JP2007252131A - 機器の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】コイルを有した機器の温度異常を的確に検知して保護することができるようにした機器の制御装置を提供する。
【解決手段】制御装置は、コイルを有する機器を制御するものであって、機器の運転を停止させた状態で、当該機器のコイルの巻線抵抗を測定し、この巻線抵抗から得られる温度上昇値と周囲温度とに基づいて当該コイルの温度を算出する。算出されたコイルの温度を表示する。算出されたコイルの温度が所定の上限値に達した場合、所定の警報動作を実行する。
【選択図】図１

Description

本発明は、モータなどのコイルを有する機器の制御装置に関するものである。

従来より例えば店舗の冷熱設備や空調設備等においてはコンプレッサやファンなどの駆動源としてコイルを有するモータが使用されている。また、電動弁などにもモータが使用されている（例えば、特許文献１参照）。
特開平１１−２１８３４７号公報

このようなコイルを有する機器において、電磁ロック等による異常が発生した場合、保護手段を内蔵していないものでは過大電流による温度上昇によって発火してしまう危険性がある。従来ではモータの場合、ロックによる異常の保護手段として温度ヒューズや電流ヒューズが採用されているが、これらの動作温度は通常高めに設定されている。特に、樹脂モールドされたモータの場合には、モールド時の凝固点温度よりも温度ヒューズの動作温度を低くできない。

そのため、保護が働いた時点で当該モータは再使用不可能なまでに損害を受けている場合が多く、また、温度ヒューズや電流ヒューズは一度動作すると復帰できず、その点でも再使用はできなくなると共に、それらヒューズを設けること自体が材料費・加工費の高騰に繋がる。

更に、カレントトランスによってモータの通電電流を検出し、この電流値から保護を行うことも考えられるが、小型のモータの場合には定常電流とロック電流との差違が小さく異常を的確に検出できない問題がある。総じて、これら機器のコイルの巻線温度の異常を報知するものは従来なかったため、早期に異常を発見することができず、加えて、当該機器の異常による停止が悪影響を及ぼす他の機器についても配慮も成されていないのが現状である。

本発明は、係る従来の技術的課題を解決するために成されたものであり、コイルを有した機器の温度異常を的確に検知して保護することができるようにした機器の制御装置を提供するものである。

本発明の機器の制御装置は、コイルを有する機器を制御するものであって、機器の運転を停止させた状態で、当該機器のコイルの巻線抵抗を測定し、この巻線抵抗から得られる温度上昇値と周囲温度とに基づいて当該コイルの温度を算出することを特徴とする。

請求項２の発明の機器の制御装置は、上記において算出されたコイルの温度を表示することを特徴とする。

請求項３の発明の機器の制御装置は、上記各発明において算出されたコイルの温度が所定の上限値に達した場合、所定の警報動作を実行することを特徴とする。

請求項４の発明の機器の制御装置は、上記各発明において算出されたコイルの温度が所定の上限値に達した場合、当該機器の運転を禁止することを特徴とする。

請求項５の発明の機器の制御装置は、請求項１又は請求項２の発明において機器の運転時間に対する前記測定されたコイルの巻線抵抗の上昇比率が、初期の上昇比率の所定倍数に達した場合、所定の警報動作を実行することを特徴とする。

請求項６の発明の機器の制御装置は、請求項１、請求項２又は請求項５の発明において機器の運転時間に対する前記測定されたコイルの巻線抵抗の上昇比率が、初期の上昇比率の所定倍数に達した場合、当該機器の運転を禁止することを特徴とする。

請求項７の発明の機器の制御装置は、請求項４又は請求項６の発明において機器の運転を禁止した後、前記算出されたコイルの温度が所定の下限値に低下した場合、当該機器の運転禁止を解除することを特徴とする。

請求項８の発明の機器の制御装置は、請求項４、請求項６又は請求項７の発明において機器の運転を禁止している場合、当該機器の停止が影響する他の機器も停止することを特徴とする。

本発明では、コイルを有する機器を制御する制御装置において、機器の運転を停止させた状態で、当該機器のコイルの巻線抵抗を測定し、この巻線抵抗から得られる温度上昇値と周囲温度とに基づいて当該コイルの温度を算出するようにしたので、格別な温度センサを用いること無くコイルの温度を検知し、それを用いて温度ヒューズや電流ヒューズを用いること無く、機器異常時の保護を行うことが可能となる。

これにより、コストの削減を図ることができるようになると共に、機器に損傷が発生する以前に保護することが可能となるので、機器の交換頻度を低減することができる。特に、請求項２の発明の如く算出されたコイルの温度を表示するようにすれば、視覚的に機器の状態を把握することが可能となり、的確な対処をとることができるようになる。

また、請求項３の発明の如く算出されたコイルの温度が所定の上限値に達した場合、所定の警報動作を実行するようにすれば、当該機器において異常が発生し、コイルに温度上昇が生じていることをいち早く報知することができるようになる。そして、請求項４の発明の如く算出されたコイルの温度が所定の上限値に達した場合、当該機器の運転を禁止するようにすれば、機器に重大な損傷が発生することを未然に回避することができるようになる。

また、請求項５の発明の如く機器の運転時間に対する前記測定されたコイルの巻線抵抗の上昇比率が、初期の上昇比率の所定倍数に達した場合、所定の警報動作を実行するようにすれば、より早い段階で機器の異常を検知して報知することが可能となる。そして、請求項６の発明の如く機器の運転時間に対する前記測定されたコイルの巻線抵抗の上昇比率が、初期の上昇比率の所定倍数に達した場合、当該機器の運転を禁止するようにすれば、より機器に異常が発生したときに、より早い段階で運転を禁止し、損傷の発生を一層確実に防止することができるようになる。

更に、請求項７の発明の如く機器の運転を禁止した後、前記算出されたコイルの温度が所定の下限値に低下した場合、当該機器の運転禁止を解除するようにすれば、損傷無く保護された機器を、異常が解消した後に支障なく運転再開することができるようになる。そして、請求項８の発明の如く機器の運転を禁止している場合、当該機器の停止が影響する他の機器も停止するようにすれば、当該機器の停止が影響する他の機器の保護も実現できるものである。

以下、図面に基づいて本発明の実施形態を詳述する。

図１は本発明を適用した機器の制御装置１の電気回路図である。実施例では例えばスーパーマーケット等の店舗に設置される冷熱機器の一つである低温ショーケースを採り上げ、機器の例としては例えばファンモータ２を当初の保護の対象としている。即ち、３はコンプレッサを駆動するためのコンプレッサモータであり、コイルを有する。コンプレッサは図示しない凝縮器、減圧装置、蒸発器とともに周知の冷媒回路を構成しており、この蒸発器と熱交換した冷気が冷気循環ファンによって庫内に循環され、庫内は所定の温度に冷却される。ファンモータ２は前記凝縮器に通風するための凝縮器用ファンを駆動するもので、コイルを有している。また、この凝縮器用ファンからはコンプレッサにも通風される。

そして、コンプレッサモータ３はスイッチ４を介して交流電源６（商用交流１００Ｖ又は２００Ｖ）に接続されており、ファンモータ２は両側のスイッチ７、８を介して交流電源６に接続されている。９は制御基板であり、マイクロコンピュータにて構成されている。この制御基板９はＤＣ電源で動作すると共に、ショーケースの前記コンプレッサや凝縮器などが設置されたユニット室内の温度から当該ショーケースの周囲温度を検出する周囲温度センサ１１と、ショーケースの庫内温度を検出する庫内温度センサ１２の出力が入力される。また、制御基板９には表示手段としてのディスプレイ１３が接続されると共に、警報手段としてのブザー１４も接続されている。更に、前記各スイッチ４、７、８はこの制御基板９によって開閉制御される。

以上の構成で動作を説明する。制御基板９は庫内温度センサ１２の出力に基づき、庫内設定温度より現在の庫内温度が高い場合にはスイッチ４、７、８を閉じてコンプレッサモータ３及びファンモータ２に通電してコンプレッサ及び凝縮器用ファンを運転する。また、図示しない冷気循環ファンは常時運転して庫内を冷却する。そして、庫内温度が設定温度より低下した場合にはスイッチ４、７、８を開いてコンプレッサモータ３及びファンモータ２を非通電とし、コンプレッサ及び凝縮器用ファンを停止して庫内の冷却を停止する。これによって、庫内温度を設定温度に維持する。

また、制御基板９はファンモータ２が停止しているとき、即ち、スイッチ７、８が開いているときにファンモータ２にＤＣ電圧を印加する。そして、そのときにファンモータ２に流れる電流値を測定し、電圧と当該電流値からファンモータ２のコイルの抵抗値を割り出して初期の巻線抵抗ＣＲ１として記憶する。また、周囲温度センサ１１に基づいてこのときの初期周囲温度も記憶する。制御基板９にはファンモータ２の運転開始から当該ファンモータ２の抵抗値が一定となるまでの時間ｔｍが予め記憶されている。

更に、制御基板９はスイッチ７、８を閉じてファンモータ２を運転しているときに、前記時間ｔｍが経過する毎に定期的に（例えば１時間置き）、一定時間スイッチ７、８を開いてファンモータ２を停止する。次に、制御基板９は前述同様にファンモータ２にＤＣ電圧を印加する。そして、そのときにファンモータ２に流れる電流値を測定し、電圧と当該電流値からファンモータ２のコイルの巻線抵抗ＣＲを算出する。そして、この巻線抵抗ＣＲ、そのときに周囲温度センサ１１が検出している周囲温度及び初期の巻線抵抗ＣＲ１を測定したときの周囲温度から温度上昇値を算出し、それに周囲温度センサ１１が検出しているそのときの周囲温度を加算してそのときのファンモータ２の巻線温度ＴＣを算出する。制御基板９は算出された巻線温度ＴＣをディスプレイ１３に表示する。これにより、使用者はファンモータ２のコイルの巻線温度ＴＣを確認することができるようになる。

ここで、何らかの原因でファンモータ２がロックし、過大電流が流れるようになると温度上昇によって巻線抵抗ＣＲが増大していく。制御基板９はこの巻線抵抗ＣＲの増大からファンモータ２の巻線温度ＴＣの上昇を算出する。そして、制御基板９は算出された巻線温度ＴＣが所定の上限値（例えば＋１１５℃）に達しているか否か判断し、達している場合にはその後スイッチ７、８が閉じることを禁止してファンモータ２の運転を禁止する。更に、ブザー１４を鳴動させてファンモータ２に異常が発生して損傷が生じようとしていることを報知する。これにより、使用者に迅速に異常発生が告知される。また、ファンモータ２の運転が禁止されることで、それ以上運転されてファンモータ２に重大な損傷が発生する不都合を回避する。尚、上述した上限温度はファンモータ２に損傷が発生する以前の温度である。

また、このときの巻線温度ＴＣもディスプレイ１３に表示されるので、使用者はファンモータ２の巻線温度ＴＣが係る異常高温となっていることが明確に把握できるようになる。更に、制御基板９はファンモータ２の運転を禁止した場合、スイッチ４が閉じることも禁止してコンプレッサモータ３の運転も禁止する。これにより、ファンモータ２で通風されなくなるコンプレッサの温度上昇による故障の発生も未然に回避できるようになる。

尚、制御基板９は係るファンモータ２の運転禁止を実行した後も前述した巻線温度ＴＣの算出を行っており、停止によってその後算出された巻線温度ＴＣが所定の下限値まで低下した場合には、ファンモータ２とコンプレッサモータ３の運転禁止を解除する。従って、その後は温度センサ１１に基づいて通常の運転を制御基板９は再開することになる。これにより、損傷の発生以前に停止されたファンモータ２が正常状態に戻った場合には、支障無く通常運転を再開できることになる。

次に、本発明の制御装置１の動作の他の実施例を説明する。この場合、制御基板９は運転開始直後の時間ｔｍが過ぎたところで、その時点のファンモータ２の巻線抵抗ＣＲと前述した初期の巻線抵抗ＣＲ１から巻線抵抗ＣＲの初期の上昇比率ＣＲＲ１を算出して記憶する。次に、制御基板９は前述同様に定期的にファンモータ２の巻線抵抗ＣＲを算出し、前回算出した巻線抵抗ＣＲとの比較からその時点での巻線抵抗ＣＲの上昇比率ＣＲＲを算出する。

そして、そのときの上昇比率ＣＲＲが初期の上昇比率ＣＲＲ１の所定倍数（例えば１．３倍）以上となった場合、その後スイッチ７、８が閉じることを禁止してファンモータ２の運転を禁止する。更に、ブザー１４を鳴動させてファンモータ２に異常が発生して損傷が生じようとしていることを報知する。これにより、使用者に迅速に異常発生が告知される。特に、ファンモータ２のコイルの巻線抵抗ＣＲの上昇比率ＣＲＲを用いて対応しているので、より早い段階でファンモータ２の運転が禁止され、それ以上運転されてファンモータ２に重大な損傷が発生する不都合をより確実に回避することができるようになる。尚、上述した倍数は電源電圧の変動値や巻線抵抗の製造誤差を考慮して決定され、ファンモータ２に損傷が発生しない範囲の値である。

また、このときの巻線温度ＴＣもディスプレイ１３に表示されるので、使用者はファンモータ２の巻線温度ＴＣを明確に把握できるようになる。更に、制御基板９はファンモータ２の運転を禁止した場合、前述同様にスイッチ４が閉じることも禁止してコンプレッサモータ３の運転も禁止する。これにより、ファンモータ２で通風されなくなるコンプレッサの温度上昇による故障の発生も未然に回避できるようになる。

尚、同様に制御基板９は係るファンモータ２の運転禁止を実行した後も前述した巻線温度ＴＣの算出を行っており、停止によってその後算出された巻線温度ＴＣが所定の下限値まで低下した場合には、ファンモータ２とコンプレッサモータ３の運転禁止を解除するものである。

また、上述した実施例では低温ショーケースに本発明を適用したが、それに限らず、コイルを有する機器全般に本発明は有効である。また、上述した実施例ではファンモータの異常発生時にブザーにて警報したが、それに限らず、例えば低温ショーケースの庫内を照明する照明灯の照度をコントロールして報知するなどの方法も考えられる。

本発明を適用した実施例としての低温ショーケースの制御装置の電気回路図である。

符号の説明

１ 制御装置
２ ファンモータ
３ コンプレッサモータ
４、７、８ スイッチ
９ 制御基板
１１ 周囲温度センサ
１３ ディスプレイ
１４ ブザー

Claims (8)

1. コイルを有する機器を制御する制御装置であって、
   前記機器の運転を停止させた状態で、当該機器のコイルの巻線抵抗を測定し、該巻線抵抗から得られる温度上昇値と周囲温度とに基づいて当該コイルの温度を算出することを特徴とする機器の制御装置。
2. 前記算出された前記コイルの温度を表示することを特徴とする請求項１に記載の機器の制御装置。
3. 前記算出された前記コイルの温度が所定の上限値に達した場合、所定の警報動作を実行することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の機器の制御装置。
4. 前記算出された前記コイルの温度が所定の上限値に達した場合、当該機器の運転を禁止することを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れかに記載の機器の制御装置。
5. 前記機器の運転時間に対する前記測定された前記コイルの巻線抵抗の上昇比率が、初期の上昇比率の所定倍数に達した場合、所定の警報動作を実行することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の機器の制御装置。
6. 前記機器の運転時間に対する前記測定された前記コイルの巻線抵抗の上昇比率が、初期の上昇比率の所定倍数に達した場合、当該機器の運転を禁止することを特徴とする請求項１、請求項２又は請求項５に記載の機器の制御装置。
7. 前記機器の運転を禁止した後、前記算出された前記コイルの温度が所定の下限値に低下した場合、当該機器の運転禁止を解除することを特徴とする請求項４又は請求項６に記載の機器の制御装置。
8. 前記機器の運転を禁止している場合、当該機器の停止が影響する他の機器も停止することを特徴とする請求項４、請求項６又は請求項７に記載の機器の制御装置。

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