JPS63220795A - 交流電動機の負荷モニタ回路 - 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】 〔発明の［１的〕 （産業上の利用分野） 本発明は交流電動機の負荷を監視する交流電動機の負荷
モニタ回路に関するものである。

（従来の技術） 交流電動機を使用している分野では電動機の負荷が変化
することを把握して何らかの制御を行う必要があること
が多い。

例えばコンベア上の荷が一定値以上になったことを検出
してコンベアに供給する荷を減らしたり、また送風機を
ベルトで駆動中にベルトが切れてファンが停止したこと
を検出する必要がある。

上記ベルトコンベアの場合には第３図に示すように、コ
ンベア１上に機械的なセンサを取付け。

またコンベア上に大きな荷が乗って光を遮ぎることをホ
トリレー２で検出している。

また上記ベルト切れについては、第４図に示すようにフ
ァン５の回転軸に回転センサ４を取付けて検出している
。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら上記従来の技術では、センサは振動、水、
太陽光線など悪い環境にさらされるので。

これに耐える耐環境性能が要求され、またセンサの取付
方法やメンテナンスにも工夫が必要である。

本発明は特別なセンサを取付けることなく、電動機自体
をセンサとして電動機の負荷を監視する交流電動機の負
荷モニタ回路を提供することを目的としている。

〔発明の構成〕

（問題点を解決するための手段と作用）交流電動機の負
荷が変化すると電動機へ供給される電力量および電圧と
電流の位相差が変化してくる。

第５図は負荷が変化した時の力率ｃｏｓψ　と軸出力Ｐ
（δ−・■・■・ｃｏｓψ・η）の−例を図示したもの
で、負荷が軽い時は力率ｃｏｓψは負荷の増加に比例し
て増加し、負荷が５０％を超える附近からＣＯ８ψ　は
はシ一定値となって変化の度合が鈍くなる。

一方、軸出力Ｐは負荷が軽い（５０％以下）範囲では負
荷の増加に対し増加の割合が鈍く、負荷が５０％を超え
る附近から直線的に増加する。

すなわち、軽負荷時には力率をモニタし、はゾ５０％を
超える高負荷時には軸出力Ｐをモニタすると感度の良い
負荷モニタが可能となる。

従って５本発明では第２図に示すように、交流電動機６
に結合された負荷７の太さを、軽負荷時は電動機入力の
力率Ｃ０ｆ３ψ　を検出することによつモニタし、高負
荷時は軸出力Ｐ＝ｖ丁・■・ｌ−ＣＯ３ψ・ηを演算し
てモニタする。

（実施例） 本発明の一実施例を第１図に示す。

第１図において、交流電動機への入力電圧■および入力
電流Ｉはそれぞれノイズを防ぐと共に高調波を除いて基
本波（５０，６０Ｈｚ）成分のみを通すフィルタＩＯＡ
およびＩＯＢによって波形整形され、乗算器１１で掛算
され、その出力■・Ｉ−ｃｏｓψは効率設定＠１２によ
って効率ηが掛算され、その出力２０として軸出力σ・
■・■・ｃｏｓψ・ηが得られる。

軸出力２０は高負荷設定器１３によって任意に設定され
た高負荷設定値（５０％以上の軸出力値）と比較され、
設定値に達すると高負荷出力リレー回路１４を動作させ
、その出力接点１４Ａを閉じる。

一方、フィルタＩＯＡ、　ＩＯＢを通った電圧■および
電流■はそれぞれゼロクロスコンパレータ１５Ａ、１５
Ｂによって矩形波に変換され、電圧電流の矩形波とクロ
ック周波数（ＣＬＫ）はアンドロジック１６によって位
相差φに比例したパルス数として出力され、カウンタ１
７によって計数される。

この計数値はディジタルコンパレータ１８において予か
しめ設定した軽負荷設定値と比較され、設定値に達する
と（すなわち力率が所定値以下になると）軽負荷出力リ
レー１９が動作して接点１９Ａを閉じる。

これによって所定の高負荷または軽負荷を特別なセンサ
を用いることなく感度よくモニタすることができる。

なお第１図において、軽負荷時の検出は軽負荷出力リレ
ー１９の出力となっているが、カウンタ１７の出力をＤ
／Ａ変換しアナログ出力として出力することも可能であ
る。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、軽負荷時には電圧
と電流の位相差従って力率を検出し、また中負荷（約５
０％）以上の場合には軸出力に比例した電力値を計算す
ることによって、センサを用いることなく負荷変化の全
領域を高感度でモニタすることが可能となる。

また、モニタ回路は一般のセンサと異なって環境の良い
所に設置されるので一般の電子機器なみの保護構造でよ
く、また環境の悪い機械側につけないのでメンテナンス
が容易であり、さらに可動部分が無いの寿命が長いとい
う利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す回路図、第２図は本発
明を適用する電動機と負荷の構成の一例を示す図、第３
図および第４図はそれぞれ従来の負荷モニタ方式の一例
を示す図、第５図は交流電動機の負荷変化に対する入力
電力および力率の変化の一例を示す図である。 １・・・ベルトコンベア　　　　　２・・・ホトリレー
３・・・ベルト　　　　　　　　　４・・・回転センサ
５・・・ファン　　　　　　　　　６・・・交流電動機
７・・・負荷　　　　　　　　　　１０Ａ、ＩＯＢ・・
・フィルタ１１・・・乗算器　　　　　　　　　１２・
・・効率設定器１３・・・高負荷設定器　　　　　　１
４・・・高負荷出力リレー１５Ａ、１５１１・・・ゼロ
クロスコンパレータ１６・・・アンドロジック　　　　
　１７・・・カウンタ１８・・・ディジタルコンパレー
タ　１９・・・軽負荷出力リレー（８７３３）　　代理
人　弁理士　猪　股　祥　晃（ほか１名）シ　　　　− 第２図 第３図 第４図 第５図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）負荷を駆動する交流電動機の入力電圧および入力
   電流からそれぞれ電動機の軸出力および力率を算出する
   演算回路と、上記軸出力および力率をそれぞれの高負荷
   設定値および軽負荷設定値と比較するそれぞれの比較回
   路を備え、上記軸出力がその設定値を超えたとき高負荷
   検出信号を出力すると共に、上記力率がその設定値以下
   になったとき軽負荷検出信号を出力することを特徴とす
   る交流電動機の負荷モニタ回路。
2. （２）上記力率が設定値以下になったことを入力電圧と
   入力電流との位相差がその設定値以上になったことによ
   って検出するようにした特許請求の範囲第１項記載の交
   流電動機の負荷モニタ回路。