JPS631827B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は電動機など電気機器の温度過昇防止装
置に関する。

（従来の目的） 電気機器において、例えば電動機の固定子巻線
（マグネツト・ワイヤーで形成）を焼損すること
は直ちに製造装置の停止につながり、大きな被害
をもたらすことになる。従つて、従来からその機
器に要求される機能、用途、取付場所、重要度に
より保護装置は種々選定されている。例えば電動
機関係で主に用いられている温度保護装置として
は、一般的にバイメタル式の熱動形のものがあ
る。これは、バイメタルに直接又は間接的に電流
を流し、バイメタルの内部にジユール熱を生じバ
イメタルを反転させるものと、周囲の温度が設定
値以上になつたとき同様にバイメタルを反転させ
るものがある。この反転により接点を開き、回路
を遮断して電動機を停止させ、固定子巻線を保護
する温度保護装置が使用されている。前者の電流
要素若しくは電流要素と温度の影響によつて動作
するもので、構造上大形となり、内部スペースの
非常に小さい小形電動機に取付けることができな
いことと、高価になるという欠点がある。また後
者の場合は、一般に小さいものがあるから寸法的
には取付が可能であるが、電動機の拘束時に電流
要素によつて早く動作して欲しい時には感度が悪
いという欠点があつた。

本発明の目的はこれらの事情の鑑みなされたも
ので、電動機の拘束、単相運転、過負荷、不平衡
電源等の温度過昇条件を早くキヤツチし、固定子
巻線の焼損を防止する温度過昇防止装置を提供す
ることにある。

〔発明の構成〕

（問題点を解決するための手段） 本発明は電気機器の巻線の近傍に配設して電気
機器の温度と流れる電流を検知して温度過上昇を
防止するものにおいて、電線を巻回してなる円筒
状のコイルと、このコイルの内側に空間を設けて
収納した熱動形温度保護装置と、前記空間に熱伝
達にすぐれ且つ高透磁率を有する材料と混合する
樹脂で成る充填材を充填して形成されたことを特
徴とする温度過昇防止装置である。

（作用） この様に構成されているので、コイルに流れる
電流による磁界で鉄粉に鉄損が生じこれが充填材
全体の発熱を大にさせ、充填材内に埋設された熱
動形温度保護装置であるバイメタルが充填材の温
度上昇を従来より低温で検知して動作し、電気機
器の巻線の損傷を少なく且つ焼損を防止する。

（実施例） 以下図面を参照して本発明の一実施例を説明す
る。第１図は本装置の縦断正面図で、この温度過
昇防止装置１は次の様にして形成される。即ち、
電線（マグネツト・ワイヤー）を複数回円筒状に
巻かれて形成された円筒状のコイル２と、このコ
イル２の内側にバイメタル式の温度保護装置３が
挿入されており、温度保護装置３のリード線端子
は一方４ａを直接外部へ他方４ｂをコイル２の巻
線を経由して外部へ夫々取り出されている。コイ
ル２と温度保護装置３の空間部には、エポキシレ
ジンと鉄粉を適当に混合したものを充填材５とし
て充填固着し、円筒状のコイル２の外周には絶縁
チユーブ６によつて全体をつつむ構成からなつて
いる。

以上のように構成された温度過昇防止装置１
は、第２図の結線図に示すように固定子巻線７と
温度保護装置３のリード線端子を直列接続し、温
度過昇防止装置１は固定子巻線７の近傍に取付け
らる。そして、電動機の端子８が電源に接続され
て通電されると、温度過昇防止装置１を通じて、
固定子巻線７に電流が供給される。誘導電動機が
始動する時には、定格運転電流の数倍の始動電流
が流れる。始動電流の持続時間は負荷により変動
するが、小形電動機では一般に長くても数秒以内
に始動は完了するために、電動機及び負荷が正常
の場合には温度過昇防止装置１は何ら動作しな
い。しかし乍ら電動機又は負荷の相手機械が何ら
かの原因によつて回転軸が拘束されたような場合
には、電動機に拘束電流のみが流れる。この時、
温度過昇防止装置１のコイル２に流れる電流によ
つて、コイル２が円筒状であるためにコイル２の
内部には電流に比例した磁界が生じる。このこと
を第３図により説明すると、円筒状のコイル２の
巻き長さｌ、巻回数Ｎ、円筒状のコイル２の半径
ａ、内部のレジンと鉄粉の混合における透磁率を
μとすると、コイル２の内部中心磁界Ｈと磁気エ
ネルギーｕは次の(1)及び(2)式で表される。

ｕ＝μN²I²／８｛a²（ｌ／２）²｝ …(2) Ｎ：巻回数 Ｉ：電流 μ：透磁率 ｕ：磁気エネルギー 即ち、コイル２の内部のレジンと鉄粉混合の充
填材５には磁界がかかるために、鉄粉に鉄損を生
じ発熱する。この時の磁気エネルギーｕは電流Ｉ
の２乗に比例し、この大きさに比例して鉄粉が発
熱し、ひいては熱伝達によつて充填材５全体が発
熱する。この充填材５の温度を充填材５内に埋設
された温度保護装置３が検出する。

今、電動機が何らかの原因によつて拘束され、
電動機の拘束電流が定格運転電流の６倍であつた
とすれば、この拘束電流によつて発生する磁界に
より温度過昇防止装置１を形成する充填材５の鉄
粉は鉄損を発生し、その熱量は定格運転時の36倍
となり、鉄粉と混合されるレジンの熱伝導率を考
慮に入れても充填材５の温度上昇は高く且つ速
い。この発熱によつて上昇した充填材５の温度を
温度保護装置３のバイメタルは短時間に感温し接
点を開く。従つて電動機に流れる電流は遮断さ
れ、固定子巻線７の温度が過昇したり焼損するこ
とはない。これは従来の単にバイメタルを固定子
巻線７に接触させる方式に比べ、バイメタルは発
熱体の充填材５により包囲され且つ高温であるた
めバイメタル表面での熱放散が少なくバイメタル
の感温は高温で且つ速度が速くなるので、電動機
の拘束時に従来より低温で電動機の電流を遮断す
ることができ固定子巻線７の損傷をより少なくす
ることができる。

また、第２図において固定子巻線７の一相が切
れていたり、電源の一端が接触不良等によつて欠
相していたりした場合、電動機は単相運転される
が、この場合も電動機は単相状態では始動しない
ので単相拘束状態となり、温度過昇防止装置１に
よつて固定子巻線７に流れる電流は遮断され固定
子巻線７は保護される。一方運転中に過負荷或い
は単相運転になり、固定子巻線７の温度上昇が高
くなつた時には、温度過昇防止装置１は予め固定
子巻線７の近傍に取付けられているので巻線の温
度上昇を検知して、温度保護装置３の接点を開放
し電動機は停止し、固定子巻線７の焼損を防止す
る。

尚、この温度過昇防止装置１は当然のことなが
ら、電動機が正常始動並びに正常運転（電動機の
定格電流以下で運転）される場合には動作しない
ように、温度保護装置３、コイル２の巻回数など
を設定しておく。

上記一実施例においていは、コイル２の内部に
レジンと鉄粉を混合した充填材５を挿入したが、
要は、コイル２の内部に出来る磁界Ｈによつて温
度保護装置３の温度が上昇すればよいので、鉄粉
の代わりに空気より透磁率の大きい材料を挿入す
るとか、温度保護装置３の本体、外装などに磁性
材を使用するなど上記実施例にのみ限定されず、
その要旨を変更しない範囲内で種々変形して実施
出来ることは勿論である。

〔発明の効果〕

このように本発明によれば、円筒状のコイル内
の鉄粉とレジンを混合した充填材で温度保護装置
を埋設したことにより、従来の温度保護装置のみ
ではカバーすることの出来なかつた範囲、即ち、
電動機の拘束時の温度保護機能を持たせることが
出来、電気機器の熱特性に合致した保護ができる
効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による温度過昇防止装置の縦断
正面図、第２図は温度過昇防止装置を電動機に組
込んだ時の結線図、第３図は温度過昇防止装置の
原理を説明する構成図である。 １……温度過昇防止装置、２……コイル、３…
…温度保護装置、４ａ，４ｂ……リード線、５…
…充填材、６……絶縁チユーブ、７……固定子巻
線。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 電気機器の巻線の近傍に配設して電気機器の
   温度と流れる電流を検知して温度過上昇を防止す
   るものにおいて、電線を巻回してなる円筒状のコ
   イルと、このコイルの内側に空間を設けて収納し
   た熱動形温度保護装置と、前記空間に熱伝達にす
   ぐれ且つ高透磁率を有する材料と混合する樹脂で
   成る充填材を充填して形成されたことを特徴とす
   る温度過昇防止装置。 ２ 前記充填材を鉄粉とエポキシレジンを混合し
   たこととする特許請求の範囲第１項記載の温度過
   昇防止装置。