JP2008113477A

JP2008113477A - Electronic thermal device

Info

Publication number: JP2008113477A
Application number: JP2006293468A
Authority: JP
Inventors: Shigeo Saito; 重男斉藤; Osamu Kinoshita; 治木下; Kosuke Tsubouchi; 耕介坪内
Original assignee: Fujitsu Telecom Networks Ltd
Current assignee: Fujitsu Telecom Networks Ltd
Priority date: 2006-10-30
Filing date: 2006-10-30
Publication date: 2008-05-15
Anticipated expiration: 2026-10-30
Also published as: JP4994788B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To improve the reliability of a monitoring function by using a small memory capacity, related to an electronic thermal protection device which conducts protection, by deducing the temperature rise of a load which is operated by being fed with a current. <P>SOLUTION: The electronic thermal device 1 protects a load device 10 by detecting a current fed to the load device 10 and deducing the temperature rise in the load device 10, on the basis of a squared value of the current. The electronic thermal device comprises a first operation part which accumulates the current fed to the load device 10 for a first period RT by squaring the detection current value detected at each detection period t; a memory 3 which holds the accumulated value by the first operation part for a second period ST; a second operation part which accumulates the accumulated value held by the memory 3 for the second period ST; and an operation part 2, including the function as a comparison part which outputs an alarm signal, when the accumulated value by the second operation part exceeds an alarm set value. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、電流を検出して、負荷装置の温度上昇を推定し、負荷装置が過熱状態とならないように保護する電子サーマル装置に関する。 The present invention relates to an electronic thermal device that detects a current, estimates a temperature rise of a load device, and protects the load device from being overheated.

交流電流又は直流電流を供給して駆動する交流又は直流のモータ等の負荷装置は、温度上昇により絶縁耐力が低下して、絶縁破壊等により焼損する可能性が高くなる。その場合に、負荷装置の温度を直接的に測定できない場合、負荷電流を検出して、消費電力の所定時間毎の累算値を求めると、この累算値は、所定時間内の消費電力量を示すことになり、その消費電力量に比例して温度が上昇するから、予め設定した値と比較し、測定累算値が設定値を超えると、負荷電流の制限又は遮断を行って、負荷装置の異常温度上昇を防止する電子サーマル装置が知られている。 A load device such as an AC or DC motor that is driven by supplying an AC current or a DC current has a reduced possibility that the dielectric strength decreases due to a temperature rise and is burned out due to a dielectric breakdown or the like. In that case, when the temperature of the load device cannot be measured directly, the load current is detected and the accumulated value of power consumption for each predetermined time is obtained. Since the temperature rises in proportion to the amount of power consumed, the load current is limited or cut off when the measured accumulated value exceeds the set value compared with the preset value. An electronic thermal device that prevents an abnormal temperature rise of the device is known.

図５は、従来例の電子サーマル装置の要部を示すもので、１００はモータ等の負荷装置、１０１は負荷装置の種類に対応した負荷電流を供給するインバータ又はコンバータの構成を有する電源装置、１０２はマイクロプロセッサ等からなる電子サーマル装置、１０３は電流センサ、１０４は電流検出回路、１０５はＡ／Ｄコンバータ、１０６は２乗演算部、１０７は累算演算部、１０８は比較部を示す。 FIG. 5 shows a main part of a conventional electronic thermal apparatus, in which 100 is a load apparatus such as a motor, 101 is a power supply apparatus having a configuration of an inverter or converter that supplies a load current corresponding to the type of the load apparatus, Reference numeral 102 denotes an electronic thermal apparatus including a microprocessor, 103 denotes a current sensor, 104 denotes a current detection circuit, 105 denotes an A / D converter, 106 denotes a square calculation unit, 107 denotes an accumulation calculation unit, and 108 denotes a comparison unit.

電源装置１０１は、電池等の直流電源を入力電源として示しているが、交流電源を入力電源とする構成の場合もあり、負荷装置１００の構成に対応して、直流又は交流の出力電圧／電流を供給する構成を有するものである。この電源装置１０１から負荷装置１００に供給する電流ｉを電流センサ１０３と電流検出回路１０４とにより検出した電流値Ｉを電子サーマル装置１０２に入力する。電子サーマル装置１０２は、検出したアナログの電流値ＩをＡ／Ｄコンバータ１０５によりサンプリング周期（検出周期ｔ）毎に、ディジタル信号Ｘに変換し、２乗演算部１０６により２乗演算してＸ^２を求める。この値は、負荷装置１００の抵抗成分を一定の値とすると、負荷装置１００に於ける消費電力に相当するものとなる。そして、累算演算部１０７により、リセット周期ＲＴ毎の累算処理（ΣＸ^２）行う。この累算値ΣＸ^２は、検出電流値の２乗を、リセット周期ＲＴにわたって時間積分したものとなるから、リセット周期ＲＴ内の消費電力量に相当する値を示す。この累算値ΣＸ^２とアラーム設定値Ａとを比較部１０８に於いて比較し、アラーム設定値Ａを超えると、負荷装置１００の消費電力量が増加して、その温度が上昇していると推定することができる。この場合、アラーム信号を電源装置１０１に入力することにより、負荷装置１００に供給する電流の制限又は遮断を行い、負荷装置１００の異常温度上昇を防止する。 The power supply device 101 shows a DC power supply such as a battery as an input power supply. However, there is a case where an AC power supply is used as an input power supply. Depending on the configuration of the load device 100, a DC or AC output voltage / current may be used. Is provided. A current value I detected by the current sensor 103 and the current detection circuit 104 for the current i supplied from the power supply device 101 to the load device 100 is input to the electronic thermal device 102. The electronic thermal apparatus 102 converts the detected analog current value I into a digital signal X at each sampling period (detection period t) by the A / D converter 105, square calculation by the square calculation unit 106, and X ^2. Ask for. This value corresponds to the power consumption in the load device 100 when the resistance component of the load device 100 is a constant value. Then, the accumulation calculation unit 107 performs accumulation processing (ΣX ² ) for each reset cycle RT. Since this accumulated value ΣX ² is obtained by time-integrating the square of the detected current value over the reset period RT, it indicates a value corresponding to the power consumption amount in the reset period RT. Comparing at the this accumulated value .SIGMA.X ² and alarm set value A to the comparator 108, exceeds the alarm set value A, and the power consumption of the load device 100 increases and its temperature is elevated Can be estimated. In this case, by inputting an alarm signal to the power supply device 101, the current supplied to the load device 100 is limited or cut off, and an abnormal temperature rise of the load device 100 is prevented.

又図６は、他の従来例の電子サーマル装置の要部を示すもので、図５と同一符号は同一名称部分を示し、１０９はメモリである。このメモリ１０９は、２乗演算部１０６により求めた値Ｘ^２を所定数ｎについて保持する容量を有するもので、Ａ／Ｄコンバータ１０５の変換周期を検出周期ｔとすると、メモリ１０９のｎ個の領域によって、ｔ×ｎ＝Ｔの時間にわたる２乗演算出力値が保持される。そして、時間的に１番古い２乗演算出力値を保持している領域に、期間Ｔ後の１番新しい２乗演算出力値を上書きする。累算演算部１０７は、メモリ１０９のｎ個の領域に保持されている２乗演算出力値を累算して、ｔ×ｎ＝Ｔの時間にわたる時間積分値を求め、その演算出力値を、比較部１０８に於いてアラーム設定値Ａと比較し、アラーム設定値Ａを超えると、負荷装置１００の消費電力量が増加して、その温度が上昇していると推定し、アラーム信号を電源装置１０１に入力する。それにより、電源装置１０１は負荷装置１００に供給する電流の制限又は遮断を行い、負荷装置１００の異常温度上昇を防止する。 FIG. 6 shows a main part of another conventional electronic thermal apparatus. The same reference numerals as those in FIG. 5 denote the same names, and 109 denotes a memory. The memory 109, the squaring unit value ^{X 2} obtained by 106 as it has a capacity for holding for a predetermined number n, when the conversion period of the A / D converter 105 and the detection period t, the memory 109 n pieces of Depending on the region, a square operation output value over a time of t × n = T is held. Then, the newest square calculation output value after the period T is overwritten in the area holding the oldest square calculation output value in terms of time. The accumulation calculation unit 107 accumulates square calculation output values held in n areas of the memory 109 to obtain a time integral value over a time of t × n = T, and calculates the calculation output value as The comparison unit 108 compares the alarm set value A with the alarm set value A. If the alarm set value A is exceeded, the power consumption of the load device 100 is increased and the temperature is estimated to rise. 101. As a result, the power supply device 101 limits or cuts off the current supplied to the load device 100 and prevents an abnormal temperature rise of the load device 100.

又インバータ駆動のモータに供給する電流と周波数とを基に、モータの実負荷量を求め、定格負荷量と実負荷量との差分を求め、その正又は負の極性の差分値を累算し、実負荷量が増大することにより累算値が増加する。この累算値と判定基準値を比較し、累算値が判定基準値を超えた時に、モータが過熱状態となったと推定して、電流制限又は電流遮断を行う保護手段が知られている（例えば、特許文献１参照）。 Based on the current and frequency supplied to the inverter-driven motor, the actual load amount of the motor is obtained, the difference between the rated load amount and the actual load amount is obtained, and the difference value of the positive or negative polarity is accumulated. The accumulated value increases as the actual load increases. A protection means is known that compares the accumulated value with a determination reference value, estimates that the motor has overheated when the accumulated value exceeds the determination reference value, and performs current limitation or current interruption ( For example, see Patent Document 1).

又モータに供給する電流を検出して、第１、第２の上限電流値と比較し、第１の上限電流値を所定時間継続して超えると、過負荷検出信号を表示し、第１の上限電流値より大きい第２の上限電流値を超える時間が所定時間継続すると、モータに供給する電流を遮断する電子サーマルと共に、モータの温度を検出する温度センサを設けて、モータを保護する手段も知られている（例えば、特許文献２参照）。又交流電源にコンバータを接続して直流に変換し、その直流をインバータに入力して３相交流に変換し、その３相交流電圧を３相のモータに供給して駆動する構成に於いて、インバータの出力電流に対して、第１の制限レベルと第２の制限レベルとを設定し、電子サーマル値を基に、制限レベルの切替えを行う手段が提案されている（例えば、特許文献３参照）。
特開平９−９６８４号公報特開２００５−２６２７９５号公報特開２００５−２６９８１４号公報 The current supplied to the motor is detected and compared with the first and second upper limit current values. When the first upper limit current value is continuously exceeded for a predetermined time, an overload detection signal is displayed. Means for protecting the motor by providing a temperature sensor for detecting the temperature of the motor together with an electronic thermal that cuts off the current supplied to the motor when the time exceeding the second upper limit current value greater than the upper limit current value continues for a predetermined time. It is known (see, for example, Patent Document 2). In addition, in a configuration in which a converter is connected to an AC power source and converted to DC, the DC is input to an inverter and converted to three-phase AC, and the three-phase AC voltage is supplied to a three-phase motor for driving. Means has been proposed for setting the first limit level and the second limit level for the output current of the inverter and switching the limit level based on the electronic thermal value (see, for example, Patent Document 3). ).
Japanese Patent Laid-Open No. 9-9684 JP-A-2005-262895 JP 2005-269814 A

電子サーマル装置は、演算機能を含むものであるから、マイクロプロセッサ等により構成し、負荷装置の電流検出値を基に演算して、負荷装置の過負荷等を監視するものであり、従って、負荷装置の種類等に対応して演算の為の設定値の変更等によって対応可能となる場合が一般的である。このような従来例の電子サーマル装置として、例えば、図５に示す従来例の構成に於いては、電流検出周期ｔ毎の２乗演算結果を順次累算した結果を保持するメモリ容量で済むものであるが、周期Ｔ毎に初期状態にリセットすることにより、周期Ｔ以上の期間の連続性がなく、負荷装置の監視機能として充分ではない問題がある。 Since the electronic thermal device includes a calculation function, the electronic thermal device is configured by a microprocessor or the like, and performs calculation based on the current detection value of the load device to monitor overload of the load device. In general, it is possible to respond by changing the set value for calculation corresponding to the type or the like. As such a conventional electronic thermal apparatus, for example, in the configuration of the conventional example shown in FIG. 5, a memory capacity for holding the result of sequentially accumulating the square calculation results for each current detection period t is sufficient. However, by resetting to the initial state every period T, there is a problem that there is no continuity of the period longer than the period T, which is not sufficient as a monitoring function of the load device.

この図５に示す従来例に対して、例えば、図６に示す従来例の構成に於いては、累算期間を、図５に示す場合と同一のＴとしたとしても、電流検出周期ｔ毎に時間シフトした状態で、ｔ×ｎ＝Ｔの周期にわたる累算値を求めるものであるから、周期Ｔ毎に累算を行うものではなく、電流検出周期ｔ毎の時間シフトによる時間積分を求めることにより、前周期に於ける影響を含めることになり、断続的ではなく、ほぼ連続した状態で負荷装置の監視を行うことができる。しかし、検出電流値の２乗値を、周期Ｔにわたって保持する為のメモリ容量を必要とし、周期Ｔを長くし、又は検出周期ｔを短くして、電子サーマル装置としての信頼性を向上する為には、メモリ容量を増大しなければならない問題がある。 In contrast to the conventional example shown in FIG. 5, for example, in the configuration of the conventional example shown in FIG. 6, even if the accumulation period is the same as that shown in FIG. In this state, the accumulated value over the period of t × n = T is obtained, so that accumulation is not performed every period T, but time integration is obtained by time shift every current detection period t. Thus, the influence in the previous period is included, and the load device can be monitored in a substantially continuous state, not intermittently. However, in order to improve the reliability as an electronic thermal device, a memory capacity for holding the square value of the detected current value over the period T is required, and the period T is lengthened or the detection period t is shortened. However, there is a problem that the memory capacity must be increased.

又電子サーマル装置のコスト低減の為には、１チップマイコンと称されるマイクロプロセッサを用いる構成が一般的であり、１チップ構成であるから、内蔵メモリの容量は、外付けメモリのように大容量の構成とすることは困難である。従って、前述の図６に示す構成の場合、周期Ｔ及び検出周期ｔは、内部メモリ容量によって制約を受ける問題がある。 In order to reduce the cost of the electronic thermal device, a configuration using a microprocessor called a one-chip microcomputer is common, and since the configuration is a one-chip configuration, the capacity of the built-in memory is as large as an external memory. It is difficult to configure a capacity. Therefore, in the case of the configuration shown in FIG. 6 described above, there is a problem that the period T and the detection period t are restricted by the internal memory capacity.

本発明は、前述の従来例の問題点を解決するものであり、制約されたメモリ容量に比較して、検出電流値の２乗値の累算期間を長く且つ検出周期を短くして、監視機能としての信頼性を向上することを目的とする。 The present invention solves the above-mentioned problems of the conventional example, and in comparison with the limited memory capacity, the accumulated period of the square value of the detected current value is lengthened and the detection period is shortened, and monitoring is performed. It aims at improving the reliability as a function.

本発明の電子サーマル装置は、負荷装置に供給する電流を検出して、その電流の２乗値を基に負荷装置の温度上昇を推定して、負荷装置を保護する為の電子サーマル装置であって、負荷装置に供給する電流を検出周期毎に検出した検出電流値を２乗して第１の期間にわたり累算する第１の演算部と、この第１の演算部による累算値を第２の期間にわたり保持するメモリと、このメモリに保持された第２の期間にわたる累算値を累算する第２の演算部と、この第２の演算部による累算値がアラーム設定値を超えた時にアラーム信号を出力する比較部とを備えている。 The electronic thermal device of the present invention is an electronic thermal device for protecting the load device by detecting the current supplied to the load device, estimating the temperature rise of the load device based on the square value of the current. A first arithmetic unit that squares a detected current value detected in each detection cycle and supplies the current supplied to the load device over a first period, and an accumulated value by the first arithmetic unit A memory held over a period of 2; a second operation unit for accumulating an accumulated value over a second period held in the memory; and an accumulated value by the second operation unit exceeds an alarm set value And a comparator for outputting an alarm signal when the alarm is detected.

又負荷装置の表面や周辺の温度を検出した温度検出信号を入力して、比較部に入力するアラーム設定値を、温度検出信号が温度の上昇を示す時に、低くするように選択するアラーム設定値選択回路を設けることができる。 Also, input the temperature detection signal that detects the temperature of the surface of the load device and the surroundings, and select the alarm setting value that is input to the comparison unit to be low when the temperature detection signal indicates an increase in temperature. A selection circuit can be provided.

又負荷装置を電動機とし、この電動機の回転数を検出して、この回転数の上昇に対応して検出周期を短くし、且つ第１の期間を短くするように周期を変更制御する周期設定値選択回路を設けることができる。 In addition, the load device is an electric motor, the rotation speed of the motor is detected, the detection cycle is shortened in response to the increase in the rotation speed, and the cycle setting value is controlled to change the cycle to shorten the first period. A selection circuit can be provided.

負荷装置に供給する電流を検出して、その２乗値をそのままメモリに保持させるものではなく、その２乗値を第１の期間にわたって累算した累算値をメモリに保持させることによって、少ないメモリ容量で、第１の期間と、メモリに保持できるデータ数との積に相当する長期間にわたる累算値を求めることができることにより、監視機能としての信頼性を向上することができる。 The current supplied to the load device is not detected and the square value is not held in the memory as it is, but the accumulated value obtained by accumulating the square value over the first period is held in the memory, so that it is small. Since the accumulated value over a long period corresponding to the product of the first period and the number of data that can be held in the memory can be obtained by the memory capacity, the reliability as the monitoring function can be improved.

本発明の電子サーマル装置は、図１を参照すると、負荷装置１０に供給する電流を検出して、その電流の２乗値を基に負荷装置１０の温度上昇を推定して、負荷装置１０を保護する為の電子サーマル装置１であって、負荷装置１０に供給する電流を検出周期ｔ毎に検出した検出電流値を２乗して第１の期間にわたり累算する第１の演算部と、この第１の演算部による累算値を第２の期間にわたり保持するメモリ３と、このメモリ３に保持された第２の期間にわたる累算値を累算する第２の演算部と、この第２の演算部による累算値がアラーム設定値を超えた時にアラーム信号を出力する比較部との機能を含む演算部２を備えている。 Referring to FIG. 1, the electronic thermal apparatus of the present invention detects the current supplied to the load device 10, estimates the temperature rise of the load device 10 based on the square value of the current, and sets the load device 10. A first arithmetic unit that protects the electronic thermal device 1 and squares the detected current value detected for each detection cycle t to the current supplied to the load device 10 and accumulates it over a first period; A memory 3 for holding the accumulated value by the first computing unit for a second period, a second computing unit for accumulating the accumulated value for the second period held in the memory 3, and the second The calculation unit 2 includes a function of a comparison unit that outputs an alarm signal when the accumulated value by the calculation unit 2 exceeds the alarm set value.

図１は、本発明の実施例１の説明図であり、１は電子サーマル装置、２は演算部（ＰＵ）、３は演算結果の保持等を行うリード、ライト可能のメモリ（ＲＡＭ）、４はプログラム等を格納したリード専用のメモリ（ＲＯＭ）、５は電流検出部、６は駆動制御部、１０は負荷装置としての交流電動機（Ｍ）、１１は電流検出器、１２はインバータ、１３はコンバータ、１４は交流電源、１５はコンデンサを示す。電子サーマル装置１は、１チップマイクロコンピュータの構成を有し、メモリ３，４は演算部２と共に１チップ上に形成された場合を示す。 FIG. 1 is an explanatory diagram of a first embodiment of the present invention, where 1 is an electronic thermal device, 2 is a calculation unit (PU), 3 is a read / writeable memory (RAM) that holds calculation results, and the like. Is a read-only memory (ROM) storing a program, 5 is a current detector, 6 is a drive controller, 10 is an AC motor (M) as a load device, 11 is a current detector, 12 is an inverter, 13 is A converter, 14 is an AC power source, and 15 is a capacitor. The electronic thermal apparatus 1 has a one-chip microcomputer configuration, and the memories 3 and 4 are formed on one chip together with the calculation unit 2.

負荷装置としての交流電動機１０に対する給電線は、単線として図示しているが、単相交流電動機の場合は２線による給電線、多相交流電動機の場合は相数に応じた数の線による給電線とするものであり、又直流電動機を負荷装置とする場合は、２線の給電線とする。又インバータ１２も交流電動機１０が単相であるか又は多相であるかに対応して、直流電圧を単相又は多相の交流電圧に変換する。又交流電動機１０の回転数を制御する為に、交流電圧の周波数を変更可能の構成とする。又交流電源１４は３相の場合を示し、この交流電源１４からの交流電圧をコンバータ１３により直流電圧に変換し、コンデンサ１５により平滑化やノイズ成分除去した直流電圧をコンバータ１２に供給する。又負荷装置として直流電動機を用いる場合は、インバータ１２を省略し、コンバータ１３の出力直流電圧を供給する構成とする。 The power supply line for the AC motor 10 as the load device is shown as a single line, but in the case of a single-phase AC motor, it is supplied by a 2-wire power supply line, and in the case of a multiphase AC motor, it is supplied by a number of lines corresponding to the number of phases. When using a DC motor as a load device, use two wires. The inverter 12 also converts a DC voltage into a single-phase or multi-phase AC voltage corresponding to whether the AC motor 10 is single-phase or multi-phase. In order to control the rotation speed of the AC motor 10, the frequency of the AC voltage can be changed. The AC power supply 14 shows a three-phase case. The AC voltage from the AC power supply 14 is converted into a DC voltage by the converter 13, and the DC voltage smoothed and removed by the capacitor 15 is supplied to the converter 12. When a DC motor is used as the load device, the inverter 12 is omitted and the output DC voltage of the converter 13 is supplied.

又電子サーマル装置１は、演算部２と、メモリ３，４と、電流検出部５と、駆動部６とを含む構成を有する場合を示し、交流電動機１０の負荷電流を電流検出器１１により検出して、電流検出部５に入力する。この電流検出部５は、検出電流を検出周期ｔ毎にサンプリングしてディジタル信号値に変換し、演算部２に入力する。演算部２は、２乗演算部と第１の演算部と第２の演算部と比較部との機能を少なくとも含むものであり、検出電流を２乗して第１の期間について累算し、その累算値をメモリ３に保持させる。この第１の期間の２乗値の累算値を順次第２の期間にわたってメモリ３に保持させ、この第２の期間内の累算値を求めて、アラーム設定値と比較し、アラーム設定値を超えた場合に、負荷装置としての交流電動機１０が過負荷状態と判定して、演算部２は、駆動部６にアラーム信号を加え、駆動部６はインバータ１２の動作の停止、出力周波数の低下、出力電圧又は電流の低下等の制御により、交流電動機１０の過負荷状態からの保護を行う。 Further, the electronic thermal apparatus 1 shows a case in which it has a configuration including a calculation unit 2, memories 3 and 4, a current detection unit 5, and a drive unit 6, and a load current of the AC motor 10 is detected by a current detector 11. And input to the current detector 5. The current detection unit 5 samples the detection current every detection cycle t, converts it into a digital signal value, and inputs the digital signal value to the calculation unit 2. The calculation unit 2 includes at least the functions of the square calculation unit, the first calculation unit, the second calculation unit, and the comparison unit, squares the detected current, accumulates the first period, The accumulated value is held in the memory 3. The accumulated value of the square value of the first period is sequentially held in the memory 3 over the second period, the accumulated value in the second period is obtained, compared with the alarm set value, and the alarm set value If the AC motor 10 as a load device is overloaded, the calculation unit 2 applies an alarm signal to the drive unit 6, and the drive unit 6 stops the operation of the inverter 12, and the output frequency The AC motor 10 is protected from an overload state by control such as a decrease, a decrease in output voltage or current.

前述の従来例と同様に、電流検出周期、即ち、電流検出部５に於けるディジタル信号に変換する為のサンプリング周期をｔとし、この周期ｔに於ける検出電流のディジタル値Ｘの２乗を求めて、この２乗値Ｘ^２を第１の期間ＲＴにわたって累算した累算値ΣＸ^２を、メモリ３に第２の期間ＳＴにわたって、順次最古の累算値を最新の累算値に更新することにより保持する。即ち、最新の第１の期間ＲＴの累算値を含めて、第２の期間ＳＴにわたって保持することになる。そして、第２の期間ＳＴにわたって保持した第１の期間ＲＴの累算値ΣＸ^２を累算する（Σ（ΣＸ^２））。この累算値Σ（ΣＸ^２）とアラーム設定値とを比較し、アラーム設定値を超えた場合、前述のように、交流電動機１０の消費電力量の増加により温度が上昇していると推定して、交流電動機１０の保護制御を行う。 As in the above-described conventional example, t is a current detection cycle, that is, a sampling cycle for conversion to a digital signal in the current detection unit 5, and the square of the digital value X of the detected current in this cycle t is The accumulated value ΣX ² obtained by accumulating the square value X ² over the first period RT is sequentially stored in the memory 3 over the second period ST, and the oldest accumulated value is sequentially changed to the latest accumulated value. Hold by updating. In other words, the accumulated value of the latest first period RT is held over the second period ST. Then, the accumulated value ΣX ² of the first period RT held over the second period ST is accumulated (Σ (ΣX ² )). This accumulated value Σ (ΣX ² ) is compared with the alarm set value, and when the alarm set value is exceeded, it is estimated that the temperature has risen due to the increase in power consumption of the AC motor 10 as described above. Then, protection control of the AC motor 10 is performed.

メモリ３は、１チップマイクロプロセッサの場合に、２５６バイト構成の場合が多く、その中の６４バイトが演算処理等に使用可能とすることができる。その為、例えば、図６に示す従来例に於いて、電流検出値を８ビット精度でディジタル信号に変換し、メモリの６４バイトの中の９バイトを演算処理用とすると、５５バイトの領域により８ビット構成の電流検出ディジタル値を、５５回分保持できることになる。これに対して、本発明に於いては、２乗値Ｘ^２は１６ビット構成となり、これを第１の期間ＲＴにわたって累算した累算値ΣＸ^２を例えば２４ビット構成とし、メモリの前述の６４バイトの領域の中の１０バイトの領域を演算用、残りの５４バイトの領域を２４ビット構成の累算値ΣＸ^２の保持用とすると、この累算値ΣＸ^２を１８回分保持することができる。この場合、電流検出値を、４６０８回分保持して、第２の期間ＳＴにわたる累算値を求めることができるから、メモリ容量を従来例と同一とし、且つ電流の検出周期を同一とした場合、累積期間を約８０倍以上長くして、負荷装置の監視の信頼性を向上することが可能となる。 In the case of a one-chip microprocessor, the memory 3 often has a 256-byte configuration, and 64 bytes can be used for arithmetic processing or the like. Therefore, for example, in the conventional example shown in FIG. 6, if the current detection value is converted into a digital signal with 8-bit accuracy and 9 bytes out of 64 bytes of memory are used for arithmetic processing, An 8-bit current detection digital value can be held 55 times. On the other hand, in the present invention, the square value X ² has a 16-bit configuration, and an accumulated value ΣX ² obtained by accumulating the square value X ² over the first period RT has a 24-bit configuration, for example. for calculating a 10-byte area within the 64-byte area, when the area of the remaining 54 bytes and holding the accumulated value .SIGMA.X ² of 24-bit configuration, to retain the accumulated value .SIGMA.X ² 18 times it can. In this case, since the current detection value can be held for 4608 times and the accumulated value over the second period ST can be obtained, if the memory capacity is the same as the conventional example and the current detection cycle is the same, It is possible to improve the reliability of monitoring of the load device by extending the accumulation period by about 80 times or more.

図２は、本発明の第１の実施例の機能説明図であり、２０は負荷装置、２１は負荷装置の構成に対応した電源装置としてのインバータ又はコンバータ、２２は電流センサと電流検出回路とからなる負荷電流検出部、２３は電子サーマル装置、２４は検出周期ｔのサンプリング周期でディジタル信号値に変換するＡ／Ｄコンバータ、２５は２乗演算部、２６は第１の周期ＲＴ（リセット周期）にわたって累算する第１の演算部、２７はメモリ、２８は第２の周期ＳＴにわたって累算する第２の演算部、２９は比較部を示す。 FIG. 2 is a functional explanatory diagram of the first embodiment of the present invention, in which 20 is a load device, 21 is an inverter or converter as a power supply device corresponding to the configuration of the load device, 22 is a current sensor and a current detection circuit, A load current detection unit comprising: 23, an electronic thermal device; 24, an A / D converter that converts a digital signal value at a sampling period of a detection period t; 25, a square operation unit; 26, a first period RT (reset period) ) Is a first calculation unit, 27 is a memory, 28 is a second calculation unit that accumulates over the second period ST, and 29 is a comparison unit.

電動機等の負荷装置２０の構成に対応した電源装置としてのインバータ又はコンバータ２１から供給する電流ｉを、負荷電流検出部２２により検出し、その検出した電流Ｉを電子サーマル装置２３に入力する。電子サーマル装置２３は、図１に示す電流検出部５に対応するＡ／Ｄコンバータ２４と、メモリ３に対応するメモリ２７と、演算部２に対応する２乗演算部２５、第１及び第２の演算部２６，２８、比較部２９とを含むもので、Ａ／Ｄコンバータ２４に於けるサンプリング周期を負荷電流の検出周期ｔとし、負荷電流検出部２２による検出電流Ｉをディジタル値Ｘに変換し、２乗演算部２５により２乗して消費電力値に相当する値とし、その２乗値Ｘ^２を第１の演算部２６により、第１の周期、即ち、累算値をリセットするリセット周期ＲＴにわたって累算し、この累算値ΣＸ^２をメモリ２７に順次保持する。即ち、累算値ΣＸ^２を、第１の期間ＲＴのｎ倍の第２の期間ＳＴにわたってそれぞれメモリ２７に保持するものであり、メモリ２７内のΣＸ^２ _１〜ΣＸ^２ _ｎとして図示するように保持する。そして、次の第２の周期ＳＴの最初の累算値により、前の周期ＳＴの最初の累算値を書き換えるようにして、メモリ２７により第２の周期ＳＴにわたる累算値を更新しながら保持する。 A current i supplied from an inverter or converter 21 as a power supply device corresponding to the configuration of the load device 20 such as an electric motor is detected by the load current detection unit 22, and the detected current I is input to the electronic thermal device 23. The electronic thermal apparatus 23 includes an A / D converter 24 corresponding to the current detection unit 5 illustrated in FIG. 1, a memory 27 corresponding to the memory 3, a square calculation unit 25 corresponding to the calculation unit 2, first and second components. The calculation units 26 and 28 and the comparison unit 29 are included. The sampling period in the A / D converter 24 is set as a load current detection period t, and the detection current I detected by the load current detection unit 22 is converted into a digital value X. Then, the square calculation unit 25 squares the value to correspond to the power consumption value, and the square value X ² is reset by the first calculation unit 26 to reset the first period, that is, the accumulated value. The accumulated value is accumulated over the period RT, and this accumulated value ΣX ² is sequentially held in the memory 27. That is, the accumulated value ΣX ² is held in the memory 27 over a second period ST that is n times the first period RT, and is shown as ΣX ² _{1 to} ΣX ² _n in the memory 27 as shown in the figure. Hold. Then, the first accumulated value of the previous period ST is rewritten with the first accumulated value of the next second period ST, and the accumulated value over the second period ST is updated and held by the memory 27. To do.

第２の演算部２８は、メモリ２７に保持された第２の周期ＳＴにわたる累算値ΣＸ^２を累算する。この累算値Σ（ΣＸ^２）を比較部２９に於いてアラーム設定値Ａと比較し、このアラーム設定値Ａを超えた場合、アラーム信号をインバータ又はコンバータ２１に入力して、負荷装置２０が温度上昇していると推測し、負荷電流ｉを遮断又は低減させて、負荷装置２０を過負荷状態から保護することができる。 The second calculation unit 28 accumulates the accumulated value ΣX ² over the second period ST held in the memory 27. The accumulated value Σ (ΣX ² ) is compared with the alarm set value A in the comparison unit 29. When the alarm set value A is exceeded, an alarm signal is input to the inverter or converter 21, and the load device 20 The load device 20 can be protected from an overload condition by estimating that the temperature is rising and interrupting or reducing the load current i.

図３は、本発明の実施例２の機能説明図であり、図２と同一符号は同一名称部分を示し、３０はアラーム設定値選択回路、３１は温度検出回路、３２は温度センサを示す。温度センサ３２は、負荷装置２０の表面温度、周囲温度、インバータ又はコンバータ２１の部品温度等の１個所又は複数個所の温度を検出できるように設け、検出信号を温度検出回路３１に入力し、この温度検出回路３１からアラーム設定値選択回路３０に温度検出信号を入力する。アラーム設定値選択回路３０は、温度検出回路３１から温度検出信号が温度上昇を示す場合、比較部２９に入力するアラーム設定値Ａを低下させる。それにより、負荷装置２０の周囲温度や表面温度等の上昇に合わせて、累算値Σ（ΣＸ^２）と比較部２９に於いて比較するアラーム設定値Ａを低下させる。それにより、負荷装置２０の温度が、電流による温度上昇の推定値を上回る可能性を含むことを加味して、過負荷状態からの保護を確実に行うことができる。 FIG. 3 is an explanatory diagram of functions of the second embodiment of the present invention. The same reference numerals as those in FIG. 2 denote the same names, 30 denotes an alarm set value selection circuit, 31 denotes a temperature detection circuit, and 32 denotes a temperature sensor. The temperature sensor 32 is provided so as to be able to detect the temperature of one place or a plurality of places such as the surface temperature of the load device 20, the ambient temperature, the component temperature of the inverter or converter 21, and the detection signal is input to the temperature detection circuit 31. A temperature detection signal is input from the temperature detection circuit 31 to the alarm set value selection circuit 30. The alarm set value selection circuit 30 decreases the alarm set value A input to the comparison unit 29 when the temperature detection signal from the temperature detection circuit 31 indicates a temperature increase. Thereby, the alarm set value A to be compared in the comparison unit 29 with the accumulated value Σ (ΣX ² ) is lowered in accordance with the increase in the ambient temperature, surface temperature, etc. of the load device 20. Thereby, in consideration of the possibility that the temperature of the load device 20 exceeds the estimated value of the temperature rise due to the current, protection from the overload state can be reliably performed.

図４は、本発明の実施例３の機能説明図であり、図２と同一符号は同一名称部分を示し、２０Ａは負荷装置としての電動機、２１Ａは電源装置としてのインバータ、３３は検出周期ｔ及びリセット周期（第１の期間）ＲＴを選択設定する周期設定値選択回路、３４は回転数検出回路、３５は回転数センサを示す。この実施例３は、電動機２０Ａを負荷装置として、電子サーマル装置２３により監視する場合を示し、電動機２０Ａは、回転数に対応して温度上昇特性が相違することになるから、電動機２０Ａの回転数を検出する回転数検出センサ３５と回転数検出回路３４とを設け、この回転数検出回路３４からの回転数検出信号を周期設定値選択回路３３に入力して、Ａ／Ｄコンバータ２４に於けるサンプリング周期、即ち、検出周期ｔの変更及び第１の演算部２６による累算周期、即ち、リセット周期ＲＴの変更を行う。例えば、電動機２０Ａを高速回転させる場合、電動機２０Ａとして高負荷状態であるとして、検出周期ｔを短くし、メモリ２７の領域が一定であるから、第１の期間ＲＴ内の累算値数が一定数となるように、リセット周期ＲＴを短くする。それにより、高負荷状態となる電動機２０Ａの状態監視を短時間間隔で行って、電流ｉの増加に対応した監視を可能とすることができる。又電動機の回転数（インバータ出力の周波数）に対する検出周期ｔによるエリアシングを防止することができ、より正確な電流検出を行うことができる。 FIG. 4 is a functional explanatory diagram of Embodiment 3 of the present invention. The same reference numerals as those in FIG. 2 denote the same parts, 20A is an electric motor as a load device, 21A is an inverter as a power supply device, and 33 is a detection cycle t. And a cycle setting value selection circuit for selectively setting a reset cycle (first period) RT, 34 is a rotation speed detection circuit, and 35 is a rotation speed sensor. The third embodiment shows a case where the electric thermal device 23 is monitored using the electric motor 20A as a load device. Since the electric motor 20A has different temperature rise characteristics corresponding to the rotational speed, the rotational speed of the electric motor 20A is different. Is provided with a rotation speed detection sensor 35 and a rotation speed detection circuit 34, and a rotation speed detection signal from the rotation speed detection circuit 34 is input to the cycle setting value selection circuit 33, and the A / D converter 24. The sampling period, that is, the detection period t is changed, and the accumulation period by the first calculation unit 26, that is, the reset period RT is changed. For example, when the electric motor 20A is rotated at a high speed, the detection cycle t is shortened and the area of the memory 27 is constant, assuming that the electric motor 20A is in a high load state, so the number of accumulated values in the first period RT is constant. The reset cycle RT is shortened so as to be a number. Thereby, the state monitoring of the electric motor 20A that is in a high load state can be performed at short time intervals, and monitoring corresponding to the increase in the current i can be made possible. Further, aliasing due to the detection cycle t with respect to the rotation speed of the motor (frequency of the inverter output) can be prevented, and more accurate current detection can be performed.

本発明の実施例１の説明図である。It is explanatory drawing of Example 1 of this invention. 本発明の実施例１の機能説明図である。It is function explanatory drawing of Example 1 of this invention. 本発明の実施例２の機能説明図である。It is function explanatory drawing of Example 2 of this invention. 本発明の実施例３の機能説明図である。It is function explanatory drawing of Example 3 of this invention. 従来例の要部説明図である。It is principal part explanatory drawing of a prior art example. 従来例の要部説明図である。It is principal part explanatory drawing of a prior art example.

Explanation of symbols

１電子サーマル装置
２演算部（ＰＵ）
３メモリ（ＲＡＭ）
４メモリ（ＲＯＭ）
５電流検出部
６駆動制御部
１０交流電動機（Ｍ）
１１電流検出器
１２インバータ
１３コンバータ
１４交流電源
１５コンデンサ
２０負荷装置
２１インバータ又はコンバータ
２２電流検出部
２３電子サーマル装置
２４Ａ／Ｄコンバータ
２５２乗演算部
２６第１の演算部
２７メモリ
２８第２の演算部
２９比較部
３０アラーム設定値選択回路
３１温度検出回路
３２温度センサ
３３周期設定値選択回路
３４回転数検出回路
３５回転数検出センサ
２０Ａ電動機
２１Ａインバータ 1 Electronic thermal device 2 Calculation unit (PU)
3 Memory (RAM)
4 Memory (ROM)
5 Current detection unit 6 Drive control unit 10 AC motor (M)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Current detector 12 Inverter 13 Converter 14 AC power supply 15 Capacitor 20 Load apparatus 21 Inverter or converter 22 Current detection part 23 Electronic thermal apparatus 24 A / D converter 25 Square calculation part 26 First calculation part 27 Memory 28 Second Arithmetic unit 29 Comparison unit 30 Alarm set value selection circuit 31 Temperature detection circuit 32 Temperature sensor 33 Period setting value selection circuit 34 Speed detection circuit 35 Speed detection sensor 20A Motor 21A Inverter

Claims

In an electronic thermal device for detecting a current supplied to a load device and estimating a temperature rise of the load device based on a square value of the current to protect the load device,
A first calculation unit that squares a detected current value detected for each detection cycle and supplies the current supplied to the load device over a first period;
A memory for holding the accumulated value by the first arithmetic unit over a second period;
A second operation unit for accumulating accumulated values over a second period held in the memory;
An electronic thermal apparatus comprising: a comparison unit that outputs an alarm signal when an accumulated value by the second calculation unit exceeds an alarm set value.

An alarm setting for inputting a temperature detection signal for detecting the temperature of the surface of the load device and the surroundings, and selecting an alarm setting value to be input to the comparison unit to be low when the temperature detection signal indicates an increase in temperature. 2. The electronic thermal apparatus according to claim 1, further comprising a value selection circuit.

Setting the load device as an electric motor, detecting the rotational speed of the electric motor, shortening the detection period corresponding to the increase in the rotational speed, and changing and controlling the period to shorten the first period 2. The electronic thermal apparatus according to claim 1, further comprising a value selection circuit.