JPH0248888Y2

JPH0248888Y2 -

Info

Publication number: JPH0248888Y2
Application number: JP1981078458U
Authority: JP
Priority date: 1981-05-29
Filing date: 1981-05-29
Publication date: 1990-12-21
Also published as: JPS57192794U

Description

【考案の詳細な説明】本考案は、電動機用電源装置の過負荷保護装置
に関し、特に繊維や製紙工業等における電動機群
を負荷とする電源装置に好適な過負荷検出装置に
関する。

一般に、電動機を負荷とするサイリスタインバ
ータ等の電源装置においては、電動機の始動電流
に耐える容量設計を必要として高い容量余裕度を
必要とすることが多く、この対策として種々の方
式が提案されている。繊維工業等においては非常
に多くの電動機を高精度に速度制御することが要
求されるが、応答速度を早くする必要のないこと
から永久磁石付電動機を用い、一つの可変周波数
電源装置を多数台の電動機電源として各電動機を
時分割的に順次始動することで電動機個々では定
格電流の10〜20倍になる始動電流も電源装置から
見た連続通電容量に対する始動容量の比率を低く
抑え得るようにしている。

このように１台の電源装置により多数台の電動
機を順次始動させて装置効率を向上するにおいて
従来の電源装置の過負荷耐量は単にモータ始動時
間とその電流で決められていたが、紡糸機の高速
化など電動機容量の増大から始動電流と時間が増
大した場合に電動機始動毎の過負荷繰り返しに単
に電流と始動時間からの過負荷耐量決定ではその
余裕度を大きく取る設計をしない限り過負荷によ
るシステムダウンとなる恐れがある。このシステ
ムダウンは繊維，製紙工業などライン制御では大
きな損害になり、システムダウンを確実に回避し
てしかも電源装置の装置容量低減が望まれる。

本考案は、上記事情に鑑みてなされたもので、
多数台の電動機を順次始動するシステムの電源装
置において、電動機を始動中の過負荷状態と当該
電動機の始動終了から次の他の電動機始動まで通
常負荷状態になるという間欠的な始動繰り返しに
なる過負荷状態と該状態以下の夫々の時間の二重
積分値として過負荷時間を検出することにより、
電源装置の過負荷を適切に検出し得て該装置の実
質的な許容限界になる過負荷まで運転を継続可能
にした過負荷保護装置を提供することを目的とす
る。

以下、図面を参照して本考案の一実施例を詳細
に説明する。

保護対象とする電源装置の過負荷耐量保証値が
第１図に示すように、定格電流の200％までの負
荷電流では30秒、150％までの負荷電流では60秒
と設計されているとすると、本考案における過負
荷検出装置は第２図に示す構成にされる。

第２図において、保護対象となる電源装置（図
示しない）の出力部等から検出する負荷電流信号
Ｉは、100％以上の負荷電流状態を検出する比較
器１と、150％以上の負荷電流状態を検出する比
較器２の比較入力とされる。比較器１の検出出力
はアンドゲート３のゲート開信号及びインバータ
４を通してアンドゲート５のゲート開信号にさ
れ、アンドゲート３，５はそのゲート開入力には
一定周波数のパルス発生器６のパルス出力をアツ
プダウンカウンタ７のカウントアツプ（UP）入
力，カウントダウン（DOWN）入力にされる。
カウンタ７はその一定値までのカウントアツプに
達するときの出力OUT₁を得て、この出力OUT₁
は中央監視室側に用意される150％過負荷表示用
リレー８の動作及びオアゲート９を通して過負荷
表示用リレー１０の動作指令にされる。

比較器２の検出出力は、比較器１の検出出力と
同時成立によるアンドゲート１１のゲート開信号
及びインバータ１２を通してアンドゲート１３の
ゲート開信号にされ、アンドゲート１１，１３は
そのゲート開入力にはパルス発生器６のパルス出
力をアツプダウンカウンタ１４のカウントアツプ
入力，カウントダウン入力にされる。カウンタ１
４はその一定値までのカウントアツプに達すると
きの出力OUT₂を得て、この出力OUT₂は200％
過負荷表示用リレー１５の動作及びオアゲート９
を通してリレー１０の動作指令にされる。

こうした構成において、100％以上150％未満の
過負荷電流Ｉに対しては比較器１に過負荷検出が
なされてアンドゲート３のゲートを開き、カウン
タ７にはパルス発生器６の出力パルスをカウント
アツプ入力としてそのカウントアツプ動作（過負
荷状態の時間積算）をなし、設定されたカウント
値（第１図では60秒の積算値に相当する値）に達
するとリレー８及び１０を動作させる。しかし、
カウンタ７が一定値までカウントアツプする前に
始動電流が減少して負荷電流Ｉが100％よりも低
い値（設定過負荷範囲以下）になると、アンドゲ
ート３のゲートが閉じられてアンドゲート５のゲ
ートが開かれ、カウンタ７はそれまでの計数値か
らカウントダウン動作（過負荷状態の時間積算値
からの減算）をしてカウント零でその状態を保持
する。

同様に、負荷電流Ｉが150％以上にあるときに
は、上記カウンタ７の動作に並行して比較器２の
過負荷検出によりカウンタ１４のカウントアツプ
動作がなされ、一定値までのカウントによるリレ
ー１５及び１０の動作、さらに過負荷が150％よ
りも低い値になるとカウンタ１４がカウントダウ
ン動作してカウント零でその状態を保持する。

ここで、カウンタ７は第３図に例示するように
出力OUT₁を得るまでのカウント値が第１図にお
ける60秒に設定されて負荷電流100％以上の範囲
での過負荷状態にある時間の積算値を途中の定格
電流範囲内状態にある時間で減算する時間の二重
積分を行い、この積分値が60秒に相当する値
N₁₀₀に達したときに過負荷を検出する。同様に
カウンタ１４は出力OUT₂を得るまでのカウント
値が負荷電流150％以上の範囲での第１図におけ
る30秒に相当する値に達したことを過負荷とそれ
以下の時間の二重積分で検出する。カウンタ７と
１４の出力を得る設定値はカウンタ７に対してカ
ウンタ１４のものが1/2にされる。

従つて、始動電流の大きな電動機を多数台順次
始動するシステムでの間欠的過負荷には、過負荷
状態の時間とそれ以下の時間の二重積分で検出す
ることにより、負荷電流100％未満の通常負荷時
にそれまでの過負荷による電源装置の温度上昇を
解消するなど過負荷状態からの回復状態に適合さ
せた過負荷検出にし得て電源装置の実質的過負荷
耐量に近い過負荷検出を可能にする。換言すれ
ば、電源装置の過負荷耐量余裕度を小さくした設
計を可能にし、電源装置のコストダウンを図るこ
とができる。

なお、カウンタ７，１４のカウントアツプ，カ
ウントダウンとを別周波数のパルス発生器からの
入力とすることにより、過負荷時とそれ以下の積
分時定数を電源装置を持つ熱的時定数に合わせた
好ましい過負荷検出になる。

また、過負荷検出は100％〜150％の範囲と150
％〜200％の範囲の二つの範囲に分ける場合を示
すが、比較器とカウンタ及びリレー，アツプダウ
ン切換回路からなる回路ユニツトを三つ以上用意
して過負荷を三つの範囲以上に細分して検出する
ことにより、現在の過負荷状態を適切に表示さら
には監視員が知ることができ、順次始動する電動
機の時間間隔を適切に操作又は自動制御化するの
を容易にする。

このようにして検出される過負荷に対して、繊
維工業などシステムダウンに多大の損害を受ける
場合には、過負荷検出で直ちに電源装置の運転停
止を行わず、第４図に示すように、電源装置１６
の主サイリスタ冷却フイン１７の温度検出器１８
による熱的故障前の検出信号など、電源装置１６
の故障発生限界の検出がなされたときに初めて電
源運転停止を行う。このように電源装置の運転停
止はその過負荷検出で直ちに停止せずに冷却フイ
ンなど許容温度限界値から運転停止を施すこと
で、負荷電流による過負荷での温度上昇のほかに
冷却フイン故障など他の故障要因からの並列保護
も可能になる。

以上のとおり、本考案によれば、繊維工業用な
ど電動機の多数台順次始動によつて電源装置を効
率的に使用するシステムにおいて、間欠的過負荷
状態と該状態以下の負荷状態とを夫々の時間の二
重積分により過負荷時間検出をするため、電源装
置が持つ過負荷耐量に適合した過負荷検出とな
る。また、過負荷検出に直ちにシステム停止する
のでなく、電源装置の許容限界までは軽故障扱い
としてシステム運転を継続させることができ、繊
維工業等での過負荷保護用として適切な検出にな
る。また、電源装置の運転停止は最大温度となる
素子冷却フイン温度など実際の許容限界の検出で
行うことにより、冷却フインの周囲温度を考慮し
た保護、冷却フインなど冷却系統の故障に対する
保護装置との協動により適切な過負荷検出にな
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は電動機用電源装置の過負荷耐量を例示
する特性図、第２図は本考案の一実施例を示す回
路図、第３図は第２図の動作説明のためのタイム
チヤート、第４図は電源装置の過熱保護を説明す
るための要部構成図である。１，２……比較器、６……パルス発生器、７，
１４……アツプダウンカウンタ、８，１０，１５
……過負荷検出リレー、１７……冷却フイン、１
８……温度検出器。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

負荷としての多数台の電動機を順次始動させる
電動機用電源装置において、電動機の間欠的な始
動繰り返し時に設定過負荷範囲になる過負荷状態
での時間を積算しかつその間の設定過負荷範囲以
下になる時間を上記積算値から減算する二重積分
を行い、この二重積分値が所定の過負荷範囲での
過負荷時間を越えたときに過負荷検出出力を得る
過負荷検出回路を備えたことを特徴とする電動機
用電源装置の過負荷保護装置。