JPH0729703Y2

JPH0729703Y2 - 誘導機の停止制御装置

Info

Publication number: JPH0729703Y2
Application number: JP1987006873U
Authority: JP
Inventors: 保広永田; 和弘畷谷; 隆桑原; 陽介田中
Original assignee: Daikin Industries Ltd
Current assignee: Daikin Industries Ltd
Priority date: 1987-01-19
Filing date: 1987-01-19
Publication date: 1995-07-05
Anticipated expiration: 2002-01-19
Also published as: JPS63117236U

Description

【考案の詳細な説明】（産業上の利用分野）本考案は、誘導機の停止制御装置に関するものである。

（従来の技術）例えば三相誘導電動機のような誘導機では、電源電圧が
降下したり、定格負荷以上の大きな負荷が荷されたりす
ると、実質的に回転停止に到る。そして、このような場
合には負荷電流が急激に増大して最終的には定格値（全
負荷定格）の５倍から７倍にも達する（これは、すべり
Ｓ＝１の状態を意味する）。

従って、このような状態が所定時間以上継続されると、
ステータ巻線の焼損を招来することになる。

そこで、従来より例えば過電流継電器や過熱継電器（サ
ーマルトリップ）等を設けて、上記負荷電流の増大によ
る電動機巻線の発熱等を検出し、これらをパラメータと
して電源を遮断することによって上記電動機巻線の焼損
を防止するようにした誘導機の停止制御装置が存在す
る。

（考案が解決しようとする問題点）ところが、上記過熱継電器によるものの場合には、実際
に一定値以上の過電流が流れ、電動機巻線の温度が所定
値以上に上昇した後に初めて作動するものであるから、
極めて応答性が悪く、絶縁機能の劣化、巻線の耐久性や
寿命を短縮することにもなり、保護装置としては余り好
ましいものではない。

また、その作動値は、各機種の定格値に対応して設定す
る必要がある。また、その感温部は、通常ステータ側ス
ロット内に埋設する構造が採用されており、誘導機組立
時に同時に組込まなければならない不便がある。

さらに、過電流継電器によるものの場合には、上記過熱
継電器による場合よりは相当に応答性を高くすることが
できるが、やはり各機種ごとの定格値に応じて設定値を
可変設定しなければならない問題がある。

（問題点を解決するための手段）本考案は、上記の問題を解決することを目的としてなさ
れたもので、例えば第１図に示すように、運転中の誘導
機１が電源遮断以外の理由により停止した場合に当該誘
導機１の電源を遮断するようにしてなる誘導機の停止制
御装置において、上記誘導機１の漏れ磁束を検出する漏
れ磁束検出手段３と、この漏れ磁束検出手段３によって
検出される漏れ磁束が所定値以上に増大した時に上記誘
導機１の電源を遮断する電源遮断制御手段と、上記誘導
機１の運転開始後所定時間内は上記電源遮断制御手段を
OFFにする第１のリセット手段20,21と、上記漏れ磁束検
出手段３からの漏れ磁束検出信号の有無を検知し、漏れ
磁束検出信号がない時には上記電源遮断制御手段をOFF
にする第２のリセット手段24とを設けてなるものであ
る。

（作用）本考案の問題解決手段によると、定格値の相違や電源電
圧の平衡、不平衡によっては、影響を受けない誘導機の
ロータロック時の電流増加に起因する漏れ磁束の変化を
基準として実質的に過電流の発生を検出し、その発生時
点で直に応答性良く電源を遮断するように作用する。

したがって、過負荷時はもちろん、電源電圧低下時のロ
ータロックに対する誘導機の保護が可能となる。

また、運転開始時から所定時間内の定常的かつ一時的な
始動電流の増加や、装置が運転中であっても誘導機自体
が電源OFFにより停止されている時には、それぞれ電源
遮断制御手段自体がOFF状態にリセットされるようにな
るので、無駄なトリップおよび監視動作が生じない。

（実施例）第１図〜第３図は、本考案の実施例に係る誘導機の停止
制御装置を示している。

先ず第１図および第２図において、符号１は、誘導機の
一例としての例えば空気調和機の圧縮機駆動用のかご形
三相誘導電動機であり、例えばスターデルタ結線された
ステータ10側一次巻線11を電磁開閉器２を介して三相交
流電源（AC）に接続して構成されている。

また、ロータ12側回転軸30は図示しない圧縮機の駆動軸
に対して連結されている。そして、上記ステータ10によ
って形成される回転磁界（第２図参照）によって上記ロ
ータ12が回転され、圧縮機が駆動されるようになってい
る。なお、符号16はステータ側スロット、17はロータ側
導体棒である。

上記誘導電動機１のステータ10の外部には例えばホール
素子よりなる漏れ磁束検出手段３が設けられている。該
漏れ磁束検出手段３の出力は増幅回路４を通して増幅し
た後に整流回路５で整流し、さらに平滑回路６、微分回
路７、波形整形回路（方形波変換回路）８を介してデジ
タル信号に変換した上でＤ型フリップフロップ回路（ラ
ッチ回路）に供給する。

上記誘導電動機１では、一般に負荷が増加すると、それ
に対応した駆動トルクを得るために先ず、すべりＳが大
きくなって二次側ロータ12部の電流が増加して二次側起
電力を増大せしめる。その結果、一次側負荷電流も上記
二次電流の増大に対応して増大する。この時、一次側ス
テータ巻線11に流れる一次電流値は、回転磁界形成のた
めの本来の励磁電流値と上記負荷電流値との和になり、
負荷が増大してすべりＳが大になるに連れてその値は大
きくなる。特に上記ロータ12が過負荷により停止（運転
中のロック）すると、すべりＳはＳ＝１（100％）とな
るので上記一次電流は全負荷電流の５倍から７倍にも達
することになり、上記ステータ巻線11の焼損を招来す
る。

一方、第３図に示すように上記ステータ10部分には、そ
の巻線11,11によって形成される磁束Φの内、上記ロー
タ12側の導体棒17とは全く鎖交せず外部に漏れる漏れ磁
束Φ_Lが存在する。この漏れ磁束Φ_Lもまた上記一次電流
の増加に応じて増加する（第４図参照）。従って、上記
漏れ磁束検出手段３の出力は、結局負荷増大に対応した
過電流の検出値と等価なものとなり、ロータ12の停止状
態検出パラメータ信号として機能することになる。そし
て、これが上述のように平滑、微分、波形整形された後
に上記漏れ磁束量の急激な増大、すなわち過負荷による
ロータ12の停止検出信号として作用することになる。こ
の場合、微分波形を取り、その立上りエッジをトリップ
トリガーとして使用しているのでその応答性はより高く
なる。

Ｄ型フリップフロップ回路９は、上記微分波を波形整形
した波形整形回路８の方形波出力をクロック入力として
Ｈデータ入力Ｄを取り込み、そのＱ出力によって先ずト
ランジスタTrをONにし、第１リレーR₁を励磁してその接
点Ｓをメークし、これにより第２リレーR₂を作動させて
上記電磁開閉器２をトリップ（遮断）する。これによ
り、圧縮機も停止され上記誘導電動機１に過電流が流れ
ることが防止され、ステータ巻線11の焼損が未然に阻止
される。

一方、上記過負荷時と同様な状況は、始動時初期にも一
定時間生じる。

すなわち、三相誘導電動機の始動時には、ロータ12が停
止しており、しかも該ロータ12に圧縮機駆動抵抗が負荷
された状態で一次側ステータ巻線11に電源電圧が印加さ
れる。従って、該状態ではすべりＳはＳ＝１であり、上
述した過電流に等しい大きな一次電流（始動電流）が流
れる。

しかし、該電流は一時的なものであり、ロータ12の回転
の上昇により速やかにすべり値は減少し定格値に近づ
く。従って、該場合には、上記トリップ装置の作動をOF
Fにするように、運転開始検出手段20を設けるとともに
タイマー手段21を設け、運転開始後一定時間は上記Ｄ型
フリップフロップ回路９をリセットするように構成して
いる。

また、圧縮機駆動用誘導電動機の場合には、負荷変動や
電圧変動に基く停止制御の他にサーモコントロールによ
るON・OFF制御が組合わされることが多い。従って、本
実施例では、漏れ磁束の有無を検知する検知手段24を設
け、圧縮機停止中、すなわち誘導電動機１が運転中でな
い時（漏れ磁束が発生していない時）には、上記始動時
と同様に上記Ｄ型フリップフロップ回路９をリセットす
るようにしてある。従って、不必要なセンス動作、停止
制御監視動作がなくなり、消費電力の節約にもなる。

ところで、上記の説明では、過負荷によりロータ12の回
転が停止に到る場合を例にしたが、該ロータ12の停止
は、また電源電圧の低下によっても生じる。すなわち、
電源電圧が低下すると、ステータ巻線11に流れる一次電
流も減少し、回転磁界による磁束数Φも減少する。従っ
て、二次側ロータ12との間に生じる起磁力も低下し、上
記電圧が所定値（例えば定格値の90〜80％程度）以下に
なると、上記圧縮機を駆動するために必要な駆動トルク
を得ることができずロータ12の回転が停止する。この場
合にも対負荷量との関係で見れば、相対的に過負荷にな
った場合と略同様であり、第５図に示すようにすべりＳ
が増大して負荷電流が増大する。従って、一次電流が増
大し、それによって漏れ磁束Φ_Lも増大するので、この
場合にも上記過負荷の場合と同様にトリップ作用を果さ
せることができる。なお、第５図中において、ロータ停
止前の状態ではステータ巻線によって形成される磁束量
の電圧依存性の方が高いので（すべりは慣性要素が入
る）ある程度漏れ磁束は減少している。しかし、これも
一時的で直ぐに一次電流に対応して増加する。

（考案の効果）本考案は、以上に説明したように、運転中の誘導機１が
電源遮断以外の理由により停止した場合に当該誘導機１
の電源を遮断するようにしてなる誘導機の停止制御装置
において、上記誘導機１の漏れ磁束を検出する漏れ磁束
検出手段３と、この漏れ磁束検出手段３によって検出さ
れる漏れ磁束が所定値以上に増大した時に上記誘導機１
の電源を遮断する電源遮断制御手段と、上記誘導機１の
運転開始後所定時間内は上記電源遮断制御手段をOFFに
する第１のリセット手段20,21と、上記漏れ磁束検出手
段３からの漏れ磁束検出信号の有無を検知し、漏れ磁束
検出信号がない時には上記電源遮断制御手段をOFFにす
る第２のリセット手段24とを設けたことを特徴とするも
のである。

従って、本考案によると、定格値の相違や電源電圧の平
衡、不平衡によっては、影響を受けない誘導機のロータ
ロック時の電流増加に起因する漏れ磁束の変化を基準と
して実質的に過電流の発生を検出し、その発生時点で直
に応答性良く電源を遮断するようにすることができる。

したがって、過負荷時はもちろん、電源電圧低下時のロ
ータロックに対する誘導機の確実な保護が可能となる。

また、運転開始時から所定時間内の定常的かつ一時的な
始動電流の増加や、装置が運転中であっても誘導機自体
が電源OFFにより停止されているような時には電源遮断
制御手段自体がOFF状態にリセットされるようになるの
で、無駄なトリップおよび監視動作が生じない。

しかも、上記漏れ磁束の検出手段は、ステータ外部に付
加的に設置すれば足りるから、誘導誘導機自体の組立に
何等の支障を伴わず、主回路とも何等電気的な接続を要
しない。従って、設置、配線共に容易になる。また、微
小信号を扱えば足りるから、電気部品各素子の容量も小
さなもので間に合うことになり、低コストに構成するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本考案の実施例に係る誘導機の停止制御装置
のブロック図、第２図は、同装置における誘導機部の概
略断面図、第３図は、同装置における誘導機ステータ部
の要部拡大断面図、第４図は同装置における過負荷時の
一次電流と漏れ磁束の変化特性図、第５図は、電源電圧
降下時の同特性図である。１……三相誘導電動機２……開閉器３……漏れ磁束検出手段４……増幅回路７……微分回路９……Ｄ型フリップフロップ回路 R₁……第１リレー R₂……第２リレー

フロントページの続き (72)考案者田中陽介大阪府堺市築港新町３丁12番地ダイキン工業株式会社堺製作所臨海工場内 (56)参考文献特開昭50−124140（ＪＰ，Ａ) 実開昭61−41329（ＪＰ，Ｕ)

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】運転中の誘導機（１）が電源遮断以外の理
由により停止した場合に当該誘導機（１）の電源を遮断
するようにしてなる誘導機の停止制御装置において、上
記誘導機（１）の漏れ磁束を検出する漏れ磁束検出手段
（３）と、この漏れ磁束検出手段（３）によって検出さ
れる漏れ磁束が所定値以上に増大した時に上記誘導機
（１）の電源を遮断する電源遮断制御手段と、上記誘導
機（１）の運転開始後所定時間内は上記電源遮断制御手
段をOFFにする第１のリセット手段（20,21）と、上記漏
れ磁束検出手段（３）からの漏れ磁束検出信号の有無を
検知し、漏れ磁束検出信号がない時には上記電源遮断制
御手段をOFFにする第２のリセット手段（24）とを設け
たことを特徴とする誘導機の停止制御装置。