JPS5970143A - 電動機制御装置 - Google Patents

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】 本発明は電動機制御装置に関するもので、特に過電流、
保護に係るものである。

従来、電気機器たとえば電動機の制御装置として、第１
図のものがあった。

図において（１）は主、月路電源母線、（２）は配線用
遮断器、　（３）は電磁開閉器、　（４）は電動機で、
これらの要素によって主回路部（５）が構成されている
。　　。

電磁開閉器（３）のコイル（３ａ）は主回路部（５）に
接続された制御電源用変圧器（６）を介して電源が供給
される制御部（７）に含まれる。８１図の制御部（７）
において、（３ｂ）、（３ｃ）、（３ｄ）は電磁開閉器
（３）の補助接点、（８）は主回路電流を検出する変流
器、（８）は変流器（８）に接続された過電流リレー、
（８ａ）は過電流リレー（８）の出力接点、（１０）は
零相電流を検出する変流器、（１１）は変流器（１０）
に接続された漏電、リレー、（１２ａ）は漏電リレー（
１１）の出力接点、（１２）ｔよ起動用操作スイッチ、
（１３）は件車用操作スイッチ、（１４）は常開補助接
点（３Ｃ）により点灯する赤色ランプでなる運転表示灯
、（１５）は常閉補助接点（３ｄ）により点灯する緑色
ランプでなる停止表示灯、（１８）は過電流リレー（９
）の出力接点（９ａ）又は漏電リレー（１１）の出力接
点（ｌｌａ）により励磁される補助リレー、（ＩＥｌａ
）は補助リレー（１６）の接点、（１７）は補助リレー
（１６）が励磁されたとき点灯されるオレンジ色ランプ
でなる故障表示灯である。

第１図の構成において起動用操作スイッチ（１２）と停
止用操作スイッチ（１３）により電磁開閉器（３）をそ
のコイル（３ａ）を励磁制御して開閉することにより電
動４１！（４）を起動、停止制御する。このとき電磁開
閉器（３）の補助接点（３ｂ）により運転状態が自己保
持され、起動用操作スイッチ（１３）がオフになって電
動機（４）は運転を続ける。また補助接点（３Ｃ）によ
り運転表示灯（１４）を点灯し、また補助接点（３ｄ）
により停止表示灯（１５）を点灯することにより電動機
（４）の運転状態を表示する。

かかる運転時に主回路部（５）に過負荷又は漏電等が発
生した場合には、それぞれ過電流リレー（８）又は漏電
リレー（１１）が動作して補助リレー（１６）が励磁さ
れ、このとき電磁開閉器（３）のコイル（３ａ）を接点
（１ｆ３ａ）によって非励磁にすることにより電動機（
４）を停止させると共に、故障表示灯（１７）を点灯さ
せて電動機制御ユニットの故障を表示する。

該過電流リレー（８）は上述の如く変流器（８）の信号
を入力し、回路電流が負荷電動機（４）の耐量以」二と
なって破損を生じるような場合に未然に動作して負荷電
動機（４）を停止させ破損を防止するようになされてい
る。すなわち、第２図は上記過電流リレー（８）の動作
特性を示す特性曲線で、横軸を回路電流、縦軸を時間と
して対数グラフで描いたもので、同図において、Ａは負
荷電動機（４）の過電１ん＃都、Ｂは負荷電動機（４）
の連続通電電流（定格電流）であり、モしてＣは上記過
電流リレー（８）の動作特性を示し、この動作特性Ｃは
全ての電流値において負荷電動機（４）の過電流＃量Ａ
の図中下側にな、るよう設定され、負荷電断機（４）に
過大な電流が流れた場合には破損を生じる前に負荷電動
機（４）を停止させて保護する。

従来の制御装置は以上のように構成されており、これら
従来の回路においては、漏電リレー（１１）、過電流リ
レー（８）等の各種リレーと、補助リレー（１８）およ
び操作スイッチ（１２）、（１３）が備えられているが
、これらの各種リレー等は単独でも使用することができ
るように、それぞれ信号検出回路、制御回路、出力回路
、電源回路等をもっており、これらの各種器具間は個々
に電線で配線されているものである。従って、装置内の
配線が多く、配線時間がかかる上に、誤配線が発生しや
すく、また外形寸法等が異なるリレー等の各種器具を備
えなければならないので、制御装置のコスト上昇を招く
とともに、信頼性が低下するという欠点があった。

さらに、過電流リレー（８）の検出回路構成はアナログ
構成とされているため、特性の変動やばらつきが発生し
易いという欠点があった。

そこで本発明は、上記のような従来のものの欠点を除去
するためになされたもので、保護制御に要求される各種
リレーを一体化し、保護リレーの検出回路構成をデジタ
ル回路化することによって、低価格で信頼度で高く、か
つ高性能の電動機制御装置を提供することを目的として
いる。

係る目的を達成するために本発明による電動機制御装置
は、主回路電源母線に電磁開閉器及び変流器等を介在さ
せて接続された電動機への電源供給を制御するコントロ
ーラを備え、該コントローラを、上記変流器による主回
路電流の検出信号及び零相電流の検出信号と起動用及び
停止用操作スイッチによる接点信号を動作条件データと
して入力する入力回路と、該データに対応した各制御動
作を命令コードでプログラムして予め記憶した記憶回路
と、その記憶回路の命令コードと入力回路の入力データ
によって論理判断し駆動信号を得・る制御回路と、該制
御回路によって駆動され上記電動機の起動制御及び保護
動作を行う出力回路とで構成すると共に１．該コントロ
ーラによる過電流検出特性を、定格値以上の主回路電流
の時間積分値または定格値以上の主回路電流の二乗の時
間積分値のデジタル値が設定レベル以北のとき過電流と
判断する構成としたことを特徴とするものである。

以下、本発明の一実施例を第１図と同一部分は同一符号
を附して示す第３．４図に基いて説明する。本発明の実
施例における制御部（７）は、第３図５示す如く、制御
部本体としてユニ・ント化されたコントローラ（１８）
を有し、動作条件として主回路電流を検出する変流器（
８）、零相電流を検出する変流器（１０）、及び起動用
操作ス・イツチ（１２）、停止用操作スイッチ（１３）
からの信号を受けるようになされ、制御対象としては電
磁開閉器（３）のコイル（３ａ）、運転表示灯（１４）
、停止表示灯（１５）、及び故障表示灯（１７）へ制御
出力信号を送出するようになされている。

この実施例の場合、コントローラ（１８）は印刷配線基
板上に形成され、入力信号端子として制御電源用変圧器
（６）から電源の供給を受ける制御電源端子（１８ａ）
　、変流器（８）に接続される過負荷検出用端子（１８
ｂ）　、変流器（１０）に接続される漏電検出端子（１
８ｃ）　、起動操作スイッチ（１２）に接続される起動
操作検出端子（１８ｄ）　、及び停止操作スイ１．チ（
１３）に接続される停止操作検出端子（１８ｇ）を有し
、また出力信号端子として電磁開閉器（３）のコイル（
３ａ）に接続される電磁開閉器端子（１８ｋ）　、運転
表示灯（１４）と、停止表示灯（１５）、及び故障表示
灯（１７）にそれぞれ接続される表示灯端子（１８１）
、（１８ｍ）及び（１８ｎ）を有すると共に、各出力端
子に駆動電源を供給する出力接点（１８ｐ）　、　（＋
８ｑ）、（１８ｒ）　、及び（１８ｓ）を有する。

そして、該コントローラ（１８）の内部構成としては、
第４図に示すように、主回路電流の検出信号Ｉｃ、零相
電源の検出信号ＩＯと、起動操作スイッチ（１２）及び
停止操作スイッチ（１３）による接点信号Ｓを動作条件
として入力する入力回路（１８）、その入力データに対
応して各制御動作を命令コードでプログラムして予め記
憶した記憶回路（２０）、この記憶回路（２０）の命令
コードと入力回路（１８）の入力データによって論理判
断し駆動信号を得る制御回路（２１）、及び該制御回路
（２１）によって駆動され電動機（４）の起動制御、及
び保護動作を行う出力回路（２２）を備えており、コン
トローラ（１８）による過電流検出特性としては、定格
値以上の主回路電流の時間積分値または主回路電流の二
乗の時間積分値のデジタル値が設定レベル以上窃とき過
電流と判断する構成とされている。

次に」二記憶３．４図による動作を述べると、先ず第１
に起動操作スイッチ（１２）がオンとなると、入力回路
（１９）の検出に基いて制御回路（２１）は、記憶回路
（２０）の内部の命令コードを読み出し、また入力回路
（１９）の入力データを読み込みその両者のデータより
論理判断し、この場合出力回路（２２）に電磁開閉器（
３）の駆動信号と運転表示灯（１４）を点灯する信号を
送ると共に記憶回路（２０）に運転状況を記憶する。上
記出力回路（２２）においては、電磁開閉器（３）の駆
動信号を増ｎ］　Ｌ内部接点（１８ｐ）をオンすること
により電磁開閉器（３）のコイル（３ａ）を励磁して電
動機（４）を起動する。また同時に運転表示信号を増［
１］シて内部接点（１８ｑ）をオンすることにより運転
表示灯（１４）を点灯する。この運転状態は内部で記憶
されているためその後起動操作スイッチ（１２）がオフ
になっても運転は持続される。第２にかかる運転状態に
おいて、停止操作スイッチ（１３）がオフになると、入
力回路（１８）はその接点信号を検出し、これに基いて
制御回路（２１）は記憶回路（２０）の内部命令コード
を読み出し、また入力回路（１９）のデータを読み込ん
で両者のデータより論理判断して出力回路（２２）に停
止表示信号を送る共に、運転表示信号と電磁開閉器の駆
動信号を停止する。同時に記憶回路（２０）に記憶して
いた運転状態をリセフトする。この時、出力回路（２２
）は、内部接点（１８ｑ）をオフに１−２て運転表示灯
（１４）を消灯し、内部接点（１８ｒ）をオンして停止
表示灯（１５）を点灯すると共に、内部接点（１８ｐ）
をオフして電磁開閉器（３）のコイル（３ａ）の励磁を
解き、電動機（４）を停止する。

そして第３に上述した運転状態において、主回路（５）
及び電動偉（４）に過負荷状態または漏電状態が発生す
ると、入力回路（１９）はその回路電流Ｉｃまたは零相
電流Ｉｏを検出し、これに基いて制御回路（２１）は記
憶回路（２０）の内部命令コードを読み出しまた入力回
路（１９）のデータを読み込み両者のデータより論理判
断して故障状態と判定する。そして記憶回路（２０）の
運転状態の記憶をリセットし故障状態を新たに記憶する
。さらに出力回路（２２）に故障表示信号と停止表示信
号を送出すると共に、運転表示信号と電磁開閉器の駆動
信号を停止する。この時出力回路（２２）は内部接点（
１８ｑ）をオフして運転表示灯（１４）を消灯し、内部
接点（１８ｒ）をオンして停止表示灯（１５）を点灯す
ると同時に、内部接点（１８ｐ）をオンとし電磁開閉器
（３）のコイル（３ａ）の励磁を解き、電動機（４）を
停止する。

しかして、コントローラ（１日）はさらに回路電流Ｉｃ
が負荷電動機（４）の耐量具−ヒになり破損を生じるよ
うな場合にも未然に動作して電動ｍ　（４）を停止させ
破損を防止する。第５．６図は該コントローラ（１８）
の負荷の停止制御時の特性曲線で、横軸を回路電流、縦
軸を時間として対数グラフで描いたもので、図におい一
、：、Ａ、Ｂは従来方式と同一部分を示し、Ｄ、Ｅは本
発明のコントローラによる動作特性を示している。コン
トローラ（１８）の過電流保護特性り、Ｅはすべての電
流値において負荷電動機（４）の過電流耐量Ａの下側に
なるよう設定されている。第５図においては、コントロ
ーラ（１８）の過電流検出特性は一定値以北の電流にお
いてその時間積分値ｆＩｄｔが一定レベルに達した時に
動作するものを示しているが、デジタル回路構成の場合
には電流値データをＩＤ、データ入力時間間隔をΔｔと
すると、Ｔ＝ΣＩｏＸΔｔの演算を行なって演算結果の
Ｔを基準値と比較して検出判断すれば良く簡単に検出で
きる。また、第６図はコントローラ（１８）の過電流検
出特性が一定値以上の電流値の二乗値の時間積分値ｆＩ
２ｄｔが一定レベルに達した時に動作するものを示し、
デジタル回路構成によれば、Ｔ＝ΣＩＤＸΔｔの演算を
行なって演算結果のＴを基準値と比較して検出判断すれ
ば良く簡単に実施できる。

上述の如く起動、停止、過電流保護、及び漏電保護等の
入力信号は記憶回路（２０）の命令コードによって論理
処理され、信号処理、出力はすべてコントローラ（１８
）の内部で行なわれる。そしてまた記ｔａ回路（２０）
に記憶させる命令コードを変えることにより外部回路を
全く変更することなく負荷に要求される種々の制御、保
護特性を変更することができる。

なお、上記実施例は、コントローラ（１８）の過電流検
出特性として、回路電流が一定値を越えた場合に回路電
流の時間積分値または回路電流の二乗の時間積分値のデ
ジタル値が所定レベル以上のとき負荷電動４１ｊ！（４
）を停止するものであるが、要するにデジタル値の設定
は負荷電動機（４）の過電流謝昂に応じて設定すれば良
い。また上記の実施例では出力回路を内部接点で構成し
た場合として述べたが、出力素子としてトライアックを
使用してもよいし、制御電源が直流ならば］・ランジス
タを使用してもよい。さらに上述の制御保護方式以外の
制御保護方式が必要ならば、あらかじめ記憶回路（２０
）の命令コードをそのように構成しておけばあらゆる種
類の機能の要求を満足させることができる。

以上のように本発明によれば、各種の保護リレーをユニ
ットに一体化してコントローラ（１８）を形成したので
、従来種々のリレーによって構成されリレー間の配線に
より所要の機能をもたせていた従来の同等の装置と比較
して全体の構成を一段と小型化できる。またコントロー
ラ（１８）の内部で制御機能が変更できるため制御装価
全体としてユニメト外の配線が固定化され、かくして配
線が容易になり、誤配線等が発生することがないので信
頼性が七る。かくして本発明に依れば装置の小型化、低
価格化、高信頼度が実現され、そして過電流検出が回路
のデジタル化により検出の精度が向上し特性変化の少な
い高性能な検出が行い得る。

さらに制御装置メーカーにとっては、ユーザーの要求機
能が決定しなくても、゛あらかじめ盤を製作することが
可能となり、客先仕様決定後に要求される制御保護方式
に設定するのみで洛み、先１ｊ製作、装置の共用化部材
の種類のｌ１ｌｉ！減、製品の納期の短縮が可能で、経
済的メリットが大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の電動機制御装置を示す回路図、第２図は
従来の過電流リレー（９）の動作特性を示す特性曲線図
、第３．４図は本発明の一実施例を示す回路図と機能ブ
ロック図、第５．６図はそれぞれ実施例における過電流
検出特性を示す特性曲線図である。 （１）・・・主回路電源母線、（３）・・・電磁開閉器
、（４）・・・電動機、　　　　（８）　、　（１０）
・・・変流器、（１８）・・・コントローラ、　（１８
）・・・入力回路、（２０）・・・記憶回路、　　　（
２１）・・・制御回路、（２２）・・・出力回路。 なお、図中、同一符号は同−又は相当部分を示す。 代理人　　葛野　信− 第１　Ｉｌ＋ 第　２　図 １　　　劃Ｌ（Ａ） ′ご３３図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 主回路電源母線に電磁開閉器及び変流器、等を介在させ
   て接続された電動機への電源供給を制御するコントロー
   ラを備え、該コントローラを、上記変流器による主回路
   電流の検出信号及び零相電流の検出信号と起動用及び停
   止用操作スイッチによる接点信号を動作条件データとし
   て入力する入力回路と、該データに対応した各制御動作
   を命令コードでプログラムして予め記憶した記憶−回路
   と、その記憶回路の命令コードと入力回路の入力データ
   によって論理判断し駆動信号を得る制御回路と、該制御
   回路によって駆動され上記電動機の起動制御及び保護動
   作を行う出力回路とで構成すると共に、該コントロ丁う
   による過電流検出特性を、定格値以上の主回路部１の時
   間、積分値または定格値以上の主回路電流の二乗の時間
   積分値のデジタル値が設定レベル以上のとき過電流と判
   断す髄師 る構成としたことを特徴とする電動機制御装置。