JP3686471B2 - ３相電動機駆動装置ならびにその利用装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、継電回路を介して与えられる３相電源により３相電動機を運転している場合、継電回路を開く動作を行わせたにもかかわらず、継電回路の故障などによって、３相電動機が運転を続ける動作（この発明において、過動作という）を行ったときに、過動作を解除する構成をもつ３相電動機駆動装置、特に、その過動作が危険性を伴う装置に関するものである。
【０００２】
こうした３相電動機駆動装置としては、危険物を移動操作するクレーン装置、可燃性ガス、例えば、天然ガスを加圧して所要の容器に供給する可燃性ガス加圧供給装置などがある。
【０００３】
後者の装置として、例えば、図６のような可燃性ガス加圧供給装置１００が周知である。図６において、３相電動機１０で駆動されているポンプ１１は、貯留槽１２に貯留してある可燃性ガス１３、例えば、天然ガスを加圧しながら、接続管路１４Ａを介して所要の容器１４、例えば、自動車１５の燃料用のボンベに供給する。
【０００４】
そして、３相電源１７によって３相電動機１０を運転するための継電回路１６には、図７のように、〔通常型構成〕と、〔過動作解除型構成〕とがあり、〔通常型構成〕のものでは、３相電源１７の３相の電路を開閉するための１つの３極単投型、つまり、３電路同時開閉型の継電器１６Ｘを継電駆動回路１６ＸＡ、例えば、トランジスタスイッチング回路で駆動する構成になっているが、こうした構成では、継電器１６Ｘの接点が、接離動作時のアークなどによって、溶着することがある。そして、この溶着が生じた場合には、電路を開くように継電器１６Ｘを制御したにもかかわらず、実際には、継電器１６Ｘの接点が開かず、電路が閉じたままになるので、３相電動機１０が過動作して、可燃性ガス１３の供給圧力が異常に高くなり、ガス漏れ事故を起こし、ひいては、ガス爆発事故を起こす危険性を招くことになる。
【０００５】
このため、〔過動作解除型構成〕のものでは、継電回路１６を２つの３電路同時開閉型の継電器１６Ｘ・１６Ｙをそれぞれ継電駆動回路１６ＸＡ・１６ＹＡで駆動する構成するとともに、一方の継電器１６Ｘを常時は閉じ状態にしておき、他方の継電器１６Ｙのみによって３相電動機１０の運転の動作と停止とを行い、過動作が生じたときには、継電器１６Ｘを開いて過動作を解除するように構成している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような従来の〔過動作解除型構成〕のものでは、２つの３電路同時開閉型の継電器を用いた大型の継電回路が必要なので、装置を小型安価にして提供し得ないという不都合があるため、こうした不都合のない装置の提供がのぞまれているという課題がある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この発明は上記のような
３相電源により運転する３相電動機によって所定の対象物を駆動するとともに、上記の対象物が上記の３相電源の継電回路の異常にもとづく過動作による危険を伴うために、上記の過動作を解除するための解除機能を設けた３相電動機駆動装置において、
【０００８】
常時または上記の運転の前に上記の３相電源の１相の電路を閉じる第１の継電回路と、上記の運転の動作と停止ごとに上記の３相電源の残りの２相の電路を開閉する第２の継電回路とを設ける継電回路配置手段と、
上記の第２の継電回路を開いたときに上記の過動作の有無を検出する過動作検出手段と、
【０００９】
上記の検出によって上記の過動作があるときは、上記の第１の継電回路を開いて、上記の過動作を停止させる過動作停止手段と
を設ける第１の構成と、
【００１０】
上記の第１の構成における上記の過動作検出手段が、上記の過動作の有無の検出を、上記の第２の継電回路と上記の３相電動機との間の上記の２相の電路の電流のうちの少なくとも一方の電流の有無、または、上記の第２の継電回路と上記の３相電動機との間の上記の２相の電路と上記の１相の電路との間の電圧のうちの少なくとも一方の電圧の有無によって検出するようにした第２の構成と、
【００１１】
３相電源により運転する３相電動機によって可燃性ガスを加圧するポンプを駆動するとともに、上記の３相電動機の過動作を解除するための解除機能を設けた可燃性ガス加圧供給装置であって、
上記の第１の構成と同様の上記の継電回路配置手段と、上記の過動作検出手段と、上記の過動作停止手段と
を設ける第３の構成と、
上記の第３の構成における上記の過動作検出手段を、上記の第２の構成と同様に構成した第４の構成とにより上記の課題を解決したものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
この発明の実施の形態として、３相電動機駆動装置１００を上記の図６の可燃性ガス加圧供給装置で構成したものに、この発明を適用した場合の実施例を説明する。
【００１３】
【実施例】
以下、図１〜図５により実施例を説明する。図１〜図５において、図６・図７における符号と同一の符号で示す部分は、図６・図７で説明した同一符号の部分と同一の機能をもつ部分である。また、図１〜図５において同一符号で示す部分は、図１〜図５のいずれかにおいて説明する同一符号の部分と同一の機能をもつ部分である。
【００１４】
〔過動作の検出〕
過動作の状態を検出する方法としては、次の３つの方法が考えられる。
第１の検出方法は、継電回路１６を開く動作を行わせたにもかかわらず、継電回路１６と３相電動機１０との間の電路に電圧が掛かっているため、３相電動機１０が運転しているわけであるから、この電路に電圧があるか否かによって判別する方法であり、この判別方法を「電圧判別」という。
る。
【００１５】
第２の検出方法は、継電回路１６を開く動作を行わせたにもかかわらず、３相電動機１０が運転していることは、３相電動機１０の電路に電流が流れているわけであるから、この電流があるか否かによって判別する方法であり、この判別方法を「電流判別」という。
【００１６】
第３の検出方法は、継電回路１６を開く動作を行わせたにもかかわらず、３相電動機１０が運転していることは、３相電動機１０の回転子が回転しているわけであるから、この回転があるか否かによって判別する方法であり、この判別方法を「回転判別」という。
【００１７】
「回転判別」は、例えば、３相電動機１０の回転軸またはそれによって駆動されている部分の回転数を機械的または電気的に検出することによって判別できる。また、３相電動機１０を発電制動しているものでは、発電制動回路に流れる電流によっても検出することができる。
【００１８】
〔第１実施例〕
まず、図１・図２・図４・図５により第１実施例を説明する。図１において、継電回路１６は、３相電動機１０を運転する３相電源１７、つまり、３相交流電源、例えば、ＡＣ２００Ｖの電路１８を開閉している。制御部７０は、設定操作部７５で設定した加圧の動作条件、可燃性ガス１３の供給圧力を圧力検出器Ｄ１で検出した検出信号などにもとづいて、継電回路１６などを制御することにより、加圧した可燃性ガスを容器１４に供給している。
【００１９】
継電回路１６は、図２のように、電路１８のうちの１相の電路１８Ａを開閉するための継電回路１６１と、残りの２相の電路１８Ｂ・１８Ｃを開閉するための継電回路１６２とで構成してある。
【００２０】
継電回路１６１は、例えば、１極単投型、つまり、１電路開閉型の継電器１６１Ａ、例えば、プランジャ型の継電器を、駆動回路１６１Ｂ、例えば、トランジスタスイッチング回路で駆動する回路であり、また、継電回路１６２は、例えば、２極単投型、つまり、２電路開閉型の継電器１６２Ａ、例えば、プランジャ型の継電器を、駆動回路１６２Ｂ、例えば、トランジスタスイッチング回路で駆動する回路であって、各駆動回路１６１Ａ・１６２Ｂを制御部７０によって制御している。なお、各駆動回路１６１Ａ・１６２Ｂには、３相電源１７から整流回路（図示せず）を介して得られた直流電源、例えば、ＤＣ２４Ｖを動作電源として与えている。そして、継電回路１６１を過動作の解除に用い、継電回路１６２を３相電動機１０の運転に対する運転制御と停止制御とに用いるように構成しているものである。
【００２１】
また、過動作検出部２０は、上記の「電圧判別」により過動作状態を検出する部分であり、この実施例では、２つの電圧検出回路２１・２２によって、継電回路１６２を開いて３相電動機１０が停止する程度の時間、例えば、１秒程度が経過したにもかかわらず、継電回路１６と３相電動機１０との間の電路に電圧が掛かっているときは、３相電動機１０が過動作になっているものとして判別するものである。
【００２２】
つまり、電圧検出回路２１・２２は、継電回路１６と３相電動機１０との間にある電路１８のうちの１相の電路１８Ａと、残りの２相の電路１８Ｂ・１８Ｃとの間の各電圧を検出する回路、例えば、電圧検出回２１は、路電路１８Ａと電路１８Ｂとの間に高抵抗の各分圧回路を設けて分圧した低くした電圧値と所定値ＶＡとを比較して検出する演算増幅回路により電圧検出信号Ｄ１１Ａを得る回路であり、電圧検出回路２２も、電路１８Ａと電路１８Ｃとの間を、同様にして、電圧検出信号Ｄ１２Ａを得る回路である。
【００２３】
制御部７０は、マイクロコンピュータによる制御処理機能（以下、ＣＰＵという）を主体とする制御部、例えば、市販のＣＰＵボード（ＣＰＵ／Ｂ）を用いた制御部であって、例えば、図４のように、各部の状態を検出して得られる各検出信号と設定操作部７５を操作して入力される各操作信号とによるデータを入力データとして入出力ポートから取り込んで作業メモリ７３、例えば、ＲＡＭに記憶するとともに、これらのデータと、処理メモリ７２、例えば、ＲＯＭに予め記憶した制御処理フローのプログラムと基準値などのデータとにもとづいて、所要の制御処理を行って得られた各部を制御する制御信号を入出力ポートから出力する。
【００２４】
また、時計回路７４によって制御処理に必要な時間を計時するほか、各部の動作状態、制御状態、各設定状態などのうちの所要のものを表示部７６に表示するように構成してある。そして、継電回路１６による３相電動機１０の運転と過動作の解除は、図５のような制御処理フローにより制御処理している。
【００２５】
図５の処理フローは装置全体の制御処理を行うメイン制御処理ルーチンのサブルーチンとして構成したもので、例えば、２秒ごとに、図５の制御処理フローに移行するように仕組まれているものであり、概略的には、３相電動機１０の運転前、例えば、装置全体の運転を始動する際に、電路１８Ａを継電回路１６１で閉じておき、その後に、３相電動機１０の運転と停止とを継電回路１６２のみによって行い、過動作があったとき、または、装置全体の運転を停止させる際に、継電回路１６１を開くように構成してある。
【００２６】
〔制御処理フローの説明〕
以下、図５の制御処理フローを説明する。
◆ステップＳＰ１では、指令データを取り込んで次のステップＳＰ２に移行する。
【００２７】
◆ステップＳＰ２では、装置全体の運転を開始をするか否かを判別する。装置全体の運転を開始するときは次のステップＳＰ３に移行し、そうでないときはステップＳＰ４に移行する。
【００２８】
◆ステップＳＰ３では、過動作の解除に用いる継電回路１６１を先行して閉じる継電回路とし、この継電回路１６１を閉じて、次のステップＳＰ４に移行する。
【００２９】
◆ステップＳＰ４では、装置全体の運転を停止をするか否かを判別する。装置全体の運転を停止する指令であるときはステップＳ１１に移行し、そうでないときは次のステップＳＰ５に移行する。なお、装置全体の運転を停止をするときは、メイン制御処理ルーチンによって、先に３相電動機１０の運転を停止する指令を行った後に、装置全体の運転を停止を行うように指令される。
【００３０】
◆ステップＳＰ５では、３相電動機１０の運転を開始するか否かを判別する。３相電動機１０を運転を開始するときは次のステップＳＰ６に移行し、そうでないときはステップＳＰ７に移行する。
【００３１】
◆ステップＳＰ６では、３相電動機１０の運転の運転制御と停止制御とに用いる継電回路１６２を後行して閉じる継電回路とし、この継電回路１６２を閉じて、メイン制御処理ルーチンの所定のステップ箇所に移行する。
【００３２】
◆ステップＳＰ７では、３相電動機１０の運転を停止するか否かを判別する。３相電動機１０を運転を停止するときは次のステップＳＰ８に移行し、そうでないときは、メイン制御処理ルーチンの所定のステップ箇所に移行する。
【００３３】
◆ステップＳＰ８では、後行して閉じた継電回路１６２を開いて、次のステップＳＰに移行する。つまり、この状態では、先行して閉じた継電回路１６１は閉じた状態に保持されていることになる。
【００３４】
◆ステップＳＰ９では、ステップＳＰ８で継電回路１６２を開いてから、所定時間ＴＡ、例えば、２秒程度が経過した後に、過動作の状態を検出している検出データ、つまり、電圧検出信号Ｄ１１Ａ・Ｄ１２Ａを取り込んで次のステップＳＰ１０に移行する。
【００３５】
ここで、所定時間ＴＡの値は、正常の状態のときに、３相電動機１０に与えている電源を切ってから３相電動機１０の回転数が１／２程度になるまでの時間を予め実験して求めた時間値を処理メモリ７２に記憶しておき、時計回路７４で経過時間を計時して判別する。
【００３６】
◆ステップＳＰ１０では、電圧検出信号Ｄ１１Ａ・Ｄ１２Ａの検出データによって、過動作になっているか否かを判別する。過動作になっているときはＳＰ１２に移行し、そうでないときは、メイン制御処理ルーチンの所定のステップ箇所に移行する。
【００３７】
ここでの上記の「電圧判別」は、電圧検出信号Ｄ１１Ａ・Ｄ１２Ａのうちの少なくとも一方のデータが得られているかによって判別するもので、演算増幅回路で比較する所定値ＶＡの値は、正常の状態のときに、上記の所定時間ＴＡの経過時点における値を予め実験して求めた値を処理メモリ７２に記憶しておくようにする。
【００３８】
また、継電回路１６２における継電器１６２Ａの２つの接触接点、つまり、電路１８Ｂを開閉する接点ａと電路１８Ｃを開閉する接点ｂとが同時に溶着していることは殆どあり得ないので、接点ａまたは接点ｂの一方のみが溶着しているとみてよいから、電圧検出信号Ｄ１１Ａ・Ｄ１２Ａのうちの少なくとも一方に所定値ＶＡを超えている旨のデータが得られことになる。
【００３９】
◆ステップＳＰ１１では、先行して閉じた継電回路１６１を開いて、メイン制御処理ルーチンの所定のステップ箇所に移行する。この状態では、後行して閉じた継電回路１６２は既に開いた状態に保持されていることになる。
【００４０】
◆ステップＳＰ１２では、先行して閉じた継電回路１６１を開いて、次のステップＳＰ１３に移行する。この状態では、後行して閉じた継電回路１６２における継電器１６２Ａの接点ａまたは接点ｂの一方は溶着しているが、溶着していない方の接点によって電路１８Ｂまたは電路１８Ｃのいずれか一方が開くため、この開いた電路と、継電回路１６１が開いた電路１８Ａとの２つの電路が開かれて、３相電動機１０が停止するので、過動作が解除されることになる。
【００４１】
◆ステップＳＰ１３では、表示部７６に、継電回路１６に異常がある旨の警報表示と、必要に応じてブザー音など警音と行わせた状態にした後に、次のステップＳＰ１４に移行する。
【００４２】
◆ステップＳＰ１４では、運転作業員が設定操作部７５の所定の操作キーを操作して、保守解除を行うためのデータを入力したか否かを判別する。保守解除のデータが入力されたときは、メイン制御処理ルーチンの所定のステップ箇所に移行する。そうでないときは、このステップＳＰ１４を繰り返す。
【００４３】
〔第２実施例〕
次に、図１・図３・図４・図５により第２実施例を説明する。この実施例は、第１実施例における図２の継電回路１６の構成を図３のように変更するとともに、過動作を「電流判別」によって判別するように構成したものである。
【００４４】
図３において、継電回路１６は、図２の継電回路１６２の箇所を、２つの１極単投型、つまり、１電路開閉型の継電器１６２Ａ１・１６２Ａ２、例えば、プランジャ型の継電器を、それぞれ、各駆動回路１６２Ｂ１・１６２Ｂ２、例えば、トランジスタスイッチング回路で駆動する回路に構成したものである。したがって、継電器１６１Ａ・駆動回路１６１Ｂと同一のものを３つ組み合わせることによって構成できることになる。
【００４５】
そして、制御処理動作は、図２の駆動回路１６２Ｂに対する制御と同じ制御を、図３の継電回路１６における各駆動回路１６２Ｂ１・１６２Ｂ２に対して同時に行うようにすれば、図５の制御処理フローによる制御処理をそのまま実行することによって、継電回路１６に対する制御を第１実施例の場合と同様に行うことができることになる。
【００４６】
また、図３における過動作検出部２０は、電路１８Ｂ・１８Ｃに設けた各変流器Ｄ１３・Ｄ１４の検出電流を電流検出回路２３・２４、例えば、所定値ＩＡと比較して検出する演算増幅回路によって検出した電流検出信号Ｄ１３Ａ・Ｄ１４Ａを得ることによって、上記の「電流判別」を行うものである。
【００４７】
したがって、所定値ＩＡの値は、正常の状態のときに、上記の所定時間ＴＡの経過時点における値を予め実験して求めた値を処理メモリ７２に記憶しておくようにすれば、第１実施例における「電圧判別」の場合と同様に、過動作になっているか否かを判別することができるので、図５の制御処理フローのステップＳＰ１０での判別を、上記の「電流判別」によって行うようにすれば、図５の制御処理フローのをそのまま実行することによって、過動作時に対する制御を第１実施例の場合と同様に行うことができることになる。
【００４８】
〔第３実施例〕
次に、図１〜図５により第３実施例を説明する。この実施例は、第１実施例・第２実施例における図２の継電回路１６と、図３の継電回路１６とにおける継電回路１６１の継電器１６１Ａを、常時は、例えば、ばね圧力などによって接触接点を閉じており、駆動回路１６１Ｂを動作させたときのみ、接触接点を開くようにしたものに変更することによって、図５の制御処理フローにおけるステップＳＰ１〜ステップＳＰ４と、ステップＳＰ１１とを不要にするとともに、ステップＳＰ１２の際にのみ、継電回路１６１を開くように制御処理することで、目的とする３相電動機１０の運転電動作と、過動作の解除との制御処理を行い得るようにしたものである。
【００４９】
〔実施例の構成の要約〕
上記の各実施例の構成を要約すると、
３相電源１７により運転する３相電動機１０によって所定の対象物、例えば、可燃性ガス１３を圧縮するポンプ１１を駆動するとともに、上記の対象物が上記の３相電源１７の継電回路１６の異常にもとづく過動作による危険を伴うために、上記の過動作を解除するための解除機能を設けた３相電動機駆動装置１００において、
【００５０】
例えば、〔第３実施例〕における継電回路１６１のように常時、または、例えば、ステップＳＰ３のように、上記の運転の前に上記の３相電源１７の１相の電路１８Ａを閉じる第１の継電回路１６１と、例えば、ステップＳＰ６・ステップＳＰ８のように、上記の運転の動作と停止ごとに上記の３相電源１７の残りの２相の電路１８Ｂ・１８Ｃを開閉する第２の継電回路１６２とを設ける継電回路配置手段と、
【００５１】
例えば、ステップＳＰ１０のように、上記の第２の継電回路１６２を開いたときに、例えば、過動作検出部２０によって、上記の過動作の有無を検出する過動作検出手段と、
上記の検出によって上記の過動作があるときは、例えば、ステップＳＰ１２のように、上記の第１の継電回路１６１を開いて、上記の過動作を停止させる過動作停止手段と
を設ける第１の構成と、
【００５２】
上記の第１の構成における上記の過動作検出手段が、上記の過動作の有無の検出を、例えば、図３の過動作検出部２０のように、上記の第２の継電回路１６２と上記の３相電動機１０との間の上記の２相の電路１８Ｂ・１８Ｃの電流のうちの少なくとも一方の電流の有無、または、例えば、図２の過動作検出部２０のように、上記の第２の継電回路１６２と上記の３相電動機１０との間の上記の２相の電路１８Ｂ・１８Ｃと上記の１相の電路１８Ａとの間の電圧のうちの少なくとも一方の電圧の有無によって検出するようにした第２の構成と、
【００５３】
３相電源１７により運転する３相電動機１０によって可燃性ガス１３を加圧するポンプ１１を駆動するとともに、上記の３相電動機１０の過動作を解除するための解除機能を設けた可燃性ガス加圧供給装置において、
上記の第１の構成と同様の上記の継電回路配置手段と、上記の過動作検出手段と、上記の過動作停止手段と
を設ける第３の構成と、
上記の第３の構成における上記の過動作検出手段を、上記の第２の構成と同様に構成した第４の構成とを構成していることになるものである。
【００５４】
〔変形実施〕
この発明は次のように変形して実施することができる。
（１）危険物を移動操作する操作部分を３相電動機１０で駆動するクレーン装置に適用して構成する。
（２）図３の構成における継電回路１６２の駆動回路１６２Ｂ１・駆動回路１６２Ｂ２に代えて、継電器１６２Ａ１と継電器１６２Ａ１とを１つの駆動回路によって駆動するように構成する。
【００５５】
【発明の効果】
この発明によれば、３相電動機を運転する３相電源の電路のうちの１相の電路の継電動作を常時または運転の前に閉じ状態にしておき、残りの２相の電路のみを開閉することによって３相電動機を運転しているため、常時または運転の前に閉じ状態にしている継電回路の接点には、３相電動機の運転・停止のための継電動作ときのスパークなどによる接点の溶着が生じないので、常時または運転の前に閉じ状態にしている継電回路を開くだけで確実に過動作を解除することができ、また、常時または運転の前に閉じ状態にしている継電回路を１相の電路分のみで済ませられるので、小型安価な過動作解除機能もつ３相電動機駆動装置を提供し得るなどの特長がある。
【図面の簡単な説明】
図面中、図１〜図５はこの発明の実施例を、また、図６・図７は従来技術を示し、各図の内容は次のとおりである。
【図１】全体ブロック構成図
【図２】要部ブロック構成図
【図３】要部ブロック構成図
【図４】要部ブロック構成図
【図５】要部制御処理フロー図
【図６】全体ブロック構成図
【図７】要部ブロック構成図
【符号の説明】
１０ ３相電動機
１１ ポンプ（対象物）
１２ 貯留槽
１３ 可燃性ガス
１４ 容器（ボンベ）
１４Ａ 管路
１５ 自動車
１６ 継電回路
１７ ３相電源
１８ 電路
１８Ａ 電路
１８Ｂ 電路
１８Ｃ 電路
２０ 過動作検出部
２１ 電圧検出回路
２２ 電圧検出回路
２３ 電流検出回路
２４ 電流検出回路
７０ 制御部
７１ 入出力ポート
７２ 処理メモリ
７３ 作業メモリ
７４ 時計回路
７５ 設定操作部
７６ 表示（警音）部
１００ ３相電動機駆動装置（可燃性ガス加圧供給装置）
１６１ 継電回路
１６１Ａ 継電器
１６１Ｂ 駆動回路
１６２ 継電回路
１６２Ａ 継電器
１６２Ａ１ 継電器
１６２Ｂ１ 駆動回路
１６２Ａ２ 継電器
１６２Ｂ２ 駆動回路
ａ 接触接点
ｂ 接触接点
Ｄ１ 圧力検出器
Ｄ１１Ａ 電圧検出信号
Ｄ１２Ａ 電圧検出信号
Ｄ１３Ａ 電流検出信号
Ｄ１４Ａ 電流検出信号
【発明の属する技術分野】
この発明は、継電回路を介して与えられる３相電源により３相電動機を運転している場合、継電回路を開く動作を行わせたにもかかわらず、継電回路の故障などによって、３相電動機が運転を続ける動作（この発明において、過動作という）を行ったときに、過動作を解除する構成をもつ３相電動機駆動装置、特に、その過動作が危険性を伴う装置に関するものである。
【０００２】
こうした３相電動機駆動装置としては、危険物を移動操作するクレーン装置、可燃性ガス、例えば、天然ガスを加圧して所要の容器に供給する可燃性ガス加圧供給装置などがある。
【０００３】
後者の装置として、例えば、図６のような可燃性ガス加圧供給装置１００が周知である。図６において、３相電動機１０で駆動されているポンプ１１は、貯留槽１２に貯留してある可燃性ガス１３、例えば、天然ガスを加圧しながら、接続管路１４Ａを介して所要の容器１４、例えば、自動車１５の燃料用のボンベに供給する。
【０００４】
そして、３相電源１７によって３相電動機１０を運転するための継電回路１６には、図７のように、〔通常型構成〕と、〔過動作解除型構成〕とがあり、〔通常型構成〕のものでは、３相電源１７の３相の電路を開閉するための１つの３極単投型、つまり、３電路同時開閉型の継電器１６Ｘを継電駆動回路１６ＸＡ、例えば、トランジスタスイッチング回路で駆動する構成になっているが、こうした構成では、継電器１６Ｘの接点が、接離動作時のアークなどによって、溶着することがある。そして、この溶着が生じた場合には、電路を開くように継電器１６Ｘを制御したにもかかわらず、実際には、継電器１６Ｘの接点が開かず、電路が閉じたままになるので、３相電動機１０が過動作して、可燃性ガス１３の供給圧力が異常に高くなり、ガス漏れ事故を起こし、ひいては、ガス爆発事故を起こす危険性を招くことになる。
【０００５】
このため、〔過動作解除型構成〕のものでは、継電回路１６を２つの３電路同時開閉型の継電器１６Ｘ・１６Ｙをそれぞれ継電駆動回路１６ＸＡ・１６ＹＡで駆動する構成するとともに、一方の継電器１６Ｘを常時は閉じ状態にしておき、他方の継電器１６Ｙのみによって３相電動機１０の運転の動作と停止とを行い、過動作が生じたときには、継電器１６Ｘを開いて過動作を解除するように構成している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような従来の〔過動作解除型構成〕のものでは、２つの３電路同時開閉型の継電器を用いた大型の継電回路が必要なので、装置を小型安価にして提供し得ないという不都合があるため、こうした不都合のない装置の提供がのぞまれているという課題がある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この発明は上記のような
３相電源により運転する３相電動機によって所定の対象物を駆動するとともに、上記の対象物が上記の３相電源の継電回路の異常にもとづく過動作による危険を伴うために、上記の過動作を解除するための解除機能を設けた３相電動機駆動装置において、
【０００８】
常時または上記の運転の前に上記の３相電源の１相の電路を閉じる第１の継電回路と、上記の運転の動作と停止ごとに上記の３相電源の残りの２相の電路を開閉する第２の継電回路とを設ける継電回路配置手段と、
上記の第２の継電回路を開いたときに上記の過動作の有無を検出する過動作検出手段と、
【０００９】
上記の検出によって上記の過動作があるときは、上記の第１の継電回路を開いて、上記の過動作を停止させる過動作停止手段と
を設ける第１の構成と、
【００１０】
上記の第１の構成における上記の過動作検出手段が、上記の過動作の有無の検出を、上記の第２の継電回路と上記の３相電動機との間の上記の２相の電路の電流のうちの少なくとも一方の電流の有無、または、上記の第２の継電回路と上記の３相電動機との間の上記の２相の電路と上記の１相の電路との間の電圧のうちの少なくとも一方の電圧の有無によって検出するようにした第２の構成と、
【００１１】
３相電源により運転する３相電動機によって可燃性ガスを加圧するポンプを駆動するとともに、上記の３相電動機の過動作を解除するための解除機能を設けた可燃性ガス加圧供給装置であって、
上記の第１の構成と同様の上記の継電回路配置手段と、上記の過動作検出手段と、上記の過動作停止手段と
を設ける第３の構成と、
上記の第３の構成における上記の過動作検出手段を、上記の第２の構成と同様に構成した第４の構成とにより上記の課題を解決したものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
この発明の実施の形態として、３相電動機駆動装置１００を上記の図６の可燃性ガス加圧供給装置で構成したものに、この発明を適用した場合の実施例を説明する。
【００１３】
【実施例】
以下、図１〜図５により実施例を説明する。図１〜図５において、図６・図７における符号と同一の符号で示す部分は、図６・図７で説明した同一符号の部分と同一の機能をもつ部分である。また、図１〜図５において同一符号で示す部分は、図１〜図５のいずれかにおいて説明する同一符号の部分と同一の機能をもつ部分である。
【００１４】
〔過動作の検出〕
過動作の状態を検出する方法としては、次の３つの方法が考えられる。
第１の検出方法は、継電回路１６を開く動作を行わせたにもかかわらず、継電回路１６と３相電動機１０との間の電路に電圧が掛かっているため、３相電動機１０が運転しているわけであるから、この電路に電圧があるか否かによって判別する方法であり、この判別方法を「電圧判別」という。
る。
【００１５】
第２の検出方法は、継電回路１６を開く動作を行わせたにもかかわらず、３相電動機１０が運転していることは、３相電動機１０の電路に電流が流れているわけであるから、この電流があるか否かによって判別する方法であり、この判別方法を「電流判別」という。
【００１６】
第３の検出方法は、継電回路１６を開く動作を行わせたにもかかわらず、３相電動機１０が運転していることは、３相電動機１０の回転子が回転しているわけであるから、この回転があるか否かによって判別する方法であり、この判別方法を「回転判別」という。
【００１７】
「回転判別」は、例えば、３相電動機１０の回転軸またはそれによって駆動されている部分の回転数を機械的または電気的に検出することによって判別できる。また、３相電動機１０を発電制動しているものでは、発電制動回路に流れる電流によっても検出することができる。
【００１８】
〔第１実施例〕
まず、図１・図２・図４・図５により第１実施例を説明する。図１において、継電回路１６は、３相電動機１０を運転する３相電源１７、つまり、３相交流電源、例えば、ＡＣ２００Ｖの電路１８を開閉している。制御部７０は、設定操作部７５で設定した加圧の動作条件、可燃性ガス１３の供給圧力を圧力検出器Ｄ１で検出した検出信号などにもとづいて、継電回路１６などを制御することにより、加圧した可燃性ガスを容器１４に供給している。
【００１９】
継電回路１６は、図２のように、電路１８のうちの１相の電路１８Ａを開閉するための継電回路１６１と、残りの２相の電路１８Ｂ・１８Ｃを開閉するための継電回路１６２とで構成してある。
【００２０】
継電回路１６１は、例えば、１極単投型、つまり、１電路開閉型の継電器１６１Ａ、例えば、プランジャ型の継電器を、駆動回路１６１Ｂ、例えば、トランジスタスイッチング回路で駆動する回路であり、また、継電回路１６２は、例えば、２極単投型、つまり、２電路開閉型の継電器１６２Ａ、例えば、プランジャ型の継電器を、駆動回路１６２Ｂ、例えば、トランジスタスイッチング回路で駆動する回路であって、各駆動回路１６１Ａ・１６２Ｂを制御部７０によって制御している。なお、各駆動回路１６１Ａ・１６２Ｂには、３相電源１７から整流回路（図示せず）を介して得られた直流電源、例えば、ＤＣ２４Ｖを動作電源として与えている。そして、継電回路１６１を過動作の解除に用い、継電回路１６２を３相電動機１０の運転に対する運転制御と停止制御とに用いるように構成しているものである。
【００２１】
また、過動作検出部２０は、上記の「電圧判別」により過動作状態を検出する部分であり、この実施例では、２つの電圧検出回路２１・２２によって、継電回路１６２を開いて３相電動機１０が停止する程度の時間、例えば、１秒程度が経過したにもかかわらず、継電回路１６と３相電動機１０との間の電路に電圧が掛かっているときは、３相電動機１０が過動作になっているものとして判別するものである。
【００２２】
つまり、電圧検出回路２１・２２は、継電回路１６と３相電動機１０との間にある電路１８のうちの１相の電路１８Ａと、残りの２相の電路１８Ｂ・１８Ｃとの間の各電圧を検出する回路、例えば、電圧検出回２１は、路電路１８Ａと電路１８Ｂとの間に高抵抗の各分圧回路を設けて分圧した低くした電圧値と所定値ＶＡとを比較して検出する演算増幅回路により電圧検出信号Ｄ１１Ａを得る回路であり、電圧検出回路２２も、電路１８Ａと電路１８Ｃとの間を、同様にして、電圧検出信号Ｄ１２Ａを得る回路である。
【００２３】
制御部７０は、マイクロコンピュータによる制御処理機能（以下、ＣＰＵという）を主体とする制御部、例えば、市販のＣＰＵボード（ＣＰＵ／Ｂ）を用いた制御部であって、例えば、図４のように、各部の状態を検出して得られる各検出信号と設定操作部７５を操作して入力される各操作信号とによるデータを入力データとして入出力ポートから取り込んで作業メモリ７３、例えば、ＲＡＭに記憶するとともに、これらのデータと、処理メモリ７２、例えば、ＲＯＭに予め記憶した制御処理フローのプログラムと基準値などのデータとにもとづいて、所要の制御処理を行って得られた各部を制御する制御信号を入出力ポートから出力する。
【００２４】
また、時計回路７４によって制御処理に必要な時間を計時するほか、各部の動作状態、制御状態、各設定状態などのうちの所要のものを表示部７６に表示するように構成してある。そして、継電回路１６による３相電動機１０の運転と過動作の解除は、図５のような制御処理フローにより制御処理している。
【００２５】
図５の処理フローは装置全体の制御処理を行うメイン制御処理ルーチンのサブルーチンとして構成したもので、例えば、２秒ごとに、図５の制御処理フローに移行するように仕組まれているものであり、概略的には、３相電動機１０の運転前、例えば、装置全体の運転を始動する際に、電路１８Ａを継電回路１６１で閉じておき、その後に、３相電動機１０の運転と停止とを継電回路１６２のみによって行い、過動作があったとき、または、装置全体の運転を停止させる際に、継電回路１６１を開くように構成してある。
【００２６】
〔制御処理フローの説明〕
以下、図５の制御処理フローを説明する。
◆ステップＳＰ１では、指令データを取り込んで次のステップＳＰ２に移行する。
【００２７】
◆ステップＳＰ２では、装置全体の運転を開始をするか否かを判別する。装置全体の運転を開始するときは次のステップＳＰ３に移行し、そうでないときはステップＳＰ４に移行する。
【００２８】
◆ステップＳＰ３では、過動作の解除に用いる継電回路１６１を先行して閉じる継電回路とし、この継電回路１６１を閉じて、次のステップＳＰ４に移行する。
【００２９】
◆ステップＳＰ４では、装置全体の運転を停止をするか否かを判別する。装置全体の運転を停止する指令であるときはステップＳ１１に移行し、そうでないときは次のステップＳＰ５に移行する。なお、装置全体の運転を停止をするときは、メイン制御処理ルーチンによって、先に３相電動機１０の運転を停止する指令を行った後に、装置全体の運転を停止を行うように指令される。
【００３０】
◆ステップＳＰ５では、３相電動機１０の運転を開始するか否かを判別する。３相電動機１０を運転を開始するときは次のステップＳＰ６に移行し、そうでないときはステップＳＰ７に移行する。
【００３１】
◆ステップＳＰ６では、３相電動機１０の運転の運転制御と停止制御とに用いる継電回路１６２を後行して閉じる継電回路とし、この継電回路１６２を閉じて、メイン制御処理ルーチンの所定のステップ箇所に移行する。
【００３２】
◆ステップＳＰ７では、３相電動機１０の運転を停止するか否かを判別する。３相電動機１０を運転を停止するときは次のステップＳＰ８に移行し、そうでないときは、メイン制御処理ルーチンの所定のステップ箇所に移行する。
【００３３】
◆ステップＳＰ８では、後行して閉じた継電回路１６２を開いて、次のステップＳＰに移行する。つまり、この状態では、先行して閉じた継電回路１６１は閉じた状態に保持されていることになる。
【００３４】
◆ステップＳＰ９では、ステップＳＰ８で継電回路１６２を開いてから、所定時間ＴＡ、例えば、２秒程度が経過した後に、過動作の状態を検出している検出データ、つまり、電圧検出信号Ｄ１１Ａ・Ｄ１２Ａを取り込んで次のステップＳＰ１０に移行する。
【００３５】
ここで、所定時間ＴＡの値は、正常の状態のときに、３相電動機１０に与えている電源を切ってから３相電動機１０の回転数が１／２程度になるまでの時間を予め実験して求めた時間値を処理メモリ７２に記憶しておき、時計回路７４で経過時間を計時して判別する。
【００３６】
◆ステップＳＰ１０では、電圧検出信号Ｄ１１Ａ・Ｄ１２Ａの検出データによって、過動作になっているか否かを判別する。過動作になっているときはＳＰ１２に移行し、そうでないときは、メイン制御処理ルーチンの所定のステップ箇所に移行する。
【００３７】
ここでの上記の「電圧判別」は、電圧検出信号Ｄ１１Ａ・Ｄ１２Ａのうちの少なくとも一方のデータが得られているかによって判別するもので、演算増幅回路で比較する所定値ＶＡの値は、正常の状態のときに、上記の所定時間ＴＡの経過時点における値を予め実験して求めた値を処理メモリ７２に記憶しておくようにする。
【００３８】
また、継電回路１６２における継電器１６２Ａの２つの接触接点、つまり、電路１８Ｂを開閉する接点ａと電路１８Ｃを開閉する接点ｂとが同時に溶着していることは殆どあり得ないので、接点ａまたは接点ｂの一方のみが溶着しているとみてよいから、電圧検出信号Ｄ１１Ａ・Ｄ１２Ａのうちの少なくとも一方に所定値ＶＡを超えている旨のデータが得られことになる。
【００３９】
◆ステップＳＰ１１では、先行して閉じた継電回路１６１を開いて、メイン制御処理ルーチンの所定のステップ箇所に移行する。この状態では、後行して閉じた継電回路１６２は既に開いた状態に保持されていることになる。
【００４０】
◆ステップＳＰ１２では、先行して閉じた継電回路１６１を開いて、次のステップＳＰ１３に移行する。この状態では、後行して閉じた継電回路１６２における継電器１６２Ａの接点ａまたは接点ｂの一方は溶着しているが、溶着していない方の接点によって電路１８Ｂまたは電路１８Ｃのいずれか一方が開くため、この開いた電路と、継電回路１６１が開いた電路１８Ａとの２つの電路が開かれて、３相電動機１０が停止するので、過動作が解除されることになる。
【００４１】
◆ステップＳＰ１３では、表示部７６に、継電回路１６に異常がある旨の警報表示と、必要に応じてブザー音など警音と行わせた状態にした後に、次のステップＳＰ１４に移行する。
【００４２】
◆ステップＳＰ１４では、運転作業員が設定操作部７５の所定の操作キーを操作して、保守解除を行うためのデータを入力したか否かを判別する。保守解除のデータが入力されたときは、メイン制御処理ルーチンの所定のステップ箇所に移行する。そうでないときは、このステップＳＰ１４を繰り返す。
【００４３】
〔第２実施例〕
次に、図１・図３・図４・図５により第２実施例を説明する。この実施例は、第１実施例における図２の継電回路１６の構成を図３のように変更するとともに、過動作を「電流判別」によって判別するように構成したものである。
【００４４】
図３において、継電回路１６は、図２の継電回路１６２の箇所を、２つの１極単投型、つまり、１電路開閉型の継電器１６２Ａ１・１６２Ａ２、例えば、プランジャ型の継電器を、それぞれ、各駆動回路１６２Ｂ１・１６２Ｂ２、例えば、トランジスタスイッチング回路で駆動する回路に構成したものである。したがって、継電器１６１Ａ・駆動回路１６１Ｂと同一のものを３つ組み合わせることによって構成できることになる。
【００４５】
そして、制御処理動作は、図２の駆動回路１６２Ｂに対する制御と同じ制御を、図３の継電回路１６における各駆動回路１６２Ｂ１・１６２Ｂ２に対して同時に行うようにすれば、図５の制御処理フローによる制御処理をそのまま実行することによって、継電回路１６に対する制御を第１実施例の場合と同様に行うことができることになる。
【００４６】
また、図３における過動作検出部２０は、電路１８Ｂ・１８Ｃに設けた各変流器Ｄ１３・Ｄ１４の検出電流を電流検出回路２３・２４、例えば、所定値ＩＡと比較して検出する演算増幅回路によって検出した電流検出信号Ｄ１３Ａ・Ｄ１４Ａを得ることによって、上記の「電流判別」を行うものである。
【００４７】
したがって、所定値ＩＡの値は、正常の状態のときに、上記の所定時間ＴＡの経過時点における値を予め実験して求めた値を処理メモリ７２に記憶しておくようにすれば、第１実施例における「電圧判別」の場合と同様に、過動作になっているか否かを判別することができるので、図５の制御処理フローのステップＳＰ１０での判別を、上記の「電流判別」によって行うようにすれば、図５の制御処理フローのをそのまま実行することによって、過動作時に対する制御を第１実施例の場合と同様に行うことができることになる。
【００４８】
〔第３実施例〕
次に、図１〜図５により第３実施例を説明する。この実施例は、第１実施例・第２実施例における図２の継電回路１６と、図３の継電回路１６とにおける継電回路１６１の継電器１６１Ａを、常時は、例えば、ばね圧力などによって接触接点を閉じており、駆動回路１６１Ｂを動作させたときのみ、接触接点を開くようにしたものに変更することによって、図５の制御処理フローにおけるステップＳＰ１〜ステップＳＰ４と、ステップＳＰ１１とを不要にするとともに、ステップＳＰ１２の際にのみ、継電回路１６１を開くように制御処理することで、目的とする３相電動機１０の運転電動作と、過動作の解除との制御処理を行い得るようにしたものである。
【００４９】
〔実施例の構成の要約〕
上記の各実施例の構成を要約すると、
３相電源１７により運転する３相電動機１０によって所定の対象物、例えば、可燃性ガス１３を圧縮するポンプ１１を駆動するとともに、上記の対象物が上記の３相電源１７の継電回路１６の異常にもとづく過動作による危険を伴うために、上記の過動作を解除するための解除機能を設けた３相電動機駆動装置１００において、
【００５０】
例えば、〔第３実施例〕における継電回路１６１のように常時、または、例えば、ステップＳＰ３のように、上記の運転の前に上記の３相電源１７の１相の電路１８Ａを閉じる第１の継電回路１６１と、例えば、ステップＳＰ６・ステップＳＰ８のように、上記の運転の動作と停止ごとに上記の３相電源１７の残りの２相の電路１８Ｂ・１８Ｃを開閉する第２の継電回路１６２とを設ける継電回路配置手段と、
【００５１】
例えば、ステップＳＰ１０のように、上記の第２の継電回路１６２を開いたときに、例えば、過動作検出部２０によって、上記の過動作の有無を検出する過動作検出手段と、
上記の検出によって上記の過動作があるときは、例えば、ステップＳＰ１２のように、上記の第１の継電回路１６１を開いて、上記の過動作を停止させる過動作停止手段と
を設ける第１の構成と、
【００５２】
上記の第１の構成における上記の過動作検出手段が、上記の過動作の有無の検出を、例えば、図３の過動作検出部２０のように、上記の第２の継電回路１６２と上記の３相電動機１０との間の上記の２相の電路１８Ｂ・１８Ｃの電流のうちの少なくとも一方の電流の有無、または、例えば、図２の過動作検出部２０のように、上記の第２の継電回路１６２と上記の３相電動機１０との間の上記の２相の電路１８Ｂ・１８Ｃと上記の１相の電路１８Ａとの間の電圧のうちの少なくとも一方の電圧の有無によって検出するようにした第２の構成と、
【００５３】
３相電源１７により運転する３相電動機１０によって可燃性ガス１３を加圧するポンプ１１を駆動するとともに、上記の３相電動機１０の過動作を解除するための解除機能を設けた可燃性ガス加圧供給装置において、
上記の第１の構成と同様の上記の継電回路配置手段と、上記の過動作検出手段と、上記の過動作停止手段と
を設ける第３の構成と、
上記の第３の構成における上記の過動作検出手段を、上記の第２の構成と同様に構成した第４の構成とを構成していることになるものである。
【００５４】
〔変形実施〕
この発明は次のように変形して実施することができる。
（１）危険物を移動操作する操作部分を３相電動機１０で駆動するクレーン装置に適用して構成する。
（２）図３の構成における継電回路１６２の駆動回路１６２Ｂ１・駆動回路１６２Ｂ２に代えて、継電器１６２Ａ１と継電器１６２Ａ１とを１つの駆動回路によって駆動するように構成する。
【００５５】
【発明の効果】
この発明によれば、３相電動機を運転する３相電源の電路のうちの１相の電路の継電動作を常時または運転の前に閉じ状態にしておき、残りの２相の電路のみを開閉することによって３相電動機を運転しているため、常時または運転の前に閉じ状態にしている継電回路の接点には、３相電動機の運転・停止のための継電動作ときのスパークなどによる接点の溶着が生じないので、常時または運転の前に閉じ状態にしている継電回路を開くだけで確実に過動作を解除することができ、また、常時または運転の前に閉じ状態にしている継電回路を１相の電路分のみで済ませられるので、小型安価な過動作解除機能もつ３相電動機駆動装置を提供し得るなどの特長がある。
【図面の簡単な説明】
図面中、図１〜図５はこの発明の実施例を、また、図６・図７は従来技術を示し、各図の内容は次のとおりである。
【図１】全体ブロック構成図
【図２】要部ブロック構成図
【図３】要部ブロック構成図
【図４】要部ブロック構成図
【図５】要部制御処理フロー図
【図６】全体ブロック構成図
【図７】要部ブロック構成図
【符号の説明】
１０ ３相電動機
１１ ポンプ（対象物）
１２ 貯留槽
１３ 可燃性ガス
１４ 容器（ボンベ）
１４Ａ 管路
１５ 自動車
１６ 継電回路
１７ ３相電源
１８ 電路
１８Ａ 電路
１８Ｂ 電路
１８Ｃ 電路
２０ 過動作検出部
２１ 電圧検出回路
２２ 電圧検出回路
２３ 電流検出回路
２４ 電流検出回路
７０ 制御部
７１ 入出力ポート
７２ 処理メモリ
７３ 作業メモリ
７４ 時計回路
７５ 設定操作部
７６ 表示（警音）部
１００ ３相電動機駆動装置（可燃性ガス加圧供給装置）
１６１ 継電回路
１６１Ａ 継電器
１６１Ｂ 駆動回路
１６２ 継電回路
１６２Ａ 継電器
１６２Ａ１ 継電器
１６２Ｂ１ 駆動回路
１６２Ａ２ 継電器
１６２Ｂ２ 駆動回路
ａ 接触接点
ｂ 接触接点
Ｄ１ 圧力検出器
Ｄ１１Ａ 電圧検出信号
Ｄ１２Ａ 電圧検出信号
Ｄ１３Ａ 電流検出信号
Ｄ１４Ａ 電流検出信号
Claims (4)
- ３相電源により運転する３相電動機によって所定の対象物を駆動するとともに、前記対象物が前記３相電源の継電回路の異常にもとづく過動作による危険を伴うために、前記過動作を解除するための解除機能を設けた３相電動機駆動装置であって、
常時または前記運転の前に前記３相電源の１相の電路を閉じる第１の継電回路と、前記運転の動作と停止ごとに前記３相電源の残りの２相の電路を開閉する第２の継電回路とを設ける継電回路配置手段と、
前記第２の継電回路を開いたときに前記過動作の有無を検出する過動作検出手段と、
前記検出によって前記過動作があるときは、前記第１の継電回路を開いて、前記過動作を停止させる過動作停止手段と
を具備することを特徴とする３相駆動電動機装置。 - 前記過動作検出手段が、前記過動作の有無の検出を、前記第２の継電回路と前記３相電動機との間の前記２相の電路の電流のうちの少なくとも一方の電流の有無、または、前記第２の継電回路と前記３相電動機との間の前記２相の電路と前記１相の電路との間の電圧のうちの少なくとも一方の電圧の有無によって検出する請求項１記載の３相電動機駆動装置。
- ３相電源により運転する３相電動機によって可燃性ガスを加圧するポンプを駆動するとともに、前記３相電動機の過動作を解除するための解除機能を設けた可燃性ガス加圧供給装置であって、
常時または前記運転の前に前記３相電源の１相の電路を閉じる第１の継電回路と、前記運転の動作と停止ごとに前記３相電源の残りの２相の電路を開閉する第２の継電回路とを設ける継電回路配置手段と、
前記第２の継電回路を開いたときに前記過動作の有無を検出する過動作検出手段と、
前記検出によって前記過動作があるときは、前記第１の継電回路を開いて、前記過動作を停止させる過動作停止手段と
を具備することを特徴とする可燃性ガス加圧供給装置。 - 前記過動作検出手段が、前記過動作の有無の検出を、前記第２の継電回路と前記３相電動機との間の前記２相の電路の電流のうちの少なくとも一方の電流の有無、または、前記第２の継電回路と前記３相電動機との間の前記２相の電路と前記１相の電路との間の電圧のうちの少なくとも一方の電圧の有無によって検出する請求項３記載の可燃性ガス加圧供給装置。
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