JPH05182576A - 保護継電器 - Google Patents

保護継電器

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JPH05182576A
JPH05182576A JP34704991A JP34704991A JPH05182576A JP H05182576 A JPH05182576 A JP H05182576A JP 34704991 A JP34704991 A JP 34704991A JP 34704991 A JP34704991 A JP 34704991A JP H05182576 A JPH05182576 A JP H05182576A
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JP
Japan
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current
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movable plunger
set value
switch
Prior art date
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Application number
JP34704991A
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English (en)
Inventor
Takeshi Katabuchi
健 片渕
Toru Koga
透 古賀
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Togami Electric Mfg Co Ltd
Original Assignee
Togami Electric Mfg Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【構成】 負荷電流がある設定値を超えると作動し、あ
る設定値以下になると復帰する可動プランジャ(7)を
備えた電流マグネットと、可動プランジャ(7)の作動
によってオン・オフするスイッチ(10),(11)
と、同スイッチが一定時間以上オン状態になったときに
出力を出す時限要素(35)と、同時限要素の出力によ
り出力接点を作動させる出力部(36)とを備えた保護
継電器。 【効果】 前記の構成の電流マグネットと、電流マグネ
ットが作動することにより電力が供給され起動する時限
要素(電子タイマー)を組み合わせる構成によって、作
動特性をL特性とすることができ、起動電流と定格電流
の比が小さい電動機や熱容量の小さい電動機でも異常時
の焼損を防止できる。また、電子回路部分は電流マグネ
ットが作動したときのみしか起動しないため、通常は全
く電力を消費することがなく省エネルギーにも効果があ
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、電動機の過負荷、電動
機の電源線の欠相による電動機の焼損を防止する保護継
電器に関するものである。
【0002】
【従来の技術】各種機械に用いる電動機の過負荷保護ま
たは電動機電源線の断線による欠相保護装置としては、
電動機の電源線に直列に発熱体を接続し、電動機に流れ
る電流によって発生した熱をとらえてバイメタル板を変
形させ、その変化量を利用した熱動形や、変流器に電源
線を貫通し、変流器の二次側に発生した出力の変化を予
め定めた基準値と比較し、判断する電子式等があるが、
その特性としては図7に示すように電動機に流れる電流
と定格電流値に対する比が大きくなるにしたがって作動
時間が短くなる反限時特性のものがほとんどである。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】従来の熱動式、電子式
は、前述した通り反限時特性を有するため、電動機起動
時の起動電流と正常運転時の定格電流の比が小さい電動
機や、熱容量の小さい電動機では、過負荷、欠相、拘束
等の異常が発生した場合に確実に保護できず、電動機が
焼損する等の欠点があった。
【0004】そこで本発明が解決すべき課題は、負荷電
流の大きさにより作動時間が変化することがなく、確実
な保護を行うことのできる保護継電器を提供することで
ある。
【0005】
【課題を解決するための手段】この課題を解決するた
め、本発明の保護継電器は、負荷電流がある設定値を超
えると可動プランジャが作動しある設定値以下になると
前記可動プランジャが復帰する電流動作形の電磁石(以
下「電流マグネット」という)と、同電流マグネットの
可動プランジャの作動によってオン・オフするスイッチ
と、同スイッチが一定時間以上オン状態になったときに
出力を出す時限要素と、同時限要素の出力により出力接
点を作動させる出力部とを備えたことを特徴とする。
【0006】
【作用】図1は本発明の概略構成図であり、電流マグネ
ット31,32は3相のうち少なくとも2相に配置す
る。この電流マグネット31,32は電動機Mに流れる
負荷電流を直接コイルに流して起磁力を発生させ、前記
負荷電流が設定値1を超えると作動し、電流が設定値2
以下になると復帰する電流作動形の電磁石で、前記設定
値1と2の関係は、 電動機の定格電流<設定値2<設定値1<電動機の焼損
電流特性 の関係にあり、電動機Mが過負荷になった場合およびS
相電源線が断線し、欠相状態になった場合は、電流マグ
ネット31,32に流れる負荷電流が設定値1を超え作
動する。
【0007】また、R相電源線が欠相した場合は、S,
T相の電流が増加するため、電流マグネット32が作動
し、T相電源線が欠相した場合は、R,S相の電流が増
加するため、電流マグネット31が作動する。スイッチ
部である可動接点33は、バネ性を有する金属の台金を
有し、電流マグネット31,32が作動したとき、その
作用を受け固定接点と接触し、電流マグネット31,3
2が復帰すると自己のバネ力により元に戻る。
【0008】可動接点33が閉じると、電源部34に電
源のR相,S相から制御電源が印加され、電源部34か
ら時限要素35、出力部36に電力が供給され、時限要
素35はカウントを開始し、この時限が設定時限に達す
ると出力を出して出力部36を起動する。
【0009】なお、時限要素35の時限は、電動機起動
時の起動電流継続時間と焼損時間特性を考慮して決定さ
れており、電動機起動時に流れる起動電流によって一時
的に電流マグネット31,32が作動し、前記時限要素
35がカウントを開始しても起動電流が定格電流に戻っ
た時点で電流マグネット31,32は復帰して、接点3
3が開くため、時限要素35はカウントを中止し、作動
することはない。
【0010】このような作用により、設定値以上の電流
が流れた場合は、その電流値の大きさに拘わらず常に一
定の時限で作動するL特性(図2参照)を実現でき、前
記課題を解決できる。
【0011】
【実施例】以下、本発明を実施例に基づいて具体的に説
明する。図3は実施例の正面図、図4は図3のA−A線
における断面図、図5は図4のB−B線における断面図
である。図において、1は電動機電源線を接続する端子
ねじ、2は端子ねじ1とコイル3を接続するリードバ
ー、3は負荷電流が流れたときその電流によって起磁力
を発生するコイル、4はコイル3によって発生した磁束
を導くU字形のヨークで、底部分に可動プランジャ7が
貫通する丸孔を持つ。5はU字形ヨーク4を閉磁路とす
るための蓋で、可動プランジャ7と同一軸上に可動プラ
ンジャ7の外形より大きい孔を有し、可動プランジャ7
が吸引されたとき蓋5に当たらない構造となっている。
6はパイプ状の絶縁物で外側にコイルを巻きつけるとと
もに内側は可動プランジャ7のガイドとなるボビン,7
はアーム8に力を伝達する引っ掛け部7aを有し、コイ
ル3の起磁力により吸引される可動プランジャ、8は支
点17を中心に回転し、可動プランジャ7の動きを可動
接点10に伝えるアーム、9は弾性を有し、可動プラン
ジャ7の振動を吸収するストッパ、10はアーム8の力
で固定接点11に接触するとともに、アーム8の力がな
くなると自己のバネ力で元に戻る可動接点、11は可動
接点10を受け止める固定接点、12は電源部である電
源回路、時限要素であるタイマー回路、出力部である出
力回路を構成する電子回路で、この場合のタイマーの時
限は電動機の焼損特性等を考慮し、4秒に設定してお
く。また13は出力リレー、14は出力リレー13のb
接点に接続される端子、15は作動電流(設定値1),
復帰電流(設定値2)決定用のスプリングで、可動プラ
ンジャ外周とコイルボビン内周の間に設け、その荷重は
可動プランジャ7の吸引力特性により決定される。16
は機構部品を収納するケース、17はアーム8の支軸、
18は電子回路へ電力を供給するための電源線、19は
電動機の電源を入・切する開閉器のU端子,W端子(図
1参照)へ接続するリード線、20はプリント基板であ
る。
【0012】次に本実施例の作動を説明する。
【0013】電動機M電源入・切用の開閉器40が閉じ
ると、電動機Mに電圧が印加され、回転を始める。この
ときコイル3には負荷電流が流れるが、電動機Mが起動
するときに流れる起動電流は定格負荷電流の3〜6倍で
あり、作動電流値が定格負荷電流の115%に設定され
た可動プランジャ7が作動することになり、Gの距離移
動する(図5参照)。可動プランジャ7には、アーム8
を引っ掛ける引っ掛け部7aを設けているため、アーム
8は支軸17を支点として回転し、可動接点10に作用
し、可動接点10は固定接点11に接触して、電子回路
12の電源回路に電圧が印加される。
【0014】電源回路に電圧が印加されると、同時にタ
イマー回路35が起動し、時限のカウントを始めるが、
電動機は通常1秒以内に起動を完了し定格運転になるた
め、負荷電流は定格電流に戻る。
【0015】本発明を構成する電流マグネットは、コイ
ル3,ヨーク4,蓋5,可動プランジャ7からなる有限
長ソレノイドであり、作動状態では可動プランジャ7は
コイル3によって発生する磁界中に宙吊りの形でバラン
スして停止しているため、負荷電流が100%に戻ると
作動電流値が115%に設定された可動プランジャ7も
スプリング15の付勢力により元に戻る。したがってア
ーム8に作用する力が無くなり、可動接点10は自己の
バネ力で元に戻り電子回路12に印加されていた電圧が
切れることになり、タイマー回路の時限カウントは1秒
以内で中止するため設定値の4秒に達せず出力回路は作
動しないで電動機は運転を続ける。
【0016】このような状態において、何らかの理由に
より電動機が過負荷になり、定格電流の115%を超え
た場合について説明すると、可動プランジャ7は再び作
動状態となり、可動接点10が閉じる。したがってタイ
マー回路35は時限のカウントを開始する。この状態が
設定値の4秒に達するとタイマー回路35は出力を出
し、出力部36に接続されているリレー13が作動して
出力接点(b接点)が開く。このb接点を利用して電動
機を入・切する開閉器40を開くことにより電動機Mの
焼損を防止できる。
【0017】次に3相のうち電流マグネットが接続され
ている相の1相が断線し欠相した場合を説明すると、欠
相した側の可動プランジャ7は負荷電流が流れないた
め、復帰状態のままで不作動となるが、3相の他の2相
には定格負荷電流の173%が流れることから、電流マ
グネットの作動設定値の115%を超えることになる。
本発明の過負荷継電器は3相のうち2相に電流マグネッ
トが接続されているため、少なくとも1個の電流マグネ
ットには前記173%の電流が流れることになる。電流
マグネットは1個でも十分可動接点10を閉じる力を発
生する設計であり、また可動プランジャ7は引っ掛け部
7aによってアーム8を引っ掛けて作用する構造である
ため、欠相して復帰状態にある可動プランジャ7がアー
ム8を拘束することはなく、作動する。したがって前記
過負荷時と同様に一定時限後に出力リレーが作動し、b
接点が開いて電動機の焼損を防止できる。
【0018】図6は他の実施例を示す概略構成図である
が、先の実施例は可動プランジャ7に設けた引っ掛け部
7aでアーム8を引っ掛ける構造に対し、図6の実施例
は可動プランジャ7の先端に設けた突起7bでアーム8
を押す構造としている。この場合も先の実施例と全く同
様の作動で電動機の焼損を防止できる。
【0019】なお、本実施例では電流マグネットの設定
値として作動設定値1と復帰設定値2とを設定して電流
マグネットの作動にヒステリシスを持たせているが、設
定値2の値を設定値1の値と同じにしてもよい。また、
本実施例ではアーム8を介して可動接点10を作動させ
ているが、可動プランジャ7により直接可動接点10を
作動させてもよい。また、本実施例では電流マグネット
に直接負荷電流を流しているが、変流器を用い、この二
次出力電流を電流マグネットに流してもよい。さらに、
本実施例では電源部34を交流のR相,S相からとって
いるが、バッテリー等の別電源としてもよい。
【0020】
【発明の効果】以上に説明したように、本発明によれ
ば、負荷電流が設定値を超えると作動し、設定値以下に
戻ると復帰する電流マグネットと、電流マグネットが作
動することにより電力が供給され起動する時限要素(電
子タイマー)を組み合わせる構成によって、作動特性を
L特性とすることができ、起動電流と定格電流の比が小
さい電動機や熱容量の小さい電動機でも異常時の焼損を
防止できる。また、電子回路部分は電流マグネットが作
動したときのみしか起動しないため、通常は全く電力を
消費することがなく省エネルギーにも効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の概略構成図である。
【図2】 本発明の作動特性曲線を示すグラフである。
【図3】 本発明の実施例を示す正面図である。
【図4】 図3のA−A線における断面図である。
【図5】 図4のB−B線における断面図である。
【図6】 本発明の他の実施例を示す概略図である。
【図7】 従来の過負荷継電器の作動特性曲線を示すグ
ラフである。
【符号の説明】
1 端子ねじ、2 リードバー、3 コイル、4 ヨー
ク、5 蓋、6 ボビン,7 可動プランジャ、7a
引っ掛け部、7b 突起、8 アーム、9 ストッパ、
10 可動接点、11 固定接点、12 電子回路、1
3 出力リレー、14 端子、15 スプリング、16
ケース、17 支軸、18 電源線、19 リード
線、20 プリント基板

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 負荷電流がある設定値を超えると可動プ
    ランジャが作動しある設定値以下になると前記可動プラ
    ンジャが復帰する電流動作形の電磁石と、同電磁石の可
    動プランジャの作動によってオン・オフするスイッチ
    と、同スイッチが一定時間以上オン状態になったときに
    出力を出す時限要素と、同時限要素の出力により出力接
    点を作動させる出力部とを備えたことを特徴とする保護
    継電器。
  2. 【請求項2】 負荷電流が第1の設定値を超えると可動
    プランジャが作動し前記第1の設定値よりも低レベルの
    第2の設定値以下になると前記可動プランジャが復帰す
    る電流動作形の電磁石と、同電磁石の可動プランジャの
    作動によってオン・オフするスイッチと、同スイッチが
    一定時間以上オン状態になったときに出力を出す時限要
    素と、同時限要素の出力により出力接点を作動させる出
    力部とを備えたことを特徴とする保護継電器。
  3. 【請求項3】 電流動作形の電磁石の可動プランジャの
    作動をスイッチに伝達するアームを設けたことを特徴と
    する請求項1または2記載の保護継電器。
JP34704991A 1991-12-27 1991-12-27 保護継電器 Pending JPH05182576A (ja)

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