JPH01268474A - 電動機の運転方法および制御回路 - 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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、回転子同転数および供給された電力が検出
され、電動機が異なった回転数および負荷状態で運転さ
れるときに電動機の相対的な温度上昇状態を示す温度上
昇値が記憶され、その際に１つの温度上昇値が各指定さ
れた運転範囲に対応付けられており、周期的に回転子同
転数および供給された電力に基づいて、措定された運転
範囲のどれで電動機が目下動作しているかが確かめられ
る運転方法に間するものである。

〔従来の技術〕

このような運転方法はヨーロッパ特許第Ｂ１−００３３
１６１号、アメリカ特許第４３０７３２３号明細書から
公知である。この公知の方法では、電動機の各定常的運
転状態に対して、電動機の回転数および電力消費により
定められている運転範囲が形成されている。これらの運
転範囲に、運転範囲と一緒に１つの温度上昇状態マトリ
ックスの形態にまとめられている温度上昇値が対応付け
られている。電動機のそのつどの運転範囲、従ってまた
温度上昇状態マトリックスの要素はたとえば回転数およ
び回転モーメントの値の対から定められている９回転数
および電力消費または回転モーメントの検出は、回転数
センサの信号の評価と、電動機の設定可能な電力供給の
ために設けられているパワエレクトロニクス調節装置の
位相制御角の評価とにより行われる。

回転数および位相制御角により定められた各運転範囲に
、経験的に求められた温度上昇値が対応付けられており
、また第１のメモリ装置のなかに記憶されている。その
際に記憶される温度上昇値は正から負の値にわたってい
る。正の温度上昇値は、電動機温度が１つの運転範囲内
で上昇するときに予め与えられており、他方において負
の温度上昇値は、低下する温度を有する運転範囲に対応
付けられている。同一にとどまる電動機温度に対しては
値零が予め与えられている（ヨーロッパ特許第Ｂ１−０
０３３１６１号明細書参暇、第５頁、第６図参照）。第
１のメモリ装置のなかに記憶されている温度上昇状態マ
トリックスは、ヨーロッパ特許第Ｂ１−００３３１６１
号明細書から公知の方法では周期的に１つの監視装置か
ら１つのプロセッサユニットを基礎として現在の運転範
囲と比較され、また付属の温度上昇値が第２のメモリ装
置に読入れられ、また１つの蓄積された全体値に加算さ
れる。メモリ内容に対する１つの予め定められた上限値
を上回る際には電動機の過負荷が現在の運転状態に基づ
いて仮定される。それに対して正常な運転条件は、メモ
リ内容が１つの予め定められた下限の下側にあるときに
仮定される。

公知の運転方法は特に、非常に小さい電動機、特にユニ
バーサルモータが使用されている工作機械の電動機およ
びその過負荷保護に対して予定されている。これらの電
動機は一般に、同じくヨーロッパ特許第Ｂ１−００３３
１６１号（米国特許第４３０９３２５号）明細書から公
知のパワエレクトロニック構成要素により調節される電
力供給を有し、その調節技術的構想では、電子的な電力
調節が行われているので、公知の運転方法が追加的な費
用なしに集積され得る。さらに工作機械、たとえば手動
ポーリング機械などの運転は、可変の駆動モーメントを
有するがわずかな電力消費しか有しない連続的に交番す
る負荷を伴っているので、確かに費用のかかる調節が必
要であるが、これは比較的弱い電力の構成要素により実
現可能である このような小電力の工作機械では一般に、供給された電
流が固定子を経ても回転子を経ても導かれている小形ユ
ニバーサルモータが使用されているので、回転子を流れ
る電流は供給された電流に等しく、従ってまた回転子電
流は直接に固定子電流の測定により決定可能である。こ
のようなユニバーサルモータの運転範囲のスペクトルは
小形の手動工作機械では判然とした境なしに停止状態か
ら始動、全負荷、無負荷、減速などにわたっており、そ
の際に回転数および回転子電流の非常に異なる組合わせ
も生じ得る。このようなモータの温度上昇は始動の間に
ロックされた状態での運転とほとんど異なっていない、
さらに、単に始動過程により負荷または危険にさらされ
ている特別な回転子部分は与えられていない。

それに対して、たとえば木材処理機械（リファイナー）
、圧縮機、送風機、ポンプおよび製粉機の駆動のために
使用される大形の高圧電動機に対しては、運転中の高い
電力需要のためにパワエレクトロニック手段を有する供
給電力の調節は、あまりに高い費用がかかるので、たい
ていの用途に適していない、従って、このような大形電
動機はたいてい高圧非同期または同期電動機として構成
されている。

このような大形高圧電動機は一般に非同期で系統から始
動される。そのために、たとえばかご形巻線のような特
別の始動巻線が用いられ、もしくは存在する回転子巻線
の特定の部分、たとえば深みぞ回転子巻線における深み
ぞの上側部分または二重深みぞ回転子巻線の上側みぞが
始動の際に負荷され得る。さらに回転子ボディ自体また
はその部分も、際立った回転子巻線または特定の回転子
巻線が存在することなしに、非同期始動の際に生ずる誘
導される電流を導くために使用され得る。

このために、たとえば、回転子のなかに非同期始動の際
にうず電流の生成を許す回転子ボディの積層されていな
い部分範囲が使用され得る。このようなスリップリング
なしの高圧電動機では、始動回転モーメントに比例する
回転子始動損失が実際上完全に回転子始動巻線または巻
線部分のなかで、または回転子ボディまたは回転子ボデ
ィ部分のなかで変換される。スリップリング回転子電動
機と逆に、始動損失の変換は外部の始動抵抗で行われず
に、主として回転子自体のなかで行われ、前記の関与す
る部分が始動の際に非常に強く温度上昇する。

大形の高圧電動機では小形の工作機械電動機にくらべて
始動は正規の運転状態ではなく、電動機に対する英国規
格Ｂｒ１ｔｉｓｈ　５ｔａｎｄａｒｄｓ　５０００、Ｐ
ａｒｔ１６．１９８】、Ａｒｔ、　１０、第１節に記載
されているように１つの過渡的な過程である。この過渡
的な過程は主として、非同期始動の際に関与する高圧電
動機の回転子内の部分のみを負荷するので、始動過程に
対するその全体的な熱的な負荷可能性はこれらの部分の
負荷可能性により決定されている。

さらに、ヨーロッパ特許第Ｂ１−００３３１６１号明細
書から、電動機、特に工作機械ユニバーサルモータの運
転温度を監視するための１つの′Ｍ御回路が知られてい
る。しかし、この制御回路は、経験的に求められた温度
上昇値が対応付けられている実際に生ずる運転状態のみ
を考慮に入れる。非同期始動およびその際に生ずる時間
に関係する温度上昇および温度下降の過渡的過程の際の
大形高圧電動機の特別な負荷に対して特別な回路技術的
な指摘が与えられておらず、また公知の制御回路は、こ
のような大形高圧電動機が運転される条件に立ち入って
いない、さらに、公知の制御回路は運転の仕方を特に始
動過程の頻度および周辺条件に関係して考慮し得ない、
なぜならば、それは電子的に！Ｉ節される電力供給に基
づいて小形の工作機械ユニバーサルモータに対して構想
されているからである。

小形の工作機械ユニバーサルモータにくらべて大形の高
圧電動機の非同期始動過程では追加的に、始動自体が行
われる条件を詳細に顧慮しなければならない。なぜなら
ば、その際に回転数および電流経過が始動の際に関与す
る部分の負荷に対して非常に重要な影響を育し、またそ
の熱的負荷を決定するからである。

従って、このような高圧電動機の運転方法は、電力供給
がスイッチオンまたはスイッチオフのみをされ得ること
、すなわち外部からの電動機電力の調節が存在しないこ
とを顧慮しなければならない、物理的理由からこのよう
な高圧電動機の始動巻線の熟的負荷可能性は時間的に制
限されている。

特に非同期始動の条件に対しては、大形の高圧電動機で
は、始動の際に関与する部分の熱的過負荷の危険がある
。なぜならば、これらの部分は連続的な始動負荷に対し
て構成され得ず、また駆動すべき機械がしばしば非常に
高い逆モーメントを有し、またはブロッキングにより電
動機をロックし得るので、始動巻線のなかの電流がさま
ざまなレベルで長く継続し得るからである。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明の課題は、大形の高圧電動機、特に非−期自己始
動の大形の高圧電動機の運転方法であって、始動が困難
な場合またはロックされた電動機においても始動条件を
間車な手段により検出し、また非同期始動の際に関与す
る回転子の部分の過負荷保護を、始動の頻度がこれらの
部分の個々の熱的負荷回部性に合わされ、かつそれによ
り制限されていることによって保証する運転方法を提供
することである。さらに本発明の課題は、高圧電動機の
運転状態ができるかぎり少数で容易に捕捉可能な量の検
出により決定可能であり、またこの主要な投資材の利用
度がこの保護の組込みにより制約されないようにするこ
とである。

〔課題を解決するための手段］ この課題は、冒頭に記載した種類の運転方法において、
本発明によれば、回転子のなかで変換された電力を決定
するため始動の間にまたはロックされた状態で過負荷に
対して主として回転子のなかの始動損失の変換を有する
非同期で始動する高圧電動機を保護するために単に固定
子巻線電流が検出され、高圧電動機の始動の数および継
続時間が監視され、また始動の際に関与する回転子部分
の動的な温度上昇および温度下降が始動過程、種々の運
転状態、減速過程および運転休止の間にそれぞれ、これ
らの過渡的および定常的運転状態および運転休止のすべ
ての時間的経過ならびにその際に生ずる固定子電流およ
び回転子同転数を考慮に入れる固有のＭ欺的な値組合わ
せにより関与する回転子部分の温度上昇状態マトリック
スおよび高圧電動機の運転状態マトリックスの形態で表
されており、それらから関与する回転子部分の温度上昇
および下降値が導き出されており、それらが逆の符号で
蓄積された全体値に加算され、記憶され、また指示され
、それによりいくつの始動過程がなお可能であるかが決
定されており、蓄積された全体値の１つの特定の第１の
値において高圧電動機のスイッチオフが行われ、また蓄
積された全体値が１つの特定の第２の値に達していない
間はスイッチオンがインターロックにより防止されてい
ることにより解決される。

この方法により、大形の高圧電動機の始動の際に関与す
る部分の時間に関係する動的な温度上昇および温度下降
に対する理論的な温度上昇モデルをすべての定常的およ
び過渡的運転状態に対して、またなかんずく非同期始動
の過渡的過程に対して顧慮することを可能にする。その
ために始動過程の数および継続時間、その際に生ずる固
定子のなかの電流ならびに回転子同転数が記録され、ま
たこれらの過渡的過程ならびに生ずる運転状態、たとえ
ば無負荷運転、定格運転、減速、ロック、停止または既
知の運転状態データが理論的温度上昇モデルのなかに入
れられ、また始動の際に関与する回転子部分の離散的な
温度上昇および温度下降値を形成するための規範が導き
出される。その際に、さらに、温度上昇および温度下降
値が理論的温度上昇モデルにより決定されている時間に
関係する温度上昇および温度下降関数に相応すること、
すなわち高圧電動機が熱放散の際に回転しているか停止
しているかという事実が完全に運転方法に入ることが顧
慮されている。

全体として本運転方法は、理論的温度上昇モデルを用い
て始動の際に関与する回転子の部分の温度上昇状態を連
続的に決定するため、入力データとして単に回転数、固
定子電流および（始動過程または定常的運転状態、減速
過程および運転休止の）継続時間を必要とする。これら
の部分のなかで変換された電力を測定することは必要で
ない。

そのために、大形の高圧電動機では、通常近接可能でな
く始動の際に関与する回転子の部分のなかに温度センサ
または電流測定装置が必要であり、その測定値が回転す
る回転子から、たとえばそのなかに流れる電流を測定し
、それによりそのなかで変換された電力を推定し得るよ
うに、スリップリングまたは他の伝達手段を介して固定
部分に伝達されなければならない。こうして、高圧電動
機の始動の際に関与する回転子部分の温度上昇状態を監
視するための追加的な構造的費用が回避されている。

生ずる定常的および過渡的運転状態は固定子電流および
回転子同転数または固定子電流および電流継続時間を要
素とする運転状態マトリックスの形態でカタログ化され
ており、また過渡的過程、侍に始動過程をも含んでいる
。理論的温度上昇モデルを用いて、始動の際に関与する
回転子部分に対して、間しく要素として固定子電流、回
転子同転数および電流継続時間と時間に関係する温度上
昇および温度下降関数に相応して理論的温度上昇モデル
により生ずる温度上昇および温度下降値を含んでいる温
度上昇状態マトリックスが形成されている。始動、運転
および停止の際に、またロックされた高圧電動機では、
現在の運転状態データに基づいて運転状態マトリックス
から、それぞれ温度上昇状態マトリックスの要素に対応
付けられている値が選択される。こうして特定の温度上
昇または温度下降値が選択される。温度上昇または温度
下降値のこの選択は周期的に行われる。

周期的に導き出された温度上昇値は負の符号で、また温
度下降値はそれぞれ正の符号で１つの蓄積された全体値
に連続的に加算されるので、始動の際に関与する回転子
部分の温度上昇状態に逆比例する現在の離散的な値が常
に存在する。

この蓄積された全体値のバランスに基づいて、全体とし
てなお過負荷なしに利用される可能な始動過程に関する
推定が行われ得る。始動に対してはたとえば、蓄積され
た全体値の水準を跳躍的に下げるＨ数的な値の１つの特
定の尺度が設けられている。始動巻線が冷却する運転状
態または休止に対しては、温度下降に逆比例する離散的
な値がより細かく段階付けられているので、蓄積された
全体値の水準は徐々に、同時に始動過程の最大数を間接
的に固定的に定める予め固定的に定められた最高値まで
高められている。蓄積された全体値が始動のために必要
な程度よりも小さい１つの水準を有すると、その後の始
動がもはや行われ得ないことが認識され得る。始動は、
始動に関与する回転子部分の冷却が行われた後に蓄積さ
れた全体値の十分な水準が存在しているときに初めて有
意義である。

本方法はなかんずく、高圧電動機の運転の際に無負荷運
転中に非常に有効な冷却が与えられても）ることをも顧
慮するので、蓄積された全体値は非常に２、速に再び上
昇し、またそれにより蓄積された全体値の指示された水
準から、新しい始動を負荷条件のもとに行う可能性が続
出され得る。

追加的に、固定子電流の遮断がレリーズされている、蓄
積された全体値に対する１つの最小値が定められている
。１つのインターロック装置が、蓄積された全体値が１
つの十分に高い水準を有するときに初めて新たな始動が
行われ得るようにする役割をする。最後の減速過程から
運転状態マトリックスの要素が選択され、またそれから
すぐ次の始動に対する温度上昇値が予め定められ、また
追加的に指示されていることは有利である。それにより
、特に大形の木材処理機械（リファイナー）の駆動の際
に有利であるフレキシブルな運転が達成される。すなわ
ち運転員は、蓄積された全体値の指示されたスタンドお
よびすぐ次の始動の際に期待すべきこのスタンドの変化
に基づいて、その後の運転がどのように可能であるか、
また高圧電動機を危険にさらすことなしに最大の効率を
得られるかを決定し得る。たとえばリファイナーの迅速
な重負荷により、失敗に終わった重負荷始動の後に、続
く強く冷却する無負荷運転を有する負荷なしの始動が行
われるので、高圧電動機は非常に迅速に冷却され、また
負荷下の新たな始動に対して準備している。それにより
、高圧電動機の長い冷却相により生じ、また特に製紙工
業における木材処理プロセスにおいて長い故障時間に通
じ得る運転停止状態が回避され得る。

さらに、蓄積された全体値の指示が自然整数で行われる
ことは有利であり得る。Ｍ積された全体値をこのように
表現することにより、運転員が、始動の際に関与する回
転子部分の現在の温度上昇状態、従つてまた高圧電動機
の運転準備状態を追跡し、また運転の仕方を相応に調整
することが可能である。

さらに、固定子電流および回転子同転数の追加的なしき
い値が定められており、これらのしきい値が機箭低下に
対するレリーズ規範としての役割をし、また蓄積された
全体値に重畳されていることは有利であり得る。それに
より、固定子ｔｉｔ流および回転子同転数の特定の値に
基づいて高圧電動機の温度上昇状態の顧慮のもとに、運
転の仕方に関して追加的な情報を与える追加的な規範が
形成されている。たとえば、電動機が停止（回転子同転
数−〇）しており同時に完全な固定子電流が与えられる
際に電動機は明らかにロックされているので、始動の際
に関与する回転子部分の温度上昇がまだ始動の中断を必
要としないとしても、始動の中断が必要であることがＶ
２熾され得る。始動の中断の必要性は蓄積された全体値
のスタンドの評価のみによっては認識可能でない。

本発明の特に有利な構成は、非同期の始動の間にまたは
ロックされた状態で過負荷に対して回転子を保護するた
めに主として回転子のなかの始動損失の変換を有する高
圧電動機に対する前記の運転方法を実施するための制御
回路であって、高圧電動機の回転数を確認するため、ま
た回転数に比例する第１の入力信号を発生するための回
転数センサと、高圧電動機の運転状態マトリックスおよ
びその非同期の始動の際に関与する回転子部分の温度上
昇状態マトリックスを記憶するための第１のディジタル
メモリ手段と、ディジタル信号を読入れ、処理しかつ出
力するため、また第１のディジタルメモリ手段から高圧
電動機の現在の運転状態に相応して関与する回転子部分
に対する適当な温度上昇および下降値を選択するための
ディジタルプロセッサユニットと、温度上昇および下降
値から始動の際に関与する回転子部分の温度上昇状態に
相応する蓄積された全体値を記憶するための第２のディ
ジタルメモリ手段とを含んでいる制御回路に関する。

この制御回路は、本発明によれば、固定子電流を決定す
るため、またこれに比例するディジタル電流信号を発生
するための測定装置と、ディジタル回転数および電流信
号から得られた現在の高圧電動機の運転状態に応じて始
動または停止またはリセットされているカウンタとがプ
ロセッサユニットと接続されており、また第１のディジ
タルメモリ手段に対する運転状態マトリックスおよび温
度上昇状態マトリックスが固定子ｔｉ流、回転数および
カウンタ状態から成る値組合わせを含んでおり、またプ
ロセッサユニットがそれに供給された現在のディジタル
固定子電流信号およびディジタル回転数信号ならびにそ
れに供給されたカウンタ状態に基づいて（ｌ！組合わせ
を形成し、またそれと接続されている第１のディジタル
メモリ手段から運転状態または温度上昇状態マトリック
スの相応の値組合わせを選択し、またそれから離散的な
温度上昇または下降値を導き出し、またプロセッサユニ
ットと接続されている第２のディジタルメモリ手段のな
かに読入れ、またプロセッサユニットと高圧電動機の固
定子電流回路の遮断のための開閉装置とに接続されてい
る始動中断および始動ロックのための手段が設けられて
おり、その際に遮断および始動ロックが第２のディジタ
ルメモリ手段の内容に応じて行われ、また追加的に開閉
装置の開閉位置がプロセッサユニットに報知装置により
帰還報知されており、またプロセッサユニットを介して
第２のディジタルメモリ手段と結び付けられている第１
の指示装置が設けられていることを特徴とする。

〔実施例〕

以下、大形の高圧電動機の始動監視の第１図、第２図に
示されている簡単化された実施例により本発明を一層詳
細に説明する。

高圧電動機は一般に非同期で系統から始動される。その
役割はスリップリングレスの高圧電動機では、たとえば
かご巻線のような特別な始動巻線がする。しかし、存在
する回転子巻線の特定の部分、たとえばくさび形バー巻
線におけるくさび形バーの上側部分または二重かご形巻
線の上側バーも非同期始動の際に負荷され得る。しかし
、回転子ボディの非積層部分または回転宇ボディ自体が
、始動回転モーメントに比例する回転子損失電力が変換
されている回転子のなかの始動の際に生ずる電流を導く
ために使用されることも可能である。

この非同期始動は、始動の際に関与する回転子の部分の
非常に強い温度上昇に通ずる。この温度上昇は直接測定
によっては浦捉可能でないが、本運転方法により顧慮さ
れ得る。本運転方法の出発点は、次表中に示されている
運転状態マトリックスである。

このマトリックスは固定子電流１１％回転子同転数ｎお
よび始動過程の継続時間Ｌ１定常的運転状態、減速過程
および運転休止の検出された値の組合わせを示す、さら
に、固定子電流■１および回転子同転数ｎに対するなお
いくつがのしきい値が定められており、これらはそれぞ
れ存在する運転または始動、減速または停止状態を評価
するための追加的な規範として利用され、また蓄積され
た全体値の形成のために使用される１つのそれぞれ対応
付けられている温度上昇値の選択を容易にする。追加的
な値としては、高圧電動機の定格回転数の約１０％に相
応する限界回転数ｎ、および定格電流Ｔ、が定められて
いる。

表に示されている運転状態マトリックスから下記の組合
わせが生ずる。固定子電流１．−０であり、かつ回転数
ｎが限界回転数ｎ０よりも小さいならば、１つの運転休
止が存在する。それに対して、回転数ｎが限界回転数０
０に等しく、またはそれよりも大きくかつ固定子電流＋
＋””Ｏであるならば、高圧電動機は減速状態にある。

固定子電流１．がＯよりも大きく、かつ定格電流Ｉ８の
１゜２倍よりも小さいならば、限界回転数ｎ０よりも小
さい現在の回転数ｎにおいて高圧電動機のあま−りにわ
ずかな端子電圧による始動が存在する。この場合には開
閉エラーのみが存在し得るので、電流継続時間が１つの
予め定められた値も、を超過すれば直ちに、スイッチオ
フが行われる。それに対して、回転数ｎが限界回転数ｎ
、よりも大きく、またはそれに等しいならば、運転の中
断が始動巻線または始動巻線部分の可箭な過熱のために
必要である。

固定子電流１１が定格電流ＩＮの１．２倍よりも大きい
かまたはそれに等しく、かつ同時に回転数ｎが限界回転
数。よりも小さい場合には、明らかにロックされた回転
子を有するスイッチオンが存在するので、電流継続時間
が予め定められた第２の値も、を超過するならば、スイ
ッチオフが行われなければならない、それに対して、回
転数ｎが限界回転数。よりも大きくなければならないな
らば、このような高められた固定予電＠１．＝１．２■
８では困難にされた条件のもとでの始動が存在するので
、高められた固定子電流１＋−１，２１ｓのその後の継
続の際には第３の予め定められた時間も、の超過の後に
始動過程が中断されなければならない。

本発明による運転方法では時間ｔ＋、Ｌ□およびむ、は
可変値であり、それらの決定は固定子電流■の論理的評
価から予め定められた時間ｔ０の後に行われる。さらに
、高圧電動機の各運転状態に対して、始動の際に関与す
る回転子部分の理論的な温度上昇モデルの知議から時間
に関係する温度上昇および温度下降関数が定められてい
る。

表中に例として示されている運転状態マトリックスの要
素と、関与する回転子部分の計算された時間に関係する
温度上昇および温度下降関数との組合わせにより、ここ
には示されていない温度上昇状態マトリックスが作られ
ており、それにより始動の際に関与する回転子部分の温
度上昇状態の時間的関係を顧慮する離散的な温度上昇ま
たは温度下降値が定められている。

高圧電動機の各定常的運転状態およびなかんずく各過渡
的運転状態にそれにより、始動の際に関与する回転子部
分の動的な温度挙動を把握する温度上昇または温度下降
値の時間的な列が対応付けられている。

こうして運転状態マトリックスに基づいて温度上昇また
は温度下降値が温度上昇状態マトリックスから探し出さ
れ、また蓄積された全体値に加夏され、記憶され得る。

電動機の始動の際に関与する回転子部分のそれぞれ存効
な温度上昇状態は、本運転方法の実施例では、蓄積され
た全体値の指示により代表されている。この代表値は自
然数の形態で表されており、また始動の際に関与する回
転子部分の温度上昇状態を１つの運転状態から他の運転
状態への切換わりの際にも常に動的に把握するのに十分
であり、それにより過渡的な移行状態およびその際に特
に始動も顧慮されている。

第１図には、始動の際に関与する回転子部分の保護が本
発明による運転方法により行われる高圧電動機の運転経
過の一例が示されている。横軸には時間もが時間で示さ
れており、また縦軸には負方向に！積された全体値の指
示が３０ないし０の数で示されている。長時間の運転の
仮定のちとに高圧電動機の回転子は一定の温度上昇を有
するので、始動巻線も定常的な運転状態１で一定の温度
上昇状態に相応して特定の温度上昇値を存する。

この値は２０である０図示されている４時間の時点で電
動機はスイッチオフされ、また短い時間で停止状態まで
減速する。その際に始動巻線はその停止温度下降関数２
に相応して温度下降し、その際に約２．５時間後に蓄積
された全体値は値２５に達している。

いま６．５時間後に、ロックされた回転子が存在する１
つの新たな始動がレリーズされると、このことが運転状
態の解析、すなわち現在の運転状態データと記憶された
運転状態マトリックスとの比較により確かめられ、また
始動過程が直ちに中断される。指示された蓄積された全
体値はその後に値１０だけ減少して１５となる。それに
続いて、１つの重始動が行われ、その成功裡の過程の後
に蓄積された全体値は零に下げられている。電動機は続
いて１つの正規の定常的な運転状態で回転するので、最
初に回転子のなかの熱分配に対する平衡時間３が顧慮さ
れ、また蓄積された全体値が一定に保たれる。約１時間
の運転時間の後に、蓄積された全体値に温度下降値が運
転温度下降関数４に相応して供給され、従ってその指示
は比較的急速に再び上昇する。

全体で８時間の後に電動機のスイッチオフが減速および
その後の停止により行われると、蓄積された全体値の指
示の上昇は停止温度下降関数２に相応して徐々に行われ
る。

蓄積された全体値が再び十分なレベルに達すると、新た
な始動が行われ得る。その際に運転温度下降関数４も停
止温度下降関数２も、また定常的な運転状ｔｑｌでの一
定の温度上昇状態１も顧慮される。完全に温度下降した
電動機では、第１図の運転過程図に示されているように
、２２時間の時点で全体で３つの正規な始動が、始動の
際に関与する回転子部分が過負荷されることなく、また
は他方において高圧電動機の利用度が不当に制約される
ことなく、相次いで可能である。

第１図の運転過程図に示されているように、種々の始動
、運転および停止状態に対する固定子電流！１、回転子
同転数ｎおよび時間ｔから成る運転状態データの組合わ
せにより、回転子巻線の理論的な温度上昇モデルから得
られたそれぞれ存効な温度上昇および温度下降関数２．
４と組合わせて、高圧電動機の始動の際に関与する回転
子部分の温度上昇状態の簡単なコントロールが行われて
いる。それにより、たとえば５．５時間において１つの
失敗に終わった始動の後に１つの直ちに行われる第２の
始動により高圧電動機が急速に良好な冷却を有する正規
な運転状態に移行され得ることによって、動作プロセス
の維持に対する高圧電動機のできるかぎり高い利用度を
得るため、先見的に行われ得る確実でしかもフレキシブ
ルな運転が可能である。

大形の高圧電動機の運転方法のこれまでに記載した実施
例は、第２図に著しく簡単化してブロック回路図で示さ
れている制御回路により実施され得る。

そのために高圧電動機３０に回転数センサ３１が、また
高圧電動機３０の固定子電流回路３２に固定子電流測定
装置３３が設けられており、これらはそれぞれそのデー
タをプロセッサユニット３４に伝達する。さらに、双方
向にプロセッサユニット３４と接続されており、またこ
れによりリセット、始動、停止および質問されているカ
ウンタ３６により正規化されている時間基準３５が設け
られている。プロセッサユニット３４と接続されている
第１のディジタルメモリ手段３７のなかに、種々の個別
データ集合から成り、また固定子電流／時間−運転状態
マトリックス３９および固定子電流／回転数−運転状態
マトリックス４０を含んでいる運転状態マトリックス３
９．４０が記憶されている。さらに、第１のディジタル
メモリ手段３７のなかには、固定子電流１１、回転数ｎ
および時間ｔに関係する温度上昇状態マトリックス４１
も記憶されており、これは高圧電動機３０の現在の始動
、運転、減速および停止状態に基づいて運転状態マトリ
ックス３９．４０に相応して形成されている。温度上昇
状態マトリックス４１は、高圧電動機３０の始動の際に
関与する回転子部分の時間に関係する動的な温度上昇挙
動を、運転状態マトリックス３９．４０の要素に対応付
けられている温度上昇および温度下降値または温度上昇
および温度下降関数２．４の形態で含んでいる（第１図
参照）。

温度上昇状態マトリックス４１からの時間に関係するそ
のつどの温度上昇および温度下降値の選択は、回転数測
定３１固定子電流測定３３およびカウンタ３６による時
間把握により得られている現在の運転状態データと運転
状態マトリックス３９．４０のデータとをプロセッサユ
ニット３４により比較することにより行われる。

プロセッサユニット３４と第２のディジタルメモリ手段
４２が接続されており、そのなかに温度上昇および温度
下降値がプロセッサユニット３４から読入れられ、かつ
記憶され、それにより蓄積された全体値が形成されてい
る。高圧電動機３０の始動の際に関与する回転子部分の
温度上昇および温度下降値はそれぞれ逆の符号でディジ
タルメモリ手段４２のなかに加算されるので、その内容
は高圧電動機３０の始動の際に関与するこの回転子部分
の現在の温度上昇に正確に相当する。ディジタルメモリ
手段４２の内容はプロセッサユニット３４により自然数
から成る数値に変換され、またプロセッサユニット３４
と接続されている第１の指示装置４３により表示されて
いる。測定された値Ｉ、およびｎの指示により高圧電動
機３０の現在の運転状態を監視し得るように、プロセッ
サユニット３４と接続されている第２の指示装置４４が
追加的に設けられている。

プロセッサユニットと第３の指示装置４５が接続されて
おり、この指示装置は、最後の減速過程に基づいて運転
状態マトリックス３９．４０および温度上昇状態マトリ
ックス４１から予め定められたすぐ次の始動により期待
すべき蓄積された全体値の変化を指示する。それにより
運転員は、始動の際に関与する回転子部分がすぐ次の始
動の後にどの温度上昇状態を有し、またたとえば高圧電
動機３０の重負荷のような相応の措置によりその始動条
件を容易にし得るかを非常に簡単に読出し得る。

追加的に制御回路のなかに始動中断のための手段４６お
よび始動インターロックのための手段４７が設けられて
おり、これらの手段は高圧電動機３０の固定子電流回路
３２のなかに配置されている開閉装置４８に作用する。

始動中断のための手段４６も始動インターロックのため
の手段４７もプロセッサユニット３４と接続されており
、またこれから高圧電動機３０の始動の際に関与する回
転子部分の温度上昇状態に応じて、また第２のディジタ
ルメモリ手段４２のメモリ内容に応じて駆動される。開
閉装置４８は追加的に報知装置４９を介してプロセッサ
ユニット３４と接続されており、従って開閉装置４８の
開閉位置はプロセッサユニット３４に帰還報知されてい
る。同じくプロセッサユニット３４と接続されている第
４の指示装置５０は開閉装置４８の開閉位置を表示する
役割をし、それにより高圧電動機３０の運転状態の監視
が運転員に対してさらに容易にされている。

第２のディジタルメモリ手段４２のなかに記憶されてお
り、高圧電動機３０の始動の際に関与する回転子部分の
温度上昇状態を表す蓄積された全体値に基づいて、プロ
セッサユニット３４が予め定められたしきい値の下方超
過の際に始動中断のための手段４６をレリーズし、それ
に続いて開閉装置４８が固定子電流■１を中断する。蓄
積された全体値、従ってまた第２のディジタルメモリ手
段４２の内容および運転状態解析、ナなわち現在の運転
状態データＩｔ、ｎおよびｔと第１のディジタルメモリ
手段３７のなかに記憶されているデータとの比較がなか
んずく始動過程をも顧慮するので、固定子電流回路３２
の中断は既に始動過程の前にも行われている。それによ
り、非同期の始動の際に最も多く負荷される部分、すな
わち始動巻線、始動巻線部分または回転子ボディまたは
その部分が保護される。さらに、始動インターロックの
ための手段４７により、始動の際に関与する回転子部分
の温度上昇状態が第２のディジタルメモリ手段４２の内
容（蓄積された全体値）に応じて十分であるときにのみ
、新たな始動が可能であることが保証される。

それによって高圧電動機は一方では、固定子電流および
回転子同転数のみが電動機固有の量として測定されてい
るにもかかわらず、自動的に非同期始動の間の過負荷か
ら保護されている。他方では、現在の温度上昇状態およ
び期待すべき温度上昇状態ならびに現在の運転状態の可
視化により運転員に対して、始動の際に関与する回転子
部分の許容可能な温度上昇の範囲内でのフレキシブルな
運転を許す手段が得られており、従って、高圧電動機３
０の始動の実行がその際に最も多く負荷される回転子部
分に合せられているので、高圧電動機３０に対する運転
中断の数および継続時間が減ぜられる。

【図面の簡単な説明】

第１図は運転過程図の形態で本発明の運転方法の経過例
を示す図、第２図は本発明の運転方法を実施するための
制御回路の１１ｉＪｌ単化されたブロック回路図である
。 ３０・・・高圧電動機 ３１・・・回転数センサ ３２・・・固定子電流回路 ３３・・・固定子電流測定装置 ３４・・・プロセッサユニット ３５・・・時間基準 ３６・・・カウンタ ３７・・・メモリ手段 ３９．４０・・・運転状態マトリックス４１・・・温度
上昇状態マトリックス ４２・・・メモリ手段 ４３．４４・・・指示装置 ４６・・・始動中断手段 ４７・・・始動インターロック手段 ４８・・・開閉装置 ４９・・・報知装置 ５０・・・指示装置

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）回転子回転数および供給された電力が検出され、電
   動機が異なった回転数および負荷状態で運転されるとき
   に電動機の相対的な温度上昇状態を示す温度上昇値が記
   憶され、その際に１つの温度上昇値が各指定された運転
   範囲に対応付けられており、周期的に回転子同転数およ
   び供給された電力に基づいて、指定された運転範囲のど
   れで電動機が目下動作しているかが確かめられる電動機
   の運転方法において、回転子のなかで変換された電力を
   決定するため始動の間にまたはロックされた状態で過負
   荷に対して主として回転子のなかの始動損失の変換を有
   する非同期で始動する高圧電動機（３０）を保護するた
   めに単に固定子巻線電流が検出され、高圧電動機（３０
   ）の始動の数および継続時間が監視され、また始動の際
   に関与する回転子部分の動的な温度上昇および温度下降
   が始動過程、種々の運転状態、減速過程および運転休止
   の間にそれぞれ、これらの過渡的および定常的運転状態
   および運転休止のすべての時間的経過ならびにその際に
   生ずる固定子電流および回転子回転数を考慮に入れる固
   有の離散的な値組合わせにより関与する回転子部分の温
   度上昇状態マトリックス（４１）および高圧電動機（３
   ０）の運転状態マトリックス（３９、４０）の形態で表
   されており、それらから関与する回転子部分の温度上昇
   および下降値が導き出されており、それらが逆の符号で
   蓄積された全体値に加算され、記憶され、また指示され
   、それによりいくつの始動過程がなお可能であるかが決
   定されており、蓄積された全体値の１つの特定の第１の
   値において高圧電動機のスイッチオフが行われ、また蓄
   積された全体値が１つの特定の第２の値に達していない
   間はスイッチオンがインターロックにより防止されてい
   ることを特徴とする電動機の運転方法。 ２）最後の減速過程から運転状態マトリックス（３９、
   ４０）の要素が選択され、またそれからすぐ次の始動に
   対する温度上昇値が予め定められ、また追加的に指示さ
   れていることを特徴とする請求項１記載の電動機の運転
   方法。 ３）蓄積された全体値の指示が自然整数で行われること
   を特徴とする請求項１または２記載の電動機の運転方法
   。 ４）固定子電流および回転子回転数の追加的なしきい値
   が定められており、これらのしきい値が機能低下に対す
   るレリーズ規範としての役割をし、また蓄積された全体
   値に追加的に重畳されていることを特徴とする請求項１
   ないし３の１つに記載の電動機の運転方法。 ５）非同期の始動の間にまたはロックされた状態で過負
   荷に対して回転子を保護するために主として回転子のな
   かの始動損失の変換を有する高圧電動機に対する請求項
   １ないし４の１つによる運転方法を実施するための制御
   回路であって、高圧電動機の回転数を確認するため、ま
   た回転数に比例する第１の入力信号を発生するための回
   転数センサと、高圧電動機の運転状態マトリックスおよ
   びその非同期の始動の際に関与する回転子部分の温度上
   昇状態マトリックスを記憶するための第１のディジタル
   メモリ手段と、ディジタル信号を読入れ、処理しかつ出
   力するため、また第１のディジタルメモリ手段から高圧
   電動機の現在の運転状態に相応して関与する回転子部分
   に対する適当な温度上昇および下降値を選択するための
   ディジタルプロセッサユニットと、温度上昇および下降
   値から関与する回転子部分の温度上昇状態に相応する蓄
   積された全体値を記憶するための第２のディジタルメモ
   リ手段とを含んでいる制御回路において、固定子電流を
   決定するため、またこれに比例するディジタル電流信号
   を発生するための測定装置（３３）と、ディジタル回転
   数および電流信号から得られた高圧電動機（３０）の現
   在の運転状態データに応じて始動または停止またはリセ
   ットされているカウンタ（３６）とがプロセッサユニッ
   ト（３４）と接続されており、また第１のディジタルメ
   モリ手段（３７）に対する運転状態マトリックス（３９
   、４０）および温度上昇状態マトリックス（４１）が固
   定子電流、回転数およびカウンタ状態から成る値組合わ
   せを含んでおり、またプロセッサユニット（３４）がそ
   れに供給された現在のディジタル固定子電流信号および
   ディジタル回転数信号ならびにそれに供給されたカウン
   タ状態に基づいて値組合わせを形成し、またそれと接続
   されている第１のディジタルメモリ手段（３７）から運
   転状態（３９）、（４０）または温度上昇状態マトリッ
   クス（４１）の相応の値組合わせを選択し、またそれか
   ら離散的な温度上昇または下降値を導き出し、またプロ
   セッサユニット（３４）と接続されている第２のディジ
   タルメモリ手段（４２）のなかに読入れ、またプロセッ
   サユニット（３４）と高圧電動機（３０）の固定子電流
   回路（３２）の遮断のための開閉装置（４８）とに接続
   されている始動中断および始動ロックのための手段（４
   ６、４７）が設けられており、その際に遮断および始動
   ロックが第２のディジタルメモリ手段（４２）の内容に
   応じて行われ、また追加的に開閉装置（４８）の開閉位
   置がプロセッサユニット（３４）に報知装置（４９）に
   より帰還報知されており、またプロセッサユニット（３
   ４）を介して第２のディジタルメモリ手段（４２）と結
   び付けられている第１の指示装置（４３）が設けられて
   いることを特徴とする電動機の制御回路。 ６）高圧電動機（３０）の現在の電流および回転数信号
   がプロセッサユニット（３４）を介して第２の指示装置
   （４４）に供給されていることを特徴とする請求項５記
   載の制御回路。 ７）プロセッサユニット（３４）が、最後の減速過程に
   基づいて予め定められ、またすぐ次の始動により期待す
   べき蓄積された全体値の変化を指示する第３の指示装置
   （４５）と接続されていることを特徴とする請求項５ま
   たは６記載の制御回路。 ８）プロセッサユニット（３４）を介して開閉装置（４
   ８）と接続されている第４の指示装置（５０）が存在し
   ていることを特徴とする請求項５ないし７の１つに記載
   の制御回路。