JP3328728B2 - Motor power detection device and overload protection device - Google Patents
Motor power detection device and overload protection deviceInfo
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Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、モータ及びモータ
により駆動される装置を過負荷から保護する為に、モー
タに供給される電力を検出するモータ電力検出装置及び
このモータ電力検出装置を備えた過負荷保護装置に関す
るものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a motor power detecting device for detecting power supplied to a motor and a motor power detecting device for protecting the motor and a device driven by the motor from overload. The present invention relates to an overload protection device.
【0002】[0002]
【従来の技術】モータに供給される交流電力の値は、モ
ータに供給される交流電圧と交流電流との乗算結果を時
間平均することにより得ることができる。モータの交流
電源には、その電源線に接続された種々の電気機器で発
生する高電圧パルスのようなノイズ成分を含んでおり、
電力検出回路を、前述したノイズ成分及び高電圧から保
護する為には、電気的に絶縁する必要がある。従来のモ
ータ電力検出装置では、変成器を用いて電圧信号を絶縁
し、変流器を用いて電流信号を絶縁し、これらの絶縁さ
れた電圧信号と電流信号とを、アナログ乗算器又はオペ
アンプからなる乗算回路により乗算して電力値を得てい
る。2. Description of the Related Art The value of AC power supplied to a motor can be obtained by time-averaging the result of multiplying AC voltage and AC current supplied to the motor. The AC power supply of the motor includes a noise component such as a high-voltage pulse generated in various electric devices connected to the power supply line,
In order to protect the power detection circuit from the aforementioned noise components and high voltage, it is necessary to electrically insulate the power detection circuit. In a conventional motor power detection device, a voltage signal is insulated using a transformer, a current signal is insulated using a current transformer, and these insulated voltage and current signals are separated from an analog multiplier or an operational amplifier. To obtain a power value.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】従来のモータ電力検出
装置は、前述したように変流器及び変成器を用いて電流
及び電圧を検出する場合、変流器及び変成器がコイルと
鉄心とで構成されているので、その製作及び取り扱いが
簡単であり、安価である等の利点がある反面、インダク
タンスが大きい為、検出すべき交流電流及び交流電圧の
周波数が20Hz以下の低周波数領域では、位相誤差が
生じ、また、数Hz以下の周波数領域では磁束変化が生
じ難くなる為、検出すべき交流電流及び交流電圧に応じ
た電圧が正確に得られない。従って、例えばサーボモー
タ及びインバータ制御モータ等のように電源周波数範囲
が広い場合は、供給される交流電圧を高精度に検出する
ことが出来ない問題がある。As described above, in the conventional motor power detecting device, when the current and the voltage are detected by using the current transformer and the transformer, the current transformer and the transformer are connected by a coil and an iron core. It has the advantages of being easy to manufacture and handle, and being inexpensive, because of its structure, but has a large inductance, so that in the low frequency region where the frequency of the AC current and AC voltage to be detected is 20 Hz or less, the phase is low. Since an error occurs and a magnetic flux change hardly occurs in a frequency range of several Hz or less, a voltage corresponding to an AC current and an AC voltage to be detected cannot be accurately obtained. Therefore, when the power supply frequency range is wide such as a servo motor and an inverter control motor, there is a problem that the supplied AC voltage cannot be detected with high accuracy.
【0004】また、電力を検出する為に、大別して電圧
検出部、電流検出部及び電圧・電流乗算部の3構成部分
が必要であり、部品点数が多く複雑になる問題がある。
本発明は、上述したような事情に鑑みてなされたもので
あり、第1発明では、モータに供給される電力をその周
波数に関わらず高精度に検出でき、小型で安価に製作で
きるモータ電力検出装置を提供することを目的とする。
第2発明では、第1発明に係るモータ電力検出装置を備
えた過負荷保護装置を提供することを目的とする。In order to detect power, three components, a voltage detection unit, a current detection unit, and a voltage / current multiplication unit, are required.
The present invention has been made in view of the circumstances as described above, in the first shot bright, the power supplied to the motor can be accurately detected regardless of the frequency, the motor power can be inexpensively manufactured in small It is an object to provide a detection device.
In the second invention, an object to provide an overload protection device provided with a motor power detection apparatus according to the first shot bright.
【0005】[0005]
【課題を解決するための手段】第1発明に係るモータ電
力検出装置は、モータに印加された電圧を検出し、検出
した電圧に応じた電流を出力するモータ電圧検出回路
と、該モータ電圧検出回路が出力した電流を制御電流と
し、前記モータに流れる電流による磁束を受けホール電
圧を出力するホール素子とを備え、該ホール素子が出力
したホール電圧を、前記モータへの供給電力値として出
力するモータ電力検出装置であって、前記モータ電圧検
出回路は、前記モータの入力端子間に介装され、その1
次側が逆並列接続されている第1フォトカプラ及び第2
フォトカプラと、該第1フォトカプラ及び第2フォトカ
プラの2次側電流に応じた電圧を発生させる第1電圧発
生手段と、該第1電圧発生手段が発生した電圧が一方の
入力端子に与えられる差動増幅器と、該差動増幅器の出
力電流を入力すべき、その1次側が逆並列接続されてい
る第3フォトカプラ及び第4フォトカプラと、第3フォ
トカプラ及び第4フォトカプラの2次側電流に応じた電
圧を発生する第2電圧発生手段とを備え、該第2電圧発
生手段が発生した電圧が前記差動増幅器の他方の入力端
子に与えられ、第3フォトカプラ及び第4フォトカプラ
の1次側電流を出力すべくなしてあることを特徴とす
る。A motor power detection device according to a first aspect of the present invention detects a voltage applied to a motor, and outputs a current corresponding to the detected voltage. the current circuit is output as a control current, and a Hall element that outputs a Hall voltage subjected to magnetic flux generated by current flowing through the motor, a Hall voltage which the Hall element is output, output as the supply electric power value to the motor
A motor power detection device for detecting the motor voltage.
The output circuit is interposed between the input terminals of the motor.
The first photocoupler and the second
A photocoupler, the first photocoupler and the second photocoupler;
A first voltage generator for generating a voltage corresponding to the secondary current of the plastic
Generating means and the voltage generated by the first voltage generating means
A differential amplifier provided to an input terminal;
The primary side is to be connected in anti-parallel
Third and fourth photocouplers, and a third photocoupler.
Current corresponding to the secondary current of the photocoupler and the fourth photocoupler.
And a second voltage generating means for generating a voltage.
The voltage generated by the generating means is applied to the other input terminal of the differential amplifier.
A third photocoupler and a fourth photocoupler
Characterized in that the primary side current is output.
【0006】このモータ電力検出装置では、モータ電圧
検出回路が、モータに印加された電圧を検出し、検出し
た電圧に応じた電流を出力する。ホール素子は、モータ
電圧検出回路が出力した電流を制御電流とし、モータに
流れる電流による磁束を受けホール電圧を出力し、その
出力したホール電圧を、モータへの供給電力値として出
力する。 In this motor power detection device, a motor voltage detection circuit detects a voltage applied to the motor and outputs a current corresponding to the detected voltage. The Hall element uses the current output by the motor voltage detection circuit as a control current, receives a magnetic flux generated by the current flowing through the motor, outputs a Hall voltage, and outputs the output Hall voltage as a power supply value to the motor .
【0007】[0007]
【0008】モータ電圧検出回路では、モータの入力端
子に電圧が印加されると、その電圧及び極性に応じた電
流が第1フォトカプラの1次側又は第2フォトカプラの
1次側に流れる。第1フォトカプラの2次側には、その
1次側の電流に応じた電流が流れ、第2フォトカプラの
2次側には、その1次側の電流に応じた電流が流れて、
それらの電流が第1電圧発生手段に流れ、第1電圧発生
手段には、モータの入力端子に印加された電圧に関連す
る電圧が発生する。第1電圧発生手段が発生させた電圧
を差動増幅器の一方の入力端子へ入力すると、差動増幅
器は一方の入力端子へ入力された電圧に応じて電圧を出
力し、その電圧及び極性に応じた電流が第3フォトカプ
ラの1次側又は第4フォトカプラの1次側に流れる。In the motor voltage detection circuit , when a voltage is applied to the input terminal of the motor, a current corresponding to the voltage and the polarity flows to the primary side of the first photocoupler or the primary side of the second photocoupler. On the secondary side of the first photocoupler, a current corresponding to the current on the primary side flows, and on the secondary side of the second photocoupler, a current corresponding to the current on the primary side flows.
These currents flow to the first voltage generating means, and the first voltage generating means generates a voltage related to the voltage applied to the input terminal of the motor. When the voltage generated by the first voltage generating means is input to one input terminal of the differential amplifier, the differential amplifier outputs a voltage according to the voltage input to one input terminal, and outputs a voltage according to the voltage and the polarity. Current flows through the primary side of the third photocoupler or the primary side of the fourth photocoupler.
【0009】第3フォトカプラの2次側には、その電流
伝達比及び1次側電流に応じた電流が流れ、第4フォト
カプラの2次側には、その電流伝達比及び1次側電流に
応じた電流が流れて、それらの電流が第2電圧発生手段
に流れ、第2電圧発生手段には、差動増幅器の一方の入
力端子へ入力された電圧に関連した電圧が発生する。第
2電圧発生手段で発生した電圧を差動増幅器の他方の入
力端子へ入力すると、差動増幅器は、その他方の入力端
子へ入力された電圧と、一方の入力端子へ入力された電
圧との差の電圧を増幅し、増幅して差動増幅器が出力す
る電圧及び極性に応じた電流が第3フォトカプラ又は第
4フォトカプラの1次側に流れて、第3フォトカプラ及
び第4フォトカプラの1次側には第3フォトカプラ及び
第4フォトカプラの電流伝達比を補償した電流が流れ
る。A current corresponding to the current transmission ratio and the primary current flows on the secondary side of the third photocoupler, and the current transmission ratio and the primary side current flow on the secondary side of the fourth photocoupler. And the currents flow through the second voltage generating means, and the second voltage generating means generates a voltage related to the voltage input to one input terminal of the differential amplifier. When the voltage generated by the second voltage generating means is input to the other input terminal of the differential amplifier, the differential amplifier compares the voltage input to the other input terminal with the voltage input to one input terminal. A voltage corresponding to the difference voltage is amplified, and a current corresponding to the voltage and the polarity output from the differential amplifier flows to the primary side of the third or fourth photocoupler. A current compensating for the current transmission ratio of the third and fourth photocouplers flows through the primary side of the first photocoupler.
【0010】そのため第1フォトカプラ、第2フォトカ
プラ、第3フォトカプラ及び第4フォトカプラの電流伝
達比を略同じにし、同じ温度条件にすれば、第1フォト
カプラ及び第2フォトカプラの2次側電流に応じた電圧
を、第1フォトカプラ及び第2フォトカプラの電流伝達
比と同じ第3フォトカプラ及び第4フォトカプラの電流
伝達比で補償することができる。そして第3フォトカプ
ラ及び第4フォトカプラの1次側電流が、モータの入力
端子に印加された電圧に整合する。ホール素子は、第3
フォトカプラ及び第4フォトカプラの1次側電流を制御
電流とし、モータに流れる電流による磁束を受けホール
電圧を出力し、その出力したホール電圧を、モータへの
供給電力値として出力する。これにより、このモータ電
力検出装置は、モータに供給される電力をその周波数に
関わらず高精度に検出できると共に、小型で安価に製作
できる。Therefore, if the current transfer ratio of the first photocoupler, the second photocoupler, the third photocoupler, and the fourth photocoupler is made substantially the same and the same temperature condition is set, the two photocouplers of the first photocoupler and the second photocoupler are obtained. The voltage corresponding to the secondary current can be compensated for by the same current transmission ratio of the third and fourth photocouplers as the current transmission ratio of the first and second photocouplers. Then, the primary current of the third and fourth photocouplers matches the voltage applied to the input terminal of the motor. Hall element is the third
A primary current of the photocoupler and the fourth photocoupler is used as a control current, a Hall voltage is output by receiving a magnetic flux generated by the current flowing through the motor, and the output Hall voltage is output as a power supply value to the motor. Thus, the motor power detection device can detect the power supplied to the motor with high accuracy regardless of its frequency, and can be manufactured small and inexpensively.
【0011】第2発明に係る過負荷保護装置は、請求項
1に記載されたモータ電力検出装置を備え、該モータ電
力検出装置の出力に基づき、モータへ供給される電流を
遮断すべくなしてあることを特徴とする。An overload protection device according to a second aspect of the present invention is described in claim
1. A motor power detection device according to claim 1, wherein a current supplied to the motor is cut off based on an output of the motor power detection device.
【0012】この過負荷保護装置では、請求項1に記載
されたモータ電力検出装置を備え、モータ電力検出装置
の出力に基づき、モータへ供給される電流を遮断するの
で、過負荷状態を、モータに供給される電力の周波数に
関わらず高精度に検出できると共に、小型で安価に製作
できる。The overload protection device includes the motor power detection device according to claim 1, and cuts off the current supplied to the motor based on the output of the motor power detection device. It can be detected with high accuracy irrespective of the frequency of the power supplied to the device, and can be manufactured small and inexpensively.
【0013】[0013]
【発明の実施の形態】以下に、本発明を、その実施の形
態を示す図面に基づき説明する。 実施の形態1.図1は、本発明に係るモータ電力検出装
置の実施の形態の構成を示す回路図である。モータMの
一方の入力端子aは、抵抗R1を介して、フォトカプラ
PC1(モータ電圧検出回路)の1次側である発光ダイ
オードLED1のアノード及びフォトカプラPC2(モ
ータ電圧検出回路)の1次側である発光ダイオードLE
D2のカソードと接続されている。モータMの他方の入
力端子bは、抵抗R2を介してフォトカプラPC2の発
光ダイオードLED2のアノード及びフォトカプラPC
1の発光ダイオードLED1のカソードと接続されてい
る。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below with reference to the drawings showing an embodiment. Embodiment 1 FIG. FIG. 1 is a circuit diagram showing a configuration of an embodiment of a motor power detection device according to the present invention. One input terminal a of the motor M is connected via a resistor R1 to the anode of the light emitting diode LED1 which is the primary side of the photocoupler PC1 (motor voltage detection circuit) and the primary side of the photocoupler PC2 (motor voltage detection circuit). Light emitting diode LE
It is connected to the cathode of D2. The other input terminal b of the motor M is connected to the anode of the light emitting diode LED2 of the photocoupler PC2 and the photocoupler PC via the resistor R2.
It is connected to the cathode of one light emitting diode LED1.
【0014】フォトカプラPC1の2次側であるフォト
トランジスタPT1のコレクタは、+15Vの直流電源
と接続されている。フォトトランジスタPT1のエミッ
タは、抵抗R3と抵抗R4との直列回路を介してフォト
カプラPC2の2次側であるフォトトランジスタPT2
のコレクタと接続されている。フォトトランジスタPT
2のエミッタは、−15Vの直流電源と接続されてい
る。抵抗R3と抵抗R4との接続中間点は接地されてい
る。抵抗R3とR4との直列回路には、後述する差動増
幅器OP1の出力電圧をオフセットする可変抵抗VR1
(第1電圧発生手段)が並列接続されている。この可変
抵抗VR1は単なる抵抗に置き換えることができる。The collector of the phototransistor PT1, which is the secondary side of the photocoupler PC1, is connected to a + 15V DC power supply. The emitter of the phototransistor PT1 is connected to the phototransistor PT2 on the secondary side of the photocoupler PC2 via a series circuit of a resistor R3 and a resistor R4.
Connected to the collector. Phototransistor PT
The emitter No. 2 is connected to a -15 V DC power supply. The connection midpoint between the resistors R3 and R4 is grounded. The series circuit of the resistors R3 and R4 includes a variable resistor VR1 for offsetting an output voltage of a differential amplifier OP1 described later.
(First voltage generating means) are connected in parallel. This variable resistor VR1 can be replaced with a simple resistor.
【0015】可変抵抗VR1の抵抗可変端子は、差動増
幅器OP1の反転入力端子と接続されている。差動増幅
器OP1の出力端子は、フォトカプラPC3(モータ電
圧検出回路)の1次側である発光ダイオードLED3の
カソード及びフォトカプラPC4(モータ電圧検出回
路)の1次側である発光ダイオードLED4のアノード
と接続されている。発光ダイオードLED3のアノード
及び発光ダイオードLED4のカソードは、共通接続さ
れてホール素子IC1の正側の電流入力端子I(+)に
接続されている。The variable resistance terminal of the variable resistor VR1 is connected to the inverting input terminal of the differential amplifier OP1. The output terminal of the differential amplifier OP1 is connected to the cathode of the light emitting diode LED3 that is the primary side of the photocoupler PC3 (motor voltage detection circuit) and the anode of the light emitting diode LED4 that is the primary side of the photocoupler PC4 (motor voltage detection circuit). Is connected to The anode of the light emitting diode LED3 and the cathode of the light emitting diode LED4 are commonly connected and connected to the current input terminal I (+) on the positive side of the Hall element IC1.
【0016】フォトカプラPC3の2次側であるフォト
トランジスタPT3のコレクタは、+15Vの直流電源
と接続されている。フォトトランジスタPT3のエミッ
タは、フォトカプラPC4の2次側であるフォトトラン
ジスタPT4のコレクタと接続され、そのエミッタは−
15Vの直流電源と接続されている。フォトトランジス
タPT3のエミッタとフォトトランジスタPT4のコレ
クタとの接続中間点は、差動増幅器OP1の非反転入力
端子と接続され、抵抗R6(第2電圧発生手段)を介し
て接地されている。フォトカプラPC1,PC2,PC
3及びPC4の各電流伝達比は略同じ値に選定されてい
る。The collector of the phototransistor PT3, which is the secondary side of the photocoupler PC3, is connected to a +15 V DC power supply. The emitter of the phototransistor PT3 is connected to the collector of the phototransistor PT4, which is the secondary side of the photocoupler PC4.
It is connected to a 15V DC power supply. A connection intermediate point between the emitter of the phototransistor PT3 and the collector of the phototransistor PT4 is connected to a non-inverting input terminal of the differential amplifier OP1, and is grounded via a resistor R6 (second voltage generating means). Photocoupler PC1, PC2, PC
3 and PC4 are selected to have substantially the same value.
【0017】ホール素子IC1の負側の電流入力端子I
(−)は接地され、正側の電圧出力端子O(+)は、抵
抗R7を介して差動増幅器OP2の反転入力端子と接続
され、負側の電圧出力端子O(−)は、抵抗R8を介し
て差動増幅器OP2の非反転入力端子と接続されてい
る。差動増幅器OP2の非反転入力端子は、抵抗R10
を介して接地され、出力端子は、抵抗R9により負帰還
が掛けられ、モータ電力信号の一方の出力端子cに接続
されている。モータ電力信号の他方の出力端子dは接地
されている。The current input terminal I on the negative side of the Hall element IC1
(-) Is grounded, the positive voltage output terminal O (+) is connected to the inverting input terminal of the differential amplifier OP2 via the resistor R7, and the negative voltage output terminal O (-) is connected to the resistor R8. Is connected to the non-inverting input terminal of the differential amplifier OP2 via The non-inverting input terminal of the differential amplifier OP2 is connected to a resistor R10
, And the output terminal thereof is negatively fed back by a resistor R9, and is connected to one output terminal c of the motor power signal. The other output terminal d of the motor power signal is grounded.
【0018】ホール素子IC1には、図2に示すよう
に、発光ダイオードLED3,LED4に流れる電流I
V を、正側の電流入力端子I(+)から負側の電流入力
端子I(−)に流すと共に、モータMに供給された電流
により発生する磁束を磁性体mで集束し、磁性体mの磁
気回路の途中にホール素子IC1を設置して磁束Bを与
え、電流IV が流れる方向と垂直方向に生じる起電力
を、電圧出力端子O(+),O(−)により取り出す。
このとき、電圧出力端子O(+),O(−)間に生じる
ホール電圧VH は、ホール効果により(1)式のように
なる。 VH =KH ・IV ・Bcosθ (1) 但し、KH はホール素子の比例定数であり、θは電流
(制御電流)IV 及びホール電圧VH に垂直な方向に対
する磁束Bの傾きである。As shown in FIG. 2, a current I flowing through the light emitting diodes LED3 and LED4 is provided in the Hall element IC1.
V flows from the positive side current input terminal I (+) to the negative side current input terminal I (−), and the magnetic flux generated by the current supplied to the motor M is converged by the magnetic body m. The Hall element IC1 is installed in the middle of the magnetic circuit to apply the magnetic flux B, and the electromotive force generated in the direction perpendicular to the direction in which the current IV flows is taken out by the voltage output terminals O (+) and O (-).
At this time, the Hall voltage V H generated between the voltage output terminals O (+) and O (−) is represented by the following equation (1) due to the Hall effect. V H = K H · I V · B cos θ (1) where K H is a proportional constant of the Hall element, and θ is a gradient of the magnetic flux B with respect to a direction perpendicular to the current (control current) I V and the Hall voltage V H. is there.
【0019】ここで、電流IV は、モータMの入力端子
a,b間に供給された電圧に関連する値であり、磁束B
は、モータMに供給された電流に関連する値である。従
って、(1)式より、ホール電圧VH は、モータMの供
給電力=(モータMへの供給電圧)×(モータMへの供
給電流)に関連する値であり、ホール電圧VH を検出す
ることにより、モータMへの供給電力を検出することが
出来る。Here, the current IV is a value related to the voltage supplied between the input terminals a and b of the motor M, and the magnetic flux B
Is a value related to the current supplied to the motor M. Therefore, from the equation (1), the Hall voltage V H is a value related to the power supplied to the motor M = (supply voltage to the motor M) × (supply current to the motor M), and the Hall voltage V H is detected. By doing so, the power supply to the motor M can be detected.
【0020】以下に、このような構成のモータ電力検出
装置の動作を説明する。モータMの入力端子a,b間に
印加された交流電圧ACVは、抵抗R1,R2による電
圧降下により低電圧になって、フォトカプラPC1,P
C2の発光ダイオードLED1,LED2に印加され
る。Hereinafter, the operation of the motor power detection device having such a configuration will be described. The AC voltage ACV applied between the input terminals a and b of the motor M becomes low voltage due to the voltage drop by the resistors R1 and R2, and
It is applied to the light emitting diodes LED1 and LED2 of C2.
【0021】そして、モータMの入力端子a,bから、
抵抗R1,R2で制限され、交流電圧ACVの正,負側
電圧V,バーVに応じた電流I,バーIが、発光ダイオ
ードLED1,LED2に流れて発光ダイオードLED
1,LED2が交互に発光する。発光ダイオードPD
1,PD2が発光した光をフォトトランジスタPT1,
PT2が受光し、フォトトランジスタPT1,PT2が
交互にオンし、直流電源+15V,−15Vからフォト
トランジスタPT1,PT2を通じて抵抗R3,R4に
電流i,バーiが流れ、可変抵抗VR1の抵抗可変端子
には、電流i,バーiに応じた正側電圧VR 、負側電圧
バーVR が生じる。Then, from the input terminals a and b of the motor M,
Currents I and I, which are limited by the resistors R1 and R2 and correspond to the positive and negative voltages V and V of the AC voltage ACV, flow through the light-emitting diodes LED1 and LED2 and
1, LED2 emits light alternately. Light emitting diode PD
1, PD2 emits light to the phototransistor PT1,
PT2 receives light, phototransistors PT1 and PT2 are turned on alternately, currents i and bar i flow from DC power supplies + 15V and -15V to resistors R3 and R4 through phototransistors PT1 and PT2, and to the variable resistance terminal of variable resistor VR1. a current i, the positive voltage V R corresponding to the bar i, the negative-side voltage bar V R occurs.
【0022】即ち、検出すべき交流電圧ACVに応じた
交流電圧の正側電圧VR ,負側電圧バーVR が生じる。
ところで、フォトトランジスタPT1,PT2を流れる
電流i,バーiは、フォトカプラPC1,PC2の電流
伝達比が周囲温度により左,右されることにより変化
し、この電流i,バーiは発光ダイオードLED1,L
ED2の電流I,バーIに整合せず、フォトトランジス
タPT1,PT2の電流に応じた電圧と、モータMの入
力端子a,b間に入力された交流電圧ACVとは整合し
ない。[0022] That is, the positive-side voltage V R of the AC voltage corresponding to the AC voltage ACV to be detected, a negative-side voltage bar V R occurs.
By the way, the current i and the bar i flowing through the phototransistors PT1 and PT2 change as the current transmission ratio of the photocouplers PC1 and PC2 is shifted left and right depending on the ambient temperature. L
The current I and the bar I of the ED2 do not match, and the voltage corresponding to the current of the phototransistors PT1 and PT2 does not match the AC voltage ACV input between the input terminals a and b of the motor M.
【0023】しかし、可変抵抗VR1の抵抗可変端子の
電圧VR ,バーVR が、差動増幅器OP1の反転入力端
子に入力されると、差動増幅器OP1は、反転入力端子
に入力された電圧に応じた電圧を出力し、その電圧
VR ,バーVR に応じた電流I′,バーI′が、フォト
カプラPC3,PC4の発光ダイオードLED3,LE
D4を通ってホール素子IC1に流れる。そして、発光
ダイオードLED3,LED4が電流I′,バーI′に
応じて交互に発光し、それによりフォトトランジスタP
T3,PT4が交互にオンして、直流電源+15V,−
15VからフォトトランジスタPT3,PT4を通って
抵抗R6に電流が流れ、抵抗R6の端子電圧は、差動増
幅器OP1の出力電流I′,バーI′に応じた正側電圧
VF ,負側電圧バーVF になり、この電圧VF ,バーV
F が差動増幅器OP1の非反転入力端子へ入力される。[0023] However, the voltage V R of the resistance variable terminal of the variable resistor VR1, bar V R is inputted to the inverting input terminal of the differential amplifier OP1, a differential amplifier OP1, a voltage input to the inverting input terminal voltage outputs in accordance with, the voltage V R, a current corresponding to the bar V R I ', bar I' is, light emitting diode LED3 of the photocoupler PC3, PC 4, LE
It flows through D4 to the Hall element IC1. Then, the light emitting diodes LED3 and LED4 emit light alternately according to the current I 'and the bar I'.
T3 and PT4 are turned on alternately, and DC power supply + 15V,-
A current flows from 15 V to the resistor R6 through the phototransistors PT3 and PT4, and the terminal voltage of the resistor R6 is set to the positive side voltage V F and the negative side voltage bar corresponding to the output current I ′ and the bar I ′ of the differential amplifier OP1. It becomes V F, the voltage V F, V bar
F is input to the non-inverting input terminal of the differential amplifier OP1.
【0024】差動増幅器OP1は、非反転入力端子に入
力された電圧と反転入力端子に入力された電圧との差を
増幅し、差動増幅器OP1が出力する電圧に応じて、フ
ォトカプラPC3,PC4の電流伝達比を補償した電流
IV が、フォトカプラPC3,PC4の発光ダイオード
LED3,LED4を通じて、ホール素子IC1の正側
の電流入力端子I(+)から負側の電流入力端子I
(−)に流れる。The differential amplifier OP1 amplifies the difference between the voltage input to the non-inverting input terminal and the voltage input to the inverting input terminal, and according to the voltage output from the differential amplifier OP1, the photo-coupler PC3 The current I V compensated for the current transmission ratio of PC4 passes through the light-emitting diodes LED3 and LED4 of the photocouplers PC3 and PC4 from the current input terminal I (+) on the positive side of the Hall element IC1 to the current input terminal I on the negative side.
It flows to (-).
【0025】従って、フォトカプラPC1,PC2,P
C3,PC4の電流伝達比を略同じ値に選定しておけ
ば、フォトカプラPC3,PC4の発光ダイオードLE
D3,LED4に流れる電流は、フォトカプラPC1,
PC2の電流伝達比を補償した電流に整合し、フォトカ
プラPC1,PC2の電流伝達比を補償した電流が、ホ
ール素子IC1に流れたと同様になり、ホール素子IC
1に流れた電流は、モータMの入力端子a,b間に入力
された交流電圧ACVに整合する。Therefore, the photocouplers PC1, PC2, P
If the current transmission ratios of C3 and PC4 are selected to be substantially the same value, the light emitting diodes LE of the photocouplers PC3 and PC4 can be used.
The current flowing through D3 and LED4 is equal to the photocoupler PC1,
The current which compensates the current transmission ratio of PC2 and the current which compensates the current transmission ratio of photocouplers PC1 and PC2 is the same as the current flowing to Hall element IC1.
1 matches the AC voltage ACV input between the input terminals a and b of the motor M.
【0026】このようにして同じ電流伝達比のフォトカ
プラPC1,PC2,PC3,PC4を使用し、それら
を同じ温度条件下に配設することにより、フォトカプラ
PC1,PC2の電流伝達比を補償した電流が得られ
て、モータMに供給された電圧を高精度に検出すること
ができる。By using the photocouplers PC1, PC2, PC3, and PC4 having the same current transmission ratio and arranging them under the same temperature condition, the current transmission ratio of the photocouplers PC1 and PC2 is compensated. A current is obtained, and the voltage supplied to the motor M can be detected with high accuracy.
【0027】一方、ホール素子IC1には、図2に示す
ように、モータMに供給された電流により発生した磁束
を磁性体mで集束した磁束Bが与えられ、ホール効果に
より、電流IV が流れる方向と垂直方向に起電力が生
じ、電圧出力端子O(+),O(−)から取り出され
る。電圧出力端子O(+),O(−)間に生じるホール
電圧VH は、上述したように、(1)式のようになる。 VH =KH ・IV ・Bcosθ (1) 但し、KH はホール素子の比例定数であり、θは電流
(制御電流)IV 及びホール電圧VH に垂直な方向に対
する磁束Bの傾きである。On the other hand, as shown in FIG. 2, a magnetic flux B generated by concentrating a magnetic flux generated by the current supplied to the motor M by the magnetic material m is applied to the Hall element IC1, and the current IV is generated by the Hall effect. An electromotive force is generated in the direction perpendicular to the flowing direction, and is extracted from the voltage output terminals O (+) and O (-). As described above, the Hall voltage V H generated between the voltage output terminals O (+) and O (−) is represented by the equation (1). V H = K H · I V · B cos θ (1) where K H is a proportional constant of the Hall element, and θ is a gradient of the magnetic flux B with respect to a direction perpendicular to the current (control current) I V and the Hall voltage V H. is there.
【0028】ここで、電流IV は、上述したように、モ
ータMの入力端子a,b間に入力された交流電圧ACV
に整合する値であり、磁束Bは、モータMに供給された
電流に関連する値である。従って、(1)式より、ホー
ル電圧VH は、モータMの供給電力=(モータMへの供
給電圧)×(モータMへの供給電流)に関連する値であ
り、このホール電圧VH を差動増幅器OP2により増幅
し検出することにより、モータMへの供給電力(モータ
電力信号)を出力端子c,d間から検出することが出来
る。また、上述したモータ電力検出装置の回路(モータ
Mの巻線L1,L2は除く)は、インダクタンス成分を
含まないので、交流電圧及び交流電流の位相誤差が生じ
ることがない。また、変成器を使用しないから小型、軽
量に構成できる。Here, the current IV is, as described above, the AC voltage ACV input between the input terminals a and b of the motor M.
And the magnetic flux B is a value related to the current supplied to the motor M. Thus, equation (1), the Hall voltage V H is a value related to the power supplied motor M = (voltage supplied to the motor M) × (current supplied to the motor M), the Hall voltage V H By amplifying and detecting by the differential amplifier OP2, power supplied to the motor M (motor power signal) can be detected from between the output terminals c and d. Further, since the circuit of the above-described motor power detection device (excluding the windings L1 and L2 of the motor M) does not include an inductance component, no phase error occurs between the AC voltage and the AC current. In addition, since a transformer is not used, it can be configured to be small and lightweight.
【0029】モータ電力信号は、電源周波数の2倍の周
期の正弦波であるので、これを図示しない抵抗及びコン
デンサによる平滑回路により平均化することで、モータ
電力値を得ることが出来る。尚、抵抗及びコンデンサに
よる平滑回路に代えて、モータ電力信号を、A/D変換
器によりディジタル化し、そのディジタル化したモータ
電力信号を、マイクロコンピュータにより所定期間毎に
サンプリングし、そのサンプリングした値を電源周波数
に応じた期間積分し、その積分結果をサンプリング数で
割り算することにより、モータ電力値を得ても良い。ま
た、上述した実施の形態では、モータMが単相モータで
ある場合を説明したが、モータMは、3相モータ又は直
流モータであっても同様の効果を得ることが出来る。Since the motor power signal is a sine wave having a cycle twice as long as the power supply frequency, the motor power value can be obtained by averaging the sine wave with a smoothing circuit including a resistor and a capacitor (not shown). The motor power signal is digitized by an A / D converter instead of a smoothing circuit using a resistor and a capacitor, and the digitized motor power signal is sampled by a microcomputer at predetermined intervals, and the sampled value is calculated. The motor power value may be obtained by integrating for a period corresponding to the power supply frequency and dividing the integration result by the number of samples. In the above-described embodiment, the case where the motor M is a single-phase motor has been described. However, the same effect can be obtained even if the motor M is a three-phase motor or a DC motor.
【0030】実施の形態2.図3は、本発明に係る過負
荷保護装置の実施の形態2の構成を示したブロック図で
ある。この過負荷保護装置は、単相電源が、配線用遮断
器1及び電磁接触器2を介して、図示しない例えばコン
ベアである駆動機構を駆動する単相モータMに供給され
る。電磁接触器2と単相モータMとを接続する線路に
は、サーマルリレー3が介装されている。Embodiment 2 FIG. FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of the second embodiment of the overload protection device according to the present invention. In this overload protection device, a single-phase power is supplied to a single-phase motor M that drives a drive mechanism (not shown), for example, a conveyor, via a circuit breaker 1 and an electromagnetic contactor 2. A thermal relay 3 is interposed in a line connecting the electromagnetic contactor 2 and the single-phase motor M.
【0031】単相モータMへ供給される電圧は、入力端
子a,bを介して、実施の形態1において説明したモー
タ電力検出装置10へ入力され、モータ電力検出装置1
0の出力電圧は、平滑回路等である平均化回路10aに
より平均化され、始動検出用の比較器11、過負荷検出
用の比較器13の各正入力端子+へ入力される。比較器
11の負入力端子−には制御電源CEの電圧を抵抗21
と抵抗22とにより分圧した始動検出基準電圧E11が
入力される。比較器13の負入力端子−には、制御電源
CEの電圧を可変抵抗器23により分圧した過負荷検出
基準電圧E13が入力される。The voltage supplied to the single-phase motor M is input to the motor power detection device 10 described in the first embodiment via the input terminals a and b.
The output voltage of 0 is averaged by an averaging circuit 10a such as a smoothing circuit, and is input to each positive input terminal + of a comparator 11 for starting detection and a comparator 13 for detecting overload. The voltage of the control power supply CE is connected to the negative input terminal
The start detection reference voltage E11 divided by the resistor 22 and the resistor 22 is input. An overload detection reference voltage E13 obtained by dividing the voltage of the control power supply CE by the variable resistor 23 is input to the negative input terminal − of the comparator 13.
【0032】比較器11の出力信号V11は始動タイマ
12へ入力され、比較器13の出力信号V13は過負荷
タイマ14へ入力される。始動タイマ12は、単相モー
タMの始動電流を過負荷と誤認してモータ電流を遮断し
ないよう防止するオンディレイタイマであり、単相モー
タMの始動時間より長い設定時間T1を計時し、計時を
終了すると始動終了信号である出力信号V12を出力す
るようになっている。The output signal V11 of the comparator 11 is input to a start timer 12, and the output signal V13 of the comparator 13 is input to an overload timer 14. The start timer 12 is an on-delay timer for preventing the start current of the single-phase motor M from being erroneously recognized as an overload so as not to cut off the motor current, and measures a set time T1 longer than the start time of the single-phase motor M. Is completed, an output signal V12, which is a start end signal, is output.
【0033】また、過負荷タイマ14は、瞬時の過負荷
によりモータ電流を遮断しないよう、過負荷の継続時間
を計時するオンディレイタイマであり、設定時間T1よ
り短い設定時間T2を計時し、計時を終了すると出力信
号V14を出力するようになっている。始動タイマ12
の出力信号V12はOR回路34の一方の入力端子へ入
力され、その出力信号はAND回路15の一方の入力端
子へ入力される。過負荷タイマ14の出力信号V14は
AND回路15の他方の入力端子へ入力される。The overload timer 14 is an on-delay timer for measuring the duration of the overload so as not to interrupt the motor current due to an instantaneous overload. The overload timer 14 measures a set time T2 shorter than the set time T1. Is completed, an output signal V14 is output. Start timer 12
Is input to one input terminal of the OR circuit 34, and the output signal V12 is input to one input terminal of the AND circuit 15. The output signal V14 of the overload timer 14 is input to the other input terminal of the AND circuit 15.
【0034】前記比較器11の出力信号V11は、NA
ND回路31、NAND回路32の各一方の入力端子へ
入力される。前記比較器13の出力信号V13はNAN
D回路30の一方の入力端子へ入力される。NAND回
路30の出力信号は、コンデンサ35と抵抗36との直
列回路を介して、NAND回路31の他方の入力端子へ
入力される。コンデンサ35と抵抗36との接続中間点
は抵抗37を介して接地される。The output signal V11 of the comparator 11 is NA
The signal is input to one input terminal of each of the ND circuit 31 and the NAND circuit 32. The output signal V13 of the comparator 13 is NAN
The signal is input to one input terminal of the D circuit 30. An output signal of the NAND circuit 30 is input to the other input terminal of the NAND circuit 31 via a series circuit of the capacitor 35 and the resistor 36. The connection point between the capacitor 35 and the resistor 36 is grounded via the resistor 37.
【0035】NAND回路31の出力信号V31は、N
AND回路30の他方の入力端子及びNAND回路33
の一方の入力端子へ入力される。NAND回路32の出
力信号は、NAND回路33の他方の入力端子へ入力さ
れ、NAND回路33の出力信号V33は、NAND回
路32の他方の入力端子及びOR回路34の他方の入力
端子へ入力される。AND回路15と、NAND回路3
0,31,32,33と、コンデンサ35と、抵抗3
6,37とにより、単相モータMの過渡動作の終了を検
出する過渡動作終了検出回路300が構成されている。The output signal V31 of the NAND circuit 31 is N
The other input terminal of the AND circuit 30 and the NAND circuit 33
Is input to one of the input terminals. The output signal of the NAND circuit 32 is input to the other input terminal of the NAND circuit 33, and the output signal V33 of the NAND circuit 33 is input to the other input terminal of the NAND circuit 32 and the other input terminal of the OR circuit 34. . AND circuit 15 and NAND circuit 3
0, 31, 32, 33, a capacitor 35, and a resistor 3
6 and 37 constitute a transient operation end detection circuit 300 that detects the end of the transient operation of the single-phase motor M.
【0036】AND回路15の出力信号V15は、エミ
ッタ接地のトランジスタ16のベースへ入力される。ト
ランジスタ16のコレクタは、過負荷トリップリレー1
8を介して制御電源CEと接続されている。過負荷トリ
ップリレー18にはフライホイールダイオード17が並
列接続されている。過負荷トリップリレー18の常閉接
点18bと、停止用押釦スイッチ7と、始動用押釦スイ
ッチ6と、電磁接触器2の電磁コイル2cと、サーマル
リレー3の常閉接点3bとの直列回路は、交流電源AC
の一方の端子と他方の端子との間に介装される。始動用
押釦スイッチ6には、電磁接触器2の自己保持用常開接
点2aが並列接続されている。The output signal V15 of the AND circuit 15 is input to the base of the transistor 16 whose emitter is grounded. The collector of the transistor 16 is the overload trip relay 1
8 and a control power supply CE. The flywheel diode 17 is connected to the overload trip relay 18 in parallel. A series circuit of the normally closed contact 18b of the overload trip relay 18, the stop push button switch 7, the start push button switch 6, the electromagnetic coil 2c of the electromagnetic contactor 2, and the normally closed contact 3b of the thermal relay 3 AC power supply AC
Is interposed between one terminal and the other terminal. The self-holding normally open contact 2 a of the electromagnetic contactor 2 is connected in parallel to the starting push button switch 6.
【0037】そして、モータ電力検出装置10、平均化
回路10a、抵抗21,22、可変抵抗23、比較器1
1,13、始動タイマ12、過負荷タイマ14、AND
回路15、トランジスタ16、過負荷トリップリレー1
8、フライホイールダイオード17、常閉接点18b及
び過渡動作終了検出回路300により過負荷保護装置2
0が構成されている。Then, the motor power detecting device 10, the averaging circuit 10a, the resistors 21 and 22, the variable resistor 23, the comparator 1
1, 13, start timer 12, overload timer 14, AND
Circuit 15, transistor 16, overload trip relay 1
8, flywheel diode 17, normally closed contact 18b and transient operation end detection circuit 300
0 is configured.
【0038】以下に、このような構成の過負荷保護装置
の動作を、それを示す図4のタイミングチャートを参照
しながら説明する。配線用遮断器1を閉じた状態で、始
動押釦スイッチ6を閉じると、電磁コイル2cが励磁さ
れて電磁接触器2が閉じ、単相モータMに単相のモータ
電流IS が流れて単相モータMが始動する。それによ
り、モータ電力検出装置10は、モータ電力に比例した
直流の出力電圧V10を出力する。比較器11は、出力
電圧V10と、抵抗21,22により分圧された図4
(b)に示す始動検出基準電圧E11とを大小比較し、
V10>E11になると、比較器11の出力信号V11
がHレベルになり、単相モータMの始動を検出する。The operation of the overload protection device having such a configuration will be described below with reference to the timing chart of FIG. When the starting pushbutton switch 6 is closed with the circuit breaker 1 closed, the electromagnetic coil 2c is excited to close the electromagnetic contactor 2, and a single-phase motor current I S flows through the single-phase motor M, thereby causing a single-phase motor current IS to flow. The motor M starts. As a result, the motor power detection device 10 outputs a DC output voltage V10 that is proportional to the motor power. The comparator 11 outputs the output voltage V10 and the voltage divided by the resistors 21 and 22 in FIG.
The magnitude is compared with the start detection reference voltage E11 shown in FIG.
When V10> E11, the output signal V11 of the comparator 11
Attains the H level, and the start of the single-phase motor M is detected.
【0039】この出力信号V11は、モータ電流IS が
流れている期間は、図4(c)に示すようにHレベルに
なる。そして始動タイマ12は、出力信号V11がHレ
ベルになると計時を開始し、設定時間T1を計時したと
き図4(d)に示すように、始動タイマ12の出力信号
V12がHレベルになる。一方、単相モータMの始動時
に過大な始動電流が流れた場合は、比較器13の出力信
号V13は、図4(e)に示すようにHレベルになる
が、始動動作である加速動作が終了するとLレベルにな
る。そして出力信号V13がLレベルになった時点で、
NAND回路30の出力信号がHレベルになり、その出
力信号がコンデンサ35と抵抗37とにより微分されて
図4(g)に示す鋸歯状パルスV36が発生し、NAN
D回路31へ入力される。[0039] The output signal V11 is a period during which the motor current I S flows becomes the H level as shown in FIG. 4 (c). Then, the start timer 12 starts timing when the output signal V11 becomes H level, and when the set time T1 is measured, the output signal V12 of the start timer 12 becomes H level as shown in FIG. 4D. On the other hand, if an excessive starting current flows when the single-phase motor M starts, the output signal V13 of the comparator 13 goes to the H level as shown in FIG. Upon completion, the level becomes L level. Then, when the output signal V13 becomes L level,
The output signal of the NAND circuit 30 becomes H level, and the output signal is differentiated by the capacitor 35 and the resistor 37 to generate a sawtooth pulse V36 shown in FIG.
It is input to the D circuit 31.
【0040】そして、NAND回路31の出力信号V3
1は、単相モータMが始動後Hレベルになる図4(c)
に示す出力信号V11と、鋸歯状パルスV36との論理
により、図4(h)に示す負パルスになる。NAND回
路31の出力信号V31は、NAND回路32及びNA
ND回路33で構成されている過渡動作終了検出回路3
00で、出力信号V11がHレベルの期間中保持され
る。従って、NAND回路33の出力信号V33は、図
4(i)に示すように、単相モータMの始動電流に応じ
た出力電圧V10が、過負荷検出基準電圧E13以下に
なった時点からモータ電流IS が遮断されるまでの期間
はHレベルになる。そして、単相モータMが始動後、N
AND回路33の出力信号V33がHレベルになるか、
又は始動タイマ12の出力信号V12が、設定時間T1
を計時後にHレベルになると、OR回路34の出力信号
V34が図4(j)に示すようにHレベルになる。The output signal V3 of the NAND circuit 31
1 indicates that the single-phase motor M goes to the H level after starting.
Due to the logic of the output signal V11 shown in FIG. 4 and the sawtooth pulse V36, a negative pulse shown in FIG. The output signal V31 of the NAND circuit 31 is output from the NAND circuit 32 and the NA
Transient operation end detection circuit 3 composed of ND circuit 33
At 00, the output signal V11 is held during the H level. Accordingly, as shown in FIG. 4 (i), the output signal V33 of the NAND circuit 33 starts at the time when the output voltage V10 corresponding to the starting current of the single-phase motor M becomes equal to or lower than the overload detection reference voltage E13. The level is at the H level until I S is cut off. Then, after the single-phase motor M starts, N
Whether the output signal V33 of the AND circuit 33 becomes H level,
Alternatively, the output signal V12 of the start timer 12 is set to the set time T1.
Becomes high after the clocking, the output signal V34 of the OR circuit 34 becomes high as shown in FIG. 4 (j).
【0041】これにより、AND回路15の出力信号V
15は、OR回路34の出力信号V34及び過負荷タイ
マ14の出力信号V14が共にHレベルになると、Hレ
ベルになって、トランジスタ16がオンし、過負荷トリ
ップリレー18のコイルが励磁されて、その常閉接点1
8bが開く。常閉接点18bが開くと電磁接触器2の電
磁コイル2cが消磁されて、電磁接触器2が開いて、単
相モータMのモータ電流IS を遮断し、単相モータMが
停止して、単相モータMで駆動されている駆動機構を過
負荷から保護する。Thus, the output signal V of the AND circuit 15
15 is that when both the output signal V34 of the OR circuit 34 and the output signal V14 of the overload timer 14 become H level, it becomes H level, the transistor 16 is turned on, and the coil of the overload trip relay 18 is excited, The normally closed contact 1
8b opens. The normally closed contact 18b is opened when the electromagnetic contactor 2 electromagnetic coil 2c is demagnetized, the electromagnetic contactor 2 is opened to cut off the motor current I S of the single-phase motor M, single-phase motor M is stopped, The drive mechanism driven by the single-phase motor M is protected from overload.
【0042】図4における(A)の期間は、単相モータ
Mが始動後、始動タイマ12の設定時間T1を計時した
後に、過負荷OLが発生した場合のタイミングチャート
であり、過負荷OLが発生した後、過負荷タイマ14が
設定時間T2の計時を終了した時点で、図4(k)に示
すように、過負荷トリップ信号V15がHレベルになっ
て単相モータMのモータ電流IS を遮断する。The period (A) in FIG. 4 is a timing chart when the overload OL occurs after the single-phase motor M starts and after the set time T1 of the start timer 12 is measured. After the occurrence, when the overload timer 14 finishes measuring the set time T2, as shown in FIG. 4 (k), the overload trip signal V15 becomes H level and the motor current I S of the single-phase motor M is increased. Cut off.
【0043】また、(B)の期間は、単相モータMの始
動時に、過負荷になっている場合のタイミングチャート
であり、始動タイマ12が設定時間T1を計時した時点
で、図4(k)に示すように過負荷トリップ信号V15
がHレベルになって、単相モータMのモータ電流IS を
遮断する。The period (B) is a timing chart when the single-phase motor M is overloaded when it is started. When the start timer 12 measures the set time T1, the timing chart shown in FIG. ), The overload trip signal V15
There becomes H level, to cut off the motor current I S of the single-phase motor M.
【0044】また、(C)期間は単相モータMの始動
後、始動タイマ12の設定時間T1を計時している途中
に、過負荷OLが発生した場合のタイミングチャートで
あり、この場合は始動タイマ12の計時動作に関係な
く、過渡動作終了検出回路300のNAND回路33の
出力信号は図4(i)に示す如くHレベルであり、OR
回路34の出力信号V34が図4(j)に示す如くHレ
ベルであるので、過負荷タイマ14が計時動作を終了
し、出力信号V14がHレベルになった時点、即ち始動
タイマ12の計時動作期間内に、図4(k)に示す如く
過負荷トリップ信号V15がHレベルになって、単相モ
ータMのモータ電流IS を遮断する。The period (C) is a timing chart in the case where an overload OL occurs while the set time T1 of the start timer 12 is being measured after the start of the single-phase motor M. In this case, the start is started. Regardless of the timing operation of the timer 12, the output signal of the NAND circuit 33 of the transient operation end detection circuit 300 is at the H level as shown in FIG.
Since the output signal V34 of the circuit 34 is at the H level as shown in FIG. 4 (j), the overload timer 14 finishes the timekeeping operation and the time when the output signal V14 becomes the H level, that is, the timekeeping operation of the start timer 12. within the period, the overload trip signal V15 as shown in FIG. 4 (k) is at the H level, to cut off the motor current I S of the single-phase motor M.
【0045】このようにして、図4(A),(B)の期
間においては、従来の過負荷保護装置と同様の保護動作
をするが、図4(C)の期間については、本発明に係る
過負荷保護装置は、始動タイマ12が計時動作中であっ
ても、その計時動作期間内に過負荷トリップ信号V15
がHレベルになることによって、モータ電流IS を遮断
出来る。従って、期間(C)のように、過負荷OLが発
生した場合は、従来では始動タイマ12の計時動作が終
了するまで、モータ電流を遮断し得なかったのを、計時
動作中にモータ電流を遮断して、単相モータMで駆動さ
れている駆動機構を早期に過負荷から保護できる。尚、
本実施の形態では、単相モータで駆動される駆動機構を
過負荷の保護対象としているが、3相モータ又は直流モ
ータで駆動される駆動機構であってもよく、モータの種
類が限定されるものではない。As described above, the protection operation similar to that of the conventional overload protection device is performed in the periods of FIGS. 4A and 4B, but the protection operation of the present invention is performed in the period of FIG. Such an overload protection device can control the overload trip signal V15 during the clocking operation period even when the start timer 12 is performing the clocking operation.
Becomes H level, the motor current I S can be cut off. Therefore, when the overload OL occurs as in the period (C), the motor current cannot be cut off until the timer operation of the start timer 12 ends in the related art. By shutting off, the drive mechanism driven by the single-phase motor M can be protected from overload at an early stage. still,
In the present embodiment, a drive mechanism driven by a single-phase motor is targeted for overload protection, but a drive mechanism driven by a three-phase motor or a DC motor may be used, and the type of motor is limited. Not something.
【0046】[0046]
【0047】[0047]
【発明の効果】第1発明に係るモータ電力検出装置によ
れば、モータに供給される交流電力をその周波数に関わ
らず高精度に検出できると共に、小型で安価に製作する
ことが出来る。According to the motor power detection device of the first invention, the AC power supplied to the motor can be detected with high accuracy regardless of the frequency, and the motor can be manufactured small and inexpensively.
【0048】第2発明に係る過負荷保護装置によれば、
過負荷状態を、モータに供給される電力の周波数に関わ
らず高精度に検出できると共に、小型で安価に製作する
ことが出来る。According to the overload protection device of the second invention,
The overload state can be detected with high accuracy regardless of the frequency of the electric power supplied to the motor, and the overload state can be manufactured at a small size and at low cost.
【図1】本発明に係るモータ電力検出装置の実施の形態
の構成を示す回路図である。FIG. 1 is a circuit diagram showing a configuration of an embodiment of a motor power detection device according to the present invention.
【図2】ホール素子を説明する為の説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram for explaining a Hall element.
【図3】本発明に係る過負荷保護装置の実施の形態の構
成を示すブロック図である。FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of an embodiment of an overload protection device according to the present invention.
【図4】本発明に係る過負荷保護装置の実施の形態の動
作を示すタイミングチャートである。FIG. 4 is a timing chart showing the operation of the embodiment of the overload protection device according to the present invention.
11 比較器(始動検出用) 12 始動タイマ 13 比較器(過負荷検出用) 14 過負荷タイマ 15 AND回路 18 過負荷トリップリレー 18b 常閉接点 30,31,32,33 NAND回路 34 OR回路 300 過渡動作終了検出回路 a,b 入力端子 B 磁束 c,d 出力端子 IC1 ホール素子 L1 主巻線 L2 補助巻線 LED1〜LED4 発光ダイオード M モータ OP1,OP2 差動増幅器 PC1〜PC4 フォトカプラ(モータ電圧検出回路) PT1〜PT4 フォトトランジスタ R1〜R4 抵抗 R6 (第2電圧発生手段) VR1 可変抵抗(第1電圧発生手段) DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Comparator (for start detection) 12 Start timer 13 Comparator (for overload detection) 14 Overload timer 15 AND circuit 18 Overload trip relay 18b Normally closed contact 30, 31, 32, 33 NAND circuit 34 OR circuit 300 Transient Operation end detection circuit a, b Input terminal B Magnetic flux c, d Output terminal IC1 Hall element L1 Main winding L2 Auxiliary winding LED1 to LED4 Light emitting diode M Motor OP1, OP2 Differential amplifier PC1 to PC4 Photocoupler (motor voltage detection circuit PT1 to PT4 Phototransistors R1 to R4 Resistance R6 (second voltage generation means) VR1 Variable resistance (first voltage generation means)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平6−194394(JP,A) 特開 平7−23557(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01R 21/08 G06G 7/162 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) References JP-A-6-194394 (JP, A) JP-A-7-23557 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) G01R 21/08 G06G 7/162
Claims (2)
した電圧に応じた電流を出力するモータ電圧検出回路
と、該モータ電圧検出回路が出力した電流を制御電流と
し、前記モータに流れる電流による磁束を受けホール電
圧を出力するホール素子とを備え、該ホール素子が出力
したホール電圧を、前記モータへの供給電力値として出
力するモータ電力検出装置であって、 前記モータ電圧検出回路は、前記モータの入力端子間に
介装され、その1次側が逆並列接続されている第1フォ
トカプラ及び第2フォトカプラと、該第1フォトカプラ
及び第2フォトカプラの2次側電流に応じた電圧を発生
させる第1電圧発生手段と、該第1電圧発生手段が発生
した電圧が一方の入力端子に与えられる差動増幅器と、
該差動増幅器の出力電流を入力すべき、その1次側が逆
並列接続されている第3フォトカプラ及び第4フォトカ
プラと、第3フォトカプラ及び第4フォトカプラの2次
側電流に応じた電圧を発生する第2電圧発生手段とを備
え、該第2電圧発生手段が発生した電圧が前記差動増幅
器の他方の入力端子に与えられ、第3フォトカプラ及び
第4フォトカプラの1次側電流を 出力すべくなしてある
ことを特徴とするモータ電力検出装置。1. A motor voltage detecting circuit for detecting a voltage applied to a motor and outputting a current corresponding to the detected voltage, and a current flowing through the motor as a control current using the current output by the motor voltage detecting circuit. and a Hall element that outputs a Hall voltage subjected to the magnetic flux due to the Hall voltage which the Hall element is output, output as the supply electric power value to the motor
A motor power detection device, wherein the motor voltage detection circuit is provided between input terminals of the motor.
Interposed, and the first transformer whose primary side is connected in anti-parallel.
And a second photocoupler and the first photocoupler
And a voltage corresponding to the secondary current of the second photocoupler
First voltage generating means for causing the first voltage generating means to generate
Differential amplifier in which the applied voltage is applied to one input terminal,
The output current of the differential amplifier should be input.
Third photocoupler and fourth photocoupler connected in parallel
Plastic and the secondary of the third and fourth photocouplers
Second voltage generating means for generating a voltage corresponding to the side current.
The voltage generated by the second voltage generating means corresponds to the differential amplification.
To the other input terminal of the third photocoupler and
A motor power detection device for outputting a primary current of a fourth photocoupler .
置を備え、該モータ電力検出装置の出力に基づき、モー
タへ供給される電流を遮断すべくなしてあることを特徴
とする過負荷保護装置。 2. A motor power detecting device according to claim 1.
And a motor based on the output of the motor power detection device.
Characteristic to cut off the current supplied to the
And overload protection device.
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---|---|---|---|
JP35671298A JP3328728B2 (en) | 1998-12-15 | 1998-12-15 | Motor power detection device and overload protection device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP35671298A JP3328728B2 (en) | 1998-12-15 | 1998-12-15 | Motor power detection device and overload protection device |
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JP2000180480A JP2000180480A (en) | 2000-06-30 |
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KR100782548B1 (en) | 2006-08-01 | 2007-12-10 | 주식회사 서린건축사사무소 | Device preventing over heat in fan |
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