JP2003348872A

JP2003348872A - 単相誘導電動機の回転速度制御装置

Info

Publication number: JP2003348872A
Application number: JP2002154918A
Authority: JP
Inventors: Yoshiharu Takashima; 由晴高島
Original assignee: Aichi Electric Co Ltd
Current assignee: Aichi Electric Co Ltd
Priority date: 2002-05-29
Filing date: 2002-05-29
Publication date: 2003-12-05

Abstract

(57)【要約】【課題】単相誘導電動機の回転速度を負荷変動や電圧
変動が生じても、迅速・確実に目標回転速度に維持可能
とした回転速度制御装置を提供することにある。【解決手段】単相誘導電動機１に供給される電圧を検
出する電圧検出手段３と、単相誘導電動機１に流れる電
流を検出する電流検出回路２と、前記検出電圧と検出電
流との位相差を演算処理する位相差演算処理手段４ａ
と、前記位相差演算処理手段４ａにより算出した位相差
に基づき回転速度を演算処理する回転速度算出手段４ｂ
と、前記回転速度算出手段４ｂにて算出した回転速度に
基づいて前記単相誘導電動機１への通電を制御する供給
電圧制御手段４ｃとによって構成した回転速度制御装置
Ａにより、単相誘導電動機１の回転速度を可変制御可能
としたことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電動ロクロの駆動
源とか、空気調和機の室外機等に用いる送風ファンを駆
動する単相誘導電動機の回転速度検出と、検出した回転
速度を負荷の状況に対応して所定の回転速度に維持可能
とした、単相誘導電動機の回転速度制御装置の改良に関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、電動ロクロとか空気調和機の
室外機等において、前記各機器を駆動するのに使用され
ている単相誘導電動機においては、外部からの負荷変動
（電動ロクロの場合、材料の重量変化とか粘り度合、ま
た室外機においては、外部から送風ファンに加えられる
風力（外乱による）の変化等）や交流電源の電圧変動に
よって回転速度が変化するような場合、機器の運転を正
常に維持するために、単相誘導電動機はその回転速度を
検出し、この検出した回転速度をベースにして、事前に
設定した目標の回転速度に可変制御するように構成され
ている。

【０００３】そして、前記単相誘導電動機において、回
転速度の検出に当っては、例えば、エンコーダとかホー
ル素子等を用いた回転速度検出手段により検出し、前記
検出した回転速度に基づいて単相誘導電動機のコイル
（例えば、主コイル，補助コイル）への通電を制御する
ことにより、単相誘導電動機の回転速度を可変するよう
にしていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】然るに、前記単相誘導
電動機の回転速度を検出するのに、エンコーダとかホー
ル素子を用いて構成した回転速度検出手段（センサ）に
おいては、ホール素子等の回転検出手段を単相誘導電動
機の近傍に設けなければならず、この結果、回転検出手
段の取付け作業に手間を要したり、配線が複雑化するた
め単相誘導電動機の製造原価を高くするという問題があ
った。また、ホール素子等の回転検出手段を使用する場
合は、ノイズ，温度対策を講じないと円滑な回転速度制
御が行えないという問題もあった。

【０００５】前記の問題点を解消するために、例えば、
単相誘導電動機の主コイルと補助コイルに流れる電流あ
るいは電圧のゼロクロスタイミングを計測することによ
り、その位相差を検出し、前記検出した位相差をベース
にして単相誘導電動機の回転速度を算出し、前記算出し
た回転速度を基準として単相誘導電動機への通電を制御
することにより、単相誘導電動機の回転速度を制御する
ように構成したものも開発されている。

【０００６】前記単相誘導電動機の回転速度制御におい
ては、ホール素子等の回転速度検出手段を用いることな
く、センサレス化して回転速度制御を可能としたもの
で、単相誘導電動機は部品点数が節減でき、それにより
組立作業に余り手間をかけることなく迅速・容易に、か
つ、製造コストを軽減して製造できるという利点を備え
ている。

【０００７】しかし、前記のように主コイルと、補助コ
イルに流れる電流や電圧のゼロクロスタイミングを計測
してその位相差を検出する場合、次のような問題があっ
た。即ち、第１に位相差の検出に当り、進相コンデンサ
による電流波形の歪みとか、ノイズの影響によってゼロ
クロスタイミングがずれたりすると、位相差の検出精度
が低下するという問題があった。

【０００８】また、前記のように、位相差の検出に際し
てゼロクロスタイミングを用いる場合、単相誘導電動機
の回転速度制御方式に、例えば、ＡＣチョッパ制御方式
とか位相制御方式等を適用することは困難であった。即
ち、第２に前記の各制御方式においては、スイッチング
回路のＯＮ，ＯＦＦ動作によって単相誘導電動機に供給
する電圧を制御している関係上、前記スイッチングに応
じてゼロクロスタイミングを生じ、この結果、前記ゼロ
クロスタイミングにおいては、位相差を正確に検出する
ことができないという問題があった。この結果、単相誘
導電動機の目標の回転速度を正確に制御することが困難
であった。

【０００９】本発明は、前記の各問題点に鑑み、センサ
等からなる回転速度検出手段を用いることなく、シンプ
ルな回路構成にて単相誘導電動機の回転速度を推定検出
し、この推定回転速度に基づき単相誘導電動機への通電
を制御して、回転速度を負荷とか電圧変動に対応して所
定の回転速度に維持可能とした、単相誘導電動機の回転
速度制御装置を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
単相誘導電動機に供給される電圧を検出する電圧検出回
路と、単相誘導電動機に流れる電流を検出する電流検出
回路と、前記検出電圧と検出電流との位相差を演算処理
する位相差演算処理手段と、前記位相差演算処理手段に
より算出した位相差に基づき回転速度を演算処理する回
転速度算出手段と、前記回転速度算出手段にて算出した
回転速度に基づいて前記単相誘導電動機への通電を制御
する供給電圧制御手段とによって構成したことを特徴と
する。

【００１１】請求項２記載の発明は、主コイル、補助コ
イルおよび進相用コンデンサを具備して構成した単相誘
導電動機において、単相誘導電動機に供給される電圧を
検出する電圧検出回路と、前記単相誘導電動機の主コイ
ルに流れる電流を検出する第１の電流検出回路と、前記
電圧検出回路にて検出した電圧と第１の電流検出回路に
て検出した電流との位相差を演算処理する位相差演算処
理手段と、前記位相差演算処理手段によって算出した位
相差に基づき回転速度を演算処理する回転速度算出手段
と、前記回転速度算出手段にて算出した回転速度に基づ
いて前記単相誘導電動機の主コイルと，補助コイルへの
通電を制御する供給電圧制御手段とを具備して構成した
ことを特徴とする。

【００１２】請求項３記載の発明は、主コイル、補助コ
イルおよび進相用コンデンサを具備して構成した単相誘
導電動機において、単相誘導電動機に供給される電圧を
検出する電圧検出回路と、前記単相誘導電動機の補助コ
イルに流れる電流を検出する第２の電流検出回路と、前
記電圧検出回路にて検出した電圧と第２の電流検出回路
にて検出した電流との位相差を演算処理する位相差演算
処理手段と、前記位相差演算処理手段によって算出した
位相差に基づき回転速度を演算処理する回転速度算出手
段と、前記回転速度算出手段にて算出した回転速度に基
づいて前記単相誘導電動機の主コイルと，補助コイルへ
の通電を制御する供給電圧制御手段とを具備して構成し
たことを特徴とする。

【００１３】請求項４記載の発明は、請求項１から請求
項３のいずれか記載の単相誘導電動機の回転速度制御装
置において、前記位相差演算処理手段は、電圧検出回路
にて検出した電圧と電流検出回路にて検出した電流との
検出値に基づいて演算処理して算出した位相差によっ
て、単相誘導電動機の回転速度を推定するように構成し
たことを特徴とする。

【００１４】請求項５記載の発明は、請求項１から請求
項３のいずれか記載の単相誘導電動機の回転速度制御装
置において、前記供給電圧制御手段と単相誘導電動機と
の間には、前記単相誘導電動機に供給される電圧を設定
するためのスイッチング回路を具備して構成したことを
特徴とする。

【００１５】請求項６記載の発明は、単相誘導電動機の
主コイルと補助コイルとに流れる電流を個別に検出する
電流検出回路と、前記電流検出回路にて検出した電流に
基づいて該電流の位相差を演算処理する位相差演算処理
手段と、前記位相差演算処理手段により算出した位相差
に基づき回転速度を演算処理する回転速度算出手段と、
前記回転速度算出手段にて算出した回転速度に基づいて
前記単相誘導電動機への通電を制御する供給電圧制御手
段とによって構成したことを特徴とする。

【００１６】請求項７記載の発明は、主コイル、補助コ
イルおよび進相用コンデンサを具備して構成した単相誘
導電動機において、前記単相誘導電動機の主コイルに流
れる電流を検出する第１の電流検出回路と、補助コイル
に流れる電流を検出する第２の電流検出回路と、前記第
１，第２の各電流検出回路にて検出した電流に基づいて
前記主コイルと，補助コイルに流れる電流の位相差を演
算処理する位相差演算処理手段と、前記位相差演算処理
手段によって算出した位相差に基づき回転速度を演算処
理する回転速度算出手段と、前記回転速度算出手段にて
算出した回転速度に基づいて前記主コイルと，補助コイ
ルへの通電を制御する供給電圧制御手段と、更に、前記
供給電圧制御手段と単相誘導電動機との間に主コイル
と，補助コイルに供給される電圧を設定するための第１
のスイッチング回路と、前記主，補助コイルに還流電流
を所定時間通電させるための第２のスイッチング回路と
を具備して構成したことを特徴とする。

【００１７】請求項８記載の発明は、請求項６または７
記載の単相誘導電動機の回転速度制御装置において、前
記位相差演算処理手段は、第１，第２の電流検出回路に
よって検出した電流の検出値に基づき演算処理して算出
した位相差によって、単相誘導電動機の回転速度を推定
するように構成したことを特徴とする。

【００１８】請求項９記載の発明は、請求項７記載の単
相誘導電動機の回転速度制御装置において、前記供給電
圧制御手段からの指令にて作動する第１，第２のスイッ
チング回路は、整流回路とスイッチング素子とをそれぞ
れ組合せて構成したことを特徴とする。

【００１９】請求項１０記載の発明は、主コイル、補助
コイルおよび進相用コンデンサを具備して構成した単相
誘導電動機において、前記単相誘導電動機の主コイルに
流れる電流を検出する第１の電流検出回路と、補助コイ
ルに流れる電流を検出する第２の電流検出回路と、前記
第１，第２の各電流検出回路にて検出した電流に基づい
て前記主コイルと，補助コイルに流れる電流の位相差を
演算処理する位相差演算処理手段と、前記位相差演算処
理手段によって算出した位相差に基づき回転速度を演算
処理する回転速度算出手段と、前記回転速度算出手段に
て算出した回転速度に基づいて前記主コイルと，補助コ
イルへの通電を制御する供給電圧制御手段とを具備して
構成したことを特徴とする。

【００２０】請求項１１記載の発明は、請求項５および
１０記載の単相誘導電動機の回転速度制御装置におい
て、前記供給電圧制御手段と単相誘導電動機との間に
は、主コイルと補助コイルとに供給される電圧を設定す
るためのスイッチング回路を具備し、前記スイッチング
回路を三端子双方向サイリスタにより構成したことを特
徴とする。

【００２１】請求項１２記載の発明は、請求項１ないし
３および請求項６，７，１０のいづれか記載の単相誘導
電動機の回転速度制御装置において、前記位相差演算処
理手段は、力率計算、あるいは、力率計算を応用した算
出式に基づいて、位相差を算出するように構成したこと
を特徴とする。

【００２２】請求項１３記載の発明は、請求項１から３
および請求項６，７，１０のいづれか記載の単相誘導電
動機の回転速度制御装置において、前記供給電圧制御手
段は、前記回転速度算出手段によって算出した回転速度
をベースにして、目標の回転速度に達するまで単相誘導
電動への通電を継続し、この後目標の回転速度を維持す
るように、所定時間毎に通・断を繰り返して単相誘導電
動機への通電電圧を段階的に昇・降させて、目標の回転
速度を維持するように構成したことを特徴とする。

【００２３】本発明は、単相誘導電動機の回転速度を制
御する手段として、単相誘導電動機のコイルに供給され
る電圧と、同じくコイルに流れる電流とをそれぞれ検出
手段を介して検出し、前記検出した電圧，電流の検出値
に基づいて電圧と電流との位相差をマイクロコンピュー
タ等で演算処理して現状の単相誘導電動機の回転速度を
推定し、この回転速度と事前に設定した目標の回転速度
を演算処理して供給電圧のベースとなる制御量（電圧
値）を算出し、この制御量に基づき単相誘導電動機への
通電制御を行って、前記単相誘導電動機を目標の回転速
度にて駆動制御するように構成したので、単相誘導電動
機を使用した負荷部材、例えば、空気調和機の室外機に
設けた冷却ファンが、外乱等によって目標の回転速度に
て回転させることが困難となったとき、前記単相誘導電
動機のコイルに流れる電圧と電流とを検出し、この検出
値のデータをもとにして回転速度制御装置により、前記
冷却ファンの回転速度を直ちに目標の回転速度に是正で
きるようにしたため、単相誘導電動機の回転速度は負荷
変動等に即時に対応して、迅速・容易に目標の回転速度
の維持を実現させることができるとともに、センサ等の
回転速度検出手段を特別に単相誘導電動機に付設する必
要がないので、単相誘導電動機の回転速度制御機能を簡
素に、かつ、経済的に構成することができ、利便であ
る。

【００２４】また、本発明の回転速度制御装置は、現時
点での回転速度を推定するために求める位相差のベース
となる電圧や電流は、単相誘導電動機のコイルに流れる
ときに検出していたが、これに限ることなく、前記コイ
ルを構成する主コイルや補助コイルに個別に流れる電流
や、あるいは、進相コンデンサの端子電圧を検出して、
その位相差を算出するようにしてもよく、しかも、前記
位相差を算出する位相差演算処理手段は、力率計算を応
用した算出式に基づいて簡易に、かつ、正確に算出する
ことができるため、例えば、前記主コイルと，補助コイ
ルに流れる電流や電圧のゼロクロスタイミングを計測し
てその位相差を検出する場合の如く、進相コンデンサに
よる電流波形歪みやノイズ等に起因してゼロクロスタイ
ミングが変動したりすることにより、位相差を正確に計
測できなくなるという問題は全く生じず、位相差の算出
を迅速・確実に行うことができ、これにより、単相誘導
電動機の現状の回転速度をほぼ正確に推定することがで
きる。この結果、前記回転速度の推定値に基づいて目標
の回転速度との差異を迅速に算出して、現状の回転速度
を目標の回転速度へ早期に可変して維持することがで
き、単相誘導電動機の回転速度制御を簡易な構成で迅速
・確実に行うことができる。

【００２５】更に、本発明においては、ゼロクロスタイ
ミングによって位相差を算出する場合と異なり、単相誘
導電動機のコイルに流れる電流や電圧を検出し、その検
出値をベースにして力率計算を応用して位相差を算出す
るようにしたので、単相誘導電動機を目標の回転速度に
可変するに際して、正確な位相差に基づいて目標の回転
速度の算出が行えるため、この種電動機の速度制御にお
いて、ＡＣチョッパ制御方式や位相制御方式等からなる
スイッチングによる電圧制御方式に、ゼロクロスタイミ
ングを計測して位相差を検出する場合に比べて位相差に
ずれ等は全く生じないため、容易に採用することがで
き、単相誘導電動機の回転速度制御を迅速・確実に、か
つ、円滑に行うことができ、至便である。

【００２６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図１ない
し図５により説明する。図１は本発明の単相誘導電動機
の回転速度制御装置Ａを概略的に示すブロック図で、単
相誘導電動機１と、単相誘導電動機１に流れる電流を検
出する電流検出回路２と、同じく単相誘導電動機１に供
給される電圧を検出する電圧検出回路３と、前記単相誘
導電動機１に流れる電流，電圧の位相差によって制御タ
イミングを生成する回転速度制御手段としての役割を果
すためのマイクロコンピュータ（以下、マイコンとい
う）４と、前記マイコン４からの指令信号により単相誘
導電動機１への通電時間を設定するためにＯＮ・ＯＦＦ
動作して単相誘導電動機１を、目標の回転速度にて駆動
させるための所定電圧を交流電源５から、前記単相誘導
電動機１に供給するためのスイッチング回路６とによっ
て概略構成されている。

【００２７】次に、単相誘導電動機１をはじめ各回路の
詳細について説明する。はじめに、単相誘導電動機１
は、コンデンサ分相型の電動機であり、この電動機１は
主コイル１ａ，補助コイル１ｂ，進相用コンデンサ１ｃ
とによって構成され、前記進相用コンデンサ１ｃは主・
補助コイル１ａ，１ｂ間に並列に接続されて、主コイル
１ａと補助コイル１ｂとに流れる電流に位相差を発生さ
せることにより、回転磁界を発生させ、回転子（図示せ
ず）を回転させるように構成されている。

【００２８】つづいて、電流検出回路２について説明す
る。この電流検出回路２は、図１に示すように、単相誘
導電動機１の主コイル１ａと進相コンデンサ１ｃとの間
に取付けた変流器，電流検出抵抗等からなる第１の電流
検出回路２ａと、補助コイル１ｂと進相コンデンサ１ｃ
との間に取付けた変流器，電流検出抵抗等からなる第２
の電流検出回路２ｂとからなり、これら第１，２の電流
検出回路２ａ，２ｂにて検出された電流は、電圧情報に
変換され、マイコン４の入力端子Ｉ₁，Ｉ₂に入力され
る。

【００２９】電圧検出回路３は、単相誘導電動機１の主
・補助コイル１ａ，１ｂに供給される電圧を分圧（降
圧）して検出するもので、交流電源５と単相誘導電動機
１との間に並列接続した抵抗Ｒ₁とＲ₂とによって構成さ
れている。これは、実際に主・補コイル１ａ，１ｂに供
給される電圧自体が交流電源５から直接供給される電圧
（約１００Ｖ）である関係上、前記供給電圧をそのまま
マイコン４に入力させるには高圧すぎてできないため、
前記分圧抵抗Ｒ₁，Ｒ₂によりマイコン４への入力可能な
電圧に分圧し、抵抗Ｒ₁とＲ₂との分圧点Ｐからマイコン
４の入力端子Ｉ₃に入力される。なお、供給電圧の入力
は前記分圧抵抗Ｒ₁，Ｒ₂に代えて、変圧器により降圧し
て入力するようにしてもよい。

【００３０】次に、マイコン４の機能について説明す
る。マイコン４は、基本的に電圧検出回路３と電流検出
回路２とによって検出した電圧および電流に基づいて位
相差φ（電圧と電流をベースとした）を演算処理する位
相差演算処理手段４ａと、この位相差演算処理手段４ａ
にて算出した位相差φと事前に設定した回転速度推定関
数φａ（図２参照）とを演算処理して回転速度を算出す
る回転速度算出手段４ｂと、前記算出した回転速度に基
づいて単相誘導電動機１に対する通電制御を行うための
供給電圧制御手段４ｃと、あらかじめ実験等にて確認あ
るいは算出した目標の回転速度のテーブルとか、回転速
度値を算出する数式等を記憶させたデータテーブル４ｄ
とが事前にプログラム設定されている。なお、マイコン
４には、図示しない定電圧電源回路にて交流電源５を所
定電圧に降圧し、かつ、直流に整流された定電圧電源
（５Ｖ）Ｖｃｃが供給されている。

【００３１】マイコン４にプログラムを設定した各手段
について説明する。はじめに、位相差演算処理手段４ａ
は、単相誘導電動機１に流れる電圧と電流との位相差φ
を算出する手段であり、その演算式はマイコン４のデー
タテーブル４ｄにプログラム設定されている。

【００３２】前記位相差φの算出に際しては、電圧検出
回路３により検出された電圧は、抵抗Ｒ₁，Ｒ₂により所
定電圧に分圧（降圧）されてマイコン４の入力端Ｉ₃に
入力され、また、電流検出回路２にて検出された電流
は、マイコン４の入力端Ｉ₁，Ｉ₂にそれぞれ入力され
る。そして、マイコン４に入力された電圧，電流をベー
スとして、あらかじめ、マイコン４に事前にプログラム
設定されている位相差φを演算処理して算出するための
力率計算（演算式）で示す計算式［数１］と［数２］に
示す計算式に基づいて、前記単相誘導電動機１に流れる
電圧と電流とによって、単相誘導電動機１の現在の回転
速度に相当する位相差φ₁，φ₂を算出する。

【００３３】

【数１】

【００３４】ここで、Ｖ：電源電圧，|Ｖ|：電源電圧実効値Ｉ_M：主コイル電流，|Ｉ_M|：主コイル電流実効値ｔ：周波数１周期分の時間

【００３５】

【数２】

【００３６】ここで、Ｖ：電源電圧，|Ｖ|：電源電圧実効値Ｉ_A：補助コイル電流，|Ｉ_A|：補助コイル電流実効値

【００３７】前記位相差演算処理手段４ａにて算出した
位相差φ₁，φ₂が、現時点での単相誘導電動機１の回転
速度を推定するためのデータとなる。即ち、前記位相差
φ₁，φ₂は、あらかじめ設定した回転速度で単相誘導電
動機１が駆動しておれば問題は生じないが、負荷とか電
圧変動等により回転速度が急変した場合、前記位相差φ
₁，φ₂を算出することにより、単相誘導電動機１におけ
る現時点での回転速度を推定することが可能となり、こ
れによって、目標の回転速度への是正を容易に図ること
ができる。

【００３８】次に、回転速度算出手段４ｂは、前記位相
差演算処理手段４ａにて算出した位相差φ₁，φ₂を用い
て、単相誘導電動機１における現状の回転速度を推定す
るものである。

【００３９】即ち、前記位相差演算処理手段４ａにより
算出した単相誘導電動機１の現在の回転速度に相当する
位相差φ₁，φ₂を用いて、回転速度を推定するに際して
は、次に示す、［数３］の数式により、回転速度推定関
数φａを求める。

【００４０】

【数３】

【００４１】なお、前記φａの算出は、差分に限ること
なく、乗算，減算等他の四則演算式を用いて算出するよ
うにしてもよい。

【００４２】前記のように、２つの位相差φ１，φ２の
データを用いて、前記φａを算出することにより、主コ
イル１ａは、補助コイル１ｂの通電中に生じる温度上昇
による位相差算出時の誤差を良好に軽減することができ
る。また、前記回転速度推定関数φａは、前記の他に、
例えば、一つの位相差（φ₁またはφ₂）を単独で用いる
ことにより算出するようにしてもよい。そして、回転速
度の推定は、対象となる単相誘導電動機１の前記φａと
回転速度との関係を実験的に算出した数式、あるいは、
数値をデータテーブル４ｄ（図２参照）に格納し、前記
位相差演算処理手段４ａにて算出した位相差φ₁，φ₂に
よって求めた回転速度推定関数φａと、マイコン４に格
納したデータとを検索して現状の回転速度を求める（推
定する）ものである。

【００４３】なお、前記回転速度算出手段４ｂにより算
出した回転速度推定関数φａが、事前に設定したデータ
テーブル４ｄのどの回転速度と合致するかによって現時
点での単相誘導電動機１の回転速度を推定する例につい
て説明したが、前記の回転速度の推定方式に代えて、例
えば、単相誘導電動機１の電源電圧実効値|Ｖ|と、主コ
イル１ａの電流実効値|Ｉ_M|とを用いて、次に示す［数
４］式に基づき電圧と電流の比△Ｉ_Mを算出し、この比
（△Ｉ_M）の評価関数を用いてすべりを推定することに
より、単相誘導電動機１の現時点での回転速度の推定値
を算出するようにしてもよい。

【００４４】

【数４】

【００４５】前記［数４］式にて算出した電圧と電流の
比△Ｉ_Mは、事前に実験等にて作成した図示しないデー
タテーブルに示す前記電圧と電流の比△Ｉ_Mと対応する
回転速度が現時点での推定回転速度となる。なお、前記
電圧と電流の比△Ｉ_Mを用いて回転速度算出手段４ｂに
より回転速度を算出する点は、前記と同様であるため説
明は割愛する。

【００４６】つづいて、供給電圧制御手段４ｃについて
説明する。この供給電圧制御手段４ｃにおいては、前記
回転速度算出手段４ｂにて算出した回転速度（推定）を
用いて単相誘導電動機１に供給する電圧値を可変するう
えで、スイッチング回路６のゲート信号を可調整する制
御量を算出するための手段である。即ち、単相誘導電動
機１の目標の回転速度と現状の回転速度との偏差に応じ
て、その差分を差分に相当する電圧値に換算すべく演算
処理して、スイッチング回路６のゲート信号を調整する
制御量を求めるものである。例えば、目標の回転速度が
現状回転速度より低い場合は、電圧を上昇させるように
制御量を算出し、逆に、目標の回転速度が現状の回転速
度より高い場合は、電圧を降下させるように制御量を算
出する。

【００４７】次に、前記したスイッチング回路６につい
て説明する。このスイッチング回路６は図１に示すよう
に、本例では三端子双方向サイリスタ（以下、サイリス
タという）を使用している。前記サイリスタは単相誘導
電動機１とマイコン４との間に介挿され、即ち、サイリ
スタのカソード側を単相誘導電動機１の主コイル１ａと
補助コイル１ｂとに接続し、アノード側は交流電源５
に、ゲート側はマイコン４の出力端Ｏにそれぞれ接続す
ることにより取付けられている。

【００４８】そして、前記サイリスタを用いたスイッチ
ング回路６は、供給電圧制御手段４ｃにて設定された電
圧に相当する指令信号がマイコン４の出力端Ｏより入力
されると、単相誘導電動機１の主コイル１ａ，補助コイ
ル１ｂに供給される電圧を昇圧させる指令信号の場合
は、サイリスタの動作タイミングを早く、即ち、ＯＮス
タートを早くすることによりＯＮ時間を長くして供給電
圧を順次昇圧し、また、逆に供給電圧を降圧する場合
は、サイリスタの動作タイミングを遅く、即ち、ＯＮス
タートを遅くしてＯＮ時間を短くするようにして供給電
圧を順次降圧させるように通電制御（サイリスタの位相
制御）を行うことにより、単相誘導電動機１の回転速度
をフィードバック制御によって供給電圧を任意に可変し
て、迅速・確実に目標回転速度を維持させるように構成
されている。

【００４９】次に、本発明の動作を図４，５に示すフロ
ーチャート図および，タイミングチャート図によって説
明する。最初に、マイコン４に設置した可変抵抗等から
なる回転速度設定手段７によって単相誘導電動機１の回
転速度を、負荷の状況に応じて最適速度をマイコン４に
入力端Ｉ₄より入力して設定する。また、負荷の状況に
応じては、即ち、負荷が特定されている場合は、前記の
回転速度設定手段７を設けることなく、マイコン４に使
用負荷に適した目標回転速度を固定的に記憶させておい
てもよい（図４のＳ₁参照）。

【００５０】単相誘導電動機１の運転に際しては、図示
しない電源スイッチの投入により交流電源５はスイッチ
ング回路６に通電され、スイッチング回路６のサイリス
タをＯＮすることにより、単相誘導電動機１の主コイル
１ａに電流が流れる。また、補助コイル１ｂには進相用
コンデンサ１ｃにより主コイル１ａに流れる電流と位相
差が生じた電流が流れ、これにより、回転磁界が生じ、
単相誘導電動機１は図示しない回転子が回転し起動を開
始する（図４のＳ₂参照）。

【００５１】単相誘導電動機１が起動すると、電流検出
回路２によって主コイル１ａと補助コイル１ｂに流れる
電流を検出し、マイコン４の入力端Ｉ₁，Ｉ₂に入力され
る。また、電圧検出回路３においては、単相誘導電動機
１に供給される電圧を検出し、その分圧値がマイコン４
に入力端Ｉ₃から入力される（図４のＳ₃参照）。

【００５２】前記電流，電圧の各検出回路２，３にて検
出した電流，電圧がマイコン４に入力されると、マイコ
ン４にプログラム設定した位相差演算処理手段４ａによ
って交流電源５の１周期分の電圧・電流に基づいて単相
誘導電動機１に流れる電流と電圧の位相差を［数１］，
［数２］により演算処理して位相差φ₁，φ₂をリアルタ
イムに算出する（図４のＳ₄参照）。そして、前記位相
差φ₁，φ₂をベースにして回転速度演算処理手段４ａに
より算出した回転速度推定関数φａが、あらかじめマイ
コン４に記憶させてあるデータテーブル４ｄを参照し
て、どの回転速度に対応するか確認することにより、単
相誘導電動機１の現状の回転速度を推定する（図４のＳ
₄参照）。

【００５３】前記の位相差φ₁，φ₂による回転速度の推
定は、例えば、図２に示すように、前記回転速度算出手
段４ｂにて演算処理した回転速度推定関数φａが４３．
７ｄｅｇである場合、この回転速度推定関数φａに該当
する図２に示されている回転速度推定関数φａに相当す
る目標回転速度は９８４回転であるため、現在駆動して
いる単相誘導電動機１の回転速度は９８４回転と推定す
ることが可能となる（図４のＳ₅参照）。

【００５４】前記により回転速度が９８４回転と推定
し、この回転速度が当初に設定した回転速度と同じであ
れば、単相誘導電動機１は前記目標回転速度を維持して
回転を続行する（図４のＳ₆参照）。

【００５５】しかし、単相誘導電動機１の現状回転速度
が９８４回転である場合、目標の回転速度が例えば、８
００回転で設定されていたとすれば、現状の回転速度は
前記算出した回転速度推定関数φａが４３．７ｄｅｇで
あるため、９８４回転であると推定される結果、現状の
回転速度とは、目標の回転速度に対して１８４回転超過
していることになる。この現象は負荷変動等にて生じた
ものと考えられ、この場合、現状の回転速度を目標の回
転速度に戻す必要があるため、マイコン４にプログラム
設定した供給電圧制御手段４ｃにより、目標の回転速度
が得られるための制御量を算出（推定）する。

【００５６】即ち、単相誘導電動機１の目標の回転速度
から現状の回転速度がどれだけオーバーしているかを算
定する。本実施例においては、１８４回転超過している
ことになる。この回転速度の超過分については、供給電
圧制御手段４ｃにて算出した制御量に相当する指令信号
（供給電圧の降圧指令）をマイコン４の出力端Ｏからス
イッチング回路６のサイリスタ６のゲートにゲート信号
として出力する（図４のＳ₇参照）。

【００５７】前記スイッチング回路６のゲートは図５
（ａ）に示すように、単相誘導電動機１の現状の回転速
度が目標の回転速度と同じ回転速度で回転しているとき
は、同一幅寸法の出力波形でゲート信号がＯＮ状態とな
って作動している（負荷が変動しない場合）。しかし、
何等かの理由で負荷が変動すると、即ち、前記のよう
に、単相誘導電動機１の現状の回転速度を目標の回転速
度に戻す（降下）ような場合は、単相誘導電動機１に供
給される電圧を降圧させることになる。

【００５８】そして、前記のように、マイコン４の出力
端Ｏから電圧の降圧指令の信号が出力されると、スイッ
チング回路６のゲート信号は、図５（ａ）に示すよう
に、その出力波形は前記の同一幅寸法の出力波形に比べ
徐々に幅寸法を縮少して出力されることになる。この結
果、即ち、前記の電圧の降圧指令に基づき、サイリスタ
はそのＯＮ時間の幅寸法を少しずつ小さくすることによ
り、単相誘導電動機１の主・補助コイル１ａ，１ｂに供
給させる実効的な電圧を順次降圧させる。（図５（ａ）
のゲート信号、主・補助コイルの波形参照）。

【００５９】前記サイリスタ６の出力波形の減少に伴
い、主コイル１ａと補助コイル１ｂに供給される電圧は
徐々に位相制御にて降圧され、図３に示すように、単相
誘導電動機１の回転速度を下降させ、目標の回転速度
（８００回転）に近づける。即ち、フィードバック制御
されて、回転速度が順次減速される。前記フィードバッ
ク制御においても、電圧検出回路３からは単相誘導電動
機１に供給される電圧が、また、電流検出回路２におい
ては電流がそれぞれリアルタイムに検出され、前記の如
くマイコン４に入力され、マイコン４にて位相差φ₁，
φ₂の算出とそれに伴う回転速度の是正処理とによっ
て、スイッチング回路６に単相誘導電動機１を目標の回
転速度で回転させるための回転速度情報を出力し、単相
誘導電動機１の主コイル１ａと補助コイル１ｂに供給さ
れる電圧を、目標の回転速度が得られるように通電制御
して、単相誘導電動機１を迅速・確実に負荷に対応した
状態で、目標の回転速度にて回転させるように補正す
る。

【００６０】そして、回転速度が目標の回転速度に達し
たら、負荷変動がない限り、単相誘導電動機１はマイコ
ン４を具備した回転速度制御装置Ａにより所定の目標の
回転速度にて回転を続行する。なお、目標の回転速度で
駆動している単相誘導電動機１の回転速度は、負荷に対
応して回転速度設定手段７にて任意に変更できることは
言うまでもない。

【００６１】続いて、単相誘導電動機１の回転速度が目
標の回転速度より遅く回転した場合における回転速度の
補正について説明する。この場合も、基本的には前記現
状の回転速度が目標の回転速度より早くなった場合の逆
の制御（単相誘導電動機１に供給される電圧を昇圧し
て、回転速度を目標の回転速度に維持させる）を行えば
よい。

【００６２】前記の場合も、単相誘導電動機１に流れる
電圧や電流をそれぞれ電圧検出回路３，電流検出回路２
により検出し、これら検出した電圧，電流に基づいて単
相誘導電動機１の現状における位相差φ₁，φ₂を、マイ
コン４にプログラム設定した位相差演算処理手段４ａに
より算出する。そして、前記算出した位相差φ₁，φ₂に
基づき回転速度算出手段４ｂにより回転速度推定関数φ
ａを算出することによって、単相誘導電動機１の現状回
転速度を推定する。

【００６３】即ち、前記単相誘導電動機１の回転速度
が、例えば、８００回転である場合、単相誘導電動機１
の現状の回転速度は８００回転と推定することができ
る。この結果、単相誘導電動機１の当初設定した目標の
回転速度が９４８回転であると、現状の回転速度は目標
の回転速度に対して１４８回転不足（降下）しているこ
ととなる。前記回転不足は、例えば、負荷が変動して回
転数が低下したものと考えられるため、マイコン４にプ
ログラム設定した供給電圧制御手段４ｃによって、現状
の回転速度を目標の回転速度に近づけるべく制御量を算
出する。そして、その制御量に相当する指令信号（供給
電圧の昇圧指令）をマイコン４の出力端Ｏからスイッチ
ング回路６のゲートに出力する。

【００６４】前記スイッチング回路６のゲートに単相誘
導電動機１に供給する電圧の昇圧に対する指令信号が出
力されると、スイッチング回路６のゲート信号は図５
（ｂ）に示すように、その出力波形は現状回転速度によ
る同一幅寸法の波形に対して、電圧の上昇に伴い波形の
幅寸法は徐々に幅広となって出力される。このため、ス
イッチング回路６は電圧の昇圧指令に基づきそのＯＮ時
間の幅寸法が少しずつ大きくなるため、単相誘導電動機
１に供給させる実効的な電圧を順次上昇させる。

【００６５】前記電圧の上昇により単相誘導電動機１は
主コイル１ａ，補助コイル１ｂに流れる電流が増加し、
回転速度を目標の回転速度に達するまで順次上昇させ
る。そして、回転速度が目標の回転速度（９４８回転）
に到達すると、マイコン４から昇圧指令の出力は停止さ
れる。この停止指令は、単相誘導電動機１に流れる電圧
と電流との位相差φ₁，φ₂を常時検出し、これをもとに
単相誘導電動機１を常に目標の回転速度にて回転させる
ための電圧制御を行っていることにより、目標の回転速
度が回復されることによって昇圧の指令は停止されるこ
とになる。

【００６６】このように、本発明による回転速度制御装
置Ａは、単相誘導電動機１の回転速度が外乱による負荷
変動や交流電源５の電圧変動により、目標の回転速度が
維持することが困難な場合は、現状の回転速度の位相差
φ₁，φ₂を算出し、その回転速度に基づき目標の回転速
度との差分を算出し、単相誘導電動機１に供給させる電
圧を常に目標の回転速度と合致させるべくフィードバッ
ク制御して、早期に目標の回転速度に維持させるように
構成したので、単相誘導電動機１は外乱等にて回転速度
が急変した場合、常に迅速・確実に目標の回転速度を復
元できるというシンプルな回路構成にて機能的に作動す
る回転速度制御装置Ａの提供を可能とした。

【００６７】なお、図１においては、単相誘導電動機１
に供給される電圧と電流との位相差φ₁，φ₂を算出し
て、単相誘導電動機１の回転速度を常に目標の回転速度
に維持させるための回転速度情報を得るための説明を行
ったが、本発明は基本的に前記位相差φ₁，φ₂の算出を
行う他に、単相誘導電動機１に供給される電圧と、主コ
イル１ａに流れる電流、あるいは補助コイル１ｂに流れ
る電流をそれぞれ個別に検出し、この検出した電流（主
コイル１ａまたは補助コイル１ｂに流れる電流）と前記
電圧との位相差を算出し、その位相差に基づいて現状の
回転速度値を算出して単相誘導電動機１の通電制御を行
うことにより、目標の回転速度を維持させるように回転
速度制御装置Ａを構成するようにしてもよい。

【００６８】また、本発明は、前記のように、電圧と電
流とによって位相差φ₁，φ₂を算出するようにした実施
例について説明したが、これに限定することなく、図６
に示す回転速度制御装置Ｂのように、単相誘導電動機１
の主コイル１ａと補助コイル１ｂとに流れる電流を電流
検出回路２の第１，第２の電流検出回路２ａ，２ｂによ
り検出し、これら両回路２ａ，２ｂに流れる電流から位
相差演算処理手段４ａにより位相差を算出し、この算出
した位相差をベースにして現状の回転速度をデータテー
ブル４ｄを参照して推定するとともに、目標の回転速度
と現状の回転速度との間において差分がある場合は、供
給電圧制御手段４ｃによって制御量を算出し、この制御
量に相当する指令信号を供給電圧制御手段４ｃにてスイ
ッチング回路６に出力させる。

【００６９】前記電圧値に相当する指令信号の出力にて
作動する第１のスイッチング回路６ａは、図６に示すよ
うに整流回路６ａ₁とトランジスタ６ａ₂とによって構成
されており、前記指令信号がマイコン４の出力端Ｏ₁よ
り、第１のスイッチング回路６のトランジスタ６ａ₂を
前記算出した制御量（電圧値）に相当する指令信号によ
りＯＮ動作させ、単相誘導電動機１を目標の回転速度で
回転させるための電圧を供給し、現状の回転速度で回転
している単相誘導電動機１をＡＣチョッパ制御にて早期
に目標の回転速度にて回転させることができる。この第
２実施例においては、主コイル１ａと補助コイル１ｂに
流れる電流をリアルタイムに検出して位相差φをマイコ
ン４にて演算処理して算出し、この位相差φにより推定
回転速度を、目標の回転速度とのギャップをＡＣチョッ
パ制御により詰めて単相誘導電動機１の回転制御を行う
ようにしたので、単相誘導電動機１を負荷変動や交流電
源の電圧変動に良好に対応して回転速度制御が行えると
いう利点を備えている。

【００７０】第２実施例において、主コイル１ａと補助
コイル１ｂとに流れる電流によって位相差φを算出する
場合は、［数５］で示す計算式にて位相差φを算出す
る。

【００７１】

【数５】

【００７２】ここで、Ｉ_M：主コイル電流，｜Ｉ_M｜：主
コイル電流実効値Ｉ_A：補助コイル電流，｜Ｉ_A｜：補助コイル電流実効値ｔ：周波数１周期分の時間

【００７３】また、この第２実施例において、単相誘導
電動機１の現状の回転速度を推定する場合、主コイル１
ａと補助コイル１ｂに流れる電流の位相差φを求め、こ
れをデータテーブル４ｄの回転速度と対比する代りに、
例えば、主コイル１ａ電流実効値｜Ｉ_M｜と補助コイル
１ｂ電流実効値｜Ｉ_A｜との対比を用いて、即ち、｜Ｉ _M
｜と｜Ｉ_A｜との差が回転数の降下に伴い大きくなると
いう傾向に鑑み、電流実効値の比を評価関数に用いるこ
とによりすべりを推定するもので、［数６］に示す計算
式にて電流実効値の比△Ｉを求め推定回転速度を算出す
る。

【００７４】

【数６】

【００７５】なお、図６の６ｂは整流回路６ｂ₁とトラ
ンジスタ６ｂ₂とからなり、前記第１のスイッチング回
路６ａのＯＦＦ時、逆起電力によってスイッチング回路
６ａ等の回路素子が破壊されるのを防止するために設け
た第２のスイッチング回路で、前記第１のスイッチング
回路６ａがＯＦＦしたとき、マイコン４の出力端Ｏ₂よ
り出力される信令信号にてトランジスタ６ｂ₂をＯＮ動
作させ、この第２のスイッチング回路６ｂを通して還流
を流すことにより、逆起電力の発生を抑制する。

【００７６】図７は本発明の第３の実施例としての回転
速度制御装置Ｃを示すもので、図６に示す第２実施例と
異なる点は、スイッチング回路６を三端子双方向サイリ
スタを用いて構成した点である。この第３実施例では、
図７に示すように、単相誘導電動機１の主コイル１ａと
補助コイル１ｂに流れる電流を、それぞれ電流検出回路
２の第１，第２の電流検出回路２ａ，２ｂにて個別に検
出し、前記検出した電流をマイコン４に入力し、位相差
演算処理手段４ａにより位相差φを算出する。

【００７７】この位相差φを算出した後は、第１，第２
実施例で説明したように、マイコン４にプログラム設定
した回転速度算出手段４ｂにて回転速度を算出し、目標
の回転速度に対応する制御量に相当する指令信号を供給
電圧制御手段４ｃより出力し、この出力により三端子双
方向サイリスタからなるスイッチング回路６を図５
（ａ），（ｂ）で示すようにＯＮ，ＯＦＦ制御させて、
単相誘導電動機１の回転速度を目標の回転速度に制御し
て維持するようにしたものである。

【００７８】本発明の第３の実施例においては、スイッ
チング回路６を三端子双方向サイリスタ６を使用するこ
とにより、単相誘導電動機１の主コイル１ａと補助コイ
ル１ｂに流れる電流を電流検出回路２にて検出して位相
差φを算出する手段と相まって、回転速度制御装置Ｃを
シンプルな回路構成として製作することが可能となる結
果、位相制御によって単相誘導電動機１の回転速度制御
を行う制御手段を簡素に、かつ、経済的に製作すること
ができる。

【００７９】

【発明の効果】本発明は、以上説明したように、単相誘
導電動機の回転速度を制御する手段として、単相誘導電
動機のコイルに供給される電圧と、同じくコイルに流れ
る電流とをそれぞれ検出手段を介して検出し、前記検出
した電圧，電流の検出値に基づいて電圧と電流との位相
差をマイクロコンピュータ等で演算処理して算出した位
相差にて現時点での単相誘導電動機の回転速度を推定
し、この回転速度に基づき単相誘導電動機のコイルに供
給する電圧の通電制御を行って、前記単相誘導電動機を
目標回転速度にて駆動制御するように構成したので、単
相誘導電動機を使用した負荷部材のトルク変動とか、商
用電源の電圧変動等によって、目標の回転速度にて回転
させることが困難となったとき、前記単相誘導電動機の
コイルに流れる電圧と電流とを検出し、この検出値のデ
ータをもとにして回転速度制御装置により、単相誘導電
動機の回転速度を直ちに目標の回転速度に変更可能とし
たので、単相誘導電動機の回転速度は負荷あるいは電圧
変動等に即応して、迅速・容易に目標の回転速度を維持
することができるとともに、センサ等の回転速度検出手
段を特別に必要としないので、単相誘導電動機の回転速
度制御装置を簡素に、かつ、経済的に構成することがで
きる。

【００８０】また、本発明の回転速度制御装置は、現状
の回転速度を推定するために求める位相差のベースは、
単相誘導電動機のコイルに流れる電圧・電流をはじめ、
前記コイルを構成する主コイルや補助コイルに流れる電
流や、あるいは、進相コンデンサの端子電圧を検出し
て、その位相差を算出するように構成し、しかも、前記
位相差を算出する位相差演算処理手段は、力率計算を応
用した算出式に基づいて簡易に、かつ、正確に算出する
ことができるので、例えば、前記主コイル，補助コイル
に流れる電流のゼロクロスタイミングを計測して位相差
を検出する場合に比べ、進相コンデンサによる電流波形
歪みやノイズ等に起因してゼロクロスタイミングが変動
したりすることにより、位相差を正確に計測できなくな
るということは全くなく、位相差の算出を迅速・確実に
行うことができ、これにより、単相誘導電動機の回転速
度をほぼ正確に推定することができる。従って、前記回
転速度の推定値に基づいて目標の回転速度との差異を迅
速に算出して回転速度を目標の回転速度に早期に可変し
て維持することが可能となり、単相誘導電動機の回転速
度制御をＡＣチョッパ制御方式，位相制御による電圧制
御を簡易な構成で迅速・確実に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の単相誘導電動機の回転速度制御装置の
回路構成を概略的に示すブロック図である。

【図２】目標回転速度に対応する位相差のデータテーブ
ルの要部を示す説明図である。

【図３】位相差と目標回転速度との関係を示す特性図で
ある。

【図４】本発明の動作を概略的に説明するためのフロー
チャート図である。

【図５】単相誘導電動機に流れる電流の状況を示すタイ
ミングチャート図で、（ａ）は電流を低減する場合を、
（ｂ）は電流を増加させる場合の事例をそれぞれ説明す
る。

【図６】本発明の単相誘導電動機の回転速度制御装置の
第２実施例を概略的に示すブロック図である。

【図７】本発明の単相誘導電動機の回転速度制御装置の
第３実施例を概略的に示すブロック図である。

【符号の説明】

１単相誘導電動機２電流検出回路３電圧検出回路４マイクロコンピュータ４ａ位相差演算処理手段４ｂ回転速度算出手段４ｃ供給電圧制御手段４ｄデータテーブル５交流電源６スイッチング回路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】単相誘導電動機に供給される電圧を検出
する電圧検出回路と、単相誘導電動機に流れる電流を検
出する電流検出回路と、前記検出電圧と検出電流との位
相差を演算処理する位相差演算処理手段と、前記位相差
演算処理手段により算出した位相差に基づき回転速度を
演算処理する回転速度算出手段と、前記回転速度算出手
段にて算出した回転速度に基づいて前記単相誘導電動機
への通電を制御する供給電圧制御手段とによって構成し
たことを特徴とする単相誘導電動機の回転速度制御装置
【請求項２】主コイル、補助コイルおよび進相用コン
デンサを具備して構成した単相誘導電動機において、単
相誘導電動機に供給される電圧を検出する電圧検出回路
と、前記単相誘導電動機の主コイルに流れる電流を検出
する第１の電流検出回路と、前記電圧検出回路にて検出
した電圧と第１の電流検出回路にて検出した電流との位
相差を演算処理する位相差演算処理手段と、前記位相差
演算処理手段によって算出した位相差に基づき回転速度
を演算処理する回転速度算出手段と、前記回転速度算出
手段にて算出した回転速度に基づいて前記単相誘導電動
機の主コイルと，補助コイルへの通電を制御する供給電
圧制御手段とを具備して構成したことを特徴とする単相
誘導電動機の回転速度制御装置。
【請求項３】主コイル、補助コイルおよび進相用コン
デンサを具備して構成した単相誘導電動機において、単
相誘導電動機に供給される電圧を検出する電圧検出回路
と、前記単相誘導電動機の補助コイルに流れる電流を検
出する第２の電流検出回路と、前記電圧検出回路にて検
出した電圧と第２の電流検出回路にて検出した電流との
位相差を演算処理する位相差演算処理手段と、前記位相
差演算処理手段によって算出した位相差に基づき回転速
度を演算処理する回転速度算出手段と、前記回転速度算
出手段にて算出した回転速度に基づいて前記単相誘導電
動機の主コイルと，補助コイルへの通電を制御する供給
電圧制御手段とを具備して構成したことを特徴とする単
相誘導電動機の回転速度制御装置。
【請求項４】前記位相差演算処理手段は、電圧検出回
路にて検出した電圧と電流検出回路にて検出した電流と
の検出値に基づいて演算処理して算出した位相差によっ
て、単相誘導電動機の回転速度を推定するように構成し
たことを特徴とする請求項１から請求項３のいづれか記
載の単相誘導電動機の回転速度制御装置。
【請求項５】前記供給電圧制御手段と単相誘導電動機
との間には、前記単相誘導電動機に供給される電圧を制
御するためのスイッチング回路を具備して構成したこと
を特徴とする請求項１から請求項３のいづれか記載の単
相誘導電動機の回転速度制御装置。
【請求項６】単相誘導電動機の主コイルと補助コイル
とに流れる電流を個別に検出する電流検出回路と、前記
電流検出回路にて検出した電流に基づいて該電流の位相
差を演算処理する位相差演算処理手段と、前記位相差演
算処理手段により算出した位相差に基づき回転速度を演
算処理する回転速度算出手段と、前記回転速度算出手段
にて算出した回転速度に基づいて前記単相誘導電動機へ
の通電を制御する供給電圧制御手段とによって構成した
ことを特徴とする単相誘導電動機の回転速度制御装置。
【請求項７】主コイル、補助コイルおよび進相用コン
デンサを具備して構成した単相誘導電動機において、前
記単相誘導電動機の主コイルに流れる電流を検出する第
１の電流検出回路と、補助コイルに流れる電流を検出す
る第２の電流検出回路と、前記第１，第２の各電流検出
回路にて検出した電流に基づいて前記主コイル，補助コ
イルに流れる電流の位相差を演算処理する位相差演算処
理手段と、前記位相差演算処理手段によって算出した位
相差に基づき回転速度を演算処理する回転速度算出手段
と、前記回転速度算出手段にて算出した回転速度に基づ
いて前記主コイルと，補助コイルへの通電を制御する供
給電圧制御手段と、更に、前記供給電圧制御手段と単相
誘導電動機との間に主コイルと，補助コイルに供給され
る電圧を設定するための第１のスイッチング回路と、前
記主コイルと，補助コイルに還流電流を所定時間通電さ
せるための第２のスイッチング回路とを具備して構成し
たことを特徴とする単相誘導電動機の回転速度制御装
置。
【請求項８】前記位相差演算処理手段は、第１，第２
の電流検出回路によって検出した電流の検出値に基づき
演算処理して算出した位相差によって、単相誘導電動機
の回転速度を推定するように構成したことを特徴とする
請求項６または７記載の単相誘導電動機の回転速度制御
装置。
【請求項９】前記供給電圧制御手段からの指令にて作
動する第１，第２のスイッチング回路は、整流回路とス
イッチング素子とをそれぞれ組合せて構成したことを特
徴とする請求項７記載の単相誘導電動機の回転速度制御
装置。
【請求項１０】主コイル、補助コイルおよび進相用コ
ンデンサを具備して構成した単相誘導電動機において、
前記単相誘導電動機の主コイルに流れる電流を検出する
第１の電流検出回路と、補助コイルに流れる電流を検出
する第２の電流検出回路と、前記第１，第２の各電流検
出回路にて検出した電流に基づいて前記主コイルと，補
助コイルに流れる電流の位相差を演算処理する位相差演
算処理手段と、前記位相差演算処理手段によって算出し
た位相差に基づき回転速度を演算処理する回転速度算出
手段と、前記回転速度算出手段にて算出した回転速度に
基づいて前記主コイルと，補助コイルへの通電を制御す
る供給電圧制御手段とを具備して構成したことを特徴と
する単相誘導電動機の回転速度制御装置。
【請求項１１】前記供給電圧制御手段と単相誘導電動
機との間には、主コイルと補助コイルとに供給される電
圧を設定するためのスイッチング回路を具備し、前記ス
イッチング回路を三端子双方向サイリスタにより構成し
たことを特徴とする請求項５および１０記載の単相誘導
電動機の回転速度制御装置。
【請求項１２】前記位相差演算処理手段は、力率計
算、あるいは、力率計算を応用した算出式に基づいて、
位相差を算出するように構成したことを特徴とする請求
項１から３および請求項６，７，１０のいづれか記載の
単相誘導電動機の回転速度制御装置。
【請求項１３】前記供給電圧制御手段は、前記回転速
度算出手段によって算出した回転速度をベースにして、
目標の回転速度に達するまで単相誘導電動機への通電を
継続し、この後前記目標の回転速度を維持するように、
所定時間毎に通・断を繰り返して単相誘導電動機への通
電を段階的に昇・降させて、目標の回転速度を維持する
ように構成したことを特徴とする請求項１から３および
請求項６，７，１０のいづれか記載の単相誘導電動機の
回転速度制御装置。