JPH10327561A - 電動機の保護監視装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】回転子外部に温度測定結果を電気的または光学
的に実施することにより、回転子が回転中にでも測定を
可能とする。 【解決手段】１は電動機本体、２は電動機１の回転子、
３は回転子２に埋め込まれた導体、４は回転子２の内部
の温度測定位置に取り付けられた熱電対、５は導体３の
閉回路に挿入され回転子の半負荷側軸端の中心部に位置
する発光体、６は発光体５の輝度を測定するため回転子
外部の相対する位置に配置された測定回路、７は測定回
路６の出力を温度に換算するための変換回路、８は回転
子温度の表示と所定温度超過で警報を発する保護監視回
路である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電動機の回転子温
度測定による保護監視装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】電動機の保護・監視装置の従来例とし
て、図５をあげて説明する。図５は、特開平5-292704号
公報に記載されているものである。温度センサ５１によ
り検出された回転子５２の回転子コイル５３における温
度を電気信号に変換する変換器５４と、この電気信号を
デジタル化し、発光素子５５にて静止部送信するための
送信ユニット５６と、送信ユニット５６に対抗する位置
に受光素子５７を有する受信ユニット５８とが設けられ
ており、回転子コイル温度の異常を検出することを可能
としている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の電動機の保護監視装置においては、電動機の回転子
が固定子の内部に位置していることから、回転子内部の
温度情報を外部から直接観察できないという問題点があ
った。また、固定子側とは軸受にて支持される構造にな
っているため、その軸受を経由して信号を受け渡しする
ことは困難である。さらに、回転子自身は、運転中は高
速で回転するため、温度計測装置を取り付けると構造面
から耐久性が要求されることになる。

【０００４】そこで、本発明は、回転子外部に温度測定
結果を電気的または光学的に実施することにより、回転
子が回転中にであっても温度測定を可能とすべく、軸端
の中心に発光体を設け、また、測定した温度結果に基づ
き、回転子の許容温度を超過した場合には電動機停止の
警報を発する電動機の保護監視装置を提供することを目
的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１記載の発明は、電動機の回転子に設置さ
れ、温度値により起電力が変化する感温体と、該感温体
と接続し、該回転子の反負荷側の軸端中心部に配置さ
れ、該起電力の大きさに基づいて輝度量が変化する発光
体と、該輝度量を温度値に変換し、該回転子の温度状態
を検出する測定回路と、を具備することを特徴とする。

【０００６】請求項２記載の発明は、電動機の回転子に
設置され、温度値により色が変化するサーモラベルと、
該サーモラベルの色を、該回転子の反負荷側の軸端中心
部から検出する回転子内部に取り付けられた光ファイバ
と、該サーモラベルの色を温度値に変換し、該回転子の
温度状態を検出する測定回路と、を具備することを特徴
とする電動機の保護監視装置。

【０００７】請求項３記載の発明は、回転子と固定子と
を有する電動機の保護監視装置において、該回転子の周
囲に、該固定子により形成される磁束と直交する位置に
取り付けられた導体と、該導体に取り付けられ、温度に
より所定の抵抗量に変化する抵抗体と、該導体と接続さ
れ、該回転子の反負荷側の軸端中心部に位置し、該回転
子が回転中に該導体または抵抗体で発生する起電力の大
きさにより、輝度量が変化する発光体と、該輝度量を温
度値に変換し、該回転子の温度状態を検出する測定回路
と、を具備することを特徴とする。請求項４記載の発明
は、該測定回路における温度値の結果に基づき、警報を
発する警報システムを具備することを特徴とする。

【０００８】

【発明の実施の形態】本発明の第１の実施の形態につい
て図１を用いて説明する。図１において、１は電動機本
体、２は電動機１の回転子、３は回転子２に埋め込まれ
た導体、４は回転子２の内部の温度測定位置に取り付け
られた熱電対、５は導体３の閉回路に挿入され回転子の
半負荷側軸端の中心部に位置する発光体、６は発光体５
の輝度を測定するため回転子外部の相対する位置に配置
された測定回路、７は測定回路６の出力を温度に換算す
るための変換回路、８は回転子温度の表示と所定温度超
過で警報を発する保護監視回路である。

【０００９】温度検出は、電動機の回転子２の特定箇
所、例えば、ロータバーの最も高温になる箇所に、温度
により起電力が変化する感温部を取り付けることによ
り、行う。温度により起電力が変化する素子として熱電
対４を使用し、直接温度検出をしなくとも、起電圧を検
出することにより、温度測定ができる。回転子２は運転
時に回転運動をするので、起電圧を回転子から直接外部
へ引き出すことは困難である。そこで、この熱電対４に
配線した発光体５を用いて、光学的に外部へ引き出すこ
ととしている。この発光体５は、回転子の反負荷側の軸
端の軸中心部に位置することにより、回転子運転中でも
外部からの相対位置を一定に保持できる。また、発光体
５と相対した固定側位置に発光体の輝度量を検出する測
定回路をとりつけることで、回転子が回転中であって
も、この発光体の輝度を検出し、その量を測定すること
が可能となる。なお、発光体の輝度量は、熱電対起電圧
と所定の特性関係があるため、検出した輝度値を変換回
路にて温度値に換算する。

【００１０】回転子の温度がＴ１で熱電対の起電圧がＶ
１の場合の発光体の輝度をＬ１、また、回転子の温度が
Ｔ２で熱電対の起電圧がＶ２の場合の発光体の輝度をＬ
２とする。温度値は表示に使用されると同時に、所定温
度を超過した場合には、警報や電動機運転停止信号とな
る。

【００１１】電動機運転中は、回転子２が回転してい
る。電動機内部の磁束密度はＢは電動機固有の値であ
る。この磁束密度とＢと交わる導体２１の長さをＬと
し、この導体が速度Ｖ１で回転しているとすると、この
導体の起電圧ｅ１はフレミング右手の法則により、 ｅ１＝Ｂ＊Ｌ＊Ｖ１ となる。また、この時の回転子の温度Ｔ１により導体の
抵抗値がＲ１とすると、導体端に取付けられた発光体５
の通電電流Ｉ１は、 Ｉ１＝ｅ１／Ｒ１＝（Ｂ＊Ｌ＊Ｖ１）／Ｒ１ となる。この時の発光体の輝度は電流値Ｉ１との送関関
係でＬ１となる。一方、回転子２の温度がＲ２となる
と、通電電流Ｉ２は、 Ｉ２＝ｅ２／Ｒ２＝（Ｂ＊Ｌ＊Ｖ１）／Ｒ２ となり、発光体５の輝度Ｌ２となる。測定回路６にてこ
れら輝度Ｌ１とＬ２とを測定して温度Ｔ１とＴ２を算出
する。

【００１２】回転子温度Ｔ１の場合でも、回転子２の導
体２１の速度がＶ２となると、通電電流がＩ３は、 Ｉ３＝ｅ３／Ｒ１＝（Ｂ＊Ｌ＊Ｖ２）／Ｒ１ となり、測定される輝度はＬ３となる。しかし、補正回
路２２にて検出した速度により電流値をＩ３ａに補正す
ると、 Ｉ３ａ＝（Ｖ１／Ｖ２）＊Ｉ３＝Ｉ１ となる。

【００１３】本発明の第２の実施の形態について図２用
いて説明する。本実施の形態では、電動機の回転子２の
最も高温になる箇所に、温度により特定の色となるサー
モラベル１０を貼り付けることにより、温度検出をす
る。温度により色が変化することにより、直接温度検出
する代わりに色の検出をすることにより温度測定を可能
とする。回転子は、運転中に回転運動をしているので、
サーモラベル１０の色状態を回転子から直接外部に引き
出すことは不可能である。

【００１４】そこで、このサーモラベル１０と回転子の
負荷側の軸端の中心を光ファイバ１１にて接続すること
により、光ファイバの一端である回転子の反負荷側から
サーモラベルの色を検出することが可能となる。また、
軸中心部に、サーモラベルと反対側の光ファイバの一端
が位置しているので、回転子回転試運転中でも外部から
の相対位置は不変である。この固定側位置にサーモラベ
ル１０の色を検出する測定回路を取り付けることで、回
転子が回転中であっても、サーモラベル１０の色を検出
して、温度測定をすることができる。第１の実施の形態
同様、変換回路にてその色から温度値に変換する。

【００１５】本発明の第３の実施の形態について図３を
用いて説明する。本実施の形態は、電動機の運転中に限
定して、回転子の温度を平均的に測定する場合のもので
あって、回転子の軸方向に固定子の磁束と直交する位置
に、温度にて抵抗値の変化する導体を配置することによ
る起電力を適用する。配置した導体の閉回路に発光体を
入れて前述と同じ方法にて回転子外部からその輝度量を
測定することにより温度測定をする。

【００１６】ここで、導体に生じる起電力はその導体の
配置と磁束にて決まり、更に閉回路の電流は回転子によ
る温度で変化する抵抗値にて決定される。その結果、発
光体の輝度量は温度との相関関係ができるので、前述と
同様に外部にて測定する。

【００１７】但し、起電力は導体の移動速度、即ち回転
子の回転速度に比例するので補正回路にて回転数の検出
値により、発光体の輝度に補正をかけてから温度値を算
定する。

【００１８】本発明の第４の実施の形態について図４を
用いて説明する。本実施の形態は、電動機の運転中に回
転子の特定の箇所の温度を測定する場合であって、回転
子の軸方向に固定子の磁束と直交する位置に導体を配置
し、温度測定位置には、温度特性の測温抵抗体を取付け
る。３１が回転子２の内部の温度測定位置に取り付けら
れた測温抵抗体である。導体自身の抵抗体は小さく無視
できるので、導体３２に流れる電流は測温抵抗体３１の
抵抗値で決まり、図３と同様に温度を算出できる。ま
た、この閉回路に発光体を入れて、前述と同一の方法
で、回転子外部からその輝度量を測定することにより温
度算定する。

【００１９】

【発明の効果】以上のように、本発明により、回転子外
部に温度測定結果を電気的または光学的に実施すること
により、回転子が回転中にでも測定を可能とする。測定
した温度は、常時、監視をし、回転子の許容温度を超過
した場合には電動機停止の警報を発することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態における電動機の保
護監視装置。

【図２】本発明の第２の実施の形態における電動機の保
護監視装置。

【図３】本発明の第３の実施の形態における電動機の保
護監視装置。

【図４】本発明の第４の実施の形態における電動機の保
護監視装置。

【図５】従来の電動機の保護監視装置。

【符号の説明】

１ 電動機 ２ 回転子 ３、２１、３２ 導体 ４ 熱電対 ５ 発光体 ６ 測定回路 ７ 変換回路 ８ 保護・監視回路 １０ サーモラベル １１ 光ファイバ ２２ 補正回路 ２３ 回転数検出計 ３１ 測温抵抗体

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】回転子と固定子とを有する電動機の保護監
   視装置において、 前記回転子に設置され、温度値により起電力が変化する
   感温体と、 前記感温体と接続し、前記回転子の反負荷側の軸端中心
   部に配置され、前記起電力の大きさに基づいて輝度量が
   変化する発光体と、 前記輝度量を温度値に変換し、前記回転子の温度状態を
   検出する測定回路と、 を具備することを特徴とする電動機の保護監視装置。
2. 【請求項２】回転子と固定子とを有する電動機の保護監
   視装置において、 前記回転子に設置され、温度値により色が変化するサー
   モラベルと、 前記サーモラベルの色を、前記回転子の反負荷側の軸端
   中心部から検出する回転子内部に取り付けられた光ファ
   イバと、 前記サーモラベルの色を温度値に変換し、前記回転子の
   温度状態を検出する測定回路と、 を具備することを特徴とする電動機の保護監視装置。
3. 【請求項３】回転子と固定子とを有する電動機の保護監
   視装置において、 前記回転子の周囲に、前記固定子により形成される磁束
   と直交する位置に取り付けられた導体と、 前記導体に取り付けられ、温度により所定の抵抗量に変
   化する抵抗体と、 前記導体と接続され、前記回転子の反負荷側の軸端中心
   部に位置し、前記回転子が回転中に前記導体または抵抗
   体で発生する起電力の大きさにより、輝度量が変化する
   発光体と、 前記輝度量を温度値に変換し、前記回転子の温度状態を
   検出する測定回路と、 を具備することを特徴とする電動機の保護監視装置。
4. 【請求項４】前記測定回路における温度値の結果に基づ
   き、警報を発する警報システムを具備することを特徴と
   する請求項１乃至請求項３のいずれか記載の電動機の保
   護監視装置。