JPH02303347A - 直流機のフラツシオーバ防止方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 【産業上の利用分野】

本発明は、一般産業に広く用いられる直流電動機のフラ
ツシオーバを防止するのに好適な直流機のフラツシオー
バ防止方法に関する。

【従来の技術】

直流電動機や直流発電機等の直流機は、主に、それぞれ
に巻線を有する固定子と、回転子とから構成されている
。直流電動機においては、固定子の巻線（界磁巻線）に
界磁電流が流れて生しる界磁磁束と、回転子の巻線（電
機子巻線）に流れる直流電流（以下、電動機電流）との
間に作用する電磁力により、該回転子にトルクが発生し
、回転する。このトルクは、前記界磁電流と電動機電流
との積に比例したものとなる。 前記電動ｖｉ；流は、第２図に示すように、回転しない
ブラシホルダ１０に固定したカーボンブラシ１２を、回
転子の軸方向端部に設けられた整流子１４に接触させ、
該ブラシ１２及び整流子１４を介して供給する０通常、
ブラシホルダ１０は、電！！１機の極（ボール）数に応
じて配置され、１つのブラシホルダ１０には、複数個の
カーボンブラシ１２が設置される。カーボンブラシ１２
の数は、当該ブラシ１２の許容電流と主回ｐＩｔ流によ
って決まる。なお、第２図においてはブラシホルダ１０
が１（１１Ｌか示されていないが、必要なカーボンブラ
シ１２の個数に応じた個数のブラシホルダが、同じ極に
設けられている。 回転子が回転する際には、カーボンブラシ１２と整流子
１４が接触した状態で回転するが、その際、カーボンブ
ラシ１２はある一定の圧力で整流子１４に押付けられて
、回転子への給電を安定して行えるようにされている。 なお、第２図において、符号１６は回転子巻線の終端部
、１８は補償コイル、２０はブラシホルダ１０の保持部
材、２２は回転子細である。又、カーボンブラシ１２は
、詳細には第３図に示す構成を有しており、符号１２Ａ
はリード線である。 前記のような構成を有する直流ｘ１＃ｊＪｖｉζｊ、速
度等の制御性がよいため、広〈産業用に用いられている
。ここで、直流電動機を速度制御する回路の一例を第４
図に示す、第４図において、符号２４は直流電動機、２
４Ａは該電動Ｉ！２４の固定子巻線、２４Ｂは回転子で
ある。 第４図の制御回路においては、直流電動６ｍ２４に、サ
イリスタ電源部２６から直流電圧、電流の電源を供給し
て回転させる。該制御回路は、速度指令に従った速度で
前記直流電動機２４を回転させるために、速度制御（Ａ
’ＳＲ）アンプ２８及び電流制＠（ＡＣＲ）アンプ３０
により速度及び電動機電流を制御する。 即ち、例えばパルスジェネレータ（ＰＧ）からなる速度
検出器３２により回転子２４Ｂの実速度を検出し、該実
速度をフィードバックして速度指令に突合わせて、前記
ＡＳＲアンプ２８に入力する。当該ＡＳＲアンプ２８は
この実速度が突合わされた速度指令から電流指令を出力
する０例えば、直流電動ａ！２４の速度が低下した場合
には、電動機電流を増加させる電流指令を出力する。し
かしながら、その電流指令もあまり大きくすると、直流
電動機２４の焼損を発生させる恐れがあるため、通常は
、電動８１４４流が定格値の２００％までしか上がらな
いように、電流制限回路３４で電流指令を制限している
。 又、電動機電流は、例えば変流器３６で検出されており
、検出ｔ４流は、前記電流制限回路３４から出力される
ｇ：ｈ流指令にフィードバックし、検出電流が電流指令
に等しくなるように、ＡＣＲアンプ３０によりサイリス
タ変換部２６の出力電圧を制御する。

【発明が達成しようとする課題】

しかるに、直流機においては、ブラシと整流子との間に
接触不良が生じると、ブラシホルダ間に異常な電圧が生
じ、整流子上に放電現象が発生する場合がある。このよ
うな放電現象がフラツシオーバと呼ばれる。このフラツ
シオーバが生じた場合には、整流子の破損や回転子巻線
の絶縁破壊が発生し、直流機に多大な損害を及ぼす恐れ
がある。 このフラツシオーバの原因については種々の要因がある
が、一般に、あるブラシが接触不良になり、それに起因
して他のブラシに電流が局部的に集中して流れ、その結
果、整流子面が荒れてしまい、全体的に接触不良が増加
してフラツシオーバに至るといわれている。 従来は、前記のような接触不良を防止するべく整流子面
の凹凸や信心をなくするため、直流機の所定期間の運転
毎にバイトで整流子面を研削し、あるいは、ブラシの躍
りやブラシ火花を見て、それが大きいとバイトで整流子
面を研削したりしている。又、整流子面の偏心、凹凸を
検出し、当該偏心、凹凸が所定値を超えたときに整流子
面を研摩するようにしている（特公昭６３−６１８６７
に開示）。 しかしながら、これら技術では、整流子面の接触不良を
防止することのみ対象としているため、接触不良により
生じるブラシ個々に流れる電流の局部的な集中を防止で
きず、従って、フラツシオーバを確実、且つ、未然に防
止し得ないという問題点がある。 本発明は、前記従来の問題点に勇みてなされたもので、
直流機にフラツシオーバが生じるのを未然、且つ、確実
に防止できる直流機のフラツシオーバ防止方法を提供す
ることを課題とする。

【課題を達成するための手段】

本発明は、直流機を運転するに際して、該直流機のブラ
シの温度を検出し、検出温度に基づき、ブラシに流れる
ｔｓ流を制御して、直流機のフラツシオーバを防止する
ことにより、前記課題を達成したものである。

【作用】

発明者等の種々の調査によれば、直流機を運転するに際
して、あるブラシと整流子面との間に接触不良が生じた
場合には、局部的に他のブラシに流れる電流が増加する
。この際、当該他のブラシは、そあ抵抗損により発熱し
、温度上昇を生じる。 従って、ブラシの温度からブラシに流れる電流を知るこ
とができる。 一方、ブラシの接触不良によるフラツシオーバを防止す
るためには、ブラシに流れる電流をフラツシオーバの生
じない範囲に制御すればよい。 以上のことから発明者等は、ブラシの温度に基づき、ブ
ラシに流れる電流を制御すれば、フラツシオーバを防止
できるという知見を得て、本発明を創案したものである
。 本発明により、ブラシに流れる電流をフラツシオーバの
生じないように制御できるため、直流機のフラツシオー
バを未然に防止することができる。 これにより、ブラシの接触不良に起因する直流機の整流
子の破損や回転子巻線の焼損等を未然に防止できる。

【実施例】

以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する
。 この実施例は、第１図に示すような、直流電動機２４に
フラツシオーバが生じないように速度制御する制御回路
である。 この実施例に係る制御回路の基本的な構成は、前出第４
図に示した制御回路と略同様であるが、電流制限回路３
７の制限値は、ブラシ温度異常判定部３８より出力され
る制限値で変更される。 即ち、直流電動機２４のブラシホルダ１０にはブラシ１
２の温度を検出する温度計４０が、例えば各ブラシホル
ダ１０毎に設けられており、当該検出温度Ｔは全て前記
温度異常判定部３８に入力される。当該温度異常判定部
３８は、入力されたそれぞれのブラシ温度Ｔを各設定温
度α１、α２、α３、α４とそれぞれ比較し、この比較
の結果により前記電流制限回路３７の制限値β１、β２
、β３、β４、β５（この制限値β１〜β５は、定格の
何％以上の電流指令を制限するかを示す）を変更するよ
うになっている。又、この温度異常判定部３８は前記各
設定温度α１〜α４、制限値β１〜β５の値を電動機に
応じて各部から設定できると共に、電流制限値低下の警
報を出力するようになっている。 なお、その他の構成は前記第２図乃至第４図に示した直
流電動機、制御回路と同様であるため、同様の部分に同
一の番号を付してその説明は略する。 以下、実施例の作用を説明する。 第１図に示す直流電動機２４を運転している際には、制
御回路により、速度指令に従って、直流な動ｔｉ！２４
の速度を制御し、それと共に、各温度計４０は時々刻々
と各ブラシ１２の温度を検出し、検出温度をブラシ温度
異常判定部３８に入力する。 該異常判定部３８においては、入力された各ブラシ温度
Ｔ全てと設定温度α１、α２、α３、α４とを比較し、
その温度Ｔに応じた電流制限値β１、β２、β３、β４
、β５を選択して電流制限回路３７の制限値を変更する
。これにより、直流電動８１２４へ流入する全電流が制
限される。又、電流制限値が変更された場合には、その
変更を知らせる警報を出力する。 例えば、複数のブラシ１２に接触不良が発生したときに
は、他のブラシ１２に流れる電流が増加するため、当該
他のブラシ１２の温度は増加する。 全部のブラシ１２の温度が低く、Ｔくα１のときには、
電流制限値はβ１であるが、使用されているブラシ１２
の温度Ｔが１つでもα１≦Ｔくα２となった場合には、
電流制限値はβ２となる。ここで、電流制限値β１、β
２間にはβ１〉β２の関係がある。 更に、順次ブラシの温度が高くなるにつれて電流制限値
を低下させていく、即ち、第１図のブラシ温度異常判定
部３８中に記載したフローチャートに従って電流制限値
を漸次低下させていく。 このフローチャートにおいては全ブラシの温度がα１未
満であれば前記のように電流制限値はβ１であり、ブラ
シ１２のう゛ち温度Ｔが１つでもα１くＴくα２であれ
ば電流制限値をβ２とする。 更に、ブラシ温度が上がりα２≦Ｔくα３であれば電流
制限値をβ３とし、α３≦Ｔくα４となれば制限値をβ
４とし、α４≦Ｔであれば制限値をβ５とする。 なお、これら設定温度α１、α２、α３、α４の間には
α１くα２くα３くα４の関係があり、電流制限値β１
、β２、β３、β４、β５間にはβ１〉β２〉β３〉β
４〉β５の関係がある。又これら設定温度α１〜α４、
電流制限値βｆ〜βＳは個々の電動機により異なる値で
あるため、その電動機に応じて外部からその値を設定す
る。 以上のようにして、ブラシ温度Ｔの上昇に伴い制限値が
低下していくため、それに伴い、直流電動１１１２４に
流れる全電流の最大値が制限される。 これにより、個々のブラシ１２に流れる電流が過大とな
り、過負荷になることを抑制し、個々のブラシが７ラツ
シオーバに至るのを防止する。よって、ブラシの接触不
良によるフラツシオーバと共に、フラツシオーバによる
整流子面の焼損を未然に防止することができる。 又、接触不良のブラシがあることも前記異常判定部３８
から出力される制限値の低下の警報で発見できるため、
保全の不充分による接触不良の早期発見にも役立つ。 なお、前記実施例では、いずれか１つのブラシの温度が
上昇した場合に、全電流の＄’Ｊ　＠　ｍを低下させて
、当該ブラシに流れる電流を制御していた、　が、本発
明によるブラシ電流の制御はこれに限定されない、例え
ば、個々のブラシ毎に電流制御回路を設けて、当該ブラ
シの電流のみを制限してもよい。 又、前記実施例では、ブラシ温度上昇の際の電流の制御
を電流制限値により行っていたが、電流指令に対するｔ
法文化率を温度上昇に応じて変更し、電流を制御するこ
ともできる。 更に、前記実施例では、直流機として直流電動機を例示
し、その速度制御回路に本発明を実施して、フラツシオ
ーバを防止していたが、本発明を適用可能な直流機は、
直流電動機に制限されるものではない０例えば、直流発
ｔｖ１にも適用できる。

【発明の効果】

以上説明した通り、本発明によれば、ブラシの接触不良
に起因する直流機のフラツシオーバを確実、且つ、未然
に防止でき、整流子面が焼損に至るのを未然に防止でき
るという優れた効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の実施例に係る直流電動機及びその制
御回路の全体的な構成を示す、一部に要部斜視図を含む
ブロック図、 第２図は、従来の直流電動機の整流子近傍の詳細な構成
を示す要部斜視図、 第３図は、前記直流電動機に用いられるブラシの構成例
を示す要部斜視図、 第４図は、従来の直流電動機の制御回路の構成例を示す
ブロック図である。 １０・・・ブラシホルダ、 １２・・・ブラシ、 １４・・・Ｍ流子、 ２４・・・直流電動機、 ２６・・・サイリスタ変換部、 ２８・・・速度制御（ＡＳＲ）アンプ、３０・・・電流
制御（ＡＣＲ）アンプ、３２・・・速度検出器、 ３７・・・電流制限回路、 ３８・・・ブラシ温度異常判定部、 ４０・・・温度計。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）直流機を運転するに際して、 直流機のブラシの温度を検出し、 検出温度に基づき、ブラシに流れる電流を制御して、前
   記直流機のフラツシオーバを防止するようにしたことを
   特徴とする直流機のフラツシオーバ防止方法。