 27 from the Zener voltage of the Zener diode 30. In general, the voltage drop between the base and emitter of the transistor is a little less than about 1V and constant, and the voltage V1 of the first constant voltage circuit 26 is limited to a voltage obtained by subtracting about 1V from the Zener voltage of the Zener diode 30. It functions as a constant voltage circuit.
[0028]
The capacitor 31 is a smoothing capacitor that smoothes the voltage V1 that has been made constant by the first constant voltage circuit 26. At the same time, when the undervoltage trip coil 21 is operated with a time delay, the excited state is maintained. It functions as a back-up capacitor that stores energy to do so.
[0029]
Reference numeral 32 denotes a second constant voltage circuit that further drops the voltage V1 to a predetermined voltage V2 that is optimal for exciting the coil 21, and includes a transistor 33, a resistor 34, and a Zener diode 35.
The operations of the transistor 33, the resistor 34, and the Zener diode 35 are the same as those of the first constant voltage circuit 26, and will be omitted.
[0030]
Reference numeral 36 denotes an output circuit controller described later. 63 Circuit which outputs an excitation signal to the undervoltage trip coil 21 by a control signal from so The collector of the transistor 38 is connected to the base of the transistor 40 and the resistor 39, the emitter of the transistor 38 is connected to the GND 29, the base is connected to the resistor 37 and the output circuit control unit 63, and the emitter of the transistor 40 is connected to the GND 29. Is connected to the output voltage V2 of the second constant voltage circuit 32, which is the power supply voltage, via the undervoltage trip coil 21.
The diode 23 is a surge absorbing element that absorbs a surge voltage generated when the undervoltage trip coil 21 is released.
[0031]
A voltage determination circuit 41 detects whether or not the voltage of the electric circuit 1 is an insufficient voltage, and a voltage V3 obtained by dividing the voltage V0 output from the bridge type rectifier circuit 5 by the resistors 42 and 43 is a first comparator 44. And is compared with a determination reference voltage Vr1 connected to the non-inverting input.
The capacitor 45 is connected in parallel with the resistor 43 and acts as a filter that absorbs noise together with the resistor 42.
[0032]
Reference numeral 46 denotes a third constant voltage circuit for maintaining the output voltage V1 output from the first constant voltage circuit 26 at a predetermined voltage and supplying the power supply voltage Vs of the first comparator 44. Voltage when the output voltage V1 of the constant voltage circuit 26 decreases Vs This is to prevent the power supply voltage of the first comparator 44 from being lowered due to reverse flow.
Note that the operations of the transistor 48, the resistor 49, and the Zener diode 50 are the same as those of the first constant voltage circuit 26, and a description thereof will be omitted.
[0033]
51 is a first comparator of the voltage determination circuit 41 44 The reference voltage generating circuit 51 supplies the determination reference voltage Vr1 input to the non-inverting input of the resistor 52. The reference voltage generating circuit 51 includes resistors 52 and 53 connected in series, and a resistor 54 connected in series to the resistor 53 in parallel. The base of the transistor 55 is connected to the collector of the transistor 38 of the output circuit 36 via the resistor 56, and the transistor 55 is configured to perform a switching operation in conjunction with the on / off of the transistor 38. In addition, the voltage dividing ratio formed by the resistors 52 to 54 changes according to whether the output circuit 36 is turned on or off, so that the determination reference voltage Vr1 changes.
[0034]
57 is a voltage maintaining circuit, and the voltage V0 input to the voltage determination circuit 41 is only a voltage obtained by rectifying an alternating current, so that it is a voltage including ripple, and the voltage V3 exceeds or does not exceed the determination reference voltage Vr1. In response to this, the first comparator 44 outputs an intermittent signal accordingly, but the voltage maintaining circuit 57 is a circuit that converts the intermittent signal into a continuous signal.
[0035]
The voltage maintaining circuit 57 includes resistors 58, 59, 60, a capacitor 61, and a transistor 62. The capacitor 61 is charged by the output from the first comparator 44, and the transistor 62 is charged while the capacitor 61 is charged. The time constant formed by the capacitor 61 and the resistors 58, 59, and 60 is set to be longer for discharging than for charging.
[0036]
Reference numeral 63 denotes an output circuit control unit which switches the output after a predetermined time after the output from the voltage maintaining circuit 57 is stopped. An integration circuit including a capacitor 64 and a resistor 65, a second comparator 66, and the second comparator 66 are provided. The reference voltage Vr2 of the comparator 66 includes resistors 67 and 68 that divide the voltage Vs. When the voltage of the electric circuit 1 is normal and not insufficient, the transistor 62 of the voltage maintaining circuit 57 is in the on state and the charge of the capacitor 64 is increased to the voltage Vs, but the voltage of the electric circuit 1 is decreased and insufficient. When the voltage state is reached, the transistor 62 of the voltage maintaining circuit 57 is turned off, the voltage of the capacitor 64 is discharged through the resistor 65, and the voltage gradually decreases. When this voltage falls below the reference voltage Vr2, the second comparator 66 is activated and outputs a signal to the output circuit 36 so as to stop the excitation of the undervoltage trip coil 21. At this time, the time delay from the stop of the output of the voltage determination circuit 41 to the output of the second comparator 66 can be set by the time constant of the capacitor 64 and the resistor 65 and the reference voltage Vr2.
[0037]
Next, the operation of the circuit breaker undervoltage trip device according to Embodiment 1 of the present invention will be described with reference to the time chart of FIG.
(A) is a waveform of the output voltage V0 of the bridge-type rectifier circuit 5, which is a full-wave rectified waveform proportional to the size of the electric circuit 1, and t1 is a state in which the voltage of the electric circuit 1 gradually increases. , T2 indicates a rated voltage, that is, a normal voltage state, and t3 indicates a state where the voltage gradually decreases.
[0038]
(B) shows the output voltage V1 of the first constant voltage circuit 26 and the output voltage V2 of the second constant voltage circuit 32, and the output voltage V0 of the bridge rectifier circuit 5 is the voltage V1 and the voltage V2. When the voltage is higher than each voltage, the output of each first constant voltage circuit 26 and the output voltage of the second constant voltage circuit 32 are kept at a predetermined constant voltage.
[0039]
Since the output voltage V1 of the first constant voltage circuit 26 is inserted with the capacitor 31, even if the output voltage V0 changes, the output voltage V1 is smoothed and the voltage change becomes gradual. Further, by setting the set value of the first constant voltage circuit 26 to be lower than the withstand voltage of the capacitor 31, a capacitor 31 having a low withstand voltage can be used.
Furthermore, if the set value of the output voltage V2 of the second constant voltage circuit 32 is set to the lowest voltage driven by the undervoltage trip coil 21, the undervoltage is directly applied to the output voltage V1 of the first constant voltage circuit 26. Compared with the case where the driving voltage of the tripping coil 21 is used, the driving of the undervoltage tripping coil 21 can be maintained longer by a time corresponding to t4.
[0040]
(C) shows the operation of the voltage determination circuit 41. The voltage of the full-wave rectified waveform proportional to the size of the electric circuit 1 is divided by the resistors 42 and 43 and the capacitor 45 at a predetermined ratio and the ripple is suppressed. The voltage becomes V3 and is compared with the determination reference voltage Vr1 by the first comparator 44 to determine whether or not the level is an undervoltage level. Here, as shown in A, the determination reference voltage Vr1 changes in conjunction with the excitation of the undervoltage trip coil 21, so that the detected voltage has a hysteresis characteristic.
[0041]
(D) shows the output voltage V4 of the voltage determination circuit 41. When the voltage V3 is close to the determination reference voltage Vr1, a chattering waveform is generated by the ripple voltage.
In (e), the voltage maintaining circuit 57 eliminates the chattering waveform, and operates as follows.
[0042]
When the output voltage V4 of the voltage determination circuit 41 is L output, the capacitor 61 is charged through the resistor 58. When the output voltage V4 of the voltage determination circuit 41 changes from the L output to the H output, the charge charged in the capacitor 61 is discharged from the emitter of the transistor 62 to the base via the resistor 59. Here, by setting the resistance 58 to a low resistance value and setting the resistance 59 to a high resistance value, the capacitor 61 can be charged quickly and discharged slowly.
The transistor 62 is turned on / off by the voltage charged in the capacitor 61. By setting the threshold value of the operation to a value indicated by B, the chattering operation of the transistor 62 is prevented.
[0043]
The output of the voltage maintaining circuit 57, that is, the output of the transistor 62 is a charging current of the capacitor 64 configured in parallel with the resistor 65 in the output circuit control unit 63, but the transistor 62 is turned on as shown in FIG. In this case, the capacitor 64 is charged instantaneously, and when the transistor 62 is off, the charge of the capacitor 64 is slowly discharged by the resistor 65. The voltage V6 of the capacitor 64 is input to the second comparator 66 and compared with a reference voltage Vr2 obtained by dividing the voltage Vs by the resistors 67 and 68. The output voltage V7 of the output circuit control unit 63 is equal to a predetermined time set by a time constant determined by the capacitor 64 and the resistor 65 after the output of the voltage maintaining circuit 57 is stopped as shown in (g). t5) The drive of the undervoltage trip coil 21 is maintained.
[0044]
The output voltage V7 of the output circuit controller 63 is input to the output circuit 36, and the output voltage V8 is output in the form that the signal of the output voltage V7 is inverted as shown in (h), thereby exciting the undervoltage tripping coil 21. At the same time, in synchronism with this, the signal at the collector of the transistor 38 is supplied through the resistor 56 to the reference voltage. Generation As shown in (c), the judgment reference voltage Vr1 is changed so that the voltage judgment circuit 41 is between the detection voltage at which the H output becomes the L output and the detection voltage at which the L output becomes the H output. Has hysteresis.
[0045]
As described above, according to the breaker undervoltage trip device of the present invention according to the first embodiment, the undervoltage trip is based on the output signal of the voltage determination circuit 41 that determines whether or not the voltage of the circuit is the undervoltage. Since the output circuit controller 63 for outputting a signal for maintaining the coil 21 for a predetermined time is provided and the undervoltage trip coil 21 is maintained for a predetermined time, the undervoltage trip device for the circuit breaker is stable. Perform a time delay operation.
Further, the determination reference voltage Vr1 is changed in synchronization with the output voltage V7 of the output circuit control unit 63, so that the voltage determination circuit 41 has a detection voltage that changes from H output to L output and a detection voltage that changes from L output to H output. By providing hysteresis between them, a stable suction voltage and drop voltage can be obtained.
[0046]
Embodiment 2. FIG.
3 is a circuit diagram showing an undervoltage trip device for a circuit breaker according to Embodiment 2 of the present invention.
In the figure, reference numeral 43a denotes a variable resistor which is an input voltage adjusting means for adjusting the input voltage V3 input to the first comparator 44 of the voltage determination circuit 41. The variable resistor 43a is adjusted to vary the input voltage V3. Thus, it is possible to easily adjust the suction voltage at which the operating point of the first comparator 44 with respect to the determination reference voltage Vr1 changes and the output voltage V4 changes from H output to L output (shown in d of FIG. 2).
In the above embodiment, the adjustment is made by the variable resistor 43a. However, the resistor 42 may be adjusted as a variable resistor.
[0047]
54a is a transistor in the reference voltage generation circuit 51. 55 The reference resistance Vr1 when the transistor 55 is turned on is changed by changing the value of the variable resistance 54a with a variable resistance which is a determination reference voltage adjusting means connected to the collector of the transistor. That is, adjusting this variable resistor 54a In Thus, the drop voltage at which the output voltage V4 of the first comparator 44 of the voltage determination circuit 41 changes from the L output to the H output (shown in d of FIG. 2) can be easily adjusted.
[0048]
69 is a light emitting diode, 70 is a resistor for limiting the current of the light emitting diode 69, and 71 is charged in a capacitor 61. Electric A backflow prevention diode that prevents the load from being discharged through the light emitting diode 69. is there. Departure The optical diode 69 is an operation confirmation means for confirming the determination operation of the voltage determination circuit 41. The light emitting diode is in a state where the output voltage V4 of the first comparator 44 of the voltage determination circuit 41 is in the L output state (shown in FIG. 2d). The determination operation of the voltage determination circuit 41 can be confirmed by energizing 69 to emit light.
A buzzer may be used instead of the light emitting diode 69.
[0049]
As described above, according to the circuit breaker undervoltage trip device of the present invention according to the second embodiment, the variable resistors 43a and 54a for adjusting the operating point of the first comparator 44 of the voltage determination circuit 41 are provided. The suction voltage can be adjusted by the variable resistor 43a, and the drop voltage can be adjusted by the variable resistor 54a.
In addition, since an operation confirmation unit for confirming whether or not the first comparator 44 of the voltage determination circuit 41 has been operated is provided, suction is performed by adjusting the variable resistors 43a and 54a while confirming the light emission of the light emitting diode 69. The voltage and drop voltage can be adjusted accurately and easily.
[0050]
Embodiment 3 FIG.
4 is a circuit diagram showing an undervoltage trip device for a circuit breaker according to Embodiment 3 of the present invention.
In the figure, reference numeral 32a denotes a voltage / current control circuit which is a current control means, wherein a resistor 72 and a Zener diode 73 are added to the configuration of the second constant voltage circuit 32 shown in the first embodiment, and the resistor 72 is the emitter of the transistor 33. And a Zener diode 73 is inserted between the base of the transistor 33 and the other end of the resistor 72 connected to the emitter of the transistor 33.
[0051]
When a current flows through the undervoltage trip coil 21 configured as described above, a voltage proportional to the current is generated in the resistor 72. When the current flowing through the resistor 72 becomes a predetermined current, a voltage obtained by adding the voltage generated at the resistor 72 and about 1 V, which is the voltage between the base and emitter of the transistor 33, becomes equal to the Zener voltage of the Zener diode 73. When increasing, the bias current from the resistor 34 flows to the Zener diode 73, the base current of the transistor 33 decreases, and the current flowing to the resistor 72 is suppressed.
[0052]
Therefore, the voltage / current control circuit 32a has a constant current function in which the current flowing from the emitter of the transistor 33 does not flow more than a predetermined current.
In the above description, the resistor 72 and the Zener diode 73 are added to the configuration of the second constant voltage circuit 32 to form the voltage / current control circuit 32a having the constant voltage function and the constant current function. It may be a current control circuit that does not have.
[0053]
An undervoltage trip device for a circuit breaker having a constant current function configured as described above is
For example, since no overcurrent flows even when both ends of the undervoltage trip coil 21 are intentionally short-circuited, the electronic components constituting the undervoltage trip device are not damaged.
[0054]
74 is a series switch connected in series to the undervoltage trip coil 21. The undervoltage trip device of the circuit breaker having the series switch 74 is operated by the series switch 74 at normal time, that is, when the electric circuit 1 is not undervoltage. By opening the circuit, the current supplied to the undervoltage trip coil 21 is interrupted, and the tripping operation of the circuit breaker can be arbitrarily performed.
Even if the parallel switch 75 is inserted in parallel with the undervoltage trip coil 21 in place of the series switch 74 and the undervoltage trip coil 21 is short-circuited, the same operation as the above-described series switch 74 is performed. In this case, according to this embodiment, since the second constant voltage circuit 32 has a constant current function, the parallel switch 75 connected in parallel to the undervoltage trip coil 21 is insufficient. Even if the voltage trip coil 21 is short-circuited, no overcurrent flows.
Further, a terminal may be provided at the connection point of the series switch 74 or the parallel switch 75 so that the series switch 74 or the parallel switch 75 can be retrofitted.
[0055]
Reference numerals 65a, 65b and 65c denote resistors, and 76 denotes a changeover switch connected in series to the resistors 65a, 65b and 65c to perform a switching action. By switching the changeover switch 76, the output of the voltage maintaining circuit 57 is stopped. The maintenance time (t5) of the output circuit control unit 63 that maintains the drive of the undervoltage trip coil 21 can be set.
Even if the resistor 67 or the resistor 68 is a variable resistor and the reference voltage Vr2 is changed by changing the resistor, the sustain time (t5) can be set similarly.
[0056]
【The invention's effect】
Since the present invention is configured as described above, the following effects can be obtained.
[0057]
A first constant voltage circuit that maintains a voltage input from the electric circuit at a predetermined voltage; A capacitor for accumulating the output of the first constant voltage circuit, a second constant voltage circuit for maintaining the voltage of the capacitor at a predetermined voltage, and this Second An output circuit that supplies power from the constant voltage circuit and outputs an excitation signal to the undervoltage trip coil, a voltage determination circuit that determines whether or not the voltage of the electric circuit is an undervoltage, and an output signal of the voltage determination circuit The undervoltage trip device includes an output circuit control unit that outputs a control signal including a signal for holding the excitation of the undervoltage trip coil for a predetermined time to the output circuit. Has stable hysteresis characteristics with the voltage And as a result, Performs stable operation.
[0058]
Also, By configuring as described above, the voltage of the capacitor is supplied to the undervoltage trip coil via the second constant voltage circuit. Therefore, by setting the set value of the output voltage V2 of the second constant voltage circuit to the lowest voltage driven by the undervoltage trip coil, the undervoltage trip coil is directly used by the output voltage V1 of the first constant voltage circuit. Compared to driving the undervoltage trip coil for a long time , Since the drive can be maintained, the undervoltage trip device performs a stable time delay operation.
[0059]
In addition, the voltage determination circuit includes a reference voltage generation circuit that generates a determination reference voltage that is a determination reference when determining the voltage of the electric circuit, and the determination reference voltage is changed based on a signal output from the output circuit control unit. Therefore, hysteresis is obtained between the detection voltage (suction voltage) at which the voltage determination circuit changes from H output to L output and the detection voltage (falling voltage) from L output to H output, and the undervoltage trip device is Stable operation is performed.
[0060]
Further, since the reference voltage generation circuit has determination reference voltage adjustment means for adjusting the determination reference voltage, the drop voltage can be adjusted.
[0061]
Moreover, since the voltage determination circuit has input voltage adjustment means for adjusting the voltage input from the electric circuit to be compared with the determination reference voltage, the suction voltage can be adjusted.
[0062]
In addition, since the operation confirmation means for confirming the determination operation of the voltage determination circuit is provided, the operating point of the undervoltage trip device can be adjusted accurately and easily by adjusting the variable resistance while confirming the operation confirmation means. Can do.
[0063]
In addition, since at least one of a series switch connected in series between the output circuit and the undervoltage trip coil and a parallel switch connected in parallel to the undervoltage trip coil is provided, an optional circuit breaker A tripping operation can be performed.
[0064]
In addition, because it has current limiting means to limit the current flowing through the undervoltage trip coil, no overcurrent flows even when both ends of the undervoltage trip coil are short-circuited, so the undervoltage trip device is configured. The electronic parts that are used will not be damaged.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a circuit diagram showing an undervoltage trip device for a circuit breaker according to Embodiment 1 of the present invention.
FIG. 2 is a time chart showing the operation of the undervoltage trip device for the circuit breaker of FIG. 1;
FIG. 3 is a circuit diagram showing an undervoltage trip device for a circuit breaker according to Embodiment 2 of the present invention.
FIG. 4 is a circuit diagram showing an undervoltage trip device for a circuit breaker according to Embodiment 3 of the present invention.
FIG. 5 is a circuit diagram showing a conventional undervoltage trip device for a circuit breaker.
6 is a diagram showing a change in output and voltage of an undervoltage trip coil terminal with respect to a change in voltage of an electric circuit of the undervoltage trip device of the circuit breaker of FIG. 5;
[Explanation of symbols]
1 power supply, 21 undervoltage trip coil, 26 first constant voltage circuit,
32 second constant voltage circuit, 32a voltage current control circuit (current control means),
36 output circuit, 41 voltage determination circuit, 43a variable resistor (input voltage adjusting means),
51 reference voltage generation circuit, 54a variable resistance (judgment reference voltage adjusting means),
63 output circuit control unit, 69 operation checking means, 74 series switch,
75 Parallel switch.

Claims

In an undervoltage trip device for a circuit breaker having an undervoltage trip coil for tripping a circuit breaker installed in the circuit when the voltage of the circuit is below a predetermined voltage,
A first constant voltage circuit for maintaining a voltage input from the electric circuit at a predetermined voltage;
A capacitor for accumulating the output of the first constant voltage circuit;
A second constant voltage circuit for further maintaining the voltage of the capacitor at a predetermined voltage;
An output circuit for supplying power from the second constant voltage circuit and outputting an excitation signal to the undervoltage trip coil;
A voltage determination circuit for determining whether or not the voltage of the electric circuit is an insufficient voltage;
Predetermined time the undervoltage release coil based on the output signal of the voltage judging circuit, in Rukoto and an output circuit control unit that outputs to the output circuit a control signal including a signal for holding the excitation, the An undervoltage trip device for a circuit breaker, characterized in that a voltage of a capacitor is supplied to the undervoltage trip coil via the second constant voltage circuit .

A voltage determination circuit includes a reference voltage generation circuit that generates a determination reference voltage that is a determination reference when determining the voltage of the electric circuit,
The determination reference voltage, and undervoltage release of the circuit breaker according to claim 1, characterized in that it is varied based on the signal output from the output circuit controller device.

3. The circuit breaker undervoltage trip device according to claim 2 , wherein the reference voltage generation circuit includes a determination reference voltage adjusting means for adjusting the determination reference voltage.

The undervoltage trip device for a circuit breaker according to claim 2 or 3 , wherein the voltage determination circuit has input voltage adjustment means for adjusting a voltage input from an electric circuit to be compared with a determination reference voltage.

The undervoltage trip device for a circuit breaker according to any one of claims 1 to 4, further comprising operation confirmation means for confirming a determination operation of the voltage determination circuit.

2. A series switch connected in series between the output circuit and the undervoltage trip coil and a parallel switch connected in parallel to the undervoltage trip coil are provided. The circuit breaker undervoltage trip device according to claim 5.

The undervoltage trip device for a circuit breaker according to any one of claims 1 to 6, further comprising current limiting means for limiting a current flowing through the undervoltage trip coil.