JPS62207146A - 回転体のテレメ−タの送信機の電源装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は１回転体に関する情報を、電波、光などによ
って伝送するテレメータにおける送信機部分の電源装置
に関する。

〔従来の技術〕

回転体例えば内燃機関、電動機９発電機などのれたセン
サーによってこれら物理量を電気信号に変換し、この電
気信号を伝送することが必要である。回転軸に取付けら
れてこの軸とともに回転しているセンサー又は測定回路
によって得られる測定値を表わす信号を、固定された受
信装置に伝送する方法として電波によるものが知られて
いる。

例えば回転体のトルクの測定においては、ストレインゲ
ージをこの回転体に貼付け、さらに、このストレインゲ
ージから得られる電気信号によって変調された搬送波を
発生する小形の送信機をこの回転軸に取付け、この送信
機から輻射される被変調搬送波を受信機で受信し、復調
して測定値を表わす信号を得る。この送信機は、環状に
数ターン巻かれたループアンテナを持ち、この送信用の
アンテナは、そのループが回転体の回転中心軸と同軸に
なるように回転体に取付けられている。受信機のアンテ
ナも、送信用アンテナと同様のループアンテナであって
、そのループが送信用アンテナのループに向い合うよう
な位置に支持されている。送信機および測定回路が必要
とする電力は、受信機から、これらアンテナを逆方向に
利用して供給される。受信機は、直流電源から電力供給
用の交流を作り、この交流をこれらアンテナを介して送
信機に伝送し、送信機においてこの交流を整流して送イ
β機および測定回路の直流電源として用いる。このよう
な電波によるテレメータは市販されており１例えば、昭
和６０年５月発行の株式会社立山電子の回転体トルク測
定システムのカタログに記載されている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記した従来の回転体テレメータにおいては、送信機に
電力を供給するために、受信機に２０ｋ　ＨＺ乃至１６
０　ｋ　Ｈｚ程度の高周波発振器および電力増幅器を設
ける枠要があり、受信機の構成が複雑・高価となる欠点
があった。

この発明の目的は、受信機側に高周波発振器や電力増幅
器を設ける必要のない送信機の電源装置を得ることであ
る。

〔問題点を解決するための手段〕

上記の目的を達成するため、この発明においては、送信
機の電源装置を、回転体の回転に伴って磁界中を移動す
るようにこの回転体に取付けられたコイルと、回転体の
回転に伴うこのコイルの移動によってこのコイルに生じ
る８電力に基づいて流れる交流を整流し、平滑する整流
回路および平滑回路と、この平滑回路から得られる直流
出力を安定化する定電圧回路と、この定電圧回路の出力
によって充電される蓄電池とによって構成した。

回転体テレメータの送信機は、この蓄電池から電力の供
給を受ける。

〔作用〕

回転体の回転に伴って磁界中を移動するこのコイルには
起電力が生じ、この起電力によってこのコイルに流れる
交流を整流回路および平滑回路によって直流とし、これ
を定電圧回路によって安定化し、蓄電池を充電する。こ
のようにすれば、被測定回転体の回転に伴って蓄電池が
充電され、テレメータ送信機はこの蓄電池から電力の供
給を受けることができる。

〔実施例〕

第１図乃至第３図は、この発明の一実施例を示すもので
ある６図示されたこの実施例は、鉄鋼圧延設備の圧延ロ
ールを駆動する大型直流電動機の軸の回転中のトルク、
振動、温度などを測定するテレメータの送信機の電源に
、この発明を採用した例である。

第１図は、この実施例の電源装置はの全体を示す回路図
である。この実施例においては、３組の発電用のコイル
ＬＬ、１２．１３が設けられている。

これらコイル１１，１２，１３の各々の巻線導体１１１
．１２２，１．３３は、第２図および第３図に示すよう
に、この直流電動機の電機子鉄心２の溝３の中に埋込ま
れ、エポキシ樹脂で固定されている。これら３組の巻線
導体１１１，１２２゜１３３は、互に１１１８１２０“
離れた位置において電機子鉄心２に取付けられ、この電
機子の高速回転に伴って界磁中を高速に回転し、これら
３組のコイルを以て３相交流を発電する。図中、４は電
機子巻線、５は合成樹脂製の楔、６は整流子、７はこの
電機子の軸、８は、この軸に取付けたカラーであってこ
の中にテレメータの送信機が収容されている。

これらコイル１１，１２，１３には全波整流回路２１，
２２．２３がそれぞれ接続されており、この整流回路の
直流出力は、平滑回路を構成するコンデンサ３１によっ
て平滑され、さらに定電流および定電圧回路３２に供給
される。回路３２により安定化された直流はダイオード
３３を介して？１電池３４を充電する。

蓄電池３４として、公称電圧１．２■のニッケルーカド
ミウム蓄電池を５個直列接続して用いた。

この蓄電池３４は、定電圧回路３５を介して、負荷抵抗
器３６で表わされているテレメータの送信機に電力を供
給する。

直流電動機の電機子に巻かれたコイル１１゜１２あるい
は１３の発電電圧は、１乃至２ターンの巻回数で数ボル
トから数十ボルトが得られる。

この実施例では３組発電であるが、発電用のコイルの組
数を多くして多相化すれば、平滑用コンデンサ３１の容
量を小さくすることができる。この実施例においては、
平滑用コンデンサ３１として。

１．０００μＦ　、３５ＷＶのタンタルコンデンサを用
いた。電動機の回転数が小さい時には発電用のコイルか
ら得られる交流の周波数は低いから、平滑用コンデンサ
３１としては低周波のリップルを減少することが可能な
ように大容量のものを使用する必要がある。

この実施例の場合、蓄電池３４としてニッケルーカドミ
ウム蓄電池を使用したので、蓄電池のインピーダンスが
低い状態においても過充電流でなく一定電流で充電する
ことが望ましい。このために回路３２に、定電圧回路に
加え、定電流回路を附加した。回路３２中の定電圧回路
は、この直流電動機の回転数の変動に伴う発電用コイル
の交流電圧の変化に基づく整流平滑直流電圧の変動を安
定化するために必要なものである。

蓄電池３４と負荷３６との間に挿入された定電圧回路３
５は、供給電流のリップルを十分少くするために、また
、送信機が発振する通常１００ＭＨｚ附近の高周波イｙ
号とｆｆｔｆｔ流電流Ｉ’ｌｌに干渉が生じるのを防止
するために挿入されている。

整流回路２１，２２．２３の交流入力側にヒユーズ３７
，３８．３９が、また直流出力側にヒユーズ４０が挿入
されている。これらヒユーズは直流電動機電機子の回転
に伴う強大な遠心加速度に耐えなければならないので、
金属被膜抵抗器が用いらている。

鉄鋼圧延用の大型直流電動機が運転される場合、電動機
の回転を急激に停止させたり、また、急速に発進させた
りすることが多く、このような急激な電動機動作に基因
する過渡現象により、発電用のコイル１１，１２または
１３には、１ｍ５ｅｃ乃至１００　ｍ５ｅｃに亘り通常
の規定電圧の１．２乃至２倍程度の異常電圧が発生する
。このような異常電圧は圧延設備に事故が生じた場合に
も発生する惧がある。

この実施例に設けられている直流電圧検出器４１は、こ
のような異常電圧を検出するものであって１通常の規定
電圧の１゜１　倍以上の直流電圧を検知した時、トラン
ジスタ４２を介してスイッチングトランジスタ（パワー
ＭＯ３ＦＥＴ）をＯＦＦとし、平滑コンデンサ３１およ
び定電流定電圧回路３２を整流回路から切離す。また、
直流電圧検出回路４１をこのような異常電圧から保護す
るために、この回路４１の入力側にツェナー・ダイオー
ド４４が接続されている。電圧が規定電圧に戻ればスイ
ッチングトランジスタ４３はＯＮとなる。

この被測定直流電動機が静止し１発電用のコイル１１，
１２．１３に起電力が無くなった時、蓄電池３４から定
電流定電圧回路３２に向って電流が流れることがないよ
うにするために逆流防止用のダイオード３３が用いられ
ている。また、この直流電動機が静止状態となり、充電
が行われない状態で蓄電池３４が負荷３６に電流を供給
し続ける場合には、直流電圧検出器４５が、蓄電池３４
の端子電圧を検出し、この端子電圧が所定値以下になっ
たことを検知した時、スイッチングトランジスタ（パワ
ーＭＯ５ＦＥＴ）　４６をＯＦＦとし、負荷３６および
定電圧回路３５を蓄電池３４から切離し、蓄電池３４が
過放電になるのを防止する。

この実施例では、定電流定電圧回路３２および定電圧回
路３５として、米国ナショナル・セミコンダクター社製
パワーレギュレーターＣｒＬ＼２９３０Ｊ　　（８Ｖ用
）およびｒＬ’１ｔ２９３１Ｊ（５Ｖ用）をそれぞれ用
いた。

〔発明の効果〕

この発明によれば、被測定回転体の回転に伴つて発電を
行うコイルを設け、このコイル出力を整流平滑してＭ電
池を充電し、この蓄電池からテレメータの送信機に電力
を供給するようにしたから、テレメータの受信機から送
信機に対し送信機用の電力を供給しなくても、送信機を
動作させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の一実施例の回路図、第２図は、第
１図の実施例において用いられる発電用のコイルが取付
けられている直流電動機電機子の斜視図、第３図は、第
２図の発電用コイルおよび電機子の一部拡大断面斜視図
である。 １１．１２，１３・・・発電用のコイル、２１，２２゜
２３・・・全波整流回路、３１・・・平滑コンデンサ、
３２・・・定電流定電圧回路、３３・・・逆流防止ダイ
オード、３４・・・Ｍ電池、３５・・・定電圧回路、３
６・・・負荷（テレメータ送信機）、４１．４５・・・
直流電圧検出器、４３．４６・・・スイッチング１−ラ
ンジスタ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、回転体に関する所望の情報を測定するためにこの回
   転体に取付けられた測定回路と、この測定回路から得ら
   れる測定値を表わす信号によって変調された出力信号を
   発生する送信機であってこの回転体に取付けられたもの
   と、この送信機の出力信号を受信し、この受信信号を復
   調して測定値を表わす信号を得る受信機とからなる回転
   体テレメータの送信機の電源装置において、この回転体
   の回転に伴って磁界中を移動するようにこの回転体に取
   付けられたコイルと、回転体の回転に伴うこのコイルの
   移動によってこのコイルに生じる起電力に基づいて流れ
   る交流を整流し、平滑する整流回路および平滑回路と、
   この平滑回路から得られる直流出力を安定化する定電圧
   回路と、この定電圧回路の出力によって充電される蓄電
   池とかからなり、この蓄電池から送信機に電力が供給さ
   れることを特徴とする回転体テレメータの送信機の電源
   装置。 ２、前記整流回路出力に異常電圧が発生したことを検知
   する電圧検出器と、この電圧検出器の出力に応答してＯ
   ＦＦ状態となるスイッチとが備えられ、前記コイルに異
   常電圧が生じた際、このスイッチによって前記平滑回路
   もしくは定電圧回路が前記整流回路から切離されること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の電源装置。 ３、前記蓄電池から前記定電圧回路に向う電流を阻止す
   るダイオードがこの蓄電池と定電圧回路との間に挿入さ
   れていることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
   電源装置。 ４、前記蓄電池の端子電圧が所定値よりも低下したこと
   を検知する電圧検出器と、この電圧検出器の出力に応答
   してＯＦＦ状態となるスイッチとが備えられ、前記蓄電
   池の端子電圧が所定値よりも低下した際、このスイッチ
   によって負荷である送信機が前記蓄電池から切離される
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の電源装置
   。 ５、前記蓄電池から定電圧回路を介して送信機に電力が
   供給されることを特徴する特許請求の範囲第１項記載の
   電源装置。