JP2504026B2 - Electronic thermal relay - Google Patents

Electronic thermal relay

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JP2504026B2
JP2504026B2 JP62041694A JP4169487A JP2504026B2 JP 2504026 B2 JP2504026 B2 JP 2504026B2 JP 62041694 A JP62041694 A JP 62041694A JP 4169487 A JP4169487 A JP 4169487A JP 2504026 B2 JP2504026 B2 JP 2504026B2
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Description

【発明の詳細な説明】 (発明の分野) 本発明は、誘導モータのような機器における過負荷に
応答動作する電子式サーマルリレーに関する。
Description: FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to electronic thermal relays that respond to overload in equipment such as induction motors.

(従来技術とその問題点) 例えば、誘導モータはその過負荷時に電流が増加す
る。これに着目して、誘導モータにおける過負荷時の電
流を検出することにより過負荷状態を検出する電子式サ
ーマルリレーとして、例えば特開昭59−89517号公報に
記載の従来例がある。
(Prior art and its problems) For example, an induction motor has an increased current when it is overloaded. Focusing on this, there is a conventional example described in Japanese Patent Laid-Open No. 59-89517 as an electronic thermal relay that detects an overload state by detecting an overload current in an induction motor.

この従来例では、その公報の第1図に示されるように
誘導モータの電流を変流器で検出し、整流平滑回路で直
流に変換するとともにインピーダンス変換し、さらにコ
ンデンサと抵抗とからなるCR時定数回路を通した後、そ
れを比較回路において基準電圧と比較し、基準電圧をこ
えたときは過負荷であることを検出するようにしてい
た。
In this conventional example, as shown in FIG. 1 of the publication, the current of the induction motor is detected by a current transformer, converted to direct current by a rectifying and smoothing circuit, and impedance converted, and further, at the time of CR including a capacitor and a resistor. After passing through a constant circuit, it is compared with a reference voltage in a comparison circuit, and when it exceeds the reference voltage, it is detected that it is an overload.

ところで、この従来例によるものでは、動作特性がモ
ータの熱特性(W=I2t、ただしWはモータの発熱量、
Iはモータ電流、tは動作時間)に一致したものにはな
らず、特にコンデンサC4の両端電圧が基準電圧の2倍を
越えるといった大電流域では動作時間tがほぼK/Iの式
で与えられるものとなり(ただし、Kは比例定数)、こ
れより更に大電流域、例えば両端電圧が基準電圧の6倍
あるいはそれ以上といった大電流域では動作時間tが殆
ど一定値に飽和してしまい、モータを効果的に保護する
ことが困難になっていた。
By the way, in this conventional example, the operating characteristic is the thermal characteristic of the motor (W = I 2 t, where W is the heat generation amount of the motor,
(I is the motor current, t is the operating time), and the operating time t is given by the equation of K / I especially in the large current region where the voltage across the capacitor C4 exceeds twice the reference voltage. (Where K is a proportional constant), and in an even larger current region, for example, in a large current region where the voltage across both ends is 6 times the reference voltage or more, the operating time t saturates at a nearly constant value, Had become difficult to protect effectively.

(発明の目的) 本発明は、交流信号から直流に変換された出力電圧が
規定値以上となったときにその超過量に応じて基準電圧
を低減することで大電流域でもモータの熱特性に合致し
た動作特性で過負荷検出が行えるようにしてモータを過
負荷から適切に保護できるようにすることを目的とす
る。
(Object of the Invention) When the output voltage converted from an AC signal to a DC becomes a specified value or more, the present invention reduces the reference voltage according to the excess amount to improve the thermal characteristics of the motor even in a large current range. It is an object of the present invention to enable overload detection with matching operating characteristics so that a motor can be appropriately protected from overload.

(発明の構成と効果) 本発明は電流検出のための変流器と、前記変流器から
の交流信号を変換して直流の出力電圧を出力するAC/DC
変換回路と、前記AC/DC変換回路からの出力電圧を所定
の時定数でもって平滑する時定数回路と、基準電圧を発
生出力する基準電圧発生回路と、前記AC/DC変換回路か
らの出力電圧に応じて前記基準電圧発生回路からの基準
電圧を低減補正してこれを補正後基準電圧として出力す
る基準電圧補正回路と、前記時定数回路の出力電圧と前
記基準電圧補正回路の補正後基準電圧とを比較する比較
回路とを具備したことを特徴としている。
(Structure and Effect of the Invention) The present invention relates to a current transformer for current detection, and an AC / DC that converts an AC signal from the current transformer and outputs a DC output voltage.
A conversion circuit, a time constant circuit that smoothes the output voltage from the AC / DC conversion circuit with a predetermined time constant, a reference voltage generation circuit that generates and outputs a reference voltage, and an output voltage from the AC / DC conversion circuit. A reference voltage correction circuit for reducing and correcting the reference voltage from the reference voltage generation circuit according to the above, and outputting the corrected reference voltage as a corrected reference voltage; an output voltage of the time constant circuit and a corrected reference voltage of the reference voltage correction circuit. And a comparison circuit for comparing

本発明によれば、交流信号から直流に変換された出力
電圧が規定値以上となったときに、その規定値からの超
過量に応じて基準電圧を低減するとともに、この低減後
の基準電圧を補正後基準電圧として比較回路において、
時定数回路の出力電圧と比較して出力するようにしたか
ら、大電流域では基準電圧が低減し、その結果、モータ
の熱特性に合致した動作特性で過負荷検出が行えること
になり、モータを過負荷から適切に保護できるようにな
った。とくに、AC/DC変換回路に交流信号を与えるよう
に用いられる変流器は、モータの過負荷特性に合致する
ものが用いられる必要があり、したがって、通常は設定
電流の6倍、または、それ以上の電流に比例する出力が
得られる変流器が使用される必要があり、そのような変
流器はその形態が非常に大きくなる。本願発明では、出
力電圧に応じて基準電圧を低減補正するようにしている
ので、設定電流の6倍、または、それ以上の電流という
ような大きな電流に比例する出力が得られるような変流
器を用いることが回避され、その結果、機器の小形化、
コストダウンが可能となる。
According to the present invention, when the output voltage converted from the AC signal to the DC becomes the specified value or more, the reference voltage is reduced according to the excess amount from the specified value, and the reduced reference voltage is In the comparison circuit as the corrected reference voltage,
Since the output voltage is compared with the output voltage of the time constant circuit, the reference voltage is reduced in the large current range, and as a result, overload detection can be performed with operating characteristics that match the thermal characteristics of the motor. Can now properly protect from overload. In particular, the current transformer used to give an AC signal to the AC / DC conversion circuit needs to be one that matches the overload characteristics of the motor, and therefore it is usually 6 times the set current, or A current transformer that can obtain an output proportional to the above current needs to be used, and such a current transformer has a very large form. In the present invention, since the reference voltage is reduced and corrected according to the output voltage, a current transformer that can obtain an output that is proportional to a large current, such as a current that is six times the set current or more. Is avoided, resulting in a smaller device,
Cost reduction is possible.

(実施例の説明) 以下、本発明の実施例を図面を参照して詳細に説明す
る。第1図は、本発明の実施例に係る電子式サーマルリ
レーのブロック回路図であり、第2図はその詳細回路図
であり、第3図は各部の動作波形図である。
(Description of Embodiments) Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a block circuit diagram of an electronic thermal relay according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a detailed circuit diagram thereof, and FIG. 3 is an operation waveform diagram of each part.

第1図において、入力端子T1,T3、T5は図示しない3
相電源の各電路に個別に接続される。入力端子T1,T3、T
5と出力端子T2,T4、T6間には常閉接点Xb1、Xb2、Xb3が
接続されるとともに、それぞれの電流を検出する変流器
CT1,CT2,CT3がそれぞれ直列に接続される。
In FIG. 1, the input terminals T1, T3 and T5 are not shown in the drawing.
It is individually connected to each circuit of the phase power supply. Input terminals T1, T3, T
Normally closed contacts Xb1, Xb2, Xb3 are connected between 5 and the output terminals T2, T4, T6, and current transformers that detect the respective currents.
CT1, CT2, CT3 are connected in series, respectively.

各変流器それぞれの出力は、交流(AC)を直流(DC)
に変換するAC/DC変換回路1に入力される。AC/DC変換回
路1は、与えられた各変流器出力をその出力レベルに応
じたレベルの直流電圧に変換して出力する。AC/DC変換
回路1で変換された各変流器出力中、最大変換出力が時
定数回路2、平滑回路3、および基準電圧補正回路4に
それぞれ出力される。第3図(a)にモータ電流波形が
示される。第3図(a)において時刻t0でモータが始動
される。時刻t0からt1までにはモータに始動電流が流
れ、時刻t1からt2までの間は定常電流が流れる。そし
て、時刻t2以降はモータの過負荷状態が示される。ま
た、第3図(b)にはAC/DC変換回路1出力が示され
る。すなわち、第3図(a)および第3図(b)に示さ
れるようにモータの始動時にはAC/DC変換回路1出力が
大きくなるが、モータの定常時にはAC/DC変換回路1出
力は定常化する。そして、モータが過負荷状態の場合は
AC/DC変換回路1出力が定常時よりも大きくなる。
The output of each current transformer is alternating current (AC) to direct current (DC)
It is input to the AC / DC conversion circuit 1 for converting into. The AC / DC conversion circuit 1 converts each given current transformer output into a DC voltage having a level corresponding to its output level, and outputs the DC voltage. Among the current transformer outputs converted by the AC / DC conversion circuit 1, the maximum conversion output is output to the time constant circuit 2, the smoothing circuit 3, and the reference voltage correction circuit 4, respectively. The motor current waveform is shown in FIG. In FIG. 3 (a), the motor is started at time t0. A starting current flows through the motor from time t0 to t1 and a steady current flows from time t1 to t2. Then, after the time t2, the overloaded state of the motor is shown. The output of the AC / DC conversion circuit 1 is shown in FIG. 3 (b). That is, as shown in FIGS. 3 (a) and 3 (b), the output of the AC / DC conversion circuit 1 becomes large at the time of starting the motor, but the output of the AC / DC conversion circuit 1 becomes steady at the time of steady state of the motor. To do. And if the motor is overloaded
The output of the AC / DC conversion circuit 1 becomes larger than that in the steady state.

基準電圧発生回路5は、モータの定格電流に応じて検
出電流を変化させる電流設定ボリュームVRを備える。基
準電圧発生回路5からは電流設定ボリュームVRにより設
定された基準電圧が基準電圧補正回路4に出力される。
The reference voltage generation circuit 5 includes a current setting volume VR that changes the detected current according to the rated current of the motor. From the reference voltage generation circuit 5, the reference voltage set by the current setting volume VR is output to the reference voltage correction circuit 4.

基準電圧補正回路4は、第3図(d)に示すように基
準電圧発生回路5からの基準電圧をAC/DC変換回路1の
出力電圧に応じて低減するように補正動作する。すなわ
ち、第3図(d)において破線は基準電圧発生回路4か
らの基準電圧(説明の都合上、これを補正前基準電圧と
いうことがある。)であり、実線は基準電圧補正回路4
により補正された基準電圧(同じく説明の都合上、これ
を補正後基準電圧ということがある。)である。第3図
(d)に明らかなように破線の補正前基準電圧は、第3
図(b)のようにAC/DC変換回路1出力の大きさに比例
して実線の補正後基準電圧で示されるように低減されて
いる。この補正後基準電圧は、第1比較回路6の一方の
入力部および第2比較回路7の一方の入力部に、それぞ
れ与えられる。
The reference voltage correction circuit 4 performs a correction operation to reduce the reference voltage from the reference voltage generation circuit 5 according to the output voltage of the AC / DC conversion circuit 1 as shown in FIG. That is, in FIG. 3D, the broken line is the reference voltage from the reference voltage generation circuit 4 (this may be referred to as the pre-correction reference voltage for convenience of explanation), and the solid line is the reference voltage correction circuit 4.
Is a reference voltage corrected by (for convenience of explanation, this may also be referred to as a corrected reference voltage). As is apparent from FIG. 3D, the reference voltage before correction indicated by the broken line is the third reference voltage.
As shown in FIG. 6B, the voltage is reduced in proportion to the output of the AC / DC conversion circuit 1 as indicated by the corrected reference voltage indicated by the solid line. The corrected reference voltage is applied to one input portion of the first comparison circuit 6 and one input portion of the second comparison circuit 7, respectively.

平滑回路3は、AC/DC変換回路1出力にリップル成分
が含まれている場合に、そのリップル成分の低減と平均
値化のために設けられる。そして、第3図(c)に示さ
れる平滑回路3の出力電圧は、第1比較回路6の他方の
入力部に与えられる。このようにして第1比較回路6の
両入力部に与えられた平滑回路3の出力電圧と基準電圧
補正回路4からの補正後基準電圧はその第1比較回路6
で電圧レベルの大小比較をされる。
The smoothing circuit 3 is provided for reducing the ripple component and averaging the ripple component when the output of the AC / DC conversion circuit 1 contains the ripple component. Then, the output voltage of the smoothing circuit 3 shown in FIG. 3C is given to the other input portion of the first comparing circuit 6. In this way, the output voltage of the smoothing circuit 3 and the corrected reference voltage from the reference voltage correction circuit 4 applied to both input parts of the first comparison circuit 6 are the first comparison circuit 6
Then the voltage level is compared.

第1比較回路6での比較の結果、平滑回路3の出力電
圧が補正後基準電圧を越えている場合、つまりモータの
始動中の時刻t3から定常時における時刻t4までと時刻t5
以降の過負荷状態である場合には、第1比較回路6に設
けられた発光ダイオードLEDが点灯することで過電流が
流れていること、つまりモータが過負荷状態にあること
が検出表示されるとともに、この第1比較回路6の出力
部から第3図(e)に示すような時定数回路2に対して
これを動作可能状態にする第1比較回路出力が与えられ
る。
As a result of the comparison in the first comparison circuit 6, when the output voltage of the smoothing circuit 3 exceeds the corrected reference voltage, that is, from the time t3 during the start of the motor to the time t4 in the steady state and the time t5.
In the subsequent overload state, the light emitting diode LED provided in the first comparison circuit 6 lights up to indicate that an overcurrent is flowing, that is, the motor is overloaded. At the same time, the output of the first comparison circuit 6 gives a first comparison circuit output for making it operable to the time constant circuit 2 as shown in FIG. 3 (e).

第1比較回路6の出力を与えられた時定数回路2は、
第3図(f)に示すような回路出力を出す。すなわち、
この時定数回路2出力は、時刻t3〜t4と、時刻t5以降は
漸増している。そして、時定数回路2からの出力電圧
は、第2比較回路7の他方の入力部に与えられる。第2
比較回路7において、それの両入力部に与えられた補正
後基準電圧〔第3図(d)の実線で示される電圧〕と時
定数回路2からの出力電圧〔第3図(f)で示される電
圧〕との大小が比較される。時定数回路2の出力電圧が
補正後基準電圧を越えたときには第2比較回路7から
は、第3図(g)の時刻t6〜t7に示すようなその比較結
果に対応した第2比較出力がトリップ回路8に与えられ
る。トリップ回路8は、その端子B1を介して外部から入
力されたトリップ信号(外部トリップ信号)または第2
比較回路7からの出力とをOR出力するものである。トリ
ップ回路8出力は、オフ(OFF)ディレイ回路9に与え
られる。オフディレイ回路9は、トリップ回路8からの
トリップ出力に応答して第3図(h)の時刻t6〜t8に示
すオフディレイ出力を駆動回路10とラッチ回路11とに出
力する。オフディレイ出力を与えられた駆動回路10は、
遮断コイルを駆動する。一方、オフディレイ出力を与え
られたラッチ回路11は、リセットスイッチSWがオンにさ
れることでリセット信号が与えられるまでの間は、第3
図(i)に示すように与えられたオフディレイ出力をラ
ッチするとともに、そのラッチ出力をフォトカプラ12を
介して出力回路13に与えることでその出力回路13をオフ
状態にする。出力回路13の出力端子13a,13bからは第3
図(j)に示すような出力が出される。この場合、出力
回路13は時刻t6以前はオン出力を出力し、時刻t6以降は
オフ出力を出力する。なお、14は上記各回路の定電圧電
源である。
The time constant circuit 2 supplied with the output of the first comparison circuit 6
The circuit output as shown in FIG. That is,
The output of the time constant circuit 2 gradually increases from time t3 to t4 and after time t5. The output voltage from the time constant circuit 2 is applied to the other input section of the second comparison circuit 7. Second
In the comparator circuit 7, the corrected reference voltage [voltage shown by the solid line in FIG. 3 (d)] applied to both inputs of the comparator circuit 7 and the output voltage from the time constant circuit 2 [shown in FIG. 3 (f)]. Voltage) is compared. When the output voltage of the time constant circuit 2 exceeds the corrected reference voltage, the second comparison circuit 7 outputs a second comparison output corresponding to the comparison result as shown at times t6 to t7 in FIG. 3 (g). It is given to the trip circuit 8. The trip circuit 8 has a trip signal (external trip signal) or a second trip signal input from the outside through its terminal B1.
The output from the comparison circuit 7 is OR-outputted. The output of the trip circuit 8 is given to an OFF (OFF) delay circuit 9. In response to the trip output from the trip circuit 8, the off-delay circuit 9 outputs the off-delay output at times t6 to t8 in FIG. 3 (h) to the drive circuit 10 and the latch circuit 11. The drive circuit 10 given the off-delay output,
Drive the breaking coil. On the other hand, the latch circuit 11 to which the off-delay output is applied has the third circuit until the reset signal is applied by turning on the reset switch SW.
As shown in FIG. 1I, the applied off-delay output is latched, and the latched output is applied to the output circuit 13 via the photocoupler 12 to turn off the output circuit 13. The third from the output terminals 13a and 13b of the output circuit 13
The output as shown in FIG. In this case, the output circuit 13 outputs the on output before the time t6 and outputs the off output after the time t6. Reference numeral 14 is a constant voltage power source for each of the above circuits.

第2図は第1図の詳細回路図である。第2図におい
て、各変流器それぞれの二次側は、AC/DC変換回路1の
抵抗R1,R2,R3に個別に対応して接続される。各抵抗R1,R
2,R3の両端間には変流器CTの二次側で検出されたモータ
の始動時や定常時や過負荷時の各電流に比例した交流電
圧が発生する。各抵抗R1,R2,R3はその一端をそれぞれ接
地されるとともに、その他端をオペレーショナルアンプ
IC1,IC2,IC3の非反転入力部(+)にそれぞれ個別に対
応して接続される。
FIG. 2 is a detailed circuit diagram of FIG. In FIG. 2, the secondary side of each current transformer is individually connected to the resistors R1, R2, R3 of the AC / DC conversion circuit 1. Each resistor R1, R
An AC voltage, which is detected on the secondary side of the current transformer CT, is generated between both ends of R2 and R3, which is proportional to each current when the motor is started, when it is stationary, or when it is overloaded. One end of each resistor R1, R2, R3 is grounded, and the other end is operational amplifier.
Connected individually to the non-inverting input section (+) of IC1, IC2, and IC3.

オペレーショナルアンプIC1,IC2,IC3それぞれの出力
部には、ダイオードD1、D2、D3のアノードがそれぞれ個
別に対応して接続される。ダイオードD1、D2、D3の各カ
ソードには、抵抗R4,R5,R6の一端がそれぞれ個別に対応
して接続される。抵抗R4,R5,R6の他端側の共通接続部に
は、バッファアンプIC4の非反転入力部(+)とピーク
ホールド用コンデンサC1と放電用抵抗R7の各一端とが共
通に接続される。
The anodes of the diodes D1, D2, D3 are individually connected to the output parts of the operational amplifiers IC1, IC2, IC3, respectively. The cathodes of the diodes D1, D2, D3 are individually connected to one ends of resistors R4, R5, R6, respectively. The non-inverting input part (+) of the buffer amplifier IC4, the peak hold capacitor C1 and one end of each of the discharge resistors R7 are commonly connected to the common connection part on the other end side of the resistors R4, R5, R6.

バッファアンプIC4の出力部と反転入力部(−)との
間には、放電用抵抗R7と同じ抵抗値の帰還用抵抗R8が接
続される。また、バッファアンプIC4の出力部と各オペ
レーショナルアンプIC1,IC2,IC3それぞれの反転入力部
とが共通接続される。
A feedback resistor R8 having the same resistance value as the discharging resistor R7 is connected between the output portion of the buffer amplifier IC4 and the inverting input portion (−). Further, the output section of the buffer amplifier IC4 and the inverting input sections of the operational amplifiers IC1, IC2, IC3 are commonly connected.

以上のように構成されたAC/DC変換回路1において、
変流器CT1,CT2,CT3の内の少なくとも1つの一次側にモ
ータ電流(始動時、定常時、過負荷時における電流)が
流れると、その変流器の一次側と二次側の巻線の巻数比
にほぼ比例した二次電流により、抵抗R1,R2,R3の少なく
とも1つの両端間に交流電圧が発生する。そして、この
抵抗R1,R2,R3のいずれか1つに非反転入力部を接続され
たオペレーショナルアンプIC1,IC2,IC3は、その反転入
力部にバッファアンプIC4から100%の電圧帰還を受けて
いるために、ゲイン0dB(ゼロ・デシベル)の半波整流
を行う。この半波整流の波形は、波形の立ち上がり時に
抵抗R4,R5,R6の抵抗値とピークホールド用コンデンサC1
の容量値とによる数m(ミリ)秒以下の時定数でそのコ
ンデンサC1に急速に充電される。波形の立ち下がり時に
は、整流用ダイオードD1,D2,D3が逆バイアスされてカッ
トオフ状態にあるためピークホールド用コンデンサC1の
充電電圧は、放電用抵抗R7の抵抗値とそのコンデンサC1
との容量値とで決定される時定数、数10m秒〜数100m秒
で低下する。また、この波形の立ち下がり時には前述の
動作が繰り返される結果、抵抗R1,R2,R3の両端間電圧の
ピーク値に近い平均値を有し、かつ、若干のリップルを
含む直流電圧〔第3図(b)〕に変換される。ここで、
バッファアンプIC4の出力からオペレーショナルアンプI
C1,IC2,IC3に電圧帰還を施しているためにオフセット電
圧を極端に低減することでそのオフセット電圧による誤
差を大幅に低減できる。
In the AC / DC conversion circuit 1 configured as above,
When a motor current (current at start-up, steady state, overload) flows through at least one primary side of the current transformers CT1, CT2, CT3, the windings on the primary side and secondary side of the current transformer An AC voltage is generated across at least one of the resistors R1, R2, R3 due to the secondary current that is approximately proportional to the turns ratio of. The operational amplifiers IC1, IC2, and IC3, whose non-inverting input section is connected to any one of the resistors R1, R2, and R3, receive 100% voltage feedback from the buffer amplifier IC4 to their inverting input section. Therefore, half-wave rectification with a gain of 0 dB (zero decibel) is performed. The waveform of this half-wave rectification is the resistance value of the resistors R4, R5, and R6 and the peak hold capacitor C1 when the waveform rises.
The capacitor C1 is rapidly charged with a time constant of several m (milliseconds) or less depending on the capacitance value of. At the falling edge of the waveform, the rectifying diodes D1, D2, and D3 are reverse-biased and are in the cutoff state, so the charging voltage of the peak hold capacitor C1 is the resistance value of the discharging resistor R7 and its capacitor C1.
The time constant, which is determined by the capacity value of and, decreases in several tens of milliseconds to several hundreds of milliseconds. Further, as a result of the above-mentioned operation being repeated at the fall of this waveform, the DC voltage having an average value close to the peak value of the voltage across the resistors R1, R2, R3 and including a slight ripple [Fig. (B)]. here,
Output from buffer amplifier IC4 to operational amplifier I
Since voltage feedback is applied to C1, IC2, and IC3, by significantly reducing the offset voltage, the error due to the offset voltage can be greatly reduced.

基準電圧発生回路5は、定電圧電源回路14の出力電圧
(+V)を抵抗R12,R13,R14および可変抵抗器VRで分圧
して基準電圧(補正前基準電圧)を発生している。モー
タの過負荷状態の検出電流の設定は、可変抵抗器VRによ
り基準電圧を可変することにより行われる。
The reference voltage generation circuit 5 divides the output voltage (+ V) of the constant voltage power supply circuit 14 by the resistors R12, R13, R14 and the variable resistor VR to generate a reference voltage (reference voltage before correction). The detection current of the motor overload state is set by changing the reference voltage with the variable resistor VR.

基準電圧補正回路4はオペレーショナルアンプIC5を
備えており、そのオペレーショナルアンプIC5の非反転
入力部(+)に基準電圧発生回路5から補正前基準電圧
が与えられる。オペレーショナルアンプIC5の反転入力
部(−)は、抵抗R15を介してAC/DC変換回路1のオペレ
ーショナルアンプIC4の出力部に接続されている。オペ
レーショナルアンプIC5の出力部はダイオードD4のカソ
ードに接続され、そのダイオードD4のアノードは抵抗R1
6を介してオペレーショナルアンプIC5の反転入力部に、
また抵抗R17を介してその非反転入力部にそれぞれ接続
されている。
The reference voltage correction circuit 4 is provided with an operational amplifier IC5, and the non-inverted input portion (+) of the operational amplifier IC5 is supplied with a reference voltage before correction from the reference voltage generation circuit 5. The inverting input section (-) of the operational amplifier IC5 is connected to the output section of the operational amplifier IC4 of the AC / DC conversion circuit 1 via the resistor R15. The output of the operational amplifier IC5 is connected to the cathode of diode D4, and the anode of diode D4 is resistor R1.
To the inverting input section of the operational amplifier IC5 via 6,
It is also connected to the non-inverting input section via the resistor R17.

このような構成を有する基準電圧補正回路4におい
て、そのオペレーショナルアンプIC5の非反転入力部に
対する基準電圧発生回路5からの補正前基準電圧に比較
して、その反転入力部に対してAC/DC変換回路1からの
出力電圧の方が低い場合は、ダイオードD4が逆バイアス
される。その結果、基準電圧発生回路5からの補正前基
準電圧にほぼ相当する電圧が、第1比較回路6のオペレ
ーショナルアンプIC6の非反転入力部と第2比較回路7
のオペレーショナルアンプIC7の反転入力部とにそれぞ
れ与えられる。その逆に、前記基準電圧に比較して、前
記AC/DC変換回路1の出力電圧の方が高い場合は、基準
電圧補正回路4は減算回路として機能して基準電圧を低
減し、その結果、低減された基準電圧が補正後基準電圧
として第1比較回路6と第2比較回路7とにそれぞれ供
給される。その基準電圧低減量は、基準電圧発生回路5
の抵抗R12,R13,R14および基準電圧補正回路4の抵抗R1
5,R16,R17の各抵抗値および可変抵抗器VRの抵抗値の影
響を受ける。したがって、可変抵抗値VRにより設定され
る検出電流により基準電圧補正量を変更することが可能
となる。
In the reference voltage correction circuit 4 having such a configuration, the non-inverted input portion of the operational amplifier IC5 is compared with the uncorrected reference voltage from the reference voltage generation circuit 5, and the inverted input portion is subjected to AC / DC conversion. When the output voltage from circuit 1 is lower, diode D4 is reverse biased. As a result, the voltage substantially equivalent to the pre-correction reference voltage from the reference voltage generating circuit 5 is the non-inverting input section of the operational amplifier IC6 of the first comparing circuit 6 and the second comparing circuit 7
And the inverting input section of the operational amplifier IC7. On the contrary, when the output voltage of the AC / DC conversion circuit 1 is higher than the reference voltage, the reference voltage correction circuit 4 functions as a subtraction circuit to reduce the reference voltage, and as a result, The reduced reference voltage is supplied to the first comparison circuit 6 and the second comparison circuit 7 as a corrected reference voltage, respectively. The reference voltage reduction amount is determined by the reference voltage generation circuit 5
Resistors R12, R13, R14 and the reference voltage correction circuit 4 resistor R1
5, R16, R17 resistance value and variable resistor VR resistance value influence. Therefore, the reference voltage correction amount can be changed by the detection current set by the variable resistance value VR.

平滑回路3は、オペレーショナルアンプIC4の出力部
に一端が接続された抵抗R11と、抵抗R11の他端と接地部
との間に接続された平滑コンデンサC2とで構成されてい
る。この平滑回路3はAC/DC変換回路1の出力中に含ま
れるリップル成分を除去するためのものである。
The smoothing circuit 3 is composed of a resistor R11 having one end connected to the output part of the operational amplifier IC4, and a smoothing capacitor C2 connected between the other end of the resistor R11 and the ground part. The smoothing circuit 3 is for removing the ripple component contained in the output of the AC / DC conversion circuit 1.

第1比較回路6は、オペレーショナルアンプIC6と、
そのオペレーショナルアンプIC6の出力部と定電圧電源1
4の+V端子との間に接続された抵抗R18および発光ダイ
オードLEDの直列回路と、ダイオードD5とコンデンサC3
との並列回路と、抵抗R19とで構成されている。
The first comparison circuit 6 includes an operational amplifier IC6,
Output part of the operational amplifier IC6 and constant voltage power supply 1
A series circuit of a resistor R18 and a light emitting diode LED connected between the + V terminal of 4, a diode D5 and a capacitor C3
It is composed of a parallel circuit and a resistor R19.

時定数回路2は抵抗R10およびR20と、コンデンサC4
と、トランジスタFETによるスイッチ回路とで構成され
ている。
The time constant circuit 2 includes resistors R10 and R20 and a capacitor C4.
And a switch circuit using a transistor FET.

第1比較回路6におけるオペレーショナルアンプIC6
の出力電圧は、それの反転入力部に与えられる平滑回路
3からの出力電圧が、その非反転入力部に与えられる基
準電圧発生回路5からの補正前基準電圧に比較して低い
場合、つまりモータが過負荷状態でない場合、ハイレベ
ル(高値)となる。これにより、発光ダイオードLEDは
消灯するとともに、その第1比較回路6の出力部に接続
されているトランジスタFETによるスイッチ回路がオ
ン、つまりそのトランジスタFETのソース・ドレイン間
が短絡する。また、その逆にモータが過負荷状態の場
合、そのオペレーショナルアンプIC6の出力電圧がロー
レベル(低値)となり、発光ダイオードLEDが点灯しそ
のスイッチ回路がオフ、つまりそのトランジスタFETの
ソース・ドレイン間が開放する。
Operational amplifier IC6 in the first comparison circuit 6
The output voltage of the motor is lower when the output voltage from the smoothing circuit 3 applied to its inverting input is lower than the uncorrected reference voltage from the reference voltage generating circuit 5 applied to its non-inverting input, that is, the motor. If is not overloaded, it goes high. As a result, the light emitting diode LED is turned off, and the switch circuit formed by the transistor FET connected to the output part of the first comparison circuit 6 is turned on, that is, the source and drain of the transistor FET are short-circuited. On the contrary, when the motor is overloaded, the output voltage of the operational amplifier IC6 becomes low level (low value), the light emitting diode LED lights up and the switch circuit turns off, that is, between the source and drain of the transistor FET. Opens.

第2比較回路7は、オペレーショナルアンプIC7で構
成されており、その非反転入力部は時定数回路2の出力
部に接続され、またその反転入力部は基準電圧補正回路
4の出力部に接続されている。
The second comparison circuit 7 is composed of an operational amplifier IC7, the non-inverting input section of which is connected to the output section of the time constant circuit 2 and the inverting input section of which is connected to the output section of the reference voltage correction circuit 4. ing.

AC/DC変換回路1の出力電圧が基準電圧発生回路5か
らの基準電圧以下である場合は、第1比較回路6のオペ
レーショナルアンプIC6の出力電圧がハイレベルである
からトランジスタFETはオンしている。
When the output voltage of the AC / DC conversion circuit 1 is less than or equal to the reference voltage from the reference voltage generation circuit 5, the output voltage of the operational amplifier IC6 of the first comparison circuit 6 is high level, and therefore the transistor FET is on. .

トランジスタFETがオンであるときは、時定数回路2
のコンデンサC4の両端電圧は、AC/DC変換回路1の出力
電圧を抵抗R10,R20で分圧した値にまでしか充電されな
いから、第2比較回路7は動作しない。
When the transistor FET is on, the time constant circuit 2
Since the voltage across the capacitor C4 is charged only to a value obtained by dividing the output voltage of the AC / DC conversion circuit 1 by the resistors R10 and R20, the second comparison circuit 7 does not operate.

これに対し、AC/DC変換回路1の出力電圧が基準電圧
を超過すると第1比較回路6が動作し、発光ダイオード
LEDが点灯するとともに、トランジスタFETがオフとなる
ために、コンデンサC4の両端間電圧は、AC/DC変換回路
1の出力電圧まで上昇を開始する。コンデンサC4の両端
間電圧が基準電圧に達したとき、第2比較回路7は動作
し、オペレーショナルアンプIC7の出力はほぼ電源電圧
+Vになる。
On the other hand, when the output voltage of the AC / DC conversion circuit 1 exceeds the reference voltage, the first comparison circuit 6 operates and the light emitting diode
Since the LED is turned on and the transistor FET is turned off, the voltage across the capacitor C4 starts rising to the output voltage of the AC / DC conversion circuit 1. When the voltage across the capacitor C4 reaches the reference voltage, the second comparison circuit 7 operates and the output of the operational amplifier IC7 becomes approximately the power supply voltage + V.

このようにして、第2比較回路7の動作は第1比較回
路6で制御されている。今、抵抗R20の抵抗値を極端に
小さく(例えばゼロ)にした場合にも、第1比較回路6
の制御機能は満足するがホットスタート特性を満足しな
くなる。
In this way, the operation of the second comparison circuit 7 is controlled by the first comparison circuit 6. Now, even when the resistance value of the resistor R20 is made extremely small (for example, zero), the first comparison circuit 6
Control function is satisfied, but hot start characteristics are no longer satisfied.

ここで、モータの熱特性について考察してみると、モ
ータが長時間未使用状態にある場合は、モータのコイル
は常温(冷えていること)である。したがって、このよ
うな状態でモータを過負荷状態で始動してもモータのコ
イルが耐熱温度に達するまでには比較的長時間がかかる
ことになる。これとは異なり、モータを長時間運転して
いる状態においてはモータのコイルの温度は上昇してい
る。したがって、この状態で過負荷状態になると、短時
間でそのモータの耐熱温度に達する。そして、前者をい
わゆるコールドスタートといい、また後者をホットスタ
ートという。そして、一般的にホットスタートの動作時
間はコールドスタートのそれのおよそ半分に設定され
る。前述の抵抗R20の抵抗値をゼロにした場合、ホット
スタートの動作時間はコールドスタートのそれと同じ値
になる。抵抗R20およびR10の分圧比でホットスタート特
性が得られている。
Here, considering the thermal characteristics of the motor, when the motor is unused for a long time, the coil of the motor is at room temperature (cool). Therefore, even if the motor is started in the overloaded state in such a state, it takes a relatively long time until the coil of the motor reaches the heat resistant temperature. In contrast to this, the temperature of the motor coil rises when the motor is operating for a long time. Therefore, if the motor is overloaded in this state, the heat resistant temperature of the motor is reached in a short time. The former is called a cold start, and the latter is called a hot start. And, generally, the operation time of the hot start is set to about half of that of the cold start. When the resistance value of the resistor R20 is set to zero, the operation time of hot start becomes the same value as that of cold start. The hot start characteristic is obtained by the voltage division ratio of resistors R20 and R10.

以上の説明で第1比較回路6が第2比較回路7を制御
するためには、第1比較回路6より第2比較回路7の方
が低い電圧で動作する必要がある。このために、本実施
例ではオペレーショナルアンプの入力バイアス電流に着
目し、抵抗R10の抵抗値をr10、抵抗R11の抵抗値をr11と
した場合にr10>r11としている。すなわち、オペレーシ
ョナルアンプIC6およびIC7の入力バイアス電流を同じと
した場合、入力バイアス電流によるオフセット電圧は抵
抗値に比例し、r10>r11の関係から第2比較回路7の方
がこのオフセット電圧分だけ低い電圧で動作することに
なる。
In the above description, in order for the first comparison circuit 6 to control the second comparison circuit 7, the second comparison circuit 7 needs to operate at a lower voltage than the first comparison circuit 6. Therefore, in this embodiment, attention is paid to the input bias current of the operational amplifier, and when the resistance value of the resistor R10 is r10 and the resistance value of the resistor R11 is r11, r10> r11. That is, when the input bias currents of the operational amplifiers IC6 and IC7 are the same, the offset voltage due to the input bias current is proportional to the resistance value, and because of the relationship of r10> r11, the second comparison circuit 7 is lower by this offset voltage. It will work with voltage.

仮に、機能上、r10>r11の関係を満足できない場合例
えば、オペレーショナルアンプIC6の入力バイアス電流
がオペレーショナルアンプIC7の入力バイアス電流より
も小さくなるようにオペレーショナルアンプの構成を決
定するか、あるいはオペレーショナルアンプIC6の基準
電圧を分圧した電圧をオペレーショナルアンプIC7の基
準電圧とするなどの方法で目的を達することができる。
If the relationship of r10> r11 cannot be satisfied functionally, for example, the operational amplifier configuration is determined so that the input bias current of the operational amplifier IC6 becomes smaller than the input bias current of the operational amplifier IC7, or the operational amplifier IC6 The purpose can be achieved by a method in which a voltage obtained by dividing the reference voltage of is used as the reference voltage of the operational amplifier IC7.

トリップ回路8は、この装置を用いたシステムの動作
チェックやサーミスタ付きモータの異常加熱信号により
強制的にトリップさせるための外部トリップ端子B1,B2
と、トランジスタTR1,TR4と、ダイオードD6とを含む。
The trip circuit 8 is an external trip terminal B1, B2 for checking the operation of the system using this device and forcibly tripping due to an abnormal heating signal of a motor with a thermistor.
And transistors TR1, TR4 and diode D6.

オフディレイ回路9は、比較的時定数の短い抵抗R21
およびコンデンサC5と、コンデンサC5に並列に接続され
た比較的高い抵抗値の抵抗R23と、オペレーショナルア
ンプIC8とで構成されている。オフディレイ回路9のオ
ペレーショナルアンプIC8は、それのコンデンサC5の充
電電位が接地電位レベルに達するときにオンする。コン
デンサC5が接地電位レベルに達するまでの時間は、抵抗
R21とコンデンサC5との時定数が短いために比較的短時
間であるが、これとは逆にコンデンサC5は高い抵抗値の
放電用抵抗R23を介して放電するためにその放電時定数
は比較的長い。このため、オペレーショナルアンプIC8
がオフになるまでの時間は長くなる。
The off delay circuit 9 includes a resistor R21 having a relatively short time constant.
And a capacitor C5, a resistor R23 having a relatively high resistance value connected in parallel to the capacitor C5, and an operational amplifier IC8. The operational amplifier IC8 of the off-delay circuit 9 turns on when the charging potential of its capacitor C5 reaches the ground potential level. The time it takes for the capacitor C5 to reach the ground potential level is
Although the time constant between R21 and capacitor C5 is short, it is comparatively short, but on the contrary, capacitor C5 discharges through discharge resistor R23 having a high resistance value, and therefore its discharge time constant is comparatively short. long. Therefore, the operational amplifier IC8
Will take longer to turn off.

オフディレイ回路9の出力は、駆動回路10とラッチ回
路11の2系統に出力される。駆動回路10はトランジスタ
TR2を含み、ラット回路11はサイリスタSCRと、遮断器を
リセットするときにオンし、かつリセット完了時にオフ
するリセットスイッチSWとを含んで構成される。オフデ
ィレイ回路9からその駆動回路10に与えられた出力は、
そのトランジスタTR2を動作させて内蔵遮断器を動作さ
せるコイルX1を励磁する。他方、ラッチ回路11に出力さ
れたオフディレイ回路9出力は、サイリスタのゲートに
入力される。これにより、サイリスタSCRのアノード・
カソード間が導通してそのサイリスタSCRのアノード・
カソードに並列に接続されているフォトカプラ12の発光
ダイオード12aに流れていた電流がゼロとなる。これに
より、フォトトランジスタ12bがオフしてそれに対して
ベースを接続されているトランジスタTR3がオフする。1
3はそのトランジスタTR3を含む出力回路である。
The output of the off-delay circuit 9 is output to two systems of a drive circuit 10 and a latch circuit 11. The drive circuit 10 is a transistor
The rat circuit 11 including TR2 is configured to include a thyristor SCR and a reset switch SW that is turned on when the breaker is reset and turned off when the reset is completed. The output given from the off delay circuit 9 to the drive circuit 10 is
The transistor TR2 is operated to excite the coil X1 which operates the built-in circuit breaker. On the other hand, the output of the off delay circuit 9 output to the latch circuit 11 is input to the gate of the thyristor. As a result, the thyristor SCR anode
Conduction between the cathodes and the anode of the thyristor SCR
The current flowing through the light emitting diode 12a of the photocoupler 12 connected in parallel to the cathode becomes zero. As a result, the phototransistor 12b is turned off and the transistor TR3 whose base is connected to the phototransistor 12b is turned off. 1
3 is an output circuit including the transistor TR3.

電源入力端子A1に一端を接続された抵抗R28の他端と
電源入力端子A2との間には外来サージやノイズをカット
吸収するためのツェナーダイオードZD4、コンデンサC10
およびC11が接続されるとともに、定電圧回路IC3が接続
されている。
A Zener diode ZD4 and a capacitor C10 are provided between the other end of the resistor R28, one end of which is connected to the power input terminal A1, and the power input terminal A2 to absorb and absorb external surges and noise.
And C11 are connected, and the constant voltage circuit IC3 is connected.

定電圧回路IC3の出力+Vと電源入力端子A2間には接
地電位レベルを作るツェナーダイオードZD3とツェナー
電流を制限する抵抗R29が接続され、かつ、ツェナーダ
イオードZD3と抵抗R29の接続部が接地される。ツェナー
ダイオードZD3に並列に接続されコンデンサC9はツェナ
ーダイオードZD3が発生するノイズを吸収するためのも
のである。
A Zener diode ZD3 that creates a ground potential level and a resistor R29 that limits the Zener current are connected between the output + V of the constant voltage circuit IC3 and the power supply input terminal A2, and the connection between the Zener diode ZD3 and the resistor R29 is grounded. . The capacitor C9 connected in parallel with the Zener diode ZD3 is for absorbing the noise generated by the Zener diode ZD3.

抵抗R9は、電源入力電圧がゼロボルトとなった場合、
オペレーショナルアンプIC4は動作しなくなるためコン
デンサC2,C4に蓄えられた電荷を放電させるための抵抗
である。
The resistor R9 is
The operational amplifier IC4 is a resistor for discharging the electric charge stored in the capacitors C2 and C4 because it does not operate.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図は本発明の一実施例のブロック回路図、第2図は
第1図の詳細に回路図、第3図は実施例回路の動作波形
図である。 1…AC/DC変換回路、2…時定数回路、3…平滑回路、
4…基準電圧補正回路、5…基準電圧発生回路、6…第
1比較回路、7…第2比較回路、8…トリップ回路、9
…オフディレイ回路、10…駆動回路、11…ラッチ回路、
13…出力回路、14…定電圧電源。
FIG. 1 is a block circuit diagram of an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a detailed circuit diagram of FIG. 1, and FIG. 3 is an operation waveform diagram of the embodiment circuit. 1 ... AC / DC conversion circuit, 2 ... time constant circuit, 3 ... smoothing circuit,
4 ... Reference voltage correction circuit, 5 ... Reference voltage generation circuit, 6 ... First comparison circuit, 7 ... Second comparison circuit, 8 ... Trip circuit, 9
… Off-delay circuit, 10… Drive circuit, 11… Latch circuit,
13 ... Output circuit, 14 ... Constant voltage power supply.

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】電流検出のための変流器と、 前記変流器からの交流信号を変換して直流の出力電圧を
出力するAC/DC変換回路と、 前記AC/DC変換回路からの出力電圧を所定の時定数でも
って平滑する時定数回路と、 基準電圧を発生出力する基準電圧発生回路と、 前記AC/DC変換回路からの出力電圧に応じて前記基準電
圧発生回路からの基準電圧を低減補正してこれを補正後
基準電圧として出力する基準電圧補正回路と、 前記時定数回路の出力電圧と前記基準電圧補正回路の補
正後基準電圧とを比較する比較回路とを具備したことを
特徴とする電子式サーマルリレー。
1. A current transformer for current detection, an AC / DC conversion circuit for converting an AC signal from the current transformer to output a DC output voltage, and an output from the AC / DC conversion circuit. A time constant circuit that smoothes the voltage with a predetermined time constant, a reference voltage generation circuit that generates and outputs a reference voltage, and a reference voltage from the reference voltage generation circuit according to the output voltage from the AC / DC conversion circuit. It is provided with a reference voltage correction circuit that performs reduction correction and outputs the corrected reference voltage as a corrected reference voltage, and a comparison circuit that compares the output voltage of the time constant circuit and the corrected reference voltage of the reference voltage correction circuit. An electronic thermal relay.
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