JPS59581A

JPS59581A - ポンプの空転検出装置

Info

Publication number: JPS59581A
Application number: JP10865082A
Authority: JP
Inventors: Tetsuo Sugiyama; 杉山　鉄男
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1982-06-24
Filing date: 1982-06-24
Publication date: 1984-01-05

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】この発明は、ビル屋上の高架タンクｌこ揚水するポンプ
などに適用されるポンプの空転検出装置に関するもので
ある。

第１図はこの種従来のポンプ空転検出装置を説明するた
めの概略図を示すもので、１は誘導電動機、２はこれに
より駆動されるポンプ、３はポンプ２により汲上げられ
る水を貯える水槽、４はポンプ２の吸入側に設けた、吸
入動作で開く７−ト弁、５はポンプ２に設けた呼水注口
、６はポンプ２の吐出側に設けた吐出弁、７はポンプ２
の吐出圧で開くチェック弁、８はチェック弁７の１１Ｐ
ｌ閉に連動する連接杆、９はその付勢ばね、１０は連接
杆８により開閉される通水の有無を検出する接点であり
、この接点１０の開閉に伴う信号は電動機１の制御回路
を構成するアンドデート１１の一方の入力として加えら
れるようｔこなっているとともに、アンドゲート１１の
他方の入力端には上記電動機１に電力が供給されている
ことを表わす信号Ｓ１が加えられるようになっている。

また、アンドゲート１１にはその出力によって動作され
るタイマ１２が接続され、このタイマ１２にはそのドロ
ップアウト信号により付勢される空転検知用のリレー１
３が接続されている。

上記構成のポンプ空転検出装置において、ポンプ２内に
水が満されている状態でポンプ２を回転すると、水槽３
内の水は第１図の矢印の如く流れ、これによって７−ト
弁４、チェック弁７は破線で示すように開かれ、水槽３
内の水は高架タンクなどに供給される。また、チェック
弁７が開動作すると、連接杆が上動して接点１０をメー
クし、これにより発生する信号がアンドデート１１に加
えられると、該アンドデート１１は電動機１に電力が供
給されていることを表わす信号Ｓ１とのアンドによって
動作し、その出力“°Ｈ゛はタイマ１２に加えられ、タ
イマ１２をピンクアップ状態に保持する。したがってリ
レー１３はドロップアウト状態に保持される結果、ポン
プ２は揚水運転状態にあることが判断できる。

主た、水槽４内の水がなくなり、ポンプ２の回転による
矢印方向の水の流れがなくなると、チエンク弁７は第１
図の実線の状態となって、接点１０をブレークする。こ
のため、アントゲ−）１１の出力はＩｌｌ、”となり、
これに伴いタイマ１２は一定時間後（空転によりポンプ
２が過熱、破損ｔこ至る以前）にドロップアウトし、こ
れによりリレー１３をピックアップしてポンプ２が空転
状態にあることを検知するのである。

上記のような従来装置では、空転によるポンプの過熱、
破損等の事故を防止し得るものの、この方式の欠点は、
水が流れたことを機械的に検出する装置を付加しなけれ
ばならないこと、及びその機械的検出装置に高信頼性の
ものが得られないことであった。

この発明は上記従来の欠点を解決したもので、ポンプ駆
動用電動機の一次電流を監視することでポンプの空転を
簡便に、かつ確実に検出でき、信頼性の高い空転検出を
可能にしたポンプの空転検出装置を提供することを目的
とする。

以下、この発明の具体的実施例を図面について説明する
。

第２図はこの発明にかかるポンプ空転検出装置の一例を
示すもので、１４は交流電源を示し、この交流電源１４
には回路遮断器ＣＢ、開閉器１５を介してポンプ駆動用
の誘導電動Ｗｉ１が接続されている。１６は電動機１の
一次電流（負荷電流）を検出する変流器であり、この変
流器１６には設定抵抗１７を介して整流回路１８が接続
され、−次検出電流を全波整流するようになっている。

また、整流回路１８により直流に変換された電圧は入力
電圧ｅ＜　　とじて比較器１９に加えられる。

この比較器１９は入力電圧レベルからポンプ２の空転を
判定するもので、第３図に示すようなヒステリシス特性
を有し、かつ基準電圧を設定する可変抵抗器ＶＲＩを備
えでいるとともに、この可変抵抗器■Ｒ１を変化させる
ことでヒステリシス幅（ｅ＜１　８＜２）の中心電圧　
ｅｓを矢印方向に変化できるようになっている。これは
負荷電流がポンプの揚程などによってポンプ毎に異なる
ため、無負荷として検出して良い電圧レベルも若干影響
を受け、これが空転電圧レベル範囲とオーバラップする
のを防止するためである。

２０は上記比較器１９の出力電圧を一方の入力とするノ
アゲートで、このノアゲート２０の他方の入力には、上
記開閉器１５と連動する接点１５ａの開閉で得られる信
号が加えられるようになっている。また、ノアゲート２
０の出力にはタイマ２１が接続され、このタイマ２１は
ノアデー）２０の出力が“Ｈ”になってから一定時間（
５〜１０秒）後にピックアップ動作するもので、これは
ポンプ２５− のウォータハンマなどにより電動機１が瞬間的に軽負荷
となり、このときの負荷電流が空転のものとして誤検出
されないようにするためであり、そし′ζタイ７２１に
はその遅延時間を調整するための可変抵抗器ＶＲ２が設
けられている。タイマ２１の出力にはリレー２２が接続
され、該リレー２２のビックアンプ動作で、その接点２
２ａが閉Ｉ＆されることで空転検出信号が送出されるよ
うになっている。

次に上記のように構成されたポンプ空転検出装置の動作
について説明する。

回路遮断器ＣＢ、開閉器１５の投入により電動機１が起
動され、ポンプが駆動されると、電動機１の電源回路に
ポンプ負荷に応じた負荷電流が流れる。このと外、ポン
プが揚水運転状態にある場合は、電動８！１１には大き
な負荷電流が流れ、また、揚水用水槽の水切れによりポ
ンプが空転している場合は、電動機１には無負荷運転時
に近い電流が流れる。

このような負荷電流は変流器１６により検出さ６− れ、整流回路１８により全波整流された後、入力電圧　
ｅノ′として比較器１９に加えられ、この比較器１９に
おいて人力電圧ｅｌ　のレベルがポンプ空転時のもので
あるか否かを判定する。

即ち、ポンプが揚水運転動作をしていれば、電動機１の
負荷電流は最大となり、これに伴い入力電圧８尾は第３
図に示すように基準電圧ｅ１Ｚを大幅に越えたものとな
るため、比較器１９の出力電圧ｅｃ　　は“Ｈ１＋レベ
ルに保持され、この“Ｈ１ｌレベルの電圧はノアゲート
２０に人力される。このと外、開閉器１５の投入により
、これと連動する接点１５ａがＯＮされ、抵抗Ｒを介し
て５ｖ電源に接続した点Ａの電位は“Ｉ−”レベルに設
定されているため、ノアゲート２０の他方の人力は“Ｌ
ｌｌレベルとなっており、この結果、ノアゲート２０の
出力は“Ｌ”レベルに保持され、タイマ２１は動作され
ることがない。即ち、ポンプが正常に揚水運転を行って
いることになる。

また、電動８！１の駆動中、その負荷電流による比較器
１９への入力電圧ｅ夏　が、第３図に示す０１１〜　ｅ
乏２のヒステリシス幅内、または、已に１以下になった
と外は、比較器１９の出力電圧ｅｃのレベルは、第３図
の入力特性から明らかなように急激に低下し、これに伴
い、出力電圧レベルが　ｅ（１以下になると、ノアデー
ト２０は“Ｌ″レベルして受信する。この結果、ノアデ
ート２０の２人力は共に“ｌ−”となるため、その出力
は“′Ｈ゛となり、この状態がタイマ２１で設定された
時間持続すると、タイマ２１が動作してその出力を“Ｈ
゛にする。このため、リレー２２はピックアンプされ、
その接点２２ａを閉成することで空転信号を送出し、ポ
ンプが空転動作状態にあることを指示し、または報知す
ることになる。

このような実施例にあっては、ポンプ駆動用電動機の一
次電流を監視することでポンプの空転を検出するように
したものであるから、信頼性の高い、かつ確実で簡便な
空転検出が可能となる。

第４図はポンプ空転時の負荷電流レベルの判定、即ち第
２図の回路機能をマイクロコンピュータ−２９を用いて
行うようにした、この発明の第２の実施例を示すもので
ある。

この第４図の実施例において、３０は中央処理装置（以
下ＣＰＵと云う）、３１．３２はそれぞれバス３３を介
してＣＰＩＪ　３０に接続したＲＡＭ及びＲＯＭ、３４
はポンプ空転検出に必要な変数を設定する変数設定用の
キーボードであり、該キーボード３４はバス３３を介し
てＣＰｔＪ３０に接続されている。また、開閉器１５の
接点ＩＳａのオン、オフ信号、即ち電動機１が電源に接
続されているか否かの信号は入力ポート３５、バス３３
を通してＣＰＵ３０に取込まれるようになっており、さ
らに空転信号を送出するリレー２２は出力ポート３６、
バス３３を通してＣＰＵ３０に接続されている。また、
電動８！１の負荷電流を検出する変流器１６からの交流
電流は整流回路１８により全波整流された後、Ａ／Ｄ変
換器３７によりデノタル信号に変換され、バス３３を通
してＣＰｔＪ　３０に取込まれるようになっている。

上記実施例にあっては、ポンプの状態による電動機１の
負荷電流は、変流器１６により検出され、９− かっ整流回路１８により全波整流された後、その電圧レ
ベルに応じてＡ／Ｄ変換器３７により２値化され、ＣＰ
Ｕ３０に取込まれると、ＲＯＭ３２のプログラムに従っ
て演算処理され、ポンプが揚水運転か、無負荷運転か、
あるいは空転動作状態にあるか否かを判定し、ポンプが
空転中と判定された場合は、バス３３、出力ポート３６
を通してリレー２２に指令を与え、これをピックアップ
することて・空転信号を送出し、ポンプが空転動作中で
あることを指示し、電動機１を停止制御等させるように
する。

この実施例においても上記実施例と同様な効果が得られ
る。

第５図はこの発明の第３の実施例を示すもので、電動機
１が無負荷状態で運転されても１０％程度の無負荷電流
が流れることを利用して、例えば１０％〜４０％の範囲
負荷電流が生じたならば、ポンプが空転していると判断
するようにしたものである。

このために本実施例にあっては、４０％以下の１０− 負荷電流に対し応動する第１の比較器４０と、１０％以
上の負荷電流に対し応動する第２の比較器４１を設け、
この第１の比較器４０は人、出力電圧ｅノｅ（に対し第
６図の実線で示すヒステリシス特性を有し、かつ第２の
比較器４１は第６図の破線で示すヒステリシス特性を有
している。そして上記第１、第２の比較器４０．４１に
は、変流器１６からの交流電流を整流回路１８により全
波整流することで得られる入力電圧ｅイ′が加えられる
ようになっているとともに、第１の比較器４０の出力は
直接ノアデー１２０の一方の入力に接続され、第２の比
較器４１の出力はインバータ４２を介してノアデー）２
＜）の他方の入力に接続されている。

また、第２図と同一符号は同一部分を表わしている。

上記の実施例ｔこおいては、電動機の負荷電流、即ち入
力電圧ｅズが第６図のＢで示す蝋囲内（１０％〜４０％
の負荷電流範囲）にあると外は、第１の比較器４０の出
力電圧はノアゲート２０に対し“Ｌ″レベルなり、また
、第２の比較器４１の出力電圧は゛ト■゛レベルとなる
が、インバータ４２により反転されるため、ノアゲート
２０の２人力は共に“Ｌｌルベルとなる。このため、ノ
アゲート２０の出力はｌｉ　Ｈ１１となり、これに伴い
タイマ２１が一定時間後に動作してリレー２２をピック
アップし、これに上り空転信号を送出して、ポンプが空
転動作中であることを指示することになる。

このような実施例にあっては動力設備から取込む信号は
電動機の負荷電流のみで良くなるほか、電動機の無負荷
運転がポンプ空転中でないとする判断をより確実−二で
きる効果がある。

なお、この発明の空転検出方式は揚水ポンプに限らず、
ベルトドライブされている空気調和装置のファンなどに
も利用でトることは勿論である。

以上のようにこの発明によれば、ポンプ駆動用電動数の
負荷電流を監視し、その電流値からポンプの空転を検出
できるようにしたものであるから、ポンプの空転を簡便
にかつ確実に検出でトるほか、その空転検出も信頼性の
高いものにすることができる効果がある。

１１−

【図面の簡単な説明】

第１図は従来におけるポンプ空転検出装置を示すブロッ
ク図、第２図はこの発明にかかるポンプ空転検出装置の
第１の実施例を示すブロック図、第３図はこの第１の実
施例における比較器の入出力特性図、第４図はこの発明
におけるポンプ空転検出装置の第２の実施例を示すブロ
ック図、第５図はこの発明におけるポンプ空転検出装置
の第３の実施例を示すブロック図、第６図は第３の実施
例における比較器の入出力特性図である。１・・・電動機、　　１４・・・交流電源、　　１５・
・・開閉器、　　１５ａ　・・・接点、　　１６・・・
変流器、　　１８・・・整流回路、　　１９．４ｏ、４
１・・・比較器、　　２０・・・ノアゲート、２１・・
・タイマ、　　２２・・・リレー、２９・・・マイクロ
コンピュータ。代理人　　葛　野　信　−（ばか１名）・−１３− １２−

Claims

【特許請求の範囲】

ポンプ駆動用電動機の負荷電流を監視し所定レベル以下
になったことを判定検出する手段と、上記判定検出手段
の出力信号が一定時間以上持続されたとト空転信号を送
出する手段とを備えでなるポンプの空転検出装置。