JPS5944734B2 - 交流電気機器保護用熱動リレ− - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は保護対象電気機器の過大負荷電流または発熱に
応動し、並びに外部からの指令に応動して所要の保護動
作をする交流電気機器保護用熱動リレーに関する。

一般に熱動リレーは負荷電流が通るヒータとこのヒータ
によって加熱されるバイメタルスイッチとから構成され
ている。

従来の熱動リレーにおいては保護対象電気機器例えば電
動機の過負荷時に過電流から保護する点において有効で
あるため、あらゆる機器の駆動源となっている電動機に
内蔵される。

この場合、電動機を停止させたい原因は電動機の過電流
や発熱のみならず、水中ポンプならば水位低下、或いは
空調機器ならば冷媒液欠如と云う原因があり、このよう
な場合にも熱動リレーをもって電動機の電源を遮断でき
れば他のスイッチ要素が不要になり極めて有益である。

本発明はこのような要望を満たすべくなされたものであ
り、その目的は保護対象電気機器を過電流及び発熱から
保護できると共に、この保護対象電気機器への電源供給
を外部からの指令によっても遮断できる熱動リレーを提
供することにある。

以下本発明を、電動機を過負荷、三相電源の欠相及び発
熱から保護し、並びに逆相検出リレーからの指令に基い
て電動機を三相電源の逆相から保護する場合を例にした
一実施例によって説明する。

熱動リレー１は上面開放形の箱状絶縁ケース２とこれの
上面開口部を塞ぐカバー３とを含んで構成される。

ケース２内には三個の端子４が配置されこれらから一体
に延長された接続舌片４ａがケース２外に導出されてい
る。

三個の固定接点５の各各はケース２内において第１の外
部端子に和尚する三個の端子４の各々の間に位置されて
これらよりも高い部分に固定されている。

バイメタルを支持するための金属材製支持棒６は上端に
径大な接触端子６ａが形成され下端部にねじ部６ｂが形
成されていて、このねじ部６ｂをケース２の底部壁に形
成しであるねじ穴７に螺合し更にナツト８を用いて固定
することによってケース２内に直立状に保持されている
。

皿形バイメタル９はその外周縁近くの三点に可動接点１
０を固着して有し且つ中央部分に孔１１を有して成り、
この孔１１に前記支持棒６が貫通している。

圧縮コイルばね１２は支持棒６に挿入されていて、この
状態でバイメタル９を支持棒６の接触端子６ａの下面に
弾性的に押し付けている。

三個の主ヒータ１３はニクロム線等抵抗材料から成り、
その各々はケース２内で端子４と固定接点５との間に電
気的に内部接続されている。

これら各主ヒータ１３は通電により発熱したときその熱
をバイメタル９に空間を通じて伝え得るように配置され
ている。

ＰＴＣヒータ１４は正特性サーミスタ製の補助ヒータを
構成するもので、第７図に曲線１５をもって示すような
正の温度係数をもつ特性のものである。

この第７図において、Ｒは抵抗値、Ｔは温度、Ｔｏはキ
ューリ一点温度である。

このＰＴＣヒータ１４は上下面に電極層を形成した例え
ば円板状をなし、ケース２内において支持棒６の接触端
子６ａの上面と第２の外部端子としてカバー３の下面に
配置した弾性金属製の端子１６との間にこれらと接触す
るように介在されている。

従ってＰＴＣヒータ１４の片方の電極層（一端）は支持
棒６の接触端子６ａとの接触を通じてバイメタル９に電
気的に内部接続された状態になる。

前記皿形バイメタル９、可動接点１０及び固定接点５は
バイメタルスイッチ１７を構成している。

皿形バイメタル９は自身に受ける熱の温度が設定値以下
にあるときは第１図のように一方に湾曲していてその可
動接点１０を固定接点５に接触しており、周囲温度或い
は主ヒータ１３、若しくはＰＴＣヒータ１４から受ける
熱の温度が設定値を越えたときに反転して可動接点１０
を固定接点５から離す。

この熱動リレー１は三相交流電動機を過負荷、欠相等に
起因する過電流から保護するために第８図のように電気
的に接続される。

１８は三相の誘導電動機で、その各相のモータコイル１
８Ｕ。

１８Ｖ、１８Ｗの各一端は電源供給路をなした電線１９
Ｕ、１９Ｖ、１９Ｗ及び手動開閉器２０を介して図示し
ない三相交流電源に接続される。

また、前記各コイル１８Ｕ、１８Ｖ、１８Ｗの各他端で
ある中性点端は熱動リレー１の端子４から導出された接
続舌片４ａに接続される。

従ってバイメタル９が動作温度以下にあってその可動接
点１０と固定接点５とが接触している状態では、各モー
タコイル１８Ｕ 、１８Ｖ 、１８Ｗはこれらの各中性
点端が各主ヒータ１３、固定接点５、可動接点１０を介
してバイメタル９により共通接続されるのでＹ結線とな
っている。

２１は逆相検出リレーで、原理的には実公昭３７−１０
９２５号公報に記載されたものと同一の構成になってい
る。

この逆相検出リレー２１は三相交流電源が正相状態がら
逆相状態に変化したときに検出出力スイッチ２２をオン
させるようになっており、この検出出力スイッチ２２を
電源１９Ｗと熱動リレー１の端子１６に接続している。

以上の構成において、端子４及び固定接点５が主ヒータ
１３のための主端子をなし、また、支持棒６及び端子１
６が補助ヒータであるＰＴＣヒータ１４のための補助端
子をなしている。

次に上記構成の作用について説明する。

第８図の状態において、手動開閉器２０を手動操作によ
って閉路させると、誘導電動機１８は運転状態になる。

この運転状態において、電動機１８が過負荷になり、若
しくは三相電源に欠相を生じて各相のモータコイル１８
Ｕ、１８ｖ、１８Ｗに過大な電流が流れると、熱動リレ
ー１内の主ヒータ１３がこれを通る過大電流によって発
熱する。

この結果、バイメタル９は主ヒータ１３により加熱され
て第１図に示す状態とは反対方向に湾曲するように反転
して固定接点５と可動接点１０との間が離れ、モータコ
イル１８Ｕ、１８Ｖ、１８Ｗへの電源供給路を開路する
。

次に電源が逆相になった場合の保護動作を説明する。

電源が逆相になった場合はこれを逆相検出リレー２１が
検出して上記説明のように検出出力スイッチ２２が閉路
する。

すると補助ヒータ通電路２３が閉路されるため、電線１
９Ｗと電動機１８の中性点であるバイメタル９との間の
電圧によってＰＴＣヒータ１４が通電される。

このＰＴＣヒータ１４が通電により発熱するとバイメタ
ル９が第８図中二点鎖線で示すように反転するから、固
定接点５と可動接点１０との間が離れ、電動機１８への
電源供給が遮断される。

以上の説明から明らかなように、本発明の熱動リレーは
保護対象電気機器を過電流或いは周囲温度の上昇から保
護できると共と、この保護対象電気機器への電源供給を
外部指令によっても遮断できると云う機能も得られ用途
範囲が広くなる。

従ってこの熱動リレーを水中ポンプや空調機器の駆動電
動機に用いれば、この電動機を過負荷等から保護できる
一方、水位低下や冷媒液欠如と云った外部情報に基いて
その運転を停止することも可能になる。

特に、三個の主ヒータが固定接点と可動接点との対を介
してバイメタルによりＹ結線とされその中性点であるバ
イメタルに補助ヒータの一端が接続された内部結線構成
になっているので、三相交流電荷の保護に際しては補助
ヒータ印加電圧を中性点に対する電位から確保できるの
で補助ヒータ用通電回路の構成が簡単になる。

また上記実施例の熱動リレーに設けた正特性サーミスタ
製の補助ヒータは常時キューリ一点温度を維持するよう
に作用するから次のような効果が得られる。

即ち、もし補助ヒータとしてニクロム線等通常のヒータ
を用いた場合、その発熱量が電源電圧の変動によって大
きく変化し、その電圧上昇によって熱動リレーの絶縁物
を焼損させ、逆に電圧低下によってバイメタルの反転動
作に遅れを生じさせたりすると云う欠点をもたらす。

これに対して正特性サーミスタ製の補助ヒータは電源電
圧が変化しても常に略キューリ一点温度を維持するから
、適正なキューリ一点温度のものを選択すれば、電圧変
動による絶縁物の焼損、バイメタルの反転動作時間の大
巾なばらつき等を防止できる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明を具体化した一例を示すもので、第１図は
熱動リレーの縦断面図、第２図は底面図、第３図は第１
図の■−■線断面図、第４図は第１図のＩＶ−ＥＶ線Ｙ
方向視断面図、第５図は第１図のＩＶ−ＴＶ線Ｘ方向視
断面図、第６図はカバーを除去して示す斜視図、第７図
はＰＴＣヒータの抵抗一温度特性図、第８図は保護回路
の結線図である。 図中、１３は主ヒータ、１４はＰＴＣヒータ（補助ヒー
タ）、１７はバイメタルスイッチである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 少なくとも三個の固定接点と、これら各固定接点に
   常温で接触する三個の可動接点を有するバイメタルと、
   このバイメタルを反転させるようにこれを加熱する位置
   に配置され且つ前記各固定接点と各第１の外部端子との
   間に両端が接続された三個の主ヒータと、前記バイメタ
   ルを反転させるようにこれを加熱する位置に配置され且
   つ一端が前記バイメタルに電気的に接続され他端が第２
   の外部端子に接続された補助ヒータとを具備して成る交
   流電気機器保護用熱動リレー。 ２ 補助ヒータは正特性サーミスタによって形成されて
   いることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の交
   流電気機器保護用熱動リレー。