(57)【要約】【課題】モータ２１に始動電流が流れている間も、誤動作することなく故障を検出して保護可能にする。【解決手段】モータ保護継電器に反限時要素１と定限時要素２とを備えて、予め設定されたモータ２１の始動時間に基づいて、始動時間中は反限時要素１を用い始動時間経過後に定限時要素２に、切替スイッチ４にて切り替えるようにする。反限時要素１は、始動電流では始動時間中にトリップ指令９が出力しないように設定し、拘束故障などによる過電流が発生するとトリップ指令９を出力する。また、始動時間経過後には、定限時要素２が過負荷や拘束故障が発生すると信頼性よく速やかに保護動作する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータの始動を検出する始動検出手段と、上記モータの電流信号に基づき過電流を検出すると該電流信号が大きいほど短い時間経過後に保護動作指令を出力する反限時要素と、上記モータの電流信号に基づき過電流を検出すると所定の一定時間経過後に保護動作指令を出力する定限時要素と、予め設定された上記モータの始動時間に基づいて、上記始動検出手段にて検出された上記モータの始動時点から上記始動時間中は上記反限時要素を用い、該始動時間経過後に上記定限時要素に切り替える切替手段とを備えたことを特徴とするモータ保護継電器。
【請求項２】
上記反限時要素、定限時要素のうち、上記切替手段にて切替選択された一方の限時要素に上記モータの電流信号が入力され、該選択された限時要素から出力される上記保護動作指令を用いることを特徴とする請求項１記載のモータ保護継電器。
【請求項３】
上記反限時要素および上記定限時要素の双方に上記モータの電流信号が入力され、上記切替手段にて選択された一方の限時要素から出力される上記保護動作指令を用いることを特徴とする請求項１記載のモータ保護継電器。
【請求項４】
上記始動検出手段は、上記モータへの電路を遮断する遮断器の接点と連動したディジタル信号入力により上記モータの始動を検出することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のモータ保護継電器。
【請求項５】
上記始動検出手段は、上記モータへの電路を遮断する遮断器より該モータ側で検出された電圧信号を入力することにより上記モータの始動を検出することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のモータ保護継電器。
【請求項６】
上記始動検出手段は、上記モータへの電路にて検出された電流信号を入力することにより上記モータの始動を検出することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のモータ保護継電器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は過電流を検出してモータを保護するモーター保護継電器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のモータ保護リレーは、モータ保護リレーと並列にバイパス回路を設け、補助リレーの接点を任意に動作させるようにして保護時間を任意に設定できる（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−２７３６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来のモータ保護継電器（モータ保護リレー）では、モータに始動電流が流れている途中で、保護継電器に入力される電流をバイパスすることにより保護継電器を非動作状態にするものであるため、その間に故障が発生した場合には保護ができないという問題点があった。また、補助リレーおよびタイマをモータ保護継電器の外部に備える必要があり、保護回路全体の装置構成を簡略にするには困難であった。
【０００５】
この発明は、上記のような問題点を解消するために成されたものであって、モータに始動電流が流れている間にも、故障を検出して保護可能なモータ保護継電器の構造を、簡略な装置構成にて提供すること目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明に係るモータ保護継電器は、モータの始動を検出する始動検出手段と、上記モータの電流信号に基づき過電流を検出すると該電流信号が大きいほど短い時間経過後に保護動作指令を出力する反限時要素と、上記モータの電流信号に基づき過電流を検出すると所定の一定時間経過後に保護動作指令を出力する定限時要素と、切替手段とを備える。そして切替手段は、予め設定された上記モータの始動時間に基づいて、上記始動検出手段にて検出された上記モータの始動時点から上記始動時間中は上記反限時要素を用い、該始動時間経過後に上記定限時要素に切り替える。
【発明の効果】
【０００７】
この発明によるモータ保護継電器は、反限時要素と定限時要素とを備えて、モータの始動時点から始動時間中は反限時要素を用い、該始動時間経過後に定限時要素に切り替えるようにしたため、モータの始動時間中は、始動電流による誤動作を防止できると共に故障検出および保護動作が可能になり、始動時間経過後には、過負荷や拘束故障が発生すると信頼性よく保護動作を行う。また、始動検出手段を備えてモータ保護継電器内でモータの始動を検出して、限時要素を動作させる様にしたため、外部に特別な回路を要することなくモータ保護継電器を構成でき、保護回路全体の装置構成が簡略化できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１によるモーター保護継電器の内部ブロック図である。図に示すように、反限時要素１と定限時要素２との２つの限時要素を内蔵し、２つの限時要素を切り替えるための限時要素切替判定部３および入力切替スイッチ４から成る切替手段を備える。また、２つの限時要素１、２の後段に配した復帰制御部５と、動作表示のためのＬＥＤ６とを備える。
【０００９】
反限時要素１は、過電流を検出するレベル判定部１ａおよび反限時タイマ１ｂで構成され、アナログ信号であるモータの電流信号７を入力として、レベル判定部１ａにより過電流が検出されると、反限時タイマ１ｂは、電流信号７が大きいほど短い時間経過後に保護動作指令であるトリップ指令９を出力する。定限時要素２は、過電流を検出するレベル判定部２ａおよび定限時タイマ２ｂで構成され、モータの電流信号７を入力として、レベル判定部２ａにより過電流が検出されると、所定の一定時間経過後にトリップ指令１１を出力する。また、各レベル判定部１ａ、１ｂは過電流を検出すると過電流検出信号８、１０を出力してＬＥＤ６を点滅させ動作表示する。トリップ指令９、１１は復帰制御部５を介して外部に動作信号として出力されると共に、ＬＥＤ６を点灯させ保護動作を表示する。なお、１４、１５はＯＲ回路である。
【００１０】
限時要素切替判定部３は、始動検出手段としての始動検出部３ａと始動時間判定部３ｂとを備え、遮断器の接点と連動したＤ／Ｉ信号１２を入力として始動検出部３ａによりモータの始動が検出されると、始動時間判定部３ｂは、予め設定されたモータの始動時間が経過すると切替信号１３を入力切替スイッチ４へ出力する。入力切替スイッチ４は、反限時要素１あるいは定限時要素２のいずれかに電流信号７を入力するように切り替える。
【００１１】
図２に示すように、モータ保護継電器２０は、モータ２１に過電流が流れるとモータ２１への電路であるモータフィーダ２２を遮断する遮断器２３へトリップ指令（動作信号）を出力する。また、遮断器２３の接点と連動するパレットスイッチ２４の状態を示すＤ／Ｉ信号１２がモータ保護継電器２０に入力される。
【００１２】
このように構成されるモータ保護継電器の動作について、図３、図４に基づいて以下に説明する。図３は入力されるＤ／Ｉ信号１２と、各限時要素１、２の切替スイッチ４による選択／非選択を示す図である。また図４はモータ電流の波形と限時動作状態とを示す図である。
まず、モーターフィーダ２２が遮断器２３により遮断されている時、Ｄ／Ｉ信号１２はＯＦＦで、反限時要素１は電流信号７の入力が接続されて動作できる状態にあり、定限時要素２は入力がないので復帰状態にある。
次に遮断器２３が投入されＤ／Ｉ信号１２がＯＮになると、始動検出部３ａではモータ２１の始動を検出し、始動時間判定部３ｂは、始動時点からの時間をカウントし、予め設定されている始動時間になると切替信号１３を入力切替スイッチ４へ出力する。
【００１３】
図４に示すように、遮断器２３が投入されモータ２１が始動すると、モータ２１には定格電流の数倍の始動電流が数秒〜数十秒の間流れる。始動電流が流れる時間はモータ２１の種類や負荷の性質によって異なるが、この始動電流が流れる間の時間に余裕を入れて始動時間を予め設定し、始動時間判定部３ｂに保持する。
また、モータ２１が始動すると、モータ保護継電器は反限時動作を行う、即ち、モータ２１の電流信号７は反限時要素１に入力され、レベル判定部１ａにより過負荷レベルを超える過電流が検出されると、反限時タイマ１ｂは、電流信号７の電流値が大きいほど短い時間経過後に保護動作指令であるトリップ指令９を出力する。ここで、反限時タイマ１ｂは、始動電流レベルの電流信号７では設定された始動時間より長い時間経過後に、またモータ２１の拘束故障発生時の電流レベルでは設定された始動時間より短い時間経過後にトリップ指令９を出力するように設定されたものとする。
また、過電流が検出されて反限時タイマ１ｂがカウント動作している間は、過電流検出信号８によりＬＥＤ６は点滅し、トリップ指令９が出力されると、ＬＥＤ６は点灯し、このトリップ指令９がモータ保護継電器の動作信号として出力されて遮断器２３を遮断する。
【００１４】
そして、上述したように、設定された始動時間が経過すると、始動時間判定部３ｂは切替信号１３を入力切替スイッチ４へ出力し、モータ２１の電流信号７の入力が切り替えられて定限時要素２に入力され、モータ保護継電器は定限時動作を行う。即ち、レベル判定部２ａにより過電流が検出されると、所定の一定時間経過後にトリップ指令１１を出力する。反限時要素１には入力がないので復帰状態にある。
この場合も、過電流が検出されて定限時タイマ２ｂがカウント動作している間は、過電流検出信号１０によりＬＥＤ６は点滅し、トリップ指令１１が出力されると、ＬＥＤ６は点灯し、このトリップ指令１１がモータ保護継電器の動作信号として出力されて遮断器２３を遮断する。
【００１５】
遮断器２３が遮断されると、始動検出部３ａではＤ／Ｉ信号１２がＯＦＦとなることを検出して、切替信号１３を入力切替スイッチ４へ出力し、電流信号７（電流０）の入力を反限時要素１へ接続するように切り替える。
なお、トリップ指令９が出力されて遮断器２３を遮断するにはある程度時間を要するものであり、その間に電流信号７の入力が反手限時要素１から定限時要素２に切り替わると、遮断動作が正常に行えないため、復帰制御部５にて所定の時間トリップ指令９を継続させて出力させ、遮断器２３を正常遮断する。
【００１６】
以上のようにこの実施の形態では、モータ保護継電器に反限時要素１と定限時要素２とを備えて、予め設定されたモータ２１の始動時間に基づいて、始動時間中は反限時要素１を用い始動時間経過後に定限時要素２に切り替えるようにした。このため、反限時要素１を用いて、モータ２１の始動電流が流れる間、始動電流によりトリップ指令を出力することなく、拘束故障などによる過電流が発生するとトリップ指令９を出力して保護動作できる。また、始動時間経過後には、過負荷や拘束故障が発生すると信頼性よく速やかに保護動作できる。また、始動時間は、始動電流が発生し減少してなくなるまでの時間より長めに設定されるので、定限時要素２に入力を切り替えた直後に定限時要素２が誤動作するのが防止できる。このように、補助リレーやタイマなど、外部に特別な回路を要することなく、始動検出すると共に始動時間中もその後も適切な保護動作が可能になる。
【００１７】
実施の形態２．
上記実施の形態１では、反限時要素１あるいは定限時要素２のいずれかに電流信号７を入力するように入力切替スイッチ４により切り替えるものであったが、この実施の形態２では、反限時要素１と定限時要素２との切替を出力側で行うものを示す。
図５は、この発明の実施の形態２によるモーター保護継電器の内部ブロック図である。図に示すように、反限時要素１と定限時要素２との２つの限時要素を内蔵し、２つの限時要素を切り替えるための限時要素切替判定部３および出力切替スイッチ１６から成る切替手段を備える。また、出力側に設けていたＯＲ回路１４、１５は削除する。それ以外の構成は上記実施の形態１と同様である。
【００１８】
モーターフィーダ２２が遮断器２３により遮断されている時、Ｄ／Ｉ信号１２はＯＦＦであるが、反限時要素１および定限時要素２は電流信号７の入力が接続されて動作できる状態にある。また、このとき出力切替スイッチ１６は反限時要素１の出力を外部出力に接続している。
遮断器２３が投入されモータ２１が始動すると、モータ２１の電流信号７は反限時要素１と定限時要素２との双方の限時要素に入力される。これにより、双方の限時要素１、２が動作する。また、Ｄ／Ｉ信号１２がＯＮになり始動検出部３ａによりモータの始動が検出されると、始動時間判定部３ｂは、予め設定されたモータの始動時間が経過すると切替信号１７を出力切替スイッチ１６へ出力する。出力切替スイッチ１６は、反限時要素１から定限時要素２への切替を行い、反限時要素１の出力を外部出力に接続する。
【００１９】
この実施の形態では、モータ２１が始動すると、反限時要素１と定限時要素２とは共に動作するが、出力されるトリップ指令９、１１は、いずれか一方が切替選択されて外部に出力される。設定された始動時間の間は反限時動作１のトリップ指令９が出力され、始動時間経過後は定限時要素のトリップ指令１１が出力される。
このため、上記実施の形態１と同様に、モータ２１の始動電流が流れる間は、反限時要素１を用いて、始動電流によりトリップ指令を出力することなく、拘束故障などによる過電流が発生するとトリップ指令９を出力して保護動作できる。また、始動時間経過後には、定限時要素２を用いて、過負荷や拘束故障が発生すると信頼性よく速やかに保護動作でき、上記実施の形態１と同様の効果が得られる。また、出力の切替時点で、既に定限時要素２が動作しており、定限時タイマ２ｂの処理時間に係る動作時間の遅れが生じないという効果がある。
【００２０】
なお、上記実施の形態１、２では、遮断器２３の接点と連動したＤ／Ｉ信号１２を入力してモータ２１の始動を検出したが、図６に示すように、遮断器２３よりモータ側に電圧検出器２５を設けて検出された電圧信号を入力しても良い。遮断器２３を投入することによりモーター２１に電圧が印加されるので、その電圧信号を取得することで遮断器２３の投入、即ちモータ２１の始動を検出することができる。これにより、モータ２１の始動を信頼性良く検出できる。
【００２１】
また、図７に示すように、モータフィーダ２２に設けられた電流検出器２６にて検出される電流信号を入力してモータ２１の始動を検出しても良い。遮断器２３を投入することによりモータ２１に電流が流れ、その電流信号によりモータ２１の始動を検出することができる。この電流検出器２６は、過電流保護のために設置するものと共用でき、即ち、限時要素１、２に入力される電流信号７を始動検出部３ａにも入力することでモータ２１の始動が検出できる。これにより、モータ２１の始動検出のために余分な機器を設置しないで始動の検出ができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】この発明の実施の形態１によるモーター保護継電器の内部ブロック図である。
【図２】この発明の実施の形態１によるモータ保護継電器におけるモータの始動検出を説明する図である。
【図３】この発明の実施の形態１による、遮断器の接点と連動するＤ／Ｉ信号と、各限時要素の切替スイッチによる選択／非選択を示す図である。
【図４】この発明の実施の形態１による、モータ電流の波形と限時動作状態とを示す図である。
【図５】この発明の実施の形態２によるモーター保護継電器の内部ブロック図である。
【図６】この発明の実施の形態２の別例によるモータ保護継電器におけるモータの始動検出を説明する図である。
【図７】この発明の実施の形態２の別例によるモータ保護継電器におけるモータの始動検出を説明する図である。
【符号の説明】
【００２３】
１  反限時要素、２  定限時要素、３  限時要素切替判定部、３ａ  始動検出部、
３ｂ  始動時間判定部、４  入力切替スイッチ、７  電流信号、
９，１１  トリップ指令、１２  Ｄ／Ｉ指令、２０  モータ保護継電器、２１  モータ、２２  モータフィーダ、２３  遮断器、２４  パレットスイッチ、２５  電圧検出器、
２６  電流検出器。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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