JPS59861Y2 - 交流交番波を利用した制御方式 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、電動機などの動力装置に好適した制御方式に
関する。

本考案の典型的な先行技術は、たとえば特開袋４９−３
５７８１に開示されているように、交流電源からの電圧
をトランスによって降下し、リレーを駆動するとともに
、ツェナダイオードを用いて電圧をさらに降下して、他
のリレーに適切な電圧を与えるように構成される。

このようなリレーのシーケンス動作によって、負荷が制
御される。

このような先行技術では、ツェナダイオードによる消費
電力が大きく、シたがって大きな熱損失を伴ない、また
ツェナダイオードの特性の劣化が著しい。

またル−のコイルに誘起される逆起電力を抑制するため
のダイオードが各リレーのコイル毎に個別的に設ける必
要があり、部品点数が増加している。

しかも、配線されるラインが長距離にわたり、したがっ
て浮遊容量が生じると、動作が緩慢となり、シーケンス
動作の誤りを生じる結果となる。

したがって長距離にわたる負荷の制御を行なうことが困
難である。

また負荷を起動したときの確認を行なうための構成が考
慮されておらず、負荷が起動されたか否かを確実に確認
することができないという大きな問題がある。

すなわち先行技術では、負荷としてのモータが駆動され
、これによって各種の動作が行なわれたとき初めて、モ
ータが付勢されていることが確認されるだけであり、起
動のための指令スイッチなどの操作直後に、負荷が起動
されたか否かを確認することができない。

またトランスの２次側の短絡を防ぐために、安全抵抗が
リレーコイルに直列に介在されなければならず、このこ
とによって不所望な電力消費が増大するとともに、この
ような安全抵抗は、比較的大形大容量でなければならず
、構成が複雑化することになる。

本考案の目的は、このような先行技術の問題を一掃する
ものであり、構成が簡略化され、部品点数が少なくてす
み、さらにラインが長距離に及ぶときにおける浮遊容量
を積極的に利用することができるようにし、安全抵抗の
必要性を無くすようにした改良された交流交番波を利用
した制御方式を提供することである。

第１図は本考案の一実施例の電気回路図である。

交流電源の一方の電極Ｒには、停止用押釦スイッチ７、
起動用押釦スイッチ６および第１ダイオード３２のアノ
ードが直列に接続される。

第１ダイオード３２のカソードは、ライン２３を介して
故障信号切換スイッチ１６の共通接点６０に接続される
。

故障信号切換スイッチ１６における故障発生時以外に共
通接点と導通している一方の個別接点６１には、第２ダ
イオード２９のアノードが接続される。

第２ダイオード２９のカソードは負荷起動用リレーＡの
コイル１８の一方の端子に接続される。

負荷起動用リレーＡのコイル１８の他方の端子はライン
２５ ａを介して交流電源の他方の電極Ｎに接続される
。

負荷起動用リレーＡのコイル１８が励磁されることによ
って、負荷起動用リレーＡの接点６４が導通し、そのた
め負荷用電磁開閉器５２のコイル６３が励磁され、これ
によって、この負荷用電磁開閉器５２の起動確認用接点
２１が導通する。

起動確認用接点２１と減電圧用抵抗２８とは直列に接続
される。

この起動確認用接点２１と減電圧用抵抗２８との直列回
路は第２ダイオード２９に並列に接続される。

負荷起動用リレーＡのコイル１８の前記他方の端子には
、第３ダイオード３１のアノードが接続される。

負荷起動用リレーＡのコイル１８の前記一方の端子に第
３ダイオード３１のカソードが接続される。

第１ダイオード３２のカソードには、故障用リレーＣの
接点１３を介して第４ダイオード２７のアノードが接続
される。

第４ダイオード２７のカソードと前記一方電極Ｒとの間
には起動確認用リレーＢのコイル１０が介在される。

コイル１０にはコンデンサ２６が並列に接続される。

故障信号切換スイッチ１６における故障発生時に共通接
点６０と導通する他方の個別接点６２には、第５ダイオ
ード３０のカソードが接続される。

第５ダイオード３０のアノードは負荷起動用リレーＡの
コイル１８の前記他方端子に接続する。

第１ダイオード３２のカソードには第６ダイオード２５
のアノードが接続される。

第６ダイオード２５のカソードと前記一方電極Ｒとの間
には故障用リレーＣのコイル１５が接続される。

起動用押釦スイッチ６には、起動確認用リレーＢの保持
用接点９が並列に接続される。

起動確認用リレーＢは、交流電源の前記他方電極Ｎから
ライン２５ａ、第３ダイオード３１．起動確認用接点２
１．減電圧用抵抗２８、故障信号切換スイッチ１６、ラ
イン２３、故障用リレーＣの接点１３および第４ダイオ
ード２７を経て交流電源の前記一方電極Ｒに電流が流れ
たとき、保持用接点９を導通させるように起動確認用リ
レーＢの動作電圧が低く選ばれている。

故障用リレーＣは、交流電源の前記他方電極Ｎからライ
ン２５ａ、第３ダイオード３１．起動確認用接点２１．
減電圧用抵抗２８、故障信号切換スイッチ１６、ライン
２３および第６ダイオード２５を経て交流電源の前記一
方電極Ｒに電流が流れても動作しないように、故障用リ
レーＣの動作電圧は高く選ばれる。

この故障用リレーＣのコイル１５に動作電圧以上の電圧
が印加されたとき、接点１３は遮断する。

三相交流電源６５からの電力は、負荷用電磁開閉器５２
の接点６６からサーマルリレー６７を介して負荷として
の誘導モータ６８が与えられる。

負荷用電磁開閉器５２のコイル６３が励磁されたとき、
接点６６は導通する。

サーマルリレー６７は、負荷としての誘導モータ６８に
過大な電流が流れたとき、故障信号切換スイッチ１６の
共通接点６０は、個別接点６１から個別接点６２に切換
わって個別接点６２と導通する。

故障用リレーＣのコイル１５には並列にダイオード６９
が接続されており、異常に高い逆起電力の発生を防ぐ。

被制御側の負荷としてのモータ６８を起動させるために
、まず制御側の起動用押釦スイッチ６を押す。

交流電源の電極Ｒ，Ｈには第２図ａに示す波形を有する
電圧が供給されている。

起動用押釦スイッチ６を導通することによって、交流交
番波の上半波を使った次の回路（１）が形成される。

交流電源の一方の電極Ｒ→停止用押釦スイッチ７→起動
用押釦スイッチ６→第１ダイオード３２→ライン２３→
故障信号切換スイッチ１６の共通接点６０→故障信号切
換スイッチ１６における故障発生時以外の共通接点６０
と導通している一方の個別接点６１→第２ダイオード２
９→負荷起動用リレーＡのコイル１８→ライン２５ ａ
→交流電源の他方の電極Ｎ・・・・・・（１） 上記回路（１）が形成された結果、負荷起動用リレーＡ
のコイル１８が励磁され、その接点６４によって負荷用
電磁開閉器５２のコイル６３を励磁させる。

そのため負荷用電磁開閉器５２の接点６６が投入されて
モータ６８か゛付勢されるとともに、その負荷用電磁開
閉器５２の起動確認用接点２１が導通する。

そこで運転の確認を行なうために、次の回路（２）が形
成される。

交流電源の他方電極Ｎ→ライン２５ ａ→第３ダイオー
ド３１→起動確認用接点２１→減電圧用抵抗２８→故障
信号切換スイッチ１６における故障発生時以外に共通接
点６０と導通している前記一方の個別接点６１→故障信
号切換スイッチ１６の共通接点６０→ライン２３→故障
用リレーＣの接点１３→ダイオード２７→起動確認用リ
レーＢのコイル１０→交流電源の一方の電極Ｒ・・・・
・・（２）上記回路（２）が形成された結果、起動確認
用リレーＢのコイル１０が励磁される。

これによって起動確認用リレーＢの図示しない接点によ
って表示灯を点灯し、起動確認ができる。

コイル１０が励磁されることによって、保持用接点９が
導通する。

そのため、起動用押釦スイッチ６から手を離して遮断し
ても、負荷起動用リレーＡのコイル１８は励磁されたま
まであり、モータ６８は、電力付勢され続ける。

このとき起動確認用リレーＢのコイル１０に与えられる
電圧は、減電圧用抵抗２８によって、交流電源の電極Ｒ
，Ｎの間に印加される公称電源電圧Ｅボルトの約轟とす
る。

故障用リレーＣのコイル１５にもこの減電圧用抵抗２８
によって低下された半波の電圧が印加されるが、故障用
リレーＣの動作電圧は起動確認用リレーＢの動作電圧の
約５倍とし、起動用リレーＣのコイル１５がこのとき励
磁されていても、その故障用リレーＣの接点１３は導通
したままである。

起動確認用リレーＢのコイル１０がこのように励磁され
ることによって、制御側の起動用押釦スイッチ６は起動
確認用リレーＢの接点９によって短絡され、被制御側の
起動用リレーＡのコイル１８の励磁状態は保持され、運
転が続行される。

負荷起動用リレーＡのコイル１８に流れる電流は第２図
すにおける正の半波であり、起動確認用リレーＢのコイ
ル１０に流れる電流は、減電圧用抵抗２８によって振幅
が低減された第２図すにおける負の半波である。

負荷を停止するときは、制御側の停止用押釦スイッチ７
を押すことによって負荷起動用リレーＡのコイル１８の
励磁を解いて、保持状態を解き、負荷としてのモータ６
８を停止させる。

次に故障発生時について説明する。

運転中に故障が発生すればモータ６８に過大な電流が流
れ、サーマルリレー６７は故障信号切換スイッチ１６に
おける共通接点６０を前記他方の個別接点６２に切換え
る。

第２図Ｃに示すようにコイル１５に流れる交流交番波の
千半波を使って次の回路（３）を形成する。

交流電源の他方電極Ｎ→ライン２５ ａ→第５ダイオー
ド３０→故障信号切換スイッチ１６における故障発生時
に共通接点６０と導通する他方の個別接点６２→故障信
号切換スイッチ１６における共通接点６０→ライン２３
→第６ダイオード２５→故障用リレーＣのコイル１５→
交流電源の一方電極Ｒ・・・・・・（３） 上記回路（３）が形成された結果、故障用リレーＣのコ
イル１５が励磁され、その故障用リレーＣの図示しない
接点によって表示灯の点灯またはブザー等によって故障
を知ることができる。

このとき、故障用リレーＣのコイル１５が励磁されるこ
とによって、その接点１３は遮断する。

そのため起動確認用リレーＢのコイル１０は消磁される
。

コンデンサ２６は、起動確認用リレーＢの動作を遅延さ
せて、故障発生時には起動確認用リレーＢが動作するこ
とを確実に防ぐ。

もつと詳しく述べると、故障発生時には故障信号切換ス
イッチ１６が第１図の状態から切換って故障用リレーＣ
のコイル１５が励磁される。

そのため接点１３が遮断する。故障信号切換スイッチ１
６が切換ってから接点１３が遮断するまでの間、起動確
認用リレーＢのコイル１０には電流が流れる。

このとき起動確認用リレーＢの動作電圧は前述のように
低いので、作動電圧が高い故障用リレーＣが作動して接
点１３が遮断するまでよりも早く、起動確認用リレーＢ
が作動してしまうおそれがある。

コンデンサ２６はこのようなおそれをなくシ、故障発生
時に起動確認用リレーＢが誤って作動することを防ぐ。

またコンテ゛ンサ２６は、コイル１０に与えられる半波
電力を平滑して、起動確認用リレーＢの動作を安定化す
る。

本考案における交流交番波を用いた制御方式の実験を本
件考案者が行なったところ、ライン２３を負荷としての
モータ６８の大電流電線回路（Ｏ〜６００Ａの変化回路
）に平行に布線し、モータ６８を１秒間１回の繰返し動
作および連続運転させた結果、全く誤動作が生じなかっ
た。

これによって大電流電線回路からの誘導によって本件制
御方式が誤動作を生じることがないことを確認した。

以上のように本考案によれば、次のような効果を奏する
ことができる。

（１）大電流電線回路からの誘導による誤動作を生ぜず
、また動力用の交流電源を用いることができ、しかもラ
イン２３とライン２５ ａのみを用いて配線を簡略化す
ることができる。

（２）回路が簡単であり、回路素子の数も少なくするこ
とができ、どこでも入手できる回路素子によって実現さ
れるので、本考案を広範囲に実施することが可能となる
。

（３）作動電圧の低い起動確認用リレーＢのコイル１０
にコンデンサ２６が並列接続されているので、故障発生
時に故障用リレーＣが作動するよりも早く起動確認用リ
レーＢが作動することを防ぐことができる。

（４）上記効果（３）に関連して、交流電源に瞬時的な
停電が発生しても、コンテ゛ンサ２６によってそのとき
の制御状態は保持されたままであり、したがって交流電
源の瞬時的な停電によって各リレーＢおよびＣが誤動作
することが防止される。

（５）定電圧を得るための素子として、減電圧用抵抗２
８を使用したので、ツェナダイオードなどの半導体素子
を使用する場合と比較して、温度や外部サージによる影
響を受けるこがなく、シたがって誤動作のない精度のよ
い制御を行なうことができる。

また、減電圧用抵抗２８は、前記半導体素子に比較して
高電圧に対する耐久力に優れ、したがって交流電源の電
圧がたとえば４００Ｖの高電圧であっても使用すること
が可能であり、一般的に高電圧である制御すべき負荷の
動力用電源を前記交流電源として用いる場合、変圧器な
どを用いて低電圧に起化しなくてもよく、前記交流電源
として動力用電源を直接用いることが可能となる。

（６）第３ダイオード３１は、負荷の起動確認のために
電流が流れることを許容する働きをするだけでなく、負
荷起動用リレーＡのコイル１８に生じる不所望な逆起電
力を抑制する働きをする。

（７）コンテ゛ンサ２７は、起動確認用リレーＢの動作
を遅延させる働きだけでなく、その起動確認用リレーＢ
のコイル１０に生じる不所望な逆起電力を抑制する働き
を兼ねる。

このようにして構成要素の数を低減することができる。

（８）ライン２３，２５ ａが平行して配置されている
とき、ライン２３．２５１間の浮遊容量は、起動確認用
リレーＢの動作を遅延するのに役立つ。

このようにしてライン２３，２５ ａが平行して長距離
にわたって配置されているときには、コンテ゛ンサ２６
の容量を低減することが可能である。

（９）起動確認用リレーＢの保持用接点９に関して述べ
ると、負荷起動用リレーＡのコイル１８が励磁され、そ
の結果、起動確認用接点２１が導通することによって保
持用接点９が初めて導通して自己保持が遠戚される。

このようにして起動用押釦スイッチ６を操作して導通さ
せて負荷が起動されないかぎり、自己保持は遠戚されな
い。

したがって、操作用押釦スィッチ６の操作によって負荷
の起動が威されたか否かを確実にしかも直ちに確認する
ことができるという優れた効果が発揮される。

（１０）減電圧用抵抗２８は、起動確認用リレーＢのコ
イル１０に励磁電流を流すに足るだけの容量を有してお
ればよく、シたがって小容量で足りる。

このことによって不所望な発熱量の低減と構成の簡略化
を図ることができる。

（１１）本考案によれば、起動のために起動用押釦スイ
ッチ６を操作した直後においては、負荷起動用ル−Ａの
コイル１８に直流が流れ、負荷用電磁開閉器５２の接点
２１が導通した後には、減電圧用抵抗２８と起動確認用
リレーＢのコイル１０に電流が流れ、また故障時に異常
な電圧が生じたときには、故障用リレーＣのコイル１５
に電流が流れることになるので、ライン２３，２５１に
回路の故障などによって大電流が流れるおそれがない。

したがって前述の先行技術に関連して述べたように、短
絡保護のための安全抵抗を別途に設ける必要がなく、こ
れによって無駄な電力消費が防がれるとともに、発熱が
防がれる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例の電気回路図、第２図はその
動作を説明するための波形図である。 ６・・・・・・起動用押釦スイッチ、７・・・・・・停
止用押釦スイッチ、９・・・・・・起動確認用リレーＢ
の保持用接点、１０・・・・・・起動確認用リレーＢの
コイル、１３・・・・・・故障用リレーＣの接点、１５
・・・・・・故障用リレーＣのコイル、１６・・・・・
・故障信号切換スイッチ、１８・・・・・・負荷起動用
リレーＡのコイル、２３・・・・・・ライン、２５・・
・・・・第６ダイオード、２５ａ・・・・・・ライン、
２６・・・・・・コンテ゛ンサ、２７・・・・・・第４
ダイオード、２８・・・・・・減電圧用抵抗、２９・・
・・・・第２ダイオード、３０・・・・・・第５ダイオ
ード、３１・・・・・・第３ダイオード、３２・・・・
・・第１ダイオード。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 交流電源の一方の電極Ｒには、停止用押釦スイッチ７、
   起動用押釦スイッチ６および第１ダイオード３２のアノ
   ードを直列に接続し、第１ダイオード３２のカソードは
   ライン２３を介して故障信号切換スイッチ１６の共通接
   点６０に接続され、故障信号切換スイッチ１６における
   故障発生時以外に共通接点と導通している一方の個別接
   点６１には、第２ダイオード２９のアノードを接続し、
   第２ダイオード２９のカソードを負荷起動用リレーＡの
   コイル１８の一方の端子に接続し、負荷起動用リレーＡ
   のコイル１８の他方の端子はライン２５ ａを介して交
   流電源の他方の電極Ｎに接続され、負荷起動用リレーＡ
   のコイル１８が励磁されることによって、負荷用電磁開
   閉器５２の起動確認用接点２１が導通し、起動確認用接
   点２１と減電圧用抵抗２８とを直列に接続し、この起動
   確認用接点２１と減電圧用抵抗２８との直列回路を第２
   ダイオード２９に並列に接続し、負荷起動用リレーＡの
   コイル１８の前記他方の端子に第３ダイオード３１のア
   ノードを接続し、負荷起動用リレーＡのコイル１８の前
   記一方の端子に第３ダイオード３１のカソードを接続し
   、第１ダイオード３２０カソードには、故障用リレーＣ
   の接点１３を介して第４ダイオード２７のアノードを接
   続し、第４ダイオード２７のカソードと前記一方電極Ｒ
   との間に起動確認用リレーＢのコイル１０を介在し、コ
   イル１０にはコンテ゛ンサ２６を並列に接続し、故障信
   号切換スイッチ１６における故障発生時に共通接点６０
   と導通する他方の個別接点６２には第５ダイオード３０
   のカソードを接続し、第５ダイオード３０のアノードを
   負荷起動用リレーＡのコイル１８の前記他方端子に接続
   し、第１ダイオード３２のカソードには第６ダイオード
   ２５のアノードを接続し、第６ダイオード２５のカソー
   ドと前記一方電極Ｒとの間に故障用リレーＣのコイル１
   ５を直列に接続し、起動用押釦スイッチ６には、起動確
   認用リレーＢの保持用接点９を並列に接続し、起動確認
   用リレーＢは、交流電源の前記他方電極Ｎからライン２
   ５ａ、第３ダイオード３１．起動確認用接点２１．減電
   圧用抵抗２８、故障信号切換スイッチ１６、ライン２３
   、故障用リレーＣの接点１３および第４ダイオード２７
   を経て交流電源の前記一方電極Ｒに電流が流れたとき保
   持用接点９を導通させるように起動確認用リレーＢの動
   作電圧を低く選び、故障用リレーＣは、交流電源の前記
   他方電極Ｎからライン２５ａ、第３ダイオード３１．起
   動確認用接点２１．減電圧用抵抗２８、故障信号切換ス
   イッチ１６、ライン２３および第６ダイオード２５を経
   て交流電源の前記一方電極Ｒに電流が流れても動作しな
   いように故障用リレーＣの動作電圧を高く選び、この故
   障用リレーＣのコイル１５に動作電圧以上の電圧が印加
   されたとき接点１３を遮断することを特徴とする交流交
   番波を利用した制御方式。