JPS5816459B2 - 電動機巻線の温度検出装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は電動機巻線の温度検出装置に関すシもので、
特に、電動機巻線の抵抗値を計測する？ンとにより温度
を求める電動機巻線の温度検出装置に関するものである
。

電動機巻線の温度を求めることは、電動機巻斤を保護す
る意味でも、他の意味でも度々必要とンることであり、
また望ましいものである。

電動杢：巻線の温度が安全な値を越たとき電動機が消勢
ぎれるか、あるいは他の適切なる処置が講じられ２よう
に電動機巻線の温度を連続して監視するこ２が望まれて
いる。

このため１例えば温度に直接力応するようなサーミスタ
や他の温度検知器を電重機巻線に配置したり、あるいは
、過大電流が流ネ続けることによって過熱が生じた場合
に電動機匡路の遮断器を引き外すような電流感応素子を
設屹る等、いろいろな手段が講じられて来た。

電動形巻線は通常、正の温度抵抗係数を有する銅線でマ
きているため、電動機巻線の温度を求めるには詔抗値を
計測すればよいが、このような温度検出プ法は、抵抗値
を、特に電動機が動作している間叫計測し続ける上で実
際上いろいろな問題がある人め、これまで用いられて来
なかった。

この発明によれば、交流によって附勢される電動機巻線
： 該電動機巻線に小さな直流成分を導ひき、前市電動機巻
線と直列接続された非対称抵抗装置で決って、二つの並
列分岐路において互いに反対の化性に接続された複数個
のダイオードを備え、前言ｉ二つの並列分岐路がそれぞ
れ異なった所定数のタイオードを備えているもの： 前記非対称抵抗装置の両端間に接続されたバイパスフィ
ルタ：及び、 可飽和磁心、該可飽和磁心に巻かれ前記非対称抵抗装置
の両端間に接続されたバイアス巻線、前記可飽和磁心に
巻かれ、前記電動機巻線及び非対称抵抗装置に直列接続
され前記バイアス巻線とは反対の磁界を発生する制御巻
線、及び前記可飽和巻線に巻かれ前記バイアス巻線から
発生される一定磁界が前記制御巻線から発生される磁界
より大きくなったとき出力信号を発生する出力巻線を有
している大利得型磁気増幅器： を備えていることを特徴とした電動機巻線の温度検出装
置、が提供される。

この発明に係る電動機巻線の温度検出装置の実施例を図
面について説明する。

第１図は、この発明に係る簡単な第一実施例を示してい
る。

図に示す如く、交流誘導電動機１０は、適当な望ましい
型の三相固定子巻線である電動機巻線１２及びかご形回
転子１４を備えている。

電動機巻線１２は通常積層された固定子鉄心のスロット
に納められており、交流によって励起される。

このように電動機においては、危険又は望ましくない過
熱状態を避けるために電動機巻線温度を検出したり、あ
るいは監視したりする手段を設けることが望ましい。

この発明は、これを行うため、金属製の電動機巻線の抵
抗値に正の温度係数があることを利用して電動機温度の
関数として電動機巻線抵抗値を計測しようとするもので
ある。

電動機巻線抵抗値は第１図に示される如く、小さな直流
成分（例えば、電動機定格電流の２係位）。

を電動機回路に導ひくことによって計測することができ
る。

たゾしその小さな直流成分の存在は三相誘導電動機１０
の動作特性又は性能に大きく影響を及ぼすようなもので
はない。

この小さな直流成分はどんな望ましい方法で電動機回路
に導びい。

でもよい。

非対称抵抗装置１６には、小さな非対称性を交流波形に
もたらして小さな直流成分を生じさせるように、相反す
る電流方向において異なった抵抗値を有する双方向導通
性の装置であれば、どのようなものを用いてもよい。

第１図に示す如。く、非対称抵抗装置１６は二本の並列
分岐路を備えた回路で、ダイオード１８は、この非対称
抵抗装置１６が双方向に導通できるように二つの分岐路
において反対の極性で接続されている。

この非対称性は抵抗値が互いに異なるように二つの分岐
路で異なった数のダイオードを用いることによって得ら
れる。

第１図では、非対称抵抗装置１６は一方の分岐路に一つ
のダイオードを、他方の分岐路に二つのダイオードを備
えているので、実効的な直流抵抗値は一方が他方の２倍
となる。

従って。この非対称抵抗装置１６を流れる交流は一方の
分岐路を流れる半サイクルより他方の分岐路を流れる半
サイクルの方がやや振幅が大きいということになり、こ
の振幅差が電動機回路に、このようにして導びかれた小
さな直流成分に相当する。

勿論このような非対称性を生じさせる適当な手段ならど
んなものを用いても構わない。

そして電動機巻線１２の抵抗値は、直流電流計２０等に
よって直流成分値を計測し、かつ直流電圧計２１等によ
って電動機巻線１２間を計測することによって容易に求
まる。

直流電流計２０と直流電圧計２１とは直流成分にしか応
答しないことは明らかであるから電動機巻線抵抗値は電
圧計測値と電流計測値とから直接計算することができる
。

直流電圧計２１は図のように電源抵抗値の影響をなくす
ため電動機巻線１２間に直接挿入されているが、もしこ
の電源抵抗値が電動機巻線１２の抵抗値に比して無視で
きる程小さい場合には、非対称抵抗装置１６両端子間の
電圧を用いることもできる。

上記に示したように、電流計測及び電圧計測は直流成分
のみに関して行われるので、検出装置又は計測装置は交
流成分には応答しない。

また電動機巻線の抵抗値従って温度の監視は継続して行
うことが望ましく、温度が所定値に達したら何らかの信
号又は指示を与えることが望ましい。

これら両方の結果は、第２図に示されるような磁気増幅
器を用いることによって比較的簡単な方法で得られる。

第２図に示される三相誘導電動機１０及び非対称抵抗装
置１６は第１図において示されたものと同じである。

第２図におけるこの第二実施例においては、磁気増幅器
２５が電動機巻線抵抗値を監視するために用いられてい
る。

磁気増幅器２５はバイアス巻線２７及び制御巻線２８を
備えた一般的な可飽和磁心２６を有している。

バイアス巻線２７は非対称抵抗装置１６の電圧に応答す
るように接続されており、また非対称抵抗装置１６の両
端間に直接接続されている。

直列インダクタンス３０及びコンデンサ３１から成るパ
イパスフイルタ２９はバイアス巻線２７の両端に接続さ
れて交流をバイパスするのでバイアス巻線２７は電動機
電流の直流成分によってのみ励磁されて所望のバイアス
磁界を発生する。

制御巻線２８は図示の如く電動機巻線１２と直列接続さ
れ電動機電流を流し、この電動機電流が交流であるため
制御巻線２８で発生する正味アンペア回数は電動機電流
の直流成分によるものだけである。

磁気増幅器２５は、また、所望の計測器、すなわち指示
器３３に接続された出力巻線３２を備えている。

動作について説明すると、バイアス巻線２７間に印加さ
れる直流電圧は実質的に一定であり、バイアス巻線２Ｔ
は可飽和磁心２６中を一定の大きさのバイアス磁界に設
定している。

通常すなわち電動機巻、線１２が低抵抗状態の下では、
制御巻線２８はバイアス巻線２７によるバイアス磁界よ
り大きな反対磁界を発生する。

何故なら、制御巻線２８による制御磁界は、このような
条件下ではより多くのアンペア回数を発生するように設
定されているからである。

従って、この制御磁界はバイアス磁界より大きい。

そして低抵抗状態を指示する出力巻線３２によって比較
的大きな出力が発生する。

しかしながら、電動機巻線１２の温度が上昇すると、そ
れに伴って電動機巻線１２の抵抗値は増加し、直流成分
値は減少する。

従って制御巻線２８で発生するアンペア回数も減少し、
所望の最大電動機温度に相当する点で、バイアス巻線２
７によるバイアス磁界は制御巻線２８による制御磁界を
越える。

出力巻線３２の出力は、この点で非常に低い値に急激に
降下するが、磁気増幅器２５が比較的大きな利得を有す
るものとして設計されている場合には磁気増幅器２５は
実質的にスイッチとして働き、電動機温度が所望の値を
越えるとき出力をオフにする。

指示器３３はオン又はオフ状態を指示するような電圧計
又は、所望の視覚あるいは聴覚に訴える指示器又は警報
器、又は過熱温度に感応して遮断器（図示せず）を引外
し。

三相誘導電動機１０を消勢するようなものでもよい。

磁気増幅器は平均磁束に応答し、かつ雑音に比較的不感
応なので上記の実施例には特に適している。

磁気増幅器を利得の十分大きいものとして設計する場合
には、磁気増幅器は実質的にスイッチとして動作し、電
動機巻線１２の過熱温度に感応して信号を発生したり又
は制御目的のオン・オフ計器として用いることができる
。

勿論ホール素子を用いたような他の検知装置を用いても
よく、一般的には非対称抵抗装置あるいはそれに相当す
る装置によって電動機回路に誘導された小さな直流成分
に対応した電流及び電圧に応答するような検知装置ある
いは計測装置ならどのようなものを用いても可能である
。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の簡単な第一実施例を示す概略図、
第２図は、この発明の第二実施例を示す概略図である。 １０・・・・・・三相誘導電動機、１２・・・・・・電
動機巻線、１６・・・・・・非対称抵抗装置、１８・・
・・・・ダイオード。 ２０・・・・・・直流電流計、２１・・・・・・直流電
圧計、２５・・・・・・磁気増幅器、２６・・・・・・
可飽和磁心、２７・・・・・・バイアス巻線、２８・・
・・・傭１脚巻線、２９・・・・・・バイパスフィルタ
、３２・・・・・・出力巻線。 尚、図中、同一符号は同−又は相当部分を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 交流によって附勢される電動機巻線：該電動機巻線
   に小さな直流成分を導びき、前記電動機巻線と直列接続
   された非対称抵抗装置であって、二つの並列分岐路にお
   いて互いに反対の極性に接続された複数個のダイオード
   を備え、前記二つの並列分岐路がそれぞれ異なった所定
   数のダイオードを備えているもの： 前記非対称抵抗装置の両端間に接続されたバイパスフィ
   ルタ：及び 可飽和磁心、該可飽和磁心に巻かれ前記非対称抵抗装置
   の両端間に接続されたバイアス巻線、前記可飽和磁心に
   巻かれ前記電動機巻線及び非対称抵抗装置に直列接続さ
   れ前記バイアス巻線とは反対の磁界を発生する制御巻線
   、及び前記可飽和巻線に巻かれ前記バイアス巻線から発
   生される一５磁界が前記制御巻線から発生される磁界よ
   り犬１くなったとき出力信号を発生する出力巻線を有１
   ている大利得型磁気増幅器： を備えていることを特徴とした電動機巻線の７度検出装
   置。