JPH0458783A - 電動機制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は電動機と電源との間の主回路に介在された電磁
接触器等の開閉器によって電動機の起動および停止を制
御する電動機制御装置に係り、特に開閉器を操作する励
磁コイルの層間短絡を検出する手段を有する電動機制御
装置に関する。

（従来の技術） 一般に電動機制御装置は、電動機と電源母線との間に開
閉器例えば電磁接触器が介在され、この電磁接触器の励
磁コイルを指令スイッチによって通断電制御することに
より電磁接触器を開閉制御し、以て電動機の起動および
停止を制御するようになっている。高信頼性が要求され
るプラントの運転では、このような電動機制御装置の電
磁接触器が指令どおりに動作するか否が重要な問題とな
る。電磁接触器の励磁コイルは長期間の使用中に受ける
電磁機械的ストレス、熱的ストレス或いは材質の経年変
化等によって絶縁物の劣化が徐々に進行し、ついには層
間短絡に至り断線へと進むのが一般的であり、電磁接触
器が指令どおりに動作しなくなる可能性は十分にある。

（発明が解決しようとする課題） そのため従来は電磁接触器の励磁コイルの断線を検出す
るようにしているが、その手段は、電磁接触器がオン状
態にあるべきタイミングでは励磁電流の有無と電磁接触
器の動作の有無とから断線の有無を判定し、またオフ状
態にあるべきタイミングでは励磁コイルに電磁接触器が
動作しない程度の低電圧を印加しその時の微少電流の有
無から断線を判定する方法であった。しかしながらこの
方法では、励磁コイルが断線直前の状態である層間短絡
状態になっているときはコイルが異なる巻数の三位置間
で短絡していることであるから正常時に比べやや大きい
電流が流れるが、このようなわずかな変化を捕らえるこ
とは困難であり、そのため判定回路が複雑になる欠点が
あた。

そこで本発明の目的は、励磁コイルの断線のみならず層
間短絡をも検出でき、しかもこれを簡単な構成によって
達成できる電動機制御装置を提供することにある。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明による電動機制御装置は、電動機と電源との間の
主回路に介在され前記電動機の起動および停止を制御す
る開閉器と、この開閉器を電磁力により開閉制御する励
磁コイルと、この励磁コイルを通断電制御する指令スイ
ッチと、前記励磁コイルにこれと共振回路を形成するよ
うに接続されたコンデンサと、前記共振回路にその共振
周波数に略対応する周波数の高周波電圧を前記共振回路
に印加する高周波電源と、前記共振回路の電圧または電
流を検出して共振条件の変化を判定する判定手段とから
なる。

（作用） この電動機制御装置によれば、電動機を開閉制御する開
閉器の励磁コイルとコンデンサとで並列或いは直列共振
回路が構成され、この共振回路にその共振周波数に略対
応する周波数をもち且つ開閉器が動作しない値の高周波
電圧が印加されるので、励磁コイルに断線を生じたとき
は勿論、層間短絡か発生したときはコイル巻数の変化に
よりインダクタンスが変化し、従って共振周波数が変化
するので、共振回路の電流或いは電圧が正常状態である
共振時に比べ大幅に変化し、この変化によって断線或い
は層間短絡が検出される。

（実施例） 以下、本発明の第一実施例について第１図および第２図
を参照しながら説明する。電源母線１と電動機２との間
の主回路３に電動機の制御および保護用の主回路器具と
して回路遮断器４、電磁接触器５および熱動リレー６が
介在され、一方、制御回路７の制御用母線間８．９間に
は変圧器１０を介して主回路３から制御電源が与えられ
るようになっている。１１は一方の制御用母線に介在さ
れたヒユーズである。制御用母線８．９間には熱動リレ
ー６の常閉接点６ｂ、起動指令スイッチ１２ａおよび停
止指令スイッチ１２ｂからなる操−作回路１３と電磁接
触器５の励磁コイル１４とが直列に接続されている。ま
たこれら制御用母線８．９間から電源が与えられるコイ
ル監視装置１５が設けられ、これは高周波電源としての
高周波発振回路１６を含んでなり、この高周波発振回路
１６の出力端子間にはコンデンサ１７、前記励磁コイル
１４および電圧変換抵抗１８からなる直列共振回路１９
が接続され、さらに電圧変換抵抗１８の端子間電圧が異
常判定回路２０に与えられるようになっている。また高
周波発振回路１６の周波数選択部には発振周波数を二段
に切り替えるために電磁接触器５の常開、常閉補助接点
５ａ、５ｂが接続されている。この高周波発振回路１６
の出力電圧は共振回路１９に常時印加されるが、その電
圧は電磁接触器５が動作しない程度とし且つその周波数
は励磁コイル１４のインダクタンスとコンデンサ１７の
値とで決まる共振周波数と路間−に定められている。励
磁コイル１４のインダクタンスの値は電磁接触器５の開
閉状態即ちアクチュエータである可動鉄心の位置によっ
て変化し共振周波数も第２図に示すようにｆｌからｆ２
へと変化するので、これに応じて高周波発振回路１６の
発振周波数も電磁接触器５の補助接点５ａ、５ｂによっ
て切り替えられ共振条件が維持されるようになっている
。過負荷表示灯２１は熱動リレー６の常開接点６ａを介
して制御母線８．９間に接続され、以て電動機２が過負
荷状態になって熱動リレ−６が動作した場合にその常閉
接点６ｂのオフによって励磁コイル１４の励磁状態を解
除し、同時に常閉接点６ａのオンによって過負荷表示灯
２１を点灯させる。

つぎに、上記構成の作用について説明する。まず、−船
釣な動作としては、起動指令スイッチ１２ａがオンされ
ると励磁コイル１４が励磁され電磁接触器５が閉路され
るので電動機２が起動され運転状態になる。この運転状
態で停止指令スイッチ１２ｂがオフされると励磁コイル
１４が断電され電磁接触器５が開路される。

さて、本発明に直接関連するコイル監視装置１５の作用
について説明するに、電磁接触器５の何れの開閉状態に
かかわらず、常時高周波発振回路１６から高周波低電圧
が励磁コイル１４を含む共振回路１９に印加されている
。この共振回路１９は励磁コイル１４に層間短絡や断線
が生じていない正常時は共振状態にあるため電圧変換抵
抗１８を通過する電流が最大の状態を呈するが、励磁コ
イル１４に層間短絡を生じた時はコイル巻数の実質的な
変化によってインダクタンスが変化して非共振状態にな
り電圧変換抵抗１８を通過する電流が最少の状態を呈す
る。この場合の電流変化は共振現象の有無に応じる変化
であるため大きな変化として表れ、それが電圧変換抵抗
１８によって電圧に変換され異常判定回路２０に入力さ
れ、ここでその入力電圧があらかじめ定められた基準値
と比較され層間短絡の有無即ち異常の有無が判定される
。異常と判定された時は図示しない警報装置によってそ
の旨が警報される。断線事故の場合は電流がまったく流
れないことで同様の判定がなされる。

第１図と同一部分に同一符号を付して示す第３図により
本発明の第二実施例について説明するに、この第３図で
省略されている部分は第１図と同一である。即ちこの第
二実施例の装置は、電磁接触器５の開および閉にそれぞ
れ対応して共振周波数を切り替えるために、容量の異な
る二個のコンデンサ２２．２３を設け、これを電磁接触
器５の補助接点５ａ、５ｂによって切り替えるようにし
てなるものである。

また本発明はこれらの実施例のみに限定されるものでは
なく、励磁コイルとコンデンサとで並列共振回路を構成
してもよく、この場合、正常状態では共振回路の両端電
圧が最大即ち電圧変換抵抗１８の端子間電圧が最小にな
る。

尚、共振回路への高周波電圧の印加は上記実施例のよう
に必ずしも常時である必要はなく間欠的であってもよく
、さらにその印加電圧の周波数は厳密な意味での高周波
である必要はないことは勿論である。

［発明の効果コ 本発明によれば、電動機を開閉制御する開閉器の励磁コ
イルとコンデンサとで並列或いは直列共振回路を形成し
、この共振回路にその共振周波数に略対応する周波数を
もち且つ開閉器が動作しない値の高周波電圧を印加する
構成であるので、励磁コイルに断線を生じたときは勿論
、層間短絡が発生したときはコイル巻数の変化によりイ
ンダクタンスが変化し、従って共振周波数が変化するの
で、共振回路の電流或いは電圧が正常状態である共振時
に比べ大幅に変化し、この変化によって断線或いは層間
短絡が検出される。この場合の電流変化は共振現象の有
無に応じる変化であるため大きな変化として表れ、従っ
て簡単な回路構成によって確実に検出することができる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第一実施例を示す回路図、第２図は電
磁接触器の異なる開閉状態における共振特性を示す電流
−周波数特性図、第３図は本発明の第二実施例を示す回
路図である。 図中、２は電動機、５は電磁接触器（開閉器）、１２ａ
は起動指令スイッチ、１２ｂは停止指令スイッチ、１４
は励磁コイル、１６は高周波発振回路（高周波電源）、
１７，２２．２３はコンデンサ、１９は共振回路、２０
は異常判定回路である。 出願人　　株式会社　　東　　芝 代理人　　弁理士　佐　藤　　強 第 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、電動機と電源との間の主回路に介在され前記電動機
   の起動および停止を制御する開閉器と、この開閉器を電
   磁力により開閉制御する励磁コイルと、この励磁コイル
   を通断電制御する指令スイッチと、前記励磁コイルにこ
   れと共振回路を形成するように接続されたコンデンサと
   、前記共振回路にその共振周波数に略対応する周波数の
   高周波電圧を前記共振回路に印加する高周波電源と、前
   記共振回路の電圧または電流を検出して共振条件の変化
   を判定する判定手段とからなる電動機制御装置。