专利名称：感应电动机用过载检测器及过载检测方法
技术领域：
本发明涉及感应电动机用过载检测器及过载检测方法，能检测加到感应电动机的过载并实行预定的保护操作。
背景技术：
通常，作为检测加到感应电动机的过载的普通方法，已有通过在感应电动机的转速因加上过载而变慢时检测流过感应电动机的增量电流来检测过载状态的方法。此外，还有通过检测感应电动机的转速并在转速变得异常慢时判定过载状态来检测过载的方法。
同时，作为用作住宅的防雨百叶窗(shutter)的开闭百叶窗用电动机，有一种小直径感应电动机，其驱动电流相对于转速变化具有小的变化。然而，由于此感应电动机中驱动电流的变化小，所以可通过监测驱动电流来检测过载。因此，必须检测转速，或者其他机械检测方法是必要的。例如，作为检测电驱动百叶窗的异常情况的机械方法，在9-310573号日本专利公开出版中揭示了一种检测方法。依据该检测方法，在百叶窗放下期间碰到异物时，设在卷帘门窗一侧的铰链(link)凭借夹持异物的力向外凸出。然后，铰链使沿百叶窗该侧的导轨(guide)所设的触点闭合，检测到异常情况，并停止放下百叶窗或启动反向操作。
此外，在百叶窗的上下界限(limit)，还必须检测它们来停止电动机。为此，已把界限开关分别设在上下界限处，从而界限开关在百叶窗的末端已达到这两个界限时停止驱动电动机。还有一种方法是机械或电气检测电动机轴的转角，并在一设定值处停止电动机。
依据上述常规技术，在检测驱动电流变化小的电动机的过载时，必须要监测电动机的转速或利用上述机械检测方法。这使得检测单元既复杂又昂贵。此外，由于这些检测方法需要复杂的结构，所以为了增加设备的可靠性，该设备变得更昂贵。
在百叶窗的上下界限处停止电动机的情况下存在类似问题。
发明内容
针对上述常规技术问题构成了本发明。因此，本发明的一个目的是提供一种感应电动机用过载检测器和过载检测方法，具有成本低可靠性高的简单结构。
为了实现以上目的，依据本发明的一个方面，提供了一种感应电动机用过载检测器，包括具有进相电容器的感应电动机以及驱动感应电动机的驱动电路，过载检测器还包括用于检测感应电动机的电压的电压检测装置以及用于检测电压检测装置所检测的电压中是否发生预定电压变化的电压变化检测装置。
最好，电压检测装置检测感应电动机的绕组电压或进相电容器的两端电压。此外，最好感应电动机开启和关闭安装在建筑物上的百叶窗的板条(slat)，感应电动机同轴地(concentrically)设置在板条的卷筒内。最好，感应电动机的驱动电流相对于转速的变化具有小的变化。
此外，依据本发明的第二方面，提供了一种感应电动机用过载检测方法，包括具有进相电容器的感应电动机以及驱动感应电动机的驱动电路，过载检测方法还包括提供用于检测感应电动机的电压的电压检测装置(它包括用于对感应电动机的电压进行半波整流的整流器)以及用于检测经整流的半波的峰值电压的峰值检测装置，对峰值电压检测装置获得的信号进行数字处理，并在峰值电压发生预定电压变化时由控制器停止感应电动机。
最好，在预定周期内感应电动机的绕组电压的平均值已变化预定值或更多时，如果电源电压也变化，则忽略绕组电压的变化，在电源电压无变化但绕组电压已变化时，判定感应电动机已过载。
最好，感应电动机的驱动转矩是这样的，从而在百叶窗的开启操作期间以额定转矩驱动感应电动机，在百叶窗的关闭操作期间以低于额定转矩的值来驱动感应电动机。
附图概述图1是示出本发明一个实施例中的感应电动机过载检测器的示意图。
图2是示出本实施例中感应电动机过载检测器的电动机驱动电路的示意图。
图3是示出本实施例中的电压检测器的半波整流器电路的输出的图。
图4是示出本实施例中感应电动机过载检测器的电动机特性的图。
本发明的较佳实施方式以下参考
本发明的一个实施例。图1到4图4是示出本发明一个实施例的图。用作本实施例的感应电动机的电动机10用于开启和关闭象图1所示住宅的防雨百叶窗等百叶窗12。百叶窗12设置在住宅滑框(sliding sash)等类似物的外部。百叶窗12具有沿一对提升用导轨14和15的上下方向开启和闭合的板条16。在百叶窗12的上侧，在住宅上固定地设有通过卷绕板条16来收纳它们的收纳部分18。在收纳部分18内，设有用于卷绕板条16的能前后移动的卷筒20。
电动机10同轴地设置在此卷筒20内，以使卷筒20沿前后方向旋转。此电动机驱动电路22与电压检测器24相连，以检测绕组L1或L2的电压。
如图2所示，来自市售电源25的布线经由开关SW(用作连到电动机10的布线)连接在触点CW与CCW之间。触点CW和CCW是通过开关SW使电动机10的旋转在正向旋转和反向旋转之间切换的接触点。
在图2所示的情况下，电动机驱动电路22的绕组L2的电压输入电压检测器24。电压检测器24包括检测电阻器R1和半波整流器电路34，还设有被输入来自半波整流器电路34的输出的控制器30。控制器30设有A/D转换器32，以对来自半波整流器电路34的输入进行A/D转换。
在图2中，假定当电动机沿正向旋转时(即，当开关SW与触点CW相连时)百叶窗12的板条16放下，当百叶窗12开启时，开关SW与触点CCW相连。以转接开关(未示出)把绕组L1的电压加到半波整流器电路34。
本实施例的感应电动机过载检测器的操作如下。如图3所示，控制器30以预定的采样频率数字地读取经电压检测器24半波整流的波的电压。控制器30存储该半波的峰值电压，通常监测每个半波峰值电压的变化。
当异物26在百叶窗12开启或关闭操作期间已碰到板条16的下端，或在板条16已达到百叶窗12的上或下端，则如图4所示突然降低电动机10的转速。虽然电动机电流的变化极小，但进相电容器C的两端电压EC或绕组L1或L2的电压EL的AC电压峰值明显降低。结果，也使半波整流电压EL的峰值充分降低。当预定时间周期内这些峰值的平均值已变化预定值或更多时，电动机10处于过载状态。在此情况下，板条16碰到异物26，或者板条16处于百叶窗12的上端或下端。因此，控制器30断开开关SW，并停止电动机10的驱动。
考虑到市售电源25的电源电压和频率，依据百叶窗12的应用或百叶窗12的尺寸来设定判断过载状态的阈值。在检测过载状态时也考虑市售电源25的电压变化。当预定时间周期内电压EL的平均值已变化预定值或更多时，如果电源电压在预定时间周期内等也相应地变化到例如电源电压的最高值或最高值的平均值，则此情况下电压EL的变化可忽略。另一方面，当电压EL变化，但电源电压未变化时，则判定过载已加到百叶窗上。随着电源25的电压变化，存在空调器接通时发生的瞬时电压降，或者变压器的继电器电路被切换时发生的瞬时掉电。在此情况下，控制器30在进行有关过载的判断时可忽略此现象。由此配置，可把检测过载的阈值设定为相对低的值，并可以高的灵敏度来实行过载检测。
可如此配置电动机10的驱动转矩，从而在变压器12的开启操作期间以额定转矩驱动电动机10，并在关闭操作期间以比额定转矩低的值驱动电动机10。最好，此时的驱动转矩是移动板条16所需的最小转矩。例如，为了调节转矩，可在百叶窗12关闭操作期间可用一开关使之具有市售电源25与电动机10之间的电阻来改变转矩。还可通过三端双向可控硅开关的选通控制调节所加的电压来调节转矩。还可通过转换进相电容器C的电容来调节转矩。为了转换电容，以与百叶窗12的关闭操作相链接的开关使另一电容器与进相电容器C串联。该转矩在百叶窗12的板条16放下后经过预定的短时间后下降。
由以上配置，即使板条16在百叶窗12的关闭操作期间碰到人或物体时，也可以小的电阻和高的可靠性停止电动机10。
依据本实施例的感应电动机过载检测器通过检测电动机10的绕组L1和L2的电压来检测电动机10的过载。因此，即使在电动机10的驱动电流不管电动机10的转速而相对恒定时，也可安全地检测过载。尤其是，当把过载检测器应用于开启和关闭百叶窗12用的电动机10时，即使在开启或关闭操作期间百叶窗12碰到异物26或人时，也可安全地停止驱动电动机10。通过极简单结构的准确操作，可检测百叶窗12的上下端并同时停止电动机10。
在依据本发明的感应电动机过载检测器中，电动机驱动电流22的电压检测器24可通过把进相电容器C的两端电压输入电压检测装置来实行与以上操作相类似的操作。除了开启和关闭百叶窗用的电动机以外，依据本发明的过载检测器和过载检测方法还可应用于开启和关闭窗帘(blind)或其他设备用的驱动单元。过载检测器和过载检测方法的应用不限。
依据本发明的感应电动机过载检测器和过载检测方法使得可在极其简单的结构中安全地检测过载，因此，它们有助于减少设备的尺寸和减少成本。此外，由于过载检测器具有简单的电气结构而没有任何机械可移动部分，所以过载检测器具有高的可靠性和高的耐用性。此外，由于依据本发明的感应电动机过载检测器检查电压变化，所以不必设定电压的每个阈值来匹配因百叶窗的尺寸和类型而不同的驱动转矩。结果，检测过载具有灵活性。
权利要求
1.一种感应电动机用过载检测器，包括具有进相电容器(C)的感应电动机(10)以及驱动感应电动机(10)的驱动电路(22)，过载检测器的特征在于还包括用于检测感应电动机(10)的电压的电压检测装置(24)以及用于检测电压检测装置(24)所检测的电压中发生预定电压变化的电压变化检测装置(30)。
2.如权利要求1所述的感应电动机过载检测器，其特征在于电压检测装置(24)检测感应电动机(10)的绕组电压。
3.如权利要求1所述的感应电动机过载检测器，其特征在于电压检测装置(24)检测进相电容器(C)的两端电压。
4.如权利要求1所述的感应电动机过载检测器，其特征在于感应电动机(10)开启和关闭安装在建筑物上的百叶窗(12)的板条(16)，感应电动机(10)同轴地设置在板条(16)的卷筒(20)内。
5.如权利要求1所述的感应电动机过载检测器，其特征在于感应电动机(10)的驱动电流相对于转速的变化具有小的变化。
6.一种感应电动机用过载检测方法，包括具有进相电容器(C)的感应电动机(10)以及驱动感应电动机(10)的驱动电路(22)，所述方法的特征在于设有用于检测感应电动机(10)的电压的电压检测装置(24)，所述电压检测装置(24)包括用于对感应电动机(10)的电压进行半波整流的整流器电路以及用于检测经整流的半波的峰值电压的峰值检测装置(30，32)，在峰值电压发生预定电压变化时，电压检测装置(24)停止感应电动机(10)。
7.如权利要求6所述的感应电动机过载检测方法，其特征在于在预定周期内感应电动机(10)的绕组电压的平均值已变化预定值或更多时，如果电源(25)的电压也变化，则忽略绕组电压的变化，在绕组电压已变化但电源(25)的电压无变化时，判定感应电动机(10)已过载。
8.如权利要求6所述的感应电动机过载检测方法，其特征在于感应电动机(10)的驱动转矩是这样的，从而在百叶窗(12)的开启操作期间以额定转矩驱动感应电动机(10)，在百叶窗(12)的关闭操作期间以低于额定转矩的值来驱动感应电动机(10)。
全文摘要
提供了一种具有低成本的简单结构且可靠性高的感应电动机过载检测器和过载检测方法。过载检测器,包括具有进相电容器(C)的感应电动机(10)以及驱动感应电动机(10)的驱动电路(22)。过载检测器还包括用于检测感应电动机(10)的电压的电压检测装置(24)以及用于检测电压检测装置(24)所检测的电压中发生预定电压变化的电压变化检测装置(30)。电压检测器(24)检测感应电动机(10)的绕组电压EL或进相电容器(C)的电压EC。
文档编号E06B9/80GK1366188SQ0114398
公开日2002年8月28日 申请日期2001年12月24日 优先权日2000年12月25日
发明者平木好春, 水上芳夫, 中田昌已 申请人:Ykk株式会社