JP2693365B2 - 三相交流誘導電動機動力計 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、在来の三相交流誘導電
動機を利用した三相交流誘導電動機動力計に関する。

【０００２】

【従来の技術】原動機の出力性能を計測するために現在
用いられている動力計には、プロニーブレーキ、水動力
計、うず電流電気動力計、直流電気動力計、整流子電気
動力計、つりあわせ運転台等がある。

【０００３】このような在来の各種動力計においては、
その回転子軸と同軸上にケーシングを軸受によって揺動
自在に浮かせ、原動機を運転している間にケーシングに
作用するトルクＴ（Ｎｍ）と、回転子軸の回転数ｎ（ｒ
ｐｍ）を測定する。原動機のパワーｋＷは、 ｋＷ＝２πｎＴ／６１１８ ＝ｎＴ／９７３．７ （１） として計測することができる。なお、原動機の摩擦パワ
ーの計測には直流または整流子電気動力計を用いる必要
がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、在来の
動力計は、プロニーブレーキや小型水動力計等を除いて
いずれもかなり高価なものである。一方、最近では、三
相交流誘導電動機は小出力のものから大出力のものま
で、さまざまな種類のものが大量生産され、その価格も
著しく低下するに至っている。また、インバータによる
三相交流誘導電動機の回転数制御が普及し、広い範囲で
その回転数を自由に変更できるようになっている。そこ
で、本発明の目的は、前記従来技術の有する問題点を解
消し、低価格の三相交流誘導電動機をトルク計測用架台
にそのまま取り付けることによって電気動力計として利
用できるようにした安価な三相交流誘導電動機動力計を
提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
めに、本発明は、出力を測定する原動機と連結される三
相交流誘導電動機と、電力ラインと前記三相交流誘導電
動機との間に設けられ、前記三相交流誘導電動機への入
出力電力の周波数を変換し、前記三相交流誘導電動機が
マイナススリップ状態になる範囲で前記三相交流誘導電
動機の回転数を制御するとともに、発生した電力を前記
電力ラインにフィードバックするインバータと、前記三
相交流誘導電動機の主軸と同軸または平行な揺動軸を備
え前記三相交流誘導電動機を揺動自在に支持する計測用
架台とからなることを特徴とするものである。

【０００６】

【作用】出力を測定しようとする原動機を始動するため
に必要な動力が電源回路から供給され、損失パワーはイ
ンバータを介して三相交流誘導電動機を任意の回転数で
回転することにより測定される。一方、原動機の出力状
態においては、その出力が三相交流誘導電動機のマイナ
ススリップ状態として吸収されるとともに、その際に発
電された電力は電源回路にフィードバックされる。

【０００７】

【実施例】以下、本発明による三相誘導電動機動力計の
一実施例について添付の図面を参照して説明する。図
１、図２において、三相交流誘導電動機１０は、全体を
符号１２で示す計測架台によって軸線Ｏ3 −Ｏ4 を中心
に揺動自在に支持されている。この三相交流誘導発電機
１０は、電源ライン２６から給電されるとともに、イン
バータ２５によってその回転数が任意に制御されるよう
になっている。計測用架台１２は、三相交流誘導電動機
１０の中心直下に設けられ、主軸１３の軸線Ｏ1 −Ｏ2
と平行な揺動軸１４を備えている。この揺動軸１４は、
その両端部で軸受１５ａ、１５ｂを介して支持台１６
ａ、１６ｂによって回転自在に支持されている。この支
持台１６ａ、１６ｂはベッド１７に固定されるようにな
っている。揺動軸１４の軸線Ｏ3 −Ｏ4 は、三相交流誘
導電動機１０の軸線Ｏ1 −Ｏ2 と平行に保たれれるよう
になっているが、両軸間の距離は任意でもよい。軸線Ｏ
3−Ｏ4 を中心として自由に揺動する揺動架台１８上に
おいて三相交流誘導電動機１０は、位置決め部材１９
ａ、１９ｂを用いて両中心線が上記のようになるように
固定されている。また、揺動軸１４には軸線Ｏ1 −Ｏ2
と、Ｏ3 −Ｏ4 とともに直交する方向で、電動機軸１３
の中心から左右両側に距離Ｌだけ離れた位置に、ナイフ
エッヂボルト２０ａ、２０ｂが取り付けられている。こ
のナイフエッヂボルト２０ａ、２０ｂの尖頭部は、揺動
架台１８の下方に配置された押し板２１ａ、２１ｂに当
接するようになっている。ナイフエッヂボルト２０ａ、
２０ｂは、押し板２１ａ、２１ｂを介して荷重センサ２
２ａ、２２ｂを押圧し、荷重センサ２２ａ、２２ｂはそ
の押し荷重Ｗに比例した電圧を図示しない荷重計測器に
出力する。なお、以上の実施例では、三相交流誘導電動
機１０が左右どちらの方向にも揺動したときでも計測が
可能となるように、荷重センサ２２ａ、２２ｂを左右両
側に配置しているが、左右いずれか一個の荷重センサを
圧縮荷重、引張り荷重のいずれにも使用できる場合に
は、その荷重センサで三相交流誘導電動機１０にかかる
トルクを計測するようにしてもよい。

【０００８】次に、原動機の出力パワー計測について説
明する。まず、主軸１３に直結される原動機のモータリ
ング時には、損失パワーが発生するが、インバータ２５
を介して任意の回転数で三相交流誘導電動機１０を駆動
することにより、損失パワーを計測することができる。
この三相交流誘導電動機１０の駆動パワーは、主軸１３
の毎分回転数ｎを図示しない回転数センサにより測定
し、式（１）から簡単に計測することができる。

【０００９】一方、原動機が運転されている間は、三相
交流誘導電動機１０が原動機の出力をマイナススリップ
状態として吸収するとともに、発電された電力をインバ
ータ２５を介して電力ライン２６にフィードバックす
る。原動機出力が吸収されることによって、測定用架台
１２上に揺動自在に支持される三相交流誘導電動機１０
には、制動力の反力としてトルクが作用する。三相交流
誘導電動機１０にかかるトルクＴと、前記電荷センサ２
１ａ、または２１ｂにより検出された押し荷重Ｗとの間
には、 Ｔ＝ＷＬ （２） の関係が成り立つので、前述した（１）式および（２）
式から容易に原動機の出力パワーｋＷを計測することが
できる。しかも、三相交流誘導電動機１０の回転数を、
この三相交流誘導電動機１０がマイナススリップ状態を
保つ範囲内で、インバータ２５により自由に変化させな
がら、原動機の動力を計測することができる。

【００１０】次に、他の実施例について、図３および図
４を参照して説明する。前記第１実施例では、三相交流
誘導電動機１０を下から揺動自在に支持する計測用架台
１２を用いたのに対して、この第２実施例では、フラン
ジ型の三相交流誘導電動機３０をドラム型の計測用架台
３２によって支持するようになっている。

【００１１】この計測用架台３２では、揺動軸としての
ドラム３５が、固定台３３の上に所定の間隔をおいて立
設された支持台３４ａ、３４ｂに軸受３６ａ、３６ｂを
介して軸線Ｏ5 −Ｏ6 を中心に揺動自在に支持されるも
のである。この場合、三相交流誘導電動機３０の主軸３
７には、同軸的に連結軸３８が連結されており、この連
結軸３８の軸先端で継ぎ手３９を介し出力を測定しよう
とする原動機の原動軸が連結されるようになっている。
また、連結軸３８は、ドラム３５の内周面に内輪が固定
された軸受３９ａ、３９ｂによって支承されている。な
お、この実施例では、連結軸３８には、円盤４１が取り
付けられ、この円盤４１によってドラム３５の底に溜ま
っている潤滑油で軸受３９ａ、３９ｂを潤滑することが
できるようになっている。この軸受３９ａ、３９ｂの潤
滑については、自然滴下給油、圧力給油又はグリース潤
滑によってもよい。

【００１２】以上のように構成される第２実施例による
原動機出力パワーの測定は、図１および図２の実施例と
同様に、回転数ｎ、トルクＴを求めることによって計測
することができる。すなわち、三相交流誘導電動機３０
の主軸３７と連結軸３８を介して直結される原動機を始
動するときに生ずる損失パワーは、電力ライン２６から
三相交流誘導電動機３０に給電しインバータ２５を介し
て任意の回転数で駆動することにより計測することがで
きる。一方、原動機の出力パワーの計測では、三相交流
誘導電動機３０のマイナストリップを利用して発電し、
インバータ２５を介して電力ライン２６に発電された電
力をフィードバックする。そして、この間の回転数ｎと
トルクＴを測定し、式（１）、（２）から計測すること
は同様である。

【００１３】ここで、トルクＴの測定について説明す
る。

【００１４】図４において、ドラム３５の外壁には、そ
の中心線と直交する線上に対称的にトルクアーム４２
と、バランスアーム４３とが取り付けられており、トル
クアーム４２には、ドラム３５の中心線から距離Ｌにあ
る位置に荷重センサ４４が取り付けられている。この荷
重センサ４４の下端はベッド３３に連結されているの
で、荷重Ｗを測定し式（２）からトルクＴを求めること
ができる。

【００１５】次に、図示しないトルク指示計の検定につ
いて説明する。まず、トルクアーム４２、バランスアー
ム４３の先端に同型の検定アーム４５ｂ、４５ａを取り
付け、検定アーム４５ｂ上でドラム３５の中心線から距
離Ｌ’にある位置に重錘皿４６を吊す。この重錘皿４６
は、一定重量Ｗ’を有する検定用分銅４７を乗せるため
のもので、検定用分銅４７を乗せた状態で図示しないト
ルク指示計の読みとを比較し、 Ｔ＝ＷＬ＝Ｗ’Ｌ’ （Ｎｍ） （３） としてＴを求め、トルク指示計を検定することができ
る。前記検定アーム４５ａ、４５ｂは、検定のときのみ
使用するもので、原動機の運転中には取りはずされる。

【００１６】なお、バランスアーム４３を軸方向に移動
可能に装着されたバランスウェイト４８は、無負荷状態
で検定アーム４５ａ、４５ｂのみを取り付けた場合に、
左右に移動してトルク指示計の読みを零にするためのも
のである。また、原動機の始動時、停止時には荷重セン
サ４４やトルク指示計に過重な負荷がかからないよう
に、トルクアーム４２は押ねじ４９を用いて固定台５０
に固定できるようになっている。

【００１７】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、三相交流誘導電動機をマイナススリップ状態
で回転するようにインバータで回転数を制御することに
より、原動機出力を吸収し、インバータによって回転数
を自由に変化させながら、原動機の出力を計測すること
ができる。また、発電された電力を電力ラインにフィー
ドバックでき、在来の三相交流誘導電動機を利用して簡
易な構成で経済的な計測を可能とする低価格の電気動力
計を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による三相交流誘導電動機動力計の一実
施例を示す一部断面側面図。

【図２】前記実施例の一部断面側面図。

【図３】他の実施例による三相交流誘導電動機動力計の
一部断面側面図。

【図４】前記他の実施例による三相交流誘導電動機動力
計のトルク計測装置の構成を示した正面図。

【符号の説明】

１０ 三相交流誘導電動機 １２ 計測用架台 １３ 主軸 １４ 揺動軸 １５ａ、１５ｂ 軸受 １７ ベッド １８ 揺動架台 ２２ａ、２２ｂ 荷重センサ ２５ インバータ ２６ 電力ライン ３０ フランジ型三相交流誘導電気動力計 ３５ ドラム ３７ 主軸 ３８ 連結軸 ４２ トルクアーム ４３ バランスアーム

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】出力を測定する原動機と連結される三相交
   流誘導電動機と、電力ラインと前記三相交流誘導電動機
   との間に設けられ、前記三相交流誘導電動機への入出力
   電力の周波数を変換し、前記三相交流誘導電動機がマイ
   ナススリップ状態になる範囲で前記三相交流誘導電動機
   の回転数を制御するとともに、発生した電力を前記電力
   ラインにフィードバックするインバータと、前記三相交
   流誘導電動機の主軸と同軸または平行な揺動軸を備え前
   記三相交流誘導電動機を揺動自在に支持する計測用架台
   とからなることを特徴とする三相交流誘導電動機動力
   計。