JPS589528A

JPS589528A - 交流モ−タ保護装置

Info

Publication number: JPS589528A
Application number: JP57112446A
Authority: JP
Inventors: バ−ジル・イ−・アイゼンハウア
Original assignee: Carrier Corp
Current assignee: Carrier Corp
Priority date: 1981-07-02
Filing date: 1982-06-29
Publication date: 1983-01-19
Also published as: FR2509098A1; US4381531A; BR8203733A; JPS6314566B2; MX152044A; AU548744B2; AU8551582A; FR2509098B1; GB2103441B; GB2103441A

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。

Description

【発明の詳細な説明】本発明はモータ保護装置、特に電流過負荷および電流の
不平衡からの多相交流電流（ＡＣ）を保護する装置に関
するものである。

モータ保護装置は、過電流によるモータへの損傷を防止
するだめのものであることが知られている。これらの装
置のいくつかは三相交流電動モータへ与えられる電流を
感知し、感知した電流が所定レベル以上に上昇するとモ
ータへの電流の供給を終了させる回路を含んでいる。従
来、これらの装置は三相ダイオードブリッジを利用し、
感知したＡＣ信号を整流された直流（ＤＣ）出力に変換
する。元来、ダイオードを利用するとダイオードの動作
と関連した電圧損のため回路の感匿が制限される。

更に、ＤＣ出力は、三相ＡＣモータ電流の位相すべてに
対応する複合波形であるため、これらの装置で電流不平
衡を検出することは困難である。したがって、電流の１
相についての振幅が非常に高い場合であって組合わされ
た電流の位相の大きさが正常であるような電流の異なる
位相の大きさが非常に低い場合には、これらの装置は１
つの電流の位相の大きさが高すぎるものであったとして
も伺らの問題も検出しない。

マイクロプロセッサおよびマイクロシステム時代の到来
により、モータ保護装置の性能を改善する機会が与えら
れている。マイクロシステムはモータ保護回路からの電
圧信号を処理するのに使用できるのであり、各モータの
相を流れる電流についての情報を得ている。従来のモー
タ保護装置は、このようなマイクロコンピュータシステ
ムで使用されうる。しかし、これらの装置の回路によっ
て発生される電圧信号は電圧信号を正切に処理するため
にコンピュータメモリを大量に必要としかつ個々のモー
タ位相に関連する情報は、これらの信号から得るのが不
可能でないとしても、困難である。したがって、マイク
ロコンピュータの能力が、これらの従来のモータ保護回
路からの電圧信号がマイクロコンピュータによって利用
されモータ保護装置としての機能を与える場合に十分か
つ価格的な効果をもって利用されない。

前記その他の困難は、信号条件付は回路、信号処理手段
、およびモータ制御装置を備えている本発明によるモー
タ保６装置によって克服することができる。前記信号条
件付は回路は電流感知手段、演算増幅手段、スイッチン
グトランジスタ、および零交差検出器を備えている。前
記電流感知手段は５１４Ｊ、流トランスでおって、その
それぞれは個々のモータの位相を介して流れる電流の大
きさに比例した個々の電圧信号を発生することが好まし
い。演算増幅手段はスイッチングトランジスタおよび零
交差検出器によって電圧信号の大きさを処理するのに適
したスケールに調整している。スイッチングトランジス
タは、あるシーケンス中で共通負荷に対してスケール化
された電圧信号のそれぞれを断続しているが、前記シー
ケンスは零交差検出器の動作によって決定される。単線
三相出力電圧信号は、第１．第２．および第３の電圧位
相であって、それぞれが第１．第２．第３のモータ相を
それぞれ流れる電流の大きさに正比例する大きさをもっ
ているように形成されている。

信号処理手段は、アナログ／ディジタル変換ｉ（Ａ／Ｉ
ｌｌ！ＩＩ：換器）およびマイクロコンピュータを備え
ているマイクロコンピュータ装置であることが好ましい
。Ａ／Ｄ変換器は信号条件付は回路からの３相アナログ
出力電圧信号をマイクロコンピュータによって処理され
るディジタル信号に変換する。出力電圧信号の各位相は
個々のモータ１！流相に対応するので、マイクロコンピ
ュータは谷電流位相についての情報を得るのに電圧信号
を直接処理することができる。マイクロコンピュータは
モータ制御装置を命令するように制御されているが、該
マイクロコンピュータは典型的には電源と電源からモー
タへの電流の流れを制御するスイッチを備えており過剰
電流または電流不平衡に応答してモータを停止する。

次に本発明の実施例を添付図面を参照して説明する。

第１図において、三相交流電流（ＡＣ）モータ１用のモ
ータ保禮装置のブロック図が示されている。該装置は本
発明の原理にしたがって構成されており、過剰電流（電
流の過負荷）および電流の不平黄金防止するのに特に適
している。

第１図に示すように、三相ＡＣモータ１は信号条件付は
回路２によって監視される。回路２からのアナログ出力
信号はＡ　／　Ｄ　ｚ換器３によって処理され、マイク
ロコンピュータ４によって用いられる適当なディジタル
信号を発生しているが、前記マイクロコンピュータ４は
Ａ／］）変換器３とマイクロコンピュータ４を備えてい
るマイクロコンピュータ装置の一部となっている。Ａ／
［）変換器３は、例えば８ビツト、１６チヤンネル、マ
ルチプレックスシステムとなっているナショナルセミコ
ンダクタ社（米国）製モデル人ＤＣ０８１６であっても
よい。マイクロコンピュータ４は、電流過負荷または電
流不平衡が三相ＡＣモータ１に存在するかどうかを判定
するためにディジタル信号を処理する。そのような状態
が存在すると、マイクロコンピュータは信号をモータ制
御装置５へ与え、該装［５゛はモータへの電流を遮断し
、それによってモータを停止する。熱論、所望により、
他の１異なる保護作用がマイクロコンピュータ４からの
信号に応答して制御装置５により行なうこともできるが
、それはどのような型式の保−作用を必要とするかに左
右される。

第２図は第１図に示す信号条件性は回路２の拡大ブロッ
ク図を示す。該回路２は３つの電流感知器１０．１１．
１２を備え、これらはモーターの各モータ相Ａ・Ｂ・ま
たはＣを流れる電流を別個に感知する。電流感知器１０
，１１．１２は５つの別々の電圧信号を発生するが、そ
れぞれの信号は電流感知器が関連しているモータの相を
流れる電流の大きさに正比例している。

位相Ａ、　Ｂ、　Ｃの電圧信号は、演算増幅器１３・１
４．１５へそれぞれ与えられる。これらの増幅器１３．
１４．１５は電圧がクランプされ、回路のな適当し催促動作に適する大きさに電流感知器１０゜１１
．１２からの３つの電圧信号の各振幅をスケール付けす
るように設計されている。

増幅器１３．１４．１５からの電圧信号は、正の電圧信
号のみを送る３つのスイッチ１９．２０゜２１の動作に
よって負荷２２へ与えられる。スイッチ１９，２０．２
１の動作は、零交差検出器１６゜１７．１８によって制
御され、それによって電圧信号の１つだけがいずれかの
時点で負荷２２へ接続され、それによって電圧信号が周
期的に負荷２２へ逐次、送られる。このことはＣ相スイ
ッチ２１を作動して、Ｃ相クランプ増幅器１５からのＣ
相電圧信号を負荷２２へ接続するために（これは人相電
圧が零交差レベル以下に落ちるとき）Ａ相零交差検出器
１６によって行なわれ、人相電圧信号が零交差レベルに
よったときに負荷２２からのＣ相電圧信号を遮断する。

Ｂ相零父差検出器１７とＣ相零交差検出器１８は人相零
交差検出器１６と同様に動作し負荷２２への人相および
Ｂ＠電圧信号をそれぞれ断続する。ここで用いている零
交差レベルという用語は、零電圧レベルを含むいずれも
の選択した定電圧レベルの父差を指している。零交差レ
ベル用の零以外の定電圧レベルの使用は、信号条件性は
回路２の全体的動作に影響を与えない。その理由は、零
交差検出器１６．１７．１８の動作をけ回路２のこの動
作によって単線３相出力電圧信号Ｖｏの発生を生じ、該
出力電圧信号ＶＯの各相は３つのモータ電流位相の１つ
に関係している。

第３図において、第１図および第２図の信号条件性は回
路２に対する特定の構成要素が示されている。電流感知
器１０，１１．１２は第２図に示しであるが、これらが
第３図に示すように電流トランス１３１．２５１．５３
１にそれぞれ対応している。しかし、いずれもの適当な
電流検出器１３１、２３１．３３１を用いることができ
、そして電流トランスはそのような電流検出器の適した
種類の１つであることに注意されたい。電流トランス１
３１．２３１．５５１は３相モータ１のモータ端子に接
続されておシ、その動作条件を監視したいのである。電
流トランス１３１．２３１．３３１はそれぞれ異なるモ
ータ端子に接続され、Ａ、　Ｂ、またはＣ相電流トラン
スとしてそれぞれ適宜示されている。Ａ、　Ｂ、または
Ｃ相電流トランス１６１゜流に対して振幅が正比例して
いる。Ａ位電圧信号は電流トランス１３１により発生さ
れるが、該信号は演算増幅器１３３の非反転入力へ、抵
抗１５２を介して与えられる。同様に、Ｂ相およびＣ相
電圧信号が各抵抗２５２．５５２を介して演算増幅器２
３３．５５５の非反転入力へ与えられる。

第３図に示すように、Ａ、　Ｂ、　Ｃ相クランプ増幅器
１３，１４．ｉ５（第２図参照）は、これらの演算増幅
器１５５．２５５．５５５の動作特性に直接影響を与え
ている回路要素および演算増幅器１３３゜２５５、５５
３を備えている演算増幅器システムに対応している。該
演算増幅器１５５．２５５．５５５はパッケージ式演算
増幅器システムの一部であって、例えば２つのＬＭ５２
４Ｎパッケージ式４演算増幅器システムであって、信号
条件性は回路２の一部となっている演算増幅器１５５．
２５５゜５５５．１４８．２４８．３４８．１１すべて
を備えている。

演算増幅器１３５．２５５．または３３３それぞれの非
反転入力に与えられるＡ、　Ｂ、またはＣ相電圧信号の
増幅量は、抵抗１３６．２５６．または３３６の抵抗値
、および第３図に示すように接続された可変抵抗器１３
５．２５５．または３５５の抵抗値に依存している。こ
れらの抵抗値はうまく選定されているので、増幅された
人、　Ｂ、　Ｃ相電圧信号の大きさは、零交差検出器１
６，１７．１８および信号条件性は回路２のスイッチ１
９，２０．２１による適正な処理のための適正な電圧瞳
囲内にある。

演算増幅器１５′５．２３５．３３５は正電圧クランプ
と負電圧クランプがある。各演算増幅器１３５゜２３５
、３３５用の正電圧クランプは可変抵抗器１４０を介し
てその非反転入力に接続された電源装置１３４を有する
電圧フォロアによって与えられる。

また、電圧フォロア１３９の非反転入力は、第５図に示
すように抵抗１４１を介して共通回路（これに用いられ
ているような共通回路、アース電位手段、または等化電
位の共通点）に接続されている。ダイオード１３８，２
３８．または３５８は電圧フォロア１３９の出力端子を
演算増幅器１３３、２５５．または６３３の非反転入力
へそれぞれ接続している。正電圧クランプは各演算増幅
器１５５．２３５．３５５を、電圧フォロア１３９から
のクランプ供給電圧よりも大きさの大なる電圧信号を受
けないように防止している。

演算増幅器１３３．２５５．５３５用の負電圧クランプ
は抵抗１４５を介して演算増幅器１５５．２５５゜６３
３に接続されている電源１４６によって与えられており
、前記抵抗は第３図に示すようにゼナーダイオード１４
４を介して共通回路へ接続されている。また、ダイオー
ド１４２．２４２．３４２は演算増幅器１５５．２５５
．５３５の非反転入力を第３図の共通回路へ接続してい
る。負電圧クランプは、各演算増幅器１５５．２３３．
５３５がクランプされた負電源電圧よりも大きさの大な
るその非反転入力に与えられる電圧信号を受けないよう
に防止している。

各クランプ増幅器１５．１４．１５からの各Ａ、３３゜
Ｃ＠電圧信号は、第３図に示すようにＰＮＰスイッチン
グトランジスタ１５０．２５０．６５０へ与えられる。

該ＰＮＰスイッチングトランジスタ１５０゜２５０、３
５０とそれらに関連した回路素子は、第２図に示すよう
にＡ、　Ｂ、　Ｃ相スイッチ１９，２０゜２１に対応し
ている。第３図にかすように１各トランジスタ１５０．
２５０．３５０に関連した回路素子はそれぞれのリーケ
ージ抵抗１５１．２５１．３５１゜抵抗１５２．２５２
．５５２．および保護ダイオード１５Ｌ　２５３，５５
５である。

第２図に示すように、各スイッチ１９．２０゜２１は零
交差検出器１６，１７．１８によってそれぞれ作動され
る。人相零交差検出器１６は第３図に示すように接続さ
れた演算増幅器１４８．抵抗１４７．１４９．１５５．
およびダイオード１５４に対応しているが、前記検出器
１６が同図に示すスイッチングトランジスタ５５０を含
むＣ相スイッチを作動する。同様に、第３図のように接
続された演算増幅器２４８．抵抗２４７．２４９．２５
５．およびダイオード２５４に対応するＢ相零交差検出
器１７が同図のスイッチングトランジスタ１５０を含む
人相スイッチ１９を作動する。また、同図のように接続
された演算増幅器３４８．抵抗５４７、３４９．５５５
．およびダイオード３５４に対応するＣ相零交差検出器
１８が同図に示すスイッチングトランジスタ２５０を含
むＢ相スイッチ２０を作動する。

第３図に示すように、演算増幅器１３５からのＡ相電圧
信号は抵抗１４７および演算増幅器１４８の非反転入力
に与えられる。同様に、演算増幅器２５５と３３３から
のＢ相およびＣ相信号が抵抗２４７と５４７へそれぞれ
与えられると共に、演算増幅器２４８と３４８の非反転
入力へもそれぞれ与えられる。演算増幅器１４８．２４
８．３４８はそれらの反転入力が抵抗１４９．２４９．
３４９を介して共通回路へ接続されている。演算増幅器
１４８．２４８゜３４８は正電源１５４および負電源１
４６によって給電されるが、前記°電源は正および負電
圧クランブをそれぞれ構成するのに用いられる同じ電源
１３４．１４６である。各演算増幅器１４８．２４８゜
３４８の出力端子はダイオード１５４．２５４．３５４
を介して、次いで抵抗１５５．２５５．３５５をそれぞ
れ介して第６図に示すように共通回路へ接続されている
。

ＰＮＰスイッチングトランジスタ１５０．２５０゜６５
０は第５図に示すようにそれらのコレクタが共通回路へ
接続されており、一方では第２図に示す負荷２２に対応
する負荷抵抗１６０に対応する。

先に述べたように、演算増幅器１４８．２４８゜３４８
の入力へ与えられた信号の位相差によって、スイッチン
グトランジスタ１５０．２５０．５５０の作動を生じ、
演算増幅器１３３．２５５．５５３からのＡ。

Ｂ、Ｃ相電圧信号を別々の時間で、順次、負荷抵抗１６
０へ供給するので、単ａ３相出力電圧信号Ｖｏが点３７
で発生される。出力電圧信号Ｖ。

の各位相は、モータ電流相Ａ、　Ｂ、　Ｃの大きさにそ
れぞれ正比例している。

第３図に示すように、リーケージ電流抵抗１６３を有す
るＰＮＰ　）ランジスタ１６２　ヲ備ｋ、かつ抵抗１６
４を介して電圧源１６１からのベース駆動で供給される
負電圧クランプは、過度に負にならないように３相出力
電圧信号を防止するようにされている。出力電圧信号Ｖ
Ｏが過度に負になると、スイッチングトランジスタ１６
２が導通し、よってこの負電圧を共通回路に分岐する。

このことによって、過度の負電圧が第１図に示すアナロ
グ／ディジタル変換器３のような処理装置に到達しない
ように防止している。

各零交差検出器１６，１７．１８にはパルス形成回路が
関連している。例えば、第３図に示すように、人相に対
しては、パルス形成回路は共通回路に対して抵抗１５７
と直列に接続されたキャパシタ１５６を備えている。キ
ャパシタ１５６と抵抗１５７間のある点で電気的伝導線
がオアゲート１７０へ接続されている。また、オアゲー
ト１７０は他の零交差検出器１７と１８と関連したパル
ス形成回路には接続されている。Ｂ和琴交差検出器１７
は人相零交差検出器１６に対して説明したように同じに
接続されたキャパシタ２５６と抵抗２５７をもっている
。同様に、Ｃ相零交差検出器１８はキャパシタ６５６と
抵抗３５７がＡ相零交差検出器１６に対して説明したの
と同一に接続されている。オアゲート１７０の出力は、
負荷抵抗１７１と１７２を介して共通回路へ接続されて
おり、電圧パルス信号ＶＺＣは抵抗１７１と１７２と間
の点５８に現われる。この信号ＶＺＣは、第１図に示す
ようにマイクロコンピュータをトリガーシ、それを同期
させるように用いてもよい。

第３図に示す回路の動作は第４図〜第６図を参照して最
もよく理解されようが、該図に示されたグラフは時間の
関数として回路中の種々の選定点での電圧信号を示す。

第４図〜第６図において、時間目盛は電気的角度として
示しであるが、これは典型的なモータ電流の位相が周期
的に変化するからであり、よって選定した点での周期的
な電圧信号を発生している。全時間周期は各電圧信号の
３６０°となっており、安定した動作条件のもとでは、
電圧信号は３６０°時間周期毎に反復する。各信号に対
する６０サイクル／秒の周波数が典型的なものであるが
、回路の動作に対してクルチカルではない。したがって
、第４図〜第６図に示した各電圧信号の全周期に対応す
る時間の量は示されてない。

次のその動作を説明する。各モータ電流の位相は電流ト
ランス１５１．２３１．３５１によって感知されるが、
これらをＡ、　Ｂ、　Ｃ相電流トランスと便宜的に称す
る。電流トランス１５１．２３１．５５１は、それぞれ
ある電圧信号を発生するが該電圧信号は各トランスに対
応するモータ相を流れる電流の大きさに正比例する大き
さとなっている。

各個別のＡ、　Ｂ、　Ｃ相電圧信号は各抵抗１Ｂ２，２
５２゜３３２を介してクランプ演算増幅器の非反転入力
へ介して与えられる。

第４図において、実線は第３図に示すような信号条件付
は回路の点３１，５２．３３での、演算増幅器１５５．
２３３．３５５からのＡ、　Ｂ、　Ｃ相電圧信号を表わ
す。各Ａ、　Ｂ、　Ｃ相電圧信号は演算増幅器１５５．
２３３．３３５およびそれらに関連した回路要素の動作
によっである大きさにクランプされる。点３１，３２．
５５でのＡ、　Ｂ、　Ｃ相電圧信号に対する大きさの良
好な範囲は電流トランス１０゜１１．１２からの一般的
な７０〜７００ｍＶ（ミリボルト）に対して０■〜＋５
Ｖであってよい。通常、Ａ、　Ｂ、　Ｃ相電圧信号は第
４図に示すように１２０゜位相がずれているが、これは
各モータ電流位相が通常１２０°ずれており、かつ各電
圧信号がこれらのモータ電流位相の１つに対応するため
である。

演算増幅器１３３．２５５．５５５からの人相、Ｂ相、
Ｃ相電圧信号は抵抗１４７．２４７．５４７をそれぞれ
介して演算増幅器１４８．２４８．５４８の非反転入力
へ与えられる。第４図の点線は第５図に示すように点３
４．５５．３６での、演算増幅器１４８．２４８゜５４
８からの典型的な電圧信号を表わしているが、それは第
４図の実線で示した演算増幅器１３３゜２５３、５３５
からの電圧信号に応答するものである。各演算増幅器１
４８．２４８．３４８は点３４．５５゜３６でそれぞれ
一定の電圧信号を発生するが、該信号は正電圧が演算増
幅器１４８．２４８．５４８の非反転入力に与えられる
ときにはいつでもその正の電源１３４の電源電圧十Ｖに
等しい。もしも、負電圧が非反転入力に与えられている
場合には、その負電圧源１４６の出力電圧−■に等しい
一定の電圧信号が点３４，５５．５６での演算増幅器１
４８、２４８．５４８のそれぞれによって発生される。

演算増幅器１４８．２４８．３４８からの定電圧信号に
よってＰＮＰスイッチングトランジスタ３５０．１５０
゜２５０のそれぞれの動作が制御される。スイッチング
トランジスタ１５０．２５０．３５０のそれぞれは、負
電圧がそのベースに与えられるときだけ導通し、かつそ
れらが導通している際にそれらのエミッタに与えられる
正の電圧信号のみを通す。

第５図において、典型的な３相出力電圧信号Ｖｏが、第
５図の点３７で示されている。この３相信号は第４図に
示すＡ、　Ｂ、　Ｃ電圧信号に対応するが該信号は先に
述べたような回路中に現われる。３相出力電圧信号Ｖｏ
の人相は第４図で実線で示すように点３１での演算増幅
器１３５からの人相電圧信号の０°〜１２０°部分に対
応する。該人相信号のこの部分は負荷抵抗１６００両由端に印加されるが、その埋蔵は一６０°（これは３０口
０に対応する）から＋１２０°であるので点５５のＢ相
信号は負でありそのベースに印加された負電圧によって
スイッチングトランジスタ１５０を導通させる。スイッ
チングトランジスタ１５０が一６０°で作動されるが、
点３１の電圧信号は０°まで負荷抵抗１６０の両端Ｋか
からない、というのは該信号は０°に達するまで負であ
シかつスイッチングトランジスター５０はそのベースが
負電圧で適当にバイアスされたとしても正の信号のみを
通過させるからである。出力電圧信号ＶＯの人相が、ス
イッチングトランジスタ１５０用の点３５０Ｂ相バイア
ス信号が負から１２０６で正に変化するので、１２０°
で零に落ち、それによってトランジスター５０がその導
通状態から非導通状態にスイッチする。

時間周期０°〜１２０°の間では、点５２でのＢ位相電
圧信号も点３３でのＣ位相電圧信号も抵抗負荷１６００
両端に与えられる。点６２でのＢ相電圧信号は、この時
間周期中には与えられない、その理由は点３２でのＢ位
相信号が負の信号であり、該信号は６０°〜１２０°間
であったとしてもスイッチングトランジスタ２５０によ
って阻止されるので、点６６でのＣ位相バイアス信号が
負となり、よってスイッチングトランジスタ２５０のベ
ースを適正にバイアスすることによってトランジスタ２
５０を作動させる。点３３でのＣ位相信号はこの時間周
期には負荷抵抗１６００両端に与えられない、その理由
は点５４での人相バイアス信号がスイッチングトランジ
スタ３５０に対しては正となり、よってスイッチングト
ランジスタ５５０を不作動にする。

１２０°〜２４０°　では演算増幅器１５５からの点３
１での人相電圧信号は負荷抵抗１６０の両端には与えら
れない。その理由はＢ位相バイアス信号はスイッチング
トランジスタ１５０のベースに対してであるが、この時
間周期では正であるためである。しかしながら、１２０
°〜２４０°中には、Ｃ位相バイアス信号は点５６で負
であり、点３２でのＢ位相電圧化号は正であるので、点
ミズ：）’：　　　　−”−−−−ｍ＝　　　一点３２
でのＢ位相値号は、１２０°〜２４０°間ではスイッチ
ングトランジスタを介して第５図に示すように出力電圧
信号ＶｏのＢ位相を形成する。また、１２０°〜２４０
°間では点５３でのＣ位電圧信号は負荷抵抗１６００両
端には与えられない。その理由は、点３６でのＣ位相信
号は負であり、スイッチングトランジスタ３５０は、点
３４での人相バイアス信号が１８０°〜３６００間でト
ランジスタ５５０のベースに対して負バイアス（ｉｔ号
を与えていたとしても負信号を通過させないためであり
、よってこの時間周期にトランジスタ３５０を作動する
。

時間周期２４０°〜３６０°中では、点３３でのＣ位相
電圧信号は負荷抵抗１６０の両端に与えられ、第５図に
示すように出力電圧（ｉ号ＶＯの位相Ｃを形成する。点
６３でのＣ位相電圧信号はこの時間周期中に負荷抵抗の
両端に与えられる、というのはスイッチングトランジス
タ３５０が導通し、Ｃ相電圧信号（点３３）は正である
。スイッチングトランジスタ３５０は、１８０°で点５
４での人相バイアス信号が負であるので導通し、よって
トランジスタ３５０のベースを適正にバイアスする。時
間周期２４０°〜５６０°間では、演算増幅器１３３か
らの点３１での人相電圧信号は負荷抵抗１６０の両端に
は与えられない。その理由は点６１での人相信号は負で
あり、トランジスタ１５０は負信号を通過させないから
である。また、点３２でのＢ相電圧信号がこの周期には
負荷抵抗１６０には与えられない、その理由は点３６で
のＣ相バイアス信号はスイッチングトランジスタ２５０
のベースに対して正であり、よってスイッチングトラン
ジスタ２５０が導通しないようにしている逆バイアス信
号を与えている。

正規の動作状態においては、先に述べた５相出力電圧信
号ｖｏは、３６０°時間周期毎にそれを反復する。電流
トランス１３１．’２５１．５５１によって感知される
モータ電流の大きさＫｆ化がある場合に、３相出力電圧
化号ＶＯの大ぎさも変化する。また、注目すべきことは
、スイッチングトランジスタ１５０．２５０．３５０の
動作が負および正の間でバイアス電圧の変化に対して鍵
（キー］となるように説明してきたが、この種の変化は
必要なものではない、というのは、適尚な回路変更がな
されて、トランジスタ１５０．２５０゜３５０の動作を
決めて所望の定電圧レベルにすればよいからである。し
かし、零レベルを用いた方が便利であり、好ましいこと
を付言しておく。

ＰＮＰ　）ランジスタ１６２と関連した回路要素によっ
て第５図の回路で示したような点３７で負の電圧クラン
プを与えている。０°、１２０°、２４０°。

３６０°で出力電圧信号ＶＯは突然位相を変え、これら
の時点で負荷抵抗１６０に現われる負電圧が必る場合も
ある。ＰＮＰ　）ランジスタ１６２は共通回路に対して
所定の大きさ以下の負電圧を分岐する回路を与えている
。したがって、出力電圧信号ＶＯは、第１図に示すよう
にＡ／Ｄ変換器３のような好ましくは正の信号で作動さ
れる信号処理装置に用いられる全く正の信号となってい
る。３相出力電圧化号ＶＯは、第１図に示すようにＡ　
／　Ｄ　Ｋ換器３によって直接に用いられ、時間の関係
としてマイクロコンピュータ４に連続的に情報を与えて
いる。しかし、この信号ＶＯを連続して監視するよりも
選定した時点で出力電圧信号Ｖｏ　ｔサンプルすること
が好ましい。

例えば、９０°で出力電圧信号Ｖｏの人相を、２１０°
で該信号のＢ相を、そして３３０°で該信号のＣ相をサ
ンプルすることが望ましい。それらの時点のそれぞれは
Ｏ’、１２０°、２４０°で負から正へと点３４，５５
．５６でトランジスタバイアスパルスの遷移後に一定の
９００時点に対応している。出力電圧信号Ｖｏのこのサ
ンプリングは、マイクロコンピュータシステム、例えば
第１図に関連して述べたＡ　／　Ｄ変換器およびマイク
ロコンピュータ４を備えている前記システムの動作を第
６図に関連して述べた零交差パルスにトリガーすること
によって達成される。

第６図において、零交差パルスは第３図の回路の点３８
に現われるが、該パルスは時間（Ｄ　関数として描かれ
ている。第４図の点線で示す如き点５４．３５．５６に
それぞれ現われるＡ、　Ｂ、　Ｃ相バイアス電圧伯゛号
によって発生され、０°。

１２０°、２４０°で正から負へ変化する。これらの時
点で、ダイオード１５４．２５４．３５４からの電気パ
ルスはキャパシタ１５６．２５６．３５６あるいは抵抗
１５７．２５７．３５７を介して共通回路へ通過する。

実際には、キャパシタ１５７．２５７．３５７およびそ
れらに関連した回路要素は高域通過フィルタとして働き
、負から正に変わる信号のみを通過する。とのによって
短時間周期の間にのみオアゲ−）　１７０へ、入力での
′電圧を与えるがそれは０°１１２０°、２４０°で示
した時点で２００マイクロ秒程度となっている。電圧信
号ＶＺＣは、入力信号が入力の１つ以上で現われる際に
のみ点３Ｂに発生されオアゲート１７０へ与えられる。

第４図に示すように、点３１，３２．５５でのＡ、　Ｂ
、　Ｃ相電圧信号にそれぞれ応答して、第６図に示すよ
うに点３８に現われる一連のパルスがある。

これらの電圧パルスは第１図に示すようにマイクロコン
ピュータシステムによって用いラレ、時間の関数を与え
、よって第５図に示す出力電圧信号Ｖｏの各位相が選択
された時点でサンプルされる。例えば、マイクロコンピ
ュータシステムは、パルスが生ずると、出力電圧信号Ｖ
。

をサンプルする前に９０°時間周期の間、該システムは
待つように作動されるようにできる。このことによって
、９０°、２１０°１３３０°で出力電圧信号の周期的
サンプル位相Ａ、　Ｂ、　Ｃを生ずる。

第３図に示す回路の１つの利点は、電流トランス１５１
．２３１．３３１と出力点３７との間の重要な回路にお
いて、ダイオードであるとか他のそのような比較的大き
な電圧を低下させる装置がないことである。抵抗１３２
・演算増幅器１３３゜トランジスタ１５０は人相信号の
ための重要な回路要素に入っている。同様に、Ｂ相、Ｃ
相信号は抵抗２３２．または３３２．演算増幅器２３３
または３３３．およびトランジスタ２５０または３５０
をそれぞれその重要な回路に持っている。したがって、
本発明の信号条件付は回路２が、そのようなダイオード
および他の同様な電圧を低下させる装置が重要な回路に
入っているような他の回路よりもより感度が高い。

最後に、本発明は３相ＡＣモータ用のモータ、保＃Ｊｋ
装置と関連して説明してきたが、本発明はいずれもの多
相モータ用のモータ保護装置と用いるのに適している。

また、本発明の信号条件付は回路は、３相電流信号を単
線３相電圧信号に変換したい場合にはいつでも有用であ
るが、その際、電圧信号の各相は１つの定まった電流位
相のみに対応する。

本発明は特定の実施例と関連して説明してきたが、本発
明の種々の変更例および他の実施例が前述した如き発明
および添付の特許請求の範囲から逸脱せずに可能である
ことを理解されたい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理にしたがって構成されるモータ保
護装置における電気的装置の相互関係を示すブロック図
であり、第２図は第１図に示すモータ保護装置の信号条
件付は回路のブロック図であり、第３図は第２図に示す
信号条件付は回路用の特定の電子的構成要素を示す回路
図であり、第４図は第３図に示す回路構成によって発生
される個別のＡ、　Ｂ、　Ｃ相電圧信号の大きさの時間
的変化を示し、かつ第３図に示す信号条件付は回路の電
流ｉランスによって感知される典型的な平衡３相モータ
電流に応答して第２図のＡ、　Ｂ、　Ｃ相クランプ増幅
器に対応している図を示す。第５図は第４図に示すＡ、　Ｂ、　Ｃ相電圧信号からの
第３図に示す信号条件付は回路によって発、生− 躬される３相出力電圧信号の大きさの時間的変化のグラ
フ、第６図は第４図に示すＡ、　Ｂ、　Ｃ相電圧信号に
応答して第３図に示す零交差検出器によって発生される
パルスを示す。図中、１は３相コンプレツサモータ、２は信号条件付は
回路、３はＡ／Ｄ変換器、４はマイクロコンピュータ、
５はモータ制御装置、を示す。

Claims

【特許請求の範囲】１）　電流過負荷および電流不平衡から３相交流モータ
を保護する装置において、モータ（１）に与えられた交
流の各相の電流の大きさを感知する手段（１０，１１，
１２，１３，１４，１５）と、前記感知手段（１０，１
１，１２）によって感知される電流の大きさに応答して
３相電気出力信号を発生する信号条件付は手段（２）で
あって前記出力信号の第１．第２．および第３の相の大
きさは、前記交流の第１．第２．および第３の位相の大
きさに比例しているようになっている前記信号条件付は
手段と、前記交流の各相の絶対的および相対的大きさを
決定するように前記出力信号の各相の大きさを監視する
信号処理手段（５，４）と、および電流の位相の絶対的
な大きさが所定の値を超えた際に、または電流位相の相
対的大きさが予め選択した値を超えた際に、モータ（１
）の動作を終了させる手段（５）とを備えていることを
特徴とする交流モータ保護装置。２、特許請求の範囲第１項記載の装置において、前記信
号条件付は手段（２）は前記第１．第２．および第３の
電流相に応答して別々の第１．第２゜および第３の電圧
信号を発生する手段（１Ｇ、１１゜１２）であって前記
各電圧信号は対応する感知された電流位相の大きさに比
例する大きさを有している前記発生手段と、前記第１．
第２．または第３の電圧信号を共通負荷に接続するスイ
ッチング手段（１９，２０，２１）であって該スイッチ
ング手段が第１．第２．または第３の状態にそれぞれ作
動される際に負荷（イ）から他の電圧信号を遮断する前
記スイッチング手段と、各電圧信号の零交差点を検出し
前記第１．第２．および第３の電圧信号を前記負荷（２
）へ逐次接続および遮断するようにそれらの点に対応し
て前記スイッチング手段（１９，２０，２１）を作動し
て、第１．第２．および第３の電圧信号にそれぞれ対応
する第１．第２．および第３の位相を有する３相電気出
力信号を形成する手段（１６，１７゜１８〕とを備えて
いることを特徴とする交流モータ保護装置。３）　特許請求の範囲第２項に記載の信号条件付は手段
（２）は３つの電圧信号のそれぞれの大きさを調整する
手段（１３，１４，１５）が設けられており、電流感知
手段（１０，１１，１２）Ｋよってそれらの信号が発生
された後スイッチング手段（１９，２０，２１）および
零交差検出手段（１６・１７．１８３の適正な動作に適
するスケールへ調整するようにしていることを特徴とす
る交流モータ保護装置。４）　特許請求の範囲第２項または第３項に記載の信号
条件付は手段（２）は、零交差検出手段（１６゜１７．
１８）が零交差点を検出した際、電気的パルスを発生す
る手段（１５６，１５７，２５６，２５７゜５５６、５
５７．１７０）を備え、信号処理手段（３・４）は前記
パルスに応答して該信号処理手段（３，４）が零交差パ
ルス発生後、はぼ同じ一定の時間間隔で出力信号の各位
相を監視しうるタイミング手段（４）を備えていること
を特徴とする交流モータ保護装置。５）　特許請求の範囲第２項または第３項に記載の信号
条件付は手段（２）において、電流感知手段（１０，１
１，１２）は、それぞれがモータへ印加される３相交流
電流の個別の位相に対応する３つの電流検出装置（１３
１，２３１，５３１）を備えていることを特徴とする交
流モータ保護装置。６）特許請求の範囲第２項または第３項に記載の装置に
おいて、スイッチング手段（１９，２０゜２１）はそれ
らのエミッタが共通負荷に）へ湛列に接続され、それら
のコレクタが電流感知手段（１０，１１，１２，１５，
１４，１５）Ｉｃ接続され第１、第２．第３のトランジ
スタのコレクタでそれぞれ第１．第２．第３の電圧信号
を与え、それらのベースが零交差検出手段（１６，１７
，１８）に接続され該ベースを適当にバイアスすること
によってトランジスタ（１５０，２５０，３５０）を作
動させ、所望の逐次スイッチングシーケンスを与える５
個のＰＮＰ　）ランジスタ（１５０，２５０゜３５０）
′５ｒ：備えていることを特徴とする交流モータ保鏝装
置。７）　特許請求の範囲第６項に記載の装置において、零
交差検出手段（Ｌ６．１７．１８）は前記第１の電圧信
号が零交差レベル以下になったとき（１４８）と、前記
第２の電圧信号が零交差レベル以下にあるときにのみ第
１のＰＮＰ　）ランジスタ（１５０）のベースへ作動バ
イアス信号を与えるだめの第２の演算増幅手段（２４８
）と、前記第３の電圧信号が零交差レベル以下にあると
きのみ第２　ＯＰＮＰ　）ランジスタ（２５０）のベー
スへ作動バイアス信号を与える第３の演算増幅手段（５
４８）とを備えていることを特徴とする交流モータ保護
装置。