JPS601808B2 - 欠相検出方式 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は欧磁性片のりードリレーによる欠相検出の方
式に関する。

この発明の原理を第１図、第２図「第３図に基づいて説
明する。

特に第３図の三相電流の検出において、アンプルにコイ
ル１０が巻かれ、それに３個のダイオード１１，１２，
１３で整流された三相の電流の和が流されるのであり、
アンプル中のりードリレ−２の接点は、自己保持を行う
端子に取り付けられ、他のコイル１５が、信号化の接点
２ａに対するもう１つのアンプルに巻かれている構成よ
りなり、とくに三相モータの保護に使用されるものであ
る。すなわち、この発明の方式は軟磁性片を用いたりー
ドリレーを交流で使用するようにしたもので、このよう
なりードリレーがガラス容器中に封入されており、コイ
ルを備えていて、そのコイルは連続的電流を通じるとき
、磁性片に作用する磁場を生じてリードリレーの接点を
閉じるものであり、また、検出すべき電流回路中にコイ
ルを接続すると、連続的電流の検出を行うこともできる
。

従来からこの種のりードリレーは、交流に対しては使用
することができない。たとえ、交流を整流してリードリ
レーに流しても、交番毎に接点が開閉して、具合が悪い
。すなわち、そのためリードＩＪレーの作動中、有害な
振動が生じる。一般に、欠相検出方式は、相の遇然の切
断またはモータの無負荷運転を検出するもので、そこに
設けられたりードリレ−の接点を開くことによってモー
タへの電流供給を調節し、三相のモータあるいは抵抗を
保護するためのものである。したがって、この種の欠相
検出方式は、ガラス容器中に封入された軟磁性体のりー
ドリレーを用いて多相交流電流の欠相を検出する方式で
、アンプルの周囲に、１個または数個のコイルを配し、
それに交流の片側の波および、検出すべき交流に対し位
相のずれた交流の片波を通じるようにし、そのコイルは
作られる磁場が全く同じ向きになるように作られ、少な
くとも一相が切れると、リードリレーが開くようになっ
ている様に構成される。

ところで、保護すべき電気製品、例えばモータ等の運転
開始の際にこの種の欠相検出方式にもダイオード１１，
１２，１３で整流された三相の電流の和を流さなければ
ならないが、手動、又は自動により電流和の流れを制御
するものがある。

本発明は、特に自動により電流和の流れを制御するもの
の改良型であって、運転開始時の電流の大小に関係なく
、電気製品の運転が開始されると、電流和の流れを制御
し、確実に起動することができる欠相検出方式を提供す
ることを目的とする。この発明の実施例について詳細に
説明する前に第１図から第４図を用いて、本発明の原理
を説明する。

三相系統を扱う場合、三相のうちいずれかで電流が欠損
していることを検出したいとき、第１図の方式を利用す
ることができる。

そこでは、アンプルには３つのコイル６，７，８が巻か
れ、それらは各々直列にダイオードを入れて、各々１つ
の相につながる。３個のダイオードは同じ向きに接続さ
れており、それらは各々交流を同じ方向に整流する。

例えば、３つのコイルはリードリレーを内蔵したアンプ
ルに巻回されている。そして、３つのコイルで作られる
磁場は決してゼロにならず、常に、アンプル中のりード
リレーの接点を閑じておくに充分な強さをもつものであ
る。第２図は、第１図の改良型を示し、星型に接続され
た三相交流がダイオード１１，１２，１３で各相毎に同
じ向きに整流され、その電流の和がただ１つのコイル１
０に供Ｖ給されるようにして、コイルを１つしか使わな
いことも可能である。

この改良型では負荷であるモータの通常運転時に、少な
くとも一相が欠落すれば、リードスイッチは直ちに開く
。また、第３図の方式は、電流が欠損し、或いは余りに
小さくなった場合でも、リードリレーの接点をはっきり
開くようにした改良型である。

第３図で示される場合において、アンプル中のりードリ
レー２は、その上にコイル１０が巻かれており、このコ
イルと直列につながれていて、コイル１０が励磁されれ
ば、リードリレー２は自己保持される。このリードリレ
ー２に調節または始動の手敷接点１４が並列に接続され
ている。第３図に示された場合には、コイル１０を巻い
たアンプルのリードリレー２は、このコイルと直列に接
続され、したがって、自己保持の構成となっている。す
なわち、最初、リードリレー２は開いた状態にあり、開
始時に手動接点１４を押圧することによりコイル１０を
励磁し、磁界を発生させリードリレー２を閉にする。そ
の後は、接点１４を開いてもリードリレー２は、欠相が
生じない限り閉じた状態に保持される。第１のコイル１
０と直列に、第２のコイル１５がモータに給電する回路
を制御するりードリレー２ａをもつ他のアンプルに巻き
付けられている。第３図の例では開始時にスイッチ１４
を手動でオンにする必要があり、煩雑である。

この点を改良したのが第４図の例である。第４図では、
コイル１０と１５が、ただ１つのコイル１６によって置
き換えられており、これが２と２ａに換わるリードリレ
ー１６ａと１６ｂを含む１つのアンプルに作用を及ぼす
、リードリレー１６ａを開くと生じる４・火花の影響を
減衰させるため、これと平列にコンデンサ１７及びそれ
と直列の抵抗１８及びこれを遮断するダイオード１１，
１２，１３と反対向きのダイオード１９とからなる、所
定の時定数を有する時間遅れ回路を接続する。

また、短時間の切断の際、すなわち、一時的な欠相の際
、抵抗１８を通して充電されていたコンデンサは、ダイ
オード１９を通してコイル１６を介して放電し、これに
よってリードリレー１６ａと１６ｂを閉じたままに保持
する。

リードスイッチを開いてしまう長期的な欠相または切断
の後、始動する際、自己保持型のりードリレー１６ａを
再度オンしなければならないが、第３図の例では、この
オンを接点１４を手動で短絡することにより達成してい
た。

しかし、第４図ｏの例では、この手鰯動作の煩雑を避け
るため、リードリ．レー１６ａの接点の両端に抵抗２０
を接続する。これにより、モータが再度始動する時には
、電力供給線に通常運転時よりも大きな電流が流れ、そ
れに対応した電流が抵抗２０を介してコタィル１６を流
れることになる。従って、コイル１６は励磁され、リー
ドリレー１６ａは自動的にオンになる。相の切断を視覚
的に検知するために、変流器の二次側に、星型結線で３
個の発光ダイオード２１，２２，２３を接続する。

これらは一方では、逆電圧に対して、３個のダイオード
２４，２５，２６によって保護され、他方では、共通に
接続された保護抵抗２７によって過剰電流が流れないよ
うになっている。上記の装置は、また、始動時の超過電
流に対して、モータを保護することもできる。

そのためには、三相電源に接続された変流器の容量を正
常な作動時の電流以上の電流に対しては変流器が飽和し
てしまうように決めれば充分である。例えば、瞬時的に
１相の欠落が生じると、変流器からの出力電流は、３相
が重複した形とはならず、短い期間ゼロになってしまい
、その結果、コイル１６を滅磁しリードリレー１６ａ，
１６ａを開いてしまうこととなる。ところが、第４図の
例では素子１７，１８，１９で構成される時間遅れ回路
が設けてあるので、そのような短い期間では、コイル１
６は級磁せず、リードスイッチ１６ａ，１６ａは閉じた
状態に保持される。同様に、注意すべきことは、位相差
が正しく保たれること、また、リードリレーに入る交流
が余りにずれて電流のゼロの時間を生じてリードリレー
を開くことのないようにすることであろう。

また、望むならば、コンデンサ１７を適当な電圧の蓄電
池に換えることもできる。ところで、第４図の例では、
モータ駆動開始時に大電流を必要としない場合、例えば
モータが慣性力で回転している時に駆動開始すれば、直
ちに通常運転状態になり、駆動開始時に大電流を必要と
しない。

このような場合、抵抗２０を介して流れる電流は、コイ
ル１６を励磁してリレースイッチ１６ａ，１６ａを開に
するには弱すぎる。そこで開発されたのが、本発明に係
る第５図に示す実施例である。第５図の実施例では、ゲ
ートターンオフサイリスタ（ＧＴＯ）２８がリードリレ
ー１６ａの接点と並列に、３個のダイオード１１，１２
，１３の共通端子と抵抗１８とコンデンサー７の共通端
子との間に入れられる。このゲートターンオフサィリス
タのゲート端子は、コイル１６と並列に入れられたりー
ドリレー２９ａの接点を介して、変流器へ戻るリード線
に接続されている。保護された装置に電圧をかけるとき
、ゲートターンオフサィリスタの両端に過電圧が生じる
。

それはゲートターンオフサィリスタを導体にし、コイル
１６を励磁し、接点１６ａを閉じさせる。その間、コン
デンサー７は瞬間的に充電され、不都合な切断を生じる
あらゆる危険を免れさせる。リードスイッチ１６ａが作
動すると直ちに、コイル２９は励磁され、そのリードス
イッチ２９ａを閉じる。そして、それはトリガーを負に
し、ゲートターンオフサィリスタの導通を切断する。リ
ードスイッチ２９ａが切れるときにはリードスイッチ１
６ａが開いた後に、開かなければならない。それはゲー
トターンオフサィリスタが接点１６ａが開いた後まで阻
止状態になっているようにするためである。リードスイ
ッチ２９ａは、リードスイッチ１６ａよりも感度が良く
なければならない。始動の長いようなモータに対しては
、始動時の間、コンデンサー７の電荷を制限する必要が
あるかも知れない。そのために、第６図に示されたよう
に、コイル１６と直列に始動電流にのみ感応するりード
スィッチ３０ａを有するコイル３０を挿入する。このリ
ードスイッチ３０ａは抵抗３１を介して、始動時の間、
コンデンサを放電させる。接点３０ａは、正常の運転時
には開いている。無負荷状態に対する遮断を望む場合に
は、コイル１６及び３０の回路に直列に可変抵抗３２を
挿入する。この抵抗は、装置に流れる電流がモータの無
負荷運転に対応する最小の電流以下に下ったとき、自己
保持電流を減少せしめ、リードスイッチのリレーの接点
を開くように調節される。良く知られているように、こ
れらの接点を入れたアンプルをコイル１６に対し適当な
位置に置くことによって、コイル１６が接点２９ａと３
０ａを動かすようにすることができる。

その位置は、それぞれの接点に望ましい感度が得られる
ように決められる。この発明の要旨は、多相電力供給源
に接続可能な電気製品を欠相時に保護する保護回路であ
って、多相電力供給源の各相から導かれる電流に対応し
た電流を発生させる手段と、発生された電流をそれぞれ
整流する整流手段１１，１２，１３と、該電気製品にサ
ーキットブレーカーとして接続可能な一組の第１接点１
６ｂを有する第１リードリレーとからなる欠相検出方式
において、該整流手段からの合算された整流電流を受け
るように接続された少なくとも一つのコイル１６からな
る第１巻線手段１６を備え、談合算された整流電流は互
いに協働するように第１巻線手段１６を励磁して該一組
の第１接点１６ｂを閉じる磁界を発生させ、多相電力供
給源の少なくとも一相からの電力供給が断たれると、発
生磁界が減少し、該第１接点１６ｂが開かれるようにす
る一方、該第１巻線手段１６の励磁により閉じられる今
一つの一組の第２接点１６ａを上記第１リードリレーに
設け、その一端を上記整流手段１１，１２，１３に接続
する一方、その他端を第１巻線手段１６に接続し、該第
１リードリレーの接点の自己保持手段を構成し、そして
、該第１巻線手段１６に並列に時間遅れ回路１７，１８
，１９を接続し、励磁電流に生じる一時的なしや断に対
し該巻線手段１６の磁界が消滅しないように構成し、更
に、上記第１巻線手段と直列に接続した第２巻線手段２
９及び該第２巻線手段により制御される一組の第３接点
２９ａより構成される第２リードリレーと、上記第２接
点１６ａと並列にアノード・カソード間を接続すると共
にゲートを上記第３接点２９ａを介してサィリスタ・タ
ーンオフ電位供給点に接続されるゲートターンオフサイ
リスタとを設け、上記電気製品運転開始時は、ゲートタ
ーンオフサィリスタの導通により上記第２接点１６ａを
短絡し、上記第１巻線を励磁し上記第１リードリレーを
自己保持状態に保つ一方、その後上記第２巻線を励磁し
上記第３接点を閉にしゲートターンオフサィリスタを遮
断するようにしたことを特徴とする欠相検出方式である
。

従って、上記した実施例の形態に限定されるものではな
く、たとえば、リードスイッチとして種々の形式の多く
の変形が基本型をはずれることなくもたらされることも
可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図から第４図は、三相交流で作動させるための欠相
検出方式の原理図、第５図は、本発明に係る欠相検出方
式の実施例の回路図、第６図は、第５図の変形例である
。 １１，１２，１３，１９”””ダイオード、１６，２９
……コイル、１６ａ，１６ｂ，２９ａ……リードスイッ
チ。 第１図 第２図 第３図 第４図 第５図 第６図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 多相電力供給源に接続可能な電気製品を欠相時に保
   護する保護回路であって、多相電力供給源の各相から導
   かれる電流に対応した電流を発生させる手段と、発生さ
   れた電流をそれぞれ整流する整流手段１１，１２，１３
   と、該電気製品にサーキツトブレーカーとして接続可能
   な一組の第１接点１６ｂを有する第１リードリレーとか
   らなる欠相検出方式において、該整流手段からの合算さ
   れた整流電流を受けるように接続された少なくとも一つ
   のコイル１６からなる第１巻線手段１６を備え、該合算
   された整流電流は互いに協働するように第１巻線手段１
   ６を励磁して該一組の第１接点１６ｂを閉じる磁界を発
   生させ、多相電力供給源の少なくとも一相からの電力供
   給が断たれると、発生磁界が減少し、該第１接点１６ｂ
   が開かれるようにする一方、該第１巻線手段１６の励磁
   により閉じられる今一つの一組の第２接点１６ａを上記
   第１リードリレーに設け、その一端を上記整流手段１１
   ，１２，１３に接続する一方、その他端を第１巻線手段
   １６に接続し、該第１リードリレーの接点の自己保持手
   段を構成し、そして、該第１巻線手段１６に並列に時間
   遅れ回路１７，１８，１９を接続し、励磁電流に生じる
   一時的なしや断に対し該巻線手段１６の磁界が消滅しな
   いように構成し、更に、上記第１巻線手段と直列に接続
   した第２巻線手段２９及び該第２巻線手段により制御さ
   れる一組の第３接点２９ａより構成される第２リードリ
   レーと、上記第２接点１６ａと並列にアノード・カソー
   ド間を接続すると共にゲートを上記第３接点２９ａを介
   してサイリスタ・ターンオフ電位供給点に接続されるゲ
   ートターンオフサイリスタとを設け、上記電気製品運転
   開始時は、ゲートターンオフサイリスタの導通により上
   記第２接点１６ａを短絡し、上記第１巻線を励磁し上記
   第１リードリレーを自己保持状態に保つ一方、その後上
   記第２巻線を励磁し上記第３接点を閉にしゲートターン
   オフサイリスタを遮断するようにしたことを特徴とする
   欠相検出方式。 ２ 上記時間遅れ回路はコンデンサ１７と抵抗１８の直
   列回路およびダイオード１９の分路回路からなることを
   特徴とする特許請求の範囲第１項記載の欠相検出方式。 ３ 上記ゲートターンオフサイリスタ２８は時間遅れ回
   路のコンデンサ１７および抵抗１８の接続点と、上記整
   流手段１１，１２，１３および第２接点１６ａの接続点
   との間に接続されたことを特徴とする特許請求の範囲第
   ２項に記載の欠相検出方式。４ 上記巻線手段１６に直
   列に接続した巻線３０と、上記コンデンサ１７と分路し
   て接続される一組の第４接点３０ａからなる第３リード
   リレーを設け、該巻線３０は所定値以上の電流を受ける
   と一組の第４接点３０ａを閉じるように励磁され、コン
   デンサ１７を放電するように構成したことを特徴とする
   特許請求の範囲第２項記載の欠相検出方式。 ５ 上記一組の第４接点３０ａに直列に抵抗３１を接続
   し、該第４接点３０ａが閉じられたとき、該コンデンサ
   １７を所定の時定数で放電するように構成したことを特
   徴とする特許請求の範囲第４項記載の欠相検出方式。 ６ 上記巻線手段１６に直列に可変抵抗３２を接続し、
   該巻線手段１６を流れる電流を調節可能にしたことを特
   徴とする特許請求の範囲第１項から第５項のいずれか１
   項に記載の欠相検出方式。