JP2007300775A

JP2007300775A - 相順判定装置及び相順判定方法

Info

Publication number: JP2007300775A
Application number: JP2006128963A
Authority: JP
Inventors: Hideya Sato; 秀也佐藤
Original assignee: Daiwa Industries Ltd
Current assignee: Daiwa Industries Ltd
Priority date: 2006-05-08
Filing date: 2006-05-08
Publication date: 2007-11-15

Abstract

【課題】停電後に、三相交流電動機が運転を復帰できるようにする。
【解決手段】停電後に、タイマ手段が計時する所定の間隔で逆転防止リレーの出力が正相順となるまで検出を繰り返す。こうすることで、逆転防止リレーの安定した正しい相順出力を判定できるようにして、停電後に、三相交流電動機が運転に復帰できるようにする。
【選択図】図２

Description

この発明は、三相交流電源の相順を検出する相順判定装置及び相順判定方法に関するものである。

三相交流電動機では、接続される三相電源の相順次第で回転方向が逆になってしまう。そのため、コンベヤ、ホイスト・クレーン、水中ポンプ、コンプレッサ、冷凍機、工作機械、建設機械など、つなぎ込み配線の誤配線による逆転が事故につながる機器では、始動の際に相順を判定する。

この相順の検出には、例えば、逆転防止リレー（または逆相防止リレー）を用いる。逆転防止リレーは、一般に、内蔵リレー（内部接点ａ）を有しており、例えば図５のように、端子に三相電源Ｒ、Ｔ、Ｓを接続して、接続した端子に印加される電圧の相順が正相順(図５のものでは、６→４→３の順にＲ→Ｓ→Ｔを印加) なら内蔵リレーが動作して端子５と１が導通し、接点（コンタクタ）を励磁する。一方、逆相の場合は、内蔵リレーが不作動となるので、端子５と８とが導通したままとなり、前記接点は励磁されないというものである。

そのため、業務用の冷蔵庫、冷凍庫、冷凍冷蔵庫、氷温庫などでは、本願の実施形態の図１に示すように、例えば、逆転防止リレー１０の内部接点ａをマイクロコンピュータ（以下、マイコン）１１とフォトカプラ１２を介して接続し、マイコン１１が処理プログラムを実行して相順を判断するようにしている。

すなわち、逆転防止リレー１０は、三相電源と接続された際に、Ｒ、Ｔ、Ｓの３相電流が正相順なら、内部接点ａが閉じてフォトカプラ１２がオンとなる。そのため、マイコン１１に「Ｌ」レベル信号が入力し、これによりマイコン１１は正順相であると判断する。一方、逆相の場合は、逆転防止リレー１０の接点ａが開放したままで、フォトカプラ１２はオフになる。そのため、マイコン１１に「Ｈ」レベル信号が入力し、これによりマイコン１１は逆相と判断する。

ところで、このようなマイコン１１による相判定の場合、停電時に不都合を生じる場合がある。

例えば、冷蔵庫のようなつなぎ込み配線を行なうものでは、一度、設置の際に配線してしまえば、その後は逆相にはならないので配線上の問題はない。しかし、停電後の復電の際に、マイコン１１の起動が逆転防止リレー１０の相順の検出より早く、マイコン１１の検出タイミングが早いと、マイコン１１へは、欠相状態の逆転防止リレー１０の逆相出力が入力することになる。そのため、マイコン１１は逆相と判断し運転を停止する。この後、逆転防止リレー１０から正相順の出力が出力されても、マイコン１１は、その出力を読み込まないので、運転を停止した状態（エラー）を継続し、運転状態へ復帰できない問題があった。

この問題を解決する一つの方法として、例えば、（特許文献１）には、警報装置を設けて、逆相接続を報知できるようにしたものがある。このように、逆相接続が報知できれば対処できる。
特開平８−１４７２８号公報

しかしながら、上記の警報装置を設けたものでは、例えば、停電が休日前の夜間などの警報に対処できる人が居ないときに発生すると、そのまま放置されることになり、庫内を冷却することができなくなって、休み明けには、食材が腐ってしまっている問題がある。

そこで、この発明の課題は、人が居なくても復電後に運転状態に復帰できるようにすることである。

上記の課題を解決するため、この発明では、タイマ手段を設けて、起動後の逆転防止リレーの相順の検出を所定期間無効とする構成を採用することができる。

このような構成を採用することにより、起動直後の逆転防止リレーの確定しない相順出力を受け付けないようにする。こうすることで、所定期間経過後の逆転防止リレーの正しい順相出力を判定できるようにして、正常な運転に復帰できるようにする。

また、このとき、タイマ手段を起動時に逆転防止リレーの検出する相順が逆相の際に作動して、作動したタイマ手段が計時する所定の間隔で逆転防止リレーの出力が正相順となるまで検出を繰り返すという構成を採用することができる。

このような構成を採用することにより、タイマ手段が計時する所定の間隔で逆転防止リレーの出力が正相順となるまで検出を繰り返す。こうすることで、逆転防止リレーの安定した正しい相順出力を判定できるようにする。ちなみに、この相判定は、逆相に接続されると、セッティングの際などの始動時にも前記ループを繰り返すので、モータを逆転させることはない。

この発明は、以上のように構成したことにより、復電後に正常な運転ができる。

以下、この発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。

図１に示すように、この形態の相判定装置は、先の従来技術で述べたとおり、逆転防止リレー（または逆相防止リレー）１０とマイコン１１とをフォトカプラ１２を介して接続した構成となっている。また、前記フォトカプラ１２を介して接続されたマイコン１１は、この形態では、業務用冷蔵庫の制御装置を兼ねたものとなっている。

逆転防止リレー１０は、入力端子Ｒ、Ｓ、Ｔを有する従来から用いられているもので、先に述べたように、前記端子Ｒ、Ｓ、Ｔに接続した電圧（三相２００Ｖ電源）の相順が正相順なら内蔵リレーが導通し、内部接点ａがオンとなる。一方、逆相の場合は、内蔵リレーは非導通で、内部接点ａはオフである。

フォトカプラ１２は、図１のように、２個の発光素子を互いに極性が逆向きとなるように並列に接続したＡＣ入力タイプのもので、前記並列に接続した素子の一方を、ここでは、電流制限抵抗Ｒ２を介して三相交流のＳ相と接続した逆転防止リレー１０の内部接点ａと接続している。また、他方は電流制限抵抗Ｒ１を介して三相交流のＴ相に接続している。一方、発光素子と対する受光素子の一方の端子（コレクタ側）は、ＣとＲ４とから成るローパスフィルタを介してマイコン１１のＩ／Ｏ入力と接続し、他方（エミッタ側）を接地することで、内部接点ａが閉じてフォトカプラ１２がオンすると、マイコン１１にパルス信号が入力するようにしてある。

マイコン１１は、ＲＡＭ、ＲＯＭ、Ｉ／Ｏ、Ａ／Ｄ変換器及びタイマなどを備えたワンチップのマイクロコンピュータで、先述のとおり、冷蔵庫の制御を担う冷却用の処理プログラムを実行するものである。また、起動時（復電時）には、相順を判断する処理プログラムを実行し、その際、後述の判定ループを実行することにより、復電時のエラーを回避する。

すなわち、起動時のマイコン１１では、Ｒ、Ｔ、Ｓの３相電流が正相順なら、逆転防止リレー１０の内部接点ａが閉じてフォトカプラ１２がオンとなる。その結果、マイコン１１には「Ｌ」レベル信号が入力することになり、マイコン１１は、この信号を処理プログラムで処理することで正相順であると判断する。一方、逆相の場合は、逆転防止リレー１０の接点ａは開放したままで、フォトカプラ１２はオフである。したがって、マイコン１１には「Ｈ」レベル信号が入力し続けるので、マイコン１１は逆相と判断する。

この形態は上記のように構成されており、以下、図２に示すフローチャートに基づいて、この形態の起動後の相順を判断する処理プログラムの判定ループについて述べることにより、本願発明を説明する。

いま、例えば、停電後に、この装置へ三相電源が入力（復電）すると、マイコン１１が起動し、内蔵ＲＯＭから処理プログラムをロードして、相順を判断するための処理を実行する（処理１００；以下「処理」省略）。

すなわち、マイコン１１は、フォトカプラ１２からの出力を取込（読込）む（１０５）。このとき、マイコン１１の起動よりも逆転防止リレー１０からの確定した検出出力の方が早ければ、逆転防止リレー１０の内部接点ａが閉じてフォトカプラ１２はオンになる。そのため、マイコン１１はフォトカプラ１２からの「Ｌ」レベル信号を読み込んで正相順と判断し（１１０）、例えば、コンプレッサのモータを起動して、次工程の冷却用の処理プログラムを実行する。

一方、逆転防止リレー１０の相順の検出がマイコン１１の検出タイミングより遅れると、逆転防止リレー１０からは、欠相状態による逆相出力として、フォトカプラ１２を介して「Ｈ」レベル信号がマイコン１１へ出力されるため、マイコン１１は逆相と判断する（１１０）。すると、マイコン１１は、エラー出力として警報を発し、同時にタイマをセットし（１１５）、計時を開始する（１２０）。ちなみに、ここでは、タイマに待機時間として５分をセットするが、これに限定されるものではない。これより長くても短くても、逆転防止リレー１０の検出出力が確定する時間であれば良く、例えば、使用する逆転防止リレー１０の検出時間に合わせて調整すればよい。

そのため、マイコン１１は、５分間待機してタイムアップすると、再度、フォトカプラ１２の出力を取込（読込）む（１０５）。このとき、逆転防止リレー１０の検出が確定していれば、マイコン１１は「Ｌ」レベル信号を取込（読込）んで正相順だと判断し（１１０）、例えば、コンプレッサのモータを起動して、次工程の例えば冷却用の処理プログラムを実行する。一方、まだ、逆転防止リレー１０の検出が確定していなければ、「Ｈ」レベル信号がマイコン１１へ入力されるため、マイコン１１は逆相と判断し（１１０）、処理１１５〜１２０を繰り返す。この繰返し（処理１０５〜１２０）は、マイコン１１が正相順と判断するまで行なう。

このように判定ループにより、逆転防止リレー１０の起動後の安定した検出出力を入力するようにして、マイコン１１が誤って逆相と判断しないようにしたので、正常な運転へ復帰できる。

なお、判定ループ中は、上述のように、マイコン１１は、正相順が確定するまで処理を繰り返し、モータを作動しない。そのため、所定の時間が経過してもモータが作動しなければ逆相と見なすことができるので、始動時（セッティングした際）の相判定にも使用することができる。また、正相順が確定するまで処理を繰り返し、モータを作動しないため、逆転防止リレー１０の相順判定時間のバラツキや故障にも対処できる。

この実施例１は、図３のように、マイコン１１の起動後にタイマを作動し、前記タイマがタイムアップした後、フォトカプラ１２の出力を取込むことで、逆転防止リレー１０の検出を所定期間無効（逆転防止リレー１０が順相を検出するのに十分な時間に設定）とするようにしたものである。このように逆転防止リレー１０の検出を所定の期間無効とすることでも、逆転防止リレー１０の起動後の安定した出力を判定し、マイコン１１が逆相と判断しないようにしたので、正常な運転に復帰できる。

また、図３の他の態様として、図４のように、フォトカプラ１２からの出力の読み込み後に、判定処理を行なって繰返しタイマを作動するようにしてもよい。このようにすれば、図３のように、タイマの時間を長く設定しなくとも検出ミスを生じないし、逆転防止リレー１０の検出時間のバラツキや故障にも対処できる。

なお、他の作用効果については、実施形態と同じなので、その説明は省略する。

このように、復電時の三相交流モータの逆転を防止できるので、本形態で述べた冷蔵庫以外にも、冷凍庫、冷凍冷蔵庫、氷温庫などの冷凍庫の他、コンベヤ、ホイスト・クレーン、水中ポンプ、コンプレッサ、工作機械、建設機械など、従来から逆転防止リレーを使用するものに適用できる。

実施形態のブロック図実施形態のフローチャート実施例１のフローチャート実施例１の他の態様を示すフローチャート逆転防止リレーの接続例を示すブロック図

符号の説明

１０逆転防止リレー
１１マイコン
１２フォトカプラ
ａ接点

Claims

逆転防止リレーの出力を介して逆相を検出し、その検出に基づいて三相交流モータの逆転を防止する相判定装置にタイマ手段を備え、前記タイマ手段が起動後に計時を行なって、その間、逆転防止リレーの相順の検出を無効とするようにした相順判定装置。
上記タイマ手段を、起動時に逆転防止リレーの検出する相順が逆相の際に作動して、作動したタイマ手段が計時する所定の間隔で逆転防止リレーの出力が正相順となるまで検出を繰り返す請求項１に記載の相順判定装置。
逆転防止リレーを介して逆相を検出し、その検出に基づいて三相交流モータの逆転を防止する相判定装置にタイマ手段を備え、前記タイマ手段が起動時に作動し計時を行って、その間、逆転防止リレーの検出を無効とする相順判定方法。
逆転防止リレーの出力を介して逆相を検出し、その検出に基づいて三相交流モータの逆転を防止する相判定装置にタイマ手段を備え、前記タイマ手段を、起動時に逆転防止リレーの検出する相順が逆相の際に作動して、作動したタイマ手段で計時したのち、前記逆転防止リレーで検出を行って、その検出が正相順となるまでタイマ手段の計時を行って逆転防止リレーの検出を所定の間隔で繰返し行なう相順判定方法。