JPH10108351A - 欠相検出装置および遮断器 - Google Patents

欠相検出装置および遮断器

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JPH10108351A
JPH10108351A JP25316696A JP25316696A JPH10108351A JP H10108351 A JPH10108351 A JP H10108351A JP 25316696 A JP25316696 A JP 25316696A JP 25316696 A JP25316696 A JP 25316696A JP H10108351 A JPH10108351 A JP H10108351A
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JP
Japan
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circuit
phase
voltage
open
differentiating
Prior art date
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JP25316696A
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English (en)
Inventor
Tatsuyuki Tsukamoto
龍幸 塚本
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 定格電圧が異なっていても欠相を確実に検出
できる3相3線欠相検出機能付配線用遮断器を提供す
る。 【解決手段】 3相の各相に接続された全波整流回路1
から得られた波形から微分回路2により交流分のみを取
り出し、判別回路3の比較器5で微分回路の出力波形よ
り欠相の有無を判別し、欠相と判別すると、トリガー回
路7が動作して、引き外し回路4で遮断器の開閉機構S
を開放する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は3相回路が欠相し
た場合に、その欠相を検出する欠相検出装置と、この欠
相検出装置を用いて、欠相時に3相回路を遮断して負荷
機器を保護する遮断器に関するものである。
【0002】
【従来の技術】図8は例えば特開平8−138522号
公報に示された従来の3相回路の欠相検出装置を示すブ
ロック図、図9(a),(b)はその動作波形である。
【0003】図8において、107aは3相主回路の各
相に接続された全波整流手段、107bは前記全波整流
手段107aの直流側に接続された電圧検出手段、10
7cは前記電圧検出手段107bにより検出された脈動
電圧波形から欠相の有無を判別し、信号を発生する判別
手段、107は、107a,107b,107cを搭載
したプリント板ユニット、108は、前記判別手段10
7cからの信号を受けて、遮断器の開閉機構Sを動作さ
せる引外し手段である。
【0004】次に、上記従来の3相回路の欠相検出装置
の動作を説明する。非欠相時に、電圧検出手段107b
により検出された脈動電圧波形は、図9(a)のような
波形となる。判別手段107c内の比較器の基準電圧値
は、主回路非欠相時の脈動電圧波形極小点の電圧と脈動
電圧波形極大点の電圧の1/2との中間値と、主回路非
欠相時の脈動電圧波形極大点の電圧の1/2と零との中
間値に設定しているため、非欠相時には、電圧検出手段
107bにより検出された脈動電圧波形の瞬時値が、判
別手段107cに設定された基準電圧値を下廻らないた
め、判別手段107cは、信号を発生しない。
【0005】欠相が発生し、電圧検出手段107bによ
り図9(b)ような脈動電圧波形が検出されると、脈動
電圧瞬時値が、判別手段107cに設定された基準電圧
値を下廻り、信号を発生し、引外し手段108で遮断器
の開閉機構を動作させる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】上記のような従来の3
相回路の欠相検出装置では、判別手段107c内の比較
器に設定する基準電圧値を、主回路非欠相時の脈動電圧
波形極小点の電圧と脈動電圧波形極大点の電圧の1/2
との中間値と、主回路非欠相時の脈動電圧波形極大点の
電圧の1/2と零との中間値に設定しているため、使用
される電路の電圧が違うと、判別手段107cの基準電
圧値を変えなければならないという問題点があった。
【0007】この発明は、上述のような問題点を解決す
るためになされたもので、広範囲な電圧の3相回路にお
いて、判定手段の基準電圧を変更することなく欠相を検
出できる欠相検出装置と、この欠相検出装置を用いて遮
断器を得るものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】
(1)この発明に係る欠相検出装置は、3相主回路の各
相の電圧に対応した出力波形を得る全波整流回路と、上
記出力波形を微分して上記出力波形の交流分を取り出す
微分回路と、上記交流分の値に応じて上記主回路の欠相
の有無を判別し、その判別結果を出力する判別回路とを
備えたものである。
【0009】(2)また、3相主回路の各相の電圧に対
応した出力波形を得る全波整流回路と、上記出力波形を
微分して上記出力波形の交流分を取り出す微分回路と、
上記全波整流回路からの出力波形を積分してその積分値
を出力する積分回路と、上記交流分の値と上記積分値と
の比較に応じて上記主回路の欠相の有無を判別し、その
判別結果を出力する判別回路を備えたものである。
【0010】(3)また、上記(1)または(2)に記
載の欠相検出装置において、判別回路は、判定結果を所
定時間経過後に出力する回路としたものである。
【0011】(4)また、上記(1)〜(2)のいずれ
か1項に記載の欠相検出装置おいて、微分回路からの交
流分に含まれる高周波成分を阻止する低域フィルター、
または、微分回路からの交流分に含まれる3相主回路の
周波数の2倍を超える周波数成分を阻止する低域フィル
ターを設け、この低域フィルターの出力を判別回路の入
力としたものである。
【0012】(5)この発明に係る遮断器は、上記
(1)〜(4)のいずれか1項に記載の欠相検出装置を
用い、判別回路からの判別結果に応じて3相主回路を遮
断するようにしたものである。
【0013】
【発明の実施の形態】
実施の形態1.図1は、この発明の一実施の形態である
3相3線欠相検出機能付遮断器の回路を示す図である。
【0014】図において、1はダイオード11〜16か
らなる3相全波整流回路、21,22は3相全波整流回
路1の直流側に接続された分圧抵抗、2は抵抗22に並
列接続されたコンデンサ31と抵抗23の直列接続から
なる微分回路、5は微分回路の出力としきい値VREF を
比較する比較器、7は比較器5の出力側に接続されたト
リガー回路、3は比較器5とトリガー回路7からなる判
別回路、4は判別回路3に接続された引外し回路であ
る。
【0015】次に、上記実施の形態1の動作を説明す
る。3相電路が非欠相状態の場合は、整流回路1を介し
て、微分回路2に印加され、微分回路2の抵抗23の両
端には、図2(a)のような3相全波整流のリップル分
のみの波形が発生する。
【0016】比較器5のしきい値VREF は、欠相検出回
路の使用可能電圧範囲の最小電圧における欠相時の脈動
電圧の極大値と、使用可能電圧範囲の最大電圧における
非欠相時の脈動電圧の極大値との間に設定するため、3
相電路が非欠相状態の場合では、比較器5が動作するし
きい値VREF まで抵抗23の両端の電圧波高値が上がら
ない。
【0017】3相電路のいずれかが欠相した場合、整流
回路1で整流された波形は、単相全波整流となり、微分
回路2の抵抗23の両端には図2(b)のような波形が
発生する。この状態では、抵抗23の両端に発生する電
圧が、比較器5のしきい値VREF を超えるため、判別回
路3のトリガー回路7から引外し回路4へ信号が送ら
れ、引外し回路4が遮断器の開閉機構Sを動作させる。
【0018】実施の形態2.図3はこの発明の請求項2
の示す3相3線欠相保護付配線用遮断器の図である。図
において、5は微分回路の出力としきい値VREF を比較
する比較器、6はタイマーであり、比較器5が欠相出力
をある一定の時間検出し続けると、トリガー回路7へ信
号を出力する。
【0019】トリガー回路7は、タイマー回路6を介し
て比較器5の欠相出力信号を受けると、引外し回路4へ
信号を出力する。なお、その他の構成は図1と同様なの
で説明を省略する。
【0020】コンデンサ31と抵抗23で構成した微分
回路2は、時定数を持っており、電源の立上げ時にその
時定数により過渡出力を発生する。この過渡出力波形が
前述の比較器5のしきい値VREF を超える場合は、上記
実施の形態1の3相3線欠相保護付配線用遮断器は欠相
の発生が無くても誤動作してしまう。
【0021】一般に過渡出力波形は、最初の波形は大き
いが後は急減少する。このため、微分回路2からの出力
は、単発パルスとなる。また、欠相検出による微分回路
2の出力は連続パルスとなる。従って、上記のようにタ
イマー回路6を具備させることで、タイマー回路6で規
制される所定時間内の単発パルス(電源の立上げ時の時
定数による過渡出力)では動作せず、所定時間を超えて
連続パルス(欠相検出による出力)が発生するとき動作
する不要動作の少ない3相3線欠相保護付配線用遮断器
となる。
【0022】実施の形態3.図4はこの発明の請求項3
の示す3相3線欠相保護付配線用遮断器の図である。図
において、8は抵抗24とコンデンサ32からなる積分
回路、25,26は分圧抵抗、5は微分回路2の出力と
抵抗26の電圧であるしきい値VREF を比較する比較器
である。なお、その他の構成は図3と同様なので説明を
省略する。
【0023】次に、上記実施の形態3の動作を説明す
る。3相電路が非欠相状態の場合は、整流回路1を介し
て、微分回路2に印加され、微分回路2の抵抗23の両
端には、図5(a)のような3相全波整流のリップル分
のみの波形が発生する。また、積分回路6の出力波形を
抵抗25,26で分圧した波形は、図5(a)VREF に
示すようなリップルをほぼ平滑した波形が発生する。
【0024】この場合は、図5(b)のように、比較器
5のしきい値VREF となる抵抗26の電圧を微分回路の
出力電圧が上廻らないため、比較器5からタイマー回路
6を介してトリガー回路7に信号は出力されない。
【0025】3相電路のいずれかが欠相した場合、整流
回路1で整流された波形は、単相全波整流となり、微分
回路2の抵抗23の両端には図5(b)のような波形が
発生する。この状態では、図5(b)のように、抵抗2
3の両端に発生する電圧が、比較器5のしきい値VREF
となる抵抗26の電圧を上廻るため、比較器5からタイ
マー回路6を介して、トリガー回路7へ信号が出力さ
れ、引外し回路4が遮断器の開閉機構Sを動作させる。
【0026】積分回路6の出力から分圧抵抗26に、微
分回路の出力電圧の大きさを考慮して、適度な電圧比を
取り出し、比較器5のしきい値VREF とすることで、使
用される電源によってしきい値VREF が変動するように
なり、どのような電源電圧に対しても、欠相の検出が可
能となる。
【0027】実施の形態4.図6はこの発明の請求項3
の示す3相3線欠相保護付配線用遮断器の図である。図
において、10は微分回路2と比較器5の間に接続され
た低域フィルターである。なお、その他の構成は図4と
同様なので説明を省略する。
【0028】微分回路2の出力波形の定常時の基本周波
数は300〜360Hz、欠相時の基本周波数は100
〜120Hzなので、低域フィルター10は360Hz
を超える周波数成分を減衰させるように構成されたもの
である。
【0029】前記のように構成された3相3線欠相保護
付配線用遮断器において、電源回路にサージノイズ等が
重畳された場合、微分回路2により検出される波形は図
7(a)に示すように高周波成分を含むが、低域フィル
ター10がインバータの高周波成分をカットするので、
比較器5へ入力される波形は図7(b)のような波形と
なり、判別回路3は高周波成分の影響を受けずに所定の
欠相検出成分が出力された時のみ動作する。
【0030】また、欠相時の基本周波数100〜120
Hzのみを通過させ、それを超える周波数は減衰させる
よう構成した低域フィルターを使用することにより、微
分回路2の欠相時の出力波形のみを確実に検出すること
も可能である。
【0031】実施の形態5.上記実施の形態4で用いた
低域フィルターは、実施の形態1の図1および実施の形
態2の図3の遮断器に適用してもよい。実施の形態4と
同様、不要の高周波を阻止して誤動作を防止することが
できる。
【0032】実施の形態6.上記実施の形態は配線用遮
断器で説明したが、引外し回路のない欠相検出装置とし
ても利用することができ、上記実施の形態と同等の効果
が得られる。
【0033】
【発明の効果】
(1)以上のようにこの発明によれば、微分回路を使用
し、微分回路から得られる全波整流波形のリップル分を
判別回路で比較するため、定格電圧が異なっていても欠
相を確実に検出することができる。
【0034】(2)また、微分回路に加え、積分回路に
より主回路の電圧に応じて欠相か否かの判別基準を変化
されるようにしたので、主回路の電圧の変化により対応
することができる。
【0035】(3)また、判定結果を所定時間経過後に
出力するようにしたので、主回路の電源の立ち上げ時な
どの誤判別を防止することができる。
【0036】(4)また、低域フィルターを設け、不要
の高周波を阻止するようにしたので、誤判別を防止する
ことができる。
【0037】(5)また、欠相検出装置を用いた遮断器
としたので、欠相時に確実に遮断することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明の実施の形態1の欠相検出機能付配
線用遮断器の回路ブロックを示す図である。
【図2】 この発明の実施の形態1の動作を説明する動
作波形図である。
【図3】 この発明の実施の形態2の欠相検出機能付配
線用遮断器の回路ブロックを示す図である。
【図4】 この発明の実施の形態3の欠相検出機能付配
線用遮断器の回路ブロックを示す図である。
【図5】 この発明の実施の形態3の動作を説明する動
作波形図である。
【図6】 この発明の実施の形態4の欠相検出機能付配
線用遮断器の回路ブロックを示す図である。
【図7】 この発明の実施の形態4の動作を説明する動
作波形図である。
【図8】 従来の欠相検出機能付配線用遮断器を示すブ
ロック図である。
【図9】 従来の欠相検出機能付配線用遮断器の動作を
説明する動作波形図である。
【符号の説明】
1 全波整流回路、 2 微分回路、3 判別
回路、 4 引外し回路、5 比較器、
6 タイマー回路、7 トリガー回路、
8 積分回路、9 プリント板ユニット、
10 低域フィルター回路、11〜16 ダイオード、
21〜26 抵抗、31,32 コンデンサ、 1
07 プリント基板ユニット、107a 全波整流手
段、 107b 電圧検出手段、107c 判別手
段、 108 引外し手段。

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 3相主回路の各相の電圧に対応した出力
    波形を得る全波整流回路と、上記出力波形を微分して上
    記出力波形の交流分を取り出す微分回路と、上記交流分
    の値に応じて上記主回路の欠相の有無を判別し、その判
    別結果を出力する判別回路とを備えたことを特徴とする
    欠相検出装置。
  2. 【請求項2】 3相主回路の各相の電圧に対応した出力
    波形を得る全波整流回路と、上記出力波形を微分して上
    記出力波形の交流分を取り出す微分回路と、上記全波整
    流回路からの出力波形を積分してその積分値を出力する
    積分回路と、上記交流分の値と上記積分値との比較に応
    じて上記主回路の欠相の有無を判別し、その判別結果を
    出力する判別回路を備えたことを特徴とする欠相検出装
    置。
  3. 【請求項3】 請求項1または請求項2に記載の欠相検
    出装置において、判別回路は、判定結果を所定時間経過
    後に出力する回路としたことを特徴とする欠相検出装
    置。
  4. 【請求項4】 請求項1〜3のいずれか1項に記載の欠
    相検出装置おいて、微分回路からの交流分に含まれる高
    周波成分を阻止する低域フィルター、または、微分回路
    からの交流分に含まれる3相主回路の周波数の2倍を超
    える周波数成分を阻止する低域フィルターを設け、この
    低域フィルターの出力を判別回路の入力としたことを特
    徴とする欠相検出装置。
  5. 【請求項5】 請求項1〜4のいずれか1項に記載の欠
    相検出装置を用い、判別回路からの判別結果に応じて3
    相主回路を遮断するようにしたことを特徴とする遮断
    器。
JP25316696A 1996-09-25 1996-09-25 欠相検出装置および遮断器 Pending JPH10108351A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006042445A (ja) * 2004-07-23 2006-02-09 Toshiba Elevator Co Ltd 三相交流電源の欠相検出装置
JP2019158858A (ja) * 2018-03-07 2019-09-19 日新電機株式会社 電圧異常検出装置及び電圧異常検出方法

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