JPH03148071A - 電磁接触器の動作状態監視装置 - 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、コントロールセンタなどに組込まれる電磁接
触器のチャタリングを検出するようにした電磁接触器の
動作状態監視装置に関する。

（従来の技術） 例えば、電動機や抵抗負荷などの制御及び保護機能を備
えたコントロールセンタにおいては、電磁接触器、配線
用遮断器、電流変換器などの主回路器具を単位回路毎に
まとめた複数のユニットを多段に収納すると共に、各ユ
ニット毎に始動停止表示ランプ、始動用操作スイッチ、
停止用操作スイッチなどを備えた表示操作パネルを設け
ることにより構成されている。また、近年においては、
ユニットの仕様変更に容品に対処可能とするために、電
子応用技術を採用することによって、複数の制御及び保
護機能のうち必要な機能を適宜に設定、追加、変更でき
る構成とすることも行なわれており、第８図にその一例
を示す。

即ち、この第８図はコントロールセンタの１ユニット分
の回路構成の概略を示すもので、交流電路たる三相の電
源母線１と電動機２との間の主回路３には、配線用遮断
器４．電磁接触器５．主回路電流検出用の電流変換器６
及び地絡電流検出用の零相変流器７が設けられている。

配線用遮断器４の負荷側には、操作用変圧器８の一次側
が接続されており、この変圧器８の二次側には制御母線
９ａ、９ｂが接続されている。

上記制御母線９ａ、９ｂから図示しない直流電源回路を
介して給電される制御部１０は、マイクロコンピュータ
から構成した論理演算回路１１を中心に構成されている
。この論理演算回路１１は、始動用操作スイッチ１２．
停止用操作スイッチ１３及び前記電磁接触器５が有する
常開形補助接点５ａからの各オン信号を入力回路１４を
介して受け、且つ電流変換器６及び零相変流器７からの
各信号をＡ−Ｄ変換回路１５を介して受けると共に、電
磁接触器５の動作用コイルらｂを出力回路１６を介して
通断電制御するようになっている。記憶回路１７には、
過電流、欠相、不足電流、地絡などの保護動作並びに瞬
時停電再始動、限時再始動などの制御動作を実行するた
めの制御プログラム及び機能データが記憶されており、
論理制御回路１１は、上記制御プログラム、機能データ
及び前記入力信号に基づいた保護動作並びに制御動作を
実行する。設定部１８は、記憶回路１７に記憶する上記
機能データをコントロールセンタの設置現場において所
望に設定１選択できるように図示しない多数の選択スイ
ッチ等により構成されている。

（発明が解決しようとする課＠） ところで、このようなコントロールセンタにおいて、電
磁接触器５のチャタリング現象が発生するような状況と
なった場合には、その接点溶着。

接点脱落などに起因して当該電磁接触器５を含むユニッ
ト全体が機能不全状態に陥ることがある。

従って、このような機能不全状態に陥ることを未然に防
止してコントロールセンタの信頼性を高めるためには、
電磁接触器のチャタリング現象を早期に発見する必要が
ある。しかしながら、従来においては、電磁接触器のチ
ャタリング現象を高信頼性をもって検出できる装置は存
在せず、この点が未解決の課題となっていた。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その
目的は、電磁接触器で発生するチャタリング現象を、そ
の動作用コイルに流れる電流に基づいて精度良く検出す
ることができる電磁接触器の動作状態監視装置を提供す
るにある。

［発明の構成コ （課題を解決するための手段） 本発明は上記目的を達成するために、交流電路に介在さ
れる電磁接触器の動作用コイルに流れる電流波形を検出
する波形検出手段、その検出電流波形を正負に分割する
波形処理手段、分割された各電流波形のうち進み位相側
にあるものを半サイクル遅延させる遅延手段、この遅延
電流波形と前記分割された各電流波形のうち遅れ位相側
にあるものとを加算する加算手段、その加算された電流
波形により示される電流値が設定基準レベル以上あると
きに警報信号を出力する比較手段を設ける構成としたも
のである。

（作用） 電磁接触器の動作用コイルに通電した場合、その通電当
初に比較的大きな突入電流が１サイクル程度流れると共
に、その後は比較的小さな保持電流が周期的に流れるよ
うになる。このように保持電流が流れ始めた状態、つま
り動作用コイルの励磁に応じた接点部の吸引動作が一旦
完了した状態において、再度上記のような吸引動作が行
われるというチャタリングを発生することがあり、斯様
なチャタリングが発生した場合には動作用コイルに半サ
イクル程度の突入電流が前記吸引動作完了後に半サイク
ル程度遅れて流れることになる。

従って、この場合には、動作用コイルに流れる交流電流
は、チャタリング発生時のサイクルにおいて正側と負側
とで異なる大きさの振幅部分を有した振動波形となる。

これに対して、電磁接触器でチャタリングが発生しない
状態、つまり動作用コイルに対する通電当初において突
入電流が１サイクル程度だけ流れる状態では、動作用コ
イルに流れる交流電流は、その各サイクルにおいて正側
と負側とが略同−振幅の振動波形となる。

しかして、波形検出手段により検出された動作用コイル
の電流波形は、波形処理手段により正負に分割され、そ
れら正負の電流波形のうち進み位相側にあるものが遅延
手段により半サイクル遅延された後に、その遅延電流波
形と前記正負の電流波形のうち遅れ位相側にあるものと
が加算手段により加算される。従って、このように加算
された電流波形により示される電流値は、前記動作用コ
イルに流れる電流がその各サイクルにおいて正側と負側
とで路間−振幅の振動波形を有したものであった場合に
略零となり、動作用コイルに流れる電流がチャタリング
発生サイクルにおいて正側と負側とで異なる大きさの振
動波形を有したものであった場合に比較的大きな値とな
る。

つまり、電磁接触器においてチャタリングが発生したと
きには、前述のように加算手段により加算された電流波
形により示される電流値が比較的大きくなって、比較手
段に設定された基準レベル以上となるため、その比較手
段から警報信号が出力されるものである。

（実施例） 以下、本発明をコントロールセンタに適用した一実施例
について第１図乃至第７図を参照しながら説明する。但
し、第１図において、前記第８図と同一符号を付した部
分については構成・作用が同一であるため、その説明を
省略して述べる。

即ち、コントロールセンタの１ユニット分の回路構成を
示す第１図において、論理演算回路１１と出力回路１６
との間に介在された波形検出手段たる検出回路１９は、
電磁接触器５の動作用コイル５ｂに流れる電流波形を出
力回路１６を通じて検出するようになっており、その検
出出力は波形処理手段たる波形分割回路２０に与えられ
る。この波形分割回路２０は、人力された電流波形を正
負に分割するものであり、それら各分−割電流波形を遅
延手段たる遅延回路２１に与える。この遅延回路２１は
、上記のように分割された各電流波形のうち進み位相側
にあるものを半サイクル遅延させると共に、その遅延電
流波形及び非遅延電流波形を加算手段たる加算器２２に
与える。

加算器２２は、入力された電流波形、つまり遅延回路２
１による遅延電流波形と非遅延電流波形（前記波形分割
回路２０により分割された各電流波形のうち遅れ位相側
にあるもの）とを加算し、その加算した電流波形を比較
手段たる比較器２３に与える。そして、この比較器２３
は、加算器２２により加算された電流波形により示され
る電流値１ｐと、設定部１８に予め設定された基準レベ
ルの電流値Ｉｓとを比較し、Ｉｐ≧Ｉｓの関係となった
ときには、図示しない外部装置に対して出力回路２４を
通じて警報信号Ｓａを出力する。尚、比較器２３は、上
記のような比較動作を主回路３の電源投入当初のみ行う
構成となっている。

さて、以下においては、上記構成の作用のうち本発明の
要旨に関係した部分のみ説明する。

即ち、電磁接触器５の動作用コイル５ｂに通電した場合
、その電磁接触器５にチャタリングが発生してない定常
状態においては、第２図に示すように、通電当初に比較
的大きな突入電流が１サイクル程度流れると共に、その
後は比較的小さな保持電流が周期的に流れるようになる
。従って、この場合には、動作用コイル５ｂに流れる交
流電流の各サイクルにおいて、その正側と負側とが路間
一振幅の振動波形となる。

これに対して、上記のような動作用コイル５ｂへの通電
後に保持電流が流れ始めた状態、つまり動作用コイル５
ｂの励磁に応じた接点部の吸引動作が一旦完了した状態
において、再度上記吸引動作が行われるというチャタリ
ングを発生した場合には、第３図に示すように、動作用
コイル５ｂに半サイクル程度の突入電流が前記吸引動作
完了後に半サイクル程度遅れて流れることになる。従っ
て、この場合には、動作用コイル５ｂに流れる交流電流
は、その各サイクルのうち２サイクルめにて正側と負側
とで異なる大きさの振幅部分を有した振動波形となる。

しかして、今、電磁接触器５においてチャタリングが発
生して動作用コイル５ｂに第３図のような波形の電流が
流れた場合について述べると、波形分割回路２０におい
ては、上記電流波形を第４図に示すように正負に分割し
、遅延回路２１においては、第５図に示すように進み位
相側にある正半波側の電流波形を半サイクル遅延させる
。そし０ て、加算器２２は、第５図に示されたような正半波側の
電流波形と負半波側の電流波形とを加算するものであり
、これにより第６図に示すように比較的大きなピーク値
を有した電流波形が得られる。

従って、設定部１８に設定する基準電流Ｉｓを、第６図
に示すように、電磁接触器５でのチャタリング発生時に
おいて加算器２２での加算結果として得られる電流波形
により示される電流値Ｉｐより大きく整定しておけば、
チャタリング発生に伴いＩｐ≧Ｉｓの関係となったとき
に、比較器２３が出力回路２４を通じて警報信号Ｓａを
出力するようになる。この結果、上記警報信号Ｓａをも
って電磁接触器５でチャタリングが発生した旨を知るこ
とができるから、これによりチャタリング発生原因を早
期に除去することが可能となり、従来のように電磁接触
器５での接点溶着、接点脱落などに起因して当該電磁接
触器５を含むユニット全体が機能不全状態に陥る事態を
未然に防止可能になる。

尚、電磁接触器５の電源投入時においてそのチ１ ャタリングが発生しなかった場合、換言すれば動作用コ
イル５ｂに流れる電流が第２図に示すようにその各サイ
クルにおいて正側と負側とで路間−振幅の振動波形を有
したものであった場合には、加算器２２の加算結果とし
て得られる電流波形は、第７図に示すように略零となり
、従って比較器２３から警報信号Ｓａが出力されること
はない。

［発明の効果］ 本発明によれば以上の説明によって明らかなように、電
磁接触器で発生するチャタリング現象を、その電磁接触
器の動作用コイルに流れる電流波形を処理することによ
って精度良く検出できると共に、その検出結果に基づい
て警報信号を発生できるという優れた効果を奏するもの
である。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第７図は本発明の一実施例を示すもので、第
１図は概略的な電気回路構成図、第２図乃至第７図は作
用説明のために示した電流波形図である。また、第８図
は従来例を示す第１図相当図である。 　２ 図中、１は電源母線（交流電路）、２は電動機、３は主
回路、４は配線用遮断器、５は電磁接触器、５ａは補助
接点、５ｂは動作用コイル、６は電流変換器、７は零相
変流器、１０は制御回路、１１は論理演算回路、１７は
記憶回路、１８は設定部、１９は検出回路（波形検出手
段）、２０は波形分割回路（波形処理手段）、２１は遅
延回路（遅延手段）、２２は加算器（加算手段）、２３
は比較器（比較手段）を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、交流電路に介在される電磁接触器の動作用コイルに
   流れる電流波形を検出する波形検出手段と、その検出電
   流波形を正負に分割する波形処理手段と、分割された各
   電流波形のうち進み位相側にあるものを半サイクル遅延
   させる遅延手段と、この遅延電流波形と前記分割された
   各電流波形のうち遅れ位相側にあるものとを加算する加
   算手段と、その加算された電流波形により示される電流
   値が設定基準レベル以上あるときに警報信号を出力する
   比較手段とを備えたことを特徴とする電磁接触器の動作
   状態監視装置。