JPH1165616A - 負荷制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 内部に設けられた直流電源回路のための平滑
用コンデンサの寿命を正確に判定できるように構成し、
その直流電源回路の寿命についての予知保全を的確に行
い得るようにすること。 【解決手段】 アルミ電解コンデンサ２０は、直流電源
回路１２内のアルミ電解コンデンサと同等の寿命を備え
たものが選定される。測定回路１９は、アルミ電解コン
デンサ２０の静電容量を測定して論理演算回路１３に与
える。論理演算回路１３は、電源投入時における測定回
路１９の測定データを、コンデンサ２０の初期静電容量
を示す初期データとして不揮発性メモリ２１に記憶し、
その後において、予め設定された測定サイクル時間が経
過する毎に、上記初期静電容量と測定回路１９の測定デ
ータにより示される経年静電容量とを比較し、最新の経
年静電容量が初期静電容量に対して予め設定された割合
以上低下したときに警報信号を発生する。

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
荷の開閉などを行うための主回路器具の制御を論理演算
回路によって行うようにし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及び保護機
能を備えた負荷制御装置の一例としては、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、盤内に、電磁接触器、配線用遮断器、変流器、
制御用補助リレーなどの主回路器具を単位回路毎にまと
めた複数のユニットを多段に収納すると共に、各ユニッ
ト毎に、始動用操作スイッチ、停止用操作スイッチなど
を含む操作装置を設けた構成とされている。

【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、制御回路としてマイクロコンピュータ
より成る論理演算回路を設け、この論理演算回路によっ
て、操作装置による入力信号や変流器により検出した主
回路電流の大小などに応じて主回路器具の制御を行うよ
うにしている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記のようなコントロ
ールセンタにおいては、盤内に収納される複数のユニッ
ト内のそれぞれに発熱源となる主回路器具や電線などが
存在するため、その熱によって盤内温度が上昇すること
になり、従って、盤内の器具は高温環境で継続使用され
るという事情がある。ところで、各ユニット内には制御
回路用の直流電源回路が設けられるものであるが、その
直流電源回路に必要な平滑用コンデンサとしては、アル
ミ電解コンデンサを使用することが一般的になってい
る。

【０００５】この場合、アルミ電解コンデンサの寿命に
影響を与える環境条件としては、温度、湿度、気圧など
があるが、中でも温度による影響が最も大きい。つま
り、アルミ電解コンデンサは、周囲温度の上昇に伴い寿
命が大きく低下するという性質があるため、直流電源回
路の寿命ひいてはコントロールセンタが正常に動作する
期間は、盤内温度の高低に左右されることになる。従っ
て、直流電源回路の劣化を診断して予知保全を行うため
には、盤内温度に基づいてアルミ電解コンデンサの寿命
（余命）を予測することが必要になる。

【０００６】ところで、アルミ電解コンデンサと周囲温
度との関係は、アレニウスの法則に従うことが知られて
おり、この法則によれば周囲温度が１０℃上昇するのに
伴いアルミ電解コンデンサの寿命がほぼ半減することに
なる。この関係は、次式で表現できる。

【０００７】

【数１】 但し、Ｔ：最高使用温度（最高周囲温度） ＴＮ：使用温度（周囲温度） Ｌ１：使用温度ＴＮにおける寿命時間 Ｌ２：最高使用温度Ｔにおける寿命時間

【０００８】このように、アルミ電解コンデンサの寿命
は周囲温度に大きく依存するものであるが、各ユニット
内で発生する熱量が、負荷となる電動機の容量によって
異なり、また、ユニットが段積み状態となっている関係
上、上部に位置したユニットと下部に位置したユニット
とでは周囲温度が異なる。さらに、コントロールセンタ
の設置条件によっても周囲温度が異なるため、アルミ電
解コンデンサの寿命を定量的に予測することが困難であ
り、従って、コントロールセンタに対する予知保全を的
確に行うことも難しくなるという事情があった。

【０００９】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、内部に設けられた直流電源回路のた
めの平滑用コンデンサの寿命を正確に判定することがで
きて、その直流電源回路の寿命についての予知保全を的
確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。

【００１０】

【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、負荷が接続された主回路の開閉及び保護動
作などを行うための主回路器具と、この主回路器具の操
作のための操作装置と、この操作装置による入力信号及
び主回路電流の大小などに応じた前記主回路器具の制御
を予め記憶した制御プログラムに基づいて実行する論理
演算回路と、この論理演算回路に給電するための直流電
源回路とを備えた負荷制御装置において、前記直流電源
回路が有する平滑用コンデンサと同等若しくはこれより
短い寿命の補助コンデンサと、この補助コンデンサの静
電容量を測定する測定回路とを備えた上で、前記論理演
算回路を、予め設定された時間が経過する毎に、前記補
助コンデンサの初期静電容量と前記測定回路による測定
静電容量とを比較し、その測定静電容量が初期静電容量
に対して予め設定された割合以上低下した状態となった
ときに警報信号を発生する構成としたものである（請求
項１）。

【００１１】この構成によれば、論理演算回路は、予め
設定された時間が経過する毎に、補助コンデンサの初期
静電容量と測定回路による測定静電容量（補助コンデン
サの経年静電容量）とを比較すると共に、その測定静電
容量が初期静電容量に対して予め設定された割合以上低
下した状態となったとき、換言すれば補助コンデンサの
劣化が進行してその余命が残り少なくなったときに警報
信号を発生するようになる。

【００１２】この場合、補助コンデンサが、直流電源回
路内の平滑用コンデンサと同等の寿命を有したものであ
ったときには、それら平滑用コンデンサ及び補助コンデ
ンサの特性劣化は概ね並行して進行すると考えて良い。
従って、上記のような警報信号をもって平滑用コンデン
サの余命が残り少なくなったことを知ることができるか
ら、その警報信号に基づいて平滑用コンデンサを交換す
るという直流電源回路の寿命についての予知保全を的確
に行い得るようになる。

【００１３】一方、上記補助コンデンサが、直流電源回
路内の平滑用コンデンサより短い寿命のものであったと
きには、上記のような警報信号の発生タイミングが早め
られることになるから、直流電源回路の寿命についての
予知保全を早めに行い得るようになって、安全性が高く
なる利点がある。

【００１４】また、請求項２に記載した手段のように、
前記測定回路による測定データを記憶するための不揮発
性メモリを備えた上で、前記論理演算回路を、前記直流
電源回路を通じて初めて電源が供給されたときに、前記
測定回路による測定データを前記初期静電容量として前
記不揮発性メモリに記憶すると共に、その記憶初期静電
容量を前記測定静電容量との比較に供する構成としても
良い。この構成によれば、補助コンデンサの初期静電容
量を別途に入力するという手間が不要になる利点があ
る。

【００１５】前記目的を達成するために、請求項３に記
載したような手段を採用できる。即ち、請求項１と同様
の前提構成を有した負荷制御装置において、直流電源回
路が有する平滑用コンデンサと同等若しくはこれより短
い寿命の補助コンデンサと、この補助コンデンサの静電
容量を測定する測定回路とを備えた上で、論理演算回路
を、予め設定された時間が経過する毎に、前記測定回路
による測定静電容量を順次サンプリングして蓄積記憶す
ると共に、その蓄積データに基づいて測定静電容量の経
時変化特性曲線を作成し、この経時変化特性曲線に基づ
いて前記補助コンデンサの余命を予測し、その予測結果
を出力する構成とすることができる。

【００１６】この構成とした場合でも、論理演算回路か
ら出力される補助コンデンサの余命予測結果に基づい
て、平滑用コンデンサの余命が残り少なくなったことを
知ることができるから、その予測結果に基づいて平滑用
コンデンサを交換するという直流電源回路の寿命につい
ての予知保全を的確に行い得るようになる。

【００１７】請求項４記載の手段のように、上記論理演
算回路を、経時変化特性曲線に基づいて予測した前記平
滑用コンデンサの余命が限度値以下となった場合に、警
報信号を発生する構成としても良く、この場合には、上
記のように発生する警報信号に基づいて平滑用コンデン
サを交換するという直流電源回路の寿命についての予知
保全を的確に行い得るようになる。

【００１８】前記目的を達成するために、請求項６に記
載したような手段を採用できる。即ち、請求項１と同様
の前提構成を有した負荷制御装置において、前記直流電
源回路が有する平滑用コンデンサと同等若しくはこれよ
り短い寿命の複数個の補助コンデンサと、これら複数個
の補助コンデンサの静電容量をそれぞれ測定する測定回
路とを備えた上で、前記論理演算回路を、予め設定され
た時間が経過する毎に、前記測定回路により測定した各
補助コンデンサの静電容量と予め設定された基準静電容
量とを個別に比較し、測定した各補助コンデンサの静電
容量が一つでも基準静電容量より低くなった場合に警報
信号を発生する構成とすることができる。

【００１９】この構成とした場合でも、論理演算回路か
ら出力される警報信号に基づいて、平滑用コンデンサの
余命が残り少なくなったことを知ることができるから、
その予測結果に基づいて平滑用コンデンサを交換すると
いう直流電源回路の寿命についての予知保全を的確に行
い得るようになる。特に、このように補助コンデンサを
複数個設ける構成によれば、コンデンサ自体の経年変化
特性がばらつくという一般的事情がある状況下でも、上
記のような警報信号の発生タイミングが遅れ気味になる
事態を未然に防止できることになるから、直流電源回路
の寿命についての予知保全を早めに行い得るようにな
る。

【００２０】請求項６記載の手段のように、前記警報信
号に基づいて報知動作を行う報知手段、及び当該警報信
号の発生に基づいて接点出力を発生する警報接点の少な
くとも一方を備えた構成としても良い。

【００２１】請求項７記載の手段のように、前記論理演
算回路を、前記警報信号の発生に連動して、前記主回路
器具により前記主回路を開路する構成としても良く、こ
の場合には、警報信号が出力された状態、つまり直流電
源回路の故障により論理演算回路の制御動作が不安定に
なる虞がある状態で、主回路から負荷に通電されたまま
になる事態を未然に防止できるようになる。

【００２２】請求項８記載の手段のように、前記論理演
算回路を、前記警報信号の発生に連動して前記主回路を
開路したときに、前記主回路器具を通じた負荷制御機能
を停止する構成としても良く、この場合には、一旦開路
された主回路が不用意に再閉路される事態を未然に防止
できるようになる。

【００２３】請求項９記載の手段のように、前記補助コ
ンデンサを、前記平滑用コンデンサの設置場所と同等の
温度雰囲気に設置する構成としても良い。この構成によ
れば、補助コンデンサの劣化が平滑用コンデンサの劣化
と同様に進行するようになるから、測定回路による測定
データに基づいた平滑用コンデンサの寿命（余命）判定
を正確に行い得るようになる。

【００２４】

【発明の実施の形態】

（第１の実施の形態）以下、本発明をコントロールセン
タに適用した第１実施例について図１及び図２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である配線用遮断器４及び電磁接触
器５、主回路電流を検出するための変流器６及び零相電
流（地絡電流）を検出するための零相変流器７が設けら
れている。また、配線用遮断器４の負荷側（電磁接触器
５の電源側）における主回路３の二相間には、操作用変
圧器８の一次側が接続されており、この変圧器８の二次
側には制御母線９、１０が接続されている。

【００２５】上記制御母線９、１０間から給電される制
御回路１１内には、当該制御回路１１の電源となる直流
電源回路１２が設けられており、この直流電源回路１２
は、平滑用コンデンサとしてのアルミ電解コンデンサ
（図示せず）を備えた構成とされている。尚、図１で
は、直流電源回路１２から、論理演算回路１３に対する
給電経路のみが示されており、他の給電経路については
図示を省略している。

【００２６】制御回路１１は、マイクロコンピュータか
ら成る論理演算回路１３を中心に構成されたものであ
り、以下、この制御回路１１の各部の構成について説明
する。記憶回路１４は、ＲＯＭより成るもので、論理演
算回路１３のための制御プログラム、具体的には、過負
荷、欠相、不足電流、地絡などの保護動作並びに瞬時停
電再始動、限時再始動などの制御動作を実行するための
制御プログラムが書き込まれている。

【００２７】電流検出回路１５は、変流器６及び零相変
流器７からの各出力信号をＡ／Ｄ変換して論理演算回路
１３に与える構成となっている。入力回路１６は、外部
に設けられたそれぞれ操作装置としての始動用操作スイ
ッチ１７及び停止用操作スイッチ１８からの各オン信
号、並びに前記電磁接触器５が有する常開形補助接点５
ａからのオン信号及びオフ信号を論理演算回路１３に与
える構成となっている。尚、上記始動用操作スイッチ１
７、停止用操作スイッチ１８及び常開形補助接点５ａの
各一端側は制御母線９に接続されている。

【００２８】測定回路１９は、前記直流電源回路１２内
の図示しないアルミ電解コンデンサと同等の寿命を備え
たアルミ電解コンデンサ２０（本発明でいう補助コンデ
ンサに相当）の静電容量を示す信号を論理演算回路１３
に与えるためのもので、具体的には図２に示すような構
成となっている。尚、上記アルミ電解コンデンサ２０
は、直流電源回路１２内の図示しないアルミ電解コンデ
ンサの設置場所と同等の温度雰囲気に設置されるもので
あり、本実施例では、当該アルミ電解コンデンサに隣接
した位置に設置する構成としている。

【００２９】図２において、測定回路１９は、論理演算
回路１３の出力ポートＰ１に接続される入力端子Ｔ１、
論理演算回路１３の入力ポートＱ１に接続される出力端
子Ｔ２、アルミ電解コンデンサ２０の両端が接続される
測定端子Ｔ３及びＴ４を有する。そして、端子Ｔ１及び
グランド端子間には、図示極性のダイオード１９ａ、充
電用の抵抗１９ｂ、放電用及び電圧サンプリング用の抵
抗１９ｃの直列回路が接続され、抵抗１９ｃの両端に端
子Ｔ３及びＴ４が接続されている。また、測定回路１９
は、抵抗１９ｃの両端電圧をデジタルデータに変換する
Ａ／Ｄ変換回路１９ｄを備えており、このＡ／Ｄ変換回
路１９ｄの出力端子が端子Ｔ２に接続されている。尚、
Ａ／Ｄ変換回路１９ｄの機能を論理演算回路１３側に持
たせることによって、測定回路１９からＡ／Ｄ変換回路
１９ｄを省略する構成も可能である。

【００３０】この測定回路１９を利用してアルミ電解コ
ンデンサ２０の静電容量を測定する場合には、端子Ｔ１
に一定レベル（例えば＋５Ｖ）の電圧信号を与えること
によってアルミ電解コンデンサ２０に満充電した後に、
その電圧信号の出力を停止する。すると、上記充電電荷
が抵抗１９ｃを介して放電されるようになるから、その
放電開始時点から一定時間が経過したときのアルミ電解
コンデンサ２０の端子電圧（Ａ／Ｄ変換回路１９ｄの出
力として得られる）に基づいて、当該コンデンサ２０の
静電容量を推定できるようになる。

【００３１】図１に翻って、停電状態でも記憶状態を保
持するＥＥＰＲＯＭなどから成る不揮発性メモリ２１
は、前記測定回路１９による測定データを記憶するため
のもので、論理演算回路１３との間でデータの授受を行
い得るようになっている。

【００３２】出力回路２２は、論理演算回路１３からの
指令に基づいて、電磁接触器５の動作用コイル５ｂの通
断電制御並びに警報接点２２ａのオンオフ制御を行う構
成となっている。尚、上記動作用コイル５ｂの一端側は
制御母線９に接続されている。また、報知手段としての
表示回路２３は、論理演算回路１３からの指令に基づい
て電動機２の状態や異常原因などを表示するために設け
られている。

【００３３】さて、論理演算回路１３は、電流検出回路
１５、入力回路１６からの各入力信号に基づいて前述し
た保護動作並びに制御動作を実行する他に、測定回路１
９からの入力信号、並びに不揮発性メモリ２１との間の
データ授受に基づいて、直流電源回路１２内の図示しな
いアルミ電解コンデンサの寿命（余命）を定量的に予測
するという余命判定動作を行う構成となっている。

【００３４】この余命判定動作の手順は以下の通りであ
る。 電源投入時（制御回路１１に最初に電源が投入され
たとき）において、初期静電容量測定動作を行う。この
初期静電容量測定動作時には、まず、出力ポートＰ１か
ら一定レベル（例えば＋５Ｖ）の電圧信号を出力するこ
とにより、測定回路１９を通じてアルミ電解コンデンサ
２０に充電し、その充電が停止した時点（満充電となっ
た時点）で上記電圧信号の出力を停止する。尚、電圧信
号の出力停止タイミングは、既知の充電時定数に応じた
時間制御によって決定できるが、充電電圧を監視して決
定する構成も可能である。次いで、上記電圧信号の出力
停止時点から一定時間が経過したときのアルミ電解コン
デンサ２０の端子電圧（Ａ／Ｄ変換回路１９ｄの出力）
を、当該コンデンサ２０の初期静電容量を示す初期デー
タＣ0 として不揮発性メモリ２１に記憶する。

【００３５】 この後には、予め設定された測定サイ
クル時間が経過する毎に、経年静電容量測定動作を行
う。この経年静電容量測定動作時においても、出力ポー
トＰ１から一定レベル（＋５Ｖ）の電圧信号を出力する
ことにより、測定回路１９を通じてアルミ電解コンデン
サ２０に充電し、その充電が停止した時点で上記電圧信
号の出力を停止する。次いで、上記電圧信号の出力停止
時点から一定時間が経過したときのアルミ電解コンデン
サ２０の端子電圧（Ａ／Ｄ変換回路１９ｄの出力）を、
当該コンデンサ２０の経年静電容量を示す経年データＣ
n として不揮発性メモリ２１に記憶する。

【００３６】 上記経年静電容量測定動作を実行した
ときには、不揮発性メモリ２１の記憶データに基づいて
静電容量比較動作を行う、この静電容量比較動作時に
は、初期データＣ0 と最新の経年データＣn とを比較
し、最新の経年データＣn により示される静電容量が、
初期データＣ0 により示される初期静電容量に対して予
め設定された割合以上低下したか否かを判断する。その
判断結果が「ＮＯ」の場合には、そのまま前述した保護
動作並びに制御動作のための制御プログラムを実行する
が、「ＹＥＳ」の場合には警報信号を発生する。この警
報信号の発生時には、表示回路２３に対し、直流電源回
路１２内のアルミ電解コンデンサ（図示せず）の寿命が
限度以上に低下している旨の警報表示を行わせると共
に、警報接点２２ａをオンして接点出力を発生する。

【００３７】尚、本実施例では、静電容量測定対象のア
ルミ電解コンデンサ２０として、直流電源回路１２内の
アルミ電解コンデンサと同等の寿命を備えたものを設け
る構成としているため、上記のような警報が有効となる
ものであるが、アルミ電解コンデンサ２０として、直流
電源回路１２内のアルミ電解コンデンサより寿命がある
程度だけ短いものを設ける構成としても良く、特に、こ
の場合には警報信号の発生タイミングが早められて安全
性が高くなる利点がある。

【００３８】要するに、上記した本実施例によれば、コ
ントロールセンタの各ユニットに設けられた制御回路１
１において、内部に設けたアルミ電解コンデンサ２０の
静電容量の測定結果に基づいて、直流電源回路１２内の
アルミ電解コンデンサの寿命を予測できるものであり、
この予測結果に基づいた警報信号の出力に応じて、警報
表示や接点出力の発生動作が行われる構成となってい
る。

【００３９】従って、直流電源回路１２内のアルミ電解
コンデンサでの故障発生により制御回路１１の動作が不
安定になる前の段階で、上記のような警報表示或いは接
点出力に基づいて、上記アルミ電解コンデンサを交換す
る（実際にはアルミ電解コンデンサ２０も交換すること
になる）という予知保全が可能となる。この結果、直流
電源回路での故障に起因して電動機２が不用意に停止す
るなどの異常を来たすことがなくなって、装置全体の信
頼性の向上を実現できるようになる。

【００４０】また、アルミ電解コンデンサ２０は、直流
電源回路１２内の図示しないアルミ電解コンデンサの設
置場所と同等の温度雰囲気に設置されているから、その
劣化が当該図示しないアルミ電解コンデンサの劣化と同
様に進行するようになり、結果的に、測定回路１９によ
る測定データに基づいたアルミ電解コンデンサの寿命
（余命）判定を正確に行い得るようになる。

【００４１】尚、上記実施例において、論理演算回路１
３に対して、警報信号の発生に連動して、電磁接触器５
によって主回路３を開路する機能を付加する構成として
も良く、このような構成とした場合には、警報信号が出
力された状態、つまり直流電源回路１２の故障により論
理演算回路１３の制御動作が不安定になる虞がある状態
で、主回路３から電動機２に通電されたままになる事態
を未然に防止できるようになる。

【００４２】また、論理演算回路１３に対して、警報信
号の発生に連動して上述のように主回路３を開路したと
きに、電磁接触器５を通じた電動機２の通断電制御機能
を停止する機能を付加する構成としても良く、この場合
には、一旦開路された主回路３が不用意に再閉路される
事態を未然に防止できるようになる。

【００４３】さらに、上記実施例では、アルミ電解コン
デンサ２０の経年静電容量を示す経年データＣn を一旦
不揮発性メモリ２１に記憶した後に、初期データＣ0 と
の静電容量比較動作を行う構成としたが、上記のような
経年データＣn の記憶動作を行うことなく静電容量比較
動作を実行する構成としても良い。加えて、経年データ
Ｃn の測定サイクル時間は、その経年データＣn により
示される静電容量の低下割合が大きくなるのに応じて短
縮する構成としても良い。

【００４４】また、アルミ電解コンデンサ２０の経年静
電容量を示す経年データＣn は、新たな経年静電容量測
定動作の実行毎に更新しても良いが、これを順次サンプ
リングして不揮発性メモリ２１に蓄積しておき、その蓄
積データに基づいて静電容量の経時変化特性極線を作成
し、この特性曲線に基づいてアルミ電解コンデンサ２０
の余命を予測し、その予測結果を出力する構成としても
良い。

【００４５】このような構成とした場合でも、論理演算
回路１３から出力されるアルミ電解コンデンサ２０の余
命予測結果に基づいて、直流電源回路１２内のアルミ電
解コンデンサの余命が残り少なくなったことを知ること
ができるから、その予測結果に基づいて直流電源回路１
２内のアルミ電解コンデンサを交換するという予知保全
を的確に行い得るようになる。

【００４６】上記のような構成とする場合において、論
理演算回路１３に対して、経時変化特性曲線に基づいて
予測したアルミ電解コンデンサ２０の余命が限度値以下
となった場合に、警報信号を発生する構成としても良
く、この場合には、上記のように発生する警報信号に基
づいて直流電源回路１２の寿命についての予知保全を的
確に行い得るようになる。

【００４７】（第２の実施の形態）図３及び図４には本
発明の第２実施例が示されており、以下これについて前
記第１実施例と異なる部分のみ説明する。即ち、この第
２実施例では、直流電源回路１２内の図示しないアルミ
電解コンデンサと同等の寿命を備えた３個のアルミ電解
コンデンサ２４〜２６（本発明でいう補助コンデンサに
相当）を設けたことに特徴を有する。これらアルミ電解
コンデンサ２４〜２６は、直流電源回路１２内の図示し
ないアルミ電解コンデンサの設置場所と同等の温度雰囲
気（例えば、第１実施例と同様に当該アルミ電解コンデ
ンサに隣接した位置）に設置される。

【００４８】上記各アルミ電解コンデンサ２４〜２６の
静電容量を示す信号を論理演算回路１３に与えるための
測定回路２７は、図４に示すような構成となっている。
図４において、測定回路２７は、論理演算回路１３の出
力ポートＰ１及びＰ２にそれぞれ接続される入力端子Ｔ
１及びＴ２、論理演算回路１３の入力ポートＱ１に接続
される出力端子Ｔ３、アルミ電解コンデンサ２４〜２６
の各一端側が各別に接続される測定端子Ｔ４〜Ｔ６、ア
ルミ電解コンデンサ２４〜２６の各他端側が共通に接続
されるコモン測定端子Ｔ７を有する。

【００４９】そして、端子Ｔ１及びグランド端子間に
は、充電用のコモン抵抗２７ａ、図示極性のダイオード
２７ｂ〜２７ｄ、放電用及び電圧サンプリング用の抵抗
２７ｅ〜２７ｇが図示のように接続される。また、抵抗
２７ｅの両端に端子Ｔ４及びＴ７が接続され、抵抗２７
ｆの両端に端子Ｔ５及びＴ７が接続され、抵抗２７ｇの
両端に端子Ｔ６及びＴ７が接続される。

【００５０】さらに、測定回路２７は、抵抗２７ｅ〜２
７ｇの各両端電圧を選択的に通過させるアナログマルチ
プレクサ２７ｈ及びこのアナログマルチプレクサ２７ｈ
を通過した電圧信号をデジタルデータに変換するＡ／Ｄ
変換回路２７ｉを備えており、このＡ／Ｄ変換回路２７
ｉの出力端子が端子Ｔ３に接続されている。また、アナ
ログマルチプレクサ２７ｈのデータセレクタ端子Ｄが端
子Ｔ２に接続されている。尚、Ａ／Ｄ変換回路を３個設
ける構成であれば、アナログマルチプレクサ２７ｈは不
要である。

【００５１】この測定回路２７を利用してアルミ電解コ
ンデンサ２４〜２６の各静電容量を測定する場合には、
端子Ｔ１に一定レベル（例えば＋５Ｖ）の電圧信号を与
えることによってアルミ電解コンデンサ２４〜２６に満
充電した後に、その電圧信号の出力を停止する。する
と、上記充電電荷が抵抗２７ｅ〜２７ｇを介して放電さ
れるようになるから、その放電開始時点から一定時間が
経過したときのアルミ電解コンデンサ２４〜２６の端子
電圧（Ａ／Ｄ変換回路２７ｉの出力として得られる）に
基づいて、各コンデンサ２４〜２６の静電容量を推定で
きるようになる。尚、上記のような充電及び放電動作
は、各コンデンサ２４〜２６の端子電圧を個別に測定す
るために３回行うことが望ましく、各回の充電及び放電
動作時に、アナログマルチプレクサ２７ｈにより各端子
電圧を選択的に通過させるように制御する。

【００５２】論理演算回路１３は、測定回路２７からの
入力信号、並びに不揮発性メモリ２１との間のデータ授
受に基づいて、直流電源回路１２内の図示しないアルミ
電解コンデンサの寿命（余命）を定量的に予測するとい
う余命判定動作を行う。

【００５３】この余命判定動作の手順は以下の通りであ
る。 予め設定された測定サイクル時間が経過する毎に、
経年静電容量測定動作を行う。この経年静電容量測定動
作時には、出力ポートＰ１から一定レベル（例えば＋５
Ｖ）の電圧信号を出力すると共に、出力ポートＰ２から
抵抗２７ｅ（アルミ電解コンデンサ２４）の端子電圧を
選択するセレクト信号を出力ことにより、測定回路２７
を通じてアルミ電解コンデンサ２４〜２６に充電すると
共に、抵抗２７ｅからの端子電圧を有効化し、その充電
が停止した時点（満充電となった時点）で上記電圧信号
の出力を停止する。次いで、上記電圧信号の出力停止時
点から一定時間が経過したときのアルミ電解コンデンサ
２４の端子電圧（Ａ／Ｄ変換回路２７ｉの出力）を、当
該コンデンサ２４の経年静電容量を示す経年データＣn1
として不揮発性メモリ２１に記憶する。また、上記と同
様の手順を繰り返すことにより、他のコンデンサ２５及
び２６の各端子電圧を、それぞれの経年静電容量を示す
経年データＣn2及びＣn3として不揮発性メモリ２１に記
憶する。

【００５４】 上記経年静電容量測定動作を実行した
ときには、不揮発性メモリ２１の記憶データに基づいて
静電容量比較動作を行う、この静電容量比較動作時に
は、予め設定された基準静電容量と、上記不揮発性メモ
リ２１に記憶された各経年データＣn1〜Ｃn3とを個別に
比較し、経年データＣn1〜Ｃn3の内の一つでも基準静電
容量より低くなった場合には警報信号を発生する。この
警報信号の発生時には、表示回路２３に対し、直流電源
回路１２内のアルミ電解コンデンサ（図示せず）の寿命
が限度以上に低下している旨の警報表示を行わせると共
に、警報接点２２ａをオンして接点出力を発生する。

【００５５】このような構成とした本実施例によっても
前記第１実施例と同様の効果を奏するものであり、特に
本実施例によれば、３個の補助コンデンサ２４〜２６を
設ける構成としたから、コンデンサ自体の経年変化特性
がばらつくという一般的事情がある状況下でも、警報信
号の発生タイミングが遅れ気味になる事態を未然に防止
できることになる。このため、直流電源回路１２の寿命
についての予知保全を早めに行い得るようになり、安全
性を高め得るようになる。

【００５６】尚、本実施例においても、第１実施例と同
様に、アルミ電解コンデンサ２４〜２６の各経年データ
Ｃn1〜Ｃn3のうち、それぞれの初期静電容量から予め設
定された割合以上低下したものが発生したときに警報信
号を発生する構成としても良い。また、静電容量測定対
象の補助コンデンサ（アルミ電解コンデンサ２４〜２
６）として、直流電源回路１２内のアルミ電解コンデン
サより寿命がある程度だけ短いものを設ける構成として
も良く、或いはさらに多数個の補助コンデンサを設ける
構成としても良い。

【００５７】

【発明の効果】本発明によれば以上説明したように、直
流電源回路が有する平滑用コンデンサと同等若しくはこ
れより短い寿命の補助コンデンサを設け、この補助コン
デンサの静電容量の測定結果に基づいて上記平滑用コン
デンサの余命の判定などを行う構成としたので、その平
滑用コンデンサの寿命を正確に判定できるようになっ
て、直流電源回路の寿命についての予知保全を的確に行
い得るようになるなどの有益な効果を奏するものであ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例を示す回路構成図

【図２】要部の回路構成図

【図３】本発明の第２実施例を示す回路構成図

【図４】要部の回路構成図

【符号の説明】

２は電動機（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）、１１
は制御回路、１２は直流電源回路、１３は論理演算回
路、１７は始動用操作スイッチ（操作装置）、１８は停
止用操作スイッチ（操作装置）、１９は測定回路、２０
はアルミ電解コンデンサ（補助コンデンサ）、２１は不
揮発性メモリ、２２は出力回路、２２ａは警報接点、２
３は表示回路（報知手段）、２４〜２６はアルミ電解コ
ンデンサ（補助コンデンサ）、２７は測定回路を示す。

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 負荷が接続された主回路の開閉及び保護
   動作などを行うための主回路器具と、 この主回路器具の操作のための操作装置と、 この操作装置による入力信号及び主回路電流の大小など
   に応じた前記主回路器具の制御を予め記憶した制御プロ
   グラムに基づいて実行する論理演算回路と、 この論理演算回路に給電するための直流電源回路とを備
   えた負荷制御装置において、 前記直流電源回路が有する平滑用コンデンサと同等若し
   くはこれより短い寿命の補助コンデンサと、 この補助コンデンサの静電容量を測定する測定回路とを
   備え、 前記論理演算回路は、予め設定された時間が経過する毎
   に、前記補助コンデンサの初期静電容量と前記測定回路
   による測定静電容量とを比較し、その測定静電容量が初
   期静電容量に対して予め設定された割合以上低下した状
   態となったときに警報信号を発生するように構成されて
   いることを特徴とする負荷制御装置。
2. 【請求項２】 前記測定回路による測定データを記憶す
   るための不揮発性メモリを備え、 前記論理演算回路は、前記直流電源回路を通じて初めて
   電源が供給されたときに、前記測定回路による測定デー
   タを前記初期静電容量として前記不揮発性メモリに記憶
   すると共に、その記憶初期静電容量を前記測定静電容量
   との比較に供する構成と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】 負荷が接続された主回路の開閉及び保護
   動作などを行うための主回路器具と、 この主回路器具の操作のための操作装置と、 この操作装置による入力信号及び主回路電流の大小など
   に応じた前記主回路器具の制御を予め記憶した制御プロ
   グラムに基づいて実行する論理演算回路と、 この論理演算回路に給電するための直流電源回路とを備
   えた負荷制御装置において、 前記直流電源回路が有する平滑用コンデンサと同等若し
   くはこれより短い寿命の補助コンデンサと、 この補助コンデンサの静電容量を測定する測定回路とを
   備え、 前記論理演算回路は、予め設定された時間が経過する毎
   に、前記測定回路による測定静電容量を順次サンプリン
   グして蓄積記憶すると共に、その蓄積データに基づいて
   測定静電容量の経時変化特性曲線を作成し、この経時変
   化特性曲線に基づいて前記補助コンデンサの余命を予測
   し、その予測結果を出力するように構成されていること
   を特徴とする負荷制御装置。
4. 【請求項４】 前記論理演算回路は、前記経時変化特性
   曲線に基づいて予測した前記補助コンデンサの余命が限
   度値以下となった場合に、警報信号を発生するように構
   成されていることを特徴とする請求項３記載の負荷制御
   装置。
5. 【請求項５】 負荷が接続された主回路の開閉及び保護
   動作などを行うための主回路器具と、 この主回路器具の操作のための操作装置と、 この操作装置による入力信号及び主回路電流の大小など
   に応じた前記主回路器具の制御を予め記憶した制御プロ
   グラムに基づいて実行する論理演算回路と、 この論理演算回路に給電するための直流電源回路とを備
   えた負荷制御装置において、 前記直流電源回路が有する平滑用コンデンサと同等若し
   くはこれより短い寿命の複数個の補助コンデンサと、 これら複数個の補助コンデンサの静電容量をそれぞれ測
   定する測定回路とを備え、 前記論理演算回路は、予め設定された時間が経過する毎
   に、前記測定回路により測定した各補助コンデンサの静
   電容量と予め設定された基準静電容量とを個別に比較
   し、測定した各補助コンデンサの静電容量が一つでも基
   準静電容量より低くなった場合に警報信号を発生するよ
   うに構成されていることを特徴とする負荷制御装置。
6. 【請求項６】 前記警報信号に基づいて報知動作を行う
   報知手段、及び当該警報信号の発生に基づいて接点出力
   を発生する警報接点の少なくとも一方を備えたことを特
   徴とする請求項１、２、４、５の何れかに記載の負荷制
   御装置。
7. 【請求項７】 前記論理演算回路は、前記警報信号の発
   生に連動して、前記主回路器具により前記主回路を開路
   するように構成されていることを特徴とする請求項１、
   ２、４、５、６の何れかに記載の負荷制御装置。
8. 【請求項８】 前記論理演算回路は、前記警報信号の発
   生に連動して前記主回路を開路したときに、前記主回路
   器具を通じた負荷制御機能を停止するように構成されて
   いることを特徴とする請求項７記載の負荷制御装置。
9. 【請求項９】 前記補助コンデンサは、前記平滑用コン
   デンサの設置場所と同等の温度雰囲気に設置されること
   を特徴とする請求項１ないし８の何れかに記載の負荷制
   御装置。