JPS631319A - Ａｃ機器動作検出回路 - 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、ＡＣ８！器が正常動作状態であるか否かを
検知できるＡＣｍ器動作検出回路に関するものである。

［従来の技術］ 一般に、ＡＣ機器例えばＡＣモータの動作電流は、正常
動作中であっても２〜３倍の変動を伴う、特に、−般動
力用やジャイロ装置のジャイロモータとして使用される
、慣性能率（立ち上がり時定数）の大きい誘導電動機等
において、その変動は閉著となる。又、ＡＣモータ又は
ＡＣモータを内蔵する機器システムにおいて、電流値が
正常動作の範囲内であるか否かを検知することは、３６
機器の動作状況を知る上で重要なことである。

従来のＡＣ機器動作検出装置は、ＡＣ機器保護用のヒユ
ーズやブレーカを挿入しており、電流値が所定以上にな
るとＡＣ１器への電流供給を遮断して、異常電流による
焼損などを防いでいる。

［発明が解決しようとする問題点］ 従来のＡＣ機器動作検出回路は以上のように、上限電流
のみを検知しているので、動作電流が正常動作範囲内に
あるか否かの検出はできないという問題点があった。

この発明は上記のような問題点を解決するためになされ
たもので、３６機器が正常動作状態にあるか否かを検出
できるＡＣ機器動作検出回路を得ることを目的とする。

［問題点を解決するための手段］ この発明に係るＡＣ機器動作検出回路は、ＡＣ機器の動
作電流に応じた電流値信号を出力する電流値出力手段と
、電流値信号が所定の範囲内にあるか否かを判定する上
下限判定手段とを備えたものである。

［作用］ この発明においては、３０機器に流れる動作電流が所定
の範囲内にあるか否かを判定して、ＡＣ機器が正常に動
作しているか否かを検出し、その結果を動作信号として
外部に出力する。

［実施例］ 以下、この発明の一実施例を図について説明する。第１
図はこの発明の実施例を示す回路図である０図において
、（１）は３６機器としてのＡＣモータ例えば三相誘導
電動機、（１ａ）〜（１ｃ）は三相誘導電動機（１）の
三相入力端子である。（２）は１つの入力端子（１ａ）
と三相誘導電動機（１）との間に挿入された抵抗器であ
り、三相誘導電動機（１）に流れる動作電流Ｉを電圧に
変換するようになっている。

（３）は−次巻線（３ａ）が抵抗器（２）の両端間に接
続されたトランスである。

（４）はトランス（３）の二次巻線（３ｂ）に接続され
た絶対値増幅回路であり、オペアンプ（４１）、　（４
２）、抵抗器（Ｒ１）〜（Ｒ６）、ダイオード（Ｄｌ）
、（Ｄｌ）及びコンデンサ（Ｃ１）から構成され、動作
電流■に相当する電流値信号（４ａ）　ｋ絶対値で出力
するようになっている。

絶対値増幅回路（４）の構成は以下の通りである。

即ち、抵抗器（Ｒ１）は二次巻線（３ｂ）の−端とオペ
アンプ（４１）の入力端子（−）との間に挿入され、又
、二次巻線（３ｂ）の他端は接地されている。ダイオー
ド（Ｄｌ）は、アノードがオペアンプ（４１）の入力端
子（−）に接続され、カソードがオペアンプ（４１）の
出力端子に接続されている。ダイオード（Ｄｌ）は、ア
ノードがオペアンプ（４１）の出力端子に接続され、カ
ソードがオペアンプ（４２）の入力端子（＋）に接続さ
れている。抵抗器（Ｒ２）は二次巻線（３ｂ）の−端と
オペアンプ（４２）の入力端子（＋）との間に挿入され
、抵抗器（Ｒ３）はオペアンプ（４１）の入力端子（−
）とオペアンプ（４２）の入力端子〈＋）との間の挿入
されている。又、抵抗器（＋＋４）はオペアンプ（４１
）の入力端子（＋〉と接地との間に挿入され、抵抗器（
Ｒ５）は入力端子（−）と接地との間に挿入されている
。更に、抵抗３（Ｒ６）及びコンデンサ（Ｃ１）はオペ
アンプクべ２）の入力端子（＋）と出力端子との間に並
列に挿入されている。

（５）は上限判定回路、（６）は下限判定回路であり、
それぞれ絶対値増幅回路（４）からの電流値信号（４ａ
）が入力され、判定信号（５ａ）、（６ａ）を出力する
ようになっている。

（５１）は比較入力端子（＋）に電流値信号（４ａ）が
印加されるコンパレータ、（Ｒ７）はコンパレータ（５
１）の比較入力端子（＋）と絶対値増幅回路（４）の出
力端子との間に挿入された抵抗器、（Ｒ８）はコンパレ
ータ（５１）の比較入力端子（＋）と出力端子との間に
挿入された抵抗器である。　（５２）及び（５３）は直
列接続された分圧抵抗器であり、各分圧抵抗器（５Ｚ）
、（５３）の接続点はコンパレータ（５１）の基準入力
端子（−）に接続され、分圧抵抗器（５３）の−端は電
源に接続され、分圧抵抗器（５２）の−端は接地されて
おり、これら分圧抵抗器（５２）及び（５３）は、コン
パレータ（５１）、抵抗器（Ｒ７）及び（Ｒ８）と共に
上限判定回路（５）を構成している。

（６１）は比較入力端子（−）に電流値信号（４ａ）が
印加されるコンパレータ、（Ｒ９）はコンパレータ（６
１）の基準入力端子（＋）と出力端子との間に挿入され
た抵抗器である。（６２）及び（６３）は直列接続され
た分圧抵抗器であり、各分圧抵抗器（６２）、（６３）
の接続点はコンパレータ（６１）の基準入力端子（＋）
に接続され、分圧抵抗器（６３）の−端は電源に接続さ
れ、分圧抵抗器（６２）の−端は接地されており、これ
ら分圧抵抗器（６２）及び（６３）は、コンパレータ（
６１）及び抵抗器（Ｒ９）と共に下限判定回路（６）を
構成している。

（７）は各判定信号（５ａ）及び（６ａ）と電源との間
に挿入された抵抗器である。（８）は各判定信号（５ａ
）及び（６ａ）がベースに印加されるエミッタ接地のト
ランジスタであり、判定信号（５ａ）及び（６ａ）が共
にｒＨ，のとき、動作信号Ｓを出力するようになってい
る。

次に、動作電流■及び動作信号Ｓの特性を示した第２図
及び第３図を参照しながら、第１図に示したこの発明の
一実施例の動作について説明する。

ＡＣ機器即ち三相誘導電動機（１）が駆動を開始すると
、動作電流■は三相誘導電動機（１）の回転数に応じて
減少するため、動作電流Ｉの特性は第２図のように初期
値から次第に減少する曲線となる。

いま、動作電流Ｉが■、≧■≧Ｉ２の範囲内にあるとき
、三相誘導電動機（１）が正常に動作するものとする。

まず、上限判定回路（５）内のコンパレータ（５１）の
基準電圧が上限電流１．に対応するように、各分圧抵抗
器（５２）、（５３）の抵抗値を設定し、又、下限判定
回路（６）内のコンパレータ（６１）の基準電圧が下限
電流Ｉ、に対応するように、各分圧抵抗器（６２）、（
６３〉の抵抗値を設定する。

動作電流■が流れると、三相誘導電動機（１）に接続さ
れた抵抗器（２）の両端間に動作電流■に応じた電位差
即ち電圧が生じる。この電圧はトランス（３）により変
圧され、更に絶対値崩、幅回路（４）を介して電流値信
号（４ａ）となる。

次に、電流値信号（４ａ）は各判定回路（５）、（６）
に入力され、上限判定回路（５）内のコンパレータ（５
１）の比較入力端子り＋）と、下限判定回路（６）内の
コンパレータ（６１）の比較入力端子（−〉とに印加さ
れる。

三相誘導電動機（１）の起動開始時即ち時刻ｔｉｔ。

の間は動作電流Ｉが上限電流■、より大きいため、電流
値信号（４ａ）は、分圧抵抗器（５２）、り５３）で設
定されたコンパレータ（５１）の基準電圧より大きく、
判定信号（５ａ）は出力されない、従って、ベース電圧
が「Ｌ」であり、トランジスタ（８）はオフとなって動
作信号Ｓを出力しない。

三相誘導電動機（１）の回転数が次第に高くなり、時刻
ｔ＝　Ｌ、で動作電流■が上限電流１１以下になると、
上限判定回路（５）内のコンパレータ（５１）は判定信
号（５ａ）を出力する。このとき、下限判定回路（６）
内のコンパレータ（６１）は、電流値信号（４ａ）がコ
ンパレータ（６１）の基準電圧より大きいため、判定信
号（６ａ）を出力している。従って、ベース電圧がｒＨ
，となってトランジスタ（８）がオンとなり、第３図に
斜線で示すようにコレクターエミッタ間に動作信号Ｓが
出力される。

以下、時刻（≧１．において動作電流■は更に減少する
が、下限電流１２以上であれば、コンパレーク（５１）
及び（６１）の判定信号（５ａ）、（６ａ）が出力され
ているため、トランジスタ（８）は動作信号Ｓを出力し
続ける。

もし三相誘導電動機（１）内で断線又は接触不良等が発
生すると、動作電流工は微少電流となって下限電流■、
以下となる。同時に、電流信号（４ａ）が分圧抵抗器＜
６２）、（６３）で設定されたコンパレータ（６１）の
基準電圧より小さくなり、判定信号（６ａ）は出力され
なくなる。従って、ベース電圧が「Ｌ」となってトラン
ジスタ（８）がオフとなり、動作信号Ｓは出力されなく
なる。

このように、動作信号Ｓの有無により、動作電流■が所
定の範囲内にあるか否か即ち三相誘導電動機（１）の動
作状態が正常か否かを判定することができる。このとき
の判定基準となる上限及び下限の各基準電圧は、各判定
回路（５）、（６）内の分圧抵抗器（５２）、（５３）
、（６２）及び（６３）の各抵抗値を変えることにより
、三相誘導電動機（１）などのＡＣモータ類の種類及び
設計仕様に応じて適宜設定すればよい０分圧抵抗器（５
２）、（５３）、（６２）及び（６３）は、外付けの固
定抵抗器、又は可変抵抗器であってもよい。

又、三相誘導電動機（１）の場合は動作電流■と回転数
特性と間に相関性があるので、電流値信号（４ａ）は回
転数に相当しており、基準電圧の設定値を適当にとれば
、三相誘導電動１１’ｌ（１’）が期待する適性回転数
で動作しているか否かを検知することもできる。

尚、上記実施例では３０機器としてＡＣモータ即ち三相
誘導電動ｆｉ（１）を対象とした場合について説明・し
たが、ＡＣモータ類を使用した機器システムを対象とし
てもよい、この場合、シミュレーション信号を用いたＢ
ＩＴ（Ｂｕｉｌｄ　ｉｎ　ｔｅｓｔ）ｆｉ能によるシス
テム点検を、動作信号Ｓにより容易に行うことができる
。又、ＡＣＩＪＩ器のオーバホールの時期を予測するこ
ともできる。

［発明の効果］ 以上のようにこの発明によれば、ＡＣ機器の動作電流に
応じた電流値信号を出力する電流値出力手段と、電流値
信号が所定の範囲内にあるが否かと判定する上下限判定
手段とを備え、３０機器に流れる動作電流が所定の範囲
内にあるか否かを判定して、３０機器が正常に動作して
いるが否がを検出し、その結果を動作信号として外部に
出力するようにしなので、３０機器が正常動作状層にあ
るか否かを検出できるＡＣ機器動作検出回路が得られる
効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す回路図、第２図は第
１図内の３０機器の動作電流を示す特性図、第３図は第
１図のＡＣ機器動作検出回路の動作信号を示す特性図で
ある。 （１）・・・三相誘導電動機（ＡＣＢ％器）（２）・・
・動作電流検出用の抵抗器 （３）・・・トランス　　　　（４）・・・絶対値増幅
回路（４ａ）・・・電流値信号　　　（ら）・・・上限
判定回路（５ａ）、（６ａ）・・・判定信号　（６）・
・・下限判定回路（８）・・・トランジスタ （５１）、（６１）・・・コンパレータ（５２）、（５
３Ｌ（６２）、（６３）・・・分圧抵抗器■・・・動作
電流　　　　　Ｓ・・・動作信号向、図中、同一符号は
同−又は相当部分を示す。

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. （１）ＡＣ機器の動作電流に応じた電流値信号を出力す
   る電流値出力手段と、前記電流値信号が所定の範囲内に
   あるか否かを判定する上下限判定手段とを備え、前記Ａ
   Ｃ機器が正常に動作しているか否かを検出することを特
   徴とするＡＣ機器動作検出回路。
2. （２）電流値出力手段は、ＡＣ機器の動作電流を電圧に
   変換する電圧変換手段と、前記電圧を増幅して前記ＡＣ
   機器の電流値信号として出力する絶対値増幅回路とから
   なることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のＡＣ
   機器動作検出回路。
3. （３）電圧変換手段は、ＡＣ機器に接続された抵抗器と
   、この抵抗器の両端間に接続されたトランスとからなる
   ことを特徴とする特許請求の範囲第２項記載のＡＣ機器
   動作検出回路。
4. （４）上下限判定手段は、上限以下のときに判定信号を
   出力する上限判定回路と、下限以上のときに判定信号を
   出力する下限判定回路と、前記各判定信号により駆動さ
   れるスイッチ手段とからなることを特徴とする特許請求
   の範囲第１項乃至第３項のいずれかに記載のＡＣ機器動
   作検出回路。
5. （５）上限判定回路及び下限判定回路はそれぞれコンパ
   レータを含み、前記各コンパレータの各基準入力端子の
   基準電圧は、それぞれ一対の分圧抵抗器により設定可能
   であることを特徴とする特許請求の範囲第４項記載のＡ
   Ｃ機器動作検出回路。
6. （６）スイッチ手段は、各判定信号がベースに印加され
   たエミッタ接地のトランジスタであることを特徴とする
   特許請求の範囲第４項又は第５項記載のＡＣ機器動作検
   出回路。
7. （７）スイッチ手段は、各判定信号により駆動されるリ
   レーであることを特徴とする特許請求の範囲第４項又は
   第５項記載のＡＣ機器動作検出回路。
8. （８）ＡＣ機器は、三相誘導電動機などのＡＣモータで
   あることを特徴とする特許請求の範囲第１項乃至第７項
   のいずれかに記載のＡＣ機器動作検出回路。
9. （９）ＡＣ機器は、ＡＣモータを使用した機器システム
   であることを特徴とする特許請求の範囲第１項乃至第７
   項のいずれかに記載のＡＣ機器動作検出回路。