JPH0697822B2 - 巻線型界磁モータ用温度測定装置 - Google Patents

巻線型界磁モータ用温度測定装置

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JPH0697822B2
JPH0697822B2 JP13535788A JP13535788A JPH0697822B2 JP H0697822 B2 JPH0697822 B2 JP H0697822B2 JP 13535788 A JP13535788 A JP 13535788A JP 13535788 A JP13535788 A JP 13535788A JP H0697822 B2 JPH0697822 B2 JP H0697822B2
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    • H02H7/08Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for dynamo-electric motors
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    • H02H7/0852Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for dynamo-electric motors against excessive load directly responsive to abnormal temperature by using a temperature sensor

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) この発明は、巻線型界磁モータの温度測定用の装置に関
するもので、特に、巻線型界磁モータとモータ制御器と
の間に追加の導体を必要としない温度測定用装置に関す
る。
(従来の技術) モータ制御の応用において、電流計画及び過負荷防止に
とって、モータ温度を知ることが望ましいことが多い。
一般的には、温度表示を得るのには2つの方法がある。
その一つは実際の測定であり、もう一つは見積りであ
る。
第1の方法、即ち実際の測定は、サーミスタのような温
度応答装置によって実施される。該温度応答装置は巻線
型界磁モータ(wound field motor)のハウジング内に
設けられるのが典型的であり、それによって、信頼性が
高く比較的精確な温度表示を与える。しかしながら、温
度応答装置とモータ制御器との間を結ぶために、それ専
用の導体対を別に必要とするので、この第1の方法は設
置コストをかなり上昇させる。追加の専用の導体対を使
用すると、モータ制御器ポートと大型コネクタをも必要
とすることになる。
第2の方法、即ち見積りは、巻線型界磁モータの理論的
な、又は経験的に導き出されたモデルに基づいていて、
巻線型界磁モータのモータ電流、周囲温度及び熱発散容
量を知ることが必要である。この方法は、設備コストに
はさほど影響を与えないが、結果的に与えられる温度表
示の信頼性と精度は、モデルのそれと同等でしかない。
(課題を解決するための手段) この発明は、断続作動式巻線型直流界磁モータ(interm
ittent duty wound field DC motor)の温度を監視する
ための装置の改良を目指している。この目的のために、
本発明に係る装置は、請求項1の特徴部分で特定されて
いる特色によって特徴付けられる。本発明に係る装置
は、実際の温度測定の信頼性及び精度を実質的に全て兼
え備えた温度表示を与え、しかも、専用の導体対を設け
ることに関連したコストが追加されることのないもので
ある。
本発明は、電機子導体対と界磁導体対とを介して巻線型
界磁モータの電機子巻線と界磁巻線とを個別に付勢する
ようになされたモータ制御器と結合して実行される。サ
ーミスタのような2端子型温度応答装置によって、電機
子導体対のうちの一方の導体と界磁導体対のうちの一方
の導体との間を接続する。温度応答装置は、温度を監視
すべきモータ素子に関連して巻線型界磁モータに配設さ
れる。例えば、電機子の温度を感知するには、刷子ホル
ダのような静止しているが熱的に関係した素子に配設す
ればよい。
モータ制御器は、温度応答装置に接続された導体の間の
電位差を測定するために、分圧器のような監視機構を含
む。界磁巻線及び電機子巻線における電流が共に実質的
にゼロのときに常に、モータ素子の温度の指示として、
こうした電位差が抽出される。電流ゼロ(非作動)の状
態がどれ位の頻度で生じるかによって、抽出された指示
はそれ自体で、又は、実施例におけるように、温度推定
ルーチンと結合して用いられる。例示の方法において
は、抽出された温度は、推定温度値を更新するために使
用される。しかし、いずれの方法によっても、追加の専
用導体やそれに関連した追加の制御器ポートやコネクタ
などは必要ない。
(実施例) 第1図において、参照数字10で示された範囲は巻線型直
流界磁モータを概略的に表わしたもので、界磁巻線12、
電機子巻線14、該電機子巻線14へ電流を供給する刷子部
16とを備えている。参照数字18で指示された範囲で表わ
されたモータ制御器は、直流蓄電池20のような適宜の電
源からの電流によって界磁巻線と電機子巻線とを付勢す
るようになされている。界磁巻線12は導体22,24を含む
界磁巻線導体対を介して付勢され、電機子巻線は導体2
6,28を含む電機子巻線導体対を介して付勢される。
サーミスタ30及び抵抗32,34は巻線型直流界磁モータ10
での温度を感知するためのサーミスタ回路を形成する。
サーミスタ30の抵抗はその温度と関係して変化し、並列
な抵抗32はこの抵抗値の変動を較正する働きをする。直
列の抵抗34は、巻線型直流界磁モータが正常に動作して
いる期間、電流を制限することによってサーミスタ30の
自己発熱を最小にする。
このサーミスタ回路の一方の端子は界磁巻線導体対のう
ちの一方の導体24と接続され、サーミスタ回路の他方の
端子は電機子巻線導体対のうちの導体26と接続される。
サーミスタ30は、温度を監視すべきモータ素子に関係し
て巻線型直流界磁モータ10に配設される。好ましい実施
例においては、電機子の温度を監視する必要があるの
で、電機子と熱的に関係している刷子部16の静止素子に
サーミスタ30が配設されている。
図示の実施例においては、モータ制御器18はマイクロコ
ンピュータ式制御ユニット36を中心にして構成されてい
て、マイクロコンピュータ式制御ユニット36と界磁巻線
12、電機子巻線14との間をそれぞれインターフェースす
るための界磁駆動部38、電機子駆動部40を含む。明らか
に、マイクロコンピュータ式制御ユニット36の代りにア
ナログ型制御ユニットを使うこともできる。
マイクロコンピュータ式制御ユニット36は、要求に関係
付けられた入力の数に関係して、界磁巻線12及び電機子
巻線14の付勢デューティ・サイクルDCF,DCAの時期を決
定する。また、電機子巻線デューティ・サイクルDCA
電機子温度指示に関係して決められる(後述)。界磁巻
線デューティ・サイクルDCF及び電機子巻線デューティ
・サイクルDCAの電気的表示はそれぞれ線42,44を介して
界磁駆動部38と電機子駆動部40とに供給される。そこ
で、界磁駆動部38及び電機子駆動部40は、決定されたデ
ューティ・サイクルで直流蓄電池20からの電流で界磁巻
線12及び電機子巻線14を付勢する。この目的のために、
直流蓄電池20は、切断された線46,48によって概略的に
示されているように、モータ制御器の種々の素子へ接続
される。また、界磁駆動部38及び電機子駆動部40は抵抗
分岐(図示せず)のような電流測定手段を含み、マイク
ロコンピュータ式制御ユニット36に対して線50,52を介
して界磁電流及び電機子電流の電気的表示IF,IAを与え
る。
サーミスタ30と抵抗32〜34とを備えたサーミスタ回路は
線56〜60を介して抵抗54及び直流蓄電池20に対して直列
に接続され、分圧器を形成する。サーミスタ回路と抵抗
54との間の接続点62は線64を介してマイクロコンピュー
タ式制御ユニット36へ入力として接続される。分圧器の
動作により、線64上の電圧は、サーミスタ回路の抵抗の
変動とは逆の関係で変動するので、電機子巻線及び界磁
巻線が付勢されないときにマイクロコンピュータ式制御
ユニット36に対してモータ温度の表示を与える。
第2図及び第3図は、本発明のモータ制御機能と温度監
視機能とを実施する際にマイクロコンピュータ式制御ユ
ニット36で実行されるコンピュータ・プログラム命令を
表わすフロー・ダイヤグラムを示している。第2図のフ
ロー・ダイヤグラムは主ループ・プログラムであり、第
3図のフロー・ダイヤグラムは温度推定ルーチンを更新
するためのサブルーチンである。
第2図の主ループ・フロー・ダイヤグラムにおいて、ス
テップ70,72はマイクロコンピュータ式制御ユニット36
の種々の期間やレジスタを初期設定するためのモータ作
動の各周期の開始時に実行される一連の命令を表わす。
特に、ステップ72は初期モータ温度の表示として線64上
の電圧を抽出し、この表示(TEMP INPUT)を温度カウン
タTEMP CTRに蓄積する。その後、ステップ74〜80がフロ
ー・ダイヤグラム線によって示されているような遂次且
つ反復して実行され、モータ制御機能及び温度監視機能
を実施する。
ステップ74〜78は巻線型直流界磁モータ10の制御に関係
する。ステップ74では、線64上の温度表示以外の各種の
入力が読み取られる。上記の通り、これらの入力は入力
線50上の界磁電流信号IF、入力線52上の電機子電流信号
IA及び他の要求関連の信号を含む。各種の入力に基づい
て、ステップ76,78が実行され、界磁デューティ・サイ
クルDCFと電機子デューティ・サイクルDCAとを決定する
と共にその電気的表示を出力して、線42,44を介して界
磁駆動部38及び電機子駆動部40へ与える。ステップ76に
示されるように、電機子巻線デューティ・サイクルDCA
はTEMP CTRに蓄積された温度表示の部分的機能として決
定される。
ステップ80は、第3図のフロー・ダイヤグラムによって
示されているTEMP CTR更新サブルーチンの実行を信号す
る。そこに示されるように、判定ステップ82−84はま
ず、電機子電流IA及び界磁電流IFが共に実質的にゼロで
あるかどうかを決定するために実行される。もしゼロで
あれば、ステップ86,88が実行されて、温度表示TEMP IN
PUTを読み取り、上記のように、この表示をTEMP CTRに
蓄積させてルーチンを完了する。
判定ステップ82,84のいずれかが否定の応答をしたなら
ば、線64上の電圧は、界磁巻線電圧及び電機子巻線電圧
の影響に起因するモータ温度を必ずしも表わしてはい
ず、参照数字90で一般的に表わされているフロー・ダイ
ヤグラム部分は、電機子電流IAに基づいてTEMP CTRに蓄
積された温度表示を更新するために実行される。監視さ
れているモータ素子は電機子であるから、図の実施例に
おいては、上記のフロー・ダイヤグラム部分は適切であ
る。
フロー・ダイヤグラム部分90について説明すると、判定
ステップ92−100のうちの1つ又はそれ以上のものが実
行され、6個の予め規定された電流範囲に関して電機子
電流IAの大きさを決定する。この電流範囲は電機子電流
を、電機子温度の結果的な変化に関係付け、所与の設備
に対して経験的に決定される。
電機子電流IAが5アンペアに等しいかそれより小さいな
らば、TEMP CTRに蓄積された表示は1計数だけ減分され
る(ステップ102)。電機子電流IAが5アンペアより大
きいが20アンペアより小さいならば、TEMP CTRに蓄積さ
れた表示は、フロー・ダイヤグラムの線104で示される
ように、変化しない。電機子電流IAが少くとも20アンペ
アであって30アンペアより小さければ、TEMP CTRに蓄積
された表示は1計数だけ増分される(ステップ106)。
電機子電流IAが少くとも30アンペアであって50アンペア
より小さいならば、TEMP CTRに蓄積された表示は3計数
だけ増憤される(ステップ108)。電機子電流IAが少く
とも50アンペアであって70アンペアより小さければ、TE
MP CTRに蓄積された表示は5計数だけ増分される(ステ
ップ110)。電機子電流IAが70アンペアに等しいかそれ
より大きいならば、TEMP CTRに蓄積された表示は10計数
だけ増分される(ステップ112)。
TEMP CTRに蓄積される温度表示の精度は、かなりの部
分、界磁電流IF及び電機子電流IAがゼロになる頻度に依
存する。言うまでもなく、頻度が大きいほど、精度は向
上する。この発明の構成は実質的にここに説明したとお
りであって、巻線型直流界磁モータ10を用いて自動操縦
システムに対するパワー支援を与えるのであり、TEMP C
TRに蓄積された温度表示はモータ電機子の温度を信頼性
よく且つ高精度に表わすことが見出された。
【図面の簡単な説明】 添付の図面は本発明を例示的に説明するためのもので、
第1図は、モータ制御と温度監視とを行うためのコンピ
ュータ式制御ユニットを含む、本発明に係る装置の概略
図、第2図及び第3図は、本発明のモータ制御機能と温
度監視機能とを実行する際に第1図のコンピュータ式制
御ユニットが実行するコンピュータ・プログラム命令を
表わすフロー・ダイヤグラムである。 10:界磁モータ、12:界磁巻線 14:電機子巻線、16:刷子部 18:モータ制御器、20:直流蓄電池 30:サーミスタ 36:マイクロコンピュータ式制御ユニット 38:界磁駆動部、40:電機子駆動部

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】電機子巻線(14)、界磁巻線(12)、及
    び、電機子導体対(26,28)と界磁導体対(22,24)とを
    介して前記電機子巻線と前記界磁巻線とに個別に電流を
    供給するようになされたモータ制御器(18)を有する巻
    線型界磁モータ(10)の温度を監視する装置であって、
    前記巻線型界磁モータに配置されて温度応答装置(30)
    の温度と共に変化する測定可能なパラメータを有する温
    度応答手段(30,32,34)を備え、前記温度応答装置がモ
    ータ素子に対して配設され、前記測定可能なパラメータ
    が前記モータ素子の温度に関連して変化するようになさ
    れた温度監視装置において、 前記温度応答手段(30)は前記電機子導体対(26,28)
    のうちの一方の導体(26)と前記界磁導体対(22,24)
    のうちの一方の導体(24)との間に接続され、 前記モータ制御器(18)に配設され、前記電機子導体対
    (26,28)のうちの前記一方の導体(26)と前記界磁導
    体対(22,24)のうちの一方の導体(24)とを介して前
    記温度応答手段(30,32,34)へ接続された監視手段(3
    6,54)が設けられ、 該監視手段は、電機子巻線電流と界磁巻線電流とが実質
    的にゼロのときに作動して、前記モータ素子の温度の表
    示として前記温度応答手段の前記測定可能なパラメータ
    のサンプルを求める ことを特徴とする温度監視装置。
  2. 【請求項2】前記温度応答装置がサーミスタ(30)であ
    り、前記測定可能なパラメータが前記温度応答手段の抵
    抗である、請求項1記載の温度監視装置。
  3. 【請求項3】前記巻線型界磁モータ(10)が、前記電機
    子巻線(14)へ電流を流し前記モータ電機子に熱的に関
    連した刷子部を含み、前記温度応答装置(30)は該刷子
    部に配設され、前記測定可能なパラメータのサンプルが
    前記電機子の温度を表わす、請求項1又は2のいずれか
    に記載の温度監視装置。
  4. 【請求項4】モータ温度表示を蓄積するための手段(7
    2)と、前記モータ素子の温度に関連したモータ作動パ
    ラメータに従って前記の蓄積されたモータ温度表示の値
    を調節する手段(90)と、前記電機子巻線電流と前記界
    磁巻線電流とが実質的にゼロのときに、前記の蓄積され
    たモータ温度表示を、前記監視手段(36,54)で得た前
    記測定可能なパラメータのサンプルで置換するための手
    段(86,88)とを有し、前記モータ制御器(18)に配置
    された温度推定手段を更に備える、請求項1〜3のいず
    れか1つに記載の温度監視装置。
  5. 【請求項5】前記監視手段(36,54)が、前記モータ素
    子の温度の表示として前記温度応答手段(30,32,34)の
    前記測定可能なパラメータの量を求める、請求項1〜4
    のいずれか1つに記載の温度監視装置。
JP13535788A 1987-06-01 1988-06-01 巻線型界磁モータ用温度測定装置 Expired - Lifetime JPH0697822B2 (ja)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
US07/056,437 US4721894A (en) 1987-06-01 1987-06-01 Temperature monitor system for an intermittent duty wound field motor
US56437 1987-06-01

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Publication Number Publication Date
JPS63316652A JPS63316652A (ja) 1988-12-23
JPH0697822B2 true JPH0697822B2 (ja) 1994-11-30

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ID=22004411

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