JPS58157392A - 交流電動機の負荷状態監視装置 - Google Patents
交流電動機の負荷状態監視装置Info
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- JPS58157392A JPS58157392A JP57039422A JP3942282A JPS58157392A JP S58157392 A JPS58157392 A JP S58157392A JP 57039422 A JP57039422 A JP 57039422A JP 3942282 A JP3942282 A JP 3942282A JP S58157392 A JPS58157392 A JP S58157392A
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
- G01R31/34—Testing dynamo-electric machines
- G01R31/343—Testing dynamo-electric machines in operation
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Induction Machinery (AREA)
- Control Of Ac Motors In General (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は、例えば工作機械のスピンドルモータとして
用いる交流電動機の負荷状態監視装置に関する。
用いる交流電動機の負荷状態監視装置に関する。
従来のこの種の負荷状態監視装置としては、例えば第1
図に示すような電力検出型の装置が知られている。
図に示すような電力検出型の装置が知られている。
これを簡単に説明すると、工作機械における主軸等の負
荷系1を回転駆動する三相誘導電動機(モータ)2は、
例えばナイフ形のスイッチ3及び図示しない保護装置(
ヒユーズ)等を介して供給される三相(R,S、T)の
交流電源によって駆動される。
荷系1を回転駆動する三相誘導電動機(モータ)2は、
例えばナイフ形のスイッチ3及び図示しない保護装置(
ヒユーズ)等を介して供給される三相(R,S、T)の
交流電源によって駆動される。
このような三相誘導モータ2の駆動回路において、例え
ばS−T線間の相電圧υθをトランス4及び電圧検出器
5によって検出すると共に、T線に流れる相電流io
Yカレントトランス6及び電流検出器7によって検出す
る。
ばS−T線間の相電圧υθをトランス4及び電圧検出器
5によって検出すると共に、T線に流れる相電流io
Yカレントトランス6及び電流検出器7によって検出す
る。
これ等の検出した相電圧、電流V。、ioは、例えば第
2図(イ)(ロ)に示すような正弦波であり、vO9i
。
2図(イ)(ロ)に示すような正弦波であり、vO9i
。
の実効値の積IV(皮相電力)全乗算器8において求め
る。
る。
一方、相電圧、電流v6. i(、の位相差φ(第2図
)全位相差検出器10に求めると共に、力率算出器1i
において位相差検出器10で求めた位相差φに応じた力
率cosφを算出する。
)全位相差検出器10に求めると共に、力率算出器1i
において位相差検出器10で求めた位相差φに応じた力
率cosφを算出する。
そして、乗算器12において、乗算器8からの皮相電力
IVと力率算出器11からの力率cosφとの積でおる
有効電力(平均電力)Pk求め、この求めた有効電力P
と予め設定した基準値Prefと全比較器16において
比較し、例えばP>Pref時にのみノ・イレベルゝゝ
H”となる信号a盆見ることによって、モータ2の負荷
状態?監視していた。
IVと力率算出器11からの力率cosφとの積でおる
有効電力(平均電力)Pk求め、この求めた有効電力P
と予め設定した基準値Prefと全比較器16において
比較し、例えばP>Pref時にのみノ・イレベルゝゝ
H”となる信号a盆見ることによって、モータ2の負荷
状態?監視していた。
しかしながら、このような従来の負荷状態監視装置は、
検出精度においては問題はないが、2つの乗算器8,1
2.位相差検出器10.及び力率算出器11等の回路構
成が複雑で高価である欠点があった。
検出精度においては問題はないが、2つの乗算器8,1
2.位相差検出器10.及び力率算出器11等の回路構
成が複雑で高価である欠点があった。
また、上記のような電力検出型の装置の他に、単に相電
流全検出して、その相電流の平均値と基準値と全比較す
るようにした電流検出型の装置もあるが、力率の悪いと
ころでは負荷の変動に対して相電流の大きさがあまり変
化しないため、上記い。
流全検出して、その相電流の平均値と基準値と全比較す
るようにした電流検出型の装置もあるが、力率の悪いと
ころでは負荷の変動に対して相電流の大きさがあまり変
化しないため、上記い。
この発明は、上記のような背景に鑑みてなされたもので
あり、構成から簡単且つ安価であり、シかも微妙な負荷
変動音も監視し得る交流電動機の負荷状態監視装置全提
供すること全目的とする。
あり、構成から簡単且つ安価であり、シかも微妙な負荷
変動音も監視し得る交流電動機の負荷状態監視装置全提
供すること全目的とする。
そのため、この発明による交流電動機の負荷状態監視装
置は、交流電動機に流れる電流と電圧の波形が重なって
いる部分全検出して、その部分の平均値に基づいて負荷
状態を監視するようにしたものである。
置は、交流電動機に流れる電流と電圧の波形が重なって
いる部分全検出して、その部分の平均値に基づいて負荷
状態を監視するようにしたものである。
このようにすれば、負荷の変動に対して、電圧と電流の
波形が重なっている部分が両者の位相の変化によって大
きく変動するため、負荷変動の検出精度が良いばかりか
、負荷量(電力)の絶対量を求めていないので回路構成
も簡単で安価となる。
波形が重なっている部分が両者の位相の変化によって大
きく変動するため、負荷変動の検出精度が良いばかりか
、負荷量(電力)の絶対量を求めていないので回路構成
も簡単で安価となる。
以下、この発明の実施例全図面の第6図及び第4図全参
照しながら説明する。
照しながら説明する。
第6図は、この発明の一実施例?示す回路図でβす、第
1図と対応する部分には同一符号を付してその部分の説
明を省略する。
1図と対応する部分には同一符号を付してその部分の説
明を省略する。
同図において、電流検出回路14は、交流電源のT線か
ら三相誘導モータ2に流れる相電流全検出する分流器(
シャント抵抗器)STとトランスTF 1とによって構
成されている。
ら三相誘導モータ2に流れる相電流全検出する分流器(
シャント抵抗器)STとトランスTF 1とによって構
成されている。
なお、分流器STに代えてカレ7トトランス全用いても
良いことは勿論であり、T線の他にRfIil又はS線
の相電流全検出するようにしても良い0電圧検出回路1
5は、交流電源のS−T脚間においてモータ2に印加さ
れている相電圧を検出するトランスTF2によって構成
されている。
良いことは勿論であり、T線の他にRfIil又はS線
の相電流全検出するようにしても良い0電圧検出回路1
5は、交流電源のS−T脚間においてモータ2に印加さ
れている相電圧を検出するトランスTF2によって構成
されている。
モチろん、トランスTF2によってR−8間又はEC−
1−T間の相電圧を検出しても良い。
1−T間の相電圧を検出しても良い。
電源回路16は、トランスTF2の2次側コイルし、に
流れる電流を整流する全波整流器RESと、整流電流を
平滑化するコンデンサCIとで抵抗R1+コンデンサC
2,C3,ツェナーダイオードZDI及びトランジスタ
Trからなる公知の定電圧回路とによって構成されてお
り、その■端子は後述するオペアンプOP 1. OP
2及び可変抵抗器VRの■端子に夫々接続されると共
に、その○端子(アースレベル)はトランスTFI、T
F2の2次側コイルL2゜L3のセンタタップ及び可変
抵抗器VRのe端子に夫々接続される。
流れる電流を整流する全波整流器RESと、整流電流を
平滑化するコンデンサCIとで抵抗R1+コンデンサC
2,C3,ツェナーダイオードZDI及びトランジスタ
Trからなる公知の定電圧回路とによって構成されてお
り、その■端子は後述するオペアンプOP 1. OP
2及び可変抵抗器VRの■端子に夫々接続されると共
に、その○端子(アースレベル)はトランスTFI、T
F2の2次側コイルL2゜L3のセンタタップ及び可変
抵抗器VRのe端子に夫々接続される。
第1の整流回路17は、トランスTFIの2次側コイル
L2の両端とセンタタップとの間に夫々接続したダイオ
ードD1と抵抗R2及びダイオードD2と抵抗R3の直
列回路によって構成されている。
L2の両端とセンタタップとの間に夫々接続したダイオ
ードD1と抵抗R2及びダイオードD2と抵抗R3の直
列回路によって構成されている。
このようにすれば、ダイオードDlと抵抗R2、匙
の接続点b1からは、トランスTFsの2次コイルL2
に流れる第4図(イ)に二点鎖線で示すような電流′t
Tの正側の半波整流信号Sl (第4図(ロ))が出力
され、ダイオードD2と抵抗R3の接続点b2からは、
電流iTの負側を反転させた半波整流信号82 (第4
図(ホ))が出力式れる。
に流れる第4図(イ)に二点鎖線で示すような電流′t
Tの正側の半波整流信号Sl (第4図(ロ))が出力
され、ダイオードD2と抵抗R3の接続点b2からは、
電流iTの負側を反転させた半波整流信号82 (第4
図(ホ))が出力式れる。
第2の整流回路18は、ダイオードD3.D4及び抵抗
R4,R5によって第1の整流回路17と全く同様に構
成されている。
R4,R5によって第1の整流回路17と全く同様に構
成されている。
したがって、ダイオードD3と抵抗R4の接続点b3か
らは、トランスTF2の2次側コイルL3に流れる第4
図(イ)に実線で示すようなトランスTF2によって検
出された相電圧の電圧信号の位相に対応する位相の電流
Zsの正側の半波整流信号Sa <波形は図示せず)
が出力され、ダイオードD4 と抵抗R5の接続点b
4からは、前述の電流isの負側を反転した半波整流信
号S4 (波形は図示せずンが出力される。
らは、トランスTF2の2次側コイルL3に流れる第4
図(イ)に実線で示すようなトランスTF2によって検
出された相電圧の電圧信号の位相に対応する位相の電流
Zsの正側の半波整流信号Sa <波形は図示せず)
が出力され、ダイオードD4 と抵抗R5の接続点b
4からは、前述の電流isの負側を反転した半波整流信
号S4 (波形は図示せずンが出力される。
なお、トランスTF r 、 TF 2の2次側コイル
L21L3 に現われる電流信号及び電圧信号は、夫
々互いにコイルのインダクタンスによって位相がずれ、
しかもこれ等の電流信号及び電圧信号はモータ2の相電
流及び相電圧とも位3相がずれるが、それ等のズレ量は
一定であるので、問題はない。
L21L3 に現われる電流信号及び電圧信号は、夫
々互いにコイルのインダクタンスによって位相がずれ、
しかもこれ等の電流信号及び電圧信号はモータ2の相電
流及び相電圧とも位3相がずれるが、それ等のズレ量は
一定であるので、問題はない。
ゲート回路19は、第2の整流回路18における接続点
b3=b4とトランスTF2の2次側コイルL3のセン
タタップの間に夫々接続した抵抗R6とツェナーダイオ
ードZ D 2及び抵抗R7とツェナーダイオードZD
3の直列回路と、抵抗R6とツェナーダイオードZ D
2の接続点b5及び抵抗R7とツェナーダイオードZ
D aの接続点b6に夫々状われる信号s5. Ss
がハイレベルゝゝH〃の時にのみオンして、そのオン期
間中筒1の整流回路17がらの半波整流信号St、S2
k出力するアナログスイッチAS 1− AS 2と
によって構成されている。
b3=b4とトランスTF2の2次側コイルL3のセン
タタップの間に夫々接続した抵抗R6とツェナーダイオ
ードZ D 2及び抵抗R7とツェナーダイオードZD
3の直列回路と、抵抗R6とツェナーダイオードZ D
2の接続点b5及び抵抗R7とツェナーダイオードZ
D aの接続点b6に夫々状われる信号s5. Ss
がハイレベルゝゝH〃の時にのみオンして、そのオン期
間中筒1の整流回路17がらの半波整流信号St、S2
k出力するアナログスイッチAS 1− AS 2と
によって構成されている。
すなわち、第2の整流回路18がら出力される半波整流
信号S3.S4は、ツェナーダイオードZD 2 、
ZD aによって第4図(ハ)(へ)に示すように電流
is(第4図(イ))に同期してその略半周期の間ハイ
レベル″H″となる方形波信号sli、 Ssに波形整
形されるため、アナログスイッチAS 1. As 2
は夫々方形波信号Ss、 Ssがハイレベルゝ\H〃の
間のみオンする。
信号S3.S4は、ツェナーダイオードZD 2 、
ZD aによって第4図(ハ)(へ)に示すように電流
is(第4図(イ))に同期してその略半周期の間ハイ
レベル″H″となる方形波信号sli、 Ssに波形整
形されるため、アナログスイッチAS 1. As 2
は夫々方形波信号Ss、 Ssがハイレベルゝ\H〃の
間のみオンする。
したがって、第1の整流回路17から出力される半波整
流信号Sl、82 (第4図(ロ)(ホ))は、第4
図(イ)に示す電流’Sr iTの波形が重なっている
(同極性になっている)時間τの間のみアナログスイッ
チAS 1 t As 2 全通過することになシ、そ
れによってアナログスイッチAS 1 、 As 2か
らは夫々第4図に)(ト)に−示すような信号S7.
S8が出力される。
流信号Sl、82 (第4図(ロ)(ホ))は、第4
図(イ)に示す電流’Sr iTの波形が重なっている
(同極性になっている)時間τの間のみアナログスイッ
チAS 1 t As 2 全通過することになシ、そ
れによってアナログスイッチAS 1 、 As 2か
らは夫々第4図に)(ト)に−示すような信号S7.
S8が出力される。
なお、上記ゲート回路19において、前述と逆に半波整
流信号S1.S2から方形波信号全形成し、その形成し
た方形波信号によって作動するアナログスイッチによっ
て半波整流信号Ss、S4に断続するようにしても良い
ことは勿論である。
流信号S1.S2から方形波信号全形成し、その形成し
た方形波信号によって作動するアナログスイッチによっ
て半波整流信号Ss、S4に断続するようにしても良い
ことは勿論である。
次に、アナログスイッチAS 1. AS 2の出力側
全抵抗R4、Rs 全弁して接続してなる加算回路によ
って、信号S7.Sak加算して、第4図(ト)に示す
ような信号Sek形成する。
全抵抗R4、Rs 全弁して接続してなる加算回路によ
って、信号S7.Sak加算して、第4図(ト)に示す
ような信号Sek形成する。
平均化手段としての積分回路20は、抵抗R1o +R
1□、コンデンサC41及びオペアンプOPIによって
周知のように構成されており、前述の加算回路からの信
号So k平均化して、第4図(男に示すような電圧レ
ベル信号Vok形成する。
1□、コンデンサC41及びオペアンプOPIによって
周知のように構成されており、前述の加算回路からの信
号So k平均化して、第4図(男に示すような電圧レ
ベル信号Vok形成する。
このようにして形成した電圧レベル信号Voの電圧レベ
ルは、次のような理由によってモータ2の負荷状態に応
じて大きく変化する。
ルは、次のような理由によってモータ2の負荷状態に応
じて大きく変化する。
すなわち、第4図(1)に示す信号Ssi形成する信号
S7 、 Ss (第4図に)(ト))の犬@きは、電
流is。
S7 、 Ss (第4図に)(ト))の犬@きは、電
流is。
iTの波形が重なっている時間τに応じて変化するが、
この時間τは前述した力率COSφの良し悪しによって
変化する。
この時間τは前述した力率COSφの良し悪しによって
変化する。
そして、この力率e08φはモータ2の負荷状態に応じ
て犬きく変化するため、最終的には電圧レベル信号V。
て犬きく変化するため、最終的には電圧レベル信号V。
の電圧レベルはモータ2の負荷状態に応じて大きく変化
することになる。
することになる。
したがって、積分回路20からの電圧レベル信号Voと
、可変抵抗器VRによって予め設定した基準信号Vre
f と全オペアンプOP2からなる比較器によって比較
して、Vo>Vrefの時にのみハイレベルゝゝH″と
なる信号ef得るようにする。
、可変抵抗器VRによって予め設定した基準信号Vre
f と全オペアンプOP2からなる比較器によって比較
して、Vo>Vrefの時にのみハイレベルゝゝH″と
なる信号ef得るようにする。
そして、この信号eのレベルを見ることによって、モー
タ2の負荷状態が異常であるか否かを判定することがで
き、万一信号eがハイレベルゝゝH”となったら、それ
に基づいて例えばモータ2への給電を遮断するような処
理を行なうことができる。
タ2の負荷状態が異常であるか否かを判定することがで
き、万一信号eがハイレベルゝゝH”となったら、それ
に基づいて例えばモータ2への給電を遮断するような処
理を行なうことができる。
なお、上記実施例では、交流電動機として三相誘導電動
機の例について述べたが、これに限るものではなく、単
相誘導電動機や他の非同期電動機や同期電動機にも同様
に適用できるものである。
機の例について述べたが、これに限るものではなく、単
相誘導電動機や他の非同期電動機や同期電動機にも同様
に適用できるものである。
以上述べたように、この発明による交流電動機の負荷状
態監視装置は、交流電動機に流れる電流と電圧が重なっ
ている部分全検出して、その部分の平均値に基づいて負
荷状態全監視するようにしたので、負荷変動の検出精度
が良いばかりか、負荷量の絶対量?求めていないので、
回路構成も簡単で安価となる。
態監視装置は、交流電動機に流れる電流と電圧が重なっ
ている部分全検出して、その部分の平均値に基づいて負
荷状態全監視するようにしたので、負荷変動の検出精度
が良いばかりか、負荷量の絶対量?求めていないので、
回路構成も簡単で安価となる。
そのため、従来工作機械において、高価なる故に装備で
きなかった高精度の負荷状態監視装置盆、ツール破損防
止用として応用できるようになる。
きなかった高精度の負荷状態監視装置盆、ツール破損防
止用として応用できるようになる。
第1図は、従来の交流電動機の負荷状態監視装置の一例
を示すブロック図、 第2図(イ)(ロ)は、夫々第1図の動作説明に供する
波形図、 第3図は、この発明の一実施例を示す回路図、第4図(
イ)〜(す)は、夫々第3図の動作説明に供する各部の
信号波形図である。 1・・負荷系 2・・・三相誘導電動機15
・・・電圧検出回路 17・・・第1の整流回路18・
・・第2の整流回路 19・・・ゲート回路20・・・
積分回路(平均化手段) OF2・・・オペアンプ(比較手段)
を示すブロック図、 第2図(イ)(ロ)は、夫々第1図の動作説明に供する
波形図、 第3図は、この発明の一実施例を示す回路図、第4図(
イ)〜(す)は、夫々第3図の動作説明に供する各部の
信号波形図である。 1・・負荷系 2・・・三相誘導電動機15
・・・電圧検出回路 17・・・第1の整流回路18・
・・第2の整流回路 19・・・ゲート回路20・・・
積分回路(平均化手段) OF2・・・オペアンプ(比較手段)
Claims (1)
- 1 交流電動機に流れる電流全検出する電流検出手段と
、前記交流電動機に印加されている電圧全検出する電圧
検出手段と、前記電流検出手段によって検出した電流信
号全整流する第1の整流手段と、前記電圧検出手段によ
って検出した電圧信号全整流する第2の整流手段と、前
記第1.第2の整流手段からの2つの整流出力の波形が
重なっている時間のみ前記2つの整流出力の何れか一方
を出力するゲート手段と、このゲート手段の出力?平均
化する平均化手段と、この平均化手段からの平均化出力
と基準値とを比較する比較手段とによって構成したこと
t%徴とする交流電動機の負荷状態監視装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP57039422A JPS58157392A (ja) | 1982-03-15 | 1982-03-15 | 交流電動機の負荷状態監視装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP57039422A JPS58157392A (ja) | 1982-03-15 | 1982-03-15 | 交流電動機の負荷状態監視装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS58157392A true JPS58157392A (ja) | 1983-09-19 |
Family
ID=12552541
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP57039422A Pending JPS58157392A (ja) | 1982-03-15 | 1982-03-15 | 交流電動機の負荷状態監視装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS58157392A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS622887A (ja) * | 1984-12-18 | 1987-01-08 | Toshiba Corp | 誘導電動機の負荷状態検知装置 |
JP2008050075A (ja) * | 2006-08-22 | 2008-03-06 | Toshiba Elevator Co Ltd | エレベータの制御装置 |
-
1982
- 1982-03-15 JP JP57039422A patent/JPS58157392A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS622887A (ja) * | 1984-12-18 | 1987-01-08 | Toshiba Corp | 誘導電動機の負荷状態検知装置 |
JP2008050075A (ja) * | 2006-08-22 | 2008-03-06 | Toshiba Elevator Co Ltd | エレベータの制御装置 |
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