JP3491924B2 - 直流電動機の絶縁劣化検出方法、及び装置 - Google Patents
直流電動機の絶縁劣化検出方法、及び装置Info
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Description
摩耗によって発生する摩耗粉により絶縁劣化を検出する
装置に関する。
流子を介して導電ブラシにより駆動電力を供給する構造
であるため、ローターの回転により導電ブラシが摩耗
し、これを構成している導電材料の粉末が堆積して絶縁
劣化を生じる。このため、特開昭57−138844号公報に見
られるように直流電動機の作動中における電機子と対地
間の漏れ電流を測定して絶縁抵抗劣化を検出することが
提案されている。
置の動力源として使用される直流電動機では、導電ブラ
シの粉末が堆積して絶縁劣化が生じた初期の段階での漏
れ電流は、せいぜい数マイクロアンペア程度であるた
め、駆動中における大きな電流の変化等に影響を受け、
高い精度での漏れ電流を検出することは困難である。本
発明は、このような問題に鑑みてなされたものであっ
て、その目的とするところは、比較的小型の直流電動機
の絶縁劣化を高い精度で検出することができる直流電動
機の絶縁劣化検出方法を提案することである。本発明の
他の目的は、上記方法を実施するのに適した装置を提供
することである。
るために本発明においては、スイッチング素子を介して
駆動電源に接続された駆動電圧供給端子が接続された直
流電動機の絶縁劣化検出方法において、前記駆動電圧供
給端子の一方と前記直流電流機のケースとの間に分圧抵
抗を介して電圧を印加し、分圧点の電圧と基準電圧とを
比較するようにした。
寿命による特性変化を、微小な電流よりも検出が容易な
電圧の変化として検出する。
例に基づいて説明する。図1は、本発明の第1の実施例
を示すものであって、直流電動機1は、接地された直流
電動機ケース2内にマグネット4、コイル3が巻回され
たローター5、導電ブラシ6を収容して構成され、駆動
電圧供給端子18に供給された電力が導電ブラシ6から
図示しない整流子を介して、またはコイル3に直接供給
されている。
は、半導体スイッチング素子からなる駆動素子11、1
2、13、14を介して駆動電源17に接続されてい
て、駆動素子11、14をオンすることにより一方の方
向に、駆動素子12、13をオンにすることにより逆方
向に回転させることができる。
抵抗8aと8bとの直列回路からなる分圧抵抗及び過大
電圧阻止用の保護ダイオード19を介して電圧源20に
接続され、また検出基準抵抗8aと検出基準抵抗8bの
接続点、つまり分圧点が比較器15の反転入力端子dに
接続されている。また比較器15の非反転入力端子eに
は基準電圧16が供給されている。
導電ブラシ6とコイル3の接触箇所b、cと絶縁抵抗劣
化が生じた箇所aとの間のコイル3の抵抗値をそれぞれ
Rab、Racで表し、またコイル3とケース2との絶縁抵
抗7の抵抗値をRx、検出基準抵抗8a、8bの抵抗値
をRrefa、Rrefb、電圧源20の電圧をVccとすると、
駆動素子11〜14がオフの状態では、比較器15の反
転入力端子dに入力する検出入力電圧V(-)は、下記の
数式1により表わされる。
くなるに伴って反転入力端子dの検出入力電圧V(-)も
小さくなるため、電圧源20の電圧をVccを絶縁抵抗
7が限界まで低下した値に設定しておくことにより、絶
縁抵抗7が限界まで低下した時点で信号を出力させるこ
とができる。
警報手段9を作動させたり、また直流電動機1への電力
の供給を阻止する手段を作動させることができる。
一般的には数十Ωから数百Ωであるので、その全抵抗値
の一部を構成する導電ブラシ6とコイル3の接触箇所c
と絶縁抵抗劣化が生じた箇所aの間のコイル抵抗値Ra
cも一般的に数Ωから数百Ωとなる。よって、検出基準
抵抗8a、8bの抵抗値Rrefa、Rrefbおよび検出絶縁
抵抗値Rxがいずれも数kΩから数MΩと大きい場合
は、前述の数式1は下記の数式2のように近似できる。
refbに設定した場合の絶縁抵抗Rxと、Rrefaとの関係
を示すもので、Rx/Rrefaの値が10より小さくなる
とV(-)の値が急激に低下するのがわかる。
fa、Rrefbの選定は、絶縁抵抗劣化したとき所望する検
出閾値の1/10程度より大きな値とすれば高い精度で
検出することができる。
を24Vとすると、初期特性値10MΩの絶縁抵抗値R
xが絶縁劣化を生じ、その抵抗値が10kΩを下回った
ら警報等の対策を取ることができるようにするには、初
期状態において電圧源20の電圧値をVcc=5V、検
出基準抵抗8a、8bの値をRrefa=8kΩ、Rrefb=
5kΩと設定し、導電ブラシ6とコイル3の接触箇所c
と、絶縁抵抗劣化が生じた箇所aのと間のコイル抵抗値
Racを10Ωと仮定して、絶縁劣化を生ずる前の初期
検出入力電圧V(-)を数式1から求めると、
kΩになった場合は、
3.26Vに設定することにより、絶縁抵抗値Rxが1
0kΩを下回ったときに警報を発するようにすることが
できる。
であって、この実施例においては、検出基準抵抗8aの
電圧供給端子側が、スイッチ素子30を介して電圧Vpp
の駆動電源17に接続されていて、図5に示す等価回路
を構成している。
がいずれもオフの状態で、スイッチ素子30をオンにす
ると、比較器15の反転入力端子dにかかる検出入力電
圧V(-)は、
小さくなるに伴って反転入力端子dにかかる検出入力電
圧V(-)も小さくなるため、検出入力電圧V(-)の変化を
捕らえることで絶縁抵抗値Rxの変化を知ることが可能
となる。そこで、この検出入力電圧V(-)が比較器15
の基準電圧16を下回り、比較器15の出力が変化した
際に、対応手段により予め定められた警報を発し、使用
者に注意を喚起することが可能である。
cと絶縁抵抗劣化が生じた箇所aとの間のコイル3の抵
抗値Racに比べて、検出基準抵抗8aの抵抗値Rref及
び検出絶縁抵抗値Rxがいずれも著しく大きい場合は、
前述の数式5は下記の数式6のように近似が可能であ
る。
たときのV(-)の変化を示した図である。同図からRx/
Rrefの値が10より小さくなるとV(-)の値が急激に減
少することがわかる。よって、検出基準抵抗8aの値R
refの選定目安として、絶縁抵抗劣化したとき所望する
検出閾値の1/10程度より大きな値とすれば、精度よ
く検出が可能である。
る直流電動機制御回路において、初期特性値10MΩの
絶縁抵抗値Rxが絶縁劣化を生じ、その抵抗値が10k
Ωを下回ったら警報を発する場合を以下に示す。
Ωと設定し、導電ブラシ6とコイル3の接触箇所cと絶
縁抵抗劣化が生じた箇所aとの間のコイル抵抗値Racを
10Ωと仮定すると、絶縁劣化を生ずる前の初期特性値
は数式5から、
0kΩになった場合は、
13.3Vに設定しておくことにより、絶縁抵抗値Rx
が10kΩを下回った際に信号を出力させることができ
る。
にはスイッチ素子30をオフとすることにより、検出基
準抵抗8aを介して流れる電流を阻止することができ
る。
絶縁抵抗の変化を微小な電流よりも検出が容易な電圧の
変化として検出することができ、比較的小型の直流電動
機の絶縁抵抗低下を初期の段階で検出でき、またスイッ
チング素子の劣化や寿命などを判定することができる。
の実施例を示す回路図である。
の関係を示す線図である。
の実施例を示す回路図である。
の関係を示す線図である。
Claims (2)
- 【請求項1】 スイッチング素子を介して駆動電源に接
続された駆動電圧供給端子が接続された直流電動機の絶
縁劣化検出方法において、 前記駆動電圧供給端子の一方と前記直流電流機のケース
との間に分圧抵抗を介して電圧を印加し、分圧点の電圧
と基準電圧とを比較する直流電動機の絶縁劣化検出方
法。 - 【請求項2】 スイッチング素子を介して駆動電源に接
続された駆動電圧供給端子が接続された直流電動機の直
流電動機の絶縁劣化検出装置において、 前記駆動電圧供給端子の一方に一端が接続された分圧抵
抗と、前記分圧抵抗の他端と前記直流電流機のケースと
に接続された直流電圧源と、分圧点の電圧と基準電圧と
を比較する比較手段とからなる直流電動機の絶縁劣化検
出装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP16711893A JP3491924B2 (ja) | 1993-07-06 | 1993-07-06 | 直流電動機の絶縁劣化検出方法、及び装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP16711893A JP3491924B2 (ja) | 1993-07-06 | 1993-07-06 | 直流電動機の絶縁劣化検出方法、及び装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0731100A JPH0731100A (ja) | 1995-01-31 |
JP3491924B2 true JP3491924B2 (ja) | 2004-02-03 |
Family
ID=15843777
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP16711893A Expired - Lifetime JP3491924B2 (ja) | 1993-07-06 | 1993-07-06 | 直流電動機の絶縁劣化検出方法、及び装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3491924B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100814458B1 (ko) * | 2006-08-08 | 2008-03-17 | (주)케이제이다이나텍 | 전동기 절연 자동측정장치 및 그 방법 |
JP4962124B2 (ja) * | 2007-05-01 | 2012-06-27 | 船井電機株式会社 | ディスク装置 |
-
1993
- 1993-07-06 JP JP16711893A patent/JP3491924B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0731100A (ja) | 1995-01-31 |
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