JPS6345839Y2 - - Google Patents

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JPS6345839Y2
JPS6345839Y2 JP1983088209U JP8820983U JPS6345839Y2 JP S6345839 Y2 JPS6345839 Y2 JP S6345839Y2 JP 1983088209 U JP1983088209 U JP 1983088209U JP 8820983 U JP8820983 U JP 8820983U JP S6345839 Y2 JPS6345839 Y2 JP S6345839Y2
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Description

【考案の詳細な説明】 本考案はモータの異常検出に係り、例えば負荷
の冷却フアン用として用いられるモータの回転数
の低下を検出するようにした装置に関するもので
ある。
冷却フアン用モータはその回転数が電源電圧の
低下又は機械的、電気的な事故発生等に起因して
低下すると、冷却対象物としての負荷が過熱して
重大な事故を惹起することがあるという問題を有
しておる。特に、冷却対象物としての負荷がコン
ピユータである場合、重要なメモリ情報の喪失、
プログラムの暴走の危険があり、モータの回転数
低下の検出信号により実行停止及び、メモリ情報
の不揮発メモリへの転送プログラムを実行した上
で、電源の断路をしなければならない。
こういつた点からもモータの異常検出装置には
正確な動作・信頼性が要求されることになる。
従来、この種検出方式としてはフアンの風力に
より揺動する羽根片と連動して揺動するようにし
た水銀スイツチを配設し、フアンの風力低下(即
ち、回転数の低下)によりこれと平衡する位置で
停止する羽根片と連動して停止する水銀スイツチ
の傾斜角度によつて該水銀スイツチを閉路あるい
は開路せしめてその接点信号を検出信号とするよ
うにした方式や直流タコジエネレータによつてモ
ータの回転数を直接検出する方式等があるが、前
者において、羽根片及びその揺動軸部にほこりが
付着しやすく、これがため軸部の動作の円滑性、
羽根片に付着したほこり等により予め設定した検
出すべき回転数に対応する風力と平衡する位置が
変動し水銀スイツチの誤動作を生ずるおそれもあ
つて、動作の信頼性が低下すると共に、正確な動
作点の調整が困難であるという欠点を有してお
る。又、後者の方式にあつては周知のごとくブラ
シ付の構造であるため、ブラシの損耗が大きく、
再々取換える必要が生じ、長期に亘つて安定した
検出を保持することができず、手間も生ずるとい
う欠点を有しておる。これらの欠点を改善するた
め、交流タコジエネレータによつて検出する方式
が用いられておる。この方式について第1図イ及
びロで例示するようなものがあり、これについて
説明する。第1図イにおいては、交流タコジエネ
レータACTGの出力端に、ダイオードをブリツ
ジ接続した整流器DB1を接続し、この整流器DB1
の出力端子間に、平滑用コンデンサC1と定電圧
ダイオードZD1を並列に挿入し、(−)側出力端
を回路接地した上記整流器DB1の(+)側出力端
に、演算増幅器からなる比較器CP1の非反転入力
端子を接続し、この比較器CP1の反転入力端子
に、制御電源VCと回路接地間に挿入した可変抵
抗VR1の摺動子を接続して、上記比較器CP1によ
り、交流タコジエネレータACTGの出力電圧が
可変抵抗VR1で設定した基準電圧より小さくなつ
たとき、その出力端子に接続されたリレーX1を
励磁せしめるように形成して、その接点信号(例
えば常閉接点X1bの開路)により検出するように
なつておる。このように構成されたものは、正確
に動作するという利点を有する反面制御回路用と
して別の電源回路VD1を必要とするため、装置を
高価なものとする問題を有しておる。第1図ロは
交流タコジエネレータACTGの出力端に、上述
同様整流器DB2を接続し、この整流器DB2の出力
端子間に、平滑用コンデンサC2と定電圧ダイオ
ードZD2を並列に挿入し、この定電圧ダイオード
ZD2の端子間に可変抵抗VR2とリレーX2を直列に
挿入して、リレーX2の接点信号(本例では常閉
接点X2bの開閉信号)を検出信号として送出する
ようになつておる。このように構成されたものに
あつては、交流タコジエネレータACTGの出力
を直接電源として用いておるので、装置を安価に
形成することができるが、リレーX2は可変抵抗
VR2を通して励磁せしめるようになつておるの
で、最低動作電圧によつて動作することになる。
一般にリレーの動作点は製品によつて一定せず、
可変抵抗によつて調整しても温度、経年変化が非
常に大きくリレー自体の特性により動作点の再現
性に乏しく、調整も困難となつて、正確に動作せ
ず、的確な検出信号を得ることが困難で信頼性に
とぼしいという問題を有しておる。
この点を改善するため、第2図に示すように形
成することも考えられる。これについて説明す
る。1は交流タコジエネレータ(以下ACTGと
略称する)である。これは例えば、円板状をな
し、外周に多極着磁して、図示しないモータのロ
ータと駆動連結したロータマグネツトと、これの
外周に同心円状に嵌合配置されて環状をなした検
出コイルと、この検出コイルを上下より挾着支持
して上記ロータマグネツトの外周と対向して着磁
極数と同数の歯を設けた上下ヨークと備え、ロー
タの回転につれて検出コイルと鎖交する磁束が変
化することを利用して発電させ、検出コイルの両
端から、上記ロータの回転数に応じた交流出力を
送出するようになつておる。2は上記ACTG1
から接続されて交流出力に応じて検出信号を送出
するようにした制御回路である。これは、上記
ACTG1の図示しない検出コイルの両端に、ダ
イオードをブリツジ接続した整流器DB3を接続
し、この整流器DB3の出力端子間にリレー過励磁
防止用定電圧ダイオードZD3と平滑用コンデンサ
C3と可変抵抗VR3とを並列にそれぞれ挿入し、
上記可変抵抗VR3の摺動子に検出用定電圧ダイオ
ードZD4を介してトランジスタQ1のベースを接続
し、このトランジスタQ1はそのコレクタをリレ
ーX3を介して上記整流器DB3の(+)側出力端
子に接続すると共に、エミツタを整流器DB3の
(−)側出力端子に接続し、上記リレーX3の常閉
接点X3bの両端を出力端として、定電圧ダイオー
ドZD4の導通により、トランジスタQ1をオンさせ
てリレーX3を励磁し、その常閉接点X3bを開路し
て出力端からリレーX3の接点信号を検出信号と
して送出するようになつておる。
そして、上記ACTG1についてみると、検出
コイルに誘起される電圧eは、検出コイルの巻数
をn、鎖交する磁束をΦとすると、 e=−ndΦ/dt …(1) で示され、今、極数を2Pとしロータの回転数を
N(r・p・m)とすると、磁束Φは正弦波状に
変化することから、磁束Φは Φ=ΦOsin2π・P・N・t/60 …(2) 但し、t:時間(秒) ΦO:磁束Φの最大値、定数 で示すことができる。ここで、上記(2)式を(1)に代
入すると、 e=−nΦOd sin2π・P・N・t/60/dt =−nΦO・2π・P・N/60・Cos2π・P・N・t/60 …(3) となり、ここで周波数と角周波数ωを、=
PN/60・ω=2πとおくと、上記(3)式は e=−nΦO〓・cosωt …(4) となり、この(4)式は角周波数ω(周波数)の交
流波形をあらわし、その波高値はωは(に)比
例することになる(−の符号は位相がずれている
ことを示している)。このような特性を有する
ACTG1に負荷抵抗RLが接続された場合につい
てみると、その等価回路は第3図に示すように、
ACTG1の発生電圧(交流実効値)EにACTG
1の自己インダクタンスLoと負荷抵抗RLとを直
列に挿入した回路として示すことができる。な
お、ACTG1のコイル抵抗は負荷抵抗RLに比し
て小さいので無視することとする。
ここで上記(4)式を交流実効値で表らわし、比例
定数をKとすると、ACTG1の発生電圧Eは
E=K・ω …(5) と示される。また自己インダクタンスLoのリア
クタンスXoについては Xo=ω・Lo …(6) であらわされる。したがつて出力電流Iは となり、負荷抵抗RLの両端の電圧VLを求めると、 となる。今、RLがω Loに比して大きい場合
(RL>ω Lo)は記(8)式は と示すことができ、負荷抵抗RLが大きい場合、
ACTG1の出力電圧はω即ち回転数に比例する
ことになる。この特性を負荷抵抗RLのパラメー
タで示すと第4図に示すようになる。従つて、負
荷抵抗RLの値を大きく選定して用いることが通
常行なわれておる。
このようなACTGと負荷抵抗と関係から第2
図のように構成されたものの動作を第5図ととも
に説明する。なお、可変抵抗VR3の抵抗値をRV
とし、リレーX3のコイル抵抗値をRXとして説明
することとする。今図示しないモータが起動し回
転数が上昇すると、ACTG1の出力電圧は上昇
しはじめるが、その値は低いので定電圧ダイオー
ドZD4が不導通であるため、トランジスタQ1はオ
フしている。従つてACTG1の負荷は可変抵抗
VR3のみとなつて、ACTG1の出力電圧は一点
鎖線で示す曲線に従つて上昇する。次いで、回転
数が上昇して検出設定回転数Npまで上昇すると、
定電圧ダイオードZD4が導通しトランジスタQ1が
オンする。このオンによりリレーX3が励磁され
その常閉接点X3bが開路し、この接点信号が検出
信号として図示しない保護装置に送出され、冷却
対象物としての例えばコンピユータの電源が投入
される。しかし、上記トランジスタQ1のオンに
よつて、ACTG1の負荷は可変抵抗VR3とリレ
ーX3のコイル抵抗の並列即ちRL=RVRXとな
り、出力電圧は、実線で示す曲線RL=RVRXに
従うことになり、回転数は同じでも低下してしま
うことになる。このため、トランジスタQ1はオ
フとなり、再度出力電圧がRL=RVの曲線に従つ
て上昇して再びオンとなり、このオンにより出力
電圧がRL=RVRXの曲線に従うため低下し、ト
ランジスタQ1がオフするといつた動作を矢印で
示すように繰返し、曲線RL=RVRXで示す出力
電圧がVpのレベル以上に達するまで、即ち回転
数がN1以上になるまで、不安定動作を行うこと
になつて、回転数N0〜N1間では正確なモータの
回転数に対応した検出ができないという欠点が生
ずる。これは回転数が低下(N1→N0)した場合
も全く同じ動作をするので同じことが云える。こ
れを解決するため、ACTGを大形化して出力イ
ンピーダンスを下げたり、リレーに比して小さい
ブリーダ抵抗を付加したりすることも考えられる
が、モータに余分な負荷を加えることになつた
り、ACTGが大形化し装置が高値なものとなる
という問題を有しておる。
本考案は上述した点にかんがみてなされたもの
で、その目的とするところは、安価に構成するこ
とができ、かつ調整が容易で正確に動作し信頼性
を向上せしめることができるようにしたものを提
供することにある。
以下、本考案の実施例を第6図及び第7図によ
つて説明する。尚、第2図に示した制御回路2の
構成が一部異なるのみであるので、第2図と対応
する部材は同一符号を付して重複する説明はさけ
ることとする。第6図において、3はACTG1
の出力端に接続された制御回路である。第2図に
示す制御回路2と異なる点について説明すると、
トランジスタQ1のコレクタに、ベース抵抗R1を
介してトランジスタQ2のベースを接続し、この
トランジスタQ2はそのコレクタを上記リレーX3
のコイル抵抗と同じ値を有したコレクタ抵抗R2
を介して整流器DB3の(+)側出力端子に接続す
ると共に、エミツタを整流器DB3の(−)側出力
端子に接続して、制御回路2と同様リレーX3の
常閉接点X3bを介してその接点信号を検出信号と
して送出するようになつておる。
次にその動作について第7図と共に説明する。
尚、上述同様可変抵抗VR3の抵抗値をRVとし、
リレーX3のコイル抵抗値をRXとして説明するこ
ととする。図示しないモータが起動し回転数が上
昇すると、ACTG1の出力電圧が上昇しはじめ
るがその値は低いので上述同様定電圧ダイオード
ZD4が不導通であるため、トランジスタQ1はオフ
している。このオフによりトランジスタQ2はそ
のベース電位が上昇し、オンする。このオンによ
り、ACTG1の負荷は可変抵抗VR3とコレクタ
抵抗R2の並列、即ちRL=RVR2となり、ACTG
1の出力電圧は第7図のRL=RVR2の曲線に従
つて上昇する。次いで、回転数が上昇し検出設定
回転数N0に達すると、定電圧ダイオードZD4が
導通し、トランジスタQ1がオンする。このオン
により、トランジスタQ2がそのベース電位が低
下してオフすると共にリレーX3が励磁されて、
ACTG1の負荷は可変抵抗VR3とリレーX3のコ
イル抵抗値RXの並列、即ちRL=RVRXとなり、
ACTG1の出力電圧は第7図のRL=RVRXの曲
線に従つて上昇する。この際、上記リレーX3の
励磁によりその常閉接点X3bが開路し、この接点
信号が検出信号として図示しない保護装置に送出
され、冷却対象物としての負荷例えばコンピユー
タの電源が投入される。そして、更に回転数が上
昇しACTG1の出力電圧が第7図に示すRL=RV
RXの曲線に従つて上昇して、定電圧ダイオー
ドZD3のツエナ電圧VZ3に達すると、以降ACTG
1の出力電圧が上昇してもリレーX3の印加電圧
は上記ツエナー電圧VZ3に抑制されて、リレー
X3の過励磁が防止される。
図示しないモータの回転数が低下しACTG1
の出力電圧が定電圧ダイオードZD3のツエナー電
圧VZ3より降下すると、その出力電圧は上述同
様、第7図のRL=RVRXの曲線に従つて降下
し、回転数がN0に達すると、定電圧ダイオード
ZD4が不導通となつてトランジスタQ1がオフしこ
れによりリレーX3が無励磁となつて、その常閉
接点X3bが復帰即ち閉路し、この接点信号が検出
信号として図示しない保護装置に送出され、この
保護装置により冷却対象物としての負荷例えばコ
ンピユータの電源を適時にしや断せしめる。この
際上記トランジスタQ1のオフによりトランジス
タQ2がオンし、ACTG1の負荷は可変抵抗VR3
とコレクタ抵抗R2が並列(RL=RVR2)とな
り、ACTG1の出力電圧は第7図のRL=RVR2
の曲線に従つて降下する。このように、トランジ
スタQ1のコレクタに接続されたリレーX3のコイ
ル抵抗値RXと、上記トランジスタQ1と相補的に
動作するトランジスタQ2のコレクタ抵抗R2の抵
抗値とが同じ値に選定されていることにより、
ACTG1の負荷は一定となり、第7図に示すよ
うにトランジスタQ1のオン−オフにかかわらず
出力電圧特性は一定となり、ACTG1の出力電
圧を制御回路3の電源として用いても正確でかつ
安定した検出信号が得られる。又、トランジスタ
Q1の検出用として機能する定電圧ダイオードZD4
を温度変化によるツエナー電圧VZ4の変化が微小
な定格のもの、(例えば、検出設定回転数N0に対
応する出力電圧V0と可変抵抗VR3の分圧比βと
がV0・β≒5V)を選定することにより、温度変
化による検出回転数の誤差を極めて小さいものと
なる。更に、定電圧ダイオードZD3のツエナー電
圧VZ3によりACTG1の出力電圧を抑制してリレ
ーX3の過励磁を防止するようにしてあることに
よつて、回転数が大きくなると上記定電圧ダイオ
ードZD3に大電流が流れると想定されるが上記(7)
式によりω→∞にすると、ACTG1の出力電流
Iは となつて、一定値におちつき、大きな電流耐量を
有する定電圧ダイオードを使用する必要はなく、
モータの負荷としても軽減される。
尚、本考案は実施例に限定されるものではな
く、要旨を変更しない範囲で例えば定電圧ダイオ
ードZD4と直列に抵抗を挿入したり、トランジス
タQ1,Q2のベース・エミツタと並列に抵抗やコ
ンデンサを挿入したり、リレーのコイルにフライ
ホイールダイオードやサージアブソーバを付加し
たり、トランジスタQ1,Q2を他の半導体素子
(例えば電界効果トランジスタ)等に置換えたり、
さらにリレーの接点信号を常開接点で導出するよ
うにしたり、リレーをフオトカプラ等の半導体リ
レーに置換えたりして構成したものであつてもよ
いことは云うまでもない。
本考案によれば、交流タコジエネレータの出力
電圧により制御回路を応動せしめるようにしてあ
るので、別に制御電源回路を設ける必要は全くな
く、構成の筒略化を図ることができ、しかも、交
流タコジエネレータの出力電圧を整流平滑した出
力端に可変抵抗とリレーを接続した第1のトラン
ジスタとを並列に接続し、可変抵抗の摺動子を検
出用定電圧ダイオードを介して第1のトランジス
タのベースに接続し、可変抵抗の分圧比を、モー
タの検出回転数に対応した交流タコジエネレータ
の出力電圧になつたとき、上記検出用定電圧ダイ
オードが導通するように設定して第1のトランジ
スタをオンせしめるようにしてあるので、リレー
の動作点を安定して行なわしめることができ、か
つ、第1のトランジスタと相補的にオンオフする
第2のトランジスタを上記リレーのコイル抵抗と
同じ値を有するコレクタ抵抗を介して上記整流平
滑した出力端に接続して交流タコジエネレータの
負荷を第1のトランジスタのオンオフにかかわら
ず一定となるようにしてあるので、交流タコジエ
ネレータの出力電圧特性を一定とすることがで
き、モータの回転数に応じた検出信号を正確に検
出することができ、検出回転数に応じて可変抵抗
の分圧比を調整するだけであるので、感度調整も
容易となり、検出用定電圧ダイオードも温度変化
の微少なものを選定することが可能であるので、
温度及び経年変化のない正確な検出を行うことが
でき、装置を簡略化した構成で安価なものとする
ことができる等実用上著しい効果を有するもので
ある。
【図面の簡単な説明】
第1図は交流タコジエネレータを用いた従来装
置を例示したブロツク図で、同図イは制御電源を
別に設けたものを示し、同図ロは交流タコジエネ
レータの出力を直接制御電源としたものを示した
ものである。第2図は従来の他の実施例を示した
ブロツク図、第3図は交流タコジエネレータの負
荷特性を説明する等価回路図、第4図は第3図の
負荷特性を負荷抵抗のパラメータで示した曲線
図、第5図は第2図の動作で説明する出力電圧特
性図、第6図は本考案の実施例を示すブロツク
図、第7図は第6図の出力電圧特性図である。 1:交流タコジエネレータ、2,3:制御回
路、X3:リレー、ZD3:リレー過励磁防止用定電
圧ダイオード、VR3:可変抵抗、ZD4:検出用定
電圧ダイオード、Q1:第1のトランジスタ、
Q2:第2のトランジスタ、R2:コレクタ抵抗、
DB3:整流器、C3:平滑用コンデンサ。

Claims (1)

    【実用新案登録請求の範囲】
  1. モータのロータと駆動連結した交流タコジエネ
    レータの出力端から接続された整流器の出力端子
    間に、リレー過励磁防止用定電圧ダイオードと平
    滑用コンデンサと可変抵抗とを並列に挿入し、上
    記可変抵抗の摺動子に、検出用定電圧ダイオード
    を介して第1のトランジスタのベースを接続し、
    この第1のトランジスタのコレクタ・エミツタ間
    を、コレクタはリレーを介して上記整流器の出力
    端子間に挿入し、エミツタが上記第1のトランジ
    スタのエミツタと共通接続した第2のトランジス
    タのベースをベース抵抗を介して第1のトランジ
    スタのコレクタに接続し、この第2のトランジス
    タのコレクタを上記リレーのコイル抵抗と同じ値
    を有したコレクタ抵抗を介してリレーと共通接続
    し、交流タコジエネレータの負荷を一定にしてモ
    ータの回転数の低下を検出するようにしたことを
    特徴とするモータの異常検出装置。
JP1983088209U 1983-06-08 1983-06-08 モ−タの異常検出装置 Granted JPS59191894U (ja)

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JPH082918Y2 (ja) * 1987-09-14 1996-01-29 三菱電機株式会社 しゃ断器の不足電圧引はずし制御装置

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