JP2002199786A - 誘導電動機の過負荷検出装置と過負荷検出方法 - Google Patents

誘導電動機の過負荷検出装置と過負荷検出方法

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JP2002199786A
JP2002199786A JP2000392667A JP2000392667A JP2002199786A JP 2002199786 A JP2002199786 A JP 2002199786A JP 2000392667 A JP2000392667 A JP 2000392667A JP 2000392667 A JP2000392667 A JP 2000392667A JP 2002199786 A JP2002199786 A JP 2002199786A
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induction motor
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overload
detecting means
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Yoshiharu Hiraki
好春 平木
Yoshio Mizukami
芳夫 水上
Masami Nakada
昌巳 中田
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 構成が簡単でありコストが安価であるととも
に、信頼性も高い誘導電動機の過負荷検出装置と過負荷
検出方法を提供する。 【解決手段】 進相コンデンサCを有する誘導電動機1
0と、この誘導電動機10を駆動する駆動回路22とを
備える。誘導電動機10の電圧を検知する電圧検知手段
24と、この電圧検知手段24により検知された電圧に
所定の電圧変動が生じたことを検知する電圧変動検知手
段30とを備える。電圧検知手段24は、誘導電動機1
0の巻き線電圧ELまたは進相コンデンサCの電圧EC
を検知する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、誘導電動機に掛
かる過負荷を検出して、所定の保護動作を行わせること
ができる誘導電動機の過負荷検出装置と過負荷検出方法
に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、一般的な誘導電動機の過負荷検出
方法として、過負荷がかかったときに回転数が遅くなり
電動機に流れる電流が増加するので、その電流を検知し
て過負荷状態を検出するものがあった。また、誘導電動
機の回転数を検知して、異常に回転数が低下した場合に
過負荷状態であるとして過負荷検出するものもあった。
【0003】一方、住宅の雨戸等として用いられるシャ
ッタの開閉に用いられるモータとして、回転数の変動に
対して駆動電流の変動が少なく径の細い誘導電動機があ
る。しかし、この誘導電動機は駆動電流の変動が少ない
ため、駆動電流をモニタして過負荷を検知することがで
きず、上記回転数検知や他の機械的検地方法が必要であ
った。例えば、機械的な電動シャッタの異常検知方法と
しては、特開平9−310573号公報に開示されてい
る検出方法がある。この検出方法は、シャッタの降下中
にシャッタが異物を挟み込むと、その挟み込む力により
シャッタの側方に設けられたリンクが外側に向かって突
出し、シャッタの側方のガイドに沿って設けられた接点
をそのリンクにより閉じて、異常を検知し、非常停止ま
たは反転動作を行うようにしたものである。
【0004】また、シャッタの上下限においても、それ
を検知してモータを止める必要がある。この場合は、上
下限にリミットスイッチを設置してシャッタの端部がそ
の位置に達した場合にリミットスイッチによりモータ駆
動を停止させるものや、モータ軸の回転角度を機械的ま
たは電気的に検知して、設定値でモータを停止させる方
法等があった。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の技術の場
合、駆動電流の変動の少ないモータにおいて過負荷を検
知しようとすると、モータの回転数をモニタするか、上
記機械的検知方法を採用しなければならず、検出装置が
複雑でコストがかかるものであった。さらに、これらの
検知方法は、構成が複雑になるので、装置としての信頼
性を高めるにはさらにコストがかかるものであった。
【0006】また、シャッタの上下限においてモータを
停止させる場合も、上記と同様の問題点があった。
【0007】この発明は上記従来技術の問題点に鑑みて
なされたものであり、構成が簡単でありコストが安価で
あるとともに、信頼性も高い誘導電動機の過負荷検出装
置と過負荷検出方法を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】この発明は、進相コンデ
ンサを有する誘導電動機と、この誘導電動機を駆動する
駆動回路とを備えた誘導電動機の過負荷検出装置であっ
て、上記誘導電動機の電圧を検知する電圧検知手段と、
この電圧検知手段により検知された電圧に所定の電圧変
動が生じたことを検知する電圧変動検知手段とを備えた
誘導電動機の過負荷検出装置である。
【0009】また、上記電圧検知手段は、上記誘導電動
機の巻き線電圧を検知するものや、進相コンデンサの両
端電圧を検知するものである。上記誘導電動機は、建物
に取り付けられるシャッタのスラットの開閉を行うもの
である。さらに、上記誘導電動機は、上記スラットの巻
取りドラム内に同心的に設けられているものである。上
記誘導電動機は、回転数の変動に対して駆動電流の変動
が小さいものである。
【0010】またこの発明は、進相コンデンサを有する
誘導電動機と、この誘導電動機を駆動する駆動回路とを
備えた誘導電動機の過負荷検出方法において、上記誘導
電動機の電圧を検知する電圧検知手段を設け、この上記
電圧検知手段は、上記誘導電動機の電圧を半波整流する
整流回路と、その整流された半波のピーク電圧を検知す
るピーク検出手段とを備え、このピーク電圧検出手段に
より得られた信号をディジタル的に処理して、上記ピー
ク電圧に所定の電圧変動が生じた場合に、制御装置によ
り上記誘導電動機を停止させる誘導電動機の過負荷検出
方法である。
【0011】さらに、上記誘導電動機の巻き線電圧の所
定期間の平均値が所定値以上変動した場合、その時の電
源電圧も変動している場合は、その巻き線電圧の変動を
無視し、電源電圧が変動していないにも関わらず上記巻
き線電圧が変動している場合には、上記誘導電動機が過
負荷であると判断する誘導電動機の過負荷検出方法であ
る。
【0012】また、上記誘導電動機の駆動トルクは、上
記シャッタの開動作時は定格トルクで駆動し、閉動作時
は定格トルクよりも低い値で駆動するようにして過負荷
検出を行っても良いものである。
【0013】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態につ
いて図面に基づいて説明する。図1〜図4はこの発明の
一実施形態を示すもので、この実施形態の誘導電動機で
あるモータ10は、図1に示すように、住宅の雨戸等の
シャッタ12の開閉に用いられるものである。このシャ
ッタ12は、住宅の引き戸サッシ等の外側に設けられ、
一対の昇降用のガイド14,15間で、このガイド1
4,15に沿ってスラット16が上下方向に開閉する。
シャッタ12の上方には、スラット16を巻き上げて収
納する収納部18が建物に固定されて設けられ、収納部
18内に、スラット16を巻き付ける巻取りドラム20
が正逆に回動可能に設けられている。
【0014】モータ10は、この巻取りドラム20内に
同心的に設けられ、この巻取りドラム20を正逆転させ
る。モータ10には、このモータ10を正逆転させるモ
ータ駆動回路22が接続され、モータ駆動回路22に
は、このモータ10の巻き線L1またはL2の電圧を検
知する電圧検出手段である電圧検出装置24が接続され
ている。
【0015】モータ10に接続される配線は、図2に示
すように、商用電源26に接続された配線がスイッチS
Wを介して接点CWとCCWとにつながっている。接点
CWとCCWは、スイッチSWによりモータ10の正転
と逆転を切り換える接点である。
【0016】電圧検出装置24には、図2に示す場合、
モータ駆動回路22の巻き線L2の電圧が入力する。電
圧検出装置24は、検出用抵抗R1と半波整流回路34
を備え、半波整流回路34の出力が入力した制御装置3
0から成る。制御装置30は、半波整流回路34からの
入力をA/D変換するA/D変換器32を備えている。
【0017】なお、図2において、モータが正転する場
合(スイッチSWが接点CWに接続している場合)をシ
ャッタ12のスラット16が降下する場合とすると、シ
ャッタ12が開く場合、スイッチSWは接点CCWに接
続し、半波整流回路24には図示しない切替スイッチに
より巻き線L1の電圧が印加される。
【0018】この実施形態の誘導電動機の過負荷検出装
置の動作は、電圧検出回路24により半波整流された波
について、図3に示すように、制御装置30が所定のサ
ンプリング周波数でその時の電圧をディジタル的に制御
装置30内に取り込み、その半波のピーク電圧を記憶す
る。そして各半波のピーク電圧の変動を常時監視してい
る。
【0019】例えば、シャッタ12の閉動作においてス
ラット16の下端部に異物26が挟まった場合や、シャ
ッタ12の上下端に達した場合、図4に示すように、モ
ータ10の回転数が急激に低下し、モータ電流はほとん
ど変化しないが、進相コンデンサCの両端電圧ECもし
くは巻き線L1またはL2の電圧ELの交流電圧のピー
ク値が大きく下がる。従って、半波整流された電圧EL
のピーク値も大きく低下する。このピーク値の所定期間
の平均値が所定値以上変動した場合、モータ10の過負
荷状態であり、異物26をはさんでいるか、シャッタ1
2の上下端であるので、制御装置30は、スイッチSW
を開き、モータ10の駆動を停止する。
【0020】この時の過負荷状態であるとの判断のしき
い値は、商用電源26の電源電圧や周波数を考慮して、
シャッタ12の用途や大きさにより設定する。また、過
負荷状態の検出に際して商用電源26の電圧変動を考慮
する。電圧ELの所定期間の平均値が所定値以上変動し
た場合、例えば電源電圧の最高値またはその最高値の所
定期間の平均値等を参照して、電源電圧も変動している
場合は、その時の電圧ELの変動は無視する。一方、電
源電圧が変動していないにも関わらず電圧ELが変動し
ている場合に過負荷と判断する。電源26の電圧変動と
しては、エアコン等の投入時の瞬時電圧降下やトランス
においてリレー回路が切り替わった場合の瞬時停電があ
る。このような場合は制御装置30により、過負荷の判
定に際して無視することにより、過負荷検知のしきい値
を比較的低いものとすることができ、感度の高い過負荷
検出が可能となる。
【0021】また、モータ10の駆動トルクは、シャッ
タ12の開動作時は定格トルクで駆動し、閉動作時は定
格トルクよりも低い値で駆動するようにしても良い。こ
の時の駆動トルクは、スラット16の移動に必要な最小
限のトルクが好ましい。トルクの調整は、例えば、シャ
ッタ12の閉動作時には商用電源26とモータ10との
間に抵抗が入るようにスイッチで切り換えるものや、ト
ライアックを介してゲートの制御により印加電圧を調整
して行う。さらに、進相コンデンサCの容量を切り換え
ても良い。容量の切り換えは、シャッタ12の閉操作に
連動してスイッチにより進相コンデンサCに直列に他の
コンデンサが接続されるようにする。また、トルクを落
とす制御は、シャッタ12のスラット16が降下した後
の短い所定時間後に落とすようにしても良い。
【0022】これにより、シャッタ12の閉動作時にス
ラット16に人や物が挟まれたとしても、少ない抵抗で
モータ10が停止し、安全性が高いものである。
【0023】この実施形態の誘導電動機の過負荷検出装
置は、モータ10の巻き線L1,L2の電圧を検知して
モータ10の過負荷を検知するようにしたので、モータ
10の駆動電流が回転数に関わらず比較的一定な種類の
モータ10においても、確実な過負荷検出を行うことが
できる。特に、シャッタ12の開閉に用いるモータ10
に適用することにより、シャッタ12の開閉動作におい
て、異物26や人を挟んだりしても安全に確実にモータ
10の駆動を停止させることができ、シャッタ12の上
下端の検知とモータ10の停止も兼用することができ、
極めて簡単な構成により正確な動作を行うことができ
る。
【0024】なお、この発明の誘導電動機の過負荷検出
装置は、モータ駆動回路22の電圧検出装置24は、進
相コンデンサCの両端電圧を電圧検出手段に入力させ
て、上記と同様の動作を行わせても良い。またこの発明
の過負荷検出方法と装置は、シャッタ開閉用のモータ以
外に、日除けの開閉やその他の駆動装置に用いられるも
のでも良く、用途を限定しないものである。
【0025】
【発明の効果】この発明の誘導電動機の過負荷検出装置
と過負荷検出方法は、極めて簡単な構成で、確実な過負
荷検知を可能とし、装置の小型化及び低価格化に寄与す
るものである。また、構成が簡単であり、しかも機械的
可動部がなく、電気的な構成であることから、信頼性や
耐久性が高い。さらに、この発明の誘導電動機の過負荷
検出装置は、電圧の変動具合をチェックするものである
から、シャッタに適用した場合も、その大きさや種類に
より異なる駆動トルクの大きさに見合った電圧のしきい
値を各々設定する必要がなく、過負荷検出に融通性を持
たせることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施形態の誘導電動機の過負荷検
出装置を示す概略図である。
【図2】この実施形態の誘導電動機の過負荷検出装置の
モータ駆動回路を示す概略図である。
【図3】この実施形態の電圧検出装置の半波整流回路の
出力を示す図である。
【図4】この実施形態の誘導電動機の過負荷検出装置の
モータ特性を示す図である。
【符号の説明】
10 モータ 12 シャッタ 14,15 ガイド 16 スラット 18 収容部 20 巻取りドラム 22 モータ駆動回路 24 電圧検出装置 26 異物 30 制御装置 34 半波整流回路

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 進相コンデンサ(C)を有する誘導電
    動機(10)と、この誘導電動機(10)を駆動する駆
    動回路(22)とを備えた誘導電動機の過負荷検出装置
    において、上記誘導電動機(10)の電圧を検知する電
    圧検知手段(24)と、この電圧検知手段(24)によ
    り検知された電圧に所定の電圧変動が生じたことを検知
    する電圧変動検知手段(30)とを備えたことを特徴と
    する誘導電動機の過負荷検出装置。
  2. 【請求項2】 上記電圧検知手段(24)は、上記誘
    導電動機(10)の巻き線電圧を検知するこことを特徴
    とする請求項1記載の誘導電動機の過負荷検出装置。
  3. 【請求項3】 上記電圧検知手段(24)は、上記進
    相コンデンサ(C)の両端電圧を検知するこことを特徴
    とする請求項1記載の誘導電動機の過負荷検出装置。
  4. 【請求項4】 上記誘導電動機(10)は、建物に取
    り付けられるシャッタ(12)のスラット(16)の開
    閉を行うものであり、上記スラット(16)の巻取りド
    ラム(20)内に同心的に設けられていることを特徴と
    する請求項1記載の誘導電動機の過負荷検出装置。
  5. 【請求項5】 上記誘導電動機(10)は、回転数の
    変動に対して駆動電流の変動が小さいこことを特徴とす
    る請求項1記載の誘導電動機の過負荷検出装置。
  6. 【請求項6】 進相コンデンサ(C)を有する誘導電
    動機(10)と、この誘導電動機(10)を駆動する駆
    動回路(22)とを備えた誘導電動機の過負荷検出方法
    において、上記誘導電動機(10)の電圧を検知する電
    圧検知手段(24)を設け、この電圧検知手段(24)
    は、上記誘導電動機(10)の電圧を半波整流する整流
    回路(34)と、その整流された半波のピーク電圧を検
    知するピーク検出手段(30,32)とを備え、上記ピ
    ーク電圧に所定の電圧変動が生じた場合に、上記誘導電
    動機(10)を停止させることを特徴とする誘導電動機
    の過負荷検出方法。
  7. 【請求項7】 上記誘導電動機(10)の巻き線電圧
    の所定期間の平均値が所定値以上変動した場合、その時
    の電源(26)の電圧も変動している場合は、その巻き
    線電圧の変動を無視し、電源(26)の電圧が変動して
    いないにも関わらず上記巻き線電圧が変動している場合
    には、上記誘導電動機(10)が過負荷であると判断す
    ることを特徴とする請求項6記載の誘導電動機の過負荷
    検出方法。
  8. 【請求項8】 上記誘導電動機(10)の駆動トルク
    は、上記シャッタ(12)の開動作時は定格トルクで駆
    動し、閉動作時は定格トルクよりも低い値で駆動するこ
    とを特徴とする請求項6記載の誘導電動機の過負荷検出
    方法。
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