(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力電源によって駆動するモータ、このモータによって発生される誘導電圧を検出してエアーギャップをチェックするための補助コイル、ステータコイルの温度を検出するためのサーモスタットを含んでなされるモータ部と、
前記モータ部に入力電源を供給するパワーサプライと、
振動検出センサを前記モータ部のモータに取り付けてアキシァル及びラジアル方向に分離してモータ振動を検出する振動検出部と、
前記振動検出部から検出された振動値による信号を線形増幅した後、出力する信号増幅部と、
前記モータ部内補助コイルから検出された誘導電圧値による信号を線形増幅した後、全波整流して出力する信号増幅及び整流部と、
前記モータ部内サーモスタットから検出されたステータ温度による信号を絶縁した後、出力する信号絶縁部と、
前記パワーサプライからモータ部に印加される入力電源の各相による信号を絶縁した後、半波整流して出力する信号絶縁及び整流部と、
前記信号増幅部及び信号増幅及び整流部から出力されるアナログの信号をデジタル信号に変換した後、該振動値及び誘導電圧値を表示するように制御して該リレー接点制御信号を出力し、前記信号絶縁部から出力される信号からステータコイルの温度状態を判断し、前記信号絶縁及び整流部から出力されるｗ相、ｕ相、ｖ相に該当する各波形の位相差を検出してモータの回転方向を判断して、これを表示するように制御して該リレー接点制御信号を出力するマイクロプロセッサーと、
前記マイクロプロセッサーの制御によって前記該振動値、誘導電圧値、ステータコイルの温度状態、モータの回転方向を各々表示するＬＥＤディスプレー部と、
前記振動検出部から検出された振動値と前記モータ部内補助コイルから検出された誘導電圧値によって前記マイクロプロセッサーから出力される接点制御信号によって作動する第１リレーと、前記モータ部内サーモスタットから検出されたステータの温度によって前記マイクロプロセッサーから出力される接点制御信号によって作動する第２リレーと、前記モータ部に印加される入力電源の各相による信号によって前記マイクロプロセッサーから出力される接点制御信号によって作動する第３リレーで構成されて、前記マイクロプロセッサーから出力されるリレー接点制御信号によって出力接点をオープンまたはクローズ状態に変更するリレー出力部で構成されることを特徴とするモータモニタリングシステム。
【請求項２】
前記リレー出力部から出力される信号によってマグネットスイッチが連動してモータの駆動及び作動を制御できるように前記リレー出力部と前記マグネットスイッチを連結するターミナルコネクターをさらに含んで構成されることを特徴とする請求項１に記載のモータモニタリングシステム。
【請求項３】
前記マイクロプロセッサーがモータの累積駆動時間を測定してＥＥＰＲＯＭに記録して、前記ＬＥＤディスプレー部を通して表示するように制御することを特徴とする請求項１に記載のモータモニタリングシステム。
【請求項４】
前記振動検出部の振動検出センサが圧電フィルムセンサまたは加速度センサであることを特徴とする請求項１に記載のモータモニタリングシステム。
【請求項５】
前記モータ部の補助コイルがモータ用主コイル上に１８０度間隔で２個所、または１２０度間隔で３個所、または９０度間隔で４個所に挿入されてモータによって発生される誘導電圧を検出することを特徴とする請求項１に記載のモータモニタリングシステム。
【請求項６】
前記信号絶縁部及び信号絶縁及び整流部がオプトカプラーによって前記モータ部内サーモスタットから検出されたステータ温度による信号及び前記パワーサプライからモータ部に印加される入力電源の各相による信号を絶縁することを特徴とする請求項１に記載のモータモニタリングシステム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はモータモニタリングシステムに係り、特に振動検出センサ、補助コイル、サーモスタットのような温度調節装置などを利用してモータの状態をモニターリングして、このモニターリング結果を表示すると同時にモニターリング結果によってマグネットスイッチ（Ｍａｇｎｅｔ  Ｓｗｉｔｃｈ）の作動を制御することによってモータの故障及び焼損を未然に防止できるようにしたモータモニタリングシステムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来にはモータの過電流異常状態に対する点検及び保護機器としてマグネットスイッチが備わっているが、これはモータの初期駆動時に発生する始動電流に対しては正常動作に判断してスイッチ作動をしなくて、一定時間以後からモータから発生される過電流が臨界値より高ければスイッチを作動させて回路を遮断したり警報機を作動させてモータを保護する機能を遂行する。
【０００３】
しかし、従来には前記のようにモータの故障や焼損を誘発させる要因としてモータの過電流のみならずモータの振動やモータの逆回転によってモータが故障になる問題点があった。
【０００４】
そしてモータにおいてステータの内径とモータの外径間の間隔をエアーギャップ（Ａｉｒ−Ｇａｐ）というが、このエアーギャップが不均衡の場合ベアリングが摩耗された状態になる。
【０００５】
このようなベアリングの摩耗によってもモータが故障になるようになる。
【０００６】
また、ステータコイルの過熱でモータが焼損される問題点もあった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は前記のような問題点を解決するためのものであり、本発明の目的は、振動検出センサ、補助コイル、サーモスタットのような温度調節装置などを利用してモータの状態をモニターリングして、このモニターリング結果を表示すると同時にモニターリング結果によってマグネットスイッチの作動を制御することによってモータの故障及び焼損を未然に防止できるようにしたモータモニタリングシステムを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記のような目的を達成するための本発明によるモータモニタリングシステムは、入力電源によって駆動するモータ、このモータによって発生される誘導電圧を検出するための補助コイル、ステータコイルの温度を検出するためのサーモスタットを含んでなされるモータ部と、前記モータ部に入力電源を供給するパワーサプライと、振動検出センサを前記モータ部のモータに取り付けてアキシャル及びラジアル方向のモータ振動を検出する振動検出部と、前記振動検出部から検出された振動値による信号をＯＰアンプによって線形増幅した後、出力する信号増幅部と、前記モータ部内補助コイルから検出された誘導電圧値による信号をＯＰアンプによって線形増幅した後、全波整流して出力する信号増幅及び整流部と、前記モータ部内サーモスタットから検出されたステータ温度による信号を絶縁した後、出力する信号絶縁部と、前記パワーサプライからモータ部に印加される入力電源の各相による信号を絶縁した後、半波整流して出力する信号絶縁及び整流部と、前記信号増幅部及び信号増幅及び整流部から出力されるアナログの信号をデジタル信号に変換した後、該振動値及び誘導電圧値を表示するように制御して該リレー接点制御信号を出力し、前記信号絶縁部及び信号絶縁及び整流部から出力される信号からステータコイルの温度状態及びモータの回転方向を判断してこれを表示するように制御して該リレー接点制御信号を出力するマイクロプロセッサーと、前記マイクロプロセッサーの制御によって前記該振動値、誘導電圧値、ステータコイルの温度状態、モータの回転方向を各々表示するＬＥＤディスプレー部と、多数のリレーで構成されて、前記マイクロプロセッサーから出力されるリレー接点制御信号によって出力接点をオープンまたはクローズ状態に変更するリレー出力部で構成されることを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、添付された図面を参考にして本発明によるモータモニタリングシステムの構成及び作動を詳細に説明する。
【００１０】
図１は、本発明によるモータモニタリングシステムのブロック構成図であって、入力電源によって駆動するモータ、このモータによって発生される誘導電圧を検出するための補助コイル（Ａｕｘｉｌｉａｒｙ  Ｃｏｉｌ）ＡＣ、ステータコイル（Ｓｔａｔｏｒ  Ｃｏｉｌ）の温度を検出するためのサーモスタット（Ｔｈｅｒｍｏｓｔａｔ）Ｔ１を含んでなされるモータ部１と、前記モータ部１に入力電源を供給するパワーサプライ（Ｐｏｗｅｒ  Ｓｕｐｐｌｙ）２と、振動検出センサを前記モータ部１のモータに取り付けてアキシャル（Ａｘｉａｌ）及びラジアル（Ｒａｄｉａｌ）方向のモータ振動を検出する振動検出部３と、前記振動検出部３から検出された振動値による信号をＯＰアンプによって線形増幅した後、出力する信号増幅部４と、前記モータ部１内補助コイルＡＣから検出された誘導電圧値による信号をＯＰアンプによって線形増幅した後、全波整流して出力する信号増幅及び整流部５と、前記モータ部１内サーモスタットＴ１から検出されたステータ温度による信号をオプトカプラー（ＯｐｔｏＣｏｕｐｌｅｒ）によって絶縁した後、出力する信号絶縁部６と、前記パワーサプライ２からモータ部１に印加される入力電源の各相による信号をオプトカプラーによって絶縁した後、半波整流して出力する信号絶縁及び整流部７と、前記信号増幅部４及び信号増幅及び整流部５から出力されるアナログの信号をデジタル信号に変換した後、該振動値及び誘導電圧値を表示するように制御して該リレー接点制御信号を出力し、前記信号絶縁部６及び信号絶縁及び整流部７から出力される信号からステータコイルの温度状態及びモータの回転方向を判断してこれを表示するように制御して該リレー接点制御信号を出力する１チップ（Ｃｈｉｐ）状のマイクロプロセッサー（Ｍｉｃｒｏ  Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）８と、前記マイクロプロセッサー８の制御によって前記該振動値、誘導電圧値、ステータコイルの温度状態、モータの回転方向を各々表示するＬＥＤディスプレー部９と、第１〜第３リレー１１〜１３で構成されて、前記マイクロプロセッサー８から出力されるリレー接点制御信号によって出力接点をオープン（Ｏｐｅｎ）またはクローズ（Ｃｌｏｓｅ）状態に変更するリレー出力部１０で構成される。
【００１１】
ここで、前記リレー出力部１０は、ターミナルコネクター（ＴｅｒｍｉｎａｌＣｏｎｎｅｃｔｏｒ）１４を通してマグネットスイッチのようなモータ制御器と連結されるによって本発明によるモータモニタリングシステムはマグネットスイッチと連動してモータの全体的な駆動及び作動を間接的に制御するようになる。
【００１２】
前記マイクロプロセッサー８は、モータが駆動されるあいだ駆動時間を測定してこれを記録する。
【００１３】
すなわち、モータ駆動時一定間隔（例えば、１０分間隔）でマイクロプロセッサー８のＥＥＰＲＯＭに駆動時間を記録して、この累積されて記録された累積駆動時間を前記ＬＥＤディスプレー部９を通して表示するようにする。
【００１４】
前記リレー出力部１０内第１リレー１１は、前記振動検出部３から検出された振動値と前記モータ部１内補助コイルＡＣから検出された誘導電圧値によって前記マイクロプロセッサー８から出力される接点制御信号によって作動して、第２リレー１２は前記モータ部１内サーモスタットＴ１から検出された温度によって前記マイクロプロセッサー８から出力される接点制御信号によって作動し、第３リレー１３は前記モータ部１に印加される入力電源の各相による信号によって前記マイクロプロセッサー８から出力される接点制御信号によって作動する。
【００１５】
前記のように構成された本発明によるモータモニタリングシステムの動作を説明すると次のようである。
【００１６】
まず、モータの振動を検出して、この検出結果によってリレーの作動を制御する過程を説明する。
【００１７】
振動検出部３は、圧電フィルムセンサ（Ｐｉｅｚｏ−Ｆｉｌｍ  Ｓｅｎｓｏｒ）ｓ１、ｓ２または加速度センサ（Ａｃｃｅｌｅｒａｔｉｏｎ  Ｓｅｎｓｏｒ）を前記モータ部１のモータに付着させてアキシャル及びラジアル方向のモータ振動を検出する。
【００１８】
続いて、信号増幅部４は、前記振動検出部３から検出された振動値による信号をＯＰアンプによって線形増幅して、この増幅された信号をマイクロプロセッサー８に出力する。
【００１９】
そうすると、マイクロプロセッサー８は、前記信号増幅部４から出力されるアナログの信号をデジタル信号に変換した後、該振動値をＬＥＤディスプレー部９を通して表示するように制御して、前記該振動値が既設定された臨界値以上であるかを判断して臨界値以上であれば該リレー接点制御信号をリレー出力部１０内第１リレー１１に出力する。
【００２０】
これにより、リレー出力部１０内第１リレー１１は、前記マイクロプロセッサー８から出力されるリレー接点制御信号によって作動して出力接点をオープン状態からクローズ状態に変更する。
【００２１】
以後、リレー出力部１０内第１リレー１１を通して出力される信号は、ターミナルコネクター１４を通してモータ制御器、すなわちマグネットスイッチに印加されてマグネットスイッチをオフ動作させて、これによりモータの駆動が中断されながらモータの振動によって発生されるモータの故障を未然に防止できるようになる。
【００２２】
次に、ベアリングの運転状態を検出して、この検出結果によってリレーの作動を制御する過程を説明する。
【００２３】
すなわち、モータによって発生される誘導電圧を検出するとモータのエアーギャップをチェックできる。言い換えればベアリングの摩耗によってエアーギャップが不均衡になることをチェックできることである。
【００２４】
モータ部１内補助コイルＡＣは、モータによって発生される誘導電圧を検出する。
【００２５】
この際、前記補助コイルＡＣは、ステータのスロット、すなわちモータ用主コイル上に１８０度間隔で２個所、または１２０度間隔で３個所、または９０度間隔で４個所に挿入されてモータによって発生される誘導電圧を検出するようになる。
【００２６】
続いて、信号増幅及び整流部５は、前記モータ部１内補助コイルＡＣから検出された誘導電圧値による信号をＯＰアンプによって線形増幅した後、全波整流して、この整流された信号をマイクロプロセッサー８に出力する。
【００２７】
そうすると、マイクロプロセッサー８は、前記信号増幅及び整流部５から出力されるアナログの信号をデジタル信号に変換した後、該誘導電圧値をＬＥＤディスプレー部９を通して表示するように制御して、前記該誘導電圧値が既設定された臨界値以上であるかを判断して臨界値以上であれば該リレー接点制御信号をリレー出力部１０内第１リレー１１に出力する。
【００２８】
これにより、リレー出力部１０内第１リレー１１は、前記マイクロプロセッサー８から出力されるリレー接点制御信号によって作動して出力接点をオープン状態からクローズ状態に変更する。
【００２９】
以後、リレー出力部１０内第１リレー１１を通して出力される信号は、ターミナルコネクター１４を通してマグネットスイッチに印加されてマグネットスイッチをオフ動作させて、これによりモータの駆動が中断されながらベアリング摩耗によって発生されるモータの故障を未然に防止できるようになる。
【００３０】
引続き、ステータコイルの温度を検出して、この検出結果によってリレーの作動を制御する過程を説明する。
【００３１】
モータ部１内サーモスタットＴ１は、ステータコイルの温度を検出するようになるが、この際サーモスタットＴ１はバイメタリック状（ＢｉｍｅｔａｌｌｉｃＴｙｐｅ）のサーモスタットであってステータコイルに挿入されて異常温度を検出するようになる。
【００３２】
続いて、信号絶縁部６は、前記モータ部１内サーモスタットＴ１から検出された温度による信号をオプトカプラーによって絶縁して、この絶縁された信号をマイクロプロセッサー８に出力する。
【００３３】
そうすると、マイクロプロセッサー８は、前記信号絶縁部６から出力される信号からステータコイルの温度状態を判断してこれをＬＥＤディスプレー部９を通して表示するように制御して、前記ステータコイルの温度が既設定された臨界値以上であるかを判断して臨界値以上に異常温度が検出される場合であれば該リレー接点制御信号をリレー出力部１０内第２リレー１２に出力する。
【００３４】
これにより、リレー出力部１０内第２リレー１２は、前記マイクロプロセッサー８から出力されるリレー接点制御信号によって作動して出力接点をオープン状態からクローズ状態に変更する。
【００３５】
以後、リレー出力部１０内第２リレー１２を通して出力される信号は、ターミナルコネクター１４を通してマグネットスイッチに印加されてマグネットスイッチをオフ動作させて、これによりモータの駆動が中断されながらステータコイルの異常温度によって発生されるモータの焼損を未然に防止できるようになる。
【００３６】
最後に、モータの回転方向を検出して、この検出結果によってリレーの作動を制御する過程を説明する。
【００３７】
信号絶縁及び整流部７は、前記パワーサプライ２からモータ部１に印加される入力電源の各相による信号をオプトカプラーによってモータ側高圧部と完全に絶縁した後、半波整流して、この整流された信号をマイクロプロセッサー８に出力する。
【００３８】
そうすると、マイクロプロセッサー８は、前記信号絶縁及び整流部７から出力される信号からモータの回転方向を判断してこれをＬＥＤディスプレー部９を通して表示するように制御して、モータの回転方向判断結果逆回転の場合であれば該リレー接点制御信号をリレー出力部１０内第３リレー１３に出力する。
【００３９】
すなわち、マイクロプロセッサー８は、前記信号絶縁及び整流部７から出力される信号、すなわち図２に示したｗ相、ｕ相、ｖ相に該当する各波形の位相差を検出してモータの回転方向を検出することである。
【００４０】
これにより、リレー出力部１０内第３リレー１３は、前記マイクロプロセッサー８から出力されるリレー接点制御信号によって作動して出力接点をオープン状態からクローズ状態に変更する。
【００４１】
以後、リレー出力部１０内第３リレー１３を通して出力される信号は、ターミナルコネクター１４を通してマグネットスイッチに印加されてマグネットスイッチをオフ動作させて、これによりモータの駆動が中断されながらモータの逆回転によって発生されるモータの故障を未然に防止できるようになる。
【００４２】
一方、前記で説明したように本発明によるモータモニタリングシステムは、モータの累積駆動時間を測定及び記録して表示する機能を遂行する。
【００４３】
すなわち、ＬＥＤ１個が１０００時間を示す場合にＬＥＤ１５個がすべて点灯されると１５０００時間が立ったことに認識して、以後リセットスイッチ（Ｒｅｓｅｔ  Ｓｗｉｔｃｈ）をリセットさせると再び駆動時間を測定して記録するようになる。
【００４４】
そして、スペア・パーツ（Ｓｐａｒｅ  Ｐａｒｔ）を交換する時点でリセットスイッチをリセットさせるとはじめから再び駆動時間を記録して表示する。この際、累積駆動時間の記録はマイクロプロセッサー８のＥＥＰＲＯＭを用いた記録であるので電源がオフされた後にもこの記録は常に維持されるようになる。
【００４５】
【発明の効果】
以上、前記で説明したように本発明は振動検出センサ、補助コイル、サーモスタットのような温度調節装置などを利用してモータの状態をモニターリングして、このモニターリング結果をＬＥＤディスプレーを通して表示することによってユーザーがモータの状態を容易に認識でき、前記モニターリング結果によってマグネットスイッチの作動を制御することによってモータの故障及び焼損を未然に防止できるようになる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるモータモニタリングシステムのブロック構成図。
【図２】本発明によるモータ各相の出力波形図。
【符号の説明】
１：モータ部
３：振動検出部
４：信号増幅部
５：信号増幅及び整流部
６：信号絶縁部
７：信号絶縁及び整流部
８：マイクロプロセッサー
９：ＬＥＤディスプレー部
１０：リレー出力部
【図１】
0003549872.tif 000002
【図２】
0003549872.tif 000003