(57)【要約】【課題】エネルギー吸収部の発熱を低減することが可能なリフティングマグネット駆動回路を提供する【解決手段】本発明の一実施形態のリフティングマグネット駆動回路１Ｂは、高電位側電源と低電位側電源との間に順に直列に接続された第１及び第２のトランジスタ４１ａ，４１ｂと、高電位側電源と低電位側電源との間に順に直列に接続された第３及び第４のトランジスタ４１ｃ，４１ｄと、第１〜第４の整流素子４２ａ〜４２ｄとを有し、リフティングマグネット２の励磁及び消磁を制御するＨブリッジ回路部４と、高電位側電源と低電位側電源との間に接続され、互いに直列に接続された抵抗素子５１と容量素子５３とを有し、リフティングマグネット２の消磁を行う際にリフティングマグネット２に蓄積されたエネルギーを吸収するエネルギー吸収部５Ｂとを備える。【選択図】図１４
2010100437.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
リフティングマグネットの励磁及び消磁を行うリフティングマグネット駆動回路であって、
高電位側電源と低電位側電源との間に順に直列に接続された第１及び第２のトランジスタであって、その間のノードが前記リフティングマグネットの一端に接続される前記第１及び第２のトランジスタと、前記高電位側電源と前記低電位側電源との間に順に直列に接続された第３及び第４のトランジスタであって、その間のノードが前記リフティングマグネットの他端に接続される前記第３及び第４のトランジスタと、前記第１〜第４のトランジスタにそれぞれ並列に接続された第１〜第４の整流素子とを有し、前記リフティングマグネットの励磁及び消磁を制御するＨブリッジ回路部と、
前記高電位側電源と前記低電位側電源との間に接続され、互いに直列に接続された抵抗素子と容量素子とを有し、前記リフティングマグネットの消磁を行う際に前記リフティングマグネットに蓄積されたエネルギーを吸収するエネルギー吸収部と、
を備える、リフティングマグネット駆動回路。
【請求項２】
前記エネルギー吸収部は、前記抵抗素子に並列に接続され、前記低電位側電源から前記高電位側電源へ整流機能を有する吸収部用整流素子を更に有する、請求項１に記載のリフティングマグネット駆動回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リフティングマグネットの励磁及び消磁を行うリフティングマグネット駆動回路に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、荷役作業や建設作業等において鉄片を持ち上げるためのリフティングマグネットが知られている。リフティングマグネットとしては、工場等の設備となっているもののほか、車両に搭載されるものもある。リフティングマグネットを使用する際には、リフティングマグネットを励磁し、鉄片を吸着させて持ち上げる。そして、鉄片を解放する際には、リフティングマグネットを消磁する。
【０００３】
特許文献１には、リフティングマグネットの励磁及び消磁を行うリフティングマグネット駆動回路が記載されている。このリフティングマグネット駆動回路は、４つのトランジスタ及び４つのダイオードを有し、リフティングマグネットの励磁及び消磁を制御するＨブリッジ回路部と、このＨブリッジ回路部に並列に接続され、リフティングマグネットの消磁を行う際にリフティングマグネットに蓄積されたエネルギーを吸収するエネルギー吸収部とを備えている。
【０００４】
このエネルギー吸収部は、スイッチ素子と抵抗素子との直列回路を有しており、スイッチ素子を導通させることによって、リフティングマグネットに蓄積されたエネルギーを抵抗素子によって吸収する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−１１９１６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載のリフティングマグネット駆動回路では、エネルギー吸収部が高電位側電源と低電位側電源との間に接続されているので、エネルギー吸収部のスイッチ素子に異常動作があると、抵抗素子が発熱する可能性があり、所望の性能が得られなくなる虞がある。
【０００７】
例えば、スイッチ素子を導通させることができなくなってしまった場合、リフティングマグネットの消磁を行うことができず、リフティングマグネットの両端電圧が上昇し続けてしまう。すると、スイッチ素子が過電圧によってショート状態となってしまうことがある。その結果、エネルギー吸収部は高電位側電源と低電位側電源との間に接続されているので、抵抗素子に常時電流が流れることとなり、発熱が大きくなってしまうという問題がある。
【０００８】
そこで、本発明は、エネルギー吸収部の発熱を低減することが可能なリフティングマグネット駆動回路を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明のリフティングマグネット駆動回路は、リフティングマグネットの励磁及び消磁を行うリフティングマグネット駆動回路であって、高電位側電源と低電位側電源との間に順に直列に接続された第１及び第２のトランジスタであって、その間のノードがリフティングマグネットの一端に接続される第１及び第２のトランジスタと、高電位側電源と低電位側電源との間に順に直列に接続された第３及び第４のトランジスタであって、その間のノードがリフティングマグネットの他端に接続される第３及び第４のトランジスタと、第１〜第４のトランジスタにそれぞれ並列に接続された第１〜第４の整流素子とを有し、リフティングマグネットの励磁及び消磁を制御するＨブリッジ回路部と、高電位側電源と低電位側電源との間に接続され、互いに直列に接続された抵抗素子と容量素子とを有し、リフティングマグネットの消磁を行う際にリフティングマグネットに蓄積されたエネルギーを吸収するエネルギー吸収部とを備える。
【００１０】
このリフティングマグネット駆動回路によれば、エネルギー吸収部が、抵抗素子に直列に接続された容量素子を有しているので、抵抗素子に常時電流が流れることがなく、抵抗素子に対して直列にスイッチ素子を設ける必要がない。
【００１１】
また、このリフティングマグネット駆動回路によれば、エネルギー吸収部における抵抗素子と容量素子との直列回路によりリフティングマグネットの消磁を行うことができる。その際、リフティングマグネットのインダクタ成分と容量素子とにより共振が発生するので、リフティングマグネットの両端電圧の放電時間を短くすることができる。その結果、リフティングマグネット２の消磁時間を短くすることができ、鉄片を素早く解放することができる。
【００１２】
また、このリフティングマグネット駆動回路によれば、エネルギー吸収部は抵抗素子と容量素子との直列回路であるので、抵抗素子と容量素子とによってリフティングマグネットのエネルギーの消磁を分担して行うことができる。その結果、容量素子が蓄えるエネルギーを低減することができ、容量素子を小さくすることができる。
【００１３】
上記したエネルギー吸収部は、抵抗素子に並列に接続され、低電位側電源から高電位側電源へ整流機能を有する吸収部用整流素子を更に有していてもよい。
【００１４】
この構成によれば、上記したように、リフティングマグネットの残留磁気の消磁を行うために、リフティングマグネットに逆向きの電流を流す際に、吸収部用整流素子を用いることができるので、抵抗素子による損失を抑制しつつ、リフティングマグネットの残留磁気の消磁を効率よく行うことができる。
【００１５】
なお、リフティングマグネット駆動回路は、リフティングマグネットの励磁及び消磁を行うリフティングマグネット駆動回路であって、高電位側電源と低電位側電源との間に順に直列に接続された第１及び第２のトランジスタであって、その間のノードがリフティングマグネットの一端に接続される第１及び第２のトランジスタと、高電位側電源と低電位側電源との間に電気的に順に直列に接続された第３及び第４のトランジスタであって、その間のノードがリフティングマグネットの他端に接続される第３及び第４のトランジスタと、第１〜第４のトランジスタにそれぞれ並列に接続された第１〜第４の整流素子とを有し、リフティングマグネットの励磁及び消磁を制御するＨブリッジ回路部と、Ｈブリッジ回路部における第１のトランジスタの高電位側電源に接続された端子と第３のトランジスタの高電位側電源に接続された端子との間、及び、Ｈブリッジ回路部における第２のトランジスタの低電位側電源に接続された端子と第４のトランジスタの低電位側電源に接続された端子との間、のうちの何れか一方に接続された抵抗素子を有し、リフティングマグネットの消磁を行う際にリフティングマグネットに蓄積されたエネルギーを吸収するエネルギー吸収部とを備える形態であってもよい。
【００１６】
このリフティングマグネット駆動回路によれば、例えば、エネルギー吸収部における抵抗素子は、Ｈブリッジ回路部における第１のトランジスタの高電位側電源に接続された端子と第３のトランジスタの高電位側電源に接続された端子との間に接続された場合、リフティングマグネットの両端間にはＨブリッジ回路部における第１及び第３のトランジスタを介して接続され、高電位側電源と低電位側電源との間にはＨブリッジ回路部における第３及び第４のトランジスタを介して接続されることとなる。したがって、リフティングマグネットの両端電圧の上昇に起因して、第１及び第３のトランジスタが過電圧によりショート状態になっても、第４のトランジスタによって抵抗素子に常時電流が流れることを防止することができる。
【００１７】
一方、例えば、エネルギー吸収部における抵抗素子は、Ｈブリッジ回路部における第２のトランジスタの低電位側電源に接続された端子と第４のトランジスタの低電位側電源に接続された端子との間に接続された場合、リフティングマグネットの両端間にはＨブリッジ回路部における第２及び第４のトランジスタを介して接続され、高電位側電源と低電位側電源との間にはＨブリッジ回路部における第３及び第４のトランジスタを介して接続されることとなる。したがって、リフティングマグネットの両端電圧の上昇に起因して、第２及び第４のトランジスタが過電圧によりショート状態になっても、第３のトランジスタによって抵抗素子に常時電流が流れることを防止することができる。
【００１８】
上記したエネルギー吸収部は、高電位側電源と低電位側電源との間に接続された容量素子を更に有していてもよい。
【００１９】
この構成によれば、エネルギー吸収部における抵抗素子と容量素子との直列回路によりリフティングマグネットの消磁を行うことができる。その際、リフティングマグネットのインダクタ成分と容量素子とにより共振が発生するので、リフティングマグネットの両端電圧の放電時間を短くすることができる。その結果、リフティングマグネットの消磁時間を短くすることができ、鉄片を素早く解放することができる。
【００２０】
ここで、容量素子は、リフティングマグネットからのエネルギーを蓄えるように作用する。リフティングマグネットのサイズは多種であるので、大きなリフティングマグネットに合わせて容量素子を選択すると、容量素子が大きくなってしまう。しかしながら、この構成によれば、抵抗素子と容量素子との直列回路によりリフティングマグネットの消磁を行うことができるので、抵抗素子と容量素子とによってリフティングマグネットのエネルギーの消磁を分担して行うことができる。その結果、容量素子が蓄えるエネルギーを低減することができ、容量素子を小さくすることができる。
【００２１】
更に、この構成によれば、抵抗素子と、Ｈブリッジ回路と、リフティングマグネットとで閉ループを形成することができ、容量素子を用いずにリフティングマグネットの両端電圧の放電を行うことができる。その結果、大きなリフティングマグネットの消磁を行う際には、抵抗素子のみでリフティングマグネットの保持エネルギーを低下した後に、抵抗素子と容量素子との直列回路によってリフティングマグネットの消磁を行うことができる。したがって、リフティングマグネットの大きさに依存せず、容量素子をより小さくすることができる。
【００２２】
また、上記したエネルギー吸収部は、抵抗素子に並列に接続され、第１のトランジスタ側から第３のトランジスタ側へ、又は、第４のトランジスタ側から第２のトランジスタ側へ整流機能を有する吸収部用整流素子を更に有していてもよい。
【００２３】
リフティングマグネットはヒステリシス特性によって残留磁気を有することとなる。この残留磁気の消磁を行うためには、リフティングマグネットに逆向きの電流を流す必要がある。この構成によれば、リフティングマグネットに逆向きの電流を流す際に、吸収部用整流素子を用いることができるので、抵抗素子による損失を抑制しつつ、リフティングマグネットの残留磁気の消磁を効率よく行うことができる。
【００２４】
また、リフティングマグネット駆動回路は、リフティングマグネットの励磁及び消磁を行うリフティングマグネット駆動回路であって、高電位側電源と低電位側電源との間に順に直列に接続された第１及び第２のトランジスタであって、その間のノードがリフティングマグネットの一端に接続される第１及び第２のトランジスタと、高電位側電源と低電位側電源との間に順に直列に接続された第３及び第４のトランジスタであって、その間のノードがリフティングマグネットの他端に接続される第３及び第４のトランジスタと、第１〜第４のトランジスタにそれぞれ並列に接続された第１〜第４の整流素子とを有し、リフティングマグネットの励磁及び消磁を制御するＨブリッジ回路部と、Ｈブリッジ回路部における第３の整流素子に直列であって且つ第３の整流素子と共に第３のトランジスタに並列に、又は、Ｈブリッジ回路部における第４の整流素子に直列であって且つ第４の整流素子と共に第４のトランジスタに並列に、接続された抵抗素子を有し、リフティングマグネットの消磁を行う際にリフティングマグネットに蓄積されたエネルギーを吸収するエネルギー吸収部とを備える形態であってもよい。
【００２５】
このリフティングマグネット駆動回路によれば、例えば、エネルギー吸収部における抵抗素子は、Ｈブリッジ回路部における第３の整流素子に直列であって且つ第３の整流素子と共に第３のトランジスタに並列に接続された場合、リフティングマグネットの両端間にはＨブリッジ回路部における第１のトランジスタ及び第３の整流素子を介して接続され、高電位側電源と低電位側電源との間にはＨブリッジ回路部における第３の整流素子及び第４のトランジスタを介して接続されることとなる。したがって、リフティングマグネットの両端電圧の上昇に起因して、第１のトランジスタ及び第３の整流素子が過電圧によりショート状態になっても、第４のトランジスタによって抵抗素子に常時電流が流れることを防止することができる。
【００２６】
一方、例えば、エネルギー吸収部における抵抗素子は、Ｈブリッジ回路部におけるＨブリッジ回路部における第４の整流素子に直列であって且つ第４の整流素子と共に第４のトランジスタに並列に接続された場合、リフティングマグネットの両端間にはＨブリッジ回路部における第２のトランジスタ及び第４の整流素子を介して接続され、高電位側電源と低電位側電源との間にはＨブリッジ回路部における第３のトランジスタ及び第４の整流素子を介して接続されることとなる。したがって、リフティングマグネットの両端電圧の上昇に起因して、第２のトランジスタ及び第４の整流素子が過電圧によりショート状態になっても、第３のトランジスタによって抵抗素子に常時電流が流れることを防止することができる。
【００２７】
上記したエネルギー吸収部は、高電位側電源と低電位側電源との間に接続された容量素子を更に有していてもよい。
【００２８】
この構成によれば、エネルギー吸収部における抵抗素子と容量素子との直列回路によりリフティングマグネットの消磁を行うことができる。その際、リフティングマグネットのインダクタ成分と容量素子とにより共振が発生するので、リフティングマグネットの両端電圧の放電時間を短くすることができる。その結果、リフティングマグネットの消磁時間を短くすることができ、鉄片を素早く解放することができる。
【発明の効果】
【００２９】
本発明によれば、リフティングマグネット駆動回路において、エネルギー吸収部の発熱を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明に関連する第１の実施形態に係るリフティングマグネット駆動回路を示す回路図である。
【図２】図１に示すリフティングマグネット駆動回路における励磁動作モードでの電流の流れを示す図である。
【図３】図１に示すリフティングマグネット駆動回路における励磁動作モードでの電流の流れを示す図である。
【図４】図１に示すリフティングマグネット駆動回路における消磁動作モードでの電流の流れを示す図である。
【図５】図１に示すリフティングマグネット駆動回路における残留磁気の消磁動作モードでの電流の流れを示す図である。
【図６】本発明に関連する第２の実施形態に係るリフティングマグネット駆動回路を示す回路図である。
【図７】図６に示すリフティングマグネット駆動回路における励磁動作モードでの電流の流れを示す図である。
【図８】図６に示すリフティングマグネット駆動回路における励磁動作モードでの電流の流れを示す図である。
【図９】図６に示すリフティングマグネット駆動回路における消磁動作モードでの電流の流れを示す図である。
【図１０】図６に示すリフティングマグネット駆動回路における消磁動作モードでの電流の流れを示す図である。
【図１１】図６に示すリフティングマグネット駆動回路における残留磁気の消磁動作モードでの電流の流れを示す図である。
【図１２】容量素子のみを有するエネルギー吸収部によるリフティングマグネットの両端電圧の放電時間を示す図である。
【図１３】第２の実施形態のエネルギー吸収部によるリフティングマグネットの両端電圧の放電時間を示す図である。
【図１４】本発明の実施形態に係るリフティングマグネット駆動回路を示す回路図である。
【図１５】図１４に示すリフティングマグネット駆動回路における励磁動作モードでの電流の流れを示す図である。
【図１６】図１４に示すリフティングマグネット駆動回路における励磁動作モードでの電流の流れを示す図である。
【図１７】図１４に示すリフティングマグネット駆動回路における消磁動作モードでの電流の流れを示す図である。
【図１８】図１４に示すリフティングマグネット駆動回路における残留磁気の消磁各動作モードでの電流の流れを示す図である。
【図１９】本発明に関連する第４の実施形態に係るリフティングマグネット駆動回路を示す回路図である。
【図２０】本発明に関連する第５の実施形態に係るリフティングマグネット駆動回路を示す回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下、図面を参照して本発明の好適な実施形態［本発明の実施形態］及び本発明に関連する実施形態［本発明に関連する第１〜第２の実施形態］、［本発明に関連する第４〜第５の実施形態］について詳細に説明する。なお、各図面において同一又は相当の部分に対しては同一の符号を附すこととする。
［本発明に関連する第１の実施形態］
【００３２】
図１は、本発明に関連する第１の実施形態に係るリフティングマグネット駆動回路を示す回路図である。図１に示すリフティングマグネット駆動回路１は、リフティングマグネット２の励磁及び消磁を行う回路であって、直流変換部３と、Ｈブリッジ回路部４と、エネルギー吸収部５とを備えている。
【００３３】
直流変換部３は、３相交流電源ＡＣＧから供給された交流電圧ＶＡＣ１〜ＶＡＣ３を直流電圧ＶＤＣに変換する。直流変換部３は、正側出力端３ａ及び負側出力端３ｂを有しており、生成した直流電源電圧ＶＤＣを正側出力端３ａと負側出力端３ｂとの間に提供する。本実施形態では、正側出力端３ａが高電位側電源として機能し、負側出力端３ｂが低電位側電源として機能する。なお、直流変換部３は、単相交流電源からの交流電圧を直流電圧に変換する形態であってもよい。また、直流変換部３は必ずしも設けられる必要はない。この場合、正側出力端３ａと負側出力端３ｂとの間に、バッテリや直流発電機などから直流電圧を供給する。
【００３４】
本実施形態の直流変換部３は、６個のダイオード３１ａ〜３１ｆを含むブリッジ回路によって構成されており、三相全波整流を行う。具体的には、ダイオード３１ａ〜３１ｆのうち、ダイオード３１ａ及び３１ｂが直列に接続され、ダイオード３１ｃ及び３１ｄが直列に接続され、ダイオード３１ｅ及び３１ｆが直列に接続されている。また、ダイオード３１ａ及び３１ｂからなる組と、ダイオード３１ｃ及び３１ｄからなる組と、ダイオード３１ｅ及び３１ｆからなる組とは、互いに並列に接続されている。そして、これらのダイオードの組のカソード側の一端は正側出力端３ａに電気的に接続されており、アノード側の他端は負側出力端３ｂに電気的に接続されている。
【００３５】
また、ダイオード３１ａとダイオード３１ｂとの間には、３相交流電源ＡＣＧにおける一相の電源端子から延びる交流電源ライン１１ａが電気的に接続されている。ダイオード３１ｃとダイオード３１ｄとの間には、３相交流電源ＡＣＧにおける他の一相の電源端子から延びる交流電源ライン１１ｂが電気的に接続されている。ダイオード３１ｅとダイオード３１ｆとの間には、３相交流電源ＡＣＧにおける更に他の一相の電源端子から延びる交流電源ライン１１ｃが電気的に接続されている。なお、直流変換部は、これ以外にも例えばサイリスタを用いた純ブリッジ回路や、ダイオード及びサイリスタを用いた混合ブリッジ回路によって構成されてもよい。直流変換部が純ブリッジ回路や混合ブリッジ回路によって構成される場合、サイリスタは、図示しない位相制御回路によって所定の制御角で位相制御される。
【００３６】
Ｈブリッジ回路部４は、リフティングマグネット２の励磁及び消磁を制御する。Ｈブリッジ回路部４は、第１〜第４のｎ型トランジスタ４１ａ〜４１ｄと、該第１〜第４のトランジスタ４１ａ〜４１ｄそれぞれのドレイン−ソース間に電気的に接続された第１〜第４のダイオード（第１〜第４の整流素子）４２ａ〜４２ｄとを含むＨブリッジ回路によって構成されている。
【００３７】
具体的には、第１のトランジスタ４１ａのドレインは直流変換部３の正側出力端３ａに接続されており、第１のトランジスタ４１ａのソースは第２のトランジスタ４１ｂのドレインに接続されている。第２のトランジスタ４１ｂのソースは直流変換部３の負側出力端３ｂに接続されている。一方、第３のトランジスタ４１ｃのドレインは、エネルギー吸収部５を介して、直流変換部３の正側出力端３ａに接続されており、第３のトランジスタ４１ｃのソースは第４のトランジスタ４１ｄのドレインに接続されている。第４のトランジスタ４１ｄのソースは直流変換部３の負側出力端３ｂに接続されている。また、第１〜第４のダイオード４２ａ〜４２ｄのアノードは、それぞれ第１〜第４のトランジスタ４１ａ〜４１ｄのソースに接続されており、第１〜第４のダイオード４２ａ〜４２ｄのカソードは、それぞれ第１〜第４のトランジスタ４１ａ〜４１ｄのドレインに接続されている。そして、第１のトランジスタ４１ａのソース及び第２のトランジスタ４１ｂのドレインはリフティングマグネット２の一端に接続されており、第３のトランジスタ４１ｃのソース及び第４のトランジスタ４１ｄのドレインはリフティングマグネット２の他端に接続されている。
【００３８】
第１〜第４のトランジスタ４１ａ〜４１ｄ各々のゲートは図示しない制御回路に接続されており、第１〜第４のトランジスタ４１ａ〜４１ｄ各々におけるドレイン−ソース間の導通状態は、該制御回路から提供される制御電流（または制御電圧）によって制御される。
【００３９】
エネルギー吸収部５は、リフティングマグネット２の消磁を行う際にリフティングマグネット２に蓄積されたエネルギーを吸収するための回路部分である。エネルギー吸収部５は、直流変換部３の正側出力端３ａとＨブリッジ回路部４における第３のトランジスタ４１ｃのドレインとの間であって、Ｈブリッジ回路部４における第１のトランジスタ４１ａのドレインと第３のトランジスタ４１ｃのドレインとの間に接続されている。エネルギー吸収部５は、抵抗素子５１とダイオード（吸収部用整流素子）５２とを有する。
【００４０】
抵抗素子５１とダイオード５２とは並列に接続されており、これらの並列回路は、Ｈブリッジ回路部４における第１のトランジスタ４１ａのドレインと第３のトランジスタ４１ｃのドレインとの間に接続されている。具体的には、ダイオード５２のアノードは第１のトランジスタ４１ａのドレインに接続されており、ダイオード５２のカソードは第３のトランジスタ４１ｃのドレインに接続されている。なお、ダイオード５２は必要に応じて配置され、省略することも可能である。
【００４１】
次に、図２〜５を参照しながら、第１の実施形態のリフティングマグネット駆動回路１の動作を説明する。図２〜５は、図１に示すリフティングマグネット駆動回路における各動作モードでの電流の流れを示す図である。
（リフティングマグネットの励磁動作モード）
【００４２】
Ｈブリッジ回路部４における第１のトランジスタ４１ａ及び第４のトランジスタ４１ｄを導通させる。これによって、図２に示すように、直流変換部３の正側出力端３ａ、第１のトランジスタ４１ａ、リフティングマグネット２、第４のトランジスタ４２ｄ、直流変換部３の負側出力端３ｂに励磁電流Ｉ１が流れる。
【００４３】
次に、第１のトランジスタ４１ａを非導通とする。これによって、図３に示すように、リフティングマグネット２、第４のトランジスタ４１ｄ、第２のダイオード４２ｂに還流電流Ｉ２が流れる。その後、再び第１のトランジスタ４１ａを導通させる。これによって、図２に示すように、励磁電流Ｉ１が流れることとなる。
【００４４】
このように、第１のトランジスタ４１ａをスイッチングすることによって、リフティングマグネット２が励磁され、鉄片等を吸着して持ち上げることができる。なお、第１のトランジスタ４１ａのスイッチングの割合を調整することによって、リフティングマグネット２に印加する電圧を調整することができ、リフティングマグネット２に蓄積するエネルギーを調整することができる。これによって、例えば、鉄片の吸着の強度を調整することが可能となる。
（リフティングマグネットの消磁動作モード）
【００４５】
Ｈブリッジ回路部４における第１のトランジスタ４１ａ及び第４のトランジスタ４１ｄを非導通とし、リフティングマグネット２の両端電圧を反転させる。その後、第１のトランジスタ４１ａを導通させる。これによって、図４に示すように、リフティングマグネット２、第３のダイオード４２ｃ、エネルギー吸収部５における抵抗素子５１、第１のトランジスタ４１ａに還流電流、すなわち消磁電流Ｉ３が流れ、抵抗素子５１によってリフティングマグネット２に蓄積されたエネルギーが消費される。
【００４６】
これにより、リフティングマグネット２が消磁され、吸着していた鉄片等を解放することができる。
（リフティングマグネットの残留磁気の消磁動作モード）
【００４７】
ここで、リフティングマグネット２はヒステリシス特性によって残留磁気を有することとなる。そこで、Ｈブリッジ回路部４における第１のトランジスタ４１ａを非導通とすると共に、第２のトランジスタ４１ｂ及び第３のトランジスタ４１ｃを導通させる。これによって、図５に示すように、直流変換部３の正側出力端３ａ、エネルギー吸収部５におけるダイオード５２、第３のトランジスタ４１ｃ、リフティングマグネット２、第２のトランジスタ４１ｂ、直流変換部３の負側出力端３ｂに残留磁気の消磁電流Ｉ４が流れる。すなわち、リフティングマグネット２において消磁電流Ｉ３とは逆向きの残留磁気の消磁電流Ｉ４が流れる。
【００４８】
これにより、リフティングマグネット２が完全に消磁され、吸着していた鉄片等を解放することができる。
【００４９】
このように、第１の実施形態のリフティングマグネット駆動回路１によれば、例えば、リフティングマグネット２の両端間にはＨブリッジ回路部４における第１及び第３のトランジスタ４１ａ，４１ｃを介して接続され、直流変換部３の正側出力端（高電位側電源）３ａと負側出力端（低電位側電源）３ｂとの間にはＨブリッジ回路部４における第３及び第４のトランジスタ４１ｃ，４１ｄを介して接続されることとなる。したがって、リフティングマグネット２の両端電圧の上昇に起因して、第１及び第３のトランジスタ４１ａ，４１ｃが過電圧によりショート状態になっても、第４のトランジスタ４１ｄによって抵抗素子５１に常時電流が流れることを防止することができる。故に、第１の実施形態のリフティングマグネット駆動回路１によれば、異常動作時におけるエネルギー吸収部５の発熱を低減することが可能となる。
【００５０】
また、第１の実施形態のリフティングマグネット駆動回路１によれば、エネルギー吸収部５が抵抗素子５１に並列に接続されたダイオード（吸収部用整流素子）５２を有しているので、リフティングマグネット２の残留磁気の消磁を行う際に、ダイオード５２を介して残留磁気の消磁電流Ｉ４が流れ、抵抗素子５１による損失を抑制しつつ、リフティングマグネット２の残留磁気の消磁を効率よく行うことができる。
［本発明に関連する第２の実施形態］
【００５１】
図６は、本発明に関連する第２の実施形態に係るリフティングマグネット駆動回路を示す回路図である。図６に示すリフティングマグネット駆動回路１Ａは、リフティングマグネット駆動回路１においてエネルギー吸収部５に代えてエネルギー吸収部５Ａを備えている構成で第１の実施形態と異なっている。
【００５２】
エネルギー吸収部５Ａは、エネルギー吸収部５において容量素子５３を更に備えている構成でエネルギー吸収部５と異なっている。容量素子５３は、直流変換部３の正側出力端（高電位側電源）３ａと負側出力端（低電位側電源）３ｂとの間に接続されている。
【００５３】
次に、図７〜１１を参照しながら、第２の実施形態のリフティングマグネット駆動回路１Ａの動作を説明する。図７〜１１は、図６に示すリフティングマグネット駆動回路における各動作モードでの電流の流れを示す図である。
（リフティングマグネットの励磁動作モード）
【００５４】
第１の実施形態のリフティングマグネット駆動回路１Ａと同様に、Ｈブリッジ回路部４における第１のトランジスタ４１ａ及び第４のトランジスタ４１ｄを導通させる。これによって、図７に示すように、直流変換部３の正側出力端３ａ、第１のトランジスタ４１ａ、リフティングマグネット２、第４のトランジスタ４２ｄ、直流変換部３の負側出力端３ｂに励磁電流Ｉ１が流れる。
【００５５】
次に、第１のトランジスタ４１ａを非導通とする。これによって、図８に示すように、リフティングマグネット２、第４のトランジスタ４１ｄ、第２のダイオード４２ｂに還流電流Ｉ２が流れる。その後、再び第１のトランジスタ４１ａを導通させる。これによって、図７に示すように、励磁電流Ｉ１が流れることとなる。
【００５６】
このように、第１のトランジスタ４１ａをスイッチングすることによって、リフティングマグネット２が励磁され、鉄片等を吸着して持ち上げることができる。なお、第１のトランジスタ４１ａのスイッチングの割合を調整することによって、リフティングマグネット２に印加する電圧を調整することができ、リフティングマグネット２に蓄積するエネルギーを調整することができる。これによって、例えば、鉄片の吸着の強度を調整することが可能となる。
（リフティングマグネットの第１の消磁動作モード）
【００５７】
第１の実施形態のリフティングマグネット駆動回路１Ａと同様に、Ｈブリッジ回路部４における第１のトランジスタ４１ａ及び第４のトランジスタ４１ｄを非導通とし、リフティングマグネット２の両端電圧を反転させる。その後、第１のトランジスタ４１ａを導通させる。これによって、図９に示すように、リフティングマグネット２、第３のダイオード４２ｃ、エネルギー吸収部５Ａにおける抵抗素子５１、第１のトランジスタ４１ａに還流電流、すなわち消磁電流Ｉ３ａが流れ、抵抗素子５１によってリフティングマグネット２に蓄積されたエネルギーが消費される。
【００５８】
これにより、リフティングマグネット２が消磁され、リフティングマグネット２の両端電圧を低下させることができる。
（リフティングマグネットの第２の消磁動作モード）
【００５９】
次に、第１のトランジスタ４１ａを非導通とする。これによって、図１０に示すように、リフティングマグネット２、第３のダイオード４２ｃ、エネルギー吸収部５における抵抗素子５１、容量素子５３、第２のダイオード４２ｂに還流電流、すなわち消磁電流Ｉ３ｂが流れ、抵抗素子５１によってリフティングマグネット２に蓄積されたエネルギーの一部が消費されると共に、他のエネルギーが容量素子５３に蓄積される。
【００６０】
この際、リフティングマグネット２のインダクタ成分と容量素子５３とによって共振が発生し、リフティングマグネット２の両端電圧の放電が速まることとなる。
【００６１】
これにより、リフティングマグネット２が消磁され、吸着していた鉄片等を解放することができる。
（リフティングマグネットの残留磁気の消磁動作モード）
【００６２】
ここで、上記したように、リフティングマグネット２はヒステリシス特性によって残留磁気を有することとなる。そこで、Ｈブリッジ回路部４における第２のトランジスタ４１ｂ及び第３のトランジスタ４１ｃを導通させる。これによって、図１１に示すように、エネルギー吸収部５Ａにおける容量素子５３、ダイオード５２、第３のトランジスタ４１ｃ、リフティングマグネット２、第２のトランジスタ４１ｂに残留磁気の消磁電流Ｉ４が流れる。すなわち、容量素子５３に蓄積された電荷によって、リフティングマグネット２において消磁電流Ｉ３ａ，Ｉ３ｂとは逆向きの残留磁気の消磁電流Ｉ４が流れる。
【００６３】
これにより、リフティングマグネット２が完全に消磁され、吸着していた鉄片等を解放することができる。
【００６４】
このように、第２の実施形態のリフティングマグネット駆動回路１Ａでも、例えば、リフティングマグネット２の両端間にはＨブリッジ回路部４における第１及び第３のトランジスタ４１ａ，４１ｃを介して接続され、直流変換部３の正側出力端（高電位側電源）３ａと負側出力端（低電位側電源）３ｂとの間にはＨブリッジ回路部４における第３及び第４のトランジスタ４１ｃ，４１ｄを介して接続されることとなる。したがって、リフティングマグネット２の両端電圧の上昇に起因して、第１及び第３のトランジスタ４１ａ，４１ｃが過電圧によりショート状態になっても、第４のトランジスタ４１ｄによって抵抗素子５１に常時電流が流れることを防止することができる。故に、第２の実施形態のリフティングマグネット駆動回路１Ａによれば、異常動作時におけるエネルギー吸収部５Ａの発熱を低減することが可能となる。
【００６５】
また、第２の実施形態のリフティングマグネット駆動回路１Ａでも、エネルギー吸収部５Ａが抵抗素子５１に並列に接続されたダイオード（吸収部用整流素子）５２を有しているので、リフティングマグネット２の残留磁気の消磁を行う際に、ダイオード５２を介して残留磁気の消磁電流Ｉ４が流れ、抵抗素子５１による損失を抑制しつつ、リフティングマグネット２の残留磁気の消磁を効率よく行うことができる。
【００６６】
更に、第２の実施形態のリフティングマグネット駆動回路１Ａによれば、以下のような利点を得ることができる。
【００６７】
エネルギー吸収部５Ａにおける抵抗素子５１と容量素子５３との直列回路によりリフティングマグネット２の消磁を行うことができる。その際、リフティングマグネット２のインダクタ成分と容量素子５３とにより共振が発生するので、リフティングマグネット２の両端電圧の放電時間を短くすることができる。その結果、リフティングマグネット２の消磁時間を短くすることができ、鉄片を素早く解放することができる。
【００６８】
ここで、容量素子は、リフティングマグネット２からのエネルギーを蓄えるように作用する。リフティングマグネットのサイズは多種であるので、大きなリフティングマグネットに合わせて容量素子を選択すると、容量素子が大きくなってしまう。しかしながら、第２の実施形態のリフティングマグネット駆動回路１Ａによれば、抵抗素子５１と容量素子５３との直列回路によりリフティングマグネット２の消磁を行うことができるので、抵抗素子５１と容量素子５３とによってリフティングマグネット２のエネルギーの消磁を分担して行うことができる。その結果、容量素子５３が蓄えるエネルギーを低減することができ、容量素子５３を小さくすることができる。
【００６９】
更に、第２の実施形態のリフティングマグネット駆動回路１Ａによれば、抵抗素子５１と、Ｈブリッジ回路４と、リフティングマグネット２とで閉ループを形成することができ、容量素子５３を用いずにリフティングマグネット２の両端電圧の放電を行うことができる。その結果、大きなリフティングマグネット２の消磁を行う際には、抵抗素子５１のみでリフティングマグネット２の保持エネルギーを低下した後に、抵抗素子５１と容量素子５３との直列回路によってリフティングマグネットの消磁を行うことができる。したがって、リフティングマグネット２の大きさに依存せず、容量素子５３をより小さくすることができる。
【００７０】
以下では、リフティングマグネット駆動回路１Ａのエネルギー吸収部５Ａによるリフティングマグネット２の両端電圧の放電時間について検証する。
【００７１】
特許文献１に記載のエネルギー吸収部や、第１の実施形態のエネルギー吸収部５のように、抵抗素子のみを有するエネルギー吸収部では、時定数が大きく、リフティングマグネット２の両端電圧の放電時間が長いことは明らかである。また、特許文献１に記載の別のエネルギー吸収部のように、容量素子のみを有するエネルギー吸収部でも、時定数が大きく、リフティングマグネット２の両端電圧の放電時間が長くなってしまう。
【００７２】
図１２は、容量素子のみを有するエネルギー吸収部によるリフティングマグネットの両端電圧の放電時間を示す図である。図１２（ａ）には、容量素子のみを有するエネルギー吸収部５Ｘによるリフティングマグネット２の両端電圧の放電時間のシミュレーション結果が示されており、図１２（ｂ）には、図１２（ａ）のシミュレーション回路図が示されている。図１２（ｂ）において、リフティングマグネット２のサイズは、１５００／公称１７ｋＷ、定格電流７５Ａ、コイルインダクタンス４Ｈである。また、エネルギー吸収部５Ｘは、１８０００μＦの容量素子を１０個並列に有している。
【００７３】
図１２（ａ）によれば、リフティングマグネット２の放電電流が略０Ａになるまでの時間、すなわちリフティングマグネット２の両端電圧の放電時間が約６５０ｍｓであることがわかる。
【００７４】
一方、図１３は、第２の実施形態のエネルギー吸収部によるリフティングマグネットの両端電圧の放電時間を示す図である。図１３（ａ）には、第２の実施形態のエネルギー吸収部５Ａによるリフティングマグネット２の両端電圧の放電時間のシミュレーション結果が示されており、図１３（ｂ）には、図１３（ａ）のシミュレーション回路図が示されている。図１３（ｂ）において、リフティングマグネット２のサイズは、図１２におけるシミュレーションと同一である。また、エネルギー吸収部５Ａは、１０Ωの抵抗素子が２個並列に接続された抵抗素子５１と、ダイオード５２と、１８０００μＦの容量素子が２個直列に接続され、この直列回路が２個並列に接続された容量素子５３とを有している。
【００７５】
図１３（ａ）によれば、リフティングマグネット２の放電電流が略０Ａになるまでの時間、すなわちリフティングマグネット２の両端電圧の放電時間が約４５０ｍｓであり、図１２に示す容量素子のみを有するエネルギー吸収部５Ｘと比較して、短くなっていることがわかる。これは、リフティングマグネット２のインダクタ成分と容量素子５３とにより共振が発生することによる。
［本発明の実施形態］
【００７６】
図１４は、本発明の実施形態に係るリフティングマグネット駆動回路を示す回路図である。図１４に示すリフティングマグネット駆動回路１Ｂは、リフティングマグネット駆動回路１においてエネルギー吸収部５に代えてエネルギー吸収部５Ｂを備えている構成で第１の実施形態と異なっている。
【００７７】
エネルギー吸収部５Ｂは、直流変換部３の正側出力端（高電位側電源）３ａと負側出力端（低電位側電源）３ｂとの間に接続されている。エネルギー吸収部５Ｂは、抵抗素子５１と、ダイオード５２と、容量素子５３とを有している。
【００７８】
抵抗素子５１と容量素子５３とは、直流変換部３の正側出力端３ａと負側出力端３ｂとの間に直列に接続されており、ダイオード５２は抵抗素子５１に並列に接続されている。本実施形態では、ダイオード５２のアノードは直流変換部３の正側出力端３ａに接続されており、ダイオード５２のカソードは容量素子５３に接続されている。なお、ダイオード５２は必要に応じて配置され、省略することも可能である。
【００７９】
次に、図１５〜１８を参照しながら、本発明の実施形態のリフティングマグネット駆動回路１Ｂの動作を説明する。図１５〜１８は、図１４に示すリフティングマグネット駆動回路における各動作モードでの電流の流れを示す図である。
（リフティングマグネットの励磁動作モード）
【００８０】
Ｈブリッジ回路部４における第１のトランジスタ４１ａ及び第４のトランジスタ４１ｄを導通させる。これによって、図１５に示すように、直流変換部３の正側出力端３ａ、第１のトランジスタ４１ａ、リフティングマグネット２、第４のトランジスタ４２ｄ、直流変換部３の負側出力端３ｂに励磁電流Ｉ１が流れる。
【００８１】
次に、第４のトランジスタ４１ｄを非導通とする。これによって、図１６に示すように、リフティングマグネット２、第３のダイオード４２ｃ、第１のトランジスタ４１ａに還流電流Ｉ２が流れる。その後、再び第４のトランジスタ４１ｄを導通させる。これによって、図１５に示すように、励磁電流Ｉ１が流れることとなる。
【００８２】
このように、第４のトランジスタ４１ｄをスイッチングすることによって、リフティングマグネット２が励磁され、鉄片等を吸着して持ち上げることができる。なお、第４のトランジスタ４１ｄのスイッチングの割合を調整することによって、リフティングマグネット２に印加する電圧を調整することができ、リフティングマグネット２に蓄積するエネルギーを調整することができる。これによって、例えば、鉄片の吸着の強度を調整することが可能となる。
【００８３】
本実施形態では、第４のトランジスタ４１ｄをスイッチングしたが、第１及び第２の実施形態のように、第４のトランジスタ４１ｄに代えて第１のトランジスタ４１ａをスイッチングしてもよい。
（リフティングマグネットの消磁動作モード）
【００８４】
Ｈブリッジ回路部４における第１のトランジスタ４１ａ及び第４のトランジスタ４１ｄを非導通とし、リフティングマグネット２の両端電圧を反転させる。これによって、図１７に示すように、リフティングマグネット２、第３のダイオード４２ｃ、エネルギー吸収部５Ｂにおける抵抗素子５１、容量素子５３、第２のダイオード４２ｂに還流電流、すなわち消磁電流Ｉ３が流れ、抵抗素子５１によってリフティングマグネット２に蓄積されたエネルギーの一部が消費されると共に、他のエネルギーが容量素子５３に蓄積される。
【００８５】
この際、リフティングマグネット２のインダクタ成分と容量素子５３とによって共振が発生し、リフティングマグネット２の両端電圧の放電が速まることとなる。
【００８６】
これにより、リフティングマグネット２が消磁され、吸着していた鉄片等を解放することができる。
（リフティングマグネットの残留磁気の励磁動作モード）
【００８７】
ここで、上記したように、リフティングマグネット２はヒステリシス特性によって残留磁気を有することとなる。そこで、Ｈブリッジ回路部４における第２のトランジスタ４１ｂ及び第３のトランジスタ４１ｃを導通させる。これによって、図１８に示すように、エネルギー吸収部５Ｂにおける容量素子５３、ダイオード５２、第３のトランジスタ４１ｃ、リフティングマグネット２、第２のトランジスタ４１ｂに残留磁気の消磁電流Ｉ４が流れる。すなわち、容量素子５３に蓄積された電荷によって、リフティングマグネット２において消磁電流Ｉ３とは逆向きの残留磁気の消磁電流Ｉ４が流れる。
【００８８】
これにより、リフティングマグネット２が完全に消磁され、吸着していた鉄片等を解放することができる。
【００８９】
このように、本発明の実施形態のリフティングマグネット駆動回路１Ｂによれば、エネルギー吸収部５Ｂが、抵抗素子５１に直列に接続された容量素子５３を有しているので、抵抗素子５１に常時電流が流れることがなく、抵抗素子５１に対して直列にスイッチ素子を設ける必要がない。故に、本発明の実施形態のリフティングマグネット駆動回路１Ｂによれば、エネルギー吸収部５Ｂの発熱を低減することが可能となる。
【００９０】
また、本発明の実施形態のリフティングマグネット駆動回路１Ｂによれば、エネルギー吸収部５Ｂにおける抵抗素子５１と容量素子５３との直列回路によりリフティングマグネット２の消磁を行うことができる。その際、リフティングマグネット２のインダクタ成分と容量素子５３とにより共振が発生するので、リフティングマグネット２の両端電圧の放電時間を短くすることができる。その結果、リフティングマグネット２の消磁時間を短くすることができ、鉄片を素早く解放することができる。
【００９１】
また、本発明の実施形態のリフティングマグネット駆動回路１Ｂによれば、エネルギー吸収部５Ｂは抵抗素子５１と容量素子５３との直列回路であるので、抵抗素子５１と容量素子５３とによってリフティングマグネット１Ｂのエネルギーの消磁を分担して行うことができる。その結果、容量素子５３が蓄えるエネルギーを低減することができ、容量素子５３を小さくすることができる。
【００９２】
また、本発明の実施形態のリフティングマグネット駆動回路１Ｂによれば、エネルギー吸収部５Ａが抵抗素子５１に並列に接続されたダイオード（吸収部用整流素子）５２を有しているので、リフティングマグネット２の残留磁気の消磁を行う際に、ダイオード５２を介して残留磁気の消磁電流Ｉ４が流れ、抵抗素子５１による損失を抑制しつつ、リフティングマグネット２の残留磁気の消磁を効率よく行うことができる。
［本発明に関連する第４の実施形態］
【００９３】
図１９は、本発明に関連する第４の実施形態に係るリフティングマグネット駆動回路を示す回路図である。図１９に示すリフティングマグネット駆動回路１Ｃは、リフティングマグネット駆動回路１においてエネルギー吸収部５に代えてエネルギー吸収部５Ｃを備えている構成で第１の実施形態と異なっている。リフティングマグネット駆動回路１Ｃのその他の構成は、リフティングマグネット駆動回路１と同一である。
【００９４】
エネルギー吸収部５Ｃは、エネルギー吸収部５においてダイオード５２を備えず、抵抗素子５１のみを備えている点でエネルギー吸収部５と異なっている。抵抗素子５１は、Ｈブリッジ回路部４における第３の整流素子４２ｃに直列に接続されると共に、第３の整流素子４２ｃと共に第３のトランジスタ４１ｃに並列に接続されている。
【００９５】
このリフティングマグネット駆動回路１Ｃでも、リフティングマグネット駆動回路１と同様に、リフティングマグネット２の励磁、消磁及び残留磁気の消磁の際には、上記したリフティングマグネット２の励磁動作モード、消磁動作モード、残留磁気の消磁動作モードで動作することとなる（図２〜５参照）。ここで、リフティングマグネット駆動回路１Ｃによるリフティングマグネット２の残留磁気の消磁動作モードでは、直流変換部３の正側出力端３ａ、エネルギー吸収部５Cにおける第３のトランジスタ４１ｃ、リフティングマグネット２、第２のトランジスタ４１ｂ、直流変換部３の負側出力端３ｂに残留磁気の消磁電流Ｉ４が流れる点で、図５に示すリフティングマグネット駆動回路１によるリフティングマグネット２の残留磁気の消磁動作モードと異なる。その結果、リフティングマグネット２の残留磁気の消磁を行う際に、第３のトランジスタ４１ｃを介して残留磁気の消磁電流Ｉ４が流れ、抵抗素子５１による損失を抑制しつつ、リフティングマグネット２の残留磁気の消磁を効率よく行うことができる。
【００９６】
このように、第４の実施形態のリフティングマグネット駆動回路１Ｃによれば、エネルギー吸収部５におけるダイオード５２を備えることなく、第１の実施形態のリフティングマグネット駆動回路１と同様の利点を得ることができる。
【００９７】
すなわち、第４の実施形態のリフティングマグネット駆動回路１Ｃによれば、例えば、エネルギー吸収部５Ｃにおける抵抗素子５１は、リフティングマグネット２の両端間にはＨブリッジ回路部４における第１のトランジスタ４１ａ及び第３の整流素子４２ｃを介して接続され、直流変換部３の正側出力端（高電位側電源）３ａと負側出力端（低電位側電源）３ｂとの間にはＨブリッジ回路部４における第３の整流素子４２ｃ及び第４のトランジスタ４１ｄを介して接続されることとなる。したがって、リフティングマグネット２の両端電圧の上昇に起因して、第１のトランジスタ４１ａ及び第３の整流素子４２ｃが過電圧によりショート状態になっても、第４のトランジスタ４１ｄによって抵抗素子５１に常時電流が流れることを防止することができる。故に、第４の実施形態のリフティングマグネット駆動回路１Ｃによれば、異常動作時におけるエネルギー吸収部５Ｃの発熱を低減することが可能となる。
［本発明に関連する第５の実施形態］
【００９８】
図２０は、本発明に関連する第５の実施形態に係るリフティングマグネット駆動回路を示す回路図である。図２０に示すリフティングマグネット駆動回路１Dは、リフティングマグネット駆動回路１Cにおいてエネルギー吸収部５Cに代えてエネルギー吸収部５Dを備えている構成で第４の実施形態と異なっている。リフティングマグネット駆動回路１Dのその他の構成は、リフティングマグネット駆動回路１Cと同一である。
【００９９】
エネルギー吸収部５Dは、エネルギー吸収部５Cにおいて容量素子５３を更に備えている構成でエネルギー吸収部５Cと異なっている。容量素子５３は、直流変換部３の正側出力端（高電位側電源）３ａと負側出力端（低電位側電源）３ｂとの間に接続されている。
【０１００】
このリフティングマグネット駆動回路１Dでも、リフティングマグネット駆動回路１Ａと同様に、リフティングマグネット２の励磁、消磁及び残留磁気の消磁の際には、上記したリフティングマグネット２の励磁動作モード、第１及び第２の消磁動作モード、残留磁気の消磁動作モードで動作することとなる（図７〜１１参照）。ここで、リフティングマグネット駆動回路１Ｄによるリフティングマグネット２の残留磁気の消磁動作モードでは、エネルギー吸収部５Ｄにおける容量素子５３、第３のトランジスタ４１ｃ、リフティングマグネット２、第２のトランジスタ４１ｂに残留磁気の消磁電流Ｉ４が流れる点で、図１１に示すリフティングマグネット駆動回路１Ａによるリフティングマグネット２の残留磁気の消磁動作モードと異なる。その結果、リフティングマグネット２の残留磁気の消磁を行う際に、第３のトランジスタ４１ｃを介して残留磁気の消磁電流Ｉ４が流れ、抵抗素子５１による損失を抑制しつつ、リフティングマグネット２の残留磁気の消磁を効率よく行うことができる。
【０１０１】
このように、第５の実施形態のリフティングマグネット駆動回路１Ｄによれば、エネルギー吸収部５Ａにおけるダイオード５２を備えることなく、第２の実施形態のリフティングマグネット駆動回路１Ａと同様の利点をえることができる。
【０１０２】
すなわち、第５の実施形態のリフティングマグネット駆動回路１Ｄによれば、例えば、エネルギー吸収部５Ｄにおける抵抗素子５１は、リフティングマグネット２の両端間にはＨブリッジ回路部４における第１のトランジスタ４１ａ及び第３の整流素子４２ｃを介して接続され、直流変換部３の正側出力端（高電位側電源）３ａと負側出力端（低電位側電源）３ｂとの間にはＨブリッジ回路部４における第３の整流素子４２ｃ及び第４のトランジスタ４１ｄを介して接続されることとなる。したがって、リフティングマグネット２の両端電圧の上昇に起因して、第１のトランジスタ４１ａ及び第３の整流素子４２ｃが過電圧によりショート状態になっても、第４のトランジスタ４１ｄによって抵抗素子５１に常時電流が流れることを防止することができる。故に、第４の実施形態のリフティングマグネット駆動回路１Ｃによれば、異常動作時におけるエネルギー吸収部５Ｃの発熱を低減することが可能となる。
【０１０３】
また、エネルギー吸収部５Ｄにおける抵抗素子５１と容量素子５３との直列回路によりリフティングマグネット２の消磁を行うことができる。その際、リフティングマグネット２のインダクタ成分と容量素子５３とにより共振が発生するので、リフティングマグネット２の両端電圧の放電時間を短くすることができる。その結果、リフティングマグネット２の消磁時間を短くすることができ、鉄片を素早く解放することができる。
【０１０４】
また、第５の実施形態のリフティングマグネット駆動回路１Ｄによれば、抵抗素子５１と容量素子５３との直列回路によりリフティングマグネット２の消磁を行うことができるので、抵抗素子５１と容量素子５３とによってリフティングマグネット２のエネルギーの消磁を分担して行うことができる。その結果、容量素子５３が蓄えるエネルギーを低減することができ、容量素子５３を小さくすることができる。
【０１０５】
また、第５の実施形態のリフティングマグネット駆動回路１Ｄによれば、抵抗素子５１と、Ｈブリッジ回路４と、リフティングマグネット２とで閉ループを形成することができ、容量素子５３を用いずにリフティングマグネット２の両端電圧の放電を行うことができる。その結果、大きなリフティングマグネット２の消磁を行う際には、抵抗素子５１のみでリフティングマグネット２の保持エネルギーを低下した後に、抵抗素子５１と容量素子５３との直列回路によってリフティングマグネットの消磁を行うことができる。したがって、リフティングマグネット２の大きさに依存せず、容量素子５３をより小さくすることができる。
【０１０６】
なお、本発明は上記した本実施形態に限定されることなく種々の変形が可能である。例えば、Ｈブリッジ回路部４における第１〜第４のトランジスタ４１ａ〜４１ｄは、電界効果トランジスタに代えてバイポーラトランジスタであってもよく、更にはスイッチング機能を備えていればトランジスタ以外の素子でも代用可能である。また、直流変換部３におけるダイオード３１ａ〜３１ｆ、Ｈブリッジ回路部４における第１〜第４のダイオード４２ａ〜４２ｄ、及び、エネルギー吸収部５，５Ａ，５Ｂにおけるダイオード５２は、一方向に整流機能を備えていればダイオード以外の素子でも代用可能である。
【０１０７】
また、第１及び第２の実施形態では、エネルギー吸収部５，５Ａにおける抵抗素子５１とダイオード５２との並列回路は、Ｈブリッジ回路部４において、直流変換部３の正側出力端３ａ側に設けられたが、直流変換部３の負側出力端３ｂ側に設けられてもよい。
【０１０８】
具体的には、エネルギー吸収部５，５Ａにおける抵抗素子５１とダイオード５２との並列回路は、直流変換部３の負側出力端３ｂとＨブリッジ回路部４における第４のトランジスタ４１ｄのソースとの間であって、Ｈブリッジ回路部４における第２のトランジスタ４１ｂのソースと第４のトランジスタ４１ｄのソースとの間に接続されてもよい。この場合、ダイオード５２のアノードは第４のトランジスタ４１ｄのソースに接続され、ダイオード５２のカソードは第２のトランジスタ４１ｂのソースに接続される。
【０１０９】
このような構成によれば、例えば、エネルギー吸収部５，５Ａにおける抵抗素子５１は、リフティングマグネット２の両端間にはＨブリッジ回路部４における第２及び第４のトランジスタ４１ｂ，４１ｄを介して接続され、直流変換部３の正側出力端（高電位側電源）３ａと負側出力端（低電位側電源）３ｂとの間にはＨブリッジ回路部４における第３及び第４のトランジスタ４１ｃ，４１ｄを介して接続されることとなる。したがって、リフティングマグネット２の両端電圧の上昇に起因して、第２及び第４のトランジスタ４１ｂ，４１ｄが過電圧によりショート状態になっても、第３のトランジスタ４１ｃによって抵抗素子に常時電流が流れることを防止することができる。故に、異常動作時におけるエネルギー吸収部５，５Ａの発熱を低減することが可能となる。
【０１１０】
また、第４及び第５の実施形態では、エネルギー吸収部５Ｃ，５Ｄにおける抵抗素子５１は、Ｈブリッジ回路部４における第３の整流素子４２ｃに直列に接続されると共に、第３の整流素子４２ｃと共に第３のトランジスタ４１ｃに並列に接続されたが、Ｈブリッジ回路部４における第４の整流素子４２ｄに直列に接続されると共に、第４の整流素子４２ｄと共に第４のトランジスタ４１ｄに並列に接続されてもよい。
【０１１１】
このような構成によれば、例えば、エネルギー吸収部５Ｃ，５Ｄにおける抵抗素子５１は、リフティングマグネット２の両端間にはＨブリッジ回路部４における第２のトランジスタ４１ｂ及び第４の整流素子４２ｄを介して接続され、直流変換部３の正側出力端（高電位側電源）３ａと負側出力端（低電位側電源）３ｂとの間にはＨブリッジ回路部４における第３のトランジスタ４１ｃ及び第４の整流素子４２ｄを介して接続されることとなる。したがって、リフティングマグネット２の両端電圧の上昇に起因して、第２のトランジスタ４１ｂ及び第４の整流素子４２ｄが過電圧によりショート状態になっても、第３のトランジスタ４１ｃによって抵抗素子５１に常時電流が流れることを防止することができる。故に、異常動作時におけるエネルギー吸収部５Ｃ，５Ｄの発熱を低減することが可能となる。
【符号の説明】
【０１１２】
１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ…リフティングマグネット駆動回路、２…リフティングマグネット、３…直流変換部、３ａ…正側出力端（高電位側電源）、３ｂ…負側出力端（低電位側電源）、３１ａ〜３１ｆ…ダイオード、４…ブリッジ回路部、４１ａ〜４１ｄ…第１〜第４のトランジスタ、４２ａ-４２ｄ…第１〜第４のダイオード（第１〜第４の整流素子）、５，５Ａ，５Ｂ，５Ｃ，５Ｄ…エネルギー吸収部、５１…抵抗素子、５２…ダイオード、５３…容量素子。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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