TWI384747B - 負載電流監視裝置及負載功率監視裝置 - Google Patents

Description

負載電流監視裝置及負載功率監視裝置

本發明係有關用以監視馬達等的負載電流(或負載功率)之負載電流監視裝置(或負載功率監視裝置)，具體而言，係將設定時的實際負載電流值(或負載功率值)作為設定目標(target)電流值(或設定目標功率值)來記憶，並對設定目標電流值(或設定目標功率值)與瞬間負載電流值(或瞬間負載功率值)進行比較監視。

習知技術裡，於連接於電氣系統的引入主迴路之馬達與該馬達所驅動的機械設備中，進行機械設備管理的維護員為了對設備的穩定狀態進行管理，大都會將表示設備處於穩定狀態時的負載電流值(設定目標電流值)的貼紙貼在電流表旁邊。維護員則在巡視檢查時確認在穩定時所表示的設定目標電流值與現在的瞬間電流值是否一致。另外，相關的參考技術文獻有專利文獻1。

然而，在習知裝置中，隨著負載變多，成為監視對象之負載電流也會跟著變多，需要相當程度的勞力來進行上述的作業及確認，以有限的維護員來監視各個負載的瞬間電流值實際上便不可能，因此在實際的情形中係無法做到監視。結果，機械設備發生輕微異常也未注意到，直到重要異常發生時才首次察覺到有異常，依情形會有出現影響機械設備持續運轉的狀況之問題點。

專利文獻1：日本特開平6-189587號公報

本發明乃為解決上述問題點而研創者，其目的在於獲得一種容易將實際負載電流值(或負載功率值)作為設定目標電流值(或設定目標功率值)來記憶，並顯示設定目標電流值(或設定目標功率值)與瞬間負載電流值(或瞬間負載功率值)的變化比例之負載電流監視裝置(或負載功率監視裝置)。

另一目的在於獲得一種容易將實際負載電流值(或負載功率值)作為設定目標電流值(或設定目標功率值)來記憶，並當設定目標電流值(或設定目標功率值)與瞬間負載電流值(或瞬間負載功率值)的變化比例為在預定值以上的狀態下持續預定時間以上時便進行顯示之負載電流監視裝置(或負載功率監視裝置)。

本發明的負載電流監視裝置係顯示負載電流的異常狀態者，係具備：電流檢測電路，係檢測成為監視對象之負載電流；設定電路，係具有設定鍵，當欲將前述電流檢測電路所檢測的負載電流作為設定目標電流值來設定時使該設定鍵動作；記憶電路，係根據前述設定鍵的動作而將前述電流檢測電路所檢測的負載電流作為設定目標電流值來記憶；邏輯運算電路，係將前述記憶電路所記憶的設定目標電流值與前述電流檢測電路所檢測的瞬間負載電流值進行比較運算，並當瞬間負載電流值相對於設定目標電流值 之變化比例在預定值以上之狀態係持續預定時間以上時輸出異常信號；以及顯示電路，係顯示前述邏輯運算電路所輸出的前述異常信號。

此外，本發明的負載功率監視裝置係顯示負載功率的異常狀態者，係具備：電流檢測電路及電壓檢測電路，係檢測成為監視對象之負載功率；設定電路，係具有設定鍵，當欲將前述電流檢測電路及前述電壓檢測電路所檢測的負載功率作為設定目標功率值來設定時使該設定鍵動作；記憶電路，係根據前述設定鍵的動作而將前述電流檢測電路及前述電壓檢測電路所檢測的負載功率作為設定目標功率值來記憶；邏輯運算電路，係將前述記憶電路所記憶的設定目標功率值與前述電流檢測電路及前述電壓檢測電路所檢測的瞬間負載功率值進行比較運算，並當瞬間負載功率值相對於設定目標功率值之變化比例在預定值以上之狀態係持續預定時間以上時輸出異常信號；以及顯示電路，係顯示前述邏輯運算電路所輸出的前述異常信號。

依據本發明的負載電流監視裝置，由於具備：設定電路，係具有設定鍵，當欲將電流檢測電路所檢測的負載電流作為設定目標電流值來設定時使該設定鍵動作；記憶電路，係根據前述設定鍵的動作而將前述電流檢測電路所檢測的負載電流作為設定目標電流值來記憶；邏輯運算電路，係將前述記憶電路所記憶的設定目標電流值與前述電流檢測電路所檢測的瞬間負載電流值進行比較運算，並輸 出瞬間負載電流值相對於設定目標電流值之變化比例；以及顯示電路，係顯示前述邏輯運算電路所輸出的前述變化比例；因此，容易將實際負載電流作為設定目標電流值來記憶，且能夠顯示設定目標電流值與瞬間負載電流值之變化比例而進行監視。

此外，依據本發明的負載電流監視裝置，由於具備：設定電路，係具有設定鍵，當欲將電流檢測電路所檢測的負載電流作為設定目標電流值來設定時使該設定鍵動作；記憶電路，係根據前述設定鍵的動作而將前述電流檢測電路所檢測的負載電流作為設定目標電流值來記憶；邏輯運算電路，係將前述記憶電路所記憶的設定目標電流值與前述電流檢測電路所檢測的瞬間負載電流值進行比較運算，並當瞬間負載電流值相對於設定目標電流值之變化比例在預定值以上之狀態係持續預定時間以上時輸出異常信號；以及顯示電路，係顯示由前述邏輯運算電路所輸出的前述異常信號；因此，容易將實際負載電流作為設定目標電流值來記憶，且能夠在與瞬間負載電流值之變化比例為在預定值以上之狀態下持續預定時間以上時顯示異常狀態而進行監視。

此外，依據本發明的負載功率監視裝置，由於具備：設定電路，係具有設定鍵，當欲將電流檢測電路及電壓檢測電路所檢測的負載功率作為設定目標功率值來設定時使該設定鍵動作；記憶電路，係根據前述設定鍵的動作而將前述電流檢測電路及前述電壓檢測電路所檢測的負載功率 作為設定目標功率值來記憶；邏輯運算電路，係將前述記憶電路所記憶的設定目標功率值與前述電流檢測電路及前述電壓檢測電路所檢測的瞬間負載功率值進行比較運算，並輸出瞬間負載功率值相對於設定目標功率值之變化比例；以及顯示電路，係顯示前述邏輯運算電路所輸出的前述變化比例；因此，容易將實際負載功率作為設定目標功率值來記憶，並能夠顯示與瞬間負載功率值之變化比例而進行監視。

此外，依據本發明的負載功率監視裝置，由於具備：電流檢測電路及電壓檢測電路，係檢測成為監視對象之負載功率；設定電路，係具有設定鍵，當欲將前述電流檢測電路及前述電壓檢測電路所檢測的負載功率作為設定目標功率值來設定時使該設定鍵動作；記憶電路，係根據前述設定鍵的動作而將前述電流檢測電路及前述電壓檢測電路所檢測的負載功率作為設定目標功率值來記憶；邏輯運算電路，係將前述記憶電路所記憶的設定目標功率值與前述電流檢測電路及前述電壓檢測電路所檢測的瞬間負載功率值進行比較運算，並當瞬間負載功率值相對於設定目標功率值之變化比例在預定值以上之狀態係持續預定時間以上時輸出異常信號；以及顯示電路，係顯示前述邏輯運算電路所輸出的前述異常信號；因此，容易將實際負載功率作為設定目標功率值來記憶，且能夠在與瞬間負載功率值之變化比例為在預定值以上之狀態下持續預定時間以上時顯示異常狀態而進行監視。

本發明上述之外的目的、特徵、觀點及效果可參照圖示並從以下本發明的詳細說明而更加清楚。

實施形態1

第1圖係本發明的實施形態1的負載電流監視裝置的構成電路圖，係主要在屬於配電盤箱的控制中心(control center)中所使用的電路。在第1圖中，於從功率系統引入的主迴路1係設置有配線用遮斷器2、電磁接觸器3、檢測主迴路1的負載電流之儀器用變量器4、及檢測主迴路1的零相電流之零相變流器5，並且連接屬於負載的馬達6，機械設備係藉由馬達1而運轉驅動。電壓檢測電路8係連接儀器用變壓器9，且檢測主迴路1的電壓並轉換為預定信號，並予以輸出至邏輯運算電路10與記憶電路11。電流檢測電路12係連接儀器用變量器4，且檢測主迴路1的負載電流並轉換為預定信號，且予以輸出至邏輯運算電路10與記憶電路11。電流檢測電路12還連接零相變流器5，檢測主迴路1的接地故障電流並轉換為預定信號，且予以輸出至邏輯運算電路10。

設定電路13係連接記憶電路11，具有設定鍵，藉由按下(例如長按)該設定鍵使主回路1在該時點的實際負載電流記憶保持於記憶電路11。此外，亦可設計為，藉由按下設定電路13的設定鍵，經由設定鍵輸入欲記憶的電流值而使欲記憶的電流值記憶保持於記憶電路11。傳送輸出入電路14係接受來自外部傳送匯流排(bus)的具識別符號之 觸發(trigger)信號(例如觸發信號1、觸發信號2、觸發信號3、觸發信號4等)，再輸入至邏輯運算電路10。邏輯運算電路10係在接收到具識別符號之觸發信號後，對於記憶電路11，將延遲一定時間後的主迴路1之實際負載電流與識別符號一同記憶於記憶電路11。此外，傳送輸出入電路14係將來自邏輯運算電路10的信號輸出到外部。

顯示電路15係連接邏輯運算電路10，且顯示負載電流、異常狀態或警告等。驅動電路16係連接邏輯運算電路10，且藉由儀器用變量器4與零相變流器5的電流檢測信號之運算所得的輸出來開閉電磁接觸器3。外部輸出電路17係將來自邏輯運算電路10的異常狀態或警告等輸出至外部。

操作用變壓器22係連接主迴路1。變壓器22的二次線圈23的輸出電壓係施加於配線24。電磁接觸器3的線圈25、輔助接點26、啟動操作開關27、及停止操作開關28的各一端係連接配線24，而各另一端係分別連接控制電路21的操作信號輸出電路29、及操作信號輸入端子30、31、32。此外，亦能夠設置馬達6的逆轉操作開關。控制電路21的電源係自變壓器22的三次線圈33供給。控制電路21係接收來自啟動操作開關27的啟動信號及來自停止操作開關28的停止信號而對電磁接觸器3的線圈25的電流進行通電遮斷控制。藉此進行電磁接觸器3的開閉。此外，控制電路21係藉由根據儀器用變量器4與零相變流器5的電流檢測信號之邏輯運算電路10的輸出，經由驅動電 路16開放電磁接觸器3，而進行馬達6的過負載保護與接地故障保護。

第2圖係用來說明實施形態1的負載電流監視裝置的動作之波形圖，其係顯示啟動屬於負載的馬達6而運轉驅動機械設備7時，實際負載電流相對於經過時間之變化。負載電流在啟動時係比平常時候大且具有變動。因此，當經過啟動電流安頓(cancel)時間t1到達穩定時間後，在所希望的時點(例如維護員判斷機械設備系統為最穩定狀態之時點)例如長按設定電路13所具有的設定鍵，而將藉由電流檢測電路12而得之該時點tg的實際負載電流記憶至記憶電路11作為設定目標電流值Ta。

邏輯運算電路10係將該設定目標電流值Ta讀出，並且從電流檢測電路12取得時時刻刻進行變化的負載電流作為信號(亦即瞬間負載電流值Tax(Ta1、Ta2、Ta3、Ta4…))。邏輯運算電路10係依據式(1)求得瞬間負載電流值Tax相對於設定目標電流值Ta之變化比例(%)。

{(Tax-Ta)/Ta}×100%=Wa………(1)

藉此，便能夠監視相對於設定目標電流值的差異{變化比例(%)}、或其持續性所致之負載穩定度。

第3圖係顯示實施形態1的負載電流監視裝置的顯示電路的畫面例。該畫面係顯示馬達6正轉(FWD)時的瞬間負載電流值(A)41，同時顯示瞬間負載電流值Tax相對於設定目標電流值Ta之變化比例Wa(%)42。此外，例如，以定格變化幅度10%為基準顯示棒狀圖(analog bar graph)。在 第3圖中係為可表示12%的變化範圍之棒狀圖43，以7個刻度44表示現在的7%。

如上述，在實施形態1的負載電流監視裝置中，藉由按下設定鍵，能夠容易地將該時點的負載電流作為設定目標電流值來記憶，並顯示瞬間電流值相對於設定目標電流值之變化比例(%)，因此能夠一直監視負載電流值的變化比例。

實施形態2

第4圖係用來說明實施形態2的負載電流監視裝置的動作之波形圖。對邏輯運算電路10設定瞬間負載電流值Tax相對於設定目標電流值Ta之預定變化比例(±B%)，以作為設定區。並且，邏輯運算電路10係在瞬間負載電流值Tax相對於設定目標電流值Ta之變化比例為在預定變化比例以上且持續有預定時間t2以上時，輸出異常信號。所輸出的異常信號係於顯示電路15進行異常顯示而顯示負載電流異常。

此外，在邏輯運算電路10中，只要累計產生前述異常信號的次數，並以顯示電路15顯示該累計值，則藉由前述異常信號次數的產生程度，便能夠監視負載的穩定度。

實施形態3

第5圖係用來說明實施形態3的負載電流監視裝置的動作之波形圖。當有負載切換或有負載循環變動的情形時，係能夠設定複數個設定目標電流值。若負載變動的切換時機(timing)為觸發信號電壓輸入34a、34b、34c、34d， 或者是經由傳送輸出入電路14從外部輸入而作為具識別符號之觸發信號(觸發信號1、觸發信號2、觸發信號3、觸發信號4、觸發信號1、…)時，邏輯電路10則依每一個具識別符號之觸發信號將一定時間延遲後的負載電流記錄至記錄電路11作為具識別符號之設定目標電流值。之後便針對連續的具識別符號之觸發信號，讀出之前所記錄的具識別符號之設定目標電流值並與瞬間負載電流值進行比較運算。比較運算係與實施形態1及實施形態2相同。

實施形態4

第6圖係用來說明實施形態4的負載電流監視裝置的動作之波形圖。當量測負載電流時，具有平均化處理功能，藉此，即使是對脈動負載電流亦能夠提升精度。將由時刻tg1至tg2的時間Tm所檢測出的負載電流予以平均化處理，並依據其值將設定目標電流值Ta予以設定。所設定的設定目標電流值Ta與瞬間負載電流值之比較運算係與實施形態1至實施形態3相同。

實施形態5

此外，在實施形態1至實施形態4中，藉由將負載電流乘以電壓檢測電路8所檢測出的電壓而得到功率，以負載功率作為設定目標功率值而與瞬間負載功率值進行比較運算，藉此，便能夠監視負載功率值。另外，雖然係從電流檢測電路與電壓檢測電路檢測得到功率，但兩電路係等效於功率檢測電路。

實施形態5的構成係如下述。

負載功率監視裝置係顯示瞬間負載功率值相對於設定目標功率值之變化比例者，係具備：電流檢測電路及電壓檢測電路，係檢測成為監視對象之負載功率；設定電路，係具有設定鍵，當欲將前述電流檢測電路及前述電壓檢測電路所檢測的負載功率作為設定目標功率值來設定時使該設定鍵動作；記憶電路，係根據前述設定鍵的動作而將前述電流檢測電路及前述電壓檢測電路所檢測的負載功率作為設定目標功率值來記憶；邏輯運算電路，係將前述記憶電路所記憶的設定目標功率值與前述電流檢測電路及前述電壓檢測電路所檢測的瞬間負載功率值進行比較運算，並輸出瞬間負載功率值相對於設定目標功率值之變化比例；以及顯示電路，係顯示前述邏輯運算電路所輸出的前述變化比例。

此外，負載功率監視裝置係顯示負載功率的異常狀態者，係具備：電流檢測電路及電壓檢測電路，係檢測成為監視對象之負載功率；設定電路，係具有設定鍵，當欲將前述電流檢測電路及前述電壓檢測電路所檢測的負載功率作為設定目標功率值來設定時使該設定鍵動作；記憶電路，係根據前述設定鍵的動作而將前述電流檢測電路及前述電壓檢測電路所檢測的負載功率作為設定目標功率值來記憶；邏輯運算電路，係將前述記憶電路所記憶的設定目標功率值與前述電流檢測電路及前述電壓檢測電路所檢測的瞬間負載功率值進行比較運算，並當瞬間負載功率值相對於設定目標功率值之變化比例在預定值以上之狀態係持 續預定時間以上時輸出異常信號；以及顯示電路，係顯示前述邏輯運算電路所輸出的前述異常信號。

1‧‧‧主迴路

2‧‧‧配線用遮斷器

3‧‧‧電磁接觸器

4‧‧‧儀器用變量器

5‧‧‧零相變流器

6‧‧‧馬達

7‧‧‧機械設備

8‧‧‧電壓檢測電路

9‧‧‧儀器用變壓器

10‧‧‧邏輯運算電路

11‧‧‧記憶電路

12‧‧‧電流檢測電路

13‧‧‧設定電路

14‧‧‧傳送輸出入電路

15‧‧‧顯示電路

16‧‧‧驅動電路

17‧‧‧外部輸出電路

22‧‧‧操作用變壓器

23‧‧‧二次線圈

24‧‧‧配線

25‧‧‧線圈

26‧‧‧輔助接點

27‧‧‧啟動操作開關

28‧‧‧停止操作開關

29‧‧‧操作信號輸出電路

30至32‧‧‧操作信號輸入端子

33‧‧‧三次線圈

34a至34d‧‧‧觸發信號電壓輸入

41‧‧‧瞬間負載電流值

42‧‧‧變化比例Wa

43‧‧‧棒狀圖

44‧‧‧刻度

第1圖係本發明的實施形態1的負載電流監視裝置的構成電路圖。

第2圖係用來說明實施形態1的負載電流監視裝置的動作之波形圖。

第3圖係顯示實施形態1的負載電流監視裝置的顯示電路的畫面例。

第4圖係用來說明實施形態2的負載電流監視裝置的動作之波形圖。

第5圖係用來說明實施形態3的負載電流監視裝置的動作之波形圖。

第6圖係用來說明實施形態4的負載電流監視裝置的動作之波形圖。

1‧‧‧主迴路

2‧‧‧配線用遮斷器

3‧‧‧電磁接觸器

4‧‧‧儀器用變量器

5‧‧‧零相變流器

6‧‧‧馬達

7‧‧‧機械設備

8‧‧‧電壓檢測電路

9‧‧‧儀器用變壓器

10‧‧‧邏輯運算電路

11‧‧‧記憶電路

12‧‧‧電流檢測電路

13‧‧‧設定電路

14‧‧‧傳送輸出入電路

15‧‧‧顯示電路

16‧‧‧驅動電路

17‧‧‧外部輸出電路

22‧‧‧操作用變壓器

23‧‧‧二次線圈

24‧‧‧配線

25‧‧‧線圈

26‧‧‧輔助接點

27‧‧‧啟動操作開關

28‧‧‧停止操作開關

29‧‧‧操作信號輸出電路

30至32‧‧‧操作信號輸入端子

33‧‧‧三次線圈

34a至34d‧‧‧觸發信號電壓輸入

Claims (5)

1. 一種負載電流監視裝置，係顯示負載電流的異常狀態，該負載電流監視裝置係具備：電流檢測電路，係檢測成為監視對象之負載電流；設定電路，係具有設定鍵，當欲將前述電流檢測電路所檢測的負載電流作為設定目標電流值來設定時使該設定鍵動作；記憶電路，係根據前述設定鍵的動作而將前述電流檢測電路所檢測的負載電流作為設定目標電流值來記憶；邏輯運算電路，係將前述記憶電路所記憶的設定目標電流值與前述電流檢測電路所檢測的瞬間負載電流值進行比較運算，並當瞬間負載電流值相對於設定目標電流值之變化比例在預定值以上之狀態係持續預定時間以上時輸出異常信號；以及顯示電路，係顯示前述邏輯運算電路所輸出的前述異常信號。
2. 如申請專利範圍第1項之負載電流監視裝置，其中，前述邏輯運算電路係累計前述異常信號的次數，並使前述顯示電路顯示前述異常信號的次數。
3. 如申請專利範圍第1項或第2項之負載電流監視裝置，其中，在切換負載時，係依負載的切換分別設定設定目標電流值。
4. 如申請專利範圍第1項或第2項之負載電流監視裝置， 其中，係使用負載電流的平均值作為設定目標電流值。
5. 一種負載功率監視裝置，係顯示負載功率的異常狀態，該負載功率監視裝置係具備：電流檢測電路及電壓檢測電路，係檢測成為監視對象之負載功率；設定電路，係具有設定鍵，當欲將前述電流檢測電路及前述電壓檢測電路所檢測的負載功率作為設定目標功率值來設定時使該設定鍵動作；記憶電路，係根據前述設定鍵的動作而將前述電流檢測電路及前述電壓檢測電路所檢測的負載功率作為設定目標功率值來記憶；邏輯運算電路，係將前述記憶電路所記憶的設定目標功率值與前述電流檢測電路及前述電壓檢測電路所檢測的瞬間負載功率值進行比較運算，並當瞬間負載功率值相對於設定目標功率值之變化比例在預定值以上之狀態係持續預定時間以上時輸出異常信號；以及顯示電路，係顯示前述邏輯運算電路所輸出的前述異常信號。