JP2007221850A - 三相電動機の位相切換え装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】三相交流電源の逆相接続、欠相を検知し、逆接続の場合は正相に切換える位相切替え装置を、小型で安価かつ安全性を高めて提供する。
【解決手段】三相交流電源1の相順序を切換える正相用リレー41と逆相用リレー42の2組のリレーで構成される位相切換えリレー4と、位相切換えリレーの開閉を駆動するメインリレー4と、位相切換えリレーの正相用リレーまたは逆相用リレーのいずれかを選択する選択リレー6と、位相切換えリレーの負荷側の三相交流の各位相信号をゼロクロスタイミングで検出する3組の位相検出回路7と制御部8を備え、メインリレー5を閉制御後、3組の位相検出回路7の信号の順序から正相でないと判断した場合、メインリレー5を開とし選択リレー6を切換え、その後メインリレーを閉制御し、メインリレーを開制御している期間に3組の位相検出回路のうち一つ以上の出力を検出した場合はメインリレーを閉に切換えることを禁止する。
【選択図】図1
【解決手段】三相交流電源1の相順序を切換える正相用リレー41と逆相用リレー42の2組のリレーで構成される位相切換えリレー4と、位相切換えリレーの開閉を駆動するメインリレー4と、位相切換えリレーの正相用リレーまたは逆相用リレーのいずれかを選択する選択リレー6と、位相切換えリレーの負荷側の三相交流の各位相信号をゼロクロスタイミングで検出する3組の位相検出回路7と制御部8を備え、メインリレー5を閉制御後、3組の位相検出回路7の信号の順序から正相でないと判断した場合、メインリレー5を開とし選択リレー6を切換え、その後メインリレーを閉制御し、メインリレーを開制御している期間に3組の位相検出回路のうち一つ以上の出力を検出した場合はメインリレーを閉に切換えることを禁止する。
【選択図】図1
Description
本発明は空気調和機等の圧縮機を駆動する三相電動機において、三相交流電源の逆相接続時、欠相時の保護装置に関するものである。
空気調和機等の圧縮機を駆動する三相電動機は、圧縮機を逆回転させることが許されず、また、欠相状態では相電流が増加し電動機が加熱し故障の原因になるため三相交流電源の逆相接続時、欠相時の保護が必要である。
従来、三相電動機の逆相接続時、欠相時の保護装置としては、三相電動機への三相交流電源の供給回路を開閉する電動機駆動リレーと、電動機駆動リレーに供給される三相交流電源の相順序を切換える位相切換リレーと、電動機駆動リレーに供給される三相交流電源が互いに一相ずつずれた所定の相順序のときにそれぞれ接点を閉じる複数の逆相防止リレーを備え、各逆相防止リレーの少なくとも一つの接点が開いている場合は位相切換リレーによって電動機駆動リレー側に供給される三相交流電源の相順序を切換えるものがあった(例えば、特許文献1参照)。
図4は、特許文献1に記載された従来の三相電動機の位相切換え装置の構成図である。本制御部は、三相交流電源1によって三相電動機2を駆動する電動機駆動リレー3と、三相交流電源1から供給される三相交流の相順序を切換える位相切換えリレー4と、三相交流が所定の相順序のときに接点を閉じる第1の逆相防止リレー5と、三相交流電源が第1の逆相防止リレー5に対して一相ずれた所定のそう順序のときに接点を閉じる第2の逆相防止リレー6と、逆相防止リレー5、6の接点を含む欠相・逆相検知回路7と、欠相・逆相検知回路7の開閉状態を検知して位相切換えリレー4を制御する制御部8とから構成されている。
位相切換えリレー4は制御部8に接続されたリレー41により三相交流の相が互いに逆の相順序になる正相用リレーと逆相用リレーを択一的に開閉し、供給電源の相順序を切換えるようになっている。
第1および第2の逆相防止リレー5、6に相順序の一致した正相の三相交流が印加されると欠相・逆相検知回路7が閉じるが、相順序の一致しない逆相の三相交流が印加された場合、三相交流電源に欠相があった場合は欠相・逆相検知回路7が開状態となる。
制御部8により欠相・逆相検知回路7の開状態を検出し、リレー41により位相切換えリレー4を切換えることにより三相交流の逆相接続を検知し正相に切換えることができる。
特開2000−152491号公報
しかしながら、前記従来の構成では、位相検知用に抵抗、コンデンサおよびコイルとそのコイルにより開閉する接点からなる逆相防止リレーを2個使用する必要があり、部品の大きさとコストに課題があった。また、位相切換えリレー4の正相用リレーまたは逆相用リレーのいずれかの接点に溶着があった場合、リレー41により位相切換えリレー4を切換えた瞬間に三相電源の相間ショートが発生する。また、リレー接点に溶着がなくとも、正相用リレーと逆相用リレーの切換え時のリレー接点の機械的動作の遅れによるタイミン
グ、あるいはアークの状態によっては三相電源の相間ショートが発生する可能性があり、安全性上の課題があった。
グ、あるいはアークの状態によっては三相電源の相間ショートが発生する可能性があり、安全性上の課題があった。
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、三相交流電源の逆相接続、欠相を検知し、逆接続の場合は正相に切換える位相切替え装置を、小型で安価かつ安全性を高めて提供することを目的とする。
前記従来の課題を解決するために、本発明の三相電動機の位相切換え装置は、三相電動機への三相交流電源の供給回路を開閉する電動機駆動リレーと、電動機駆動リレーに供給される三相交流電源の相順序を切換える正相用リレーと逆相用リレーの2組のリレーで構成される位相切換えリレーと、位相切換えリレーの開閉を駆動するメインリレーと、位相切換えリレーの正相用リレーまたは逆相用リレーのいずれかを選択する選択リレーと、位相切換えリレーの負荷側の三相交流の各位相信号をゼロクロスタイミングで検出する3組の位相検出回路と、電動機駆動リレー、メインリレー、選択リレーの制御と位相検出回路からの信号の有無の検出および信号の立上りまたは立下りの順序を判断し三相交流が正相か否かの判断を行う制御部を備え、前記メインリレーを閉制御後、3組の位相検出回路の信号の順序を判断し三相交流が正相でないと判断した場合、メインリレーを開とした後、選択リレーを切換え、その後メインリレーを閉制御するようにしたものである。
これにより、位相検出回路をフォトカプラー等の半導体素子で構成することができ、小型で安価に三相電動機の位相切換え装置を実現できる。
本発明の三相電動機の位相切換え装置は、三相交流電源の逆相接続、欠相を検知し、逆接続の場合は正相に切換える位相切替え装置を、小型で安価かつ安全性を高めて提供することができる。
第1の発明は、三相電動機への三相交流電源の供給回路を開閉する電動機駆動リレーと、電動機駆動リレーに供給される三相交流電源の相順序を切換える正相用リレーと逆相用リレーの2組のリレーで構成される位相切換えリレーと、位相切換えリレーの開閉を駆動するメインリレーと、位相切換えリレーの正相用リレーまたは逆相用リレーのいずれかを選択する選択リレーと、位相切換えリレーの負荷側の三相交流の各位相信号をゼロクロスタイミングで検出する3組の位相検出回路と、電動機駆動リレー、メインリレー、選択リレーの制御と位相検出回路からの信号の有無の検出および信号の立上りまたは立下りの順序を判断し三相交流が正相か否かの判断を行う制御部を備え、前記メインリレーを閉制御後、3組の位相検出回路の信号の順序を判断し三相交流が正相でないと判断した場合、メインリレーを開とした後、選択リレーを切換え、その後メインリレーを閉制御するようにしたことにより、位相検出回路をフォトカプラー等の半導体素子で構成することができ、小型で安価に三相電動機の位相切換え装置を実現できる。
第2の発明は、特に第1の発明のメインリレーを開制御している期間に3組の位相検出回路のうち一つ以上の出力を検出した場合はメインリレーを閉に切換えることを禁止し異常表示装置を作動させるようにしたことにより、位相切換えリレーの正相用リレーまたは逆相用リレーのいずれかの接点に溶着を検出することができ、三相電源の相間ショートの発生を回避することができる。
第3の発明は、特に第1の発明の選択リレーを切換え後、3組の位相検出回路の信号の順序を判断し三相交流が正相でないと判断した場合、メインリレーを開とした後、選択リ
レーを元に戻し、異常表示装置を作動させるようにしたことにより、正相用リレーと逆相用リレーの切換え時のリレー接点の機械的動作の遅れによるタイミング、あるいはアークの状態による三相電源の相間ショートの発生を回避することができる。
レーを元に戻し、異常表示装置を作動させるようにしたことにより、正相用リレーと逆相用リレーの切換え時のリレー接点の機械的動作の遅れによるタイミング、あるいはアークの状態による三相電源の相間ショートの発生を回避することができる。
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
(実施の形態1)
図1は、本発明の第1の実施の形態における三相電動機の位相切換え装置の構成図である。本装置は、三相交流電源1によって三相電動機2を駆動する電動機駆動リレー3と、三相交流電源1から供給される三相交流の相順序を切換える正相用リレー41と逆相用リレー42の2組のリレーで構成される位相切換えリレー4と、位相切換えリレー4の開閉を駆動するメインリレー5と、位相切換えリレー4の正相用リレー41または逆相用リレー42のいずれかを選択する選択リレー6と、位相切換えリレー4の負荷側の三相交流の各位相信号をゼロクロスタイミングで検出する3組の位相検出回路7と、電動機駆動リレー3、メインリレー5、選択リレー6の制御と位相検出回路からの信号の有無の検出および信号の立上りまたは立下りの順序を判断し三相交流が正相か否かの判断を行う制御部8と、制御部8からの信号により作動する異常表示装置9とから構成されている。
図1は、本発明の第1の実施の形態における三相電動機の位相切換え装置の構成図である。本装置は、三相交流電源1によって三相電動機2を駆動する電動機駆動リレー3と、三相交流電源1から供給される三相交流の相順序を切換える正相用リレー41と逆相用リレー42の2組のリレーで構成される位相切換えリレー4と、位相切換えリレー4の開閉を駆動するメインリレー5と、位相切換えリレー4の正相用リレー41または逆相用リレー42のいずれかを選択する選択リレー6と、位相切換えリレー4の負荷側の三相交流の各位相信号をゼロクロスタイミングで検出する3組の位相検出回路7と、電動機駆動リレー3、メインリレー5、選択リレー6の制御と位相検出回路からの信号の有無の検出および信号の立上りまたは立下りの順序を判断し三相交流が正相か否かの判断を行う制御部8と、制御部8からの信号により作動する異常表示装置9とから構成されている。
位相切換えリレー4の正相用リレー41と逆相用リレー42は入力された三相交流を互いに逆の相順序になるよう構成されており、この2つのリレーを択一的に開閉する選択リレー6により供給電源の相順序を切換えられるようになっている。また、メインリレー5により、位相切換えリレー4の開閉を制御でき、位相切換えリレー4以降への通電の有無を制御する。
位相検出回路7は、フォトカプラにより構成されており、三相交流の相順序が正常な場合の位相信号波形は図2のように各相のゼロクロスタイミングの立ち上がり信号は、R相(21)、S相(22)、T相(23)の順番となり、逆相または、欠相時は立ち上がり信号の順番が異なるため、制御部8により立ち上がり信号が入力される順番を検出することで正相か否かが判断できる。
異常表示装置9は表示ランプやブザー等で構成され、制御部8からの信号に従い動作する。また、制御部8はマイクロコンピュータからなり、後述する制御により動作する。
以上のように構成された三相電動機の位相切換え装置について、図3を参照し前記制御部8の動作を説明する。
まず、電源が投入され(S1)、所定時間T1(例えば1秒間)3組の位相検出回路7からの入力信号の有無を検出する(S2)。電源投入時のメインリレー5の状態は開、選択リレー6の状態は正相用リレー41を選択であるので、いずれかの信号が入力された場合は、正相用リレー41または逆相用リレー42のいずれかが溶着していると推定されるので接点溶着異常の表示を行う(S3)。3組の位相検出回路7からの入力信号がない場合は、メインリレー5を閉とし(S4)位相切換えリレー4を閉とする。その結果、選択リレー6は正相用リレー41を選択状態であるため、正相が位相切換えリレー4の後段に供給される。
3組の位相検出回路7により、三相交流の相順序が制御部8に入力され(S5)、所定時間T2(例えば5秒間)の間正相となる入力が継続した場合通常動作(空気調和機の場合、設定温度により圧縮機を駆動する三相電動機を駆動する電動機駆動リレー3を開閉する)へ移行する(S6)。
一方、3組の位相検出回路7からの入力が正相でない場合はメインリレー5を開とし(S7)、再度、3組の位相検出回路7からの入力信号の有無を検出する(S8)。T1の期間にいずれかの信号が入力された場合は、正相用リレー41または逆相用リレー42のいずれかが溶着していると推定されるので接点溶着異常の表示を行う(S3)。
T1の期間に3組の位相検出回路7からの入力信号がない場合は、選択リレー6を逆相用リレー側とし(S9)、その後メインリレー5を閉とする(S10)。所定時間T2(例えば5秒間)の間正相となる入力が継続した場合通常動作へ移行する(S11)が、正相入力を検出できなかった場合はメインリレー5を開(S12)とした後、選択リレー6を正相用リレー側とし(S13)以上表示を行う(S14)。この場合の異常は欠相が想定されるため欠相異常の表示を行う。
これにより、位相検出回路をフォトカプラー等の半導体素子で構成することができ、小型で安価に三相電動機の位相切換え装置を実現できる。
また、メインリレーを開制御している期間に3組の位相検出回路のうち一つ以上の出力を検出した場合はメインリレーを閉に切換えることを禁止し異常表示装置を作動させることにより、位相切換えリレーの正相用リレーまたは逆相用リレーのいずれかの接点に溶着を検出して三相電源の相間ショートの発生を回避し、異常であることが見て分かるようにすることができる。
また、選択リレーを切換え後、3組の位相検出回路の信号の順序を判断し三相交流が正相でないと判断した場合、メインリレーを開とした後、選択リレーを元に戻し、異常表示装置を作動させることにより、正相用リレーと逆相用リレーの切換え時のリレー接点の機械的動作の遅れによるタイミング、あるいはアークの状態による三相電源の相間ショートの発生を回避し、異常であることが見て分かるようにすることができる。
以上のように、本発明にかかる三相電動機の位相切換え装置は、三相交流電源の逆相接続、欠相を検知し、逆接続の場合は正相に切換える位相切替え装置を小型で安価かつ安全性を高めて提供することができるので、圧縮機を用いた冷却・冷凍装置等に広く適用することが出来る。
1 三相交流電源
2 三相電動機
3 電動機駆動リレー
4 位相切換えリレー
41 正相用リレー
42 逆相用リレー
5 メインリレー
6 選択リレー
7 位相検出回路
8 制御部
9 異常表示装置
2 三相電動機
3 電動機駆動リレー
4 位相切換えリレー
41 正相用リレー
42 逆相用リレー
5 メインリレー
6 選択リレー
7 位相検出回路
8 制御部
9 異常表示装置
Claims (3)
- 三相電動機への三相交流電源の供給回路を開閉する電動機駆動リレーと、この電動機駆動リレーに供給される三相交流電源の相順序を切換えるために1相は共通で他の2相が互いにクロス接続された正相用リレーと逆相用リレーの2組のリレーで構成される位相切換えリレーと、該位相切換えリレーの開閉を駆動するメインリレーと、このメインリレーに直列接続され前記位相切換えリレーの正相用リレーまたは逆相用リレーのいずれかを選択する選択リレーと、前記位相切換えリレーの負荷側の三相交流の各位相信号をゼロクロスタイミングで検出する3組の位相検出回路と、前記電動機駆動リレー、メインリレー、選択リレーの制御と前記位相検出回路からの信号の有無の検出および信号の立上りまたは立下りの順序を判断し三相交流が正相か否かの判断を行う制御部を備え、前記メインリレーを閉制御後、前記3組の位相検出回路の信号の順序を判断し三相交流が正相でないと判断した場合、前記メインリレーを開とした後、選択リレーを切換え、その後メインリレーを閉制御する三相電動機の位相切換え装置。
- 異常状態であることを表示する異常表示装置を備え、メインリレーを開制御している期間に3組の位相検出回路のうち一つ以上の出力を検出した場合は、前記メインリレーを閉に切換えることを禁止し、前記異常表示装置を作動させることを特徴とした請求項1記載の三相電動機の位相切換え装置。
- 異常状態であることを表示する異常表示装置を備え、選択リレーを切換え後、3組の位相検出回路の信号の順序を判断し三相交流が正相でないと判断した場合、メインリレーを開とした後、前記選択リレーを元に戻し、前記異常表示装置を作動させることを特徴とした請求項1記載の三相電動機の位相切換え装置。
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