JPS5910913Y2 - 非同期電動機の監視保護装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は誘導電動機或は始動加速中の同期電動機等の如
き、所謂，非同期機の監視保護装置に係り、特に簡便で
且つ低コストで連続的に非同期機の監視保護が可能とな
る非同期電動機の監視保護装置を提供しようとするもの
である。

一般に誘導機等の如き非同期電動機の監視保護装置とし
て、従来に於ては例えば過負荷等を対象とする場合、サ
ーマルリレー，ヒューズ等で簡単で且つ安価な方法が用
いられている。

この様な手法に於ては、例えば非同期機の能力限界値を
知っての保護ではなく、シかも問題が生じてからの切り
はなし保護であるので最適な保護とは云い難い。

さらに保全の面で述べると、例えば事故が発生してから
事故状況を判断して原因推定し、しかる後に対策をとっ
ているのが実状である。

従ってシステムが複雑になればなる程、事故の種類も多
岐に渡り速応した措置を溝しきれずに最悪の場合、大事
故を誘因する結果ともなる。

本考案はこの点に鑑みて考案されたものであって、特に
非同期機の運転状態を全て自動的にモニターして事故状
況に応じた最適な保護方法が図れる事を特徴とするもの
であって、以下図に基づき詳述する。

図でＭは非同期機でＴＧはその回転数を検出する速度検
出用小発電機である。

ＰＴは電圧検出用変戒器で、ＣＴは電流検出用変流器、
ＮＳは同期速度検出回路で同期速度を検出する方法とし
ては実施例以外にたとえば速度検出用小発電機ＴＧを介
して行ってもよい。

Ｃ１，Ｃ２は加算器でＸ １，Ｘ２は掛算器である。

ＳＬＩＰはすべりを検出するすべり検出回路でＣＯＰＩ
〜ＣＯＰ２は夫々比較回路で、Ｓは積分回路である。

Ｓ１〜Ｓ３は負荷条件をセットする設定器、ＳＷはスイ
ッチ、１〜３は関数発生器で、４は非同期機出力を計測
する計測監視回路で、５は非同期機の回転子側損失を計
測する計測監視回路である。

６はモニター装置で人力信号に基づき例えば過電流或は
過電圧等の所定の制御或は制限等を行なうものである。

この様に構威して威る本実施例の動作を述べると、例え
ば非同期機が駆動され加速し始めると、入力電流に関連
する電流戊分は変流器ＣＴで検出され、一方入力電圧に
関連する電圧或分は変戊器ＰＴで検出される。

しかして電流検出信号はＩ／Ｖ変換回路を介して電圧信
号に変換して、この電圧信号を第２の関数発生器２及び
入力検出回路Ｗに夫々出力して、関数発生器２では入力
信号に基づき非同期機の負荷損Ｗｃを算出する。

一方、変戊器ＰＴを介して得る電圧検出信号は第１の関
数発生器１及び同期速度検出回路ＮＳ，入力検出回路Ｗ
に夫々導き、第１の関数発生器１では入力信号に基づき
非同期機の鉄損Ｗｏを算出し、入力検出回路Ｗでは電圧
検出信号と変換した電圧信号とで非同期機の入力Ｗ１を
算出する。

一方、同期速度検出回路Ｎｓでは入力される電圧検出信
号に基づき非同期機の同期速度を検出する。

これら算出される鉄損Ｗｏ，入力Ｗ及び負荷損Ｗｃに応
じた信号は第１の加算器Ｃ１に出力され、且つ同期速度
検出信号は第２の加算器Ｃ２とすべり検出回路ＳＬＩＰ
に夫々与えられる。

他方、速度検出用小発電機ＴＧを介して得る速度検出信
号は第３の関数発生器３，すべり検出回路ＳＬＩＰに夫
々導かれて、第３の関数発生器３では非同期機の機械損
を算出しこの機械損に応じた信号を第１の加算器Ｃ１に
出力する。

すべり検出回路ＳＬＩＰで゛は入力される速度検出信号
と同期速度検出信号とで所望のすべりを検出して、この
すべり検出信号を次段の第２の加算器Ｃ２と第２の掛算
器Ｘ２に夫々出力する。

しかして第１の加算器Ｃ１では入力される非同期機の入
力検出信号Ｗ１と、この信号Ｗ１とは逆極性で入力され
る鉄損検出信号Ｗｏ，負荷損検出信号Ｗｃ及び機械損検
出信号とに基づき、非同期機の実効人力Ｐ２を算出し、
一方第２の加算器Ｃ２では入力される同期速度検出信号
Ｎｓとすべり検出信号Ｓとに基づき所定の１−Ｓを算出
する。

これ等算出された非同期機の実効入力信号Ｐ２，１Ｓ信
号とは夫々次段の掛算器Ｘ１，Ｘ２とに導かれ、第１の
掛算器Ｘ１では入力されるＰ２信号と１−Ｓ信号とで非
同期機の出力Ｐ。

を算出し、第２の掛算器Ｘ２では入力されるＰ２信号と
すべり検出信号Ｓとで非同期機の回転子損失Ｐｅを算出
する。

非同期機出力Ｐ。

は第１の比較回路ＣＯＰ１に導かれて第１の設定器Ｓ１
より与えられる負荷条件に見合った設定信号と比較され
、当該非同期機出力Ｐ。

が負荷条件に見合った設定指令量に対して偏差を生ずる
様になると、この偏差量が終段のモニター装置６に導か
れて所定の保護制御或は制限がなされる様になる。

一方当該非同期機の回転子損失Ｐｅは第２の比較回路Ｃ
ＯＰ ２に導かれて、第２の設定器Ｓ２より与えられる
負荷条件に見合った設定指令量と比較され、当該非同期
機の損失Ｐｅが負荷条件に見合った設定指令量に対して
偏差を生ずる様になると、この偏差量が終段のモニター
装置６に導かれて所定の保護制御或は制限が行なわれる
様になる。

なお非同期機の出力Ｐ。と回転子損失Ｐｅとは夫々対応
して配置される第１，第２の計測回路４，５に入力され
て所定の計測及び監視が行なわれる。

以上の様に本実施例に於では当該非同期機の運転状態を
常時モニターしておいて、この運転状態が負荷条件に見
合った設定指令量に対してズレているか否かを自動的に
判断して、異常であれば直ちに図示はしないがその故障
状態に応じて該当する保護系へ所定の指令を発して所定
の保護制御を行なわせる様にしたものであって、従来の
保護システムにみられる様に実際に故障を生じてからの
保護対策を溝しる様なものではなく、故障に到る迄の状
態を常時モニターしておいて、過去の技術の蓄積データ
，回転機性能，負荷パターン，環境等の条件も含めた基
準を設定した設定指令量と比較しつつ、運転状態に応じ
て最適且つ的確にしかも事前に対策が下せる様にした事
を特徴とするものである。

なお非同期機の回転子損失Ｐｅは始動時にスイッチＳＷ
を閉路して積分回路Ｓに入力して所定の積分を行なう事
により、始動加速中の回転子保護、例えば積分値が回転
子側の温度指標となるものであるから、第３の設定器Ｓ
３より与えられる設定指令量と上記積分値とを比較すれ
ば所望の温度シミュレートが可能となり、これを終段の
モニター装置６に導入して所定の回転子側温度保護制御
を行なわせるものである 以上の様に本考案に於ては、非同期機の始動時より常時
の運転全域に渡って運転状態をシミュレートし且つモニ
ターして、事前に対策が採れる様に最適且つ的確な判断
が下せる様にしたものであるから以下に示す様に種々の
効果を奏すものである。

■ 既存の回路で構戒でき簡単で確実な非同期機の保護
ができる。

■ 特に計測，検出が困難な回転子の保護が容易に行な
える。

■ 常に非同期機の出力が直続でき且つ監視できると共
に、負荷の制御機能を持たせられる。

■ 上記■の理由より非同期機の出力を限界使用できる
。

■ 一般の保護器具と同じＰＴ，ＣＴ，ＴＧの検出器の
みで構或でき、コスト面で有利になる。

■ 事前に対応策が採れるので故障の拡大を防止できる
。

【図面の簡単な説明】

図は本考案による一実施例を示す具体的なブロック構戊
図。 Ｍは非同期機、ＴＧは速度検出用小発電機、■／Ｖは電
流一電圧変換回路、Ｗは入力検出回路、Ｎｓは同期速度
検出回路、ＳＬＩＰはすべり検出回路、Ｃ １， Ｃ
２は加算器、Ｘ１，Ｘ２は掛算器、ＣＯＰ １，ＣＯＰ
２は比較回路、Ｓは積分回路、Ｓ１〜Ｓ３は設定器、
１〜３は関数発生器、４〜５は計測監視回路、６はモニ
ター装置。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 非同期電動機の入力電圧，電流，すべりとをそれ捨゛れ
   検出して、入力電圧と入力電流とで非同期機入力量を求
   める第１の演算回路と、入力電圧より鉄損を、入力電流
   より負荷損を、回転速度より機械損をそれぞれ算出して
   、これら固定子損失量と上記入力量とに基づき非同期機
   実効入力量を算出する第２の演算回路と、非同期機実効
   入力量とすべりを乗算して回転子損失を算出する第３の
   演算回路と、回転子損失量を一定期間に渡って積分して
   回転子の温度上昇度合を把握する第４の演算回路と、非
   同期機実効入力量と同期速度，すべりとで非同期機出力
   を算出する第５の演算回路と、非同期出力と回転子損失
   量，回転子温度上昇量とを夫々モニタリングして、これ
   ら各諸量をそれぞれ個々に負荷条件に見合った設定指令
   量と比較し、この比較結果に基づき所定の負荷制限また
   は保護制御を行なうモニター装置とで構威した事を特徴
   とする非同期電動機の監視保護装置。