JPS5937834A - 電気装置の熱モデルを構成する装置 - Google Patents
電気装置の熱モデルを構成する装置Info
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- JPS5937834A JPS5937834A JP58078372A JP7837283A JPS5937834A JP S5937834 A JPS5937834 A JP S5937834A JP 58078372 A JP58078372 A JP 58078372A JP 7837283 A JP7837283 A JP 7837283A JP S5937834 A JPS5937834 A JP S5937834A
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- Japan
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- conductor
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-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
- H02H6/00—Emergency protective circuit arrangements responsive to undesired changes from normal non-electric working conditions using simulators of the apparatus being protected, e.g. using thermal images
- H02H6/005—Emergency protective circuit arrangements responsive to undesired changes from normal non-electric working conditions using simulators of the apparatus being protected, e.g. using thermal images using digital thermal images
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- Protection Of Generators And Motors (AREA)
- Control Of Electric Motors In General (AREA)
- Control Of Ac Motors In General (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials Using Thermal Means (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】
この発明は一般的に電気装置の保護、特に装置を過大温
度から保護りるのに役立つ様な、装置内の温度の表示を
決定し１ｑる様な、電気装置に対する熱モデルに関する
。
度から保護りるのに役立つ様な、装置内の温度の表示を
決定し１ｑる様な、電気装置に対する熱モデルに関する
。
周知の様に、電気装置では、突然の大ぎな過負荷の結果
としＣ１小さな連続的な過負荷の結果として、又は冷却
装置或いは通気装置の何等かの故障又は中断の結果とし
て、過大な温度が起り得る。
としＣ１小さな連続的な過負荷の結果として、又は冷却
装置或いは通気装置の何等かの故障又は中断の結果とし
て、過大な温度が起り得る。
史に、３相装置ぐは、成る相の脱落又は相の不平衡状態
によっ−Ｃ１過大な温度が起り得る。カナダ特り′］出
願通し番号用４０２，４５９号（発明者ブースンン１也
）には、合成ディジタル多相電流信号を使っＣ１成る相
の１１；２落、相の不平衡、相順序の逆転りＩ／びに過
大温度が起らない様に保護りる電流感知装置が記載され
Ｃいる。この装置は導体の渇反及び鉄心の濡痘を決定し
Ｃ１予定の温度を越えた口・１、電源を鴻断りる電動機
熱しデルが含／Ｖ ’Ｃいる。このブを明は改良された
電動機熱モデルを３Ｊ象どりるｂのｅあり前に述べたカ
ッタ’Ｉ！ ｉ、’ｌ出璽１の電動機保冷装置Ｍ°に使
うことが出来る。この発明の電仙機熱七デルは、中相装
置内の温度を決定りる為、並びに任意の電気装置を過大
ｄ１Ａ度から保護する為に使うことも出来る。
によっ−Ｃ１過大な温度が起り得る。カナダ特り′］出
願通し番号用４０２，４５９号（発明者ブースンン１也
）には、合成ディジタル多相電流信号を使っＣ１成る相
の１１；２落、相の不平衡、相順序の逆転りＩ／びに過
大温度が起らない様に保護りる電流感知装置が記載され
Ｃいる。この装置は導体の渇反及び鉄心の濡痘を決定し
Ｃ１予定の温度を越えた口・１、電源を鴻断りる電動機
熱しデルが含／Ｖ ’Ｃいる。このブを明は改良された
電動機熱モデルを３Ｊ象どりるｂのｅあり前に述べたカ
ッタ’Ｉ！ ｉ、’ｌ出璽１の電動機保冷装置Ｍ°に使
うことが出来る。この発明の電仙機熱七デルは、中相装
置内の温度を決定りる為、並びに任意の電気装置を過大
ｄ１Ａ度から保護する為に使うことも出来る。
変圧器又は電動機の様な電気装置は、熱容量が比較的小
さい導体並びに一層大きな熱容量を持つ鉄心月利を持っ
ているのが普通である。この明細書で云う「心材料」と
云う言葉は包括的な用語ひあり、即ち、これは鉄心部品
だ（）ｅなく、絶縁及び支持構造の様な熱伝達に関係り
るその他の月利をも含むことがある。電流レベルと導体
の抵抗に応じて、導体内で熱が発生され、この熱の多く
は、導体と大部分の心４４料の間の温度差及び夫々の熱
抵抗率に応じた割合ぐ、心材料に伝達される。更に、心
月料と周囲（又はその他の任意の冷却媒質）の間の温度
差及び熱抵抗率に応じた割合ぐ、心祠料から熱が散逸さ
れるのが普通である。この為、この様などんなモデルぐ
も、実際の湿度の伯に、熱容量及び熱抵抗率の幾つかの
伯も考慮しなりればならない。
さい導体並びに一層大きな熱容量を持つ鉄心月利を持っ
ているのが普通である。この明細書で云う「心材料」と
云う言葉は包括的な用語ひあり、即ち、これは鉄心部品
だ（）ｅなく、絶縁及び支持構造の様な熱伝達に関係り
るその他の月利をも含むことがある。電流レベルと導体
の抵抗に応じて、導体内で熱が発生され、この熱の多く
は、導体と大部分の心４４料の間の温度差及び夫々の熱
抵抗率に応じた割合ぐ、心材料に伝達される。更に、心
月料と周囲（又はその他の任意の冷却媒質）の間の温度
差及び熱抵抗率に応じた割合ぐ、心祠料から熱が散逸さ
れるのが普通である。この為、この様などんなモデルぐ
も、実際の湿度の伯に、熱容量及び熱抵抗率の幾つかの
伯も考慮しなりればならない。
この熱アナ上１グ又はモデルが電動機（又は強制冷却を
用いるその他の電気装置）Ｃある時も、全般的に同じ状
況である。然し、電動機が回転しＣいる時の冷却速度と
、回転しＣいない時の冷ｈ１速度とは異なる。ファン冷
ｆｉｌ＋の様な強制冷月１を用いる他の電気装置６では
、ファンが動作している時の冷７Ｊ＋速度と動作しくい
ない時の冷却速度も異なる。
用いるその他の電気装置）Ｃある時も、全般的に同じ状
況である。然し、電動機が回転しＣいる時の冷却速度と
、回転しＣいない時の冷ｈ１速度とは異なる。ファン冷
ｆｉｌ＋の様な強制冷月１を用いる他の電気装置６では
、ファンが動作している時の冷７Ｊ＋速度と動作しくい
ない時の冷却速度も異なる。
熱モデルには多数の変数並びに多数の伝熱率があること
が理解されよう。非常に簡単な熱モデルを作る公知の１
つの方法は、電流の流れに応答するじ−９を持つ１つ又
は更に多くのバイメタル素ｆを使うものぐある。この種
のバイメタル素子は成る時定数を持つ。即ち、ヒータは
電流に比例づる割合ぐバイメタル素子を加熱し、バイメ
タルがｐ定の開度に達Ｊ−ると、その接点が開き、保冷
じ（いる装置に対リ−る電力の供給を連１！ｉｌｉする
。電流が許容値より低いと、ヒータで発生される熱と熱
損失の間の平衡状態に達し、この為バイメタル累ｒは１
と魚を聞く稈高温にならない。
が理解されよう。非常に簡単な熱モデルを作る公知の１
つの方法は、電流の流れに応答するじ−９を持つ１つ又
は更に多くのバイメタル素ｆを使うものぐある。この種
のバイメタル素子は成る時定数を持つ。即ち、ヒータは
電流に比例づる割合ぐバイメタル素子を加熱し、バイメ
タルがｐ定の開度に達Ｊ−ると、その接点が開き、保冷
じ（いる装置に対リ−る電力の供給を連１！ｉｌｉする
。電流が許容値より低いと、ヒータで発生される熱と熱
損失の間の平衡状態に達し、この為バイメタル累ｒは１
と魚を聞く稈高温にならない。
史に工人され／ｃ熱モデルがカプタ特１．′１第９８３
゜０９／ｌ弓に記載されている。この熱モデルは、導体
の熱特性を模擬りる抵抗−１ンｊ゛ンリ・アブ１−１ノ
回路と、それが役擬しＣいる電動機の電流に比例りるＮ
＋ｊ合Ｃ１１（抗−１ンデン→〕１ＩＪｌ路を充電りる
充電回路と、抵抗コンデンサ・アナ１」グ回路に接続さ
れていて、導体絶縁物の熱抵抗を模擬し、＞９体から伝
達された熱に従って抵抗−１ンデンザ回路を成型させる
抵抗回路とを持っ（いる。抵抗コンデン１す回路にある
電荷の電圧が温度を表わし、それを使って予定の限界よ
り高い温度を表示し、又は遮断器を引はずし−Ｃ，電動
機に対りる電力を疏ｌｉリ−る。
゜０９／ｌ弓に記載されている。この熱モデルは、導体
の熱特性を模擬りる抵抗−１ンｊ゛ンリ・アブ１−１ノ
回路と、それが役擬しＣいる電動機の電流に比例りるＮ
＋ｊ合Ｃ１１（抗−１ンデン→〕１ＩＪｌ路を充電りる
充電回路と、抵抗コンデンサ・アナ１」グ回路に接続さ
れていて、導体絶縁物の熱抵抗を模擬し、＞９体から伝
達された熱に従って抵抗−１ンデンザ回路を成型させる
抵抗回路とを持っ（いる。抵抗コンデン１す回路にある
電荷の電圧が温度を表わし、それを使って予定の限界よ
り高い温度を表示し、又は遮断器を引はずし−Ｃ，電動
機に対りる電力を疏ｌｉリ−る。
この発明の熱モデルは、電気装置の渇疫及び熱伝達の一
層正確なモデルとなる、即ち一層正確に模擬する。熱モ
デルはディジタル形Ｃあり、装置内の電流を通り導体を
表わり第１のレジスタと、心祠料の塊りを表わづ第２の
レジスタとを持つＣいる。第１のレジスタのカラン１−
が、導体に熱を発生づる導体に流れる電流に従って増加
りる。このカラン１〜が導体の湿ａを表わ？１．．第２
のレジスタのカラン１−は心Ｉ料の温度を表わづ。倍率
手段が第１及び第２のレジスタからカウントを受取り、
）Ｊラントの差が導体と心祠料の間の温度差を表わす。
層正確なモデルとなる、即ち一層正確に模擬する。熱モ
デルはディジタル形Ｃあり、装置内の電流を通り導体を
表わり第１のレジスタと、心祠料の塊りを表わづ第２の
レジスタとを持つＣいる。第１のレジスタのカラン１−
が、導体に熱を発生づる導体に流れる電流に従って増加
りる。このカラン１〜が導体の湿ａを表わ？１．．第２
のレジスタのカラン１−は心Ｉ料の温度を表わづ。倍率
手段が第１及び第２のレジスタからカウントを受取り、
）Ｊラントの差が導体と心祠料の間の温度差を表わす。
この温度差と、夫々の熱容量並びに熱抵抗率が、導体か
ら鉄心への熱伝達を左右する。温度差が唯一の変数であ
り、倍率手段がこれを利用づる。
ら鉄心への熱伝達を左右する。温度差が唯一の変数であ
り、倍率手段がこれを利用づる。
倍率手段は第１のレジスタにあるカウントを減少書
し’Ｃ，ｉＱ体から伝達された熱を表わす様にりると其
に、第２のレジスタのカラン１−を増加して、心月利に
伝達され１＝熱を表ねり様にする。勿論、その３η合ｔ
；１５′１なっＣいる。第２のｆ８率手段が第２のレジ
スタからカウントを受取る。この第２の倍率手段は周囲
温度を持っＣいて、心月利と周囲の間の温度差を決定り
るか、或いは周囲温度を表ね−？ｆｌｌｉ磨感知装置か
らの信号を受取っ（、それに基づいＣ差を決定づる。こ
の第２の倍率手段が第２のレジスタのカラン１−を減少
して、周囲に対りる熱１（１矢を表ねり様にする。この
為、第１及び第２のレジスタのカラン１〜が尋イ木の温
度くホラ１〜・スボッ１−の温度）及び心４Ａ利の温度
〈平均温度〉をか４１りの精度ぐ表わり。その−１ノ又
は両／ｊを使っＣ１人々の１ｆｌｌｉ石が予定のレベル
を越えＩＣ場合、装置に対りる電力の供給を鴻…１りる
ことが出来る。
に、第２のレジスタのカラン１−を増加して、心月利に
伝達され１＝熱を表ねり様にする。勿論、その３η合ｔ
；１５′１なっＣいる。第２のｆ８率手段が第２のレジ
スタからカウントを受取る。この第２の倍率手段は周囲
温度を持っＣいて、心月利と周囲の間の温度差を決定り
るか、或いは周囲温度を表ね−？ｆｌｌｉ磨感知装置か
らの信号を受取っ（、それに基づいＣ差を決定づる。こ
の第２の倍率手段が第２のレジスタのカラン１−を減少
して、周囲に対りる熱１（１矢を表ねり様にする。この
為、第１及び第２のレジスタのカラン１〜が尋イ木の温
度くホラ１〜・スボッ１−の温度）及び心４Ａ利の温度
〈平均温度〉をか４１りの精度ぐ表わり。その−１ノ又
は両／ｊを使っＣ１人々の１ｆｌｌｉ石が予定のレベル
を越えＩＣ場合、装置に対りる電力の供給を鴻…１りる
ことが出来る。
熱モデルを使っＣ保護りる装置が電動機であるか、或い
はノシ・ン冷ＪＪＩひある場合、回転感知装置市が第２
の（ｒ４率手段に対しく （ｆｉ号を供給しく、回転し
Ｃいるかどうが、即ち、その時冷却効果が存在°りるか
どうかに従っＣ１倍率を変更することが出来る様にする
。
はノシ・ン冷ＪＪＩひある場合、回転感知装置市が第２
の（ｒ４率手段に対しく （ｆｉ号を供給しく、回転し
Ｃいるかどうが、即ち、その時冷却効果が存在°りるか
どうかに従っＣ１倍率を変更することが出来る様にする
。
制御装置を設【′Ｉ（種々の加棹及び減停を制御し、又
はその順序を定める。
はその順序を定める。
従って、この発明の特徴は、ディジタル動作により、電
気装置の温度表示を発生りる上ぐ一層高い精度並びに安
定性を持たμる熱モデルを提供することである。
気装置の温度表示を発生りる上ぐ一層高い精度並びに安
定性を持たμる熱モデルを提供することである。
この発明の別の特徴は、当該装置のディジタル形熱モデ
ルを用い（、電気装置の過大温度を検出する装置を提供
りることＣある。。
ルを用い（、電気装置の過大温度を検出する装置を提供
りることＣある。。
この発明の別の特徴は、等ｆｉｌｌｉ温度を決足りる際
に２つ又は史に多くの湿度差に依存するディジタル回路
を用いる様な、゛電動機の熱モデルを提供りることであ
る。
に２つ又は史に多くの湿度差に依存するディジタル回路
を用いる様な、゛電動機の熱モデルを提供りることであ
る。
この為、電流を通１１３９体並びに心材料を持つ電気装
置の熱モデルを構成する装置を提供りる。この装置は、
導体の温度及び心祠利の闇瓜を表ゎす人々のディジタル
値を貯蔵づる第１及び第２のレジスタと、前記導体の電
流を表ゎり第１のディジタル信号を前記導体から取出し
・、周期的に該第１のディジタル信号を第１のレジスタ
にある値に加姉りる手段と、第１及び第２のレジスタに
貯蔵されている値を受取っＣ，導体と心材料の間の温度
差を表わＪ差を求め、それに応るしＵ、ｊｔ１体から伝
達された熱並びに心祠料に伝達された熱を夫々表ねり第
２及び第３のディジタル信号を決定する手段と、第２の
ディジタル信号を前記第１のレジスタにある値から周Ｊ
ＩＩＪ的に減Ｒ？／る手段と、前記第３のディジタル信
号を前記第２のレジスタにある（ぽ１に周期的に加算り
る手段と、第２のレジスタに貯蔵されＣいる値を受取っ
（、第２のレジスタから伝達された熱を表わ１第４のゲ
イジタルイら月を決定りる手段とを右りる。
置の熱モデルを構成する装置を提供りる。この装置は、
導体の温度及び心祠利の闇瓜を表ゎす人々のディジタル
値を貯蔵づる第１及び第２のレジスタと、前記導体の電
流を表ゎり第１のディジタル信号を前記導体から取出し
・、周期的に該第１のディジタル信号を第１のレジスタ
にある値に加姉りる手段と、第１及び第２のレジスタに
貯蔵されている値を受取っＣ，導体と心材料の間の温度
差を表わＪ差を求め、それに応るしＵ、ｊｔ１体から伝
達された熱並びに心祠料に伝達された熱を夫々表ねり第
２及び第３のディジタル信号を決定する手段と、第２の
ディジタル信号を前記第１のレジスタにある値から周Ｊ
ＩＩＪ的に減Ｒ？／る手段と、前記第３のディジタル信
号を前記第２のレジスタにある（ぽ１に周期的に加算り
る手段と、第２のレジスタに貯蔵されＣいる値を受取っ
（、第２のレジスタから伝達された熱を表わ１第４のゲ
イジタルイら月を決定りる手段とを右りる。
次にこの弁明を図面につぃ（説明する。
３木の母線１０，１１．１２が選択及び倍率回路１４に
接続されることが示され（いる。３木の母線は、３相電
源から給電される電気装置に対するモデルとして使った
場合の熱モデルを示づ為に使われＣいる。この熱モデル
は単相電源から給電される電気装置に対りるモデルとし
Ｃ作用し、この場合、１木の母線だＧＪが選択及びイ８
率回路１４に接続され、選択作用は不要ぐある。
接続されることが示され（いる。３木の母線は、３相電
源から給電される電気装置に対するモデルとして使った
場合の熱モデルを示づ為に使われＣいる。この熱モデル
は単相電源から給電される電気装置に対りるモデルとし
Ｃ作用し、この場合、１木の母線だＧＪが選択及びイ８
率回路１４に接続され、選択作用は不要ぐある。
各々の母線１０，１１．１２が電源の各相に於ける電流
の尖頭値又は最大値を表わす一ディジタル信号を伝える
。勿論、電気装置に供給される電流を表わ１電流信号を
求めるのに電流感知装置を使うことがよく知れてＪ３す
、アナＵグ信Ｌ４からディジタル信号を（ｑる為にアナ
ログ・ディジタル変換器を使うことしよく知られている
。希望によっては、これは前掲カナダ特許出願通し番号
第４０２゜４５９号に記載された複合波形を使つ’Ｃｔ
ｊなうことが出来る。３つのディジタル信号が選択及び
倍率回路１４に供給されると、最大の信号が選択され、
その後適当に倍率が掛けられ、その結果得られた信号が
母線１５に出（、加算レジスタ１６に印加される。加算
レジスタ１６が、導体１７に順序信号を受取るまで、こ
のディジタル値を貯蔵号る。導体１７から順序信号を受
取ると、レジスタは貯蔵されていたディジタル値を母線
１８を介しく第１のレジスタ２ｏに供給Ｊる。第１のレ
ジスタ２０に加えられた、倍率を掛けたディジタル値は
、装置η内の電流に比例し、導体に流れる電流によっＣ
発生された熱を表ねり。第１のレジスタ２０にあるカウ
ントが導体の温度を表ね１゜装；６の導体にある熱の一
部分が導体から外向きに流れる。導体から流れるこの熱
が、母線２２を介しＣ減停レジスタ２１にＪ、っ“Ｃ第
１のレジスタ２０から減昏される舶にょっＣ表わされる
。装置の導体に介住される若干の熱が周囲の心材料に流
れる。心祠籾に流れるこの熱が加算レジスタ２４から母
線２！□５を介しＣ第２のレジスタ２３に加すされる蛸
にＪ、つく表わされる。減り？ｌレジスタ２１か導体２
６に順序信号を受取った時、減停レジスタ２１が第７の
レジスタ２ｏに減？７１１（ｊをイバ給Ｊる。
の尖頭値又は最大値を表わす一ディジタル信号を伝える
。勿論、電気装置に供給される電流を表わ１電流信号を
求めるのに電流感知装置を使うことがよく知れてＪ３す
、アナＵグ信Ｌ４からディジタル信号を（ｑる為にアナ
ログ・ディジタル変換器を使うことしよく知られている
。希望によっては、これは前掲カナダ特許出願通し番号
第４０２゜４５９号に記載された複合波形を使つ’Ｃｔ
ｊなうことが出来る。３つのディジタル信号が選択及び
倍率回路１４に供給されると、最大の信号が選択され、
その後適当に倍率が掛けられ、その結果得られた信号が
母線１５に出（、加算レジスタ１６に印加される。加算
レジスタ１６が、導体１７に順序信号を受取るまで、こ
のディジタル値を貯蔵号る。導体１７から順序信号を受
取ると、レジスタは貯蔵されていたディジタル値を母線
１８を介しく第１のレジスタ２ｏに供給Ｊる。第１のレ
ジスタ２０に加えられた、倍率を掛けたディジタル値は
、装置η内の電流に比例し、導体に流れる電流によっＣ
発生された熱を表ねり。第１のレジスタ２０にあるカウ
ントが導体の温度を表ね１゜装；６の導体にある熱の一
部分が導体から外向きに流れる。導体から流れるこの熱
が、母線２２を介しＣ減停レジスタ２１にＪ、っ“Ｃ第
１のレジスタ２０から減昏される舶にょっＣ表わされる
。装置の導体に介住される若干の熱が周囲の心材料に流
れる。心祠籾に流れるこの熱が加算レジスタ２４から母
線２！□５を介しＣ第２のレジスタ２３に加すされる蛸
にＪ、つく表わされる。減り？ｌレジスタ２１か導体２
６に順序信号を受取った時、減停レジスタ２１が第７の
レジスタ２ｏに減？７１１（ｊをイバ給Ｊる。
同様に、加算レジスタ２４が導体２７に順序信号を受取
った時、加算レジスタ２４が第２のレジスタ２３に加０
１ｌｉ′ｉを供給りる。
った時、加算レジスタ２４が第２のレジスタ２３に加０
１ｌｉ′ｉを供給りる。
第１のレジスタ２０及び第２のレジスタ２３がらの値は
人々Ｉ）」線２８．３０を介して倍率回路３１が利用Ｊ
ることが出来る。これらの値は導体の温度並びに周囲の
鉄心の温度を表わ一す。銅、即ち、導体から鉄心への熱
伝達は、熱抵抗（一定値）、熱容量（一定値）及び温度
差（可変の値）に関係する。倍率回路３１が２つの温度
を表ねり信号を受取っ”Ｃ，温度差を決定Ｊる。この温
度差と一定の熱的な値とに基づいて、導体から流れ出る
熱並びに鉄心に流込む熱を決定することが出来る。こう
して決定された値が母線３２．３３を介しＣ夫々減棹レ
ジスタ２１及び加算レジスタ２４に利用出来る様にづる
。
人々Ｉ）」線２８．３０を介して倍率回路３１が利用Ｊ
ることが出来る。これらの値は導体の温度並びに周囲の
鉄心の温度を表わ一す。銅、即ち、導体から鉄心への熱
伝達は、熱抵抗（一定値）、熱容量（一定値）及び温度
差（可変の値）に関係する。倍率回路３１が２つの温度
を表ねり信号を受取っ”Ｃ，温度差を決定Ｊる。この温
度差と一定の熱的な値とに基づいて、導体から流れ出る
熱並びに鉄心に流込む熱を決定することが出来る。こう
して決定された値が母線３２．３３を介しＣ夫々減棹レ
ジスタ２１及び加算レジスタ２４に利用出来る様にづる
。
心祠料は空気循環により、又は他の何等かの冷却手段に
よって冷却される。冷却速度は鉄心と冷却媒質（これは
多くの場合に周囲空気ひある）との間の温度差の彩管を
受ける。第２のレジスタ２３が心材料の渇瓜を表わづ値
を持つＣおり、これが母線３４を介して倍率選択回路３
５に利用出来る様にする。倍率選択回路３３５には平均
周囲温瓜を表わ一す１的がＭ型冷却温度としで設定して
あっＣしよいし、或いは温度感知装置を持っていて、そ
れが周囲温度（又は冷却媒質の温石が周囲とは異なる場
合、この冷却媒質の温度）を表わす信号を発生゛りる様
にしてもよい。カナダ特許第１，０３２．６５５号には
、アナログ形保護回路に対する１つの周囲感知及び補償
形式が記載され−Ｃいる。
よって冷却される。冷却速度は鉄心と冷却媒質（これは
多くの場合に周囲空気ひある）との間の温度差の彩管を
受ける。第２のレジスタ２３が心材料の渇瓜を表わづ値
を持つＣおり、これが母線３４を介して倍率選択回路３
５に利用出来る様にする。倍率選択回路３３５には平均
周囲温瓜を表わ一す１的がＭ型冷却温度としで設定して
あっＣしよいし、或いは温度感知装置を持っていて、そ
れが周囲温度（又は冷却媒質の温石が周囲とは異なる場
合、この冷却媒質の温度）を表わす信号を発生゛りる様
にしてもよい。カナダ特許第１，０３２．６５５号には
、アナログ形保護回路に対する１つの周囲感知及び補償
形式が記載され−Ｃいる。
この為、倍率回路３５は心材料と基準の間の温度差を決
定りることか出来、この差が心材料から外への伝熱率に
影響を与える。イ８率回路３５が心材わ１から熱伝達を
表わリディジタル値を母ＦＡ３６を介しＣ供給し、これ
が減綽レジスタ３７に利用出来る様にりる。減号）レジ
スタ３７が導体３８に順序１店号を受取ると、それが母
線４０を介しＣ第２のレジスタ２３に減ｔ３値を供給り
る。
定りることか出来、この差が心材料から外への伝熱率に
影響を与える。イ８率回路３５が心材わ１から熱伝達を
表わリディジタル値を母ＦＡ３６を介しＣ供給し、これ
が減綽レジスタ３７に利用出来る様にりる。減号）レジ
スタ３７が導体３８に順序１店号を受取ると、それが母
線４０を介しＣ第２のレジスタ２３に減ｔ３値を供給り
る。
電気装置が電動機ぐある場合、心材料の冷ｈ１する速度
は２つある。１つの速度は７Ｈ動機が回転しくいる又は
運転され（いる時にイｊ効Ｃあり、他ノラは電動機が静
止しＣいる簡にイＪ効Ｃある。静止時、例えば電動機を
ｉ＋＋び始動覆る時の電動機の冷に１を知ることが重要
（・ある。この為、回転検出器４１が設りられでいる。
は２つある。１つの速度は７Ｈ動機が回転しくいる又は
運転され（いる時にイｊ効Ｃあり、他ノラは電動機が静
止しＣいる簡にイＪ効Ｃある。静止時、例えば電動機を
ｉ＋＋び始動覆る時の電動機の冷に１を知ることが重要
（・ある。この為、回転検出器４１が設りられでいる。
簡単な形式ぐは、回転検出器４１は選択及び倍率回路１
４から導体４２を介して、電動機に電流が流れているこ
と、従って電動機が運転されていることを示づ信号を受
取ることが出来る。この代りに、夕］メータを使つ（、
回転し°Ｃいるかいないかを表わづ信号を発生すること
か出来る。回転検出器４１にＪ、って回転が検出される
と、この検出器が導体４３を介しＣ倍率選択回路３５に
信号を送り、運転時の倍率を選択する。回転時の倍率が
なけれ、ば、選択回路は静止時の倍率を選択Ｊる。これ
は普通は鉄心の一層低い熱損失量を表わす。
４から導体４２を介して、電動機に電流が流れているこ
と、従って電動機が運転されていることを示づ信号を受
取ることが出来る。この代りに、夕］メータを使つ（、
回転し°Ｃいるかいないかを表わづ信号を発生すること
か出来る。回転検出器４１にＪ、って回転が検出される
と、この検出器が導体４３を介しＣ倍率選択回路３５に
信号を送り、運転時の倍率を選択する。回転時の倍率が
なけれ、ば、選択回路は静止時の倍率を選択Ｊる。これ
は普通は鉄心の一層低い熱損失量を表わす。
勿論、電動機以外の電気装４も２１！類の冷却速度（或
いは場合によつ（は更に多くの冷却速度）を持つことが
ある。例えば変圧器はファン冷Ｎｌ−することがある。
いは場合によつ（は更に多くの冷却速度）を持つことが
ある。例えば変圧器はファン冷Ｎｌ−することがある。
前に述べｌＣ様に、加算レジスタ１６、減粋レジスタ２
１、加算レジスタ２４及び減算レジスタ３７に夫々容体
１７．２６．２７．３８を介しＣ順序４６号が供給され
た。これらの順序信号はシーケン１１４４によっ″Ｃ周
期的に発生され、レジスタ２０及び２３の変化を制御し
且つ調整する。
１、加算レジスタ２４及び減算レジスタ３７に夫々容体
１７．２６．２７．３８を介しＣ順序４６号が供給され
た。これらの順序信号はシーケン１１４４によっ″Ｃ周
期的に発生され、レジスタ２０及び２３の変化を制御し
且つ調整する。
この発明の熱モデルの全体的な動作は明白ぐあると思わ
れる。装置に対°りる電流を表わり゛ディジタル信号を
取出して、加算レジスタ１４に送る。
れる。装置に対°りる電流を表わり゛ディジタル信号を
取出して、加算レジスタ１４に送る。
導体に流れる電流によって生ずる発熱は電流に比例し、
従って加算レジスタ１４にある倍率を掛けＩｃディジタ
ル信号に比例する。このディジタル信号を第１のレジス
タ２０に周期的に加算し、レジスタ２０にあるディジタ
ル値又はカラン１−が導体のｈＡ ｌｕを表わづ。導体
から流れ出る熱の割合を表わり速度ぐ、ディジタル１ｆ
ｆｉが減０レジスタ２１にＪ、つ（周期的に減幹され、
鉄心に流込む熱量を表４つり割合（゛、加算レジスタ２
４によつＣディジタル（１ｒ１が第２のレジスタ２３に
加算される。心祠料から流れ出る熱１１１を表わり割合
ｅ、ディジタル（１「１が減算レジスタ３７によつ（第
２のレジスタ２３から減りされる。勿論、増減の割合は
、ソースとシンクの間の温度差並びに関係りる相対的な
質ωの両方に関係づる。即ら、第１のレジスタ２０は導
体の温度を表わすＩＤを持っており、これは装置が動作
しＣいる時、最も高い温度ぐあるのが普通である。第２
のレジスタ２３は心月料の温度を表わす値を持つ（’
ｄ３す、これは平均潤度と叶ぶことか出来る。
従って加算レジスタ１４にある倍率を掛けＩｃディジタ
ル信号に比例する。このディジタル信号を第１のレジス
タ２０に周期的に加算し、レジスタ２０にあるディジタ
ル値又はカラン１−が導体のｈＡ ｌｕを表わづ。導体
から流れ出る熱の割合を表わり速度ぐ、ディジタル１ｆ
ｆｉが減０レジスタ２１にＪ、つ（周期的に減幹され、
鉄心に流込む熱量を表４つり割合（゛、加算レジスタ２
４によつＣディジタル（１ｒ１が第２のレジスタ２３に
加算される。心祠料から流れ出る熱１１１を表わり割合
ｅ、ディジタル（１「１が減算レジスタ３７によつ（第
２のレジスタ２３から減りされる。勿論、増減の割合は
、ソースとシンクの間の温度差並びに関係りる相対的な
質ωの両方に関係づる。即ら、第１のレジスタ２０は導
体の温度を表わすＩＤを持っており、これは装置が動作
しＣいる時、最も高い温度ぐあるのが普通である。第２
のレジスタ２３は心月料の温度を表わす値を持つ（’
ｄ３す、これは平均潤度と叶ぶことか出来る。
第１のレジスタ２０にあるディジタルｆｉｎ又はカウン
トは母線４５を介してホット・スポット検出回路４６に
供給Ｊることが出来る。検出回路４６は母線４５のディ
ジタル信号を人力４７を介しＣ回路に設定された基準値
と比較゛りる。基準値は許容し得る導体の最高＃ＩＡ瓜
を表わり。母線４Ｅ′）のディジタル信号が基準を越え
ると、導体４８に引はずし信号が発生される。同様に、
第２のレジスタ２３にあるディジタル信号又はカウント
がＢＪ Ｉ！ｉ＋５０を介して平均温度検出回路５１に
供給し１；ノる。検出回路ｂ１が母線５０のディジタル
（「１を人力５２を介しＣ回路に設定された基準値と比
較りる。入力５２の基準値は心月利のｂ′Ｉ容しｔｌ）
る最高温度、即ら、最高平均温度を表わづ。母線５０の
信号がＭ準を越えると、導体５３に引はずし信号が発生
される。
トは母線４５を介してホット・スポット検出回路４６に
供給Ｊることが出来る。検出回路４６は母線４５のディ
ジタル信号を人力４７を介しＣ回路に設定された基準値
と比較゛りる。基準値は許容し得る導体の最高＃ＩＡ瓜
を表わり。母線４Ｅ′）のディジタル信号が基準を越え
ると、導体４８に引はずし信号が発生される。同様に、
第２のレジスタ２３にあるディジタル信号又はカウント
がＢＪ Ｉ！ｉ＋５０を介して平均温度検出回路５１に
供給し１；ノる。検出回路ｂ１が母線５０のディジタル
（「１を人力５２を介しＣ回路に設定された基準値と比
較りる。入力５２の基準値は心月利のｂ′Ｉ容しｔｌ）
る最高温度、即ら、最高平均温度を表わづ。母線５０の
信号がＭ準を越えると、導体５３に引はずし信号が発生
される。
導体４８．り３の引はずし信号を使っＣ遮断器（図に示
しくない）を引はずし、こうして導体又は鉄心の温度が
予定のレベルを越えた時、装置にｊｌりる゛電力の供給
を遮断する。
しくない）を引はずし、こうして導体又は鉄心の温度が
予定のレベルを越えた時、装置にｊｌりる゛電力の供給
を遮断する。
図（はこの発明の１形式の簡略ブロック図である。
１４家符号の説明
１６：加０レジスタ
２０：第１のレジスタ
２１°減停レジスタ
２３二第２のレジスタ
２４：加粋レジスタ
３３１：イｆｒ、率回路
３５）：倍率選択回路
特晶１出に；人 力ｔテ゛ンアン・ｔ゛ネラルニレ２ト
リ・ンブ力刃くニイ・天−畦←命−ラ−１”
”
リ・ンブ力刃くニイ・天−畦←命−ラ−１”
”
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １）電流を通り導体並びに心材わ１を持つ電気装百〇熱
モデルを構成する装置に於く、導体の温度及び心材わ１
の渇１哀を夫々表ねりディジタル値を貯蔵りる第１及び
第２のレジスタと、前記導体の電流を表ねり第１のディ
ジタル信号を前記導体から取出しＣ１前記第１のレジス
タにある１１１１に前記第１のノーイシタル信号を周期
的に加Ｃ７ｔｌる手段と、前記第１及び第２のレジスタ
に貯蔵されＣいる値を受取っ（、導体と心祠斜の間の温
度差を表ねり；イを求め、それに応答しＣ，導体から伝
達された熱１１ρひに心月別に伝達された熱を人々表ね
り第２及び第３のディジタル信号を決定りる手段と、前
記第１のレジスタにある（ｉｒｉから前記第２のディジ
タル１．１居を周期的に減りづる手段と、前記第２のレ
ジスタにある伯に前記ｑ１３３のディジタル信号を周期
的（こ加Ｑりる手段と、前記第２のレジスタに貯蔵され
−でいる値を受取っＣ１前記第２のレジスタから伝達さ
れた熱を表わり第４のディジタル信号を決定づる手段と
を有する装置。 ２、特許請求の範囲１）に記載した装置に於Ｃ１前記第
２のレジスタに貯蔵されＣいる値を受取る手段が、この
値を周囲媒質の温度を表わ′１Ｊ基準値と比較しＣ１心
材料及び周囲媒質の間の温度差を求めて、前記第４のデ
ィジタル信号を決定りる手段を含んでいる装置。 ３）電流を通ず導体及び心材刊を持つ電気装置の熱モデ
ルに於て、前記導体の電流を表ねり第１のディジタル信
号を前記３９体から取出１手段と、前記第１のディジタ
ル信号を周期的に受取つく一該信号を当該レジスタ内に
あるｆｉｎに加粋りる第１のレジスタと、第２のレジス
タと、前記第１及び第２のレジスタから、その中にある
値を表わり第２及び第３のディジタル信号を受取り、差
の値を導ぎ出し、差の値に関係した、前記導体から伝達
された熱を表わづ第４のディジタル信号、及び前記差に
関係した、前記導体から心材料に伝達された熱を表ねり
第５のディジタル信号を発生する倍率手段と、前記第１
のレジスタにある値から前記第４のディジタル信号によ
って表わされる値を周期的に減算する手段と、前記第２
のレジスタにあるＩｆｆｔに前記第５の信号によって表
わされる値を周期的に加０づる手段と、心材料から失わ
れた熱を表ねり値を前記第２のレジスタから周期的に減
算する手段とを有し、前記第１のレジスタにある値が導
体の温度を表わし、前記第２のレジスタにある値が心材
料の温度を表わ】様にした熱モデル。 ４）特ム′Ｆ請求の範囲３）に記載した熱モデルに於（
、第１のディジタル１３号を前記導体から取出り手段が
、電流感知手段及びアブＵグ・ディジタル変換器で構成
される装置。 ５）父流電動機の熱モデルから、許容し難い熱状態があ
ると判定したことに応答して、該電動機に対する電ツノ
の供給を連断りることににす、交流電動機を保護りる装
置に於Ｃ１前記電ｆＩＪ機に供給される電流を表わリデ
ィジタル信号を取出り手段と、７Ｊ！１のレジスタ及び
第２のレジスタと、前記ディジタル信号を取出り手段及
び第１のレジスタの間に接続された第１の加算手段と、
前記第１及び第２のレジスタの間に接続されζいて、各
々のレジスタからディジタル値を受取る第１の倍率手段
と、該第１の倍率手段及び前記第１のレジスタの間に接
続された第１の減算手段と、前記第１の倍率手段及び前
記第２のレジスタの間に接続された第２の加算手段と、
前記第２のレジスタに接続されてい−Ｃ１それからディ
ジタル値を受取る第２の倍率手段と、該第２の倍率手段
及び前記第２のレジスタの間に接続された第２の減算手
段とを右し、前記第１の加算手段は前記ディジタル値を
受取り、それに応答し【、前記電動機の電流を通ず導体
に電流が流れることによって生ずる発熱を表ねリーディ
ジタル値を第１のレジスタに加算し、前記第１の倍率手
段は前記導体の＃ｉＡ瓜を表わ１デイジタル値を第１の
レジスタから受取ると共に電動機の心材料の温１哀を表
わ１デイジタル値を第２のレジスタから受取り、それに
応答し゛（、電流を通ず導体から伝達された熱を表わり
、倍率を掛けたディジタル信号を第１の減算手段に供給
すると共に、心祠料に伝達された熱を表わす、倍率を掛
けたｊイジタル信号を第２の加算手段に供給し、前記第
２の倍率手段は心祠料の温良を表わすディジタル値を第
２のレジスタから受取って、心材料から通気にＪ：って
伝達された熱を表わす、倍率を掛（〕だデディジタル値
を第２の減算手段に供給し、史（こ、導体の温度を表わ
１前記第１のレジスタにあるディジタル値を受取っ（、
それを臨界値を表ねり予定の値と比較し゛Ｃ１前記第１
のレジスタにあるディジタル値が前記第１の予定の値を
越えた「、１、前記電力の供給を遮断づる引はずし信号
を発り１．りる検出＝Ｊ：段を有Ｊる装置。 ６）交流電動機の熱モデルからＣ１容し難い熱状態があ
ると判定されたことに応答しＣ，該電動機に対りる電力
の供給を鴻断りることにより、交流電ｖノ機を保護りる
装置に於Ｃ１前記電動機に供給される°電流を表わ１ｆ
イジタル値を取出り手段と、第１のレジスタ及び第２の
レジスタと、ディジタル（６号を取出す手段及び前記第
１のレジスタの間に接続された第１の加算手段と、前記
第１及び第２のレジスタの間に接続８れ（いｃ１各々の
レジスタからディジタル値を受取る第１の倍率手段と、
該第１の倍率手段及び前記第１のレジスタの間に接続さ
れた第１の減算手段と、前記第１の倍率手段及び前記第
２のレジスタの間に接続された第２の加算手段と、前記
第２のレジスタに接続されＣい−Ｃ１それからディジタ
ル値を受取る第２の１８率手段と、該第２の倍率手段及
び前記第２のレジスタの間に接続された第２の減ｔ）手
段とを有し、前記第１の加算手段は前記ディジタル信号
を受取っ−〔、それに応答し”Ｃ１電動機の電流を通り
導体に電流が流れたことによっＣ生ずる発熱を表ねリデ
ィジタル値を前記第１のレジスタに加算し、前記第１の
倍率手段は前記導体の温度を表わリディジタル値を前記
第１のレジスタから受取ると共に電動機の心材別の湿度
を表わリーディジタル値を第２のレジスタから受取り、
それに応答しＣ，電流を通を導体から伝達される熱を表
わづ、倍率を掛り１＝ディジタル信号を前記第１の減算
手段に供給すると共に、心材料に伝達された熱を表わす
、倍率を掛（）たディジタル信号を第２の加算手段に供
給し、前記第２のイ８率手段は心材料の温度を表ねりｆ
イジタル値を第２のレジスタから受取り、通気によつ゛
Ｃ心月料から伝達された熱を表わ１、倍率を掛りだディ
ジタル信号を第２の減算手段に供給し、史に、心材料の
平均温度を表わＪ、第２のレジスタにあるディジタル値
を受取つＣ１それを臨界値を表わ゛す予定の値と比較し
、第２のレジスタにあるディジタル値が前記予定の値を
越える時、電力の供給を鴻断りる引はずし信号を発生づ
る検出手段を右りる一装置。 ７）特許請求の範囲５）又は６）に記載した交流電動（
幾を保護りる装置に於Ｃ，前記第１及び第２の加０手段
及び前記第１及び第２の減算手段に１ｑ続されＣい（、
前記第１及び第２の加鋒手段を周期的に作動しく、夫々
その中にある値を人々前記第１及び第２のレジスタに加
０りると〕先に、前記第１及び第２の減詐手段を周゛期
的に作動しＣ１人々その中にある値を夫々前記第１及び
第２のレジスタから減詐りるシークンリ一手段を有づる
装置。 ８）特ｄ［ｉ＾求の範囲５）又は６）に記載した装置に
於Ｃ１電動機に供給される電流を表ねりディジタル信号
を取出す手段が、電動機に供給される電流のアナ１グ値
を取出す電流感知装置と、電流の尖頭値をディジタル信
号に変換りるアナ１１グ・ディジタル変換器と′Ｃ構成
されＣいる装置。 ９）特許請求の範囲ｂ）又は６）に記載した装置に於−
Ｃ１電動機の回転子が回転しＣいるか不動であるかを検
出しで、そのことを表ね１回転信号を発生１６回転検出
手段を有し、前記第２の倍率手段は前記回転１８号に応
答し°Ｃ１前記回転了が回転している時は、心祠利から
伝達されＩ〔熱の１つの値を表わし１つ回転子が不ｉＦ
！ＪＩＦある時は別の値を表わＪＳ第２の倍率を掛りだ
信号を決定Ｊる装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CA000402483A CA1193317A (en) | 1982-05-07 | 1982-05-07 | Thermal model for electrical apparatus |
| CA402483 | 1982-05-07 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5937834A true JPS5937834A (ja) | 1984-03-01 |
| JPH0127648B2 JPH0127648B2 (ja) | 1989-05-30 |
Family
ID=4122726
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58078372A Granted JPS5937834A (ja) | 1982-05-07 | 1983-05-06 | 電気装置の熱モデルを構成する装置 |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4573132A (ja) |
| JP (1) | JPS5937834A (ja) |
| CA (1) | CA1193317A (ja) |
| DE (1) | DE3316350C2 (ja) |
| FR (1) | FR2526599A1 (ja) |
| GB (1) | GB2120476B (ja) |
| SE (1) | SE8302616L (ja) |
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