(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転子と、主巻線及び補助巻線からなり主巻線が交流電源の両端間に挿入された固定子巻線と、補助巻線の一端を上記交流電源の両端に、補助巻線の他端を上記交流電源の両端にそれぞれ択一的に接続する一対のリレーと、当該一対のリレーを制御して補助巻線の通電方向を切り替える制御回路とからなる誘導電動機の故障検知方法であって、
電流値を検知する電流検知手段を、上記誘導電動機において主巻線と補助巻線の両方に流れる電流を検知できる位置に取り付け、
電流検知手段で検知した主巻線に流れる電流と補助巻線に流れる電流の合計の電流値が、通常運転時の電流値より大きく、かつ回転子ロック時の電流値より小さければ、故障であると判定することを特徴とする誘導電動機の故障検知方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電気的に回転方向を切替える誘導電動機の故障検知方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、回転方向の切替え制御付きの誘導電動機はディスポーザーやポンプ等の動力源として用いられ、その回転方向の切替え手段としてリレーが広く用いられている。
【０００３】
以下に従来の回転切替え制御付きの誘導電動機について説明する。図１は従来の誘導電動機の制動方法を示す回路図であって、１は誘導電動機、２は主巻線、３は補助巻線、４は回転子、５ａ，５ｂは補助巻線３に取り付けられたリレー、６は主巻線２、及び補助巻線３に取り付けられたトライアック、７は交流電源、８はコンデンサー、９は制御回路、１０は電流検知手段である。
【０００４】
以上のように構成された従来の回転方向切替え制御付きの誘導電動機において、以下その動作を説明する。図１のようにリレー５ａ，５ｂがＯＦＦ（リレー接点がＮＣ側につながっている）の時、トライアック６ｂをＯＮしても補助巻線３に電流は流れない。次にリレー５ａがＯＮ（リレー接点がＮＯ側につながっている）し、リレー５ｂがＯＦＦ（リレー接点がＮＣ側につながっている）している時、トライアック６ｂをＯＮすると補助巻線３に電流が流れる。この時トライアック６ａもＯＮさせ、主巻線２にも電流を流すと回転子４が回転する。この回転方向を正転とすると、逆転させる際の動作説明は以下のようになる。リレー５ｂがＯＮ（リレー接点がＮＯ側につながっている）し、リレー５ａがＯＦＦ（リレー接点がＮＣ側につながっている）している時、トライアック６ｂをＯＮすると補助巻線３に電流が流れる。この時トライアック６ａもＯＮさせ、主巻線２にも電流を流すと回転子４が回転する。この回転方向が逆転となる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記従来の方法及び構成では、リレーが故障してしまったときに誘導電動機を起動させようとすると、誘導電動機が回転していないために回転子のロックとして誤検知のまま処理してしまい、リレーの故障として検知する手段が無かった。
【０００６】
本発明は上記従来の問題点を解決するもので、リレー接点の溶着、リレーの動作不良を検知することができる誘導電動機の故障検知方法を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、回転子と、主巻線及び補助巻線からなり主巻線が交流電源の両端間に挿入された固定子巻線と、補助巻線の一端を上記交流電源の両端に、補助巻線の他端を上記交流電源の両端にそれぞれ択一的に接続する一対のリレーと、当該一対のリレーを制御して補助巻線の通電方向を切り替える制御回路とからなる誘導電動機の故障検知方法であって、電流値を検知する電流検知手段を、上記誘導電動機において主巻線と補助巻線の両方に流れる電流を検知できる位置に取り付け、電流検知手段で検知した主巻線に流れる電流と補助巻線に流れる電流の合計の電流値が、通常運転時の電流値より大きく、かつ回転子ロック時の電流値より小さければ、故障であると判定することを特徴とする。
【０００８】
上記構成の本発明は、誘導電動機の起動時に、回転方向切替え用のリレーが溶着していた場合の誘導電動機に流れる電流値の違いを利用することにより、誘導電動機のリレー接点の溶着、リレーの動作不良を検知することが出来る。
【０００９】
【発明の実施の形態】
請求項１に記載の発明は、回転子と、主巻線及び補助巻線からなり主巻線が交流電源の両端間に挿入された固定子巻線と、補助巻線の一端を上記交流電源の両端に、補助巻線の他端を上記交流電源の両端にそれぞれ択一的に接続する一対のリレーと、当該一対のリレーを制御して補助巻線の通電方向を切り替える制御回路とからなる誘導電動機の故障検知方法であって、電流値を検知する電流検知手段を、上記誘導電動機において主巻線と補助巻線の両方に流れる電流を検知できる位置に取り付け、電流検知手段で検知した主巻線に流れる電流と補助巻線に流れる電流の合計の電流値が、通常運転時の電流値より大きく、かつ回転子ロック時の電流値より小さければ、故障であると判定することを特徴とする。
【００１０】
この構成によれば、誘導電動機起動時のリレーの溶着、動作不良を検知することができる。
【００１２】
また、誘導電動機の回転中に起こったリレーの動作不良を検知することができる。
【００１３】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１による誘導電動機の制動方法を示す回路図、図２は同電流検知手段で電流から変換された電圧波形図である。図２は誘導電動機が、１）回転子がロック時、２）補助巻線が短絡且つ非回転時、３）通常運転時、の電流検知手段により検知した電流を変換した電圧波形である。
【００１４】
図１において、誘導電動機１は、回転子４と、主巻線２及び補助巻線３からなる固定子巻線により構成され、リレー５ａ，５ｂと、制御素子であるトライアック６ａ及び６ｂを介して交流電源７に接続されている。
【００１５】
リレー５ａ，５ｂは、補助巻線３及び主巻線２に対して９０°補助巻線の位相を変えるためのコンデンサー８に接続されており、どちらかをＯＮさせることで補助巻線３に印加する交流電圧の位相を１８０°反転させることにより、回転子４の回転方向を切り替える。また、両方ともＯＦＦの状態では、補助巻線３は短絡状態となる。
【００１６】
９は制御回路であり、交流電源７のゼロ電位を検出して、リレー５ａ，５ｂとトライアック６ａ，６ｂを制御する。回転起動時には、まずリレー５ａもしくは５ｂをＯＮして回転方向を決定し、主巻線２駆動用トライアック６ａ及び補助巻線駆動用トライアック６ｂをＯＮすることで、９０度方向が違う主巻線２と補助巻線３によって回転磁界を作り起動する。このとき回転子４は、渦電流によって発生する回転磁界の回転方向にトルクを発生する。従って、回転が始まった後は補助巻線駆動用トライアック６ｂをＯＦＦして補助巻線３を切り離し、主巻線２だけで発生する１８０度ごとの交番磁界によって駆動する。１０は電流検知手段であり、主巻線２と補助巻線３の両方に流れる電流を検知できる位置に取り付けてある。
【００１７】
以上のように構成された誘導電動機１の起動時の電流検知手段１０の使い方について説明する。誘導電動機１が通常回転を始めたときは、主巻線２にのみ電流が流れ、検知電流を変換した電圧波形は図２の、３）通常運転時のような波形になる。回転子４がロックしている場合はトライアック６ｂをＯＮし続け、補助巻線３を通電することにより回転磁界を強め、誘導電動機１に高トルクを与えることでロックを回避する。この時の検知電流を変換した電圧波形は図２の、１）回転子ロック時のような波形になる。
【００１８】
しかしリレー５ａがＮＯ側に溶着しているときに、リレー５ｂをＯＮさせトライアック６ｂ，６ａをＯＮさせて誘導電動機１を起動させようとしたとき、補助巻線３は短絡した状態になる。補助巻線３が短絡した状態でトライアック６ａ，６ｂをＯＮしても回転子４は回転せず、主巻線２に通常運転時よりも大きな電流が流れる。この電流を変換した電圧波形が図２の、２）補助巻線が短絡且つ非回転時になる。またリレー５ｂがＮＯ側に溶着しているときに、リレー５ａをＯＮさせトライアック６ｂ，６ａをＯＮさせて誘導電動機１を起動させようとしたときも補助巻線３は短絡した状態になり、補助巻線３が短絡した状態でトライアック６ａ，６ｂをＯＮしても回転子４は回転せず、主巻線２に通常運転時よりも大きな電流が流れる。この電流を変換した電圧波形も図２の、２）補助巻線が短絡且つ非回転時になる。これら補助巻線短絡時にはトライアック６ｂをＯＮしても補助巻線３には通電されず、回転子４がロック時と比べて補助巻線３に流れる電流分だけ電流検知手段１０による検知電流が低くなるため、回転子ロック時と補助巻線短絡時、すなはちリレー溶着時とを容易に区別することが出来る。
【００１９】
（基本の形態）
図３は本発明の基本の形態による誘導電動機の制動方法を示す回路図である。図３において、誘導電動機１は、回転子４と、主巻線２及び補助巻線３からなる固定子巻線により構成され、リレー５ａ，５ｂと、制御素子であるトライアック６ａ及び６ｂを介して交流電源７に接続されている。
【００２０】
リレー５ａ，５ｂは、補助巻線３及び主巻線２に対して９０°補助巻線の位相を変えるためのコンデンサー８に接続されており、どちらかをＯＮさせることで補助巻線３に印加する交流電圧の位相を１８０°反転させることにより、回転子４の回転方向を切り替える。また、両方ともＯＦＦの状態では、補助巻線３は短絡状態となる。
【００２１】
９は制御回路であり、交流電源７のゼロ電位を検出して、リレー５ａ，５ｂとトライアック６ａ，６ｂを制御する。回転起動時には、まずリレー５ａもしくは５ｂをＯＮして回転方向を決定し、主巻線２駆動用トライアック６ａ及び補助巻線駆動用トライアック６ｂをＯＮすることで、９０度方向が違う主巻線と補助巻線によって回転磁界を作り起動する。このとき回転子４は、渦電流によって発生する回転磁界の回転方向にトルクを発生する。従って、回転が始まった後は補助巻線駆動用トライアック６ｂをＯＦＦして補助巻線３を切り離し、主巻線２だけで発生する１８０度ごとの交番磁界によって駆動する。１０は電流検知手段であり、補助巻線３に流れる電流を検知できる位置に取り付けてある。
【００２２】
以上のように構成された誘導電動機においても、ロックかリレーの溶着かを区別できる。以下図３に基づいて電流検知手段１０の使い方を説明する。回転子４がロック時に誘導電動機を起動しようとすると、通常運転時に比べて補助巻線３には大きな電流が流れる。しかしリレー５ａ、またはリレー５ｂが溶着し、補助巻線３が短絡した状態で誘導電動機を起動した時には、トライアック６ｂをＯＮしても補助巻線に通電できないため、補助巻線には電流は流れない。よって電流検知手段１０により補助巻線３の電流値を確認することで、回転子ロック時と補助巻線短絡時、すなはちリレー溶着時とを容易に区別することが出来る。
【００２３】
（実施の形態２）
図４は、本発明の実施の形態２による電流検知手段で電流から変換された電圧波形図であって、誘導電動機が、１）回転子がロック時、２）補助巻線が短絡且つ回転時、３）通常運転時の電流検知手段により検知した、電流を変換した電圧波形である。誘導電動機の構成については、図１に示す実施の形態１と同一である。
【００２４】
図１のように構成された誘導電動機の回転中にリレーが誤動作をした際の電流検知手段１０の使い方について説明する。誘導電動機が通常回転している場合は主巻線２にのみ電流が流れ、検知電流を変換した電圧波形は図４の、３）通常運転時のような波形になる。回転子がロックした場合、トライアック６ｂを再度ＯＮして補助巻線３に通電することにより回転磁界を強め、誘導電動機に高トルクを与えることでロックを回避する。この時の検知電流を変換した電圧波形は図４の、１）回転子ロック時のような波形になる。
【００２５】
しかし回転子が通常運転しているときにリレーが誤動作をした場合、つまりリレー５ａがＮＯ側につながり、リレー５ｂがＮＣ側につながった状態で通常運転しているときに、リレー５ａがＮＣ側に接触したり、リレー５ｂがＮＯ側に接触するといった誤動作時や、逆にリレー５ａがＮＣ側につながり、リレー５ｂがＮＯ側につながった状態で通常運転しているときに、リレー５ａがＮＯ側に接触したり、リレー５ｂがＮＣ側に接触するといった誤動作が起こると補助巻線３が短絡する。すると回転子３中に発生している渦電流により生じる磁束が、短絡された補助巻線３に対して誘導起電力を起こし、補助巻線３には誘導電流が流れる。この誘導電流分負荷が大きくなるために主巻線２には通常運転時よりも大きな電流が流れる。この電流を変換した電圧波形は図４の、２）補助巻線が短絡且つ回転時になる。これら補助巻線短絡時にはトライアック６ｂをＯＮしても補助巻線３には通電されないため、トライアック６ｂをＯＮする前後で波形に変化は現れない。よってトライアック６ｂをＯＮした後の検知電流の波形の違いによって、回転子ロック時と補助巻線短絡時、すなわちリレー誤動作時とを容易に区別することが出来る。
【００２６】
なお図３のように構成された誘導電動機においても、リレー５ａ、またはリレー５ｂの誤動作による補助巻線３の短絡を検知することができる。以下、図３に基づいて電流検知手段１０の使い方を説明する。補助巻線３が短絡すると、回転子３中に発生している渦電流により生じる磁束が補助巻線３に対して誘導起電力を起こし、補助巻線３に誘導電流が流れる。しかし通常動作中には補助巻線３に電流が流れることはなく、また回転子４がロックした際にも誘導電動機のトルクアップのために補助巻線３に通電をするまでは、補助巻線３に電流が流れることはない。よって回転子４が回転中に補助巻線３に電流が流れていることを確認することで、補助巻線３の短絡、つまりリレー５ａ、またはリレー５ｂの動作不良を検知することができる。
【００２７】
以上説明したようなリレーの故障検知、誤動作検知では、ディスポーザーのようにロック頻度が高かったり、正転逆転モードの有る機器や、補助巻線により起動時やロック時の誘導電動機のトルクアップを行なっている機器に関しては特に有用である。また電流値比較の際には、入力電圧の振れ幅や周波数を考慮に入れるとなお良い。
【００２８】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、この種の誘導電動機において、回転方向を切り換えるためのリレーが溶着、又は誤動作をした場合に、回転子のロック時や通常運転時と区別して検知することができ、ディスポーザーのようにロック頻度が高かったり、正転逆転モードの有る機器や、補助巻線により起動時やロック時の誘導電動機のトルクアップを行なっている機器に対して、的確な異常動作処置を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  従来および実施の形態１、２による誘導電動機の制動方法を示す回路図
【図２】  本発明の実施の形態１による電流検知手段で電流から変換された電圧波形図
【図３】  本発明の基本の形態による誘導電動機の制動方法を示す回路図
【図４】  本発明の実施の形態２による電流検知手段で電流から変換された電圧波形図
【符号の説明】
１    誘導電動機
２    主巻線
３    補助巻線
４    回転子
５ａ，５ｂ  リレー
６ａ，６ｂ  トライアック
７  交流電源
８  コンデンサー
９  制御回路
１０  電流検知手段
【図１】
0004304735.tif 000002
【図２】
0004304735.tif 000003
【図３】
0004304735.tif 000004
【図４】
0004304735.tif 000005