(57)【要約】【課題】従来の電流による警報器や電流遮断リレの発停動作は全てデジタルであっても(例えば、参考文献１，２の様に)、電流値、諸設定値、設定方式等の表示は無かった。本電流異常警報器は機械の故障の前兆を知る目的を持っているので、警報の原因であるその時の駆動電動機の運転状態を知る事即ちその表示を必要とした。又その機械が運転中は勿論、警報があれば運転を休止中しても、その時の駆動電動機の運転状態の表示を保持して居る事が何時でも警報が出た原因を知り、処置を可能にするので、「機械の保守管理」を容易に、正確に行なう為に求められて来た。【解決の手段】本電流異常警報器の中央演算装置の出力ポートに電子表示項を設けて、電動機負荷を運転中は常にその状態を表示する事と、警報が出ていて、自己保持に設定されている時は休止中でも電動機負荷の休止前の運転状態を電子表示する事で解決した。【選択図】図１
2007104835.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動機の負荷電流を検出する時、変流器の逓減率と同じ率で電流を倍増する倍率項と表示電流値を真の電流値に合わせる電流調整器と、  現在の電流値、設定電流値を数字（アンペア）で、その上限値、下限値を設定電流値の±数字（％）で表示し、警報のマスク時間を数字(秒)で示し、警報信号のメモリ（M）をリアル（R）と自己保持（H）との方式を選択する中央演算処理装置（CPU）と、それらの諸数値、及び記号をデジタル表示する電子表示器（LCD）と  それらの値及び記号の設定をする為のカーソル移動用のスイッチと、指定項目値又は記号を変更する上げ用、下げ用スイッチと、読み出し専用記憶装置（ROM）と適宜書き込み読み出し記憶装置（RAM）とを具備し、現在の電流値が設定電流値の上限を越えると上限警報器を、下限を越えると下限警報器が点灯及び無電圧接点を開閉する機能を持ち、この時この電源は負荷の開閉と同期の電源に接続する電流異常警報器。  
【請求項２】
電流異常警報器の電源に常時荷電されている交流電源を用いる事と、警報信号のメモリ（M）が自己保持表示(H)に設定されている事と、これらの条件下で、警報が出ていない状態では、負荷電源を開いた時入力電流の増幅調整器及び中央演算処理装置（CPU）への直流電源を開くスイッチと、同じくこれらの条件下で、警報が出ている状態では、負荷電源を開いた時でも上記直流電源を閉じるスイッチと、その警報を消す手動リセットスイッチとを具備してなる請求項１に記載の電流異常警報器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動機に駆動されている、その電動機も含め、各種機械の故障の前兆を入力電流偏差値で常に把握する事によって、その前兆の内容に従って的確に対処し、機械の保守管理の合理化を図る分野と、その結果、故障をさせずに個々の点検間隔を長くしたり、必要のある時に且つその対象機械のみを整備出来るので保守管理工数の低減を図る管理分野に関すものである。
【背景技術】
【０００２】
各種設備機械は工場、ビル等多くの場所で殆ど毎日、同じ時間に同じ程度の負荷で運転されている。しかし故障すると直接、間接の損害が大きいので全機械に付いて、故障しそうかどうかを毎日点検している。点検していても、故障は起きている。
【０００３】
これは故障の前兆が把握出来てない事を意味している。その理由は、点検時間が1分足らずで運転時間の数百分に一であり、発見の確率が小さい事と、機械の故障への毎日の変化が緩慢な事、更に故障前兆への判定基準が作業員の熟練度感覚により故障への前兆か否かの判別が難いものと考えられる。  これが従来の一般的技術レベルであり、故障は減らない状況下で、故障の前兆を把握出来ないまま、全機械を毎日点検して保守管理費が大きくなる不経済な状況が続いている
【０００４】
従来、電動機に駆動されている機械の故障は過負荷継電器により電源が止まり、故障が発見されて来た。然し精度の高い最近の余裕率の少ない設計による電動機は焼損が激しく、現場で修理出来るものは少なく、交換しなければならない場合が多い。従って、故障して交換すると新しい焼損した機械、それらの在庫調査、運搬、取外し、取り付け工事を要し、直接費用だけでも莫大になる。管理費低減の要諦は電動機、それに駆動される機械を故障させないことに尽きる。
【０００５】
最近新しい管理方式も提案されているが、検出箇所が多く、その伝達、集積及び信号のプログラム解析等管理器械が複雑化し経済性に欠けるものが多い。使いやすく総合的に経済性の高い合理的な管理器械や方式が望まれる現状にある。
【０００６】
各電動機からの機械を含めた故障の前兆の信号を一箇所または複数箇所に集積する事が必要である時は、故障が起らなければ使用されていない過電流継電器の信号線等を利用して低コストに信号を集める事が出来る。然し、その集積場所へ見に行く時間が必要である。
その見に行く時間を少なくする為に、点検間隔を長くする必要がある。それには先ず負荷の発停に関係なく何ヶ月でも警報信号を保持する警報器が必要である。
【特許文献１】特公平７−０１０１４７
【特許文献２】特公平１１−２９５７５８３
【特許文献３】特開平9−２１５１７２
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
設備器械の保守点検は保守員がアナログ電流計の指針を目で見て、故障の前兆を判定している。この動作を数字で明確に器械によって行なう事と、それ等を少なくとも負荷の運転中は常に正確に監視、判別する事とデジタルで電子表示させ、負荷を休止しても表示、警報を維持出来る器械を作ることを先ず最初に本発明が解決すべき課題であった。
【０００８】
又機械を駆動する電動機では、各機械毎に始動電流時間を設定しておいて、その時間内では警報をマスクして出さないが、電流がそのマスク時間（秒）より長ければ異常があるとして警報で発報する事、及び警報灯をリアルタイムに開閉する方式か、リセットするまで自己保持する方式かに設定出来ることも解決しようとする課題の一つである。
【０００９】
更に、もう一つ課題は管理費用の逓減を計る事である。運転中の機械の故障の前兆を器械に監視させる時、設定電流の上限、下限値の間隔を加減しておくと、警報が知らせる故障の前兆の軽重を判定することが出来る。設定電流の幅が小さいと、警報が出てから故障するまでの日数が大きい傾向にある。警報が出ても何日頃までは故障させずに運転出来るかの目安をつけれれば、点検間隔を長くして管理費用を大きく抑制する事が出来る。前兆は、電動機への入力電流値の偏差率で捕らえる事が長年の実績で略判明している。  例えば、警報電流の幅を設定電流の±5%にすると、警報が出てもこの設備であれば2週間は故障させずに運転出来る見当が付けば、点検は2週間に一度行なえば良く、点検回数が毎日点検より少なくなり、管理費の低減になる。
【００１０】
そうなると、点検工数が14分の1になるだろうし、信号を数箇所に集める必要性も少なくなろう。そのような適切な電流異常警報器が現状の問題点を簡単に解決する一方法である。
【００１１】
具体的課題の一つに誤動作防止がある。これは上記自己保持中の電流異常警報器の電源は常時荷電されている。この時負荷電源を開くと、検出している電流は0になる前に設定電流の下限値を越えるので、下限警報が動作する。しかも自己保持されているので、何時までも下限警報が出ている事になる。負荷電流の開閉は正常な運転動作であり、警報が出る事は誤動作である。この誤作動を無くす必要がある。
【００１２】
その他解決しなければならない項目は  １）警報器の電源は荷電時間が長く、年中連続的に荷電しているものもあるので、耐久性に優れ、消費電力の少ない事。  ２）各機械によって設定電流値、警報を出す設定電流幅、及び電動機の始動電流時の警報信号マスク時間、警報の記憶を実時間内か等、設定、変更する項目が多いので、操作が簡単、リセットするまで何時までも自己保持するか等の設定、及び設定の変更が簡単、容易である事。３）その他小型、軽量、取り付け容易、である事である。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記の手段を本発明の概念ブロック図１によって説明する。先ず変流器で検出された負荷電流はその代表電圧として、入力ポート6に入り、中央演算処理装置17を通して電子表示器40にその電流値の数とその単位アンペアAが記載される。設定電流はその表示された電流がそのまま移るが、表示電流を調節して任意の値にすれば、変えられる。表示電流は変流器18の電流逓減率を上げ、下げのスイッチで同じ率で逓昇し、細かくは可変抵抗器で実際の電流値と合わせられる。
【００１４】
設定電流の上限、下限値はカーソルをその項目の処に移動し設定電流値の％値として，上、下スイチで任意に設定出来る。その他マスク時間、警報信号の保持に付いても同様に、カーソルと上、下スイッチで設定出来る。それら数値、記号が電子表示器（LCD）に表示される。これらの値は中央演算器CPUを通して、読出専用記憶装置ROMと適宜書き込み読み出し装置RAMとから出力ポートを通して警報、及び関連の無電圧接点信号を出す。
【００１５】
上記の手段により、負荷電流がその幅を上限、下限電流を越えると警報を発し同時に関連無電圧接点を開閉し、警報関連の回路操作を行う事が出来る。更にその警報灯（LED）とそれによる開閉された接点は自己保持されて、リセトボタン43を押すまで何時迄でも継続する事が出来る。
【発明の効果】
【００１６】
本発明は設備機械を駆動する電動機への入力電流値を設定し、その上限、下限を設けた電流幅（この幅内の電流を正常電流と呼ぶ）、電動機始動時の警報信号のマスク時間、警報の保持時間を予め設定すると同時にそれ等を電子表示器に表示して、更に現在の電流値も表示し、それがこの正常電流値を食み出せば、警報を出し、故障への前兆になる原因を含むと考え、その機械のみを精査検討して故障を未然を防止し、管理費用の低減に大いに効果を発揮する。
さらに警報が出れば、負荷の開閉に関係なく何時迄でも警報と諸値を電子表示器LCDに表示しリセットする迄消えない。これによって点検間隔を長く出来るので、管理工数を更に低減する事が出来、前者と総合的に大きい経済効果を挙げ得る。
【実施例１】
【００１７】
本実施例１は機械を駆動している電動機への入力電流の偏差と始動電流の続く時間が予め設定された正常電流幅、時間とを全てデジタル値で比較、判定し、設定された数値を食み出せば、警報灯（LED）で発報し、関連無電圧接点も開閉する警報器の形態を示す。図面について説明する。
図１は本発明の実施例１の構成を示すブロック図である。
図２は本発明の実施例１の入力信号部の回路の概略図である。
図３は本発明の実施例１の負荷運転時間を横軸にして、入力電流値を縦軸とした、警報信号の位置と、幅を持った設定電流値、現電流値との関係位置を示した図である。
図４は本発明の実施の形態の1及び２に切り替えスイッチを付けて両用の電流異常警報器電源部の回路図である。
図５は本発明の実施例１の入力部、電源部を除いた概略図である。
図１及び図２は負荷通電入力の主導体の一線14の電流を、変流器18を通して検出し、その2次側線に更に専用変流器19を取り付け、その２次側からの入力電流ブロック15から入力電流の代表電圧７を、増幅調整ブロック16に入れ、それを増幅、調整しアナログ値のまま入力ポート6から中央演算処理装置17へ入れる。この入力負荷電流値1は検出負荷電流値として図１に示される。その他本発明の基準になる電流設定値2、その幅の値3  、警報信号を遮蔽するマスク時間4、及び警報の保持時間の選択5は警報器の電源が入れられると電子表示器に数と記号で表示されるので、関連スイチを何回か押してカーソルを目的項目に移動し上、下に稼動する別のスイッチで希望の値とか記号とかを表示させて、任意に各項目毎に設定する。
これら設定値、及び記号はＲＯＭ，ＲＡＭ，を通してＣＰＵで算定され、出力ポートより上限を越えた上限電流警報、及び下限を越えた下限電流警報として色別の発光ダイオードLEDを点灯し、同じく関連の無電圧接点での開閉が出力される。
【００１８】
図３の警報出力関連の表示図に於いて、負荷電流が上限設定電流値21より大きければ上限警報赤LED23が点灯し、下限設定電流値22より小さければ下限警報黄LED24が点灯する。同時に警報が出ればそれに関連の無電圧接点が稼動する。
又負荷電流が上限、下限両設定電流値の間25の領域にあれば、警報信号灯は点灯せず、正常電流値である事を示している。
【００１９】
図４の本発明の電源部の回路図に於いて、入力は交流電源26を用い、コンデンサ28と抵抗器29で交流電源約10Vを作り、それを整流器27に入れ、直流約12Vの電源に変換する。その後、電解コンデンサ31とチェナーダイオード30及び32で±５Vの直流電源３３を得る。
この交流電源は実施例１の時は、電源切り替えスイッチにより負荷電源41から導入する。この時、自己保持回路Hを設定しても、警報や電子表示器は負荷電源が開かれると同時に消える。負荷の開閉に関係なく自己保持させる為には、警報器の電源を同上スイッチを用い常時荷電電源42に切り換える。この電源には警報信号リセットスイッチ43を設けてある。これらによって、警報信号をリセットする迄保持する事が出来る。
【実施例２】
【００２０】
実施例２では実施例１によって作られた負荷電流値が常に設定電流幅内にあるかどうかを監視、判定し、警報の稼動、接点の開閉、諸数字、記号の表示を行なう外に、これ等の諸動作が負荷電流が開かれた時でも、リセットするまで継続している状態を作り出す形態である。但し警報が出ていない時には、負荷が開かれると、諸表示は全部消える。然し負荷が閉じられると諸表示は復元する。図６は本発明の実施例２に於いて負荷の開閉に関係なく警報信号を自己保持する為に図５に付加すべき回路を入れた図である。図5と同様入力部、及び電源部の回路は実施形態１の時と同じで、除いた。
図２の通電主導体14を通る負荷電流が入力電流ブロック15を通り、その代表電圧７を増幅調整ブロック16を通して中央演算処理装置１７に入れる。このブロック16からの電圧で図６のリレ34を稼動させ、これによって中央演算処理装置17へ＋5Vの電源を投入する。即ち負荷電流がある時には中央演算処理装置17へ電源が供給され、電子表示器LCD40は全ての記号を表示する。
その後この負荷電流が開かれると、リレ34の操作電源がなくなるので、同上装置17への＋5V電源は開かれ、電子表示器40の表示は消える。
又現電流値が設定された上限、下限値を食み出せば、警報灯LED37または38に電流が流れると、その電流によってリレ35が稼動し中央演算処理装置17への＋5Vの電源を投入する回路が出来る。これによって、上記装置の電源は閉じ、同装置は稼動するので警報灯も点灯し、電子表示器40の諸表示が出る。この警報灯及び電子表示器の稼動は電流異常警報器の電源±5Vが常時荷電電源から供給されているので、負荷の開閉に関係なくリセトスイッチ43を押すまで維持される。
更に図６に示された回路を実施例１回路として用いる時は、図6の手動スイッチ44を閉じれば実施出来る。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】：本発明の構成を示すブロック図。
【図２】：本発明の電流入力部の回路図。
【図３】：本発明の出力部の内、幅を持つ設定電流と現電流と警報との関係図。
【図４】：本発明の電源部の回路図。
【図５】：本発明の実施例１の電源部と電流入力部以外の警報部分の回路図。
【図６】：本発明の実施例２を実行する為に図5に付加された回路の図。
【符号の説明】
【００２２】
１  検出負荷電流値
２  設定電流値
３  設定：電流の上限、下限値
４  設定：警報信号のマスク時間
５  設定：警報信号を実時間で表示するか、自己保持するか
６  各検出、設定値を集めた入力ポート
７  調整された負荷電流線
８  出力ポート
９  電子表示器、LCD
10  電流の上限、下限の警報
11  警報に関連する無電圧接点
12  負荷電源の開閉器
13  負荷
14  通電主導体の１線
15  警報器への電流入力ブロック回路
16  増幅調整ブロック回路
17  中央演算処理装置CPU
18  14からの変流器
19  18の2次側電流の専用変流器
20  設定電流値
21  設定電流の上限値
22  設定電流の下限値
23  上限値を超えた電流域（赤色警報点灯）
24  下限値を越えた電流域（黄色警報点灯）
25  正常電流領域（設定電流域内、無警報灯領域）
26  電流異常警報器交流電源入力端子
27  整流器
28  コンデンサ
29  抵抗器
30  チェナダイオード
31  コンデンサ
32  チェナダイオード(5.1V)
33  DC出力端子±5V
34  負荷電流に連動するa接点を持つリレ
35  警報電流に連動するa接点を持つリレ
36  警報時にa,b接点を持つリレ
37  上限警報用赤色灯（LED）
38  下限警報用黄色灯（LED）
39  LCD表示連絡線
40  電子表示器（LCD）
41  負荷と同一電源へのスイッチ（手動）
42  常時荷電電源へのスイッチ（手動）
43  警報信号リセットスイッチ
44  DC電源の実施例２と実施例１の回路間を変換する為の手動スイッチ
45  入力電流ブロック、増幅調整ブロックの可変抵抗器 
【図１】
2007104835.tif 000003
【図２】
2007104835.tif 000004
【図３】
2007104835.tif 000005
【図４】
2007104835.tif 000006
【図５】
2007104835.tif 000007
【図６】
2007104835.tif 000008