JPH0311746Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 Ａ 産業上の利用分野 本考案は回転電機の整流火花検出装置に係る。

Ｂ 考案の概要 本考案は、有害な整流火花を検出するため、基
本的には、回転電機の集電刷子の電圧をコンパレ
ータにより設定レベルと比較して、有害整流火花
か否か判別する。この場合、サイリスタの転流サ
ージなど、電源に含まれる周期的な大きなノイズ
により誤判定を防ぐため、ノイズの周期より長い
周期Ｔ毎にカウンタによりコンパレータの出力を
計数し、周期Ｔで決まるノイズ発生数より大きな
値を計数したときカウンタが出力するようにし
て、有害整流火花か否か判別する。但し、カウン
タの出力を周期Ｔ毎に２つのメモリに交互に記憶
させることにより、判別の空白的時間をなくし、
更に２つのメモリの内容を加えて別のメモリに記
憶させ周期Ｔの1/2遅らせて出力させることによ
り、使用素子毎の動作時間のバラツキによる誤動
作を防いでいる。

Ｃ 従来の技術 回転電機の整流子で発生する火花が大きいと集
電刷子や整流子を害し、回転電機に致命的損傷を
与える。このため常時回転電機の火花の発生状況
を知る必要がある。

整流子部に火花が発生すると、整流子両端にパ
ルス状の電圧、即ちサージが発生する。このサー
ジ電圧は、火花が大きいほど、高くなる。そこ
で、サージ電圧の大きさから火花の大きさを判断
することができ、整流子に有害とされる大きな火
花が発生したときのサージ（これを有害サージと
称す）を、コンパレータで検出することにより、
有害な火花の発生と判定することができる。

第１図は従来から行なわれているこのような回
転電機の整流火花を検出する装置の回路構成図を
示す。

第１図において、被測定対象の回転電機の整流
子２の集電刷子１ａ，１ｂからコンデンサ３，
４、抵抗５，６、数10〜数100KHzのバンドパス
フイルタ７を介して整流火花電圧を取り出す。こ
の整流火花電圧を増幅器８で増幅し、メータ２７
で測定すると共に、有害火花電圧を判定する設定
レベルＬをもつコンパレータ９に入力しコンパレ
ータ９の設定レベル以上の信号を有害な火花と判
定し報知器１１及び検知器１２によつて検出す
る。

Ｄ 考案が解決しようとする課題 この際問題となることは集電刷子１ａ，１ｂに
流れる電流１０の電源にサイリスタが使用されて
いると、サイリスタの転流サージが火花検知装置
に整流火花電圧と共に混入され、正しい火花検知
が妨げられることである。

第２図及び第３図は第１図中Ｚ点の検出波形を
示したもので、ｖは電圧、ｔは時間、ｓは火花電
圧、ｐはサイリスタの転流サージである。

第３図に示されるように、サイリスタの転流サ
ージｐが火花検出波形ｓに混入され、大きく影響
されることが分る。したがつて、唯コンパレータ
９の出力だけで整流火花ｓを検出するだけではサ
イリスタの転流によるサージｐと区別できない。

本考案は回転電機の火花検出装置において、回
転電機の電源にサイリスタの転流サージのような
周期的ノイズを混入していてもこの様なノイズの
影響を受けない整流火花検出装置を提供すること
を目的とする。

Ｅ 課題を解決するための手段 かゝる目的を達成する本考案による回転電機の
火花検出装置の構成は、被測定対象の回転電機の
電源に含まれる周期的ノイズの周期より長い周期
Ｔを有する方形波を発生する発振器と、上記回転
電機の集電刷子から得られる火花電圧及び火花の
有害さを判定する設定レベルを入力とするコンパ
レータと、該コンパレータの出力を周期Ｔ毎に計
数し、特定数以上の場合に出力するカウンタと、
上記周期Ｔ毎に上記カウンタの出力を交互に切換
えて記憶する二つのメモリと、これら二つのメモ
リに記憶された内容を加えて記憶するとともに記
憶された内容を1/2周期遅らせて出力するメモリ
とからなることを特徴とするものである。

Ｆ 作用 回転電機の電源部にサイリスタが使用されてい
ると、サイリスタ部で発生する転流サージ電流が
回転電機の駆動電流に重なつて流れ、これが整流
子を通るため整流子両端にサージ電圧（転流サー
ジ）となつて現われる。このサイリスタによる転
流サージはかなり大きく、通常は、有害な整流火
花によるサージ電圧よりも大きい。

そのため、単に、集電刷子からの電圧の大きさ
をコンパレータで判断するだけでは、サイリスタ
による転流サージと、有害な整流火花によるサー
ジ（有害サージ）との区別がつかないため、サイ
リスタの転流サージをもつて有害整流火花の発生
と誤つて判断してしまう。

そこで、本考案では、 サイリスタによる転流サージは、サイリスタ
使用の機器の構成により個有な、一定周期で発
生すること、 整流火花によるサージは、サイリスタによる
転流サージの発生周期内に多数、例えば数10個
発生すること、 これら，を利用している。

即ち、カウンタの測定周期Ｔを決めると、サイ
リスタによる転流サージ等、周期的ノイズの発生
個数が決まるため、その数より多いサージが発生
しているか否かをカウンタで判断し、発生個数が
多い場合に有害な整流火花が発生していると判別
する。

また、カウンタは周期Ｔ毎に計数を行うので、
カウンタの出力を２つのメモリに周期Ｔ毎に交互
に記憶させることにより、カウンタの出力を保持
して判別の空白的時間をなくす。

更に、２つのメモリの内容を別のメモリに記憶
させ時間をづらして出力することにより、使用素
子毎の動作時間のばらつきによる誤動作を防ぐ。

Ｇ 実施例 本考案による回転電機の整流火花検出装置の実
施例を図に従つて説明する。

第４図は本考案の一つの実施例の回路構成図で
ある。第４図において、入力端子１Ｎに第１図の
増幅器８の出力による火花電圧が入力される。

９は有害火花を判定する設定レベルをもつコン
パレータ、１３はコンパレータ９の出力を計数し
特定数以上の場合に出力を出すカウンタ、１４は
被測定対象である回転電機の電源に含まれるサイ
リスタ転流サージの周期よりも長い周期をもつ方
形波を出力する発振器、１５は方形波の立上りで
パルスを出すワンシヨツトパルス発生器、１６は
１／２分周器、１７，１８はアンド回路、１９，２
０はナンド回路、２１，２２はフリツプフロツプ
（Ｄ−FF）回路、２３はナンド回路、２４はアン
ド回路、２５はオア回路、２６はフリツプフロツ
プ（Ｄ−FF）回路を示す。

第４図中、Ａ，Ｂ，Ｃ，……は回路中の部分
の波形を示し、第５図はこれらの波形の関係を示
す。

第４図に示す整流火花検出装置の回路におい
て、入力端子１Ｎに回転電機の集電刷子間に発生
する火花電圧が入力されると、コンパレータ９は
有害火花を決定する設定レベル以上の火花電圧に
対してパルスを出力し、カウンタ１３はかゝるコ
ンパレータ９の出力を計数する。一方、火花電圧
に混入される一定周期の雑音即ち、回転電機の電
源に含まれるサイリスタの転流サージの周期より
長い周期Ｔを有する方形波Ａを発振器１４により
発生し、その波形の立上りでワンシヨツトパルス
発生器はパルスＣを出力するとともに1/2分周器
１６によつて方形波Ａの1/2の周波数の方形波形
Ｂを出力する。これによつて、カウンタ１３の出
力を周期Ｔ毎にフリツプフロツプ回路（Ｄ−FF）
２１と２２へ交互に配分して記憶する。

方形波Ａの周期Ｔ毎の区分、ａ，ｂ，ｃ，……
ｇに検出される火花電圧の処理を第５図に波形と
共に示す。カウンタ１３は例えばＤの如く区間ａ
でD₁を出力し区間ｂではD₂、中間ｅではD₃、区
間ｆではD₄を出力する。これらをフリツプフロ
ツプ回路２１と２２に周期Ｔ毎に交互にふり分け
て記憶する。ふり分ける模様は波形Ｅ，Ｆ及び
Ｉ，Ｊに示す通りであり、フリツプフロツプ２１
の記憶内容Ｇはカウンタ１３の出力D₁，D₃を、
フリツプフロツプ２２の記憶内容Ｋはカウンタ１
３の出力D₂，D₄を方形波形Ａの周期Ｔ毎に振り
分けて記憶される。

これらのフリツプフロツプの出力は波形Ａの周
期Ｔで切換られてＨ，Ｌとして取出される。

出力Ｈ，ＬはOR回路２５によつて加えられＭ
としてフリツプフロツプ回路２６に入力される。
フリツプフロツプ回路２６では波形Ａの反転Ｎに
よつてクロツクされ1/2Ｔ遅れて出力される。
かゝる処理によつて、一方のフリツプフロツプ２
１が現在の状態を記憶しつづけ、他方のフリツプ
フロツプ２２は前の周期の情報を記憶させておく
ことができる。そして前の一周期間の情報を方形
波Ａの一周期の中間点でフリツプフロツプ２６に
セツトしその情報を判別結果として出力する。つ
まり、方形波Ａの立上りでカウンタ１３をクリア
し、それまでの一周期間の情報がリセツトされた
フリツプフロツプを切りはなし他方のフリツプフ
ロツプをクリアし、これからの一周期分の情報を
チエツクさせ始める。

そして方形波Ａの立下りで一周期前の情報を切
りはなしたフリツプフロツプからフリツプフロツ
プ２６へセツトして判別情報を出力することがで
きる。

Ｈ 考案の効果 本考案の回転電機の整流火花検出装置によれ
ば、 １ コンパレータの出力を電源に含まれる周期的
ノイズの周期よりも長い周期Ｔ毎にカウンタで
計数し、特定数以上を計数した場合にカウンタ
が出力を出して有害整流火花の発生と判別する
ので、サイリスタ転流サージのような周期的な
ノイズによる誤判別を除去することができる。

２ また、カウンタの出力、つまり判別結果を、
各一周期Ｔ毎に２つのメモリに交互に記憶させ
ることで判別の空白的時間をなくすことができ
る。

３ 更に、２つのメモリの内容を別のメモリに記
憶させ周期Ｔの1/2遅らせて出力することによ
り、判別結果の記憶時と、その結果の出力時と
を時間的にずらすため、使用素子ごとの動作時
間のバラツキによる誤動作がふせげる。

４ 発振器の発振周波数は混入するノイズの周期
より単に大きく選べばよく精密な調整及びタイ
ミング回路が不要となり製作が容易である。

以上述べた通り、本考案によれば回転電機の集
電刷子の火花を検出するに当り、電源に含まれる
周期的な大きいノイズを除去することができ正し
い整流火花の検出をすることを可能とした。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の整流火花検出装置の回路図、第
２図及び第３図は第１図中Ｚ点における検出波形
を示す図、第４図は本考案による回転電機の整流
火花検出装置の回路図、第５図は第４図に示す回
路の各部の波形の関係を示した図を示す。 図面中、１ａ，１ｂは集電刷子、２は整流子、
３，４はコンデンサ、５，６は抵抗、７はバンド
パスフイルタ、８は増巾器、９はコンパレータ、
１０は電流、１１は報知器、１２は火花検出器、
１３はカウンタ、１４は発振器、１５はワンシヨ
ツトパルス発生器、１６は1/2分周器、１７，１
８はアンド回路、１９，２０はナンド回路、２
１，２２はフリツプフロツプ回路、２３はナンド
回路、２４はアンド回路、２５はオア回路、２６
はフリツプフロツプ回路である。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 被測定対象の回転電機の電源に含まれる周期的
   ノイズの周期より長い周期Ｔを有する方形波を発
   生する発振器と、上記回転電機の集電刷子から得
   られる火花電圧及び火花の有害さを判定する設定
   レベルを入力とするコンパレータと、該コンパレ
   ータの出力を周期Ｔ毎に計数し、特定数以上の場
   合に出力するカウンタと、上記周期Ｔ毎に上記カ
   ウンタの出力を交互に切換えて記憶する二つのメ
   モリと、これら二つのメモリに記憶された内容を
   加えて記憶するとともに記憶された内容を1/2周
   期遅らせて出力するメモリとからなることを特徴
   とする回転電機の整流火花検出装置。