JP3737814B2 - Capacitor motor overload detection method - Google Patents
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Description
本発明は単相コンデンサモータの過負荷検知方法に関し、特に、ローラシャッタなどの開閉に使用する筒状駆動装置に設けた単相コンデンサモータの過負荷検知方法に関する。本発明はローラシャッタが巻き戻し途中で障害物に当接した場合に発生するコンデンサモータの過負荷の検知に使用して好適である。 The present invention relates to an overload detection method for a single-phase capacitor motor, and more particularly to an overload detection method for a single-phase capacitor motor provided in a cylindrical drive device used for opening and closing a roller shutter or the like. The present invention is suitable for use in detecting an overload of a capacitor motor that occurs when a roller shutter comes into contact with an obstacle during rewinding.
ローラシャッタは複数の細長い板状のスラットを簾のように連結したものであり、車庫或いは建造物の出入口、雨戸、窓など、種々の開口部に設置されている。このようなローラシャッタの巻上げ及び巻き戻しはモータを内蔵した筒状駆動装置を利用して行われる。 The roller shutter is formed by connecting a plurality of slender plate-like slats like a fence, and is installed in various openings such as a garage or a building entrance / exit, a shutter, and a window. Such roller shutter winding and unwinding are performed using a cylindrical drive device incorporating a motor.
本発明に係わるモータは単相交流（単相１００Ｖの商用交流電源）で駆動されるコンデンサモータであり、単相誘導電動機であるコンデンサモータは、価格が安く、故障が少なく、取り扱いが容易であり、高力率及び高効率という特徴を有するために広く利用されている。このようなコンデンサモータを内蔵した筒状駆動装置は、たとえば、特許文献１に開示されている。 The motor according to the present invention is a capacitor motor driven by a single-phase alternating current (single-phase 100V commercial AC power supply), and a capacitor motor that is a single-phase induction motor is inexpensive, has few failures, and is easy to handle. It is widely used because it has the characteristics of high power factor and high efficiency. A cylindrical drive device incorporating such a capacitor motor is disclosed in Patent Document 1, for example.
図６を参照して本発明に関係するローラシャッタ及び筒状駆動装置を簡単に説明する。参照符号２はローラシャッタを示し、このローラシャッタ２は、筒状駆動装置４の外周に設けた正方向及び逆方向に回転可能なパイプ６に一端が固定され、駆動装置４によって回転するパイプ６によって巻き上げられ、或いは、巻き戻される。ローラシャッタ２は複数のスラット８を連結したものである。 A roller shutter and a cylindrical driving device related to the present invention will be briefly described with reference to FIG. Reference numeral 2 denotes a roller shutter. The roller shutter 2 is fixed at one end to a pipe 6 provided on the outer periphery of the cylindrical drive device 4 and rotatable in the forward direction and the reverse direction, and the pipe 6 rotated by the drive device 4. Is wound up or rewound. The roller shutter 2 is formed by connecting a plurality of slats 8.
ローラシャッタ２を巻上げ或いは巻戻しする際、所定長の巻上げ或いは巻戻しが行われると、筒状駆動装置４に設置したリミットスイッチが機械的に作動してモータが停止する。 When the roller shutter 2 is wound or unwound, if a predetermined length of winding or unwinding is performed, a limit switch installed in the cylindrical driving device 4 is mechanically operated to stop the motor.
図７を参照して本発明に使用するローラシャッタ開閉用のコンデンサモータ（図６の筒状駆動装置内に設けられる）の動作を説明する。尚、コンデンサモータ（以下単にモータと記す場合がある）自体は周知なので簡単な説明に止める。コンデンサモータ１０は、巻線１２，１４及びコンデンサ１６から構成され、リミットスイッチＬＳ１，ＬＳ２及び端子１８、２０及び２２を介して単相電源（５０Ｈｚ或いは６０Ｈｚの単相１００Ｖ電源）に接続される。参照符号２４はモータの異常加熱を検知してモータへの電流供給を遮断するサーモスタットである。 With reference to FIG. 7, the operation of the roller shutter opening / closing condenser motor (provided in the cylindrical drive device of FIG. 6) used in the present invention will be described. In addition, since the capacitor motor (which may be simply referred to as a motor hereinafter) is well known, only a simple explanation will be given. The capacitor motor 10 includes windings 12 and 14 and a capacitor 16, and is connected to a single-phase power source (single-phase 100 V power source of 50 Hz or 60 Hz) via limit switches LS 1 and LS 2 and terminals 18, 20 and 22. Reference numeral 24 is a thermostat that detects abnormal heating of the motor and cuts off the current supply to the motor.
リミットスイッチＬＳ１及びＬＳ２は筒状駆動装置４（図６）内に設置され、ローラシャッタが所定長巻き戻されるとリミットスイッチＬＳ１はオンからオフに切り替わり、一方、リミットスイッチＬＳ２は、ローラシャッタが所定長巻き上げられるとオンからオフに切り替わる。リミットスイッチの具体例は、例えば、特許文献２に開示されている。 The limit switches LS1 and LS2 are installed in the cylindrical drive device 4 (FIG. 6), and when the roller shutter is rewound for a predetermined length, the limit switch LS1 is switched from on to off, while the limit switch LS2 has a predetermined roller shutter. When it is rolled up for a long time, it switches from on to off. A specific example of the limit switch is disclosed in Patent Document 2, for example.
一方、ローラシャッタが閉じた状態（ＬＳ１はオフでＬＳ２はオン）からローラシャッタを巻き上げるには、端子２０及び２２を単相電源に接続する。この場合、コイル１２及び１４は夫々補助巻線及び主巻線となる。ローラシャッタが上昇してローラシャッタの下部が所定の位置に達すると、リミットスイッチＬＳ２がオフになってモータへの給電が停止される。尚、ＬＳ１はローラシャッタ巻上げのためにモータを回転させた直後にオンとなる。 On the other hand, in order to roll up the roller shutter from the state where the roller shutter is closed (LS1 is off and LS2 is on), the terminals 20 and 22 are connected to a single-phase power source. In this case, the coils 12 and 14 become an auxiliary winding and a main winding, respectively. When the roller shutter is raised and the lower part of the roller shutter reaches a predetermined position, the limit switch LS2 is turned off and power supply to the motor is stopped. Note that LS1 is turned on immediately after the motor is rotated for winding the roller shutter.
ところで、ローラシャッタを巻き戻す（閉じる）際、ローラシャッタの下部が障害物に当接すると連接した複数のスラットは殆ど湾曲しないのでモータの負荷（負荷トルク）が増大し、最悪の場合にはモータ巻線が焼損するという問題がある。したがって、ローラシャッタが障害物によって下降が妨げられてモータ負荷が所定値以上となった場合には直ちにモータへの給電を止める望ましい。 By the way, when the roller shutter is rewound (closed), when the lower part of the roller shutter comes into contact with the obstacle, the connected slats hardly bend, so the motor load (load torque) increases, and in the worst case the motor There is a problem that the windings burn out. Therefore, when the roller shutter is prevented from descending by an obstacle and the motor load exceeds a predetermined value, it is desirable to immediately stop the power supply to the motor.
モータ負荷(負荷トルク)の変動は、コンデンサ電圧（コンデンサの両端電圧）Ｖｃの変化、主巻線電流の変化として現れる。コンデンサ電圧Ｖｃは、端子１８，２０を利用すればモータ外部で簡単に測定できるという利点がある。しかしながら、本願発明者がモータ負荷の変動とコンデンサ電圧Ｖｃの変化との関係を調べた結果、モータ負荷変動とコンデンサ電圧Ｖｃの変化は、
(a) 電源電圧変動に対して比例性が良好でない
(b) モータ巻線温度変化に対して比例変化率が一定でない
(c) コンデンサ容量によって大きく影響を受ける
(d) 上記(a)乃至(c)の変化がない場合でも直線性が良好でない
ことが判明した。
The fluctuation of the motor load (load torque) appears as a change in the capacitor voltage (voltage across the capacitor) Vc and a change in the main winding current. The capacitor voltage Vc has an advantage that it can be easily measured outside the motor by using the terminals 18 and 20. However, as a result of examining the relationship between the fluctuation of the motor load and the change of the capacitor voltage Vc by the present inventor, the change of the motor load and the change of the capacitor voltage Vc is
(a) Proportionality is not good with respect to power supply voltage fluctuation
(b) Proportional change rate is not constant with motor winding temperature change
(c) Largely affected by capacitor capacity
(d) It was found that the linearity is not good even when there is no change in the above (a) to (c).
つまり、コンデンサ電圧Ｖｃの測定によりモータ負荷変動を検出（推測）する方法は、モータ端子を利用してコンデンサ電圧Ｖｃを簡単に測定できるという利点があるが、モータ負荷変動の検出精度が十分でないという問題がある。 That is, the method of detecting (estimating) the motor load variation by measuring the capacitor voltage Vc has an advantage that the capacitor voltage Vc can be easily measured using the motor terminal, but the detection accuracy of the motor load variation is not sufficient. There's a problem.
更に、本発明者は、モータ負荷変動に対する主巻線電流の変化を調べた結果、
(a) 電圧変動に対して比例性が良好である
(b) 温度変化に対して比例変化率が良好である
(c) コンデンサ容量変化に対して影響が少ない
(d) 上記(a)乃至(c)の変化がない場合には直線性が非常に良好である
ことが判明した。
Furthermore, as a result of examining the change of the main winding current with respect to the motor load fluctuation,
(a) Good proportionality to voltage fluctuation
(b) Good rate of proportional change with temperature change
(c) Little effect on capacitor capacitance change
(d) It was found that the linearity was very good when there was no change in the above (a) to (c).
しかしながら、モータ負荷変動に対する主巻線電流の変化を調べるには主巻線電流を測定するための専用ラインを追加する必要があるという問題がある。 However, there is a problem that it is necessary to add a dedicated line for measuring the main winding current in order to examine the change of the main winding current with respect to the motor load fluctuation.
本発明の課題は、コンデンサモータの外部端子に主巻線電流を算出する（推定する）装置を付加することによって、主巻線電流を測定するための専用ラインを設けることなく、コンデンサモータの過負荷を検出する方法を提供することである。 The object of the present invention is to add a device for calculating (estimating) the main winding current to the external terminal of the capacitor motor, thereby eliminating the need for a dedicated line for measuring the main winding current. It is to provide a method for detecting a load.
本発明に係る単相コンデンサモータの過負荷検知方法は、モータ始動前に巻線温度を求め、モータ始動後に、時間間隔を置いて複数回、電源電圧及び電源周波数を測定すると共にモータ始動前に求めた巻線温度に基づいてモータ始動後の巻線温度を求め、モータ全電流とコンデンサ電圧を測定しこれらの測定値とコンデンサ容量とから主巻線電流を算出し、更に、電源電圧、電源周波数、モータ始動後の巻線温度からなるパラメータで特定される予め求めておいた主巻線電流とコンデンサモータ過負荷との関係からコンデンサモータの過負荷を検知することを特徴とする。 The method for detecting an overload of a single-phase capacitor motor according to the present invention obtains the winding temperature before starting the motor, measures the power supply voltage and the power supply frequency several times at intervals after the motor starts, and before starting the motor. Obtain the winding temperature after starting the motor based on the obtained winding temperature, measure the motor total current and capacitor voltage, calculate the main winding current from these measured values and capacitor capacity, and further supply voltage, power The overload of the capacitor motor is detected from the relationship between the main winding current and the capacitor motor overload which are determined in advance by parameters including the frequency and the winding temperature after starting the motor.
本発明は、更に、モータ始動前に前記巻線温度に加えてコンデンサ容量を測定し、測定したコンデンサ容量を前記主巻線電流の算出に用いることを特徴とする。 The present invention is further characterized in that a capacitor capacity is measured in addition to the winding temperature before starting the motor, and the measured capacitor capacity is used for calculation of the main winding current.
本発明は、更に、コンデンサの定格容量を前記主巻線電流の算出に用いることを特徴とする。 The present invention is further characterized in that a rated capacity of a capacitor is used for calculating the main winding current.
本発明は、更に、コンデンサ電圧とコンデンサ容量とから補助巻線電流を求めてこの補助巻線電流とモータ全電流とから前記主巻線電流を算出することを特徴とする。 The present invention is further characterized in that an auxiliary winding current is obtained from a capacitor voltage and a capacitor capacity, and the main winding current is calculated from the auxiliary winding current and the total motor current.
本発明は、更に、前記コンデンサモータの過負荷検知方法を実施する前に、前記パラメータの夫々に関して複数の値を定め、この複数の値の組合せの夫々に対して主巻線電流とコンデンサモータ負荷との関係を予め求めておくことを特徴とする。 The present invention further defines a plurality of values for each of the parameters before performing the capacitor motor overload detection method, and the main winding current and the capacitor motor load for each of the combinations of the plurality of values. It is characterized in that the relationship between and is obtained in advance.
本発明は、更に、モータ始動後の巻線温度をモータ始動からの経過時間とモータ始動前の巻線温度とから算出することを特徴とする。 The present invention is further characterized in that the winding temperature after starting the motor is calculated from the elapsed time since starting the motor and the winding temperature before starting the motor.
本発明では、予め求めた主巻線電流とコンデンサモータ負荷との関係は、コンデンサモータを制御する制御装置に設けた記憶手段に記憶しておくことを特徴とする。 In the present invention, the relationship between the main winding current and the capacitor motor load obtained in advance is stored in storage means provided in a control device for controlling the capacitor motor.
本発明では、前記コンデンサモータは、ローラシャッタなどを巻上げ或いは巻き戻すために使用される筒状駆動装置に使用されることを特徴とする。 In the present invention, the capacitor motor is used in a cylindrical driving device used for winding or rewinding a roller shutter or the like.
本発明によれば、コンデンサモータの外部端子に主巻線電流を算出する装置を付加して主巻線電流を算出できるので、モータの主巻線電流を測定するための専用ラインを新たに設ける必要がない。したがって、例えば、本発明を量産された既存の筒状駆動装置に応用すれば、個々の筒状駆動装置を改造することなく装置内部に設けたコンデンサモータの過負荷を検知できる。 According to the present invention, since the main winding current can be calculated by adding a device for calculating the main winding current to the external terminal of the capacitor motor, a dedicated line for measuring the main winding current of the motor is newly provided. There is no need. Therefore, for example, when the present invention is applied to an existing cylindrical drive device that is mass-produced, it is possible to detect an overload of a capacitor motor provided inside the device without modifying each cylindrical drive device.
本発明は、単相電源で駆動されるコンデンサモータの過負荷を検知するための準備として、複数の電源電圧（例えば定格電圧１００Ｖの場合には９０Ｖから５Ｖ間隔で１１０Ｖまでの５種類の電源電圧）、複数の電源周波数（例えば５０Ｈｚと６０Ｈｚ）、複数のモータ巻線温度（例えば２５℃から２０℃間隔で１４０℃までの７種類の巻線温度）の組合せの夫々に対して「主巻線電流とコンデンサモータ負荷との関係」を予め求め、この関係を表すデータをコンデンサモータの外部に設けた装置の記憶手段に記憶する。 As a preparation for detecting an overload of a capacitor motor driven by a single-phase power supply, the present invention provides a plurality of power supply voltages (for example, in the case of a rated voltage of 100 V, five power supply voltages ranging from 90 V to 110 V at intervals of 5 V). ), For each combination of a plurality of power supply frequencies (eg 50 Hz and 60 Hz) and a plurality of motor winding temperatures (eg 7 different winding temperatures from 25 ° C. to 140 ° C. at 20 ° C. intervals) The relationship between the current and the capacitor motor load ”is obtained in advance, and data representing this relationship is stored in the storage means of the device provided outside the capacitor motor.
コンデンサモータの過負荷を検出するには、モータ始動前にモータ巻線に直流電流を流して巻線抵抗を測定し、この巻線抵抗を用いて巻線温度を求める。更に、モータ始動後には、例えば0.5ｍｓ間隔毎に次のような測定及び算出などを行なってモータ負荷が所定値以上かどうかを調べる。即ち、電源電圧及び電源周波数を測定すると共にモータ始動前に求めた巻線温度に基づいてモータ始動後の巻線温度を求め、更に、モータ全電流とコンデンサ電圧を測定してこれらの測定値とコンデンサ容量とから主巻線電流を算出する。次に、測定した電源電圧と電源周波数及びモータ始動後に求めた巻線温度の組み合せを基に、上述の予め求めておいた複数の「主巻線電流とコンデンサモータ負荷との関係」を示すデータから最も適切なデータを選び、算出した主巻線電流と選択したデータを用いてコンデンサモータが過負荷かどうかを調べる。 In order to detect the overload of the capacitor motor, a direct current is passed through the motor winding before starting the motor, the winding resistance is measured, and the winding temperature is obtained using this winding resistance. Further, after starting the motor, for example, the following measurement and calculation are performed at intervals of 0.5 ms to check whether the motor load is equal to or greater than a predetermined value. That is, the power supply voltage and the power supply frequency are measured, and the winding temperature after starting the motor is obtained based on the winding temperature obtained before starting the motor. Further, the motor total current and the capacitor voltage are measured, and these measured values and The main winding current is calculated from the capacitor capacity. Next, based on the combination of the measured power supply voltage, power supply frequency, and winding temperature obtained after starting the motor, data indicating a plurality of “relationships between the main winding current and the capacitor motor load” obtained in advance as described above. The most appropriate data is selected from the above, and it is checked whether the capacitor motor is overloaded using the calculated main winding current and the selected data.
図１乃至図５を参照して本発明の実施例を説明する。 An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
図１は、筒状駆動装置に設けた単相コンデンサモータと本発明を実施するための外部装置の概略とを図示したものである。図１に示すコンデンサモータは図６で説明した公知のものであり、したがって、図６に対応する箇所には同一参照符号を付してある。 FIG. 1 illustrates a single-phase capacitor motor provided in a cylindrical drive device and an outline of an external device for carrying out the present invention. The capacitor motor shown in FIG. 1 is the well-known one described with reference to FIG. 6, and accordingly, the same reference numerals are assigned to the portions corresponding to FIG.
先ず最初に、図２のステップＡ１に示すように、複数の電源電圧、複数の電源周波数、複数のモータ巻線温度の組合せ対して夫々「主巻線電流とモータ負荷トルクとの関係」を求める。例えば、次のような電源電圧（定格電源電圧を100Ｖとした場合）と巻線温度の組合せに対して夫々「主巻線電流とモータ負荷との関係」を求める。
(a) 電源電圧：90Ｖ，95Ｖ，100Ｖ，105Ｖ，110Ｖ
(b) 電源周波数：50Ｈｚ，60Ｈｚ
(b) 巻線温度：25℃，40℃，60℃，80℃，100℃，120℃，140℃
上述の場合、電源電圧が５種類、電源周波数が２種類、巻線温度が７種類なので、合計７０組のパラメータに対して夫々「主巻線電流とモータ負荷との関係」を示すデータを求める。図３は、このような７０種類の「主巻線電流とモータ負荷との関係」を示すデータ（ＤＡＴＡ１〜ＤＡＴＡ７０）を模式的に表したものである。
First, as shown in step A1 of FIG. 2, "relation between main winding current and motor load torque" is obtained for each combination of a plurality of power supply voltages, a plurality of power supply frequencies, and a plurality of motor winding temperatures. . For example, the “relation between the main winding current and the motor load” is obtained for each combination of the following power supply voltage (when the rated power supply voltage is 100 V) and the winding temperature.
(a) Power supply voltage: 90V, 95V, 100V, 105V, 110V
(b) Power supply frequency: 50Hz, 60Hz
(b) Winding temperature: 25 ℃, 40 ℃, 60 ℃, 80 ℃, 100 ℃, 120 ℃, 140 ℃
In the above case, since there are 5 types of power supply voltage, 2 types of power supply frequency, and 7 types of winding temperature, data indicating “relationship between main winding current and motor load” is obtained for a total of 70 sets of parameters. . FIG. 3 schematically shows data (DATA1 to DATA70) indicating such 70 types of “relationship between main winding current and motor load”.
尚、上述の電源電圧及び巻線温度の具体的数値は例示であり、例えば、巻線温度を10℃から140℃或いはそれ以上の値まで５℃毎にデータをとるようにしてもよく、更に、上述のパラメータのほかに電源周波数変動を加えても良い。更に、電源周波数を５０Ｈｚに関連して４７．５Ｈｚ及び５２．５Ｈｚなどの周波数変動を考慮してパラメータを増やしても良い（電源周波数６０Ｈｚに対しても同様）。 The above-mentioned specific values of the power supply voltage and the winding temperature are examples, and for example, the winding temperature may be taken every 5 ° C. from 10 ° C. to 140 ° C. or more, In addition to the above parameters, power supply frequency fluctuations may be added. Furthermore, the power supply frequency may be increased in consideration of frequency fluctuations such as 47.5 Hz and 52.5 Hz in relation to 50 Hz (the same applies to the power supply frequency of 60 Hz).
上述の「主巻線電流とモータ負荷との関係」を示すデータは、コンピュータシュミレーションによって求めてよく、或いは、実際のモータを用いてパラメータを変えながら主巻線電流とモータ負荷の関係を実測しても良い。このようにして得られたデータはデジタル化されて個々の筒状駆動装置の制御装置などに設けた記憶手段に記憶する。 The data indicating the “relationship between the main winding current and the motor load” described above may be obtained by computer simulation, or by actually measuring the relationship between the main winding current and the motor load while changing parameters using an actual motor. May be. The data thus obtained is digitized and stored in a storage means provided in the control device of each cylindrical drive device.
図４は、本願出願人が販売する筒状駆動装置（チューブラオペレータ（型式：ＬＴ５０８Ａ３ＢＲＬ））について求めた７０種類の「主巻線電流とモータ負荷との関係」を示すデータから２種類のデータを示したものである。図４（Ａ）は、電源電圧が１００Ｖ、電源周波数が５０．０Ｈｚ、コンデンサ容量が１３．００μＦ、巻線温度が２５℃のときの「主巻線電流とモータ負荷トルクとの関係」を示し、一方、図４（Ｂ）は、電源電圧が１００Ｖ、電源周波数が５０．０Ｈｚ、コンデンサ容量が１３．００μＦ、巻線温度が１００℃のときの「主巻線電流とモータ負荷トルクとの関係」を示している。 FIG. 4 shows two types of data from 70 types of “relationship between main winding current and motor load” obtained for the cylindrical drive device (tubular operator (model: LT508A3BRL)) sold by the present applicant. It is shown. FIG. 4A shows “relationship between main winding current and motor load torque” when the power supply voltage is 100 V, the power supply frequency is 50.0 Hz, the capacitor capacity is 13.00 μF, and the winding temperature is 25 ° C. On the other hand, FIG. 4B shows the relationship between the main winding current and the motor load torque when the power supply voltage is 100 V, the power supply frequency is 50.0 Hz, the capacitor capacity is 13.00 μF, and the winding temperature is 100 ° C. Is shown.
図５は、複数の電源電圧、複数のコンデンサ容量、複数の巻線温度の組合せの内、１０種類の組合せに対する「主巻線電流とモータ負荷トルクの関係」（Ｇ１〜Ｇ６）を示している。即ち、
Ｇ１は、
電源電圧：１１０Ｖ
電源周波数：５０．０Ｈｚ
コンデンサ容量：１３．００μＦ
巻線温度：２５℃
のときの主巻線電流とモータ負荷トルクの関係を示し、
Ｇ２は、
電源電圧：１００Ｖ
電源周波数：５０．０Ｈｚ
コンデンサ容量：１３．００μＦ
巻線温度：２５℃
のときの主巻線電流とモータ負荷トルクの関係を示し、
Ｇ３は、
電源電圧：１００Ｖ
電源周波数：５０．０Ｈｚ
コンデンサ容量：１３．００μＦ
巻線温度：６０℃
のときの主巻線電流とモータ負荷トルクの関係を示し、
Ｇ４は、
電源電圧：９０Ｖ
電源周波数：５０．０Ｈｚ
コンデンサ容量：１３．００μＦ
巻線温度：２５℃
のときの主巻線電流とモータ負荷トルクの関係を示し、
Ｇ５は、
電源電圧：１００Ｖ
電源周波数：５０．０Ｈｚ
コンデンサ容量：１３．００μＦ
巻線温度：１００℃
のときの主巻線電流とモータ負荷トルクの関係を示し、
Ｇ６は、
電源電圧：１００Ｖ
電源周波数：５０．０Ｈｚ
コンデンサ容量：１３．００μＦ
巻線温度：１４０℃
のときの主巻線電流とモータ負荷トルクの関係を示す。
FIG. 5 shows “relationship between main winding current and motor load torque” (G1 to G6) for 10 types of combinations among a plurality of power supply voltages, a plurality of capacitor capacities, and a plurality of winding temperatures. . That is,
G1 is
Power supply voltage: 110V
Power frequency: 50.0Hz
Capacitor capacity: 13.00μF
Winding temperature: 25 ° C
Shows the relationship between the main winding current and motor load torque at
G2 is
Power supply voltage: 100V
Power frequency: 50.0Hz
Capacitor capacity: 13.00μF
Winding temperature: 25 ° C
Shows the relationship between the main winding current and motor load torque at
G3
Power supply voltage: 100V
Power frequency: 50.0Hz
Capacitor capacity: 13.00μF
Winding temperature: 60 ° C
Shows the relationship between the main winding current and motor load torque at
G4 is
Power supply voltage: 90V
Power frequency: 50.0Hz
Capacitor capacity: 13.00μF
Winding temperature: 25 ° C
Shows the relationship between the main winding current and motor load torque at
G5
Power supply voltage: 100V
Power frequency: 50.0Hz
Capacitor capacity: 13.00μF
Winding temperature: 100 ° C
Shows the relationship between the main winding current and motor load torque at
G6
Power supply voltage: 100V
Power frequency: 50.0Hz
Capacitor capacity: 13.00μF
Winding temperature: 140 ° C
The relationship between the main winding current and the motor load torque is shown.
更に、図４のグラフＧＦ１及びＧＦ２は、電源周波数が５０．０Ｈｚからずれた場合の測定データである。ＧＦ１は、
電源電圧：１００Ｖ
電源周波数：４７．５Ｈｚ
コンデンサ容量：１３．００μＦ
巻線温度：２５℃
のときの主巻線電流とモータ負荷トルクの関係を示し、
一方、ＧＦ２は、
電源電圧：１００Ｖ
電源周波数：５２．５Ｈｚ
コンデンサ容量：１３．００μＦ
巻線温度：２５℃
のときの主巻線電流とモータ負荷トルクの関係を示す。
Further, graphs GF1 and GF2 in FIG. 4 are measurement data when the power supply frequency is deviated from 50.0 Hz. GF1 is
Power supply voltage: 100V
Power supply frequency: 47.5Hz
Capacitor capacity: 13.00μF
Winding temperature: 25 ° C
Shows the relationship between the main winding current and motor load torque at
On the other hand, GF2
Power supply voltage: 100V
Power frequency: 52.5Hz
Capacitor capacity: 13.00μF
Winding temperature: 25 ° C
The relationship between the main winding current and the motor load torque is shown.
図５に示すデータでは、主巻線電流はモータ負荷トルクが０Ｎｍ（無負荷）から８Ｎｍのレンジで減少している。これは、実測した上述の筒状駆動装置（型式：ＬＴ５０８Ａ３ＢＲＬ）のトルク特性によるものである。 In the data shown in FIG. 5, the main winding current decreases in the motor load torque range from 0 Nm (no load) to 8 Nm. This is due to the measured torque characteristics of the above-described cylindrical drive device (model: LT508A3BRL).
次に、上述の「主巻線電流とモータ負荷トルクの関係」を示すデータをデジタル化してコンデンサモータの外部に設けた装置に記憶し、コンデンサモータ回転時の過負荷検出の方法について述べる。 Next, a method for detecting the overload during rotation of the capacitor motor will be described by digitizing the data indicating the “relationship between the main winding current and the motor load torque” and storing it in a device provided outside the capacitor motor.
図２のステップＡ２に示すように、モータ始動前（ローラシャッタ巻戻の前）に、コンデンサ容量及び巻線抵抗を測定する。このためには、制御装置３０（図１）は、リレー３６ａ及び３６ｃを駆動して夫々リレースイッチ３８ａ及び３８ｃを閉じることによってモータを僅かだけ回転させてリミットスイッチＬＳ２をオンとする（ＬＳ１はオンの状態にある）。更に、制御装置３０は、リレー３６ａ，３６ｂ，３６ｃを動作させてリレースイッチ３８ａ，３８ｂ，３８ｃをオフにし、次に、リレー３２を動作させてリレースイッチ３４a及び３４ｂをオンにする。 As shown in step A2 of FIG. 2, the capacitor capacity and winding resistance are measured before starting the motor (before rewinding the roller shutter). For this purpose, the control device 30 (FIG. 1) drives the relays 36a and 36c and closes the relay switches 38a and 38c, respectively, to turn the motor slightly and turn on the limit switch LS2 (LS1 is on). In the state of). Further, the control device 30 operates the relays 36a, 36b, and 36c to turn off the relay switches 38a, 38b, and 38c, and then operates the relay 32 to turn on the relay switches 34a and 34b.
したがって、直流電源４０からコンデンサモータ１０の巻線１２，１４及びコンデンサ１６に直流電流が流入し、コンデンサ１６は所定時間経過後に充電されて直流電源４０からの電流は巻線１２及び１４にのみ流れる。コンデンサ容量は例えば上記の充電時間から測定し、巻線１２及び１４を流れる電流を直流電流計４２で測定する。演算回路３０aは、測定した直流電流値と直流電源電圧（既知）とから巻線抵抗値を求め、予め求めておいた巻線抵抗値と巻線温度との関係からモータの巻線温度を求める。このように求めたコンデンサ容量と巻線温度はデジタル値に変換されて制御装置３０に設けた記憶手段に記憶される。 Therefore, a direct current flows from the direct current power source 40 to the windings 12 and 14 of the capacitor motor 10 and the capacitor 16, the capacitor 16 is charged after a predetermined time has elapsed, and the current from the direct current power source 40 flows only to the windings 12 and 14. . The capacitor capacity is measured, for example, from the above charging time, and the current flowing through the windings 12 and 14 is measured by the DC ammeter 42. The arithmetic circuit 30a obtains the winding resistance value from the measured DC current value and the DC power supply voltage (known), and obtains the winding temperature of the motor from the relationship between the winding resistance value obtained in advance and the winding temperature. . The thus obtained capacitor capacity and winding temperature are converted into digital values and stored in the storage means provided in the control device 30.
ローラシャッタを巻き戻すには、制御装置３０によって電源スイッチ３８a及び３８ｃを閉じる（３８ｂは開）。 To rewind the roller shutter, the control device 30 closes the power switches 38a and 38c (38b is open).
ローラシャッタ巻戻のためにモータを始動させた後、図２のステップＡ３に示すように、所定の時間間隔をおいて（例えば0.5ｍｓ毎に）、電源電圧、電源周波数、モータ始動時からの経過時間、モータ全電流Ｉ１、コンデンサ電圧Ｖｃを測定する。電源電圧及び電源周波数は単相電源ラインに接続した電圧計／周波数計４６で測定し、測定結果は制御装置３０に送られる。モータ始動時からの経過時間は、制御装置３０がリレー接点３８a及び３８ｃを閉じた時点からの経過時間を測定する。モータ全電流Ｉ１は電流計４８で測定されて測定結果は制御装置３０に送られ、コンデンサ電圧Ｖcは電圧計５０で測定されてその測定結果は制御装置３０に送られる。 After starting the motor for rewinding the roller shutter, as shown in step A3 of FIG. 2, at a predetermined time interval (for example, every 0.5 ms), the power supply voltage, the power supply frequency, the time from the start of the motor The elapsed time, the total motor current I 1 , and the capacitor voltage Vc are measured. The power supply voltage and the power supply frequency are measured by a voltmeter / frequency meter 46 connected to the single-phase power supply line, and the measurement result is sent to the control device 30. The elapsed time from the start of the motor is measured from the time when the control device 30 closes the relay contacts 38a and 38c. The motor total current I 1 is measured by the ammeter 48 and the measurement result is sent to the control device 30. The capacitor voltage Vc is measured by the voltmeter 50 and the measurement result is sent to the control device 30.
制御装置３０は、測定したモータ始動時からの経過時間に基づいて予め求めておいた経過時間と巻線温度との関係を示すデータを参照して巻線温度を推定し、更に、ステップＡ２で測定したコンデンサ容量とステップＡ３で測定したコンデンサ電圧Ｖｃとから補助巻線電流Ｉ２を算出し、更に、ステップＡ３で測定した全電流Ｉ１から補助巻線電流Ｉ２を減算して主巻線電流Ｉ３を算出する。 The control device 30 estimates the winding temperature with reference to data indicating the relationship between the elapsed time and the winding temperature obtained in advance based on the measured elapsed time from the start of the motor. calculating an auxiliary winding current I 2 from the measured capacitance and the capacitor voltage Vc measured in step A3, further main winding by subtracting the auxiliary winding current I 2 from the total current I 1 measured in step A3 to calculate the current I 3.
次に、図２のステップＡ４において、所定の時間間隔をおいて求めた電源電圧、電源周波数、巻線温度に基づいて、ステップＡ１で求めた複数の「主巻線電流とモータ負荷との関係」から最も適切と思われる（最も相関性の強い）１の関係を選択し、算出した主巻線電流からモータ負荷が所定値（例えば７Ｎｍ）以上かどうかをチェックする。若し、モータ負荷が所定値以上であれば、制御装置３０はリレースイッチ３８a及び３８ｃを開いてコンデンサモータ１０への給電を止め、ローラシャッタの巻き戻しを中断する。 Next, in step A4 in FIG. 2, a plurality of “relationships between the main winding current and the motor load obtained in step A1 based on the power supply voltage, power supply frequency, and winding temperature obtained at predetermined time intervals. 1 is considered to be the most appropriate (strongest correlation), and it is checked from the calculated main winding current whether the motor load is a predetermined value (for example, 7 Nm) or more. If the motor load is equal to or greater than the predetermined value, the control device 30 opens the relay switches 38a and 38c, stops the power supply to the capacitor motor 10, and interrupts the rewinding of the roller shutter.
上述の場合、図２のステップＡ２でコンデンサの容量を測定しているが必ずしもコンデンサ容量を測定する必要はない。この場合、コンデンサの定格容量を予め制御装置３０内に記憶しておいてその容量値を主巻線電流算出に使用しても良い。 In the above case, the capacitance of the capacitor is measured in step A2 of FIG. 2, but it is not always necessary to measure the capacitance of the capacitor. In this case, the rated capacity of the capacitor may be stored in the control device 30 in advance, and the capacity value may be used for calculating the main winding current.
尚、ローラシャッタの巻き上げる際には、制御装置３０によって電源スイッチ３８ｂ及び３８ｃを閉じる。リミットスイッチＬＳ２は閉じているので（ＬＳ１は開）、モータはローラシャッタの巻き戻し方向と逆方向に回転してローラシャッタを巻き上げる。ローラシャッタ巻上の際にローラシャッタが障害物により巻上げが阻害されることは少ないが、ローラシャッタ巻上げにも上述の本発明を利用できることは明らかである。 When the roller shutter is wound up, the control device 30 closes the power switches 38b and 38c. Since the limit switch LS2 is closed (LS1 is open), the motor rotates in the direction opposite to the roller shutter rewind direction to wind up the roller shutter. While the roller shutter is hardly hindered by obstacles when it is wound on the roller shutter, it is clear that the present invention can also be used for roller shutter winding.
上記の説明において、「主巻線電流とモータ負荷との関係」を示すデータを求めるパラメータとして５０Ｈｚ及び６０Ｈｚの２種類の電源周波数を挙げた。これは、用意したデータを用いて日本国内の５０Ｈｚ地域及び６０Ｈｚ地域の双方でモータ過負荷検知を行なえるようにしたためである。したがって、若し、コンデンサモータを設けた或る筒状駆動装置が例えば５０Ｈｚ地域のみで使用されるのであれば、「主巻線電流とモータ負荷との関係」を示すデータを求めるパラメータとして６０Ｈｚの電源周波数を省略することもできる。 In the above description, two types of power supply frequencies of 50 Hz and 60 Hz are listed as parameters for obtaining data indicating “relation between main winding current and motor load”. This is because the motor overload detection can be performed in both the 50 Hz region and the 60 Hz region in Japan using the prepared data. Therefore, if a certain cylindrical drive device provided with a capacitor motor is used only in, for example, a 50 Hz region, 60 Hz as a parameter for obtaining data indicating “relationship between main winding current and motor load”. The power supply frequency can be omitted.
２：ローラシャッタ
４：筒状駆動装置
６：回転可能なパイプ
８：スラット
１０：コンデンサモータ
１２，１４：モータ巻線
１６：コンデンサ
１８，２０，２２：モータ端子
３０：制御装置
３０ａ：演算回路
３２，３６a，３６ｂ，３６ｃ：リレー
３４a，３４ｂ，３８a，３８ｂ，３８ｃ：リレー接点
４２，４８：電流計
４６：電圧計
2: roller shutter 4: cylindrical drive device 6: rotatable pipe 8: slat 10: capacitor motor 12, 14: motor winding 16: capacitors 18, 20, 22: motor terminal 30: control device 30a: arithmetic circuit 32 , 36a, 36b, 36c: relays 34a, 34b, 38a, 38b, 38c: relay contacts 42, 48: ammeter 46: voltmeter
Claims (9)
9. The overload detection method for a capacitor motor according to claim 8, wherein the relationship between the main winding current and the capacitor motor load obtained in advance is stored in a storage means provided in the cylindrical drive device.
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