JPH11341672A - 負荷制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 異常状態の発生に応じて主回路の保護動作を
行った場合に、その異常状態の発生時刻を確実に知るこ
とによって、異常原因の究明を容易に行い得るようにす
ること。 【解決手段】 論理演算回路１４などを含んで構成され
た制御回路ユニット１１は、電磁接触器５が開路した状
態においても電源母線１から給電される操作用変圧器８
を電源としている。論理演算回路１４は、変流器６及び
零相変流器７から電流検出回路１５を介して与えられる
検出信号に基づいて主回路電流及び地絡電流を監視し、
それらの電流に異常が発生したときに電磁接触器５を開
路させるという保護動作を行う。論理演算回路１４は、
保護動作を行ったときに、タイマ回路１６を初期状態か
ら動作開始させると共に、発生した異常内容並びにタイ
マ回路１６のタイマ動作時間を表示回路１８に表示させ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電動機のような負
荷の開閉制御機能や、過負荷などの異常状態から負荷を
保護する機能を備えた負荷制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】電動機や抵抗負荷などの開閉制御機能及
び保護機能を備えた負荷制御装置の一例としてコントロ
ールセンタが知られている。即ち、コントロールセンタ
においては、電磁接触器、配線用遮断器、電流変換器、
制御用補助リレーなどの器具を単位回路毎にまとめたユ
ニットを複数個設けて、これらユニットを機枠内に多段
に収納すると共に、各ユニット毎に始動操作スイッチ、
停止操作スイッチなどを含む操作装置を設けることによ
り構成されている。

【０００３】また、ユニットの仕様変更に容易に対処可
能とするために、負荷制御機能を、マイクロコンピュー
タより成る論理演算回路により得ることが一般的となっ
ており、この場合には、上記論理演算回路によって、前
記操作装置による入力信号に基づいた負荷の開閉制御機
能の他に、前記電流変換器により検出した主回路電流の
大小などに基づいた負荷の過負荷・欠相などに対する保
護機能や表示装置の表示制御機能などを得るようにして
いる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記従来構成の装置で
は、過負荷、欠相或いは地絡故障などのような異常が発
生するのに応じて負荷に対する通電を停止するという保
護動作を行った場合、その異常（故障）内容が分かった
としても、異常がいつ頃発生したのか全く分からないと
いう事情がある。つまり、どのような状況下で異常が発
生したのか知る術がなく、異常原因を明確に究明するこ
とが困難になるという事情があった。

【０００５】本発明は上記事情に鑑みてなされたもので
あり、その目的は、主回路に異常状態が発生するのに応
じて当該主回路を開路するという保護動作を行った場合
に、その異常状態の発生時刻を確実に知ることができる
ようになって、異常原因の究明を容易に行い得るように
なるなどの効果を奏する負荷制御装置を提供することに
ある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、電源母線及び負荷間の主回路に介在された
電磁接触器などの主回路器具と、この主回路器具の操作
のための操作装置と、主回路電流を検出する電流検出手
段と、前記操作装置による入力信号及び前記電流検出手
段による検出信号並びに予め記憶したプログラムに基づ
いて前記主回路器具の制御を行う論理演算回路とを備
え、前記主回路に過負荷などの異常状態が発生したとき
に、前記論理演算回路により前記電磁接触器を動作させ
て当該主回路を開路するという保護動作を行うように構
成された負荷制御装置において、前記電磁接触器が開路
した状態においても前記電源母線から給電される電源回
路と、この電源回路を電源として動作するように設けら
れ、前記論理演算回路により前記保護動作が行われた時
点からの経過時間を測定するタイマ手段と、このタイマ
手段による測定時間を表示する表示手段とを備えた構成
としたものである（請求項１）。

【０００７】このような構成によれば、主回路に過負荷
などの異常状態が発生したときには、論理演算回路が、
電磁接触器を動作させて当該主回路を開路するという保
護動作を行うようになる。このような保護動作が行われ
た場合においても、電源回路は電源母線から給電された
状態を保持するようになり、この電源回路を電源として
動作するように設けられたタイマ手段は、論理演算回路
によって上記のような主回路の開路動作（つまり、保護
動作）が行われた時点からの経過時間を測定するように
なる。このようなタイマ手段による測定時間は、表示手
段により表示させることができるから、その表示内容に
基づいて、上記のような異常状態の発生時刻を確実に知
ることができるようになり、これに基づいて異常原因の
究明を容易に行い得るようになる。また、上記のような
タイマ手段による測定機能に電池などを使用する必要が
なくなるから、電池交換するという定期的なメンテナン
スが不要となり、ランニングコストの低下などを実現で
きるようになる。

【０００８】この場合、請求項２記載の発明のように、
前記表示手段も、前記電源回路を電源として動作するよ
うに構成しても良く、この構成によれば、前記保護動作
が行われた場合において、その後の経過時間を当該表示
手段において常時表示できるようになるから、実際の使
用上において便利となる。

【０００９】請求項３記載の発明のように、前記表示手
段を、前記論理演算回路により前記保護動作が実行され
た後において、前記主回路の開路原因となった異常の内
容を前記タイマ手段による測定時間と共に表示する構成
としても良い。この構成によれば、異常原因の究明をさ
らに容易に行い得るようになる。

【００１０】さらに、請求項４記載の発明のように、前
記表示手段を、前記主回路の開路原因が主回路電流の異
常であった場合に、その異常電流値も表示するように構
成としたり、請求項５記載の発明のように、前記表示手
段を、前記タイマ時間による測定時間と共に前記操作装
置の操作状態を示す情報も表示するように構成しても良
く、これらの構成によれば、異常原因の究明をさらに容
易に行い得るようになる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明をコントロールセン
タに適用した一実施例について図面を参照しながら説明
する。即ち、図１には、コントロールセンタの１ユニッ
ト分の回路構成が示されている。この図１において、三
相の電源母線１と負荷である誘導電動機２との間には、
主回路３が形成されており、この主回路３には、それぞ
れ主回路器具たる配線用遮断器４、電磁接触器５が接続
されていると共に、主回路電流を検出するための変流器
６、地絡電流を検出するための零相変流器７が接続され
ている。

【００１２】主回路３における配線用遮断器４の負荷側
（電磁接触器５の電源側）のＲ相、Ｔ相間には、操作用
変圧器８（本発明でいう電源回路に相当）の一次側が接
続されており、この操作用変圧器８の二次側には、２組
の制御母線９ａ・９ｂ及び１０ａ・１０ｂが接続されて
いる。従って、操作用変圧器８にあっては、電磁接触器
５が開路した状態においても前記電源母線１から給電さ
れるものである。

【００１３】この場合、制御母線９ａ・９ｂ間からの出
力は、図示しない直流電源回路を介して制御回路ユニッ
ト１１の電源として利用される。また、制御母線１０ａ
と制御回路ユニット１１の出力端子１１ａとの間には、
電磁接触器５の動作用コイル５ａが接続され、当該制御
母線１０ａと制御回路ユニット１１の入力端子１１ｂ、
１１ｃ、１１ｄとの各間には、電磁接触器５が有する常
開形補助接点５ｂ、操作装置としての始動操作スイッチ
１２、操作装置としての停止操作スイッチ１３が接続さ
れる。尚、制御母線１０ｂは制御回路ユニット１１の操
作用電源端子１１ｅに接続される。

【００１４】制御回路ユニット１１は、始動操作スイッ
チ１２からの始動信号及び停止操作スイッチ１３からの
停止信号、並びに電磁接触器５の補助接点５ｂからのオ
ン信号及びオフ信号に基づいて電磁接触器５の開閉制御
を行うと共に、変流器６及び零相変流器７からの電流信
号に基づいて、過負荷、欠相、不足電流、地絡などの保
護動作を行う機能を有している。

【００１５】具体的には、制御回路ユニット１１は、マ
イクロコンピュータから成る論理演算回路１４を中心に
構成されたもので、この他に、変流器６及び零相変流器
７の二次側出力を受けて主回路電流信号のレベルを示す
負荷電流検出信号及び地絡電流のレベルを示す地絡電流
検出信号を発生する電流検出手段としての電流検出回路
１５、時間測定用のタイマ手段としてのタイマ回路１
６、保護動作条件（保護動作電流、保護動作時間など）
を設定するための設定スイッチ１７、負荷電流のレベル
や異常状態などを表示するための表示手段としての表示
回路１８、電磁接触器５の動作用コイル５ａに通電する
ための駆動回路１９など含んで構成されている。尚、上
記タイマ回路１６の機能は、論理演算回路１４のプログ
ラムにより得る構成とすることもできる。

【００１６】図２には、上記論理演算回路１４による制
御内容のうち、本発明の要旨に関係した部分のみが示さ
れており、以下これについて関連した作用と共に説明す
る。即ち、図２は論理演算回路１４によるメインプログ
ラム中にサブルーチンとして組み込まれた電流監視ルー
チンの内容を示すものであり、このルーチンは保護動作
を迅速に行うために、メインプログラム中において極め
て早い周期でサイクリックに実行される構成となってい
る。

【００１７】斯かる電流監視ルーチンでは、まず、電流
検出回路１５からの負荷電流検出信号及び地絡電流検出
信号を読み込む（ステップＡ１）。次いで、このように
読み込んだ検出信号と、設定スイッチ１７により予め設
定されている保護動作条件との比較に基づいて、保護動
作が必要か否かを判断する（ステップＡ２）。保護動作
が不要の場合には、そのままリターンするものであり、
この後に極めて短い時間が経過したときに、前記ステッ
プＡ１が実行されることになる。

【００１８】保護動作が必要と判断した場合、つまり、
誘導電動機２に通電された状態において、主回路電流の
異常（過電流、欠相など）、或いは設定レベル以上の地
絡電流が流れるという地絡事故が発生した場合には、電
磁接触器５の動作用コイル５ａを駆動回路１９によって
断電させることにより、当該電磁接触器５を開放する
（ステップＡ３）。これにより、主回路３が開路されて
誘導電動機２が断電されることになる。

【００１９】上記ステップＡ３の実行後には、タイマ回
路１６を初期状態から動作開始させ（ステップＡ４）、
この後に、発生した異常内容を表示回路１８に表示させ
るステップＡ５、タイマ回路１６のタイマ動作時間（つ
まり、保護動作実行後の経過時間）を表示回路１８に表
示させるステップＡ６を順次実行した後に、リセット操
作が行われるまで待機する（ステップＡ７）。尚、上記
リセット操作は、例えば、配線用遮断器４を開路して制
御回路ユニット１１の電源を落とすことにより行い得る
ものである。

【００２０】そして、リセット操作が行われていない期
間には、前記表示ステップＡ５、Ａ６を繰り返し実行し
て表示回路４による表示動作を継続するが、リセット操
作が行われたときには、その表示回路４による表示内容
を初期化するステップＡ８を実行した後にリターンす
る。

【００２１】上記した本実施例によれば、以下に述べる
ような作用・効果が得られるものである。主回路３に過
負荷、欠相、地絡故障などの異常状態が発生したときに
は、制御回路ユニット１１内の論理演算回路１４が、電
磁接触器５を動作させて当該主回路３を開路するという
保護動作を行うようになる。このような保護動作が行わ
れた場合においても、操作用変圧器８は、電源母線１か
ら給電された状態を保持するようになるから、制御回路
ユニット１１の電源が維持されるようになる。このた
め、制御回路ユニット１１内に設けられたタイマ回路１
６は、上記のような保護動作が行われた時点からの経過
時間を測定するようになる。このようなタイマ回路１６
による測定時間は、同じく制御回路ユニット１１内に設
けられた表示回路１８により常時において表示させるこ
とができるから、その表示内容に基づいて、上記のよう
な異常状態の発生時刻を確実に知ることができるように
なり、これに基づいて異常原因の究明を容易に行い得る
ようになる。

【００２２】また、上記のようなタイマ回路１６による
測定機能に電池などを使用する必要がなくなるから、電
池交換するという定期的なメンテナンスが不要となっ
て、ランニングコストの低下などを実現できるようにな
る。しかも、表示回路１８には、主回路３の開路原因と
なった異常の内容も、タイマ回路１６による測定時間と
共に表示されるから、異常原因の究明をさらに容易に行
い得るようになる。

【００２３】尚、本発明は上記実施例にのみ限定される
ものではなく、次のような変形また拡張が可能である。
保護動作が行われたときの主回路３の開路原因が主回路
電流の異常であった場合に、その異常電流値も表示回路
１８に表示するように構成したり、保護動作が行われた
ときに操作装置である始動操作スイッチ１２及び停止操
作スイッチ１３などの操作状態を示す情報を表示する構
成としても良く、これらの構成によれば、異常原因の究
明をさらに容易に行い得るようになる。

【００２４】

【発明の効果】以上の説明によって明らかなように、請
求項１記載の発明によれば、電磁接触器が開路した状態
においても給電状態が保持される電源回路と、この電源
回路を電源として動作すると共に保護動作が行われたと
きにはその後の経過時間を測定するタイマ手段と、この
タイマ手段による測定時間を表示する表示手段とを備え
た構成としたから、主回路に異常状態が発生するのに応
じて当該主回路を開路するという保護動作を行った場合
に、その異常状態の発生時刻を確実に知ることができる
ようになって、異常原因の究明を容易に行い得ると共
に、電池交換という定期的なメンテナンスを不要にでき
て、ランニングコストの低下などを実現できるものであ
る。

【００２５】請求項２記載の発明によれば、前記表示手
段も、前記電源回路を電源として動作するように構成し
たから、前記保護動作が行われた場合には、その後の経
過時間を当該表示手段において常時表示できるようにな
って、実際の使用上において便利となる。

【００２６】請求項３記載の発明によれば、前記表示手
段に対して、前記保護動作が実行された後において、主
回路の開路原因となった異常の内容も表示する構成とし
たから、異常原因の究明をさらに容易に行い得るように
なる。

【００２７】請求項４記載の発明によれば、前記主回路
の開路原因が主回路電流の異常であった場合に、その異
常電流値も前記表示装置に表示する構成としたから、異
常原因の究明をさらに容易に行い得るようになる。

【００２８】請求項５記載の発明によれば、前記表示手
段に対して、前記タイマ時間による測定時間と共に前記
操作装置の操作状態を示す情報も表示する構成としたか
ら、異常原因の究明をさらに容易に行い得るようにな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す回路構成図

【図２】制御内容を示すフローチャート

【符号の説明】

１は電源母線、２は誘導電動機（負荷）、３は主回路、
４は配線用遮断器（主回路器具）、５は電磁接触器（主
回路器具）、６は変流器、７は零相変流器、８は操作用
変圧器（電源回路）、１１は制御回路ユニット、１２は
始動操作スイッチ（操作装置）、１３は停止操作スイッ
チ（操作装置）、１４は論理演算回路、１５は電流検出
回路（電流検出手段）、１６はタイマ回路（タイマ手
段）、１８は表示回路（表示手段）を示す。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電源母線及び負荷間の主回路に介在され
   た電磁接触器などの主回路器具と、この主回路器具の操
   作のための操作装置と、主回路電流を検出する電流検出
   手段と、前記操作装置による入力信号及び前記電流検出
   手段による検出信号並びに予め記憶したプログラムに基
   づいて前記主回路器具の制御を行う論理演算回路とを備
   え、 前記主回路に過負荷などの異常状態が発生したときに、
   前記論理演算回路により前記電磁接触器を動作させて当
   該主回路を開路するという保護動作を行うように構成さ
   れた負荷制御装置において、 前記電磁接触器が開路した状態においても前記電源母線
   から給電される電源回路と、 この電源回路を電源として動作するように設けられ、前
   記論理演算回路により前記保護動作が行われた時点から
   の経過時間を測定するタイマ手段と、 このタイマ手段による測定時間を表示する表示手段とを
   備えたことを特徴とする負荷制御装置。
2. 【請求項２】 前記表示手段も、前記電源回路を電源と
   して動作するように構成されていることを特徴とする請
   求項１記載の負荷制御装置。
3. 【請求項３】 前記表示手段は、前記論理演算回路によ
   り前記保護動作が実行された後において、前記主回路の
   開路原因となった異常の内容を前記タイマ手段による測
   定時間と共に表示するように構成されていることを特徴
   とする請求項１または２記載の負荷制御装置。
4. 【請求項４】 前記表示手段は、前記主回路の開路原因
   が主回路電流の異常であった場合に、その異常電流値も
   表示するように構成されていることを特徴とする請求項
   １ないし３の何れかに記載の負荷制御装置。
5. 【請求項５】 前記表示手段は、前記タイマ時間による
   測定時間と共に前記操作装置の操作状態を示す情報も表
   示するように構成されていることを特徴とする請求項１
   ないし４の何れかに記載の負荷制御装置。