JPH049011B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、モータなどの負荷に流れる電流を検
出し該負荷の焼損保護を行うマイクロコンピユー
タ応用の過電流継電器、特に反限時特性にかかわ
る記憶容量を少なくすることができる構成に関す
る。

〔従来の技術〕

この種の過電流継電器には通常第３図に示した
ような反限時特性が要求される。すなわち、第３
図において、横軸は負荷に流れる負荷電流Ｉを示
しており、縦軸は、時刻ｔにおいて前記負荷電流
が継電器が動作しうる最小動作電流I_b以下の大き
さから階段状にＩになつた場合に、該継電器が過
電流信号の出力動作を行うに至る時刻ｔからの経
過時間Ｔを示している。第３図においてＱ，S₁，
S₂，L₁，L₂はそれぞれ異なる反限時特性線を示
すもので、本図から明らかなようにこのような特
性を有する過電流継電器は負荷電流が大きくなる
と動作時間が短くなる。T_q，T_S1，T_S2，W_L1，
T_L2はそれぞれ負荷電流Ｉに対応する特性線Ｑ，
S₁，S₂，L₁，L₂上の点で、この場合たとえば(1)
式の関係があるように設定されている。すなわち
継電器は同じ大きさの負荷電流に対して特性線
Ｑ，S₁，S₂，L₁，L₂の順に次第に遅く動作する
ことになる。

T_S1＝２・T_q，T_S2＝４・T_q T_L1＝８・T_q，T_L2＝16・T_q ……(1) 第４図はマイクロコンピユータを利用し第３図
に示した反限時特性で動作させるようにした従来
の過電流継電器の構成図で、図の継電器では、マ
イクロコンピユータ１内のROMのような記憶空
間に、第３図の特性線Ｑ，S₁，S₂，L₁，L₂の
各々ごとに組をなす多数のデータが記憶させられ
ている。２はマイクロコンピユータ１を第３図に
おけるいずれの特性線に従つて動作させるように
するかを選択する特性線選択用の設定回路であ
る。図においては変流器等の電流検出回路３でモ
ータ等に流れる負荷電流が検出され、電流検出回
路３から出力される、前記負荷電流に応じたアナ
ログ信号３_aが信号変換回路４でデイジタル信号
４_aに変換されてマイクロコンピユータ１に入力
され、マイクロコンピユータ１は信号４_aが入力
されると、設定回路２で設定された反限時特性に
従つて動作して出力信号１_aを出力回路５に出力
する。出力回路５は信号１_aが入力されると前記
負荷に対して過電流保護動作を行う、たとえば開
閉器である。

〔発明が解決しようとする課題〕

第４図の過電流継電器は、上述のようにして動
作するものであり、またコンピユータ１内には第
３図のすべての特性線にかかわる反限時特性デー
タが記憶されているので、設定回路２によつて反
限時特性線を適宜選択することにより、一台の継
電器で短時限から長時限にわたつて多様な限時特
性を要求する多種類の負荷の過電流保護に対応す
ることができるが、このような継電器では第３図
の特性線ごとに多数の反限時特性線データをマイ
クロコンピユータ１内の記憶空間に記憶させてお
かなばならないので、反限時特性線の数を増やそ
うとすると膨大な記憶空間を必要とし記憶容量が
限られたマイクロコンピユータでは容易に対応で
きないという欠点を有している。

そこで、本発明の目的は上述したような従来の
過電流継電器における欠点を除去し、少ない記憶
容量でも多くの反限時特性動作を行わせることの
できるマイクロコンピユータ応用の過電流継電器
を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は上述した目的を達成するため、負荷に
流れる電流を検出する電流検出回路と、第３信号
またはプリセツト信号が入力されると前記電流検
出回路の出力信号をデイジタル信号としての第１
信号に変換して出力すると共に信号変換終了を表
す第２信号をも出力する信号変換回路と、前記第
１信号をこの信号に応じた時間データ信号に変換
する電流・時間変換手段と、前記時間データ信号
が入力され、かつ前記第２信号の入力によつて計
時動作を開始し前記時間データ信号に応じた時間
経過後パルス状のタイムアツプ信号を出力する計
時手段と、可変の初期値信号を出力する初期値生
成手段と、手動操作または第４信号によつて駆動
され前記プリセツト信号を出力する初期値設定手
段と、前記プリセツト信号の入力によつて前記初
期値信号がプリセツトされかつ前記タイムアツプ
信号の入力によつて該信号の個数が計数される第
１カウント部を備え、前記第１カウント部の計数
内容が所定値に到達しない時は前記タイムアツプ
信号が入力されるごとに前記第３信号を出力し、
前記第１カウント部の計数内容が前記所定値に到
達するとパルス状の第１カウントアツプ信号を出
力し前記第１カウント部の計数内容をクリアする
第１計数手段と、前記第１カウントアツプ信号の
個数が計数される第２カウント部と設定値を記憶
した設定値記憶手段とを備え、前記第１カウント
アツプ信号が入力されるごとに前記第４信号を出
力し、かつ前記第２カウント部の計数内容が前記
設定値記憶手段の記憶内容に到達すると第２カウ
ントアツプ信号を出力する第２計数手段と、前記
第２カウントアツプ信号が入力されると前記負荷
に対して過電流保護動作を行う出力回路とからな
ることを特徴とする。

〔作 用〕

本発明における過電流継電器においては、初期
値生成手段から出力される初期値信号を適宜変更
することによつて、電流・時間変換手段における
記憶手段に記憶されている反限時特性線データが
一種類の特性線に対応するものであつても、多数
の反限時特性線を有する過電流継電器と同等の動
作をする過電流継電器を得ることができる。

〔実施例〕

第１図は本発明の一実施例を示す構成図であ
る。図において、６は第３信号９_bまたはプリセ
ツト信号１１_aが入力されると、電流検出回路の
出力信号３_aを負荷電流に比例したデイジタル信
号としての第１信号６_aに変換して出力すると共
に信号変換終了を表す第２信号６_bをも出力する
信号変換回路、７は第１信号６_aをこの信号に応
じた時間データ信号７_aに変換する電流・時間変
換手段で、この変換手段７には記憶手段７_bが設
けられ、この記憶手段７_bにはたとえば第３図の
反限時特性Ｑに応じた、負荷電流Ｉに対応した時
間（T_q／N_n）との組合せデータが記憶させられ
ていて、電流・時間変換手段７に信号６_aが入力
されると、この変換手段７からは、信号６_aの表
す負荷電流Ｉに応じた時間（T_q／N_n）を表す時
間データ信号７_aが出力される。ここにN_nは後述
の第２計数手段１２に設定される設定値を表す正
整数である。N_nは適宜設定される数である。８
は第２信号６_bと時間データ信号７_aとが入力さ
れ、第２信号６_bが入力されることによつて計時
動作を開始し、時間データ信号７_aに応じた時間
経過後パルス状のタイムアツプ信号８_aを第１計
数手段９に出力する計時手段、１０はたとえばコ
ードスイツチによつて16進数Ｅの４ビツト信号を
初期値信号１０_aとして出力する初期値生成手段
で、この生成手段１０は初期値信号１０_aを変更
しうるように構成されている。１１は手動操作に
よつてまた第４信号１２_bが入力されることによ
つて駆動されて前述したプリセツト信号１１_aを
第１計数手段９と信号変換回路６とに出力する初
期値設定手段で、第１計数手段９には、プリセツ
ト信号１１_aが入力されることによつて初期値信
号１０_aがプリセツトされかつタイムアツプ信号
８_aが入力されるごとにこの信号の個数がプリセ
ツト値に加算される第１カウント部９１が設けら
れ、さらに第１計数手段９は、第１カウント部９
１の加算内容がたとえば16進数のＦから０に到達
しない時はタイムアツプ信号８_aが入力されるご
とに第３信号９_bを出力し、第１カウント部９１
の加算内容が16進数のＦから０に到達するとパル
ス状の第１カウントアツプ信号９_aを第２計数手
段１２に出力すると同時に第１カウント部９１の
加算内容をクリアするように構成されている。第
２計数手段１２は、第１カウントアツプ信号９_a
が入力され該信号の個数が加算される第２カウン
ト部１２１と、スイツチのような設定機構１３に
よつて前述の設定値N_nが記憶させられた設定値
記憶手段１２２とを備え、第１カウントアツプ信
号９_aが入力されるごとに第４信号１２_bを初期値
設定手段１１に出力し、かつ第２カウント部１２
１の加算内容が設定値記憶手段１２２の記憶内容
に到達すると第２カウントアツプ信号１２_aを出
力回路５に出力するように構成されている。出力
回路５は信号１２_aが入力されると図示していな
い負荷に対して過電流保護動作をする。１４は上
述の電流・時間変換手段７、計時手段８、第１計
数手段９および第２計数手段１２の各機能をソフ
トウエアに設けたマイクロコンピユータで、１５
は電流検出回路３と出力回路５と信号変換回路６
と初期値生成手段１０と初期値設定手段１１と設
定機構１３とマイクロコンピユータ１４とからな
る過電流継電器である。

次に、過電流継電器１５の動作を第２図のフロ
ーチヤートをも併用して説明する。まず、第１カ
ウント部９１は４ビツト構成となつていて設定値
記憶手段１２２にはN_n＝256を後述の電源投入操
作後設定するものとする。SCT，ACTはそれぞ
れ第１計数手段９，第２計数手段１２を表す符号
である。継電器１５においては、電源が投入され
るとステツプ21において第２カウント部１２１の
加算内容が自動的にクリアされ、しかる後ステツ
プ22，23において初期値生成手段１０により設定
された16進数Ｅの４ビツト信号からなる初期値信
号１０_aが初期値設定手段１１からのプリセツト
信号１１_aにより読み込まれてステツプ24におい
て第１カウント部９１に16進数Ｅがプリセツトさ
れると同時にステツプ25で信号変換回路６で信号
３_aが信号６_aに変換されるＡ／Ｄ変換が行われ、
ステツプ26で電流・時間変換手段７により負荷電
流Ｉに応じた時間データ信号７_aが出力されると
共にステツプ27で計時手段８が計時動作を開始す
る。計時手段８からは（T_q／N_n）の時間経過後
タイムアツプ信号８_aが出力されるとステツプ28
において第１計数手段９に１が加算されこの時第
１カウント部９１の内容は16進数のＦとなるので
ステツプ29からステツプ25に戻つて信号変換回路
６では再び第３信号９_bが第１計数手段９から入
力されるためにＡ／Ｄ変換動作が行われて、さら
に時間（T_q／N_n）経過後第２のタイムアツプ信
号８_aが計時手段８から出力される。この場合、
Ａ／Ｄ変換に先立つて電流検出回路３で検出され
た負荷電流の値が先の場合と後の場合とで必ずし
も等しくなるとは限らないので先の場合の時間
T_qと後の場合の時間T_qとは異なることもあり、
この結果先の場合の時間（T_q／N_n）とは一致す
るとは限らない。第１カウント部９１に第２のタ
イムアツプ信号８_aが入力されると、カウント部
９１の内容は16進数Ｆから０に変化するので、第
１カウントアツプ信号９_aが第１計数手段９から
出力されると同時に第１カウント部９１の内容が
クリアされ、この結果ステツプ30で第２カウント
部１２１の内容が１だけ増加し、ステツプ31で第
２計数手段１２の計数値が設定値に達していない
と判断されるとステツプ24へ進んで初期値設定手
段１１からは第４信号１２_bが入力されるために
プリセツト信号１１_aが出力され、したがつて、
第１カウント部９１に再び16進数Ｅの初期値がプ
リセツトされる。ステツプ31で第２計数手段１２
の計数値が設定値に達したと判断されると第２カ
ウントアツプ信号１２_aが出力される。過電流継
電器１５においては各部が上述のように動作する
ので計時手段８からタイムアツプ信号８_aが２個
出力されるごとに第２カウント部１２１の内容が
１だけ増加し、この結果第２計数手段から出力さ
れる第２カウントアツプ信号１２_aは第３図の反
限時特性S₁に従つて出力されることになる。

以上の説明においては初期値生成手段１０から
16進数Ｅを初期値として出力させるようにした
が、この初期値を適宜変更すると第２カウントア
ツプ信号１２_aを第３図の特性Ｑ，S₂，L₁，L₂の
いずれに従つても出力させることができることは
明である。すなわち、過電流継電器１５において
は、電流・時間変換手段７における記憶手段７_b
に記憶させている反限時特性データが第３図にお
ける特性線Ｑだけの一種類の特性線に対応するも
のであつても、初期値信号１０_aを適宜変更する
ことによつて、多数の反限時特性線を有する過電
流継電器と同等の動作を行わせることができ、こ
の結果このような多数の反限時特性を有する過電
流継電器でも少ない記憶容量を有するマイクロコ
ンピユータを用いて製作するとことができること
になる。

上述の説明においては、第１および第２カウン
ト部９１，１２１においていずれも入力パルスが
加算されるものとしたが、両カウント部の双方ま
たは一方でパルスが入力されるごとに減算が行わ
れるようにこれらのカウント部が構成されて差し
支えないものであることは明らかである。また、
第２計数手段１２における第２カウント部１２１
と設定値記憶手段１２２とは、たとえばパルスが
入力されるごとに設定値から順次減算を行うよう
にした、カウント部１２１と記憶手段１２２との
両方の機能を有する一個の計数手段で置き換えて
もよいものである。

［発明の効果］ 以上に説明したように本発明は、負荷に流れる
電流を検出する電流検出回路と、第３信号または
プリセツト信号が入力されると前記電流検出回路
の出力信号をデイジタル信号としての第１信号に
変換して出力すると共に信号変換終了を表す第２
信号をも出力する信号変換回路と、前記第１信号
をこの信号に応じた時間データ信号に変換する電
流・時間変換手段と、前記時間データ信号が入力
され、かつ前記第２信号の入力によつて計時動作
を開始し前記時間データ信号に応じた時間経過後
パルス状のタイムアツプ信号を出力する計時手段
と、可変の初期値信号を出力する初期値生成手段
と、手動操作または第４信号によつて駆動され前
記プリセツト信号を出力する初期値設定手段と、
前記プリセツト信号の入力によつて前記初期値信
号がプリセツトされかつ前記タイムアツプ信号の
入力によつて該信号の個数が計数される第１カウ
ント部を備え、前記第１カウント部の計数内容が
所定値に到達しない時は前記タイムアツプ信号が
入力されるごとに前記第３信号を出力し、前記第
１カウント部の計数内容が前記所定値に到達する
とパルス状の第１カウントアツプ信号を出力し前
記第１カウント部の計数内容をクリアする第１計
数手段と、前記第１カウントアツプ信号の個数が
計数される第２カウント部と設定値を記憶した設
定値記憶手段とを備え、前記第１カウントアツプ
信号が入力されるごとに前記第４信号を出力し、
かつ前記第２カウント部の計数内容が前記設定値
記憶手段の記憶内容に到達すると第２カウントア
ツプ信号を出力する第２計数手段と、前記第２カ
ウントアツプ信号が入力されると前記負荷に対し
て過電流保護動作を行う出力回路とにより過電流
継電器を構成したことにより、初期値生成手段か
ら出力させる初期値信号を適宜変更することによ
つて、電流・時間変換手段における記憶手段に記
憶させている反限時特性データが一種類の特性線
に対応するものであつても、多数の反限時特性線
を有する過電流継電器と同等の動作をする継電器
が得られる結果、少ない記憶容量を有するマイク
ロコンピユータを用いても多数の反限時特性を有
する過電流継電器が得られる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本発明の一実施例の構成
図および動作を示すフローチヤート、第３図は過
電流継電器の反限時特性説明図、第４図は従来の
過電流継電器の構成図である。 ３……電流検出回路、５……出力回路、６……
信号変換回路、６_a……第１信号、６_b……第２信
号、７……電流・時間変換手段、７_a……時間デ
ータ信号、８……計時手段、８_a……タイムアツ
プ信号、９……第１計数手段、９_a……第１カウ
ントアツプ信号、９_b……第３信号、１０……初
期値生成手段、１０_a……初期値信号、１１……
初期値設定手段、１１_a……プリセツト信号、１
２……第２計数手段、１２_a……第２カウントア
ツプ信号、１２_b……第４信号、１５……過電流
継電器、９１……第１カウント部、１２１……第
２カウント部、１２２……設定値記憶手段。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 負荷に流れる電流を検出する電流検出回路
   と、第３信号またはプリセツト信号が入力される
   と前記電流検出回路の出力信号をデイジタル信号
   としての第１信号に変換して出力すると共に信号
   変換終了を表す第２信号をも出力する信号変換回
   路と、前記第１信号をこの信号に応じた時間デー
   タ信号に変換する電流・時間変換手段と、前記時
   間データ信号が入力され、かつ前記第２信号の入
   力によつて計時動作を開始し前記時間データ信号
   に応じた時間経過後パルス状のタイムアツプ信号
   を出力する計時手段と、可変の初期値信号を出力
   する初期値生成手段と、手動操作または第４信号
   によつて駆動され前記プリセツト信号を出力する
   初期値設定手段と、前記プリセツト信号の入力に
   よつて前記初期値信号がプリセツトされかつ前記
   タイムアツプ信号の入力によつて該信号の個数が
   計数される第１カウント部を備え、前記第１カウ
   ント部の計数内容が所定値に到達しない時は前記
   タイムアツプ信号が入力されるごとに前記第３信
   号を出力し、前記第１カウント部の計数内容が前
   記所定値に到達するとパルス状の第１カウントア
   ツプ信号を出力し前記第１カウント部の計数内容
   をクリアする第１計数手段と、前記第１カウント
   アツプ信号の個数が計数される第２カウント部と
   設定値を記憶した設定値記憶手段とを備え、前記
   第１カウントアツプ信号が入力されるごとに前記
   第４信号を出力し、かつ前記第２カウント部の計
   数内容が前記設定値記憶手段の記憶内容に到達す
   ると第２カウントアツプ信号を出力する第２計数
   手段と、前記第２カウントアツプ信号が入力され
   ると前記負荷に対して過電流保護動作を行う出力
   回路とからなることを特徴とする過電流継電器。