JPH0479208B2 - - Google Patents

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JPH0479208B2
JPH0479208B2 JP58155352A JP15535283A JPH0479208B2 JP H0479208 B2 JPH0479208 B2 JP H0479208B2 JP 58155352 A JP58155352 A JP 58155352A JP 15535283 A JP15535283 A JP 15535283A JP H0479208 B2 JPH0479208 B2 JP H0479208B2
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time
pulse
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Masashi Sagara
Kenji Tanimoto
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Daikin Industries Ltd
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Daikin Industries Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は3相交流モータが欠相、反相によつて
損傷などの事故発生につながるのを未然に防止す
るための欠相・反相保護装置に関する。
Detailed Description of the Invention (Industrial Field of Application) The present invention is directed to a three-phase AC motor that prevents phase loss and phase inversion to prevent accidents such as damage due to phase loss and phase inversion. Regarding protective devices.

(従来の技術) 3相交流電機回路に使用する保護装置として欠
相・反相保護装置があることは従来より周知であ
り、例えば従来の3E継電器には、第9図に要部
示するように、欠相・反相検出回路にCR移相回
路を採用したものがあるが(昭和50年12月25日発
行、電気計算(臨時増刊)548号(第43巻第16号)
の第199頁乃至201頁参照)、この回路方式では周
波数によつて位相が変化するために、定まつた周
波数でないと適正に機能せず、50ヘルツ、60ヘル
ツ各々に専用となる不便さがあり、これを両用形
にしようとすれば取扱いの厄介な切替装置を別途
設けなければならず、さもなければ保護装置とし
ての検出機能の低下を許容しなければならないと
いう問題を生ずるのである。
(Prior Art) It has been well known that there are open phase and anti-phase protection devices as protection devices used in three-phase AC electric circuits. For example, a conventional 3E relay has a protection device as shown in FIG. There is a device that uses a CR phase shift circuit in the open phase/antiphase detection circuit (December 25, 1975, Electrical Calculation (Special Issue) No. 548 (Volume 43, No. 16)
(Refer to pages 199 to 201 of 2013), this circuit type changes the phase depending on the frequency, so it will not function properly unless the frequency is fixed, and there is the inconvenience that it is dedicated to 50 Hz and 60 Hz respectively. However, if this is to be made into a dual-use type, a switching device that is difficult to handle must be separately provided, or else the detection function as a protection device must be allowed to deteriorate.

また3相回路において欠相が生じるパターンと
しては第5図に示す5通りがあり、そのうちの(ハ)
に示すモータ巻線内での断線等の場合にあつて
は、3相配線中に流れる電流が不平衡となつて位
相ズレを生じるだけであるが、この場合も広義の
欠相状態としてこれを検出してモータ保護のため
の出力を発する必要がある。しかし従来の零電流
検出方式の欠相保護装置では、ある相の電流値が
零とみなせる場合にのみ欠相検出が可能であつた
ので、上記不平衡に伴う欠相状態の検出はでき
ず、欠相時のモータ保護の完全を図ることは不可
能であつた。
In addition, there are five patterns in which phase loss occurs in a three-phase circuit, as shown in Figure 5, of which (C)
In the case of a break in the motor windings, etc., as shown in Figure 2, the current flowing in the three-phase wiring becomes unbalanced and only causes a phase shift. It is necessary to detect and generate an output to protect the motor. However, with conventional zero-current detection type open-phase protection devices, open-phase detection was possible only when the current value of a certain phase could be considered to be zero, so it was not possible to detect open-phase conditions due to the above-mentioned unbalance. It has been impossible to completely protect the motor during phase loss.

更に、上記いずれの従来例においても、反相を
電流方式で検出するには、変流器は各相の状態を
夫々に判定するため、3個必要であり、経済性の
面で問題があつた。
Furthermore, in any of the above conventional examples, in order to detect the opposite phase using the current method, three current transformers are required because they judge the state of each phase individually, which poses an economical problem. Ta.

(発明が解決しようとする課題) かかる実状に対処して本発明は成されたもので
あつて、従来より少ない2個の変流器を用いなが
ら、周波数の変動に左右されることなく、あらゆ
る種類の異常現象にもとづく欠相・反相に対しそ
の確実な検出と保護作動を可能となすことによ
り、経済性に優れかつ信頼性の高い欠相・反相保
護装置を提供し、これにより3相交流モータの長
寿命化を果さしめることを本発明は目的とする。
(Problems to be Solved by the Invention) The present invention has been made in response to the above-mentioned circumstances, and while using two current transformers, which is less than the conventional one, it can be used in any way without being affected by frequency fluctuations. By making it possible to reliably detect and protect against open phase and anti-phase caused by various types of abnormal phenomena, we provide an economical and highly reliable open-phase and anti-phase protection device. An object of the present invention is to extend the life of a phase-current motor.

(課題を解決するための手段) そのために本発明は第1図に構成を概要示して
なる如く、3相交流電源回路と3相交流モータM
とを接続する3相配線のうち任意の2相例えばT
相とR相とに変流器1−1,1−2を夫々設けてT
相電流、R相電流を個別に検出可能となす一方、
それ等変流器1−1,1−2に対応させて、各2次
側端子に入力端を夫々接続せしめたゼロクロスパ
ルス発生回路2−1,2−2を設けて、T相電流、
R相電流の各入力電流(正弦波電流)における瞬
時値が変化する過程で零値になるのに同期してパ
ルス(PT1)、(PT2)…、(PR1)、(PR2)…(第2
図イ,ロ参照)例えば方形波パルスを発信せしめ
る。
(Means for Solving the Problems) For this purpose, the present invention has a three-phase AC power supply circuit and a three-phase AC motor M, as shown in FIG.
For example, any two phases of the three-phase wiring connecting
Current transformers 1-1 and 1-2 are provided for the phase and R phase, respectively.
While the phase current and R phase current can be detected individually,
Corresponding to the current transformers 1-1 and 1-2 , zero-cross pulse generation circuits 2-1 and 2-2 whose input terminals are respectively connected to the respective secondary terminals are provided, and the T-phase current,
Pulses (P T1 ), (P T2 )..., (P R1 ), (P R2 ) are generated in synchronization with the instantaneous value of each input current (sine wave current) of the R phase current reaching zero value in the process of changing. …(Second
(See Figures A and B) For example, a square wave pulse is emitted.

この各ゼロクロスパルス発生回路2−1,2−2
の出力端子に入力端を関連させたインターフエー
スと、計時手段3例えば電子カウンタと、演算手
段4とからなる演算処理装置例えばマイクロコン
ピユータを設けると共に、前記インターフエース
の出力端を出力部5例えばリレー回路を介し前記
3相交流モータMに連結せしめている。
These zero cross pulse generation circuits 2-1 , 2-2
An arithmetic processing device such as a microcomputer consisting of an interface having an input terminal associated with the output terminal of the interface, a time measuring means 3 such as an electronic counter, and a calculating means 4 is provided, and the output terminal of the interface is connected to an output portion 5 such as a relay. It is connected to the three-phase AC motor M via a circuit.

前記計時手段3はゼロクロスパルス発生回路2
1,2−2からのパルスを受けるとパルスに対応
する相を判別して、パルス(PT1)、(PT2)…の場
合はT相、パルス(PR1)、(PR2)…の場合はR相
を夫々判別した後、選定した基準相分例えばT相
分のパルス(PT1)が発信された時点から計時を
行ない、基準相以外の他の相分例えばR相のパル
ス(PR1)が発信されたときの経過時間(t0)と、
その後に交流電源の半サイクル経過によつて前記
基準相(T相)分のパルス(PT2)が発信された
ときの経過時間(t1)を計時してこのとき計時結
果を演算手段4に伝える。
The time measurement means 3 is a zero cross pulse generation circuit 2
When receiving pulses from -1 , 2-2 , it determines the phase corresponding to the pulse, and in the case of pulses (P T1 ), (P T2 )..., T phase, pulses (P R1 ), (P R2 )... In this case, after determining the R phase, time is measured from the time when the selected reference phase, for example, the pulse for the T phase ( P The elapsed time (t 0 ) when P R1 ) was sent, and
Thereafter, the elapsed time (t 1 ) when the pulse (P T2 ) corresponding to the reference phase (T phase) is emitted as half a cycle of the AC power supply passes is measured, and the time measurement result is sent to the calculation means 4. tell.

上記演算手段4は、前記基準相(T相)に対し
て他の相(R相)が所定の相回転の場合(第2図
イ参照)に持つ位相角(120°)に相当する時間に
許容電流不平衡率(例えば20%)に対応する位相
角(例えば20°)に相当する許容時間差(△t)
を加減した時間帯と3相交流電源の半サイクル相
当時間との間に成立する正相時間関係ならびに前
記基準相に対して前記他の相が反対の相回転の場
合に有する位相角(60°)に相当する時間に前記
許容時間差(△t)を加減した時間帯と3相交流
電源の半サイクル相当時間との間に成立する反相
時間関係を演算し、前記両経過時間(t0)、(t1
間の数値関係が前記正相時間関係を成立するか否
かを前記計時手段3が計時する毎に演算して、該
正相時間関係が不成立であれば、さらに前記反相
時間関係を成立するか否かを演算せしめ、該反相
時間関係の成立によつて反相信号を、不成立によ
つて前記変流器1−1,1−2を介設していない相
の断線に起因する欠相信号を夫々発信して出力部
5にこの信号を伝える。尚、上記正相時間関係の
成否判断においては、「不成立」が設定した回数
連続した場合にのみ次の反相時間関係をみるよう
にしても、また一回の「不成立」により直ちにみ
るようにしても良い。
The calculation means 4 calculates the time corresponding to the phase angle (120°) that the other phase (R phase) has with respect to the reference phase (T phase) when the other phase (R phase) has a predetermined phase rotation (see Fig. 2 A). Allowable time difference (△t) corresponding to phase angle (e.g. 20°) corresponding to allowable current unbalance rate (e.g. 20%)
The positive phase time relationship that holds true between the time period in which the adjustment is made and the time equivalent to a half cycle of the three-phase AC power supply, as well as the phase angle (60°) that the other phase has when the phase rotation is opposite to the reference phase. ) is calculated by adding or subtracting the allowable time difference (△t) to the time period corresponding to the half cycle of the three-phase AC power supply, and calculates the antiphase time relationship that holds true between the time period corresponding to the time corresponding to , (t 1 )
The time measuring means 3 calculates whether or not the numerical relationship between satisfies the positive phase time relationship every time it measures time, and if the positive phase time relationship does not hold, further establishes the antiphase time relationship. If the anti-phase time relationship is satisfied, an anti-phase signal is generated, and if the anti-phase time relationship is not established, a loss signal is generated due to a disconnection of the phase in which the current transformers 1-1 and 1-2 are not interposed. The phase signals are transmitted to the output section 5 by respectively transmitting phase signals. In addition, in determining the success or failure of the above-mentioned positive phase time relationship, it is possible to check the next antiphase time relationship only when ``failure'' occurs a set number of times in a row, or immediately after a single ``failure''. It's okay.

次に、上記出力部5は前記反相信号あるいは前
記欠相信号を受けると例えば前記モータM用の電
磁開閉器6を開放するための出力を発し、また、
それに加えて交流電流の数サイクルに相当する設
定時間経過しても基準相(T相)に係るゼロクロ
スパルス発生回路2−1からのパルス発信が無く
て前記反周期相当時間(t1)が計時されない場合
には、基準相(T相)に欠相が生じたものとして
同様に電磁開閉器6を開放するための出力を発す
る。
Next, when the output unit 5 receives the anti-phase signal or the open-phase signal, it outputs an output for opening the electromagnetic switch 6 for the motor M, and
In addition, even after the set time corresponding to several cycles of alternating current has elapsed, there is no pulse transmission from the zero-cross pulse generation circuit 2-1 related to the reference phase (T phase), and the counter-period equivalent time (t 1 ) is counted. If not, it is assumed that an open phase has occurred in the reference phase (T phase), and an output is similarly generated to open the electromagnetic switch 6.

(作用) 以上の構成より、本発明はあらゆる場合の欠
相・反相の検出及びモータ保護のための対応が可
能となり、所期の目的を十分達成し得るものとな
る。
(Function) With the above configuration, the present invention can detect phase loss and anti-phase in all cases and take measures to protect the motor, and can fully achieve the intended purpose.

(実施例) 以下、本発明の実施例について添付図面を参照
しつつ詳細に説明する。
(Embodiments) Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

第4図は欠相・反相保護装置のブロツク示図で
あつて、3相交流モータMと3相交流電源回路と
を接続する3相配線のT相、R相の配線に設けた
変流器1−1,1−2と、それら変流器1−1,1
2に対応させたゼロクロスパルス発生回路2−
,2−2と、3相交流モータM用の電磁開閉器6
が投入されるのに応じて発信する信号(S1)を受
けるインタフエース7と、前記信号(S1)とゼロ
クロスパルス発生回路2−1のパルス(PT)との
論理積をとるAND回路8−1と、前記信号(S1
とゼロクロスパルス発生回路2−2のパルス(PR
との論理積をとるAND回路8−2と、両AND回
路8−1,8−2の各出力を受ける入力ポート
(I0)、(I1)及び後述する出力部5に欠相信号を
送る出力ポート(O1)ならびに出力部5に反相
信号を送る主力ポート(O0)の各ポートを備え
たインタフエース9と、各部に直流定電圧を供給
するための電源回路10と、前記計時手段3及び
演算手段4を構成するためのクロツク回路11、
CPU12、ROM13、RAM14からなる中央
演算処理部とOR回路15、ドライバ16−1〜1
6−3、欠相表示器17−1、反相表示器17−2
電磁開閉器6制御用の出力リレー18からなる出
力部5とを備えており、中央演算処理部に対する
入力信号としては、3相交流モータMを付勢する
ために電磁開閉器6が投入されると発信する信号
(S1)、AND回路8−1,8−2の出力の3つの信
号があり、インタフエース7から信号(S1)が発
せされることにより、図示しないがCPU12に
既に行なつている演算処理はリセツトされ、一
方、信号(S1)が発信していてゼロクロスパルス
発生回路2−1,2−2の一方がパルスを発信する
ことによつて入力ポート(I0)、(I1)の一方に信
号が入力され中央演算処理部に演算処理指令が送
られるようになる。
Fig. 4 is a block diagram of the open-phase/out-of-phase protection device, which is a current transformer installed in the T-phase and R-phase wiring of the 3-phase wiring that connects the 3-phase AC motor M and the 3-phase AC power supply circuit. transformers 1-1 , 1-2 and their current transformers 1-1 , 1
- Zero cross pulse generation circuit 2 compatible with 2-
1 , 2-2 , and an electromagnetic switch 6 for the three-phase AC motor M.
an interface 7 that receives a signal (S 1 ) that is transmitted in response to input of the signal, and an AND circuit that takes the logical product of the signal (S 1 ) and the pulse (P T ) of the zero-cross pulse generation circuit 2-1 . 8-1 and the signal (S 1 )
and the pulse of zero cross pulse generation circuit 2-2 (P R )
An AND circuit 8-2 that calculates the logical product with an interface 9 comprising an output port (O 1 ) for sending signals and a main port (O 0 ) for sending anti-phase signals to the output unit 5; a power supply circuit 10 for supplying constant DC voltage to each part; a clock circuit 11 for configuring the time measurement means 3 and the calculation means 4;
Central processing unit consisting of CPU 12, ROM 13, and RAM 14, OR circuit 15, and driver 16-1 to 1
6-3 , open phase indicator 17-1 , anti-phase indicator 17-2 ,
The output unit 5 includes an output relay 18 for controlling the electromagnetic switch 6, and the electromagnetic switch 6 is turned on to energize the three-phase AC motor M as an input signal to the central processing unit. There are three signals: a signal (S 1 ) that sends out a signal (S 1 ), and the output of AND circuits 8-1 and 8-2 . On the other hand, the signal (S 1 ) is being transmitted, and one of the zero-crossing pulse generation circuits 2-1 and 2-2 is transmitting a pulse, so that the input port (I 0 ), A signal is input to one side of (I 1 ), and an arithmetic processing command is sent to the central processing unit.

そして、後述する作動説明によつて明らかにさ
れているが、中央演算処理部から欠相信号あるい
は反相信号が出力されると、欠相信号が出力され
た場合はドライバ16−1,16−2が作動して欠
相表示器17−1の点灯により欠相を表示すると
同時に、出力リレー18を励磁して電磁開閉器6
を開放し3相交流モータMを電源から開放して停
止せしめ、一方、反相信号が主力された場合はド
ライバー16−2,16−3が作動して反相表示器
17−2の点灯により反相を表示すると同時に出
力リレー18を励磁して、3相交流モータMを電
源から開放して停止せしめるように作動する。
As will be made clear in the operation description below, when the central processing unit outputs an open-phase signal or an anti-phase signal, if an open-phase signal is output, the drivers 16-1 , 16- 2 is activated and the open phase indicator 17-1 lights up to indicate an open phase, and at the same time, the output relay 18 is energized and the electromagnetic switch 6 is activated.
is opened, and the three-phase AC motor M is disconnected from the power supply and stopped. On the other hand, when the anti-phase signal is the main power, the drivers 16-2 and 16-3 are activated and the anti-phase indicator 17-2 is turned on. At the same time that the reverse phase is displayed, the output relay 18 is energized, and the three-phase AC motor M is operated to be disconnected from the power source and stopped.

ところで、反相、欠相の状態を検出するために
上記保護装置がどのように作動するかを第2図
イ,ロによつて原理的に説明すると、T相、R相
に設けた変流器1−1,1−2の出力からゼロクロ
パルス発生回路2−1,2−2よりゼロクロスパル
スを発生させ中央演算処理部に入力する。
By the way, to explain in principle how the above-mentioned protection device operates in order to detect anti-phase and open phase states, with reference to Fig. Zero-cross pulses are generated from the outputs of the circuits 1-1 and 1-2 by zero-cross pulse generation circuits 2-1 and 2-2 and input to the central processing unit.

基準相として選定したT相のゼロクロスパルス
(PT1)によつて計時手段3例えば電子カウンタを
始動させ、R相に設けた変流器1−2に関連する
ゼロクロスパルス発生回路2−2からゼロクロス
パルス(PR1)が発生したにときその経過時間
(t0)を計時して演算手段4に記憶せしめる。
The timekeeping means 3, for example, an electronic counter, is started by the zero-cross pulse (P T1 ) of the T phase selected as the reference phase, and the zero-cross pulse generation circuit 2-2 associated with the current transformer 1-2 provided in the R phase generates a zero-cross pulse. When the pulse (P R1 ) is generated, the elapsed time (t 0 ) is measured and stored in the calculation means 4.

さらに電子カウンタによつて次にT相でゼロク
ロスパルス(PT2)が発生したときの経過時間
(t1)を計時して演算手段に記憶せしめる。
Furthermore, the electronic counter measures the elapsed time (t 1 ) when the next zero-crossing pulse (P T2 ) occurs in the T phase, and stores it in the calculation means.

電源側あるいはモータM巻線側での欠相や異常
な不平衡状態が生じていない限り、T相とR相の
出力信号(ゼロクロスパルス)の位相は一定の関
係が成立するものであり、相回転が所定の方向の
正常な場合は電気角で180°に相当する半周期相当
時間(t1)と電気角で120°の差を有するR相にお
ける信号発生時の経過時間(t2=t0)との間に
は、t2=2/3t1、の関係が成立し、相回転が反対 方向の反相の場合は、電気角で60°の差を有する
R相における信号発生時の経過時間(t3=t0)と
の間にはt3=1/3t1の関係が成立する。
Unless there is a phase loss or an abnormal unbalanced state on the power supply side or the motor M winding side, the phases of the T-phase and R-phase output signals (zero-cross pulses) will have a certain relationship, and the phase When the rotation is normal in a predetermined direction, the half-cycle equivalent time (t 1 ) corresponding to 180 degrees in electrical angle and the elapsed time at the time of signal generation in the R phase with a difference of 120 degrees in electrical angle (t 2 = t 0 ), the relationship t 2 = 2/3t 1 holds true, and when the phase rotation is in the opposite direction, the signal generation time in the R phase with a 60° electrical angle difference is The relationship t 3 =1/3t 1 holds true with the elapsed time (t 3 =t 0 ).

この条件は3相回転において平衡状態を保持し
ている場合であつて、例えば電圧不平衡率を2%
まで許容するとすれば(無負荷状態でも検出可能
とするため)、電流不平衡率は約20%となり(第
3図参照)、かかる不平衡状態までの相間の位相
角のズレは許容できるものとして位相角の許容差
を計算したところ約20°が得られた。
This condition is when maintaining an equilibrium state in three-phase rotation, and for example, the voltage unbalance rate is 2%.
If the current unbalance rate is allowed up to 20% (to enable detection even under no-load conditions), the current unbalance rate will be approximately 20% (see Figure 3), and the phase angle deviation between the phases up to this unbalanced state is assumed to be acceptable. We calculated the phase angle tolerance and found that it was approximately 20°.

そこでこの許容位相角に相当する時間(△t)
△t=20/360×t1=1/18・t1前記各時間t2、t3
に加・減算した値の範囲内が正相であるか反相で
あるかの領域であつて、それ以外の領域であれば
当然欠相(ある相が完全に電流零になる場合以外
のものも含めた広義の欠相)となるものである。
Therefore, the time (△t) corresponding to this allowable phase angle
△t=20/360×t 1 =1/18・t 1 Each of the above times t 2 , t 3
If the range of the value added or subtracted from is in the range of positive phase or anti-phase, and if it is in any other region, it is natural that there is an open phase (other than when a certain phase becomes completely zero current). This is a lack of phase in a broad sense, including the following.

従つて、t2−△t≦t0≦t2+△tの式で示され
る正相時間関係の範囲内では正常、t3−△t≦t0
≦t3+△tの式で示される反相時間関係の範囲内
では反相、それ以外では欠相であるから、上記両
算式にもとづく計算を演算手段4で演算して、そ
の結果にしたがつて反相信号あるいは欠相信号を
発するようにすればよい。
Therefore, it is normal within the range of positive phase time relationship expressed by the formula t 2 −△t≦t 0 ≦t 2 +△t, and t 3 −△t≦t 0
Since it is antiphase within the range of the antiphase time relationship shown by the formula ≦t 3 + △t, and out of phase otherwise, calculations based on both of the above formulas were performed by the calculation means 4, and the result was obtained. Therefore, an anti-phase signal or an open-phase signal may be generated.

なお、基準相となるT相に欠相が生じた場合に
は計時手段3に対して始動指令が出されないの
で、これを欠相状態として処理するようにするも
のである。
Incidentally, when an open phase occurs in the T phase, which is the reference phase, a start command is not issued to the timing means 3, so this is treated as an open phase state.

しかして欠相のパターンに関しては前述したよ
うに電源側での欠相、モータ側での欠相の2通り
があるが、第5図にモータ側での欠相をイ,ロ,
ハで、電源側での欠相をニ,ホで夫々示している
通り5種に区別される。
However, as mentioned above, there are two types of open phase patterns: open phase on the power supply side and open phase on the motor side.
Phase loss on the power supply side is classified into five types as shown in C and D and E, respectively.

第5図イにおいてラインBの×印部で断線した
として、変流器をラインA、Cに夫々設けた場合
はA相、C相間の位相角は180°の逆相であるから
欠相として検出可能であり、ラインA、Bあるい
はラインB、Cに変流器を夫々設けた場合はB相
が零電位であるので欠相として検出可能である。
Assuming that there is a disconnection at the x mark in line B in Figure 5A, if current transformers are installed in lines A and C, the phase angle between the A and C phases is 180°, an opposite phase, so it is considered as an open phase. If current transformers are provided in lines A and B or lines B and C, the B phase is at zero potential, so it can be detected as an open phase.

第5図ロにおいてもモータ結線が星形、三角形
の差異が存するだけで第5図イと同様の理由によ
つて欠相の検出が可能である。
Also in FIG. 5B, the open phase can be detected for the same reason as in FIG. 5A, except that the motor connections are star-shaped and triangular.

第5図ハにおいては、ラインA、B、Cの何れ
かの2相に変流器を設けてもベクトル線図から明
らかなように位相ズレが生じていることによつ
て、正常、反相の成立条件から外れているとして
欠相の検出が可能である。
In Figure 5 C, even if a current transformer is installed in any two phases of lines A, B, or C, there is a phase shift as is clear from the vector diagram, which indicates whether the phase is normal or out of phase. It is possible to detect an open phase by assuming that the conditions for

第5図ニにおいては、ラインA、Bあるいはラ
インA、Cに変流器を設けた場合は、ベクトル線
図より明らかな如くA相とB相、A相とC相はい
ずれも逆相であるから、欠相として検出可能であ
り、一方、ラインB、Cに変流器を設けた場合
は、B相とC相が同相であることによりこれも欠
相として検出可能である。
In Figure 5 D, if current transformers are installed in lines A and B or lines A and C, the A and B phases and the A and C phases are all in opposite phases, as is clear from the vector diagram. On the other hand, if current transformers are provided in lines B and C, this can also be detected as an open phase because the B and C phases are in phase.

また、第5図ホにおいては、モータ結線が星
形、三角形の差異が存するだけであつて、第5図
ニと同様の理由によつて欠相の検出が可能であ
る。
In addition, in FIG. 5E, the only difference is that the motor connections are star-shaped and triangular, and an open phase can be detected for the same reason as in FIG. 5D.

以上の様にあらゆる場合の欠相、反相に対する
検出が可能である。
As described above, it is possible to detect open phase and antiphase in all cases.

叙述の検出、保護作動を行なう保護装置におい
て計時手段3、演算手段4での作動を第6図に示
しているが、パルス信号(PT1)が入力ポート
(I0)に入力された否か、すなわち基準相(T相)
のゼロクロスパルス(PT1)があつたどうかを計
時手段3で判断して(イ)、入力されていなければク
ロツクパルスの発信に同調した繰り返しのチエツ
ク指示(ロ)、(ハ)、(ニ)にもとづいて信号の入力があつ
たかどうかの判断を行ない(イ)、設定回数(N1
すなわち0.5〜3秒程度の時間に相当する数のチ
エツクを行なつてもパルス信号(PT1)が入力さ
れないことを判断(ニ)とすると、出力ポート(O1
を続出して(ヨ)、欠相信号を出力ポート(O1
から発する(レ)。これはT相の欠相を意味する。
FIG. 6 shows the operation of the timer means 3 and calculation means 4 in the protective device that performs the above-mentioned detection and protection operation. , that is, the reference phase (T phase)
The timing means 3 determines whether or not the zero-cross pulse (P T1 ) has been received (a), and if it has not been input, repeats check instructions (b), (c), and (d) synchronized with the transmission of the clock pulse. Based on this, it is determined whether there is a signal input (a), and the set number of times (N 1 ) is determined.
In other words, if it is determined (d) that the pulse signal (P T1 ) is not input even after performing a number of checks corresponding to a time of about 0.5 to 3 seconds, the output port (O 1 )
(Y) and outputs the phase loss signal to the port (O 1 ).
Emit from (re). This means an open phase in the T phase.

一方、パルス信号(PT1)が入力ポート(I0
に入力されたことを判断(イ)とすると、計時手段3
をスタートさせる(ホ)と共に入力ポート(I1)を読
み込んでパルス信号(PR1)が入力されたか否か、
すなわち他の相(R相)のゼロクロスパルス
(PR1)があつたかどうかを判断(ヘ)し、入力されな
ければ、繰り返しチエツク指示(ロ)、(ハ)、(ニ)にもと
づいて判断(ヘ)を繰り返させ、0.5〜3秒経過して
もパルス信号(PR1)の入力がないことを判断(ニ)
すると出力ポート(O1)を続出して(ヨ)、欠相
信号を出力ポート(O1)から発する。これはR
相の欠相を意味する。
On the other hand, the pulse signal (P T1 ) is input to the input port (I 0 ).
If it is judged (a) that the input was made in the time measurement means 3,
At the same time as starting (e), read the input port (I 1 ) and check whether the pulse signal (P R1 ) is input or not.
In other words, it is determined (f) whether the zero-cross pulse (P R1 ) of the other phase (R phase) is received, and if it is not input, the judgment is made based on the repeat check instructions (b), (c), and (d). Repeat f) and judge that there is no pulse signal ( PR1 ) input even after 0.5 to 3 seconds have passed (d).
Then, the output port (O 1 ) is output one after another (Y), and an open phase signal is emitted from the output port (O 1 ). This is R
It means a lack of phase.

途中でパルス信号(PR1)の入力が成されたこ
とを判断(ヘ)すると、計時手段3にそのときの時間
(t0)を読み込ませてレジスタに該時間(t0)を
記憶させる(ト)。
If it is determined that the pulse signal (P R1 ) has been input midway through, the timer 3 reads the time (t 0 ) at that time and stores the time (t 0 ) in the register ( to).

つづいて入力ポート(I0)を読み込んでパルス
信号(PT2)が入力されたか否かを判断(チ)し、入
力されなければチエツク指示(ロ)、(ハ)、(ニ)にもとづ
いて0.5〜3秒間繰り返し判断(チ)を行ない、入力
がないことを判断(ニ)すると出力ポート(O1)を
読み出して(ヨ)欠相信号を出力ポート(O1
から発する。これはT相の欠相が生じていること
を意味する。
Next, the input port (I 0 ) is read and it is determined whether the pulse signal (P T2 ) has been input (ch). Repeat the judgment (H) for 0.5 to 3 seconds, and when it is determined that there is no input (D), read the output port (O 1 ) and (Y) output the open phase signal to the port (O 1 ).
emanate from. This means that an open phase of the T phase has occurred.

0.5〜3秒に達するまでにパルス信号(PT2)の
入力が成されたことを判断(チ)すると計時手段3を
停止し、かつ、レジスタにそのとき時間(t1)を
記憶させると共に計時手段3をクリアさせる(リ)。
When it is determined that the pulse signal (P T2 ) has been input by the time the pulse signal (P T2 ) reaches 0.5 to 3 seconds, the clock means 3 is stopped, and the time (t 1 ) is stored in the register and the clock is started. Clear means 3 (li).

つづいて演算手段4によつて正相時間関係の式
t2−△t≦t0≦t2+△t、すなわち11/18t1≦t0≦13/
18 t1の条件が成立するか否かの演算を行なわせる
(ヌ)。
Next, the formula for the positive phase time relationship is calculated using the calculation means 4.
t 2 −△t≦t 0 ≦t 2 +△t, that is, 11/18t 1 ≦t 0 ≦13/
18 Perform calculation to determine whether the condition of t 1 is satisfied or not.
(nu).

この演算結果が条件成立であることを判断(ヌ)す
れば反相、欠相でもなく、正常であるので、演算
手段4の演算回数をカウントするカウンタ(J)をリ
セツト(ル)し、再び(イ)〜(ヌ)の計時、演算処理を
1周期毎に行なう。
If it is determined that this calculation result satisfies the condition (NO), then it is normal, neither phase inversion nor phase loss, so the counter (J) that counts the number of calculations of the calculation means 4 is reset (NO) and the operation is performed again. The timing and arithmetic processing of (a) to (j) are performed every cycle.

一方、演算結果が条件不成立であることを判断
すると(ヌ)、前記カウンタ(J)を1つカウントさせ
(ヲ)て再び(イ)〜(ヌ)の計時、演算処理を繰り返さ
せる。
On the other hand, if it is determined that the calculation result does not satisfy the condition (J), the counter (J) is counted by one (W) and the timing and calculation processes of (A) to (J) are repeated again.

そして条件不成立の状態が継続した結果、カウ
ンタ(J)のカウント数が設定回数(N2)に達した
ことを判断(ワ)すると、次に演算手段4によつ
て反相時間関係の式t3−△t≦t0≦t3+△t、す
なわち5/18t1≦t0≦7/18t1の条件が成立するか否か の演算を行なわせる(カ)。
As a result of the condition continuing to be unfulfilled, it is determined that the count number of the counter (J) has reached the set number of times (N 2 ), and then the calculation means 4 calculates the antiphase time relationship equation t. 3 - Δt≦t 0 ≦t 3 +Δt, that is, a calculation is performed to determine whether the condition of 5/18t 1 ≦t 0 ≦7/18t 1 is satisfied (f).

そしてこの演算結果が条件成立であることを判
断(カ)すると、出力ポート(O0)を読み出して
(タ)、反相信号を出力ポート(O0)から発せし
める(ソ)。
When it is determined that the result of this calculation satisfies the condition (f), the output port (O 0 ) is read out (t), and an inverted signal is emitted from the output port (O 0 ) (s).

一方、条件不成立であることを判断(カ)すると、
出力ポート(O1)を読み出して(ヨ)、欠相信号
を出力ポート(O1)から発せしめる(レ)。
On the other hand, if it is determined that the condition is not satisfied,
The output port (O 1 ) is read (Y), and the open phase signal is emitted from the output port (O 1 ) (R).

かくして、欠相信号の発信(レ)及び反相信号
の発信(ソ)にもとづいて出力部5は3相交流モ
ータMを停止させるための出力を発する(ツ)。
Thus, based on the transmission of the open-phase signal (R) and the transmission of the anti-phase signal (S), the output section 5 generates an output for stopping the three-phase AC motor M (T).

以上説明した実施例は経過時間(t0)、(t1)を
計時して経過時間(t1)の方を基準に定めたうえ
で経過時間(t0)が正相である場合の条件に合致
するかどうか、また反相である場合の条件に合致
するかどうかを演算する手法のものであるが、別
の手法として経過時間(t0)を基準に定めて、そ
の次のパルス発生によつて計時される経過時間が
正相の場合と反相の場合でどのような値になるか
を予測計算し、実際に計時された経過時間とこの
予測値とを比較するようにして正相、反相、欠相
を判別することも可能であり、実質的には前記実
施例と同等の効果を奏するものであつて、装置の
要部構成は第4図に示したものと同じ中央演算処
理部における演算手順が若干相異するだけであ
る。
The embodiment described above measures the elapsed time (t 0 ) and (t 1 ), sets the elapsed time (t 1 ) as the reference, and sets the condition when the elapsed time (t 0 ) is in positive phase. This is a method that calculates whether or not the condition is met, and whether the condition is met in the case of antiphase, but another method is to calculate the next pulse generation based on the elapsed time (t 0 ). Calculate a prediction of what the elapsed time measured by the clock will be in positive and negative phase, and then compare the actual elapsed time with this predicted value to find out the correct value. It is also possible to distinguish between phase, antiphase, and open phase, and the effect is substantially the same as that of the above embodiment. The only difference is the calculation procedure in the calculation processing section.

この例においる作動を第2図及び第7図によつ
て説明するが、第7図中、第6図におけると同様
の機能を有する部分については第6図の場合と同
じ符号を付してある。
The operation in this example will be explained with reference to FIG. 2 and FIG. 7. In FIG. 7, parts having the same functions as in FIG. There is.

第2図において基準相として選定したT相のゼ
ロクロスパルス(PT1)発生時点を基点としてR
相のゼロクロスパルス(PR1)が発生したときま
での経過時間(t0)を基準とした場合に、相回転
が正相であるとすると、次に発生されるべきパル
ス(PT2)の経過時間予測値(t′2)は3/2t0とな り、一方、反相であるとすると、経過時間予測値
(t′3)は3t0となるはずである。
R with the point of occurrence of the T-phase zero cross pulse ( P
Based on the elapsed time (t 0 ) until the phase zero-crossing pulse (P R1 ) occurs, and assuming that the phase rotation is in a positive phase, the elapsed time of the next pulse (P T2 ) to be generated is The predicted time value (t' 2 ) would be 3/2t 0 , whereas if it were antiphase, the predicted elapsed time value (t' 3 ) would be 3t 0 .

この予測値(t′2)、(t′3)と実際に計時される
経過時間(t1)とを電流不平衡率から求めた許容
時間差(△t)を考慮して比較することにより正
相、反相、欠相の判別が可能であり、 3/2t0−△t≦t1≦3/2t0+△t の条件が成立して正常であり、 3t0−△t≦t1≦3t0+△t の条件が成立して反相であり、いずれの条件も不
成立であることによつて欠相となることは明らか
である。
The accuracy can be determined by comparing these predicted values (t' 2 ), (t' 3 ) and the actually measured elapsed time (t 1 ) taking into account the allowable time difference (△t) obtained from the current imbalance rate. It is possible to distinguish between phase, antiphase, and open phase, and the condition of 3/2t 0 −△t≦t 1 ≦3/2t 0 +△t is satisfied and is normal, and 3t 0 −△t≦t 1 It is clear that the condition of ≦3t 0 +△t is satisfied and there is an antiphase, and when neither condition is satisfied, it is an open phase.

従つて、第7図において、パルス信号(PR1
が入力ポート(I1)に入力されてレジスタに経過
時間(t0)を記憶させる(ト)と、 α=3/2(1−20/360)t0及び β=3/2(1+20/360)t0の演算を行なつて(ツ)
、 その次に、経過時間(t1)の記憶及び計時手段3
のクリアが成される(リ)と、α≦t1≦βの演算を行
なわせる(ヌ′)。
Therefore, in FIG. 7, the pulse signal ( PR1 )
is input to the input port (I 1 ) and the elapsed time (t 0 ) is stored in the register (g), then α = 3/2 (1-20/360) t 0 and β = 3/2 (1 + 20/ 360) Perform the operation of t 0 (ツ)
, Then, the elapsed time (t 1 ) storage and timing means 3
When cleared (ri), the calculation α≦t 1 ≦β is performed (nu′).

この演算結果が条件成立であることを判断
(ヌ′)すると正常であり、条件不成立であること
を判断(ヌ′)すると、この不成立状態が設定回
数(N2)だけ連続することによつて、さらに演
算手段4により2α≦t1≦2βの演算を行なわせる
(カ′)。
If this calculation result determines that the condition is satisfied (N'), it is normal; if it is determined that the condition is not satisfied (N'), it is determined that this unsatisfied state continues for the set number of times (N 2 ). , and further causes the calculation means 4 to calculate 2α≦t 1 ≦2β (f').

そしてこの演算結果が条件成立であれば反相信
号を出力ポート(O0)から発し(ソ)、反対に条
件不成立であると欠相信号を出力ポート(O1
から発する(レ)。
If the condition is met as a result of this calculation, an inverse phase signal is emitted from the output port (O 0 ) (S), and if the condition is not met, an open phase signal is output from the output port (O 1 ).
Emit from (re).

かくして正相、反相、欠相の検出が完全に成さ
れる。
In this way, detection of positive phase, antiphase, and open phase is completely accomplished.

第8図はさらに他の実施例に係るフローチヤー
トであつて、これは第7図の場合と基本的には同
種の演算を行なわせるものである。
FIG. 8 is a flowchart according to yet another embodiment, which basically performs the same type of calculation as in the case of FIG. 7.

第7図の場合に説明したように α=3/2(1−20/360)t0及び β=3/2(1+20/360)t0の演算を行なう(ツ)と
、 計時手段3の計時(t)がαに達したところで入
力ポート(I0)にパルス信号が入力されたかどう
かをチエツクし、入力があれば正常であり、入力
がなければさらに計時(t)がβに達したところ
で入力ポート(I0)にパルス信号が入力されたか
どうかをチエツクし入力があれば正常であり、入
力がなければ正常でないとして次の手順に移行す
る(ネ)〜(ム)。
As explained in the case of FIG . When the time measurement (t) reaches α, check whether a pulse signal is input to the input port (I 0 ). If there is an input, it is normal, and if there is no input, the time measurement (t) has reached β. By the way, it is checked whether a pulse signal is input to the input port (I 0 ), and if there is an input, it is normal, and if there is no input, it is determined that it is not normal, and the process moves to the next step (N) to (M).

以上の過程(ネ)〜(ム)は正相か否かの判断
を行なう部分である。
The above processes (N) to (M) are the parts for determining whether the phase is correct or not.

次いで計時(t)が2αに達したところで入力
ポート(I0)にパルス信号が入力されたかどうか
のチエツクを開始し(ノ)、入力があれば反相で
あるとして、その回数をカウント(ヲ)する一
方、入力がなければさらに計時(t)が2βに達
するまで繰り返して入力ポート(I0)にパルス信
号が入力されたどうかのチエツクを継続して行な
い(オ)、入力があれば反相であるとしてその回数を
カウント(ヲ)して所定回数(N2)に達したと
ころで出力ポート(O0)から反相信号を発せし
め(ソ)、計時(t)が2βに達したところで入力
ポート(I0)にパルス信号が入力されなければ、
それが所定回数(N3)連続したことによつて出
力ポート(O1)から欠相信号を発せしめる。
Next, when the timer (t) reaches 2α, a check is started to see if a pulse signal has been input to the input port (I 0 ). ) On the other hand, if there is no input, it continues to check whether a pulse signal has been input to the input port (I 0 ) repeatedly until the clock (t) reaches 2β (O), and if there is an input, the check is performed repeatedly until the clock (t) reaches 2β. Assuming that it is a phase, count the number of times (W), and when the predetermined number of times (N 2 ) is reached, an inverse phase signal is emitted from the output port (O 0 ) (S), and when the time measurement (t) reaches 2β. If no pulse signal is input to the input port (I 0 ),
When this continues a predetermined number of times (N 3 ), an open phase signal is generated from the output port (O 1 ).

以上の過程(ウ)〜(オ)は反相か欠相かの判断を行な
う部分である。
The above processes (c) to (e) are the parts for determining whether phase is antiphase or phase is absent.

このようにして正相、反相、欠相の検出と保護
作動とが確実に成される。
In this way, detection of positive phase, reverse phase, and open phase and protective operation are reliably performed.

(発明の効果) つづいて本発明の効果を挙げると次の通りであ
る。
(Effects of the Invention) Next, the effects of the present invention are as follows.

() 基準となる相の半サイクル相当経過時間
(t1)と2つの相間の位相角による経過時間
(t0)との相対的比較によつて正相、反相、欠
相を判別するようにしているので電源周波数に
変動があつても正確な検出が可能であり、50、
60Hz両域で兼用し得る。
() Normal phase, anti-phase, and open phase are determined by relative comparison of the elapsed time equivalent to half a cycle of the reference phase (t 1 ) and the elapsed time based on the phase angle between the two phases (t 0 ). 50, so accurate detection is possible even if there are fluctuations in the power supply frequency.
Can be used in both 60Hz ranges.

() 変流器が2個で済むので装置コスト節減さ
れる。
() Since only two current transformers are required, equipment cost is reduced.

() どのような条件の反相、欠相に対しても、
また、電圧の不平衡及びモータ巻線の断線等に
よる不平衡に起因する異常に対しても、2種の
前記経過時間(t0)、(t1)の計時によつて確実
な検出が可能であるから、異常に対する保護手
段を万全なものとすることができ信頼性の高い
保護装置を提供し得る。
() No matter what the conditions are for antiphase or lack of phase,
Furthermore, it is possible to reliably detect abnormalities caused by unbalance such as voltage unbalance and disconnection of motor windings by measuring the two types of elapsed times (t 0 ) and (t 1 ). Therefore, it is possible to provide complete protection against abnormalities and provide a highly reliable protection device.

() 許容時間差(△t)を外部から設定可能な
方式をとれば、許容電流不平衡率が容易に可変
にできて、電源事情にかなつた誤動作のない適
切な保護が得られる。
() If a method is adopted in which the allowable time difference (Δt) can be set externally, the allowable current unbalance rate can be easily varied, and appropriate protection without malfunction can be obtained in accordance with the power supply conditions.

() ひずみ波形(高調波を含む)の場合も影響
されず、確実な検出が可能である。
() Distorted waveforms (including harmonics) are not affected and reliable detection is possible.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明の構成を示すブロツク図、第2
図イ,ロは本発明装置の作動原理説明図、第3図
は電圧不平衡率−電流不平衡率関係線図、第4図
は本発明装置例に係る略示構造図、第5図イ〜ホ
は3相回路における欠相パターン図、第6図乃至
第8図は本発明装置の各例に係る演算処理部の作
動を示すフロー線図、第9図は従来の欠相・反相
保護装置における検出回路である。 1−1,1−2……変流器、2−1,2−2……ゼ
ロクロスパルス発生回路、3……計時手段、4…
…演算手段、5……出力部、M……3相交流モー
タ。
Figure 1 is a block diagram showing the configuration of the present invention, Figure 2 is a block diagram showing the configuration of the present invention.
Figures A and B are explanatory diagrams of the operating principle of the device of the present invention, Figure 3 is a voltage unbalance rate-current unbalance rate relationship diagram, Figure 4 is a schematic structural diagram of an example of the device of the present invention, and Figure 5 is ~E are diagrams of open-phase patterns in a three-phase circuit, Figures 6 to 8 are flow diagrams showing the operation of the arithmetic processing unit in each example of the device of the present invention, and Figure 9 is a diagram of open-phase and anti-phase patterns in a conventional three-phase circuit. This is a detection circuit in a protection device. 1-1 , 1-2 ... Current transformer, 2-1 , 2-2 ... Zero cross pulse generation circuit, 3... Timing means, 4...
...Arithmetic means, 5...Output section, M...3-phase AC motor.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 3相交流電流回路と3相交流モータMとを接
続する3相配線のうちの任意の2相の配線に夫々
介設する変流器1−1,1−2と、両変流器1−1
1−2に対応させて各2次側端子に入力端を夫々
接続せしめ、入力電源の瞬時値が変化の過程で零
値になるのに同期してパルスを発信するゼロクロ
スパルス発生回路2−1,2−2と、それらゼロク
ロスパルス発生回路2−1,2−2からのパルスを
受けると該パルスに対応する相を判別して、選定
した基準となる相分のパルスが発信された時点か
ら計時を行い、基準相とは別の他の相から次にパ
ルスが発信されたときの経過時間(t0)及びその
後に交流電源の半サイクル経過に伴つて前記基準
相分のパルスが発信されたときの経過時間(t1
を計時する計時手段3と、前記基準相に対して前
記他の相が正常な相回転の場合に有する位相角に
相当する時間に許容電流不平衡率に対応する位相
角に相当する許容時間差(△t)を加減した時間
帯と3相交流電源の半サイクル相当時間との間に
成立する正当時間関係ならびに前記基準相に対し
て前記他の相が反対の相回転の場合に有する位相
角に相当する時間に前記許容時間差(△t)を加
減した時間帯と3相交流電源の半サイクル相当時
間との間に成立する反相時間関係を演算し、前記
両経過時間(t0)、(t1)の間の数値関係が前記正
相時間関係を成立するか否かを前記計時手段3が
計時する毎に演算して、該正相時間関係が不成立
であればさらに前記反相時間関係を成立するか否
かを演算せしめ、該反相時間関係の成立により反
相信号を、不成立により前記変流器1−1,1−2
を介設していない相の断線に起因する欠相信号を
夫々発信する演算手段4と、この演算手段4が発
信する前記反相信号あるいは前記欠相信号、また
は、交流電源の数サイクルに相当する設定時間経
過しても前記経過時間(t1)が計時されない場合
に発する欠相信号により前記3相交流モータMを
保護するための出力部5とからなることを特徴と
する欠相・反相保護装置。
1 Current transformers 1-1, 1-2, and both current transformers 1 , respectively , interposed in arbitrary two-phase wiring of the three-phase wiring that connects the three-phase AC current circuit and the three-phase AC motor M. −1 ,
A zero-cross pulse generation circuit 2-1 that connects the input end to each secondary side terminal in correspondence with 1-2 and emits a pulse in synchronization with the instantaneous value of the input power supply becoming zero value in the process of change. , 2-2 , and zero-cross pulse generation circuits 2-1 , 2-2 , the phase corresponding to the pulse is determined, and from the time when the selected reference phase pulse is emitted, The time is measured, and the elapsed time (t 0 ) when the next pulse is emitted from another phase other than the reference phase, and after that, the pulses for the reference phase are emitted as half a cycle of the AC power supply passes. Elapsed time (t 1 )
and an allowable time difference (corresponding to a phase angle corresponding to an allowable current unbalance rate) to a time corresponding to a phase angle that the other phase has when the phase rotation is normal with respect to the reference phase. △t) and the time period equivalent to a half cycle of the three-phase AC power supply, as well as the phase angle that the other phase has when the phase rotation is opposite to the reference phase. Calculate the antiphase time relationship that holds between the time period obtained by adding or subtracting the allowable time difference (Δt) to the corresponding time and the time equivalent to a half cycle of the three-phase AC power supply, and calculate the elapsed time (t 0 ), ( t1 ) is calculated to determine whether or not the positive phase time relationship holds true each time the clocking means 3 measures time, and if the positive phase time relationship does not hold, the negative phase time relationship is determined. If the anti-phase time relationship is satisfied, an anti-phase signal is generated, and if the anti-phase time relationship is not established, the current transformers 1-1 , 1-2 are output.
a calculation means 4 for respectively transmitting an open phase signal caused by a disconnection of a phase that is not interposed; and the above-mentioned anti-phase signal or the above-mentioned open-phase signal sent by this calculation means 4, or equivalent to several cycles of an AC power supply. and an output section 5 for protecting the three-phase AC motor M by a phase-opening signal generated when the elapsed time (t 1 ) is not counted even after a set time elapses. Phase protection device.
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