JP3183759B2 - 負荷測定装置 - Google Patents
負荷測定装置Info
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- Tests Of Circuit Breakers, Generators, And Electric Motors (AREA)
- Control Of Ac Motors In General (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、交流インダクタモータ
やステッピングモータなどの同期モータの負荷を間接的
に測定する装置に関する。
やステッピングモータなどの同期モータの負荷を間接的
に測定する装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】小型の同期モータ例えば交流インダクタ
モータでは、磁石回転子の負荷が増えると、駆動電源の
位相に対して、磁石回転子の位相が遅れるという特性が
ある。すなわち、磁石回転子の回転位相の遅れは、回転
の負荷の大きさと相関関係を持つ。したがって、回転子
の回転位相の遅れから、負荷の大きさを間接的に測定で
きることになる。
モータでは、磁石回転子の負荷が増えると、駆動電源の
位相に対して、磁石回転子の位相が遅れるという特性が
ある。すなわち、磁石回転子の回転位相の遅れは、回転
の負荷の大きさと相関関係を持つ。したがって、回転子
の回転位相の遅れから、負荷の大きさを間接的に測定で
きることになる。
【０００３】図１は、従来の負荷測定装置１の構成を示
している。同図で、同期モータ３例えば交流インダクタ
モータの固定子側の巻線３１は、交流の駆動電源４によ
って励磁されるようになっており、このときの電源位相
は、電源位相検出手段５により、また同期モータ３の永
久磁石型の回転子３２の回転位相は、位相検出センサ
（磁気センサ）１０によってそれぞれ検出される。
している。同図で、同期モータ３例えば交流インダクタ
モータの固定子側の巻線３１は、交流の駆動電源４によ
って励磁されるようになっており、このときの電源位相
は、電源位相検出手段５により、また同期モータ３の永
久磁石型の回転子３２の回転位相は、位相検出センサ
（磁気センサ）１０によってそれぞれ検出される。
【０００４】そして、検出した電源位相および回転位相
は、共に位相比較手段６の入力となり、それらの位相差
の出力となって、負荷検出手段７の負荷検出回路９に送
り込まれる。ここで、負荷検出回路９は、位相差に対応
する負荷を記憶回路８から読み出して、負荷の大きさに
対応する出力を発生する。このために、記憶回路８に
は、位相差とそれに対応する負荷の相関関係のデータが
予め入力されている。
は、共に位相比較手段６の入力となり、それらの位相差
の出力となって、負荷検出手段７の負荷検出回路９に送
り込まれる。ここで、負荷検出回路９は、位相差に対応
する負荷を記憶回路８から読み出して、負荷の大きさに
対応する出力を発生する。このために、記憶回路８に
は、位相差とそれに対応する負荷の相関関係のデータが
予め入力されている。
【０００５】上記従来技術では、位相検出センサ１０が
不可欠であり、またこれの組み込みのために、モータ自
体の構造が複雑になる。
不可欠であり、またこれの組み込みのために、モータ自
体の構造が複雑になる。
【０００６】
【発明の目的】本発明の目的は、位相検出センサを用い
ないで、交流インダクタモータやステッピングモータな
どの同期モータの負荷を間接的に測定できるようにする
ことである。
ないで、交流インダクタモータやステッピングモータな
どの同期モータの負荷を間接的に測定できるようにする
ことである。
【０００７】
【発明の解決手段】発明者は、交流インダクタモータや
ステッピングモータなどの同期モータの回転特性の実験
過程で、回転の負荷と、そのときの電力測定により求め
た有効電力および無効電力から演算により求めた力率と
の間で、相関関係を確認した。
ステッピングモータなどの同期モータの回転特性の実験
過程で、回転の負荷と、そのときの電力測定により求め
た有効電力および無効電力から演算により求めた力率と
の間で、相関関係を確認した。
【０００８】本発明は、上記実験結果に基づいて、交流
インダクタモータやステッピングモータなどの同期モー
タの負荷測定装置を、同期モータの巻線に供給される電
圧と前記巻線に流れる電流とを測定する電圧・電流測定
手段、前記電圧と前記電流との積から有効電力を求め、
かつ前記電圧の実効値と前記電流の実効値との積から皮
相電力を計算し、前記有効電力と前記皮相電力との除か
ら力率を演算する力率演算手段および演算により求めた
前記力率を負荷と力率との相関関係から前記同期モータ
の負荷に変換する負荷検出手段により構成し、力率の大
きさにより同期モータの負荷の大きさを間接的に測定す
るようにしている。
インダクタモータやステッピングモータなどの同期モー
タの負荷測定装置を、同期モータの巻線に供給される電
圧と前記巻線に流れる電流とを測定する電圧・電流測定
手段、前記電圧と前記電流との積から有効電力を求め、
かつ前記電圧の実効値と前記電流の実効値との積から皮
相電力を計算し、前記有効電力と前記皮相電力との除か
ら力率を演算する力率演算手段および演算により求めた
前記力率を負荷と力率との相関関係から前記同期モータ
の負荷に変換する負荷検出手段により構成し、力率の大
きさにより同期モータの負荷の大きさを間接的に測定す
るようにしている。
【０００９】
【実施例１】この実施例の負荷測定装置２は、温度補正
を考慮しないで、同期モータ３の負荷を間接的に測定す
る例で、図２に示す。同図で、同期モータ３は、一例と
して交流インダクタモータであり、その固定子側の巻線
３１は、交流の駆動電源４によって励磁されるようにな
っている。ここで、電圧・電流測定手段１１は、駆動電
源４と同期モータ３との間に介在して、同期モータ３の
巻線３１に供給される電圧と、巻線３１に流れる電流と
を測定し、力率演算手段１２に送り込む。
を考慮しないで、同期モータ３の負荷を間接的に測定す
る例で、図２に示す。同図で、同期モータ３は、一例と
して交流インダクタモータであり、その固定子側の巻線
３１は、交流の駆動電源４によって励磁されるようにな
っている。ここで、電圧・電流測定手段１１は、駆動電
源４と同期モータ３との間に介在して、同期モータ３の
巻線３１に供給される電圧と、巻線３１に流れる電流と
を測定し、力率演算手段１２に送り込む。
【００１０】ここで、力率演算手段１２は、前記電圧
と、前記電流との積から有効電力を求め、かつ前記電圧
の実効値と前記電流の実効値との積から皮相電力を計算
し、前記有効電力と前記皮相電力との除から力率に変換
する。ここで、力率は、数式により、〔力率＝有効電力
／皮相電力〕として表される。
と、前記電流との積から有効電力を求め、かつ前記電圧
の実効値と前記電流の実効値との積から皮相電力を計算
し、前記有効電力と前記皮相電力との除から力率に変換
する。ここで、力率は、数式により、〔力率＝有効電力
／皮相電力〕として表される。
【００１１】そして、求められた力率は、負荷検出手段
１３の負荷検出回路１５に入力される。負荷検出手段１
３の内部の記憶回路１４には、負荷と力率との相関関係
のデータが予め記憶されている。両者の相関関係は、同
期モータ３の種類や構造に応じて、図３に示すように、
直線Ａまたは曲線Ｂ、Ｃにより表される。したがって負
荷検出回路１５は、入力された力率を基にして、記憶回
路１４に入力されているデータを参照し、入力された力
率に対応する負荷を求め、その負荷の大きさに対応する
信号を出力する。
１３の負荷検出回路１５に入力される。負荷検出手段１
３の内部の記憶回路１４には、負荷と力率との相関関係
のデータが予め記憶されている。両者の相関関係は、同
期モータ３の種類や構造に応じて、図３に示すように、
直線Ａまたは曲線Ｂ、Ｃにより表される。したがって負
荷検出回路１５は、入力された力率を基にして、記憶回
路１４に入力されているデータを参照し、入力された力
率に対応する負荷を求め、その負荷の大きさに対応する
信号を出力する。
【００１２】
【実施例２】この実施例の負荷測定装置２は、温度補正
しながら力率を求める例で、図４に示す。運転中の温度
上昇によって巻線３１の抵抗値が変化するため、力率
は、温度依存性を有する。図４のように、温度補正のた
めに、抵抗測定手段１６が巻線３１に接続されており、
また力率演算手段１２と負荷検出手段１３との間に力率
補正手段１７が接続されている。
しながら力率を求める例で、図４に示す。運転中の温度
上昇によって巻線３１の抵抗値が変化するため、力率
は、温度依存性を有する。図４のように、温度補正のた
めに、抵抗測定手段１６が巻線３１に接続されており、
また力率演算手段１２と負荷検出手段１３との間に力率
補正手段１７が接続されている。
【００１３】実施例１と同様にして測定された力率は、
力率補正手段１７に入力される。この力率補正手段１７
には、抵抗測定手段１６によって測定された巻線３１の
抵抗値も入力されている。ここで抵抗測定手段１６は、
巻線３１の抵抗値により、初期状態または標準状態例え
ば２０〔℃〕からの巻線３１の温度上昇を算出する。
力率補正手段１７に入力される。この力率補正手段１７
には、抵抗測定手段１６によって測定された巻線３１の
抵抗値も入力されている。ここで抵抗測定手段１６は、
巻線３１の抵抗値により、初期状態または標準状態例え
ば２０〔℃〕からの巻線３１の温度上昇を算出する。
【００１４】ここで、記憶回路１４には、負荷と力率と
のデータの他に、図５に示すように力率と温度との関係
が予め記憶されている。そこで、力率補正手段１７は、
記憶回路１４のデータを参照し、温度補正後の力率を負
荷検出回路１５に送り込む。この後、前記実施例１と同
様に、負荷検出回路１５は、補正された力率を基に、記
憶回路１４に記憶されている力率と負荷とのデータを参
照し、正しい力率に対応する負荷を判定し、そのデータ
の信号を出力する。
のデータの他に、図５に示すように力率と温度との関係
が予め記憶されている。そこで、力率補正手段１７は、
記憶回路１４のデータを参照し、温度補正後の力率を負
荷検出回路１５に送り込む。この後、前記実施例１と同
様に、負荷検出回路１５は、補正された力率を基に、記
憶回路１４に記憶されている力率と負荷とのデータを参
照し、正しい力率に対応する負荷を判定し、そのデータ
の信号を出力する。
【００１５】
【発明の効果】本発明では、モータ内部に付設するセン
サが不要であり、したがってモータの構造になんら変更
することなしに、回転時の負荷の測定が可能となる。
サが不要であり、したがってモータの構造になんら変更
することなしに、回転時の負荷の測定が可能となる。
【００１６】また、従来技術の場合に、位相検出センサ
（磁気センサ）が磁石回転子の着磁位相の検出の他に、
巻線に流れる電流により発生する磁界の影響を受け、本
来の位相信号にひずみを生じ、正確な負荷測定を妨げる
原因となっているが、本発明では、位相検出センサ（磁
気センサ）が用いられていないため、上記のような不都
合が全くない。さらに、巻線の温度補正を行うことによ
り、力率がより正確に検出できるため、精度の高い負荷
測定が可能となる。
（磁気センサ）が磁石回転子の着磁位相の検出の他に、
巻線に流れる電流により発生する磁界の影響を受け、本
来の位相信号にひずみを生じ、正確な負荷測定を妨げる
原因となっているが、本発明では、位相検出センサ（磁
気センサ）が用いられていないため、上記のような不都
合が全くない。さらに、巻線の温度補正を行うことによ
り、力率がより正確に検出できるため、精度の高い負荷
測定が可能となる。
【図１】従来の負荷測定装置のブロック線図である。
【図２】本発明の実施例１による負荷測定装置のブロッ
ク線図である。
ク線図である。
【図３】負荷と力率との関係を示すグラフである。
【図４】本発明の実施例２による負荷測定装置のブロッ
ク線図である。
ク線図である。
【図５】温度と力率との関係を示すグラフである。
１ 従来の負荷測定装置 ２ 本発明の負荷測定装置 ３ 同期モータ ４ 駆動電源 ５ 電源位相検出手段 ６ 位相比較手段 ７ 負荷検出手段 ８ 記憶回路 ９ 負荷検出回路 １０ 位相検出センサ １１ 電圧・電流測定手段 １２ 力率演算手段 １３ 負荷検出手段 １４ 記憶回路 １５ 負荷検出回路 １６ 抵抗測定手段 １７ 力率補正手段 ３１ 巻線 ３２ 回転子
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H02P 5/28 - 5/44 H02P 7/36 - 7/66 G01R 31/34
Claims (2)
- 【請求項１】 同期モータ（３）と、この同期モータ
（３）の巻線（３１）に供給される電圧と前記巻線（３
１）に流れる電流とを測定する電圧・電流測定手段（１
１）と、前記電圧と前記電流との積から有効電力を求
め、かつ前記電圧の実効値と前記電流の実効値との積か
ら皮相電力を計算し、前記有効電力と前記皮相電力との
除から力率を演算する力率演算手段（１２）と、演算に
より求めた前記力率を負荷と力率との相関関係から前記
同期モータ（３）の負荷に変換する負荷検出手段（１
３）とを有し、前記力率の大きさにより前記同期モータ
（３）の負荷の大きさを測定することを特徴とする負荷
測定装置（２）。 - 【請求項２】 同期モータ（３）と、この同期モータ
（３）の巻線（３１）に供給される電圧と前記巻線（３
１）に流れる電流とを測定する電圧・電流測定手段（１
１）と、前記電圧と前記電流との積から有効電力を求
め、かつ前記電圧の実効値と前記電流の実効値との積か
ら皮相電力を計算し、前記有効電力と前記皮相電力との
除から力率を演算する力率演算手段（１２）と、上記同
期モータ（３）の巻線（３１）の抵抗値を測定する抵抗
測定手段（１６）と、測定した前記巻線（３１）の抵抗
値から演算により求めた前記力率を温度補正する力率補
正手段（１７）と、補正した前記力率を負荷と力率との
相関関係から前記同期モータ（３）の負荷に変換する負
荷検出手段（１３）とを有し、前記力率の大きさにより
前記同期モータ（３）の負荷の大きさを測定することを
特徴とする負荷測定装置（２）。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23421193A JP3183759B2 (ja) | 1993-08-26 | 1993-08-26 | 負荷測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23421193A JP3183759B2 (ja) | 1993-08-26 | 1993-08-26 | 負荷測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0763829A JPH0763829A (ja) | 1995-03-10 |
| JP3183759B2 true JP3183759B2 (ja) | 2001-07-09 |
Family
ID=16967443
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23421193A Expired - Fee Related JP3183759B2 (ja) | 1993-08-26 | 1993-08-26 | 負荷測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3183759B2 (ja) |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7419258B2 (en) | 2002-09-30 | 2008-09-02 | Brother Kogyo Kabushiki Kaisha | Electronic device having detachable controller |
| US7648925B2 (en) | 2003-04-11 | 2010-01-19 | Vitex Systems, Inc. | Multilayer barrier stacks and methods of making multilayer barrier stacks |
| US7727601B2 (en) | 1999-10-25 | 2010-06-01 | Vitex Systems, Inc. | Method for edge sealing barrier films |
| US7767498B2 (en) | 2005-08-25 | 2010-08-03 | Vitex Systems, Inc. | Encapsulated devices and method of making |
| US8590338B2 (en) | 2009-12-31 | 2013-11-26 | Samsung Mobile Display Co., Ltd. | Evaporator with internal restriction |
| US10390744B2 (en) | 2009-05-13 | 2019-08-27 | Sio2 Medical Products, Inc. | Syringe with PECVD lubricity layer, apparatus and method for transporting a vessel to and from a PECVD processing station, and double wall plastic vessel |
| US10950821B2 (en) | 2007-01-26 | 2021-03-16 | Samsung Display Co., Ltd. | Method of encapsulating an environmentally sensitive device |
| US11066745B2 (en) | 2014-03-28 | 2021-07-20 | Sio2 Medical Products, Inc. | Antistatic coatings for plastic vessels |
| US11624115B2 (en) | 2010-05-12 | 2023-04-11 | Sio2 Medical Products, Inc. | Syringe with PECVD lubrication |
| US11684546B2 (en) | 2013-03-11 | 2023-06-27 | Sio2 Medical Products, Inc. | PECVD coated pharmaceutical packaging |
| US11884446B2 (en) | 2011-11-11 | 2024-01-30 | Sio2 Medical Products, Inc. | Passivation, pH protective or lubricity coating for pharmaceutical package, coating process and apparatus |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7992028B2 (en) * | 2006-08-10 | 2011-08-02 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Power management for correlating difference in system power measurements with subsystem power draw |
| KR102137021B1 (ko) * | 2014-02-28 | 2020-08-13 | 엘지전자 주식회사 | 설비 제어 시스템, 이에 포함된 중앙 제어 장치 및 설비 제어 방법 |
-
1993
- 1993-08-26 JP JP23421193A patent/JP3183759B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7727601B2 (en) | 1999-10-25 | 2010-06-01 | Vitex Systems, Inc. | Method for edge sealing barrier films |
| US7419258B2 (en) | 2002-09-30 | 2008-09-02 | Brother Kogyo Kabushiki Kaisha | Electronic device having detachable controller |
| US7648925B2 (en) | 2003-04-11 | 2010-01-19 | Vitex Systems, Inc. | Multilayer barrier stacks and methods of making multilayer barrier stacks |
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| US10390744B2 (en) | 2009-05-13 | 2019-08-27 | Sio2 Medical Products, Inc. | Syringe with PECVD lubricity layer, apparatus and method for transporting a vessel to and from a PECVD processing station, and double wall plastic vessel |
| US8590338B2 (en) | 2009-12-31 | 2013-11-26 | Samsung Mobile Display Co., Ltd. | Evaporator with internal restriction |
| US11624115B2 (en) | 2010-05-12 | 2023-04-11 | Sio2 Medical Products, Inc. | Syringe with PECVD lubrication |
| US11884446B2 (en) | 2011-11-11 | 2024-01-30 | Sio2 Medical Products, Inc. | Passivation, pH protective or lubricity coating for pharmaceutical package, coating process and apparatus |
| US11684546B2 (en) | 2013-03-11 | 2023-06-27 | Sio2 Medical Products, Inc. | PECVD coated pharmaceutical packaging |
| US12239606B2 (en) | 2013-03-11 | 2025-03-04 | Sio2 Medical Products, Llc | PECVD coated pharmaceutical packaging |
| US11066745B2 (en) | 2014-03-28 | 2021-07-20 | Sio2 Medical Products, Inc. | Antistatic coatings for plastic vessels |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0763829A (ja) | 1995-03-10 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |