JPS6323737B2 - - Google Patents

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Publication number
JPS6323737B2
JPS6323737B2 JP55061712A JP6171280A JPS6323737B2 JP S6323737 B2 JPS6323737 B2 JP S6323737B2 JP 55061712 A JP55061712 A JP 55061712A JP 6171280 A JP6171280 A JP 6171280A JP S6323737 B2 JPS6323737 B2 JP S6323737B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
motor
voltage
circuit
temperature
transistor
Prior art date
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Expired
Application number
JP55061712A
Other languages
English (en)
Other versions
JPS56159987A (en
Inventor
Michio Hisatake
Kazuji Yamamoto
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Janome Corp
Original Assignee
Janome Sewing Machine Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Janome Sewing Machine Co Ltd filed Critical Janome Sewing Machine Co Ltd
Priority to JP6171280A priority Critical patent/JPS56159987A/ja
Publication of JPS56159987A publication Critical patent/JPS56159987A/ja
Publication of JPS6323737B2 publication Critical patent/JPS6323737B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H7/00—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions
    • H02H7/08—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for dynamo-electric motors
    • H02H7/085—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for dynamo-electric motors against excessive load
    • H02H7/0852—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for dynamo-electric motors against excessive load directly responsive to abnormal temperature by using a temperature sensor

Landscapes

  • Protection Of Generators And Motors (AREA)
  • Control Of Electric Motors In General (AREA)
  • Control Of Ac Motors In General (AREA)
  • Control Of Direct Current Motors (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 (技術分野) 本発明はモータの過熱保護装置に関するもので
ある。
(目的) 本発明の目的とするところは、交流電源もしく
は直流電源により位相制御もしくはパルス巾制御
されるモータに適用でき、温度ヒユーズやサーモ
スタツトなど感熱部を設けることなしに、モータ
コイルの温度上昇がもたらすコイル抵抗の変化を
モータ運転中に検出して過熱保護回路を作動させ
ることにより、検出感度が良好であり、且つ検出
遅れが生ずることもなく電源変動等による検出誤
差もない動作が確実な過熱保護装置を提供するこ
とにある。
(従来技術) モータがその過負荷や異常使用などで過熱して
寿命の低下を招いたり、焼損などに至らないよう
にするための保護装置としては温度ヒユーズやサ
ーモスタツトなどを用いてモータ電源を遮断し、
必要に応じてブザーなどでこれらの動作を警報す
るものであるが、温度ヒユーズやサーモスタツト
などは熱源であるコイルの近くに設置しても熱伝
導による動作の遅れを生じたり、コイルの温度を
忠実に検出しないなどの問題がある。また特に小
型のモータにおいては、これら温度ヒユーズやサ
ーモスタツトなどをコイルに接近して取付けるこ
とはそのスペースや絶縁の問題などがある。
(解決手段) 本発明は、交流電源電圧を位相制御するなどし
てモータへの供給電圧波形が休止区間即ちモータ
に供給電圧が印加されない区間を有して、その休
止区間の長短等によりモータの速度制御をする駆
動回路との組合わせにおいて、モータコイルの温
度上昇を検出するための付加した感熱部を設ける
ことなしに、モータコイルの温度上昇がもたらす
コイル抵抗の変化を、モータ加熱検出回路が前記
休止区間において検出して、所定の温度上昇を超
過した場合において、ブザーやランプ表示した
り、必要に応じて供給回路を遮断するなどの過熱
保護回路を作動させようとするものである。
(実施例) 第1図は、本発明の実施例を示す制御回路図で
あり、Vは交流商用電源、SW1は電源スイツチ、
Mは整流子モータで、Aはその電機子、STは界
磁コイルである。SCRは逆阻止サイリスタで、
モータMの供給電圧を半波位相制御して、その速
度制御を行う。R1はサイリスタSCRのゲート回
路電流制限抵抗、R2,R2,R4は速度設定用抵抗、
C1は位相制御範囲を拡大するための移相用コン
デンサ、SW2,SW3,SW4,SW5はそれぞれモー
タM運転における高速、中速、低速、停止用の各
スイツチで、そのいずれか1つのスイツチを押す
と閉路し、その押し状態がロツクされ、他のスイ
ツチのロツクを解放するようになしたロツクレリ
ーズ型プツシユスイツチである。D1は整流用ダ
イオード、D2はサイリスタ保護用のダイオード、
R5とC2はそれぞれサイリスタ誤点弧防止用の抵
抗とコンデンサである。Tは制御電源トランス
で、その1次側には交流電源Vを受け、2次側に
は全波整流スタツクRCが接続されている。ZD1
は制御電源としてこれを定電圧にするためのツエ
ナーダイオード、R6は該ツエナーダイオードの
電流制限抵抗、C3は平滑用コンデンサ、R7は電
源オフ時におけるコンデンサC3及び後記するコ
ンデンサC4の放電用抵抗である。FFはフリツプ
フロツプ回路で、セツト用端子には制御電源で
あるところのツエナーダイオードZD1のプラス側
を抵抗R8を介して受けて充電されるコンデンサ
C4の充電電圧を受けている。これは電源スイツ
チSW1を投入した直後においてセツト用端子を
一時的に低レベルにして該フリツプフロツプ回路
を初期セツトし、その否定側出力を以後低レベ
ルにしようとするものである。D3はスイツチ
SW1のオフ時におけるコンデンサC4の放電用ダ
イオードである。トランジスタTr1,Tr2はモー
タ過熱検出回路の主たる要素で、トランジスタ
Tr2のベースにはトランジスタTr1のコレクタが
接続され、トランジスタTr1のエミツタは半固定
抵抗VRとモータMの界磁コイルSTの抵抗分と
でツエナーダイオードZD1の分圧された電位を受
けて界磁コイルSTが設定温度以下であることに
よつてその抵抗値が比較的低い間はそのエミツタ
電流が流れてトランジスタTr2に対してベース電
流を供給することはないが、界磁コイルSTの温
度が上昇して、その抵抗値の上昇により前記分電
圧が上昇し、前記設定温度を越えるとエミツタ電
流が阻止されてトランジスタTr2に対してベース
電流が供給されて該トランジスタは作動するよう
になつている。尚、交流商用電源Vに変動があつ
ても、制御電源はツエナーダイオードZD1により
安定化されているためコイル温度の検出誤差を生
じる虞れはない。半固定抵抗VRはその作動する
温度を設定するためのものである。R9はトラン
ジスタTr1のベース抵抗、ダイオードD4,D5はモ
ータMの動作時における電圧からトランジスタ
Tr1,Tr2及び後記するトランジスタTr3を保護す
るためのダイオードである。トランジスタTr2の
コレクタは負荷抵抗R10を介してツエナーダイオ
ードZD1のプラス電位を受け、該コレクタはイン
バータINを介してNAND回路NA1の一方の入力
をなし、該NAND回路の他方の入力はダイオー
ドD6を介して制御電源トランスTの2次コイル
からサイリスタSCRのアノード側と同位相の電
圧を受けている。そして前記NAND回路の出力
は、フリツプフロツプ回路FFのリセツト用入力
Rをなし、サイリスタSCRのアノードが正電位
であり、且つトランジスタTr2が作動しているこ
とを条件に該フリツプフロツプ回路をリセツトし
てその否定側出力を高レベルとなし、そのとき
警報回路作動用のトランジスタTr3を作動させる
ようになつている。R11は該トランジスタのベー
ス抵抗である。BZは警報ブザーで、トランジス
タTr3の作動によつて警報を発する。D7はブザー
BZのフリーホイールダイオードである。D8は発
光ダイオードで、ホトトランジスタPTr1ととも
にホトカプラをなし、トランジスタTr3の作動に
伴つて該ホトトランジスタが作動してサイリスタ
SCRのゲート電位を短絡させるようになつてい
る。R12は発光ダイオードD8の保護抵抗である。
なおブザーBZの代わりに警報ランプを点灯させ
てもよい。
以上の第1図の制御回路において以下その動作
を説明する。電源スイツチSW1を投入すると、ツ
エナーダイオードZD1の抵抗R6との接続側は一定
のプラス電位となる。そして前記電源スイツチの
投入初期においてコンデンサC4の充電電流は抵
抗R8による電圧降下をもたらし、フリツプフロ
ツプ回路FFのセツト用入力を低レベルとし、
よつて否定側出力を低レベルにする。その結果
トランジスタTr3は不作動であり、ブザーBZ、
ホトトランジスタPTr1は共に不作動である。コ
ンデンサC4の充電が完了すると、フリツプフロ
ツプ回路FFのセツト用入力は高レベルとなる
が、モータMの界磁コイルはモータ運転前におけ
る常温であるために、予め設定された半固定抵抗
VRの抵抗値と、界磁コイルSTの抵抗値とで分
圧してなるトランジスタTr1のエミツタの電位が
比較的低電位であるために、抵抗R9を通るベー
ス電流は該エミツタを介して流れ、よつてトラン
ジスタTr2は不導通であり、該トランジスタのコ
レクタは高レベルとなり、よつてインバータIN
を介するNAND回路NAの一方の入力を低レベ
ルとなして、フリツプフロツプ回路FFのリセツ
ト用入力を高レベルとしていて、その出力を
低レベルのままにしている。モータMの各速度を
指定して運転するためのスイツチSW2,SW3,
SW4のいずれかを押し操作すると、該モータは指
定の速度で運転され、停止用スイツチSW5を押し
操作するとサイリスタSCRのゲート電位を短絡
させてモータMを停止させる。
つぎにモータMが過負荷などで異常温度上昇し
た場合について説明すると、第2図は界磁コイル
STの端子電圧VSTの波形図であり、中速指定用の
スイツチSW3が押し操作され、逆阻止サイリスタ
SCRによつて半波位相制御されている状態を示
している。時間軸tに対して一部実線を含み二点
鎖線で示す正弦波形はサイリスタSCRが短絡し
ていると仮定した場合の波形であるが、実際の端
子電圧VSTは実線で示す如く時点t1でサイリスタ
SCRが点弧し、モータMのインダクタンスの影
響を受けてその電流が電圧より遅れることによつ
て端子電圧が正負反転しているところの時点t2に
おいて消弧するに至り、その波形が繰り返され、
モータ動作電圧として作用する。界磁コイルST
にはまた、ツエナーダイオードZD1の電圧を半固
定抵抗VRと該コイルの抵抗とで分圧した電圧
VSTRが印加されており、これをわかり易くするた
めにサイリスタSCRの消弧期間t2〜t4において、
0レベル0に対して誇張して大きく表わしてい
る。そしてこの分電圧は、半固定抵抗VRを固定
すると、界磁コイルSTの温度上昇により、この
場合銅線の抵抗温度係数に基づいてその抵抗値が
大になつて上昇し、且つトランジスタTr1のエミ
ツタ電流を減少させる方向に作用する。鎖線で示
したVSTBは界磁コイルSTが安全な上限温度にお
ける前記分電圧として半固定抵抗VRによつて予
め設定されている上限の分電圧であり、異常温度
上昇により第2図の時点t5以後における如く分電
圧VSTRが上限分電圧VSTBと一致するとトランジス
タTr1のベース電流はトランジスタTr2のベース
電流として供給されて、該トランジスタは作動
し、NAND回路NA1はインバータINを介する一
方の入力が高レベルとなる。そしてトランスTの
2次側電圧が正のレベルになる時点t6以後におい
て該NAND回路のダイオードD6を介する他方の
入力が高レベルとなると該NAND回路は低レベ
ルとなつてフリツプフロツプ回路FFの否定側出
力を高レベルにする。よつてトランジスタTr3
は作動し、ブザーBZが作動し、且つホトトラン
ジスタPTr1が作動して、サイリスタSCRのゲー
ト電位は短絡するので、時点t5において消弧した
該サイリスタは以後点弧することなく、よつてモ
ータMの電流は遮断されて、これ以上の過熱は防
止される。電流の遮断により界磁コイルSTの温
度が低下すると、再びトランジスタTr2は不作動
となり、フリツプフロツプ回路FFのリセツト用
入力は高レベルとなるが、セツト用入力が高
レベルであるので、その否定側出力は高レベル
のままであり、よつてブザーBZの作動とモータ
Mの電流遮断は以後継続する。そして警報によつ
てモータの異常を知り、電源スイツチSW1をオフ
して、必要に応じて異常処理して再度投入すると
モータMは通常運転に復帰する。
第3図は別実施例を示す制御回路図であり、双
方向性サイリスタTRIACを用いてモータMの供
給電圧を全波位相制御するものである。以下第1
図と共通の各要素は同符号をもつて表わしてその
説明を省略し、異なる部分のみ説明する。DIAC
はサイリスタTRIACの点弧用の定電圧放電子で、
抵抗R1,R2,R3等を介してコンデンサC5に充放
電するときの該コンデンサの両端電圧によつて作
動してサイリスタTRIACを点弧させるようにな
つている。SW6はリレースイツチで、リレーコイ
ルRyが励磁されたとき閉となり、停止用スイツ
チSW5が閉となつたとき同一作用にてモータMを
停止させるものである。界磁コイルSTの両端に
は抵抗R13を介してコンデンサC5が接続されてい
る。そしてコンデンサの両端には発光ダイオード
D9が接続され、界磁コイルSTと電機子Aとの接
続側がそのアノードをなしている。抵抗R14は発
光ダイオードの電流制限用である。ツエナーダイ
オードZD2は該発光ダイオードの高電圧保護用で
ある。PTr2はホトトランジスタで、発光ダイオ
ードD9とともにホトカプラをなし、そのコレク
タには抵抗R15を介してツエナーダイオードZD1
のプラス側電位を受けており、該ホトトランジス
タが不作動のとき、NAND回路NA1と同様に第
1と第2の入力を受けているところのNAND回
路NA2の第3の入力を高レベルとし、作動のと
き低レベルとする。該NAND回路の出力はフリ
ツプフロツプ回路FFのリセツト用入力をなす。
以上の第3図の制御回路において、以下モータ
Mが過負荷などで異常温度上昇した場合につい
て、その動作を説明する。
第4図は界磁コイルSTの端子電圧VSTの波形図
であり、中速指定用のスイツチSW3が押し操作さ
れ、双方向性サイリスタTRIACによつて全波位
相制御されている状態を示している。時間軸tに
対して一部実線を含み二点鎖線で示す正弦波形
は、サイリスタTRIACが短絡していると仮定し
た場合の波形である。実際の端子電圧VSTは実線
で示す如く時点t1′でサイリスタTRIACが点弧し、
モータMのインダクタンスの影響を受けてその電
流が電圧より遅れることによつて端子電圧が正負
反転しているところの時点t2′において消弧する。
以後第2図におけると同様に界磁コイルSTには
分電圧VSTRが印加されているが、この電圧は使用
されない。そして時点t3′において逆方向点弧し、
時点t4′において消弧すると消弧時点で急峻な電
圧を発生する。これは時点t2′及び第2図におい
ても同様の現象が起こり、その説明は省略してき
たが、この現象は時点t4′における遮断時の保持
電流(図示せず)が第3図の電圧VSTの矢印と同
一方向であるが、サイリスタTRIACの時間遅れ
特性により、実際の消弧時点には小電流ではある
が該矢印と反対方向に流れており、この電流が短
時間に遮断するために急峻な立下り電圧を発生す
ることによる。そしてその後の電圧VSTRが以後の
温度検出に使用される。第3図が第1図と異なる
主な点は、NAND回路NA2が発光ダイオードD9
の作動をも検出することである。即ち、消弧時点
t4′において直ちに発光ダイオードD9を消灯させ
ることなく、正方向電圧によつて充電されたコン
デンサC5の電荷を微少時間にわたつて発光ダイ
オードD9を介して放電して、これを点灯して前
記急峻な立上り後の分電圧VSTRが安定した時点に
おいて消灯してNAND回路NA2の第3の入力を
高レベルとなし、フリツプフロツプ回路FFをリ
セツトすることにより、前記急峻な立上り電圧を
分電圧VSTRとして誤つて検出しないようにしてあ
る。以後第1図、第2図におけると同様に温度上
昇検出と過熱保護制御を行う。
(効果) 以上の如く本発明によれば、交流電源もしくは
直流電源により位相制御もしくはパルス巾制御さ
れるモータに適用でき、モータコイルなど発熱部
の温度上昇を検出するための付加した感熱部を設
けることなしに、直接にコイルの温度上昇を感知
するのであるから、感熱部の接続スペースやその
絶縁の問題などもなく、熱伝導による検出遅れも
なく、又電源変動による検出誤差も生ぜず忠実に
検出され、その制御も電子回路を用いて簡単にな
し得るなど有用な創案である。
【図面の簡単な説明】
第1図、第3図は本発明の互いに異なる二つの
実施例を示す制御回路図、第2図、第4図はそれ
ぞれ第1図、第3図の各動作説明のための電圧波
形図である。 図中、Mはモータ、NAND回路NA1,NA2は
温度検出区間設定回路の主たる要素、トランジス
タTr1,Tr2は温度検知回路の主たる要素、ブザ
ーBZとホトトランジスタPTr及びスイツチSW1
は保護回路の主たる要素である。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 モータへの供給電圧波形がその供給を休止し
    ている区間を有し該休止区間と供給区間の組合わ
    せによる位相制御もしくはパルス巾制御によりモ
    ータ速度を可変させる駆動回路とモータの組合わ
    せにおいて、前記休止区間を検出する温度検出区
    間設定回路と、該区間においてモータコイルへ微
    少な直流電流を流す安定化直流電源と、該区間に
    おいて、前記コイルの抵抗値に関する電流を検知
    して該コイルが所定の温度を超えたとき信号を発
    生する温度検知回路と、該検知回路の検出信号に
    よつて作動してモータの過熱を防止する保護回路
    とを設けてなるモータの過熱保護装置。
JP6171280A 1980-05-12 1980-05-12 Protecting device of motor from overheat Granted JPS56159987A (en)

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JPS60156897U (ja) * 1984-03-26 1985-10-18 株式会社明電舎 マニプレ−タ用サ−ボモ−タ駆動装置

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