JP2794387B2 - 制御装置を備える単相誘導電動機 - Google Patents

制御装置を備える単相誘導電動機

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JP2794387B2
JP2794387B2 JP6052478A JP5247894A JP2794387B2 JP 2794387 B2 JP2794387 B2 JP 2794387B2 JP 6052478 A JP6052478 A JP 6052478A JP 5247894 A JP5247894 A JP 5247894A JP 2794387 B2 JP2794387 B2 JP 2794387B2
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phase
induction motor
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phase induction
power supply
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恭一 篠崎
日出明 小林
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、特に一次電圧制御によ
る速度制御,正逆回転,瞬時停止等の機能を持つ制御装
置を備える単相誘導電動機に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来技術を図3により説明する。同図で
1が5−2相巻線を備え移相コンデンサにより回転磁界
を与えられて駆動される単相誘導電動機で、正逆回転に
対応して一般的には主巻線Mと補助巻線A夫々の一端は
互いに短絡接続され(O点)、前記両巻線M,A双方の
他端は互いに移相用コンデンサCを介し(m点及びa
点)て夫々接続される。
【0003】そして前記両巻線の短絡側端部O点は直接
電源の片端に接続され、一方前記移相コンデンサ両端の
夫々の巻線端M点及びA点は、いずれも交流制御素
子(:トライアック:TR1,TR2)3及びチョーク
コイル(:L1,L2)5を介して前記電源の他端に接
続される。
【0004】通常の一方向回転の動作においては、主巻
線Mは単独で補助巻線Aが移相用コンデンサと直列接続
状態で励磁される事になり、トライアック3はTR1の
み導通される。
【0005】尚逆回転の動作において、補助巻線Aが単
独で主巻線Mが移相用コンデンサと直列接続状態で励磁
される事になり、トライアック3はTR2のみ導通され
る事は言うまでもない。
【0006】上記正回転動作と逆回転動作では、主巻線
Mと補助巻線Aとの巻線数が異なる時は発生磁束が異な
り、又単一のコンデンサによる移相である為夫々の巻線
との関係で正相・逆相インピーダンスが異なり特性に差
異がでる。
【0007】又速度制御は、当該電動機1に速度発電機
(:TG)7を直結し、該速度発電機7の出力により動
作回転数を検出し、該検出回転数と設定速度との比較に
より制御を行う。正回転動作の時はトライアック3はT
R1を通電し、速度増加の為には各々トライアック3の
点弧角を広げ電圧を高くし、逆回転動作の時はTR2を
通電し、速度低下の為には各々トライアッタ3の点弧角
を狭くし電圧を低くする様に動作する。何れの場合にも
夫々の点弧回路(:G1,G2)4で制御して前記両巻
線M,Aへの印可電圧を可変する事になる。
【0008】次に瞬時停止は、上記回転駆動の際通電し
た2つのトライアック(:TR1,TR2)3を双方と
も遮断して、前記移相コンデンサの両端の接続点(M点
及びA点)間に配設された2つのダイオード(:D1,
D2)9と点弧回路(:GB)により通電制御されるサ
イリスタ(:SCRB)10との回路により前記主巻線
M及び補助巻線Aに同時に単相半波整流電流を流し、直
流ダイナミックブレーキをかけ急停止を行う様にしてい
る。
【0009】尚、前記トライアック(:TR1,TR
2)3夫々に併設されているチョークコイル(L1,L
2)5は、各トライアックTR1叉はTR2のスイッチ
ングにより発生するスパイクノイズを遮断する為に使用
されるもので、一般的にその目的に叶う様高周波領域迄
鉄損の少ないフェライトコアにコイルを巻装した構成で
ある。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】上述の如き従来の構成
は、瞬時停止の様な短時間しか使用されない使用条件に
おいても、図3に見る様にダイオード(:D1,D2)
9と点弧回路(:GB)により通電制御されるサイリス
タ(:SCRB)10を有する回路を備えており、而も
この回路部分には主巻線と補助巻線の両方の電流が同時
流れる事から各素子も大きくなると共に部品点数の増加
を伴いコストアップの要因ともなり小型化の障害ともな
っていた。
【0011】ところが、部品点数を縮減するため、前記
ダイオード(:D1,D2)9や点弧回路(:GB)1
1を取り除くと、瞬時停止の操作の時に2つのトライア
ック(:TR1,TR2)3に同時に半波整流された電
流を導通する事によりコンデンサ(:C)2に充電され
た電荷の放電が、TR1〜L1〜L2〜TR2〜Cの閉
回路を構成し電源に対し相対的に高周波で絶対値も大き
いスパイク電流や振動電流が流れ、特に前記主巻線Mと
補助巻線Aとの巻数比が大きい電動機の場合はそのスパ
イク電流の大きさはより大きくなり、2つのトライアッ
ク(:TR1,TR2)3の損傷の危険は大きくなる。
【0012】そこで、図1に示すように瞬時停止のよう
な短時間しか使用しない、ダイオード(:D1、D2)
9と点弧回路(:GB)により通電制御されるサイリス
タ(:SCR)10を有する回路を取り除き、チョーク
コイルL1,L2を高周波損失の大きい鉄心に夫々コイ
ルを巻装する構成とし、該2個のチョークコイルを介し
て前記電源の他方に接続するように構成すると、高周波
のスパイク電流や振動電流がチョークコイルの鉄心に鉄
損として吸収されるので効果的なスパイク電流の抑制が
できることが分かったが、図1の構成では独立した2個
の鉄心入りチョークコイルが必要で、小型化、簡素化を
実現するには未だ課題を残している。
【0013】
【課題を解決するための手段】本発明においては、チョ
ークコイルを1個の高周波損失の大きい鉄心に1個のコ
イルを巻装し、該コイルの半分の巻数の位置に中間引き
出し端部を設け、該コイルの両端を夫々2個のトライア
ックに夫々接続し、中間引き出し端部を電源の他の一端
に接続するように構成する。
【0014】
【作 用】上述の如き構成においては、瞬時停止の操作
の時には2つのトライアックが同時に半波整流の通電状
態となりチョークコイルの中間引き出し端部より半波整
流の電流がコイルの両端に向かって流れるので発生磁束
が打ち消されてインダクタンスが減少し、電流の立ち上
がりが急峻となりブレーキ動作が速く作用する一方、高
周波損失の大きい鉄心に電流の高周波成分が吸収されて
スパイク電流を減少させる効果が得られる。
【0015】
【実施例】以下図面によって本発明の実施例を説明す
る。図2は本発明に成る実施例の回路図を示し、チョー
クコイルL1及びL2の鉄芯は電磁鋼板の積層等により
高周波では鉄損(渦流損,ヒステリシス損)の大きい部
材で構成され、該鉄心に1個のコイルが巻装され、該コ
イルの半分の巻数の位置に中間引き出し端部が設けられ
ており、が中間引き出し端部より上半分がL1を、下半
分がL2となっている。そしてチョークコイル5の中間
引き出し端部を電源の他の一端に、チョークコイル5の
L1の一端をトライアックTR1に、L2の一端をトラ
イアックTR2に接続してある他は図1の回路と同じで
ある。
【0016】本発明に成る図2の回路においては、通常
の正方向もしくは逆方向の一方向回転もしくは速度制御
においては、前述の従来技術と同じ様に何れか一方のト
ライアック3の導通で駆動,制御される。
【0017】瞬時停止では、2つのトライアック(:T
R1,TR2)3を双方同時に単相半波整流電流を流し
て電動機の固定子に直流磁界を生じせしめ、直流ダイナ
ミックブレーキをかけ急停止を行う。この時に半波整流
の電流がチョークコイル5の中間引き出し端部よりコイ
ルのL1とL2の両方に流れトライアックTR1とTR
2へと流れるから、同じ鉄心に同じ方向に巻かれたL1
とL2には逆方向に電流が流れるので磁束が打ち消し合
って減少しインダクタンスが減少して、電流の立ち上が
りを急峻にするからブレーキを急激に作用させる効果を
生ずる。
【0018】一方コンデンサ(:C)の両端はトライア
ックTR1 L1 L2 トライアックTR2を通じて
短絡されるが、併設されているチョークコイル(L1,
L2)5の鉄心が高周波領域で鉄損の大きい部材で構成
されているので発生するスパイク電流や振動電流を鉄心
内部で消費し吸収する効果がある。
【0019】図1に示した従来技術でチョークコイル5
の鉄心を高周波損失の大きい鉄心に巻装して独立した鉄
心入りチョークコイルL1、L2を構成してトライアッ
クに接続すると、瞬時停止の操作の時に独立した鉄心入
りチョークコイルはインダクタンスが大きいから半波整
流の電流の立ち上がりが遅く急激なブレーキ動作ができ
ないという問題があったが、本発明に成る図2の回路構
成によりこの問題を解決すると共に高周波損失の大きい
鉄心により高周波の電流を吸収しスパイク電流を減少さ
せることができる。
【0020】実測に拠れば、図2に示す構成でチョーク
コイル(L1,L2)5の鉄芯を従前通り高周波領域で
の損失の小さなフェライト鉄芯とした例での瞬時停止ブ
レーキモード時のスパイク電流の観測結果が図4に示す
もので、同じく図2の構成で本発明の構成要件である当
該チョークコイル(L1,L2)5の鉄芯を固有抵抗4
2μΩcmとした例での同じ条件でのスパイク電流の観
測結果が図5である。
【0021】図4と図5から明らかな様に、従来技術で
はスパイク電流が大きい為トライアック(:TR1,T
R2)3のダメージ対策として電流耐量を大きくしなけ
ればならないが、本発明に成る構成によるとスパイク電
流が減少しするのでトライアック(:TR1、TR2)
の電流耐量を大きくする必要がなくなる。
【0022】
【発明の効果】本発明に成る制御装置を備える単相誘導
電動機は上述の如き構成であるから、構成が簡素で而も
使用される素子の容量が小さくて済み小型化,コストダ
ウンだけでなく信頼性向上も実現する効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図2】本発明に成る制御装置を備える単相誘導電動機
の構成略図である。
【図1】従来技術に成る制御装置を備える単相誘導電動
機の第2の例の構成略図である。
【図3】従来技術に成る制御装置を備える単相誘導電動
機の第1の例の構成略図である。
【図4】本発明に成る例の瞬時停止ブレーキモード時の
スパイク電流の観測結果を示すグラフである。
【図5】従来技術に成る例の瞬時停止ブレーキモード時
のスパイク電流の観測結果を示すグラフである。
【符号の説明】
1 単相誘導電動機 M 主巻線 A 保持巻線 o点 主巻線の一端と補助巻線の一端との短絡接続
点 m点 主巻線の他端と移相用コンデンサの一端との
接続点 a点 補助巻線の他端と移相用コンデンサの他端と
の接続点 2 移相用コンデンサ(:C) 3 交流制御素子(:トライアック,TR1,
TR2) 4 トライアック用点弧回路(:G1,G2) 5 チョークコイル(:L1,L2) 6 単相交流電源 u点 電源の一方の端子 v点 電源の他方の端子 7 速度発電機(:TG) 8 増幅回路 9 ダイオード(:D1,D2) 10 サイリスタ(:SCRB) 11 サイリスタ用点弧回路(:GB)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H02P 3/00 - 3/26 H02P 5/28 - 5/405 H02P 5/415 - 5/44 H02P 7/36 - 7/625 H02P 7/635 - 7/66

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 単相交流電源で駆動され、その2つの固
    定子巻線はコンデンサを介して所謂デルタ結線され、交
    流制御素子を有する制御装置により速度制御,正逆回
    転,瞬時停止等の複合機能を与えられるコンデンサラン
    単相誘導電動機で、2つの固定子巻線の短絡された一端
    は直接電源の一方の端子に接続され、又移相用コンデン
    サを介して互いに接続された夫々の他端は、いずれも交
    流制御素子及び高周波損失の大きい鉄芯を有するチョー
    クコイルを介して前記電源の他方の端子に接続されてい
    る制御装置を備える単相誘導電動機において、前記2個
    のチョークコイルは、当該鉄心を共有し該1つの鉄心に
    巻装された1つのコイルに中間引き出し端部が設けら
    れ、該中間引き出し端部が電源の他の一端に接続され、
    前記1つのコイルの両端が前記の2つの交流制御素子に
    夫々接続されていること、を特徴とする制御装置を備え
    る単相誘導電動機。
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