JPS6059839B2

JPS6059839B2 - 誘導電動機の電流制御装置

Info

Publication number: JPS6059839B2
Application number: JP56031497A
Authority: JP
Inventors: 稔田中
Original assignee: Azbil Corp
Current assignee: Azbil Corp
Priority date: 1981-03-05
Filing date: 1981-03-05
Publication date: 1985-12-26
Also published as: JPS57145595A

Description

【発明の詳細な説明】この発明は、種々の負荷を駆動するための誘導電動機
に負荷の増大によつて大きい駆動電流が流れようとした
ときに、この駆動電流を所定の値に制限するように動作
する誘導電動機の電流制御装置に関するものである。

循環冷水を冷却するための冷凍機を例にとる−と、送
出される冷水の温度を設定値に保持するために、戻つて
きた冷水の温度に応じて圧縮機のベーン開度を調節す
るという制御が行われる。

この制御において、冷水温度が高くなるにしたがつてベ
ーン開度が大きくなると、圧縮機を駆動するための誘導
電動機の負荷が増大するので、冷水温度だけでベーン開
度を調節すると、誘導電動機が過負荷になる危険がある
。この発明は、負荷の増大によつて誘導電動機の駆動
電流が増大する過程で、所定の順流電流値に達したとき
には、これよりも大きくならないよう・に負荷を制御す
ることにより、誘導電動機に設定値以下の駆動電流が流
れるのを防止するようにした誘導電動機の電流制御装置
を提供することを目的としている。

つぎにこの発明の一実施例について図面を参照して説
明する。

第１図において、＃１端子および＃２端子間には変流器
の出力が供給される。この変流器は、冷凍機の圧縮機を
駆動するための誘導軍動機に実際に供給されている電流
を検出してこれに比例した出力電流を発生するものてあ
る。誘導電動機に供給される電流の大きさは、冷凍機の
冷凍機に対する要求冷凍能力の大きさに対応して変化す
る圧縮機のベーン開度の比例する。この変流器の出力電
流は、まずトランス１で昇圧され、ダイオードブリッジ
からなる整流回路２で整流され、さらに抵抗Ｒ１、Ｒ２
およびコンデンサＣｌ、Ｃ２からなる平滑回路で平滑さ
れたのち、抵抗Ｒ３、可変抵抗ＶＲＩおよび抵抗Ｒ４の
直列回路を流れる。そしてこの直列回路の一端のａ点に
発生した電圧Ｖｉと、抵抗Ｒ７、可変抵抗ＶＲ２、およ
び抵抗Ｒ８からなる直列回路によつて設定された電圧Ｖ
％との差Ｖｉ−Ｖ％が、差動増巾器Ｕ１の第１の入力端
に与えられる。したがつて基本的には、差動増巾器Ｕ１
は、変流器出力を基準値と比較してその差に対応する出
力ＶＯｕｔ＝Ｖｉ−ｖ％を発生することになる。ここで
リレー３Ｋ（これについては後で説明する）の接点３Ｋ
１がＮＣ側にある状態を想定すると、ａ点の電圧は、変
流器出力が一定であれば、可変抵抗ＶＲｌおよびＶＲ２
の設定に応じて変化する。

この例では、可変抵抗■Ｒ１はあらかじめ適当な位置に
設定されたのち固定され、可変抵抗■Ｒ２が所望の誘導
電動機電流に応じて設定される。いまｂ点の電圧が定格
電流値の１００％に相当する値であるとする。これによ
り、可変抵抗ＶＲ２を調節することにより、直列回路に
よつて設定される電圧Ｖ％は、定格電流値の１００％か
らこれより低い値までの範囲で任意に設定することが可
能てある。この例ては、便宜上、設定電流値の調節範囲
は１００％〜５０％であり、そして８０％に設定されて
いるものとする。すなわち差動増巾器Ｕ１は、変流器出
力に対応する電圧を、定格電流値の８０％に抑制した電
圧と比較し、その差に対応した出力電圧を発生するよう
に動作する。差動増幅器Ｕ１の出力は、２つの比較回路
３ａおよび３ｂに同時に供給される。

第１の比較回路３ａは、差動増幅器Ｕ１の出力電圧、す
なわち圧縮機の誘導電動機に流れる電流量が最大設定値
に達したことを上限基準値との比較によつて検出したと
きにリレー１Ｋを動作させ、そして上限基準値よりも低
い下限基準まで降下したときにリレー１Ｋを非動作にす
るように働く。第２の比較回路３ｂも同様の動作でリレ
ー２Ｋを制御するが、そ．の上限基準値か第１の比較回
路３ａの下限基準値よりも低い値に設定されている点が
異なる。リレー１Ｋは、動作している間だけ圧縮機のベ
ーンの開度を小さくするように、またリレー２Ｋは逆に
ベーンの開度が大きくなるのを許容するように、ベーン
の開度を調節するためのベーンモータの制御回路内に設
けられた接点を開閉させる。このリレー１Ｋおよび２Ｋ
の動作特性を第２図に示す。これによつて冷水温度が上
昇してベーンが開かれようとしても、このとき誘導電動
機の電流が上限値に達していれば、逆にベーンを閉じる
ような動作が行われることになり、誘導電動機に過大電
流が流れることによつて種々の不都合が生じるというお
それがなくなる。さらにこの例では、ベーンの開度は、
規制信号発生手段から与えられた規制信号により所定の
値に規制されるようになつている。

この規制信号発生手段は、ある領域、たとえば一つのビ
ルデインＬグ内で使用される電力総量が所定の値を越え
たときに、あらかじめ定めた優先順位にしたがつて、重
要度の低い用途への電力の供給を遮断または制限するデ
マンドコントローラ８であり、このデマンドコントロー
ラ８が冷凍機の消費電力を制限す・る出力を発生したと
き、切換スイッチＳＷがサーミスタ７側から抵抗Ｒ２２
側に切換えられる。このデマンドコントローラ８による
規制は、機能選択スイッチ４をオンにしてフォトカプラ
５をオンにすることにより、後で説明するように常時は
オ”ンのトランジスタ６を通してリレー３Ｋを動作させ
、前記の接点３Ｋ１をＮＯ側に切換えることによつて選
択されるようになつている。＃３端子および＃４端子間
に切換スイッチＳＷを介して接続されたサーミスタ７は
、抵抗Ｒ８″、可変抵抗ＶＲ３、抵抗Ｒ９および可変抵
抗■Ｒ４とともに直列回路を構成し、この直列回路の両
端間に所定の直流電圧が印加されている。

したがつて可変抵抗ＶＲ３のスライダ側のｄ点から取出
された電圧は、サーミスタ７によつて検出された温度、
この場合には外気温度に対応する温度信号である。この
温度信号は、バッファ増幅器Ｕ２を通して差動増巾器Ｕ
３に供給され、ｂ点の電圧と比較される。そしてその差
に対応する信号が、すでにＮＯ側に切換わつている接点
３Ｋ１を経て可変抵抗ＶＲｌのスライダに与えられる。
すなわちｃ点には、可変抵抗■Ｒ２によつてあらかじめ
設定された一定電圧の代りに、外気温度の変化に対応し
て変化する温度信号電圧が印加され、したがつてａ点に
発生する電圧は、変流器出力（すなわち誘導電動機電流
）を外気温度に応じて抑制した電圧となる。この動作を
さらに詳しく説明すると、サーミスタ７は負の温度特性
を有しているので、外気温度がたとえば下降したとする
と、その抵抗値は大きくなり、したがつてｄ点の電圧は
低下する。

このためバッファ増幅器Ｕ２の出力電圧も低下するが、
この出力は差動増巾器Ｕ３の反転入力はに供給されるの
で、差動増巾器Ｕ３の出力電圧に対応するｃ点の電圧は
、外気温度が低くなるほど高くなる。したがつてａ点に
おける電圧は、変流器出力Ｖｉが一定であるならば、外
気温度が低くなるにしたがつて高くなり、ベーン開度が
小さく押えられることで、誘導電動機の負荷が減少する
。また逆に外気温度が上昇すれば、ベーン開度が大きく
なり、冷凍能力が増大する。サーミスタ７と直列に接続
された可変抵抗■Ｒ３は、外気温度とｄ点の電圧との比
を設定するためのもので、外気温度が所定の最高温度の
ときにａ点の電圧が誘導電動機電流の１００％に相当す
る値になるように調節される。

この１００％温度は、この例ては３０゜Ｃ〜４０゜Ｃの
範囲て調節てきるものとする。一方、差動増巾器Ｕ３の
帰還回路に挿入される可変抵抗ＶＲ５は、この帰還回路
による帰還量、すなわち差動増巾器Ｕ３のゲインを決定
する。

この可変抵抗ＶＲ５の抵抗値を変化させることによつて
変化するのはゲインだけであり、１００％温度設定値は
変化しない。第３図は、外気温度に対する％電流設定値
の関係が可変抵抗■Ｒ３およびＶＲ５によつてどのよう
に変化するかを示すグラフである。さらに差動増巾器Ｕ
３の出力電圧は、抵抗Ｒｌ５を介してコンパレータＵ４
の第１の入力端にも印加される。

このコンパレータＵ４は、可変抵抗■Ｒ２によつて設定
された％電流設定値に対応する電圧に対して、差動増巾
器Ｕ３の出力電圧を比較し、前者の方が低くなつたとき
に、それまでＨレベルであつた出力をＬレベルにする。
これによつてトランジスタ６がオフになり、リレー３Ｋ
が非動作になつてその接点３Ｋ１が反転し、外気温度に
よる制御が解除される。一方、冷凍機における消費電力
をさらに減らす必要が生じた場合には、デマンドコント
ローラ８は切換スイッチＳＷをサーミスタ７側から抵抗
Ｒ２２側に切換える。

この抵抗Ｒ２２の抵抗値は、外気の通常の温度範囲の下
限におけるサーミスタ７抵抗値よりも大きい値に選ばれ
ている。したがつて切換スイッチＳＷが切換えられるこ
とによつてサーミスタ７の代りに抵抗Ｒ２２が挿入され
ると、ｄ点の電圧はさらに低い値になる。すなわちコン
パレータＵ３の出力電圧は、外気温度が低くなつたのと
同じになり、前記のような動作順序でベーン角度がさら
に小さくなり、誘導電動機の駆動電流が減少する。なお
サーミスタ７および抵抗Ｒ２２の組合せに代えて、相互
に抵抗値を異にする複数の抵抗を設け、切換スイッチＳ
Ｗによつてそれらの一つを選択するように構成してもよ
い。

この場合には、選択された抵抗の抵抗値に応じて駆動電
流を制御できる。また接点３Ｋ１の各端子間に接続され
た抵抗Ｒｌ６およびＲｌ７は、接点３Ｋ１の接触不良に
対する安全対策として設けられたもので、その機能を第
４図に示す等価回路にもとづいて説明する。

ここで抵抗Ｒｌ６，Ｒｌ７の抵抗値は、抵抗Ｒ。および
Ｒｌ５に比べて著るしく大きい値、たとえば１００＠の
値に選ばれているものとする。たとえばＮＣ側の接触抵
抗が正常であれば、Ｒｌ６〉〉ＲＯであるから、Ｖ″％
中■％である。いまＮＣ側の接触抵抗が無限大に増大し
たとすると、ＶＯ＝Ｖ％である場合にはＶ″％＝Ｖ％と
なり、また■。くＶ％である場合にはＶ″％くＶ％とな
る。さらにＮＣ側の接触抵抗が有限てあれば、Ｖ″％≦
Ｖ％となる。すなわちＮＣ側の接触不良が発生しても、
ｃ点の電圧は％電流設定値に対応する電圧■％と等しい
か、もしくは、これよりも常に低い値になり、高くなる
ことはない。これは％電流設定値をＬ低くしたのと同じ
状態てあり、誘導電動機の電流が制限されることはあつ
ても、過電流が流れるという危険は生じない。一方、接
点３Ｋ１のＮＯ側に接触不良が生じた楊合には、ＮＣ側
について述べたのと同様の作用で、ＶｌＯはＶ。と等し
いか、も７しくはそれ以下になり、これは外気温度が低
くなつたのと同じ状態である。したがつてこの場合にも
、誘導電動機に流れる電流が制限される。以上のように
この発明によれば、誘導電動機の駆動電流は、限流電流
値を越えて大きくなることフはない。したがつて誘導電
動機が無駄な電力を消費しないように制御することが容
易になり、省エネルギ効果を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例による電流制御装置の回路
図、第２図はベーン開度調節用のリレーの動作を示す説
明図、第３図は外気温度と％電流設定値との関係を示す
グラフ、第４図は第１図の回路の一部の等価回路図であ
る。１・・・トランス、２・・・整流回路、３ａ，３ｂ・・
・比較回路、４・・・接点、５・・・フォトカプラ、６
・・・トランジスタ、７・・・サーミスタ、８・・・デ
マンドコントローラ、１Ｋ，２Ｋ，３Ｋ・・・リレー、
３Ｋ１・・・接点、ＳＷ・・・切換スイッチ、Ｕ１・・
・差動増巾器、Ｕ２・・・バッファ増幅器、Ｕ３・・・
差動増巾器、Ｕ４・・・コンパレータ。

Claims

【特許請求の範囲】１負荷の大きさに応じて変化する誘導電動機の駆動電
流値を検出する電流検出回路と、上記負荷の大きさを規
制するための規制信号発生手段と、上記電流検出回路お
よび規制信号発生手段の出力信号に応じて上記負荷の大
きさを制御することにより上記駆動電流値を制御する電
流制御手段とを備え、上記電流制御手段は、上記電流検
出回路の出力信号および規制信号発生手段の出力信号に
対応して設定した限界電流値を越えたときに、上記限界
電流値以下に維持するように上記負荷の大きさを制御す
るように構成されている誘導電動機の電流制御装置。２上記規制信号発生手段は、電力総量を制御するため
のデマンドコントローラであり、上記限界電流値を複数
段に切換えるための出力信号を発生するように構成され
ている特許請求の範囲第１項記載の誘導電動機の電流制
御装置。