JP2003219610A - モータ回転方向検知装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 キャンドモータ電源の電圧や周波数の影響お
よびインバータノイズの影響を受け難いキャンドモータ
回転方向検知装置を提供する。 【解決手段】 対の検出コイル33，34を、キャンドモー
タの電源周波数に同期して誘起される電圧の位相がπ／
４から３π／４異なる配置で、固定子鉄心の鉄心歯部に
巻回する。キャンドモータの回転方向に応じた対の検出
コイル33，34の誘起電圧の位相の進みおよび遅れを位相
差判別回路40で判別する。位相差判別回路40の出力信号
を指示器31で指示する。両検出コイル33，34にはキャン
ドモータ電源が印加せず、キャンドモータ電源の電圧や
周波数の影響を受け難い。キャンドモータの固定子巻線
と両検出コイル33，34との間の高周波インピーダンスが
高く、インバータノイズの影響を受け難い。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電源の電圧や周波
数の影響およびインバータノイズの影響を受け難い電気
式のモータ回転方向検知装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、一般に、キャンドモータは、主と
してポンプと一体的に結合されて回転シール部のないキ
ャンドモータポンプとして、漏洩が嫌われるポンプ取扱
液の移送に用いられている。

【０００３】このキャンドモータポンプは回転部が外部
へ露出していない構造であり、その回転方向を外部から
目視確認できない。

【０００４】そのため、キャンドモータポンプの回転方
向を確認する方法として、ポンプ取扱液を注入せずにキ
ャンドモータポンプを回転させて所謂空運転させ、ポン
プケーシングの吸込口からケーシング内のポンプ羽根車
の回転方向を直接目視する方法があるが、キャンドモー
タの軸受はポンプ取扱液を潤滑液として使用しているた
め、空運転をすると軸受に異常摩耗や焼付きが生じる問
題がある。

【０００５】特に、この傾向は大型機ほど顕著であり、
数秒の空運転で軸受が使用不能となる場合もあるため実
用的でない。

【０００６】また、キャンドモータポンプが既に配管さ
れている場合や、縦型のキャンドモータポンプなどのよ
うにケーシング吸込口からポンプ羽根車を目視できない
構造のものにおいては適用できない。

【０００７】一方、キャンドモータポンプを実運転しな
がら回転方向を確認する方法としては、正回転と逆回転
とによるポンプ吐出圧力や吐出流量の差異から、または
キャンドモータポンプの振動や騒音の差異から推定する
方法があるが、その差異が微妙で判定が困難な場合が多
く、キャンドモータを正逆に回転させて比較するために
電源の相順を切り換える作業を要し、加えて判定のため
に圧力計または流量計を特別に配管途中に設けたり、振
動計または騒音計を用意する必要がある。

【０００８】また、モータの電源端子に印加される三相
電源の相順を検相器にて検知することによって予め相順
と回転方向との関係が判っているキャンドモータの回転
方向を判定する方法もあるが、防爆構造のキャンドモー
タポンプのように危険雰囲気中に設置されるものにおい
ては端子箱を開けて検相作業をすることができないの
で、危険雰囲気外にある電源の相順を検相器にて確認
し、次にこの検知した個所とキャンドモータの電源端子
との間の電源ケーブルの接続関係を確認しなければなら
ず、作業が煩雑で誤り易い問題がある。

【０００９】そのため、キャンドモータポンプなどの回
転方向を確認する装置として、例えば、実公昭４７−１
４８０１号公報、実公昭４８−１２９６号公報、実公昭
４４−１８６４号公報、実公昭４１−６４９５号公報お
よび実公昭３８−２２６１８号公報に記載のように、透
明な覗き窓から回転軸の回転方向を直接または間接に目
視する構造が提案されているが、回転軸を直接目視する
ものは起動時など回転速度が極めて遅いときしか回転方
向が確認できず、覗き窓が汚れたりポンプ取扱液が不透
明の場合は回転軸の目視が困難であり、高圧力系や真空
系にある場合や防爆構造を要求される場合は覗き窓を設
けるために本体の構造を変更する必要があることなどの
問題がある。

【００１０】また、実公昭３６−２９３０３号公報や特
開昭５１−１６０８５号公報には、回転軸の一端部に取
着した永久磁石に非磁性体の端板を介在して対向する磁
性体を本体外面に回動自在に設け、この磁性体の回動方
向から回転軸の回転方向を確認する装置が提案されてい
るが、実公昭３６−２９３０３号公報の装置では起動時
など回転速度が極めて遅いとき以外は磁性体である磁針
が追従せず確認不能であり、特開昭５１−１６０８５号
公報の装置では構造が極めて複雑で組立に手数がかか
り、両者とも磁石に鉄粉などの磁性体異物が吸着されて
動作不良となる虞があり、装置を設けるために本体の構
造変更を必要とするなどの問題がある。

【００１１】そこで、特公昭５９−３１２９０号公報に
記載のように、三相交流の相順を判別する検相回路をキ
ャンドモータに内設することにより、キャンドモータの
回転方向を判別できるキャンドモータの運転監視装置が
提案されている。

【００１２】このキャンドモータの運転監視装置は、キ
ャンドモータの軸受摩耗検出装置とキャンドモータの回
転方向検知装置とを組み合わせたものであり、図８およ
び図９に示すように、キャンドモータ１の固定子鉄心２
の鉄心歯部３の対称位置に２個の検出コイル４，５が埋
設され、これら各検出コイル４，５に誘起される電圧の
基本波成分および回転子６の回転子溝７に起因する溝高
調波成分が互いに打ち消されるように両検出コイル４，
５が直列に接続されて第１の検出部８が構成されてい
る。

【００１３】また、三相交流キャンドモータの各電源端
子Ｒ，Ｓ，Ｔに抵抗ｒ₁，ｒ₂，ｒ₃，ｒ₄とリアクタンス
Ｘ₁，Ｘ₂とを有する検相回路９が接続され、電源端子
Ｒ，Ｓ間にはリアクタンスＸ₁と抵抗ｒ₁，ｒ₂との直列
回路が、電源端子Ｓ，Ｔ間にはリアクタンスＸ₂と抵抗
ｒ₃，ｒ₄との直列回路がそれぞれ接続されており、抵抗
ｒ₁，ｒ₂間の接続点Ａと抵抗ｒ₃，ｒ₄間の接続点Ｂとの
間に降圧トランス10の一次側が接続されて第２の検出部
11が構成されている。

【００１４】12はアノードを互いに接続した２個のダイ
オード13，14を有する合成回路で、各ダイオード13，14
のカソードはそれぞれ第１の検出部８の出力側の一端と
第２の検出部11の降圧トランス10の二次側の一端とに接
続され、合成回路12の出力端にアナログ電圧計15が接続
されている。

【００１５】そして、キャンドモータ１の逆回転時にお
ける第２の検出部11の出力電圧が、正回転時より大きく
なるように、かつキャンドモータ１の正常運転範囲にお
ける第１の検出部８の出力電圧より大きくなるように、
第１の検出部８と第２の検出部11とが設定されている。

【００１６】すなわち、第２の検出部11の出力電圧が、
三相交流の相順がＲ→Ｓ→Ｔとなる正相順のときに略ゼ
ロとなり、三相交流の相順がＴ→Ｓ→Ｒとなる逆相順の
ときに、キャンドモータ１の軸受が摩耗許容量に達した
ときの第１の検出部８の出力電圧より大きくなるよう
に、検相回路９の各抵抗ｒ₁，ｒ₂，ｒ₃，ｒ₄と各リアク
タンスＸ₁，Ｘ₂の値と降圧トランス10の変圧比とが設定
されている。

【００１７】このように構成したキャンドモータ１の運
転監視装置においては、両検出コイル４，５に誘起され
る電圧のうち電源周波数と同じ周波数の基本波成分は互
いに相殺され、回転子６の回転子溝７の数に回転子６の
回転数を乗じた周波数の溝高調波成分も互いに相殺され
るが、軸受が半径方向に摩耗して回転子６が半径方向に
移動すると、両検出コイル４，５に誘起される基本波成
分の変化は検知できないほど微小である反面、溝高調波
成分は一方が増大して他方が減少するのでその差が検出
電圧として現れ、軸受の半径方向摩耗の進行に連れて検
出電圧が増大してアナログ電圧計15に指示されるので、
軸受の半径方向摩耗が検出できる。

【００１８】そして、第２の検出部11の出力電圧は、キ
ャンドモータ１の正回転時には略ゼロであり、逆回転時
には軸受が摩耗許容量に達したときの第１の検出部８の
出力電圧より大きくなるように設定されており、合成回
路12の出力は第１の検出部８と第２の検出部11との出力
電圧の大きいほうが出力されるので、キャンドモータ１
の電源端子Ｒ，Ｓ，Ｔに印加される三相交流が正相順Ｒ
→Ｓ→Ｔのときにキャンドモータ１が正回転するように
予め固定子巻線16と電源端子Ｒ，Ｓ，Ｔとの接続を考慮
しておくことにより、アナログ電圧計15の指示値により
キャンドモータ１の正回転か逆回転かが検知できる。

【００１９】すなわち、キャンドモータ１を実運転して
アナログ電圧計15が正常値を示しておればキャンドモー
タ１が正常運転かつ正回転であり、アナログ電圧計15が
異常値を示しておればキャンドモータ１が異常運転また
は逆回転であるから、キャンドモータ１に印加される電
源の相順を逆にして再び運転し、アナログ電圧計15が正
常値を示しておれば正常運転かつ正回転であり、異常値
を示しておれば回転方向については判別できないが異常
運転であるので、異常運転に対する処置を施してから再
び回転方向を確認すれば良い。

【００２０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
キャンドモータ運転監視装置における回転方向検知装置
にも次のような問題がある。

【００２１】すなわち、検相回路９はキャンドモータ１
の電源端子Ｒ，Ｓ，Ｔに接続する構成であるため、検相
回路９の出力電圧が入力電圧および周波数によって大き
く変化し、キャンドモータ電源の周波数および電圧に応
じて抵抗ｒ₁，ｒ₂，ｒ₃，ｒ₄とリアクタンスＸ₁，Ｘ₂の
値が異なる種々の検相回路９を用意しなければならない
問題がある。

【００２２】また、高電圧のキャンドモータ１に対して
は、検相回路９の耐電圧の関係から検相回路９の入力側
に高電圧を低電圧に変換する降圧トランスを介在させな
いと適用できず実用的ではない問題がある。

【００２３】さらに、キャンドモータ電源に他の機械で
使用するインバータのノイズが混入する場合は、検相回
路９にノイズが侵入して誤動作することがあり、まして
やキャンドモータ１自体をインバータ駆動する場合は殆
ど機能しなくなる問題がある。

【００２４】なお、キャンドモータポンプのほか、キャ
ンドモータ攪拌機やキャンドモータブロアなどキャンド
モータを駆動源とする回転機械にも同様の問題があると
ともに、キャンドモータのほか、一般の三相交流電動機
についても同様の問題がある。

【００２５】本発明は、このような点に鑑みなされたも
ので、電源の電圧や周波数の影響およびインバータノイ
ズの影響を受け難く、モータの回転方向を確実に検知で
きるモータ回転方向検知装置を提供することを目的とす
る。

【００２６】

【課題を解決するための手段】請求項１記載のモータ回
転方向検知装置は、モータの電源周波数に同期して誘起
される電圧の位相が異なる配置でモータの固定子鉄心の
鉄心歯部に巻回された対の検出コイルと、前記モータの
回転方向に応じた前記対の検出コイルの誘起電圧の位相
の進みおよび遅れを判別する位相差判別回路と、この位
相差判別回路の出力信号を指示する指示器とを具備して
いるものである。

【００２７】そして、この構成では、両検出コイルにモ
ータ電源周波数に同期した基本波電圧が誘起され、検出
コイルを含むモータ回転方向検知装置にはモータ電源が
印加されないので、高電圧モータにも容易に適用可能と
する。また、モータの固定子巻線と両検出コイルとの間
の高周波インピーダンスが高いため、モータ電源に混入
した高周波は検出コイルに誘起されるものの誘起電圧は
激減され、従ってインバータノイズの影響を受け難い。

【００２８】請求項２記載のモータ回転方向検知装置
は、請求項１記載のモータ回転方向検知装置において、
対の検出コイルは、これら検出コイルに誘起されるモー
タの電源周波数に同期した電圧の位相がπ／４から３π
／４の範囲で異なるように配置したものである。

【００２９】そして、この構成では、モータの回転方向
に応じた対の検出コイルの誘起電圧の位相の進みおよび
遅れからモータの回転方向を確実に検知できる。

【００３０】請求項３記載のモータ回転方向検知装置
は、請求項１または２記載のモータ回転方向検知装置に
おいて、各検出コイルは、固定子鉄心の複数の鉄心歯部
に亘って巻回したものである。

【００３１】そして、この構成では、両検出コイルに誘
起されるモータの電源周波数に同期した基本波電圧と回
転子溝の影響による高調波電圧とに関して、基本波電圧
に対する高調波電圧の割合が低くなって高調波電圧が無
視し得る値となり、位相差判別回路が高調波電圧の影響
を殆ど受けず判別動作が確実になる。また、両検出コイ
ルに誘起される電圧が両検出コイルを固定子鉄心の１歯
部に巻回した場合に比べて数倍となり、検出コイルの巻
回数が少なくすんで、検出コイルの固定子溝への装着作
業が容易になる。

【００３２】請求項４記載のモータ回転方向検知装置
は、請求項１ないし３いずれか記載のモータ回転方向検
知装置において、対の検出コイルの一端を互いに接続し
て共通点とし、これら対の検出コイルの他端に抵抗とコ
ンデンサおよびインダクタのいずれか一方とを有する直
列回路の両端をそれぞれ接続し、その直列回路の抵抗と
コンデンサおよびインダクタのいずれか一方との接続点
と前記共通点との間に定電圧ダイオードを直列に介して
指示器としてアナログ電圧計を接続し、位相差判別回路
を前記抵抗と前記コンデンサおよびインダクタのいずれ
か一方と前記定電圧ダイオードとにて構成したものであ
る。

【００３３】そして、この構成では、位相差判別回路が
３個の電気部品のみで簡単かつ廉価に構成でき、しか
も、モータの電源電圧および電源周波数の変化に対して
位相差判別回路の抵抗とコンデンサおよびインダクタの
いずれか一方との値を変えなくても、モータの回転方向
を確実に検知可能とする。

【００３４】請求項５記載のモータ回転方向検知装置
は、請求項１ないし３いずれか記載のモータ回転方向検
知装置において、位相差判別回路としてデジタル方式の
位相比較器を備え、この位相比較器の一方の出力端にモ
ータの正回転を指示する指示器として発光ダイオードを
接続し、他方の出力端にモータの逆回転を指示する指示
器として発光ダイオードを接続したものである。

【００３５】そして、この構成では、電源の相順を入れ
換えなくてもモータの逆回転が発光ダイオードで明確に
指示し、モータの電源電圧および電源周波数のより大き
な変化に対してもモータの回転方向を確実に検知可能と
する。

【００３６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態を図
１ないし図６を参照して説明する。

【００３７】図１および図２は、本発明を、前記図８お
よび図９に示す従来例のように、軸受摩耗検出装置と回
転方向検知装置とを備え、両者の検出電圧をアナログ電
圧計に指示するキャンドモータ運転監視装置に適用した
一実施の形態を示す。

【００３８】先ず、軸受摩耗検出装置については、前記
図８および図９に示す従来例と同様に、モータとしての
２極のキャンドモータ21の固定子鉄心22の１つの鉄心歯
部23の軸方向全長に亘って巻回された２個の検出コイル
24，25が固定子鉄心22の対称位置に埋設され、この２個
の検出コイル24，25は各検出コイル24，25に誘起される
基本波成分および回転子26の回転子溝27に起因する溝高
調波成分が互いに打ち消されるように直列に接続されて
第１の検出部28が構成されている。

【００３９】そして、この第１の検出部28の出力端は合
成回路29の有する一方のダイオード30を介在して指示器
31としてのアナログ電圧計32が並列に接続されている。

【００４０】次に、回転方向検知装置の構成について説
明する。

【００４１】２極のキャンドモータ21の固定子鉄心22の
鉄心歯部23の軸方向全長に亘り、かつ複数の鉄心歯部23
間に亘って巻回された同巻数の２個の検出コイル33，34
が、本実施の形態においては５つの鉄心歯部23間に亘っ
て巻回された同巻数の２個の検出コイル33，34が機械角
でπ／２異なる位置、つまりキャンドモータ21の回転方
向に９０°異なる位置に配置されて埋設され、これら２
個の検出コイル33，34は各検出コイル33，34に誘起され
る基本波成分の位相が互いにπ／２異なるようにその一
端が共通点35として互いに接続されて第２の検出部36が
構成されている。

【００４２】両検出コイル33，34の他端は抵抗Ｒとコン
デンサＣとの直列回路の両端にそれぞれ接続され、この
直列回路の抵抗ＲとコンデンサＣとの接続点37が定電圧
ダイオード38と合成回路29の他方のダイオード39を介在
して指示器31としてのアナログ電圧計32に接続されてお
り、抵抗ＲとコンデンサＣとの直列回路および定電圧ダ
イオード38にて位相差判別回路40が構成されている。

【００４３】位相差判別回路40の抵抗ＲとコンデンサＣ
とは、キャンドモータ21に印加される電源周波数ｆに対
して、Ｒ≒１／（２πｆＣ）となる関係に設定されてい
る。

【００４４】そして、軸受摩耗検出装置に関しては、軸
受の半径方向摩耗が許容値に達したときに検出コイル2
4，25の誘起電圧によるアナログ電圧計32の指示値が略
最大値を示すように検出コイル24，25の巻数が予め設定
されている。回転方向検知装置に関しては、キャンドモ
ータ21が正回転のときに一方の検出コイル33に誘起され
る基本波成分が他方の検出コイル34に誘起される基本波
成分より位相がπ／２進むように両検出コイル33，34の
配置と両検出コイル33，34の接続方向が設定され、かつ
キャンドモータ21が正回転のときに位相差判別回路40の
検出電圧が略ゼロとなり、逆回転のときに位相差判別回
路40の検出電圧がキャンドモータ21の正常運転範囲にお
ける第１の検出部28の出力電圧より大きくなるように両
検出コイル33，34の巻数と定電圧ダイオード38のツェナ
ー電圧とが設定されている。

【００４５】なお、41は固定子鉄心22に形成された固定
子溝、42は固定子溝41に巻回装着された固定子巻線であ
る。

【００４６】次に、このように構成した実施の形態の作
用について説明する。

【００４７】軸受摩耗検出装置については、従来例の場
合と同様にして、両検出コイル24，25の誘起電圧のうち
基本波電圧は互いに相殺され、軸受の半径方向摩耗に連
れて生じる高調波電圧の差が検出電圧として現れ、この
検出電圧が合成回路29の一方のダイオード30を通じてア
ナログ電圧計32に入力されてアナログ電圧計32で指示さ
れる。

【００４８】回転方向検知装置については、第２の検出
部36としての両検出コイル33，34には、キャンドモータ
21に印加される電源周波数に同期した基本波成分に回転
子溝27に起因する溝高調波成分が重畳した電圧が誘起さ
れるが、両検出コイル33，34は５つの鉄心歯部23間に亘
って巻回されているので１つの鉄心歯部23に巻回される
場合に比べて高調波成分は極めて低く、実用上無視し得
る値である。

【００４９】すなわち、図３および図４は、検出コイル
33または検出コイル34をそれぞれ固定子鉄心22の１つの
鉄心歯部23および５つの鉄心歯部23間に亘って巻回した
場合において、６０Ｈｚの商用電源でキャンドモータ21
を運転したときの誘起電圧の波形を示す。図３のように
検出コイル33または検出コイル34を固定子鉄心22の１つ
の鉄心歯部23に巻回した場合は溝高調波電圧の波高値が
基本波電圧の約２０％であるが、図４のように検出コイ
ル33または検出コイル34を固定子鉄心22の５つの鉄心歯
部23に巻回した場合は溝高調波電圧の波高値が基本波電
圧の数％と大幅に低減している。

【００５０】そして、両検出コイル33，34に誘起される
基本波成分は位相が互いにπ／２ずれており、キャンド
モータ21が逆回転つまり図２において回転子26が時計回
り方向に回転する右回転のときは検出コイル33の誘起電
圧Ｖ1が検出コイル34の誘起電圧Ｖ2よりπ／２遅れるの
で、図５のベクトル図に示すように、両検出コイル33，
34の両端間の電圧はＶ3＝√2・Ｖ1＝√2・Ｖ2となり、
位相差判別回路40の抵抗ＲとコンデンサＣとの接続点37
と、共通点35との間の電圧Ｖ4もＶ4≒Ｖ3となる。な
お、ＶCはコンデンサＣの電圧、ＶRは抵抗Ｒの電圧であ
る。

【００５１】一方、キャンドモータ21が正回転つまり図
２において回転子26が反時計回り方向に回転する左回転
のときは検出コイル33の誘起電圧Ｖ1の位相が検出コイ
ル34の誘起電圧Ｖ2よりπ／２進むので、図６のベクト
ル図に示すように、両検出コイル33，34の両端間の電圧
はＶ3＝√2・Ｖ1＝√2・Ｖ2であるが、位相差判別回路4
0の抵抗ＲとコンデンサＣとの接続点37と、共通点35と
の間の電圧はＶ4≒０となる。

【００５２】そのため、第１の検出部28の検出電圧がゼ
ロである場合定電圧ダイオード38による電圧降下をＶd
とすると、キャンドモータ21が逆回転のときはＶ4−Ｖd
の検出電圧が合成回路29の他方のダイオード39を通じて
アナログ電圧計32に入力されてアナログ電圧計32で指示
され、正回転のときは検出電圧はゼロでアナログ電圧計
32の指示値もゼロである。

【００５３】さて、このようにして検出された第１の検
出部28の検出電圧と位相差判別回路40の検出電圧とが合
成回路29に入力されると、合成回路29の両ダイオード3
0，39の作用により、その大きな方が出力されてアナロ
グ電圧計32に指示される。

【００５４】すなわち、キャンドモータ21の逆回転時に
おける位相差判別回路40の検出信号が正回転時より大き
く、かつ軸受の半径方向摩耗が許容値に達したときの第
１の検出部28の検出信号より大きくなるように設定した
ので、キャンドモータ21を実運転してアナログ電圧計32
が正常値を示しておればキャンドモータ21が正常運転で
かつ正回転であり、アナログ電圧計32が異常値を示して
おればキャンドモータ21は異常運転または逆回転である
から、キャンドモータ21に印加される電源の相順を逆に
して再び運転し、アナログ電圧計32が正常値を示せばキ
ャンドモータ21は正常運転かつ正回転であり、異常値を
示せば回転方向については判別できないが異常運転であ
ることが判別できる。

【００５５】この場合は、異常運転に対する処置を施し
てから再び回転方向を検知すればよい。

【００５６】なお、キャンドモータ21に印加される電源
電圧が変動すると検出コイル33，34の誘起電圧も変化す
るので、正回転時における位相差判別回路40の抵抗Ｒと
コンデンサＣとの接続点37と、共通点35との間の電圧Ｖ
4が略ゼロから僅か増大するが、Ｖ4≦Ｖdである限り定
電圧ダイオード38の作用により位相差判別回路40の検出
電圧はゼロになる。

【００５７】同様に、キャンドモータ21に印加される電
源周波数の違いによる位相差判別回路40の抵抗Ｒとコン
デンサＣとの接続点37と、共通点35との間の電圧変化も
定電圧ダイオード38で吸収でき、５０Hz運転でも６０Hz
運転でも正回転時の位相差判別回路40の検出電圧をゼロ
にすることができる。

【００５８】従って、検出コイル33，34の出力電圧を高
く設定し、かつ定電圧ダイオード38のツェナー電圧を高
く設定することにより、位相差判別回路40の抵抗Ｒとコ
ンデンサＣの値を換えずとも広い範囲の電源電圧および
電源周波数の変化に対しても回転方向を検知することが
できる。

【００５９】また、検出コイル33，34は、従来例の検相
回路９のようにキャンドモータ１の電源電圧そのものが
印加されるものではなく、固定子巻線42と固定子鉄心22
および検出コイル33，34とで一種のトランスを形成する
ものであるため、キャンドモータ21の電源が高電圧であ
っても固定子巻線42と検出コイル33，34間の絶縁を強化
さえすれば何ら支障は生じない。

【００６０】加えて、固定子巻線42と固定子鉄心22およ
び検出コイル33，34から形成される一種のトランスは高
周波に対するインピーダンスが高いため、キャンドモー
タ21に印加される電源が矩形波のインバータ電源であっ
ても検出コイル33，34には正弦波に近い電圧が誘起さ
れ、回転方向検知に支障は生じず、位相差判別回路40の
抵抗ＲとコンデンサＣの値を換えずともキャンドモータ
21にインバータ電源を印加してその周波数を６０Hzから
５０Hzおよび４０Hzまで変化させたが回転方向検知装置
は正常に機能した。

【００６１】従って、従来例の場合のように、インバー
タノイズなどの高周波によって回転方向検知装置が誤動
作する問題は生じず、他の機械を駆動するインバータの
影響は勿論のこと、キャンドモータ21自体をインバータ
駆動しても回転方向検知機能が損なわれることはない。

【００６２】なお、前記実施の形態においては、両検出
コイル33，34の誘起電圧の位相差をπ／２に設定した
が、π／４から３π／４の間であれば、検出コイル33，
34の誘起電圧をより高く設定し、定電圧ダイオード38の
ツェナー電圧をより高く設定することにより略同様の機
能が得られるが、位相差はπ／２に近い方が検出コイル
33，34の出力電圧が低くてすむので検出コイル33，34の
巻回数が少なくてすみ、製作が容易で経済的である。

【００６３】なお、両検出コイル33，34に誘起される基
本波電圧の位相をπ／２異ならせるには、両検出コイル
33，34を２極のキャンドモータ21においては機械角でπ
／２（９０°）、４極のキャンドモータ21においてはπ
／４（４５°）または３π／４（１３５°）、６極のキ
ャンドモータ21においてはπ／６（３０°）、３π／６
（９０°）または５π／６（１５０°）異なるように配
置すればよい。

【００６４】また、前記実施の形態の位相差判別回路40
は抵抗ＲとコンデンサＣの直列回路と定電圧ダイオード
38との僅か３個の電気部品からなるので極めて構成が簡
単で廉価に提供できる。

【００６５】なお、キャンドモータ21に印加される電源
電圧の変動が少なく周波数も一定の場合には、抵抗Ｒと
コンデンサＣとの接続点37と、共通点35との間の電圧Ｖ
4が殆ど変動しないので、定電圧ダイオード38を省くこ
とができる。

【００６６】また、前記実施の形態のように両検出コイ
ル33，34を固定子鉄心22の５つの鉄心歯部23間に亘って
巻回するほか、１つの鉄心歯部23に巻回してもよいが、
この場合は検出コイル33，34の一巻き当りの誘起電圧が
小さくなるのでアナログ電圧計32を駆動するのに必要な
検出電圧を得るために検出コイル33，34の巻き数を増大
しなければならず、その分、固定子溝41に装着される固
定子巻線42と検出コイル33，34との固定子溝41の占積率
が高くなって検出コイル33，34の固定子溝41への装着作
業が難しくなり、加えて検出コイル33，34に誘起される
回転子溝27に起因する溝高調波電圧の比率が高くなって
回転方向検知が軸受の半径方向摩耗の影響を受けるため
に定電圧ダイオード38が必須となるなどの制限を受ける
ので、検出コイル33，34は複数の鉄心歯部23に亘って巻
回する方がよく、それもキャンドモータ21の固定子の極
ピッチに近いほど好ましい。

【００６７】また、前記実施の形態においては、両検出
コイル33，34を鉄心歯部23の軸方向全長に亘って巻回し
たが、鉄心歯部23の軸方向途中に切欠け部を形成して検
出コイル33，34を鉄心歯部23の軸方向端面から切欠け部
間に亘って巻回しても検出コイル33，34の誘起電圧は小
さくなるが同様の効果を奏する。

【００６８】さらにまた、位相差判別回路40の直列回路
は抵抗ＲとコンデンサＣとの組合せのほか、抵抗Ｒと図
示しないインダクタとの組合せで構成しても同様の作用
効果を得ることができる。

【００６９】また、回転方向をアナログ指示ではなくデ
ジタル指示させる場合にはデジタル方式の位相比較器に
よる位相差判別回路を用いればよい。

【００７０】図７は、位相差判別回路40としてデジタル
方式の位相比較器43を用いた回転方向検知装置を示し、
両検出コイル33，34にそれぞれ並列にダイオード44，45
を接続してデジタル方式の位相比較器43の入力端に接続
し、位相比較器43の両出力端にそれぞれ抵抗46，47を介
在して駆動用トランジスタ48，49のベースを接続し、各
駆動用トランジスタ48，49のエミッタに指示器50として
の発光ダイオード51，52および抵抗53，54を接続する。
そして、一方の検出コイル33の誘起電圧の位相が他方の
検出コイル34の誘起電圧に対して遅れているときは逆回
転を示す発光ダイオード52を点灯し、進んでいるときは
正回転を示す発光ダイオード51を点灯するように構成す
る。

【００７１】この実施の形態においては、軸受摩耗を検
出する第1の検出部28の指示器31に対して回転方向を検
知する第２の検出部36の指示器50が別個に設けられてい
るので、前記実施の形態のようにキャンドモータ21の逆
回転か軸受の異常摩耗かを判別するためにキャンドモー
タ電源の相順を入れ換える作業を要せずにキャンドモー
タ21の逆回転が検知でき、また、前記実施の形態と同様
にキャンドモータ21の電源が高電圧であっても支障を生
じず、インバータノイズの影響も殆ど受けず、加えてデ
ジタル方式の位相比較器43へ入力される各検出コイル3
3，34の誘起電圧が所定値以上であれば、前記実施の形
態よりもさらに広い範囲のキャンドモータ21の電源電圧
の変化および電源周波数の変化に対しても回転方向を確
実に検知することができる。

【００７２】なお、前記実施の形態では、キャンドモー
タ21に適用したが、キャンドモータ21に限らず、三相交
流電動機に適用しても同様の作用効果が得られる。

【００７３】

【発明の効果】請求項１記載のモータ回転方向検知装置
によれば、対の検出コイルをモータの電源周波数に同期
して誘起される電圧の位相が異なる配置でモータの固定
子鉄心の鉄心歯部に巻回し、位相差判別回路でモータの
回転方向に応じた対の検出コイルの誘起電圧の位相の進
みおよび遅れを判別してモータの回転方向を検知するの
で、モータ電源の電圧や周波数の影響およびインバータ
ノイズの影響を受け難く、モータの回転方向を確実に検
知できる。

【００７４】請求項２記載のモータ回転方向検知装置に
よれば、請求項１記載のモータ回転方向検知装置の効果
に加えて、対の検出コイルを、これら検出コイルに誘起
されるモータの電源周波数に同期した電圧の位相がπ／
４から３π／４の範囲で異なるように配置したので、モ
ータの回転方向に応じた対の検出コイルの誘起電圧の位
相の進みおよび遅れからモータの回転方向を確実に検知
できる。

【００７５】請求項３記載のモータ回転方向検知装置に
よれば、請求項１または２記載のモータ回転方向検知装
置の効果に加えて、各検出コイルを、固定子鉄心の複数
の鉄心歯部に亘って巻回したので、両検出コイルに誘起
されるモータの電源周波数に同期した基本波電圧と回転
子溝の影響による高調波電圧とに関して、基本波電圧に
対する高調波電圧の割合が低くなって高調波電圧が無視
し得る値となり、位相差判別回路が高調波電圧の影響を
殆ど受けず判別動作を確実にでき、さらに、両検出コイ
ルに誘起される電圧が両検出コイルを固定子鉄心の１歯
部に巻回した場合に比べて数倍となり、検出コイルの巻
回数が少なくすんで、固定子溝への検出コイルの装着作
業を容易にできる。

【００７６】請求項４記載のモータ回転方向検知装置に
よれば、請求項１ないし３いずれか記載のモータ回転方
向検知装置の効果に加えて、位相差判別回路を抵抗とコ
ンデンサおよびインダクタのいずれか一方と定電圧ダイ
オードとの３個の電気部品のみで簡単かつ廉価に構成で
き、しかも、モータの電源電圧および電源周波数の変化
に対して位相差判別回路の抵抗とコンデンサおよびイン
ダクタのいずれか一方との値を変えなくても、モータの
回転方向を確実に検知できる。

【００７７】請求項５記載のモータ回転方向検知装置に
よれば、請求項１ないし３いずれか記載のモータ回転方
向検知装置の効果に加えて、位相差判別回路としてデジ
タル方式の位相比較器を備え、この位相比較器の一方の
出力端にモータの正回転を指示する指示器として発光ダ
イオードを接続し、他方の出力端にモータの逆回転を指
示する指示器として発光ダイオードを接続したので、電
源の相順を入れ換えなくてもモータの逆回転が発光ダイ
オードによって明確に確認でき、モータの電源電圧およ
び電源周波数のより大きな変化に対してもモータの回転
方向を確実に検知できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態を示すキャンドモータ回
転方向検知装置の回路図である。

【図２】同上キャンドモータの断面図である。

【図３】同上検出コイルを固定子鉄心の１つの鉄心歯部
に巻回した場合の波形図である。

【図４】同上検出コイルを固定子鉄心の５つの鉄心歯部
に亘って巻回した場合の波形図である。

【図５】同上キャンドモータの逆転時のベクトル図であ
る。

【図６】同上キャンドモータの正転時のベクトル図であ
る。

【図７】本発明の他の実施の形態を示すキャンドモータ
回転方向検知装置の回路図である。

【図８】従来のキャンドモータの断面図である。

【図９】従来のキャンドモータ回転方向検知装置の回路
図である。

【符号の説明】

21 モータとしてのキャンドモータ 22 固定子鉄心 23 鉄心歯部 31 指示器 32 アナログ電圧計 33，34 検出コイル 38 定電圧ダイオード 40 位相差判別回路 43 位相比較器 50 指示器 51，52 発光ダイオード Ｃ コンデンサ Ｒ 抵抗

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 モータの電源周波数に同期して誘起され
   る電圧の位相が異なる配置でモータの固定子鉄心の鉄心
   歯部に巻回された対の検出コイルと、 前記モータの回転方向に応じた前記対の検出コイルの誘
   起電圧の位相の進みおよび遅れを判別する位相差判別回
   路と、 この位相差判別回路の出力信号を指示する指示器とを具
   備していることを特徴とするモータ回転方向検知装置。
2. 【請求項２】 対の検出コイルは、これら検出コイルに
   誘起されるモータの電源周波数に同期した電圧の位相が
   π／４から３π／４の範囲で異なるように配置したこと
   を特徴とする請求項１記載のモータ回転方向検知装置。
3. 【請求項３】 各検出コイルは、固定子鉄心の複数の鉄
   心歯部に亘って巻回したことを特徴とする請求項１また
   は２記載のモータ回転方向検知装置。
4. 【請求項４】 対の検出コイルの一端を互いに接続して
   共通点とし、これら対の検出コイルの他端に抵抗とコン
   デンサおよびインダクタのいずれか一方とを有する直列
   回路の両端をそれぞれ接続し、その直列回路の抵抗とコ
   ンデンサおよびインダクタのいずれか一方との接続点と
   前記共通点との間に定電圧ダイオードを直列に介して指
   示器としてアナログ電圧計を接続し、 位相差判別回路を前記抵抗と前記コンデンサおよびイン
   ダクタのいずれか一方と前記定電圧ダイオードとにて構
   成したことを特徴とする請求項１ないし３いずれか記載
   のモータ回転方向検知装置。
5. 【請求項５】 位相差判別回路としてデジタル方式の位
   相比較器を備え、この位相比較器の一方の出力端にモー
   タの正回転を指示する指示器として発光ダイオードを接
   続し、他方の出力端にモータの逆回転を指示する指示器
   として発光ダイオードを接続したことを特徴とする請求
   項１ないし３いずれか記載のモータ回転方向検知装置。