JP3107230B2 - 電動機制御装置及び方法 - Google Patents

電動機制御装置及び方法

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JP3107230B2 JP03047963A JP4796391A JP3107230B2 JP 3107230 B2 JP3107230 B2 JP 3107230B2 JP 03047963 A JP03047963 A JP 03047963A JP 4796391 A JP4796391 A JP 4796391A JP 3107230 B2 JP3107230 B2 JP 3107230B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は交流電動機の給電制御方
式に関し、より詳細には電動機の始動停止制御装置に関
する。
【０００２】
【従来の技術】従来のモータ制御器はモータ巻線を交流
給電線に接続するサイリスタを有している。３相モータ
については各交流相線は通常トライアックや一対の逆接
続シリコン制御整流器（ＳＣＲ）によりモータ内の別々
の巻線に接続されている。制御器内の回路が供給線電圧
の各半サイクル中にサイリスタをトリガーするための適
切な時間を決定する。サイリスタは各給電線の電圧の位
相関係により定まるシーケンスでトリガーされる。全サ
イリスタのトリガーを繰り返すたびに、同じ順序でＳＣ
Ｒを再トリガーすることにより工程が繰り返される点に
おいてシーケンスは循還的である。サイリスタは一度ト
リガーされるとそこを流れる交流がゼロ交差するまで導
通状態を維持し、ゼロ交差時には再トリガーして導通維
持させなければならない。サイリスタのトリガー時間を
ゼロ電流交差に関して調整することにより、サイリスタ
の導通期間を変化させてモータに加わる電圧量を制御す
ることができる。
【０００３】モータを始動させるのに、従来のモータ制
御器はサリスタトリガー時間を変えて電圧を漸増させ
る。そうすることにより、サイリスタは最初に各電圧半
サイクルの比較的後期にトリガーされ短期間だけ導通す
るようにされる。次に、トリガー時間は各半サイクルに
おいて漸進的に早期とされ、サイリスタを長期間導通さ
せてモータに大量の電圧を印加する。
【０００４】始動時にサイリスタが各半サイクルの早期
にトリガーされると、モータ速度が増大して全速に達す
る。従来の多くのモータ制御器はＳＣＲを利用して全速
動作中に電気を加えるものであり、ここでＳＣＲは本質
的に常に導通状態にある。モータが全速であると、ＳＣ
Ｒは相当量の熱を発生し、それを放散しなければならな
い。従って、連続動作には相当大きなヒートシンクが必
要であり且つ制御器の包囲体内に余剰熱が蓄積されない
ように強制換気を行う必要がある。
【０００５】ヒートシンクのサイズ及び冷却条件を最少
限とするために、ハイブリッド固体制御器及びコンタク
タ装置が考案されている。このような装置の一つが米国
特許第４，１００，４６９号に開示されている。この装
置は前記したようにＳＣＲのトリガーを調整することに
よりモータを始動させる加速回路を有している。しかし
ながら、モータが全周期速度に達すると、ＳＣＲと並列
な１組のコンタクタが閉成してＳＣＲのトリガーが中止
される。従って、ＳＣＲではなくコンタクタ中を全速で
モータ電流が流れて、ＳＣＲは放散すべき熱を発生しな
い。
【０００６】最近、モータの停止操作を行うための固体
モータ制御器が使用されている。例えば、モータの始動
に使用したのとは逆のＳＣＲトリガー法を使用してモー
タを停止させることができる。すなわち、ＳＣＲは各電
圧半サイクル中継続的に後期にトリガーしてモータに漸
減する電力量を与える。また、サイクルスキップ技術を
使用してモータ速度を低下させることができる。しかし
ながら、これらの減速技術は全速動作中にＳＣＲを継続
的にトリガーする制御器にしか容易に採用されなかっ
た。ハイブリッド方式では、コンタクタが閉成してＳＣ
Ｒトリガーが中止されると、制御回路は交流供給線電圧
との同期を失う。その結果、減速開始時にどこでＳＣＲ
トリガーパターンを開始すべきか判らないため、制御回
路を使用して円滑にモータを制動することができない。
シーケンスのどの点でＳＣＲのトリガーを開始すべきか
を制御器が知っていない限り、ＳＣＲ制御への円滑な遷
移は生ぜずモータは被駆動装置を急激に動かすことにな
る。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】制御器はモータを全速
動作から制動するための電気の印加を調整して、モータ
を徐々に停止させる。サイリスタスイッチ組立体がモー
タを電源の各相へ接続する。サイリスタはモータへ電気
を加える制御回路により導通状態へトリガーされる。サ
イリスタがトリガーされる供給電圧の各半サイクル中に
相対時間を逐次変えることにより、その導通期間を変え
てモータ速度の増減を制御することができる。コンタク
タ組立体も、サイリスタスイッチ組立体と並列に、モー
タを電源の各相へ接続する。
【０００８】モータ制御器はサイリスタをトリガーして
モータに印加される電圧を漸増させることによりモータ
を始動させることができる。モータが実質的に全速に達
すると、制御回路がコンタクタ組立体を励起してサイリ
スタスイッチ組立体のトリガーを中止する。コンタクタ
組立体を介してモータへ給電されるため、サイリスタス
イッチ組立体から熱は発生せず放熱させる必要がない。
【０００９】モータ制御器がモータ停止信号を受信する
と、コンタクタ組立体が消勢されてモータを電源から切
り離す。ある機構が各電気位相におけるサイリスタスイ
ッチ組立体両端間の電圧を調べ、コンタクタ組立体が実
際にモータを切り離す時を検出する。このイベントが検
出されると、制御回路はスイッチ組立体内の全サイリス
タを一時的にトリガーする。
【００１０】各給電相におけるサイリスタ両端間の電圧
は非導通となるスイッチ組立体の第１の相を検出する手
段により感知される。次に、制御回路はこの相に対する
スイッチ組立体内のサイリスタをトリガーする。非導通
となる第１の相の検出を使用してモータ給電のコンタク
タ組立体制御からサイリスタスイッチ手段制御へ円滑に
遷移するためにサイリスタトリガーシーケンスへどの点
で入るべきかが決定される。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明の一般的目的はモ
ータへ電気を印加するためのコンタクタ及びサイリスタ
スイッチ組立体を有するハイブリッドモータ制御器を提
供することである。もう一つの目的はモータの軟停止機
構を提供することである。さらにもう一つの目的はモー
タへ電気を印加するコンタクタからサイリスタスイッチ
組立体による印加への遷移を行う手段を提供することで
ある。遷移はモータにより駆動される装置がモータトル
クの急激な変化を経験しないように行われる。本発明の
さらにもう一つの目的はコンタクタがモータへの電気の
印加を中止する遷移時にサイリスタのトリガリングを給
電線相電圧に同期化させる能力をモータ制御器内に組み
入れることである。
【００１２】
【実施例】図１の代表的なモータ制御器２０について本
発明を説明する。交流電動機２１０は３個の固定子巻線
１１〜１３を有し、それらはサイリスタスイッチモジュ
ール１４及び及び３本の給電線Ａ，Ｂ，Ｃにより３相電
源に接続されている。スイッチモジュール１４は３対の
逆並列接続ＳＣＲ１６，１７，１８を有している。各対
内のＳＣＲは給電線Ａ，Ｂ，Ｃの１本をそれぞれ異なる
固定子巻線１１，１２，１３へ接続する。被制御電流レ
ベルに応じて、各ＳＣＲ対の替りにトライアックを使用
することができる。
【００１３】ＳＣＲ対１６〜１８はマイクロコンピュー
タ２１、電圧比較器２２，２３，２４，５５、ゼロ電圧
交差検出器６０及び差動増幅器５０を含む制御回路によ
り作動される。マイクロコンピュータ２１は同じ集積回
路パッケージ内にタイマ回路、読取専用メモリ、及びラ
ンダムアクセスメモリを含むいくつかの市販型の中の一
つとすることができる。モータ制御器２０の動作を制御
するプログラムは読取専用メモリ内に記憶されており、
モータ制御器の動作に関して詳細に説明される。
【００１４】マイクロコンピュータ２１は適切なタイミ
ングのサイリスタトリガーパルスを並列出力ポートの３
線２６，２７，２８上に発生する。各トリガーパルスは
対応するＳＣＲを導通状態とするのに充分なだけの比較
的短い持続時間を有し、ＳＣＲ中を流れる交流の大きさ
がゼロになるまで維持される。第１の出力線２６が第１
のパルス変圧器３１により給電線Ａに対する第１対のＳ
ＣＲ１６のゲート端子に接続されている。他のトリガー
出力線２７，２８は同様なパルス変圧器３２，３３によ
り、それぞれ、給電線Ｂ及びＣに対する第２及び第３の
ＳＣＲ対１７，１８のゲート端子に接続されている。
【００１５】３つの端子４１，４２，４３が各固定子巻
線１１〜１３をモータ制御器２０に接続する。３個の同
値抵抗器３４〜３６が端子４１〜４３へＹ結線され、Ｙ
結線の共通ノード３７は制御回路の接地に接続されてい
る。各抵抗器３４，３５，３６の両端間電圧は、それぞ
れ、３つの固定子巻線１１，１２，１３の各々の両端間
電圧に等しい。Ｙ抵抗器接続の共通ノード３７における
電位はモータ巻線の中性ノード１５の電位と同じであ
り、それは実質的に接地電位に等しい。
【００１６】３個の比較器２２，２３，２４が固定子巻
線１１〜１３両端間の電圧を感知する。各電圧比較器２
２，２３，２４の非反転入力は別々の分圧器４４，４
５，４６により、それぞれ、固定子巻線端子４１，４
２，４３の一つに接続されている。分圧器４４〜４６は
固定子巻線電圧を比較器２２，２３，２４が比較可能な
レベルへ低減する。３個の電圧比較器の反転入力は直接
回路接地に接続されている。比較器２２，２３，２４の
出力はマイクロコンピュータ２１の並列入力ポートの別
々の線に接続されている。
【００１７】Ａ，Ｂ給電線は抵抗器５１，５２により差
動増幅器５０の非反転及び反転入力へ別々に接続されて
いる。非反転入力は抵抗器５３により回路接地にも接続
されている。帰還抵抗器５４が差動増幅器５０の出力と
その反転入力との間に接続されている。差動増幅器５０
の出力は電圧比較器５５の非反転入力に接続され、その
反転入力は抵抗器５６により接地されている。電圧比較
器５５の出力はマイクロコンピュータ並列入力ポートの
もう一線に接続されている。この入力のレベルは大地に
対するＡ，Ｂ給電線間の電圧Ｖabの極性を示す。差動増
幅器５０の出力はさらに差動増幅器の電圧出力、従って
給電線Ａ，Ｂ間の電圧Ｖabが０Ｖを通過する時を感知す
るゼロ交差検出器６０に接続されている。ゼロ交差検出
器６０からの出力信号はマイクロコンピュータ２１の割
込入力（ＩＲＱ）に接続されている。給電線Ｂ−Ｃ及び
Ａ−Ｃ間の交流電圧は給電線Ａ−Ｂ間の電圧に対して一
定の相関係を有するため、他の電圧がゼロ交差を行う時
間はマイクロコンピュータがその割込入力における信号
から引き出すことができる。
【００１８】３組の常開接点ＲＣ２，ＲＣ３，ＲＣ４を
有する３相コンタクタ１５によりモータ１０は給電線
Ａ，Ｂ，Ｃにも接続されている。これら３個の接点はも
う１組の接点ＲＣ１をも起動させる第１のリレーコイル
ＲＣにより起動される。第１のリレーコイルＲＣは常開
接点ＲＣ１及びもう１組の常開接点ＲＲ２と直列に回路
接地と正の制御電圧Ｖ＋源３０との間に接続されてい
る。第２のリレーコイルＲＲは常閉押釦スイッチ５７及
び常開押釦スイッチ５８と直列に回路接地と電圧源３０
との間に接続されている。１組の常開リレー接点ＲＲ１
が常開スイッチ５８と並列接続されている。接点ＲＲ
１，ＲＲ２セットは第２のリレーコイルＲＲにより励起
される。
【００１９】第２のリレーコイルＲＲは回路接地とマイ
クロコンピュータ２１の入力６１間に接続された第３組
の常開接点ＲＲ３をも励起する。この入力６１もプルア
ップ抵抗器６２により正の電圧源３０に接続されてい
る。マイクロコンピュータ２１は常開接点ＲＣ１セット
の両端間に並列接続された１組の接点ＲＭ１を励起する
第３のリレーコイルＲＭに接続された出力線１９を有し
ている。
【００２０】ユーザーがモータ１０を始動させる場合、
押釦スイッチ５８が閉成されてリレーコイルＲＲに電流
が流される。リレーコイルＲＲが励起されると、接点Ｒ
Ｒ１が閉じて始動スイッチ５８を短絡させコイルを励起
状態にラッチする。この状態において、リレーコイルＲ
Ｒは接点ＲＲ２をも閉成するが、この時接点セットＲＣ
１，ＲＭ１は共に常開状態にとどまる。
【００２１】リレーコイルＲＲを励起すると接点ＲＲ３
も閉じ、従来のモータ始動ソフトウェアルーチンの実行
を開始する信号をマイクロコンピュータ２１へ与える。
モータ始動中に、ＳＣＲ対は３本の給電線の電圧の位相
関係に従って定められた循還シーケンスでトリガーされ
る。ソフトウェアルーチンは各ＳＣＲ対が接続される給
電線Ａ，Ｂ，Ｃの電圧の各半サイクルの連続的早期にお
いて各ＳＣＲ対１６，１７を徐々にトリガーする。終局
的には、各ＳＣＲ対は順バイアスされる供給線電圧の実
質的に全半サイクルに対して導通するようにトリガーさ
れる。これが生じると、モータは実質的にその全運動速
度に達している。
【００２２】この時、マイクロコンピュータ２１は出力
線１９にハイ論理値を与えリレーコイルＲＭが励起され
て接点ＲＭ１が閉じる。接点ＲＲ２が既に閉成状態にあ
るため、接点ＲＭ１を閉じるとリレーコイルＲＣを励起
する電流が加えられる。リレーコイルＲＣが励起される
と、マイクロコンピュータ出力線１９上の信号及びその
信号により制御される接点ＲＭ１の状態に無関係に、接
点ＲＣ１が閉成してコイルに電流が流れ続ける。リレー
コイルＲＣが励起されると、コンタクタ接点ＲＣ２，Ｒ
Ｃ２，ＲＣ４も閉成する。コンタクタ１５の接点はサイ
リスタスイッチモジュール１４をバイパスする給電線
Ａ，Ｂ，Ｃからモータ１０への導通径路を提供する。
【００２３】その後、ＳＣＲ対１６，１７，１８へトリ
ガー信号を出す直前に、マイクロコンピュータ２１はそ
のＳＣＲ対両端間に接続された光結合器６４，６５，６
６が発生する信号を調べる。関連するＳＣＲ対１６〜１
８及びコンタクタ接点ＲＣ２〜ＲＣ４が導通していない
（すなわち、ＳＣＲ両端間に高電圧が存在する）時に各
光結合器は出力信号を発生する。ＳＣＲ対両端間の高電
圧を感知する光結合器６４〜６６はコンタクタ１５の接
点ＲＣ２，ＲＣ３，ＲＣ４の少くとも１個がバイパス電
路を与えるように閉成されていないことを示す。従っ
て、マイクロコンピュータ２１か線２６〜２８を介して
サイリスタスイッチモジュール１５へ逐次トリガー信号
を送信し続ける。一度全ての光結合器６４〜６６が各Ｓ
ＣＲ対の両端間の０Ｖを表示すると、マイクロコンピュ
ータはＳＣＲのトリガーを終止し線１９にロー論理レベ
ルを与えて接点ＲＭ１を開く。接点ＲＣ１が閉成してい
るため、リレーコイルＲＣは励起されたままとされて接
点１５を閉じたままとする。また、マイクロコンピュー
タ２１は線１９にハイレベルを加え続けて接点ＲＭ１を
閉じたままとすることができる。この場合には、接点Ｒ
Ｃ１は必要とされない。この時点において、モータ１０
は接点セットＲＣ２，ＲＣ３，ＲＣ４を介して各給電線
Ａ，Ｂ，Ｃと直結される。
【００２４】次に、マイクロコンピュータ２１はモータ
始動ソフトウェアルーチの実行から図２のフロー図に示
すルーチンへと進む。後のルーチンの実行はコンタクタ
１５がモータを給電線に接続するモータ制御器２０のＳ
ＣＲバイパスモード中に実行されるプログラムループで
開始される。この動作モードにおいてマイクロコンピュ
ータはＳＣＲをトリガーしていないが、ゼロ交差検出器
６０からの出力で示される給電線電圧Ｖabのゼロ交差及
び比較器５５の出力で示される給電線電圧の極性を感知
し続ける。給電線電圧の極性だけでなくゼロ交差の表示
もステップ１００において変数の更新に使用され、それ
らはＳＣＲトリガーサブルーチンで使用される。従っ
て、ＳＣＲがトリガーされていなくても、線電圧タイミ
ング及び位相表示変数は更新され続けシステムが給電線
電圧と同期されたままとされる。しかしながら、各相の
ゼロ電流交差等の他の電気的パラメータはこの時感知さ
れていない。
【００２５】ＳＣＲバイパスモードにおいて、マイクロ
コンピュータ２１はリレー接点ＲＲ３が接続されている
入力６１を同期的に調べてユーザがスイッチ５７を起動
させてモータ１０を停止させたかどうかをステップ１０
２において決定する。スイッチ５７が起動されていない
限り、モータ制御器２０はＳＣＲパイパスモードにとど
まりプログラム実行はステップ１００へ戻って再び変数
を更新する。
【００２６】モータ１０を停止する場合には、スイッチ
５７を一時的に開いてリレーコイルＲＲへの電流を遮断
する。この動作により接点ＲＲ１，ＲＲ３がそれぞれ開
いてリレーコイルＲＲをアンラッチしモータ１０を停止
すべきことをマイクロコンピュータ２１に知らせる。ス
テップ１０４において励起されたままであれば、マイク
ロコンピュータはリレーコイルＲＭを消勢されて応答す
る。この時点において接点ＲＲ２も開いてリレーコイル
ＲＣへの電流を遮断し、次にそれによりコンタクタ１５
の接点ＲＣ２，ＲＣ３，ＲＣ４が開く。この後の動作に
よりモータ１０への給電が遮断される。
【００２７】しかしながら、コンタクタ１５の開放は瞬
時的なものではなく、先に進む前にステップ１０６，１
０８において検出しなければならない。これらのステッ
プの初めに１０６、マイクロコンピュータ２１は３個の
光結合器６４〜６６からの各入力を調べる。光結合器の
いずれもがＲＣＲ対１６，１７もしくは１８の両端間に
比較的高い電圧降下を感知していないことをこれらの入
力が示す場合には、コンタクタ１５内の接点はどれも開
いていない。従って、ステップ１０８において、全ての
ＳＣＲ対がコンタクタにより短絡されたままであれば、
プログラム実行はステップ１０６へ戻って光結合器から
の入力をチェックし続ける。終局的に、セット１５内の
１個もしくは数個のコンタクタが開いて対応するＳＣＲ
対の両端間に比較的高い給電線電圧を発生する。関連す
る光結合器がこの発生を感知すると、プログラム実行は
ステップ１０８から１１０へ進むことによりループをエ
グジットする。
【００２８】ＳＣＲトリガリングサブルーチンで使用さ
れる変数のいくつかは周期的に更新されているが、マイ
クロコンピュータ２１はＳＣＲトリガールーチンの実行
を線Ａ，Ｂ，Ｃから供給される３相電力と再同期化しな
ければならない。そのために、出力線２６，２７，２８
へ本質的に同時にトリガー信号を送出することにより３
対のＳＣＲ１６，１７，１８の全てがステップ１１０に
おいて同時にトリガーされる。その後、非導通とされる
第１対のＳＣＲが同期化指標を与え、それを使用してバ
イパス及び停止モード間で円滑な遷移を行うのにどこで
トリガーシーケンスに入るべきかを決定することができ
る。円滑な遷移が生じない限り、モータトルクは急激に
変化して被駆動装置を急激に動かすことがである。
【００２９】全てのＳＣＲがトリガーされると、図２の
ソフトウェアルーチンの実行は判断ステップ１１２，１
１４，１１６からなるもう一つのループへ入る。これら
の各ステップにおいて、異なる光結合器６４，６５，６
６からの出力はマイクロコンピュータ２１により調べら
れて関連するＳＣＲ対が非導通であるかどうかが決定さ
れる。給電相に対する一対のＳＣＲが導通していないこ
とを１個の光結合器が表示するまで、プログラムはこれ
ら３つの判断ステップ１１２〜１１６をループし続け
る。これが生じると、プログラム実行は関連する判断ス
テップ１１２，１１４もしくは１１６からステップ１１
８，１２０もしくは１２２へそれぞれ分岐する。後のス
テップの一つの選定ステップにおいて、非導通であるこ
とが判ったＳＣＲ対がマイクロコンピュータ２１により
トリガーされる次のＳＣＲ対となるようにＳＣＲトリガ
ーシーケンスに対する変数が設定される。ステップ１１
８，１２０，１２２の中の一ステップにおいてＳＣＲト
リガー変数が設定された後、マイクロコンピュータはＳ
ＣＲトリガーサブルーチンをステップ１２４において呼
び出して現在非導通であるＳＣＲ対がトリガーされるよ
うにする。これにより、コンタクタセット１５があたか
も閉じたままであるかのようにモータへの給電が続けら
れる。
【００３０】ステップ１１０の後のＳＣＲ対の最初のタ
ーンオフは給電線位相と同期化するのにどのように循環
ＳＣＲトリガーシーケンスに入るべきかをも表示する。
ステップ１２６において、マイクロコンピュータはトリ
ガーサブルーチンに対する変数を設定する。そうするこ
とにより、サブルーチンはステップ１２４において定義
されたトリガーシーケンスでトリガーされた対に続くＳ
ＣＲ対も次にトリガーするように構成される。次のＳＣ
Ｒ対はその相電流が０となる時にトリガーされる。プロ
グラム実行は短時間ステップ１２６にとどまることがで
き、そこでＳＣＲはトリガーされてモータへ全線電圧を
加える。これにより、モータは短時間全同期速度モード
に維持され、トリガーシーケンスが３相給電線電圧に適
切に同期化されていることが保証される。
【００３１】その後、マイクロコンピュータ２１はいく
つかの公知の制御操作の一つを実行開始してモータを停
止させる。例えば、このような操作は交流給電線電圧の
各半サイクルの連続的な後期にＳＣＲ対をトリガーする
ことによりモータ１０に印加される電圧の大きさを徐々
に低減することができる。この操作によりモータに印加
される有効電圧が低減される。また、米国特許出願第０
７／３８０，０５０号“電動機速度制御装置及び方法”
に記載されているようなサイクルスキップベースモータ
制動操作を使用することもできる。
【００３２】
【発明の効果】本発明によりコンタクタ機構によるモー
タへの給電から固体モータ制御器を使用してサイリスタ
をトリガーし給電することへの円滑な遷移が行われる。
この機構によりコンタクタとモータ制御器動作との間の
円滑な遷移が保証され、遷移時にモータにより駆動され
る負荷に急激なトルク変化が加わらないようにされる。
従って、制御器２０は全速動作中にコンタクタ機構を利
用するモータの制御方式を提供し、このモード中に比較
的多量の熱を放散させるように制御回路及びその包囲体
を設計する必要性がなくなり、しかも固体モータ制御器
の制御された停止能力が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を実施するモータ制御回路の略図。
【図２】コンタクタ制御からモータを停止させるマイク
ロコンピュータ制御への遷移に対するモータ制御回路動
作のフロー図。
【符号の説明】
１０ 交流電動機 １１ 固定子巻線 １２ 固定子巻線 １３ 固定子巻線 １４ サイリスタスイッチモジュール １５ 中性ノード １６ ＳＣＲ対 １７ ＳＣＲ対 １８ ＳＣＲ対 １９ 出力線 ２０ モータ制御器 ２１ マイクロコンピュータ ２２ 電圧比較器 ２３ 電圧比較器 ２４ 電圧比較器 ２６ 出力線 ２７ 出力線 ２８ 出力線 ３０ 制御電圧源 ３１ パルス変圧器 ３２ パルス変圧器 ３３ パルス変圧器 ３４ 抵抗器 ３５ 抵抗器 ３６ 抵抗器 ３７ 共通ノード ４１ 固定子巻線端子 ４２ 固定子巻線端子 ４３ 固定子巻線端子 ４４ 分圧器 ４５ 分圧器 ４６ 分圧器 ５０ 差動増幅器 ５１ 抵抗器 ５２ 抵抗器 ５３ 抵抗器 ５４ 抵抗器 ５５ 電圧比較器 ５６ 抵抗器 ５７ 常閉押釦スイッチ ５８ 常開押釦スイッチ ６０ ゼロ電圧交差検出器 ６１ 入力 ６２ プルアップ抵抗器 ６４ 光結合器 ６５ 光結合器 ６６ 光結合器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジョン シー．メリソン アメリカ合衆国 ウィスコンシン州，ワ ウワトサ，エヌ． シイクスティフィフ ス ストリート 2477 (56)参考文献 特開 昭60−134785（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−229086（ＪＰ，Ａ) 実開 昭59−112870（ＪＰ，Ｕ) 米国特許4100469（ＵＳ，Ａ) 米国特許4142136（ＵＳ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H02P 5/28 - 5/44 H02P 7/36 - 7/66 H02P 3/18

Claims (11)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 交流電圧源により給電される電動機の制
    御装置において、該装置は、制御信号に応答して交流電
    圧源をモータに選択的に接続するコンタクタ組立体と、
    トリガー信号に応答して交流電圧源をモータに選択的に
    接続するサイリスタスイッチ手段と、前記コンタクタ組
    立体及び前記サイリスタスイッチ手段を作動させる制御
    回路であって、ａ）．前記コンタクタ組立体に対する制
    御信号を発生し、前記コンタクタ手段に対する制御信号
    の発生を中断することによりモータ停止コマンドに応答
    する第１の手段と、ｂ）．モータ停止コマンドに応答し
    て、前記サイリスタスイッチ手段に対するトリガー信号
    を発生しモータ速度を低減する第２の手段と、ｃ）．前
    記停止手段によるトリガー信号の発生を交流電圧に同期
    する手段を含む制御回路、を具備する電動機制御装置。
  2. 【請求項２】 請求項１記載の装置において、前記第２
    の手段は交流電圧の各半サイクル中に前記サイリスタス
    イッチ手段を漸減する期間だけ導通状態とする一連のト
    リガー信号を発生する、電動機制御装置。
  3. 【請求項３】 請求項１記載の装置において、前記第２
    の手段は電圧サイクルスキップを利用して電動機速度を
    低減する、電動機制御装置。
  4. 【請求項４】 請求項１記載の装置において、前記同期
    化手段は前記サイリスタスイッチ手段へトリガー信号パ
    ルスを加えることにより停止コマンドに応答し、次に前
    記サイリスタスイッチ手段が非導通となる時を検出す
    る、電動機制御装置。
  5. 【請求項５】 請求項４に記載の装置において、前記第
    ２の手段は前記同期化手段に応答して前記サイリスタス
    イッチ手段が非導通となる時を検出する、電動機制御装
    置。
  6. 【請求項６】 請求項１記載の装置において、前記第１
    の手段は制御信号を発生して電動機が所定速度よりも高
    速で作動している場合のみ前記コンタクタ組立体が励起
    されるようにする、電動機制御装置。
  7. 【請求項７】 三相交流電圧源により給電される電動機
    の制御装置において、該装置は、制御信号に応答して交
    流電圧源をモータに選択的に接続するコンタクタと、各
    々がトリカー信号に応答して交流電圧源の一相を電動機
    に選択的に接続する３個のサイリスタスイッチ手段と、
    前記コンタクタ及び前記サイリスタスイッチ手段を作動
    させる制御回路であって、交流電圧の半サイクル中に前
    記サイリスタスイッチ手段を漸増する期間だけ導通状態
    となる一連のトリガー信号を発生することにより前記電
    動機を始動させる第１の動作モードと、トリガー信号が
    発生されず前記制御回路が制御信号を発生して前記コン
    タクタに交流電圧源を電動機に接続させるようにする第
    ２のモードと、前記コンタクタが消勢され前記サイリス
    タスイッチ手段が所定シーケンスでトリガーされて電動
    機速度を低減させる第３の電動機停止モードを有する制
    御回路と、前記全てのサイリスタスイッチ手段を実質的
    に同時にトリガーさせ、前記サイリスタスイッチ手段の
    いずれが最初に非導通となるかを検出し、所定シーケン
    ス内の１個のサイリスタスイッチ手段がトリガーされる
    点において制御回路によるトリガーを開始することによ
    り制御回路を第２のモードから第３のモードへ移す電動
    機停止開始手段、を具備する電動機制御装置。
  8. 【請求項８】 請求項７記載の装置において、第３のモ
    ードにある前記制御回路は交流電圧の各半サイクル中前
    記サイリスタスイッチ手段をトリガーして漸減する期間
    だけ導通状態とする、電動機制御装置。
  9. 【請求項９】 三相交流電圧源により給電される電動機
    の制御装置において、該装置は、制御信号に応答して交
    流電源の各相を電動機に接続するコンタクタ組立体と、
    各々がトリガー信号により導通されると電源の一相を電
    動機に接続する３個のサイリスタスイッチ手段と、前記
    コンタクタ組立体及び前記３個のサイリスタスイッチ手
    段を作動させる制御回路であって、ａ）．電動機停止コ
    マンドに応答してコンタクタ組立体への制御信号の印加
    を中断する手段と、ｂ）．前記コンタクタ組立体が電源
    の少くとも一相を電動機に接続していない時を感知する
    手段と、ｃ）．前記感知手段に応答して、前記３個のサ
    イリスタスイッチ手段を実質的に同時にトリガーする手
    段と、ｄ）．１個のサイリスタスイッチ手段がトリガー
    された後に導通していない時を検出する手段と、ｅ）．
    前記各サイリスタスイッチ手段を所与のシーケンスでト
    リガーさせて電動機速度を低減させる手段であって、ト
    リガーはシーケンス内の１個のサイリスタスイッチ手段
    が最初にトリガーされる点で開始されるトリガー手段、
    を具備する電動機制御装置。
  10. 【請求項１０】コンタクタ及び三相サイリスタスイッチ
    手段により三相交流電源に選択的に接続される電動機の
    速度制御法において、該方法は、コンタクタを起動させ
    て電動機を電源に接続し、電動機停止コマンドに応答し
    てコンタクタを消勢し、その後サイリスタスイッチ手段
    をトリガーし、非導通となる最初のトリガーされたサイ
    リスタスイッチ手段を検出し、最初のサイリスタスイッ
    チ手段を再トリガーし、その後電動機速度を低減させる
    パターンで各サイリスタスイッチ手段を逐次トリガーさ
    せる、ステップからなる電動機速度制御方法。
  11. 【請求項１１】 請求項１０記載の方法において、最終
    ステップによりサイリスタスイッチ手段は循環シーケン
    スでトリガーされ、非導通となる最初のサイリスタスイ
    ッチ手段で決定される点においてステップはシーケンス
    に入る、電動機速度制御法。
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