JP3211045B2 - 電動モータの駆動制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は電動モータの駆動制御
装置に係り、特にミストリガの発生を確実に防止する電
動モータの駆動制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】燃焼器に装着される燃焼ファンは、一般
に、ダンパ開度の調整によりファン風量が調整されてい
る。また、前記燃焼ファンを回転させる電動モータを位
相角にて制御する方策も考えられている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ここで、従来の電動モ
ータの駆動制御装置において、例えば燃焼器の燃焼ファ
ンを回転させる電動モータを位相角制御にて駆動状態を
制御する場合について説明する。

【０００４】電動モータへの印加電圧を大とする際に、
導通角を大に設定すると、零電圧に近い箇所にてトリガ
をかけることとなる。特に、ダイアック（図１３のＴＤ
参照）やＰＵＴ（図１４参照）等の素子においては、半
サイクル毎に１回のトリガパルスが出力される。

【０００５】このとき、電動モータは、電圧と電流との
位相がずれているために、片側電圧のトリガが掛から
ず、図１５に示す如く、電動モータに半波の直流電圧が
印加されることとなる。

【０００６】この結果、半波の直流電圧が電動モータに
印加されると、ブレーキとして作用することとなり、電
動モータの回転数が異常に低下し、実用上不利であると
いう不都合がある。

【０００７】また、上記不都合を解消すべく、一般的に
は、導通角の最大値を制限しているものがある。しか
し、導通角の最大値を制限すると、図１６に示す如く、
トリガ点の設定に自由度がなく、使い勝手が悪いという
不都合がある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】そこで、この発明は、上
述不都合を除去するために、電動モータの駆動状態を位
相角制御により行う位相角制御回路を有する電動モータ
の駆動制御装置において、目標とするトリガ点を任意に
設定できるコンパレータと、トリガをパルス化する時定
数設定回路と、パルス化後のトリガパルスが出力された
後に略同一時間の経過後にリトリガを行う発振回路と、
半サイクル毎に時定数設定回路をリセットするリセット
回路とからなるとともに導通角が大の際に多くのトリガ
パルスを出力させ前記電動モータの回転数の低下を防止
するためのミストリガを防止するミストリガ防止位相角
制御回路を設けたことを特徴とする。

【０００９】また、電動モータの駆動状態を位相角制御
により行う位相角制御回路を有する電動モータの駆動制
御装置において、導通角が大の時に多くのトリガパルス
を出力させて前記電動モータの回転数の低下を防止する
ためのミストリガを防止するミストリガ防止位相角制御
回路を設け、このミストリガ防止位相角制御回路への電
圧指令を外部入力信号により行い位相角を変化させる外
部入力手段を設けたことを特徴とする。

【００１０】更に、電動モータの駆動状態を位相角制御
により行う位相角制御回路を有する電動モータの駆動制
御装置において、導通角が大の時に多くのトリガパルス
を出力させて前記電動モータの回転数の低下を防止する
ためのミストリガを防止するミストリガ防止位相角制御
回路を設け、電圧の安定化と温度補償とを行う周波数・
電圧変換回路を設けたことを特徴とする。

【００１１】

【作用】上述の如く発明したことにより、導通角が大の
際には、ミストリガ防止位相角制御回路によって多くの
トリガパルスを出力させ、電動モータの回転数の低下を
防止し、ミストリガを防止している。

【００１２】また、外部入力手段からの電圧指令を受け
た際には、外部入力信号による制御を可能とするととも
に、外部入力手段による可変制御の自由度を大としてい
る。

【００１３】更に、周波数・電圧変換回路によって電圧
の変動を受け難くして電圧を安定化させるとともに、温
度による特性の変化を防止して温度補償を行っている。

【００１４】

【実施例】以下図面に基づいてこの発明の実施例を詳細
に説明する。

【００１５】図１〜図７はこの発明の第１実施例を示す
ものである。図１において、２は電動モータの駆動制御
装置の駆動制御回路である。

【００１６】この駆動制御回路２は、目標とするトリガ
点を任意に設定できるコンパレータ４と、トリガをパル
ス化する時定数設定回路６と、パルス化後のトリガパル
スが出力された後に略同一時間の経過後にリトリガを行
う発振回路８と、半サイクル毎に時定数設定回路６をリ
セットするリセット回路１０とからなるとともに、導通
角が大の際に多くのトリガパルスを出力させ前記電動モ
ータの回転数の低下を防止するためのミストリガを防止
するミストリガ防止位相角制御回路１２を設ける構成と
する。

【００１７】詳述すれば、図１に示す如く、ミストリガ
防止位相角制御回路１２は、電源端子１４に電動モータ
用端子１６を接続する際に、ブリッジ形の整流器１８と
トライアック２０とトライアック２２とを介設してい
る。

【００１８】また、整流器１８には、電圧を安定化させ
る電圧安定化回路２４と、前記時定数設定回路６と、前
記リセット回路１０のリセットタイミング設定回路２６
と、リセット回路１０と、基準値を設定する基準値設定
回路２８と、前記コンパレータ４と、トリガパルスの発
生を遅延させるトリガパルス発生遅延回路３０とが夫々
接続されている。

【００１９】前記電圧安定化回路２４は、ツエナーダイ
オード３２と、このツエナーダイオード３２に対して直
列に接続した温度補償用のダイオード３４とからなると
ともに、前記時定数設定回路６は、抵抗３６と、可変抵
抗３８と、コンデンサ４０とからなり、そして、リセッ
トタイミング設定回路２６は、２個の抵抗４２、４４か
らなる。

【００２０】更に、リセット回路１０は、コンパレータ
４６からなり、基準値設定回路２８は、３個の抵抗４
８、５０、５２からなり、トリガパルス発生遅延回路３
０は、直列に配設した抵抗５４とコンデンサ５６とから
なる。

【００２１】更にまた、トリガパルス発生遅延回路３０
はトランジスタ５８を介してダイオード６０に接続して
いる。

【００２２】このとき、ダイオード６０の駆動を行う際
に、電源からの直流によってダイオード６０を駆動して
もミストリガを防止することはできるが、消費電力が大
であることにより、採用までには至っていない。

【００２３】更に、前記ミストリガ防止位相角制御回路
１２は、図５に示す如く、導通角が大、例えば最大導通
時に、トリガパルスを多く出力するものであるが、導通
角が小、つまり最小導通時には、図７に示す如く、トリ
ガパルスの出力が少なくなる。

【００２４】また、最大導通時の電動モータ端子間電圧
を図４に開示するとともに、最小導通時の電動モータ端
子間電圧を図６に開示する。

【００２５】次に作用について説明する。

【００２６】６０Ｈｚにおける位相角制御は、交流電圧
（ＡＣ）に応じて夫々設定されており、回転数（ｒｐ
ｍ）と位相角（ｄｅｇ）との関係は、図２に示す如きも
のである。

【００２７】また、最大導通時には、図５に示す如く、
多くのトリガパルスが出力され、逆に最小導通時には、
図７に示す如く、トリガパルスの出力が少なくなり、ミ
ストリガの発生を防止している。そして、電源投入時に
ミストリガが防止されることにより、図３に示す如く、
モータ電源及びモータ電圧が正常状態となる。

【００２８】これにより、最大導通時に多くのトリガパ
ルスを出力するとともに、逆に最小導通時にはトリガパ
ルスの出力を少なくし、位相角を大とした際に生ずるミ
ストリガを確実に防止することができる。

【００２９】また、ミストリガの防止によって、図３に
示す如く、モータ電流及びモータ電圧を正常状態とする
ことができ、電動モータに半波の電圧が印加される惧れ
がなく、ブレーキ現象が生ぜず、電動モータの回転数が
低下する不具合を回避し得て、実用上有利である。

【００３０】更に、図４に示す如く、トリガ点を制限す
る必要がないことにより、位相角を大とすることがで
き、トリガ点の設定の自由度が大となり、特に高回転域
での制御を安定化させることができ、使い勝手を向上し
得る。

【００３１】図８及び図９はこの発明の第２実施例を示
すものである。この第２実施例において、上述第１実施
例と同一機能を果たす箇所には同一符号を付して説明す
る。

【００３２】この第２実施例の特徴とするところは、前
記ミストリガ防止位相角制御回路１２への電圧指令を外
部入力信号により行い位相角を変化させる外部入力手段
７０を設けた点にある。

【００３３】すなわち、図８及び図９に示す如く、ミス
トリガ防止位相角制御回路１２に電圧・電流変換回路７
２と、積分回路７４と、周波数・電圧変換回路７６とを
接続するとともに、積分回路７４と周波数・電圧変換回
路７６間にマイクロコンピュータからなる外部入力手段
７０を接続するものである。

【００３４】前記電圧・電流変換回路７２は２個のＯＰ
アンプ７８、８０を有し、積分回路７４は１個のＯＰア
ンプ８２とコンデンサ８４とからなる。

【００３５】また、前記周波数・電圧変換回路７６は、
コンパレータ８６に連絡すべく並列に接続したコンデン
サ８８とダイオード９０、ツエナーダイオード９２と、
デューティ可変回路部９４と、トリガ生成部９６とを有
している。

【００３６】さすれば、前置した前記周波数・電圧変換
回路７６の入出力特性が直線的であることにより、電圧
から位相角への変換が行われ、外部入力手段７０からの
電圧指令を受けた際に制御可能となり、外部入力手段７
０による可変制御の自由度を大とすることができる。

【００３７】また、最大導通時に多くのトリガパルスを
出力するとともに、逆に最小導通時にはトリガパルスの
出力を少なくすることにより、上述第１実施例のものと
同様に、位相角を大とした際に生ずるミストリガを確実
に防止することができる。

【００３８】更に、ミストリガの防止によって、モータ
電流及びモータ電圧を正常状態とすることができること
により、上述第１実施例のものと同様に、電動モータに
半波の電圧が印加される惧れがなく、ブレーキ現象が生
ぜず、電動モータの回転数が低下する不具合を回避し得
て、実用上有利である。

【００３９】更にまた、トリガ点を制限する必要がない
ことにより、上述第１実施例のものと同様に、位相角を
大とすることができ、トリガ点の設定の自由度が大とな
り、特に高回転域での制御を安定化させることができ、
使い勝手を向上し得る。

【００４０】図１０〜図１２はこの発明の第３実施例を
示すものである。

【００４１】この第３実施例の特徴とするところは、前
記ミストリガ防止位相角制御回路１２に電圧の安定化と
温度補償とを行う周波数・電圧変換回路１００を接続し
て設けた点にある。

【００４２】すなわち、図１０に示す如く、周波数・電
圧（Ｆ／Ｖ）変換回路１００は、デューティ可変回路部
９４と、電圧を安定化させるツエナーダイオード１０２
と、温度補償用ダイオード１０４と、トリガ生成部１０
６とを有し、トリガ点設定用コンデンサ１０８に充電を
行い、温度及びＡＣ電源電圧の変動を防止するものであ
る。

【００４３】また、前記ツエナーダイオード１０２と温
度補償用ダイオード１０４と保護用抵抗１１０とにより
出力電圧安定化回路１１２を構成し、トリガ点設定用コ
ンデンサ１０８と抵抗１１４とによりＣＲフィルタ部１
１６を構成している。

【００４４】さすれば、入力されたパルスは定幅のパル
スに変化され、このとき周波数によってデューティ（ｄ
ｕｔｙ）比が可変となるものである。

【００４５】また、前記ツエナーダイオード１０２と温
度補償用ダイオード１０４と保護用抵抗１１０とからな
る電源安定化回路１１２により定電圧化されるととも
に、ＣＲフィルタ部１１６によって積分され、アナログ
値を得ている。

【００４６】更に、前記周波数・電圧（Ｆ／Ｖ）変換回
路１００の特性内の入出力特性は、図１１に記す如く、
直線的であり、理論値に対する誤差は、図１２に示す如
く、約±１．０以下の微小なものである。

【００４７】これにより、前記周波数・電圧変換回路の
定電圧化機能と温度補償機能とによってＩＣ電源電圧の
変動が受け難いとともに、温度ドリフト、つまり温度に
よる特性の変化を防止し得て、実用上有利である。

【００４８】また、最大導通時に多くのトリガパルスを
出力するとともに、逆に最小導通時にはトリガパルスの
出力を少なくすることにより、上述第１及び第２実施例
のものと同様に、位相角を大とした際に生ずるミストリ
ガを確実に防止することができる。

【００４９】更に、ミストリガの防止によって、モータ
電流及びモータ電圧を正常状態とすることができること
により、上述第１及び第２実施例のものと同様に、電動
モータに半波の電圧が印加される惧れがなく、ブレーキ
現象が生ぜず、電動モータの回転数が低下する不具合を
回避し得て、実用上有利である。

【００５０】更にまた、トリガ点を制限する必要がない
ことにより、上述第１及び第２実施例のものと同様に、
位相角を大とすることができ、トリガ点の設定の自由度
が大となり、特に高回転域での制御を安定化させること
ができ、使い勝手を向上し得る。

【００５１】

【発明の効果】以上詳細に説明した如くこの発明によれ
ば、目標とするトリガ点を任意に設定できるコンパレー
タと、トリガをパルス化する時定数設定回路と、パルス
化後のトリガパルスが出力された後に略同一時間の経過
後にリトリガを行う発振回路と、半サイクル毎に時定数
設定回路をリセットするリセット回路とからなるととも
に導通角が大の際に多くのトリガパルスを出力させ電動
モータの回転数の低下を防止するためのミストリガを防
止するミストリガ防止位相角制御回路を設けたので、最
大導通時に多くのトリガパルスを出力するとともに、逆
に最小導通時にはトリガパルスの出力を少なくし、位相
角を大とした際に生ずるミストリガを確実に防止し得
る。また、ミストリガの防止によってモータ電流及びモ
ータ電圧を正常状態とすることができ、電動モータに半
波の電圧が印加される惧れがなく、電動モータの回転数
が低下する不具合を回避し得て、ブレーキ現象が生ぜ
ず、実用上有利である。更に、トリガ点を制限する必要
がないことにより、位相角を大とすることができ、トリ
ガ点の設定の自由度が大となり、特に高回転域での制御
を安定化させることができ、使い勝手を向上し得るもの
である。

【００５２】また、導通角が大の時に多くのトリガパル
スを出力させて電動モータの回転数の低下を防止するた
めのミストリガを防止するミストリガ防止位相角制御回
路を設け、ミストリガ防止位相角制御回路への電圧指令
を外部入力信号により行い位相角を変化させる外部入力
手段を設けたので、電圧から位相角への変換が行われ、
外部入力手段からの電圧指令を受けた際に制御可能とな
り、外部入力手段による可変制御の自由度を大とするこ
とができる。また、最大導通時に多くのトリガパルスを
出力するとともに、逆に最小導通時にはトリガパルスの
出力を少なくすることにより、位相角を大とした際に生
ずるミストリガを確実に防止し得る。更に、ミストリガ
の防止によって、モータ電流及びモータ電圧を正常状態
とすることができることにより、電動モータに半波の電
圧が印加される惧れがなく、電動モータの回転数が低下
する不具合を回避し得て、ブレーキ現象が生ぜず、実用
上有利である。更にまた、トリガ点を制限する必要がな
いことにより、位相角を大とすることができ、トリガ点
の設定の自由度が大となり、特に高回転域での制御を安
定化させることができ、使い勝手を向上し得るものであ
る。

【００５３】更に、導通角が大の時に多くのトリガパル
スを出力させて電動モータの回転数の低下を防止するた
めのミストリガを防止するミストリガ防止位相角制御回
路を設け、電圧の安定化と温度補償とを行う周波数・電
圧変換回路を設けたので、周波数・電圧変換回路の定電
圧化機能と温度補償機能とによって電圧の変動が受け難
いとともに、温度ドリフト、つまり温度による特性の変
化を防止し得て、実用上有利である。また、最大導通時
に多くのトリガパルスを出力するとともに、逆に最小導
通時にはトリガパルスの出力を少なくすることにより、
位相角を大とした際に生ずるミストリガを確実に防止し
得る。更に、ミストリガの防止によって、モータ電流及
びモータ電圧を正常状態とすることができることによ
り、電動モータに半波の電圧が印加される惧れがなく、
電動モータの回転数が低下する不具合を回避し得て、ブ
レーキ現象が生ぜず、実用上有利である。更にまた、ト
リガ点を制限する必要がないことにより、位相角を大と
することができ、トリガ点の設定の自由度が大となり、
特に高回転域での制御を安定化させることができ、使い
勝手を向上し得るものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１実施例を示す電動モータの駆動
制御装置の駆動制御回路図である。

【図２】位相角制御における回転数（ｒｐｍ）と位相角
（ｄｅｇ）との関係を示す図である。

【図３】電源投入時にミストリガが発生せずに正常に立
ち上がった状態を示す図である。

【図４】最大導通時のモータ端子間電圧を示す図であ
る。

【図５】最大導通時のトリガパルスを示す図である。

【図６】最小導通時のモータ端子間電圧を示す図であ
る。

【図７】最小導通時のトリガパルスを示す図である。

【図８】この発明の第２実施例を示す電動モータの駆動
制御装置の駆動制御回路図である。

【図９】図８の点ａ、ｂに連絡する回路図である。

【図１０】この発明の第３実施例を示す周波数・電圧変
換回路図である。

【図１１】周波数・電圧（Ｆ／Ｖ）変換回路特性の入出
力特性を示す図である。

【図１２】周波数・電圧（Ｆ／Ｖ）変換回路特性の理論
値に対する誤差を示す図である。

【図１３】この発明の従来の技術を示すダイアックを含
む回路図である。

【図１４】ＰＵＴを含む回路図である。

【図１５】半波の直流電流を示す図である。

【図１６】最大導通時のモータ端子間電圧を示す図であ
る。

【符号の説明】

２ 電動モータの駆動制御装置の駆動制御回路 ４ コンパレータ ６ 時定数設定回路 ８ 発振回路 １０ リセット回路 １２ ミストリガ防止位相角制御回路 １４ 電源端子 １６ 電動モータ用端子 １８ 整流器 ２０ トライアック ２２ トライアック ２４ 電圧安定化回路 ２６ リセットタイミング設定回路 ２８ 基準値設定回路 ３０ トリガパルス発生遅延回路 ３２ ツエナーダイオード ３４ ダイオード ３６ 抵抗 ３８ 可変抵抗 ４０ コンデンサ ４２、４４ 抵抗 ４６ コンパレータ ４８、５０、５２ 抵抗 ５４ 抵抗 ５６ コンデンサ ５８ トランジスタ ６０ ダイオード

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電動モータの駆動状態を位相角制御によ
   り行う位相角制御回路を有する電動モータの駆動制御装
   置において、目標とするトリガ点を任意に設定できるコ
   ンパレータと、トリガをパルス化する時定数設定回路
   と、パルス化後のトリガパルスが出力された後に略同一
   時間の経過後にリトリガを行う発振回路と、半サイクル
   毎に時定数設定回路をリセットするリセット回路とから
   なるとともに導通角が大の際に多くのトリガパルスを出
   力させ前記電動モータの回転数の低下を防止するための
   ミストリガを防止するミストリガ防止位相角制御回路を
   設けたことを特徴とする電動モータの駆動制御装置。
2. 【請求項２】 電動モータの駆動状態を位相角制御によ
   り行う位相角制御回路を有する電動モータの駆動制御装
   置において、導通角が大の時に多くのトリガパルスを出
   力させて前記電動モータの回転数の低下を防止するため
   のミストリガを防止するミストリガ防止位相角制御回路
   を設け、このミストリガ防止位相角制御回路への電圧指
   令を外部入力信号により行い位相角を変化させる外部入
   力手段を設けたことを特徴とする電動モータの駆動制御
   装置。
3. 【請求項３】 電動モータの駆動状態を位相角制御によ
   り行う位相角制御回路を有する電動モータの駆動制御装
   置において、導通角が大の時に多くのトリガパルスを出
   力させて前記電動モータの回転数の低下を防止するため
   のミストリガを防止するミストリガ防止位相角制御回路
   を設け、電圧の安定化と温度補償とを行う周波数・電圧
   変換回路を設けたことを特徴とする電動モータの駆動制
   御装置。
4. 【請求項４】 前記周波数・電圧変換回路は、電圧を安
   定化させるツエナーダイオードと、温度補償用ダイオー
   ドとを有し、正確に回転数を検出することができるトリ
   ガ点設定用コンデンサに充電を行い、温度及びＡＣ電源
   電圧の変動を防止する周波数・電圧変換回路である特許
   請求の範囲の請求項３に記載の電動モータの駆動制御装
   置。