JP3279173B2 - ソフトスタート制御装置 - Google Patents
ソフトスタート制御装置Info
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- JP3279173B2 JP3279173B2 JP09881096A JP9881096A JP3279173B2 JP 3279173 B2 JP3279173 B2 JP 3279173B2 JP 09881096 A JP09881096 A JP 09881096A JP 9881096 A JP9881096 A JP 9881096A JP 3279173 B2 JP3279173 B2 JP 3279173B2
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- Control Of Voltage And Current In General (AREA)
- Power Conversion In General (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、位相制御により負
荷のソフトスタートを行うソフトスタート制御装置に関
する。
荷のソフトスタートを行うソフトスタート制御装置に関
する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、電動機等の負荷に用いられるソ
フトスタート制御装置は、交流電源のゼロクロスポイン
トに同期して生成した三角波信号と、時系列に沿って変
化する指令信号とのレベル比較に基づいて開閉パルスを
生成し、作成した開閉パルスにより交流電源を位相制御
することで交流電源の導通制御を行って、負荷に対して
ソフトスタートを行うようになっている。
フトスタート制御装置は、交流電源のゼロクロスポイン
トに同期して生成した三角波信号と、時系列に沿って変
化する指令信号とのレベル比較に基づいて開閉パルスを
生成し、作成した開閉パルスにより交流電源を位相制御
することで交流電源の導通制御を行って、負荷に対して
ソフトスタートを行うようになっている。
【０００３】このようなソフトスタート装置としては、
実開昭５８−５８６１６号公報に記載されたように、Ｃ
Ｒ積分回路の出力を前記指令信号として用いることで、
アナログ式（回路的）に指令信号を生成したものがあ
る。また、特開昭５８−８４３１７号公報に記載された
ように、ＣＰＵを用いてデジタル的に指令信号を生成し
たものがある。
実開昭５８−５８６１６号公報に記載されたように、Ｃ
Ｒ積分回路の出力を前記指令信号として用いることで、
アナログ式（回路的）に指令信号を生成したものがあ
る。また、特開昭５８−８４３１７号公報に記載された
ように、ＣＰＵを用いてデジタル的に指令信号を生成し
たものがある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】アナログ式に制御信号
を形成している第１の従来例には次のような課題があっ
た。すなわち、ＣＲ積分回路で作成した指令信号は、信
号前半部、すなわち、信号の立ち上がりが急峻になるた
め、ソフトスタートとしては不十分な性能でしかなかっ
た。
を形成している第１の従来例には次のような課題があっ
た。すなわち、ＣＲ積分回路で作成した指令信号は、信
号前半部、すなわち、信号の立ち上がりが急峻になるた
め、ソフトスタートとしては不十分な性能でしかなかっ
た。
【０００５】また、デジタル式に指令信号を形成してい
る第２の従来例では、ＣＰＵやデジタル回路部品といっ
た高価な部品を必要とし、その分、製品コストを上昇さ
せていた。そのうえ、導通制御を行うパワー素子等が発
生させるノイズからＣＰＵ等のデジタル回路部品を保護
するために、特別なシールド構造を設ける必要があり、
その分、さらに製品コストを上昇させていた。
る第２の従来例では、ＣＰＵやデジタル回路部品といっ
た高価な部品を必要とし、その分、製品コストを上昇さ
せていた。そのうえ、導通制御を行うパワー素子等が発
生させるノイズからＣＰＵ等のデジタル回路部品を保護
するために、特別なシールド構造を設ける必要があり、
その分、さらに製品コストを上昇させていた。
【０００６】したがって、本発明においては、安価でし
かも性能の高いソフトスタート制御装置を提供すること
を課題としている。
かも性能の高いソフトスタート制御装置を提供すること
を課題としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、次のような手
段によって、上述した課題の解決を達成している。
段によって、上述した課題の解決を達成している。
【０００８】すなわち、本発明は、交流電源のゼロクロ
スポイントに同期した三角波信号を生成する三角波生成
手段と、時系列に沿って変化する指令信号を生成する指
令信号生成手段と、前記三角波信号と前記指令信号との
レベル比較に基づいた位相制御により前記交流電源の導
通制御を行う導通制御手段とを備えたソフトスタート制
御装置において、前記指令信号生成手段は、線形時間特
性を有する基準信号を生成する基準信号生成部と、前記
基準信号の信号前半部の勾配を信号後半部に比べてなだ
らかに補正する出力補正部とを備えており、前記基準信
号生成部は、定電流源と、この定電流源から供給される
定電流によって充電されて線形時間特性を有する基準信
号を出力する静電容量素子とを有しており、前記出力補
正部は、設定電圧信号が一方の入力端に、前記基準信号
が他方の入力端にそれぞれ入力される差動増幅部を備え
ており、かつこの差動増幅部の出力端と前記他方の入力
端との間には複数の抵抗素子が並列に接続されるととも
に、少なくとも一つの抵抗素子には、差動増幅部の出力
端から入力端に向かう方向にのみ出力伝達を許容するス
イッチング素子が直列に接続されている。
スポイントに同期した三角波信号を生成する三角波生成
手段と、時系列に沿って変化する指令信号を生成する指
令信号生成手段と、前記三角波信号と前記指令信号との
レベル比較に基づいた位相制御により前記交流電源の導
通制御を行う導通制御手段とを備えたソフトスタート制
御装置において、前記指令信号生成手段は、線形時間特
性を有する基準信号を生成する基準信号生成部と、前記
基準信号の信号前半部の勾配を信号後半部に比べてなだ
らかに補正する出力補正部とを備えており、前記基準信
号生成部は、定電流源と、この定電流源から供給される
定電流によって充電されて線形時間特性を有する基準信
号を出力する静電容量素子とを有しており、前記出力補
正部は、設定電圧信号が一方の入力端に、前記基準信号
が他方の入力端にそれぞれ入力される差動増幅部を備え
ており、かつこの差動増幅部の出力端と前記他方の入力
端との間には複数の抵抗素子が並列に接続されるととも
に、少なくとも一つの抵抗素子には、差動増幅部の出力
端から入力端に向かう方向にのみ出力伝達を許容するス
イッチング素子が直列に接続されている。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態を図
面を参照して詳細に説明する。
面を参照して詳細に説明する。
【００１０】図１は、本発明の一実施の形態のソフトス
タート制御装置の構成を示すブロック図である。このソ
フトスタート制御装置１は、３相モータＭに対して３相
ＡＣから電力を供給する、サイリスタやトライアックと
いったパワー素子（図ではトライアック）２1〜２3と、
パワー素子２1〜２3の導通制御を行う開閉パルス生成手
段３と、指令信号Ｓを生成する指令信号生成手段４とを
備えている。
タート制御装置の構成を示すブロック図である。このソ
フトスタート制御装置１は、３相モータＭに対して３相
ＡＣから電力を供給する、サイリスタやトライアックと
いったパワー素子（図ではトライアック）２1〜２3と、
パワー素子２1〜２3の導通制御を行う開閉パルス生成手
段３と、指令信号Ｓを生成する指令信号生成手段４とを
備えている。
【００１１】開閉パルス生成手段３は、３相ＡＣのゼロ
クロスポイントを検出する相信号検出回路５と、相信号
検出回路５が検出したゼロクロスポイントに同期した三
角波信号Ｔを生成する三角波生成回路６1〜６3と、三角
波生成回路６1〜６3が生成した三角波信号Ｔと指令信号
生成手段４が生成した指令信号Ｓとのレベルを比較する
比較回路７1〜７3と、比較回路７1〜７3の比較結果に基
づいてパワー素子２1〜２3の導通制御信号である開閉パ
ルスＰを生成するゲートドライブ回路８1〜８3とを備え
ている。
クロスポイントを検出する相信号検出回路５と、相信号
検出回路５が検出したゼロクロスポイントに同期した三
角波信号Ｔを生成する三角波生成回路６1〜６3と、三角
波生成回路６1〜６3が生成した三角波信号Ｔと指令信号
生成手段４が生成した指令信号Ｓとのレベルを比較する
比較回路７1〜７3と、比較回路７1〜７3の比較結果に基
づいてパワー素子２1〜２3の導通制御信号である開閉パ
ルスＰを生成するゲートドライブ回路８1〜８3とを備え
ている。
【００１２】指令信号生成手段４は、線形時間特性を有
する基準信号Ｂを生成する基準信号生成部９と、基準信
号生成部９が生成した基準信号Ｂに補正を加えて指令信
号Ｓを生成して比較回路７1〜７3に出力する出力補正部
１０とを備えている。
する基準信号Ｂを生成する基準信号生成部９と、基準信
号生成部９が生成した基準信号Ｂに補正を加えて指令信
号Ｓを生成して比較回路７1〜７3に出力する出力補正部
１０とを備えている。
【００１３】次に、基準信号生成部９および出力補正部
１０の具体的な回路構成を図２を参照して説明する。
１０の具体的な回路構成を図２を参照して説明する。
【００１４】基準信号生成部９は、定電流源１１と、定
電流源１１のスイッチングを行うスイッチング回路１２
と、定電流源１１によって充電されるコンデンサ１３と
を備えている。
電流源１１のスイッチングを行うスイッチング回路１２
と、定電流源１１によって充電されるコンデンサ１３と
を備えている。
【００１５】スイッチング回路１２は、Ｖｃｃの出力制
御を行う第１トランジスタ１４と、電源の入動作に応じ
て発せられる光信号で導通して、第１トランジスタ１４
の入切制御を行うホトトランジスタ１５と、一方の入力
端（＋）がＶｃｃに、他方の入力端（−）が基準電圧Ｖ
１にそれぞれ接続されたコンパレータ１６と、コンパレ
ータ１６の出力によって定電流源１１の出力制御を行う
第２トランジスタ１７とを備えている。
御を行う第１トランジスタ１４と、電源の入動作に応じ
て発せられる光信号で導通して、第１トランジスタ１４
の入切制御を行うホトトランジスタ１５と、一方の入力
端（＋）がＶｃｃに、他方の入力端（−）が基準電圧Ｖ
１にそれぞれ接続されたコンパレータ１６と、コンパレ
ータ１６の出力によって定電流源１１の出力制御を行う
第２トランジスタ１７とを備えている。
【００１６】定電流源１１は、直流電源の出力制御を行
うＦＥＴ（この回路構成ではＰチャンネルＦＥＴ）１８
と、可変抵抗から構成されて直流電源とＦＥＴ１８との
間に介装された電流センス抵抗１９と、一方の入力端
（＋）が基準電圧Ｖ２に、他方の入力端（−）が電流セ
ンス抵抗１９の検知出力Ｖｄにそれぞれ接続されて、Ｆ
ＥＴ１８の出力制御を行う第１オペアンプ２０とを備え
ている。
うＦＥＴ（この回路構成ではＰチャンネルＦＥＴ）１８
と、可変抵抗から構成されて直流電源とＦＥＴ１８との
間に介装された電流センス抵抗１９と、一方の入力端
（＋）が基準電圧Ｖ２に、他方の入力端（−）が電流セ
ンス抵抗１９の検知出力Ｖｄにそれぞれ接続されて、Ｆ
ＥＴ１８の出力制御を行う第１オペアンプ２０とを備え
ている。
【００１７】出力補正部１０は一方の入力端（＋）が基
準電圧Ｖ３に、他方の入力端（−）がバッファ２１およ
び入力抵抗２２を介して定電流源１１の出力にそれぞれ
接続された第２オペアンプ２３と、第２オペアンプ２３
の出力側に設けられた可変抵抗器２４と、可変抵抗器２
４の出力側に介装されたバッファ２５とを備えている。
準電圧Ｖ３に、他方の入力端（−）がバッファ２１およ
び入力抵抗２２を介して定電流源１１の出力にそれぞれ
接続された第２オペアンプ２３と、第２オペアンプ２３
の出力側に設けられた可変抵抗器２４と、可変抵抗器２
４の出力側に介装されたバッファ２５とを備えている。
【００１８】第２オペアンプ２３は単電源オペアンプか
ら構成されている。また、第２オペアンプ２３の出力端
との他方の入力端（−）との間には第１、第２抵抗２
６，２７が並列に接続されており、さらには、第２抵抗
２７と他方の入力端（−）との間にはダイオード２８が
直列に接続されている。ダイオード２８は、カソードを
他方の入力端（−）側にして介装されている。また、第
２オペアンプ２３と可変抵抗器２４との間には、電圧補
償用ダイオード２９が直列に介装されている。
ら構成されている。また、第２オペアンプ２３の出力端
との他方の入力端（−）との間には第１、第２抵抗２
６，２７が並列に接続されており、さらには、第２抵抗
２７と他方の入力端（−）との間にはダイオード２８が
直列に接続されている。ダイオード２８は、カソードを
他方の入力端（−）側にして介装されている。また、第
２オペアンプ２３と可変抵抗器２４との間には、電圧補
償用ダイオード２９が直列に介装されている。
【００１９】次に、このソフトスタート制御装置１によ
るソフトスタート操作を説明する。まず、指令信号生成
手段４による指令信号Ｓの生成を説明する。
るソフトスタート操作を説明する。まず、指令信号生成
手段４による指令信号Ｓの生成を説明する。
【００２０】電源が入動作されず、電源の入動作に連動
する光信号が発光しない状態では、ホトトランジスタ１
５は非導通となり、第１トランジスタ１４も非導通とな
る。この状態ではＶｃｃの出力がコンパレータ１６に入
力されるので、コンパレータ１６の出力はＨＩＧＨレベ
ルとなり、第２トランジスタ１７は導通する。そのた
め、定電流源１１の出力は第２トランジスタ１７を介し
て接地に落ち、コンデンサ１３に入力されない。
する光信号が発光しない状態では、ホトトランジスタ１
５は非導通となり、第１トランジスタ１４も非導通とな
る。この状態ではＶｃｃの出力がコンパレータ１６に入
力されるので、コンパレータ１６の出力はＨＩＧＨレベ
ルとなり、第２トランジスタ１７は導通する。そのた
め、定電流源１１の出力は第２トランジスタ１７を介し
て接地に落ち、コンデンサ１３に入力されない。
【００２１】一方、電源が入動作され、電源の入動作に
連動する光信号が発光すると、ホトトランジスタ１５が
導通し第１トランジスタ１４も導通する。この状態では
Ｖｃｃの出力が第１トランジスタ１４を介して接地に落
ちるので、コンパレータ１６の出力はＬＯＷレベルとな
り、第２トランジスタ１７は非導通となる。そのため、
定電流源１１の出力は接地に落ちずにコンデンサ１３に
入力されて、コンデンサ１３を充電する。
連動する光信号が発光すると、ホトトランジスタ１５が
導通し第１トランジスタ１４も導通する。この状態では
Ｖｃｃの出力が第１トランジスタ１４を介して接地に落
ちるので、コンパレータ１６の出力はＬＯＷレベルとな
り、第２トランジスタ１７は非導通となる。そのため、
定電流源１１の出力は接地に落ちずにコンデンサ１３に
入力されて、コンデンサ１３を充電する。
【００２２】このようにして、定電流源１１は電源が入
動作したときのみ、コンデンサ１３を充電するのである
が、その出力電流は定電流を常時維持している。すなわ
ち、直流電源の出力は電流センス抵抗１９によって取り
出され、その検知信号Ｖｄが第１オペアンプ２０の他方
の入力端（−）に入力されている。ここで、直流電源の
電流値が設定以下の場合には、電流センス抵抗１９の両
端電圧は小さくなり、検知出力Ｖｄは大きくなる。その
ため、検知出力Ｖｄと基準電圧Ｖ２とを比較した第１オ
ペアンプ２０の出力はＬＯＷレベルとなり、このＬＯＷ
レベル出力を受けたＦＥＴ１８は導通し、直流電源によ
りコンデンサ１３は充電される。
動作したときのみ、コンデンサ１３を充電するのである
が、その出力電流は定電流を常時維持している。すなわ
ち、直流電源の出力は電流センス抵抗１９によって取り
出され、その検知信号Ｖｄが第１オペアンプ２０の他方
の入力端（−）に入力されている。ここで、直流電源の
電流値が設定以下の場合には、電流センス抵抗１９の両
端電圧は小さくなり、検知出力Ｖｄは大きくなる。その
ため、検知出力Ｖｄと基準電圧Ｖ２とを比較した第１オ
ペアンプ２０の出力はＬＯＷレベルとなり、このＬＯＷ
レベル出力を受けたＦＥＴ１８は導通し、直流電源によ
りコンデンサ１３は充電される。
【００２３】一方、直流電源の電流値が設定以上になっ
た場合には、電流センス抵抗１９の両端電圧は大きくな
り、検知出力Ｖｄは小さくなる。そのため、検知出力Ｖ
ｄと基準電圧Ｖ２とを比較した第１オペアンプ２０の出
力はＨＩＧＨレベルとなり、このＨＩＧＨレベル出力を
受けたＦＥＴ１８は非導通になり、直流電源によるコン
デンサ１３の充電動作は停止される。このようにして定
電流源１１は定電流出力を維持する。
た場合には、電流センス抵抗１９の両端電圧は大きくな
り、検知出力Ｖｄは小さくなる。そのため、検知出力Ｖ
ｄと基準電圧Ｖ２とを比較した第１オペアンプ２０の出
力はＨＩＧＨレベルとなり、このＨＩＧＨレベル出力を
受けたＦＥＴ１８は非導通になり、直流電源によるコン
デンサ１３の充電動作は停止される。このようにして定
電流源１１は定電流出力を維持する。
【００２４】コンデンサ１３は、定電流源１１から供給
される定電流出力によって充電されるが、定電流出力に
より充電されたコンデンサ１３の出力、すなわち、基準
信号Ｂは図３（ａ）に示すように線形時間特性（リニ
ア）を有したものとなる。
される定電流出力によって充電されるが、定電流出力に
より充電されたコンデンサ１３の出力、すなわち、基準
信号Ｂは図３（ａ）に示すように線形時間特性（リニ
ア）を有したものとなる。
【００２５】基準信号Ｂはバッフア２１、入力抵抗２２
を介して第２オペアンプ２３の他方の入力端（−）に入
力される。ここで、第２オペアンプ２３の出力端と他方
の入力端（−）との間には並列状態で第１，第２抵抗２
６，２７が介装されており、さらには、第２抵抗２７に
は直列にダイオード２８が接続されている。そのため、 Ｖout＝Ｖ３＋ＶＤ Ｖout：第２オペアンプ２３の出力 ＶＤ：第１，第２抵抗２６，２７およびダイオード２８
を介して第２オペアンプ２３の他方の入力端（−）に帰
還される帰還電圧 となる変換点Ｃを境にして、増幅率が変化する。
を介して第２オペアンプ２３の他方の入力端（−）に入
力される。ここで、第２オペアンプ２３の出力端と他方
の入力端（−）との間には並列状態で第１，第２抵抗２
６，２７が介装されており、さらには、第２抵抗２７に
は直列にダイオード２８が接続されている。そのため、 Ｖout＝Ｖ３＋ＶＤ Ｖout：第２オペアンプ２３の出力 ＶＤ：第１，第２抵抗２６，２７およびダイオード２８
を介して第２オペアンプ２３の他方の入力端（−）に帰
還される帰還電圧 となる変換点Ｃを境にして、増幅率が変化する。
【００２６】すなわち、図３（ｂ）の直線に示すよう
に、出力Ｖoutが変換点Ｃを越えない、すなわちＶout＜
Ｖ３＋ＶＤである間は、ダイオード２８が導通状態とな
るために、第２オペアンプ２３の出力端と他方の入力端
（−）との間には、第１、第２抵抗２６，２７が並列に
挿入されることになる。そのため、第２オペアンプ２３
の増幅率が低く（変化勾配がなだらかに）なる。これに
対して、出力Ｖoutが変換点Ｃを越える、すなわちＶout
＞Ｖ３＋ＶＤの状態になると、ダイオード２８が非導通
状態となるため、第２オペアンプ２３の出力端と他方の
入力端（−）との間には、第１抵抗２６のみが挿入され
ることになる。そのため、第２オペアンプ２３の増幅率
が高く（変化勾配が急峻に）なる。
に、出力Ｖoutが変換点Ｃを越えない、すなわちＶout＜
Ｖ３＋ＶＤである間は、ダイオード２８が導通状態とな
るために、第２オペアンプ２３の出力端と他方の入力端
（−）との間には、第１、第２抵抗２６，２７が並列に
挿入されることになる。そのため、第２オペアンプ２３
の増幅率が低く（変化勾配がなだらかに）なる。これに
対して、出力Ｖoutが変換点Ｃを越える、すなわちＶout
＞Ｖ３＋ＶＤの状態になると、ダイオード２８が非導通
状態となるため、第２オペアンプ２３の出力端と他方の
入力端（−）との間には、第１抵抗２６のみが挿入され
ることになる。そのため、第２オペアンプ２３の増幅率
が高く（変化勾配が急峻に）なる。
【００２７】出力Ｖoutは、電圧補正用ダイオード２９
の働きにより、帰還電圧ＶＤが補償される結果、電圧補
償用ダイオード２９の出力Ｖout’においては、Ｖout’
＝Ｖ３となったときに、変換点Ｃとなる（図３（ｂ）の
一点鎖線参照）。
の働きにより、帰還電圧ＶＤが補償される結果、電圧補
償用ダイオード２９の出力Ｖout’においては、Ｖout’
＝Ｖ３となったときに、変換点Ｃとなる（図３（ｂ）の
一点鎖線参照）。
【００２８】出力Ｖout’は、可変抵抗器２４に入力さ
れて、ここで分圧されて指令信号Ｓとなり、バッファ２
５を介して比較回路７1〜７3に出力される。ここで、図
４に示すように、可変抵抗器２４の分圧電圧ＶＲを小さ
くすると指令信号Ｓは小さくなり、分圧電圧ＶＲを大き
くすると、指令信号Ｓは大きくなる。指令信号Ｓをこの
ように調整する理由は後述する。
れて、ここで分圧されて指令信号Ｓとなり、バッファ２
５を介して比較回路７1〜７3に出力される。ここで、図
４に示すように、可変抵抗器２４の分圧電圧ＶＲを小さ
くすると指令信号Ｓは小さくなり、分圧電圧ＶＲを大き
くすると、指令信号Ｓは大きくなる。指令信号Ｓをこの
ように調整する理由は後述する。
【００２９】次に、このようにして得られた指令信号Ｓ
に基づいて行う３相モータＭのソフトスタート制御を説
明する。図５（ａ）に示す３相ＡＣの交流波形Ｗのゼロ
クロスポイントを相信号検出回路５で検出し、検出した
ゼロクロスポイントに同期した三角波信号Ｔを各三角波
生成回路６1〜６3で生成する。そして、図５（ｂ）に示
すように、比較回路７1〜７3において、三角波信号Ｔと
指令信号Ｓとの信号レベルを比較し、その比較結果に基
づき、図５（ｃ）に示すように、ゲートドライブ回路８
1〜８3において、Ｔ＞Ｓの場合のみＨＩＧＨレベルとな
る開閉パルスＰを生成し、この開閉パルスＰに基づいて
パワー素子２1〜２3を導通制御する。これにより、３相
モータＭには、図５（ｄ）に示すように、開閉パルスＰ
がＨＩＧＨレベルになった期間（図の斜線部）のみ、３
相ＡＣから電力が供給される。
に基づいて行う３相モータＭのソフトスタート制御を説
明する。図５（ａ）に示す３相ＡＣの交流波形Ｗのゼロ
クロスポイントを相信号検出回路５で検出し、検出した
ゼロクロスポイントに同期した三角波信号Ｔを各三角波
生成回路６1〜６3で生成する。そして、図５（ｂ）に示
すように、比較回路７1〜７3において、三角波信号Ｔと
指令信号Ｓとの信号レベルを比較し、その比較結果に基
づき、図５（ｃ）に示すように、ゲートドライブ回路８
1〜８3において、Ｔ＞Ｓの場合のみＨＩＧＨレベルとな
る開閉パルスＰを生成し、この開閉パルスＰに基づいて
パワー素子２1〜２3を導通制御する。これにより、３相
モータＭには、図５（ｄ）に示すように、開閉パルスＰ
がＨＩＧＨレベルになった期間（図の斜線部）のみ、３
相ＡＣから電力が供給される。
【００３０】ここで、指令信号Ｓは図５（ｂ）に示すよ
うに、当初の勾配がなだらかであり、変換点Ｃを越える
と、勾配が急峻となる信号特性を備えている。そのた
め、指令信号Ｓを基にしてゲートドライブ回路８1〜８3
で生成される開閉パルスＰは、出力当初においてはパル
ス幅の変化率が小さく、変換点Ｃを越えるとパルス幅の
変化率が大きくなる。したがって、開閉パルスＰに基づ
くパワー素子２1〜２3の導通制御では、図５（ｄ）に示
すように、変換点Ｃを越えるまでは、少しずつ電力供給
量を増大させながら（＝電力供給量の増加率が小さい状
態で）、３相モータＭに電力を供給する。一方、変換点
Ｃを越えると、変換点Ｃ以前よりは電力供給量の増加率
を上げた状態で、３相モータＭに電力を供給する。これ
により、ソフトスタート効果が得られる。
うに、当初の勾配がなだらかであり、変換点Ｃを越える
と、勾配が急峻となる信号特性を備えている。そのた
め、指令信号Ｓを基にしてゲートドライブ回路８1〜８3
で生成される開閉パルスＰは、出力当初においてはパル
ス幅の変化率が小さく、変換点Ｃを越えるとパルス幅の
変化率が大きくなる。したがって、開閉パルスＰに基づ
くパワー素子２1〜２3の導通制御では、図５（ｄ）に示
すように、変換点Ｃを越えるまでは、少しずつ電力供給
量を増大させながら（＝電力供給量の増加率が小さい状
態で）、３相モータＭに電力を供給する。一方、変換点
Ｃを越えると、変換点Ｃ以前よりは電力供給量の増加率
を上げた状態で、３相モータＭに電力を供給する。これ
により、ソフトスタート効果が得られる。
【００３１】さらには、指令信号Ｓの変動に対するモー
タ印加電圧の変化は図６（ｂ）に示すような特性を有し
ている。すなわち、指令信号Ｓが減少し始めた当初はモ
ータ印加電圧の変化率が大きく、指令信号Ｓの出力後半
になる（ゼロに近づく）と、モータ印加電圧の変化率が
小さくなる。そのため、線形時間特性を有する指令信号
を基にした電力供給制御では、指令信号出力当初におい
てモータ印加電圧の変化が大きいため、いきなり高電圧
状態になってしまう。モータ印加電圧は、モータトルク
に直接的に結び付く要因であり、線形時間特性を有する
指令信号を用いたソフトスタート制御では、制御当初に
おけるモータトルクの上昇率が高く、これでは、十分な
ソフトスタート効果を得ることができない。
タ印加電圧の変化は図６（ｂ）に示すような特性を有し
ている。すなわち、指令信号Ｓが減少し始めた当初はモ
ータ印加電圧の変化率が大きく、指令信号Ｓの出力後半
になる（ゼロに近づく）と、モータ印加電圧の変化率が
小さくなる。そのため、線形時間特性を有する指令信号
を基にした電力供給制御では、指令信号出力当初におい
てモータ印加電圧の変化が大きいため、いきなり高電圧
状態になってしまう。モータ印加電圧は、モータトルク
に直接的に結び付く要因であり、線形時間特性を有する
指令信号を用いたソフトスタート制御では、制御当初に
おけるモータトルクの上昇率が高く、これでは、十分な
ソフトスタート効果を得ることができない。
【００３２】しかしながら、このソフトスタート制御装
置１では、指令信号Ｓの特性は、図６（ａ）に示すよう
に、変換点Ｃを越えるまでは変化勾配がなだらかになっ
ている。そのため、モータ印加電圧の変化特性は図６
（ｃ）に示すように、電圧印加当初では、変化率を小さ
くすることができる。そのため、制御当初において、モ
ータトルクの上昇率を低く抑えることができ、十分なソ
フトスタート効果を得ることができる。
置１では、指令信号Ｓの特性は、図６（ａ）に示すよう
に、変換点Ｃを越えるまでは変化勾配がなだらかになっ
ている。そのため、モータ印加電圧の変化特性は図６
（ｃ）に示すように、電圧印加当初では、変化率を小さ
くすることができる。そのため、制御当初において、モ
ータトルクの上昇率を低く抑えることができ、十分なソ
フトスタート効果を得ることができる。
【００３３】ところで、このソフトスタート装置１で
は、可変抵抗器２４によって、指令信号Ｓを図４に示す
ように調整してその出力当初のレベルを増減制御してい
る。これにより、次のような初期電流制限を行ってい
る。すなわち、指令信号Ｓの初期レベルが高い場合に
は、制御開始当初において、三角波信号Ｔと指令信号Ｓ
とは交差せず、したがって、開閉パルスＰが発生せず、
３相モータＭには電流が供給されない。一方、指令信号
Ｓの初期レベルが低い場合には、制御開始当初におい
て、三角波信号Ｔと指令信号Ｓとが十分に交差する。そ
のため、ある程度のパルス幅を有する開閉パルスＰが発
生して、３相モータＭに電流が供給される。このよう
に、可変抵抗器２４で指令信号Ｓのレベルを調整するこ
とにより、３相モータＭに与える初期電流を電流ゼロを
含めて調整することができる。
は、可変抵抗器２４によって、指令信号Ｓを図４に示す
ように調整してその出力当初のレベルを増減制御してい
る。これにより、次のような初期電流制限を行ってい
る。すなわち、指令信号Ｓの初期レベルが高い場合に
は、制御開始当初において、三角波信号Ｔと指令信号Ｓ
とは交差せず、したがって、開閉パルスＰが発生せず、
３相モータＭには電流が供給されない。一方、指令信号
Ｓの初期レベルが低い場合には、制御開始当初におい
て、三角波信号Ｔと指令信号Ｓとが十分に交差する。そ
のため、ある程度のパルス幅を有する開閉パルスＰが発
生して、３相モータＭに電流が供給される。このよう
に、可変抵抗器２４で指令信号Ｓのレベルを調整するこ
とにより、３相モータＭに与える初期電流を電流ゼロを
含めて調整することができる。
【００３４】なお、このソフトスタート装置１では、ス
イッチング素子として、ダイオード２８を用いたが、こ
のほかの方向性素子を用いてもよく、さらには、スイッ
チング素子であるトランジスタを用いてもよい。
イッチング素子として、ダイオード２８を用いたが、こ
のほかの方向性素子を用いてもよく、さらには、スイッ
チング素子であるトランジスタを用いてもよい。
【００３５】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、次のよう
な効果が得られる。すなわち、制御開始当初からなだら
かな電圧上昇率でもってソフトスタートを行うことがで
き、その分、十分なるソフトスタート効果を得ることが
できる。しかも、このような十分なソフトスタート効果
を、高価でしかも別途シールド構造を必要とするデジタ
ル部品を用いることなく、アナログ回路を用いて構成し
ているのて、装置を安価にすることができた。
な効果が得られる。すなわち、制御開始当初からなだら
かな電圧上昇率でもってソフトスタートを行うことがで
き、その分、十分なるソフトスタート効果を得ることが
できる。しかも、このような十分なソフトスタート効果
を、高価でしかも別途シールド構造を必要とするデジタ
ル部品を用いることなく、アナログ回路を用いて構成し
ているのて、装置を安価にすることができた。
【図１】本発明の一実施の形態に係るソフトスタート装
置の全体構成を示すブロック図である。
置の全体構成を示すブロック図である。
【図２】実施の形態に係るソフトスタート装置の要部の
構成を示す回路図である。
構成を示す回路図である。
【図３】基準信号Ｂおよび出力Ｖoutの特性をそれぞれ
示す図である。
示す図である。
【図４】指令信号Ｓの特性を示す図である。
【図５】各信号の波形を示す図である。
【図６】指令信号およびモータ印加電圧をそれぞれ示す
図である。
図である。
２1〜２3 パワー素子 ３ 開閉パルス生成手段 ４ 指令信号生成手段 ６1〜６3 三角波生成手段 ７1〜７3 比較回路 ８1〜８3 ゲートドライブ回路 ９ 基準信号生成部 １０ 出力補正部 １１ 定電流源 １３ コンデンサ ２３ 第２オペアンプ ２４ 可変抵抗器 ２６ 第１抵抗 ２７ 第２抵抗 ２８ ダイオード ２９ 電圧補償用ダイオード Ｍ ３相モータ
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭58−58616（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−84317（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−201062（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−205531（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H02M 1/08 321 G05F 1/00 303
Claims (2)
- 【請求項１】 交流電源のゼロクロスポイントに同期し
た三角波信号を生成する三角波生成手段と、時系列に沿
って変化する指令信号を生成する指令信号生成手段と、
前記三角波信号と前記指令信号とのレベル比較に基づい
た位相制御により前記交流電源の導通制御を行う導通制
御手段とを備えたソフトスタート制御装置であって、 前記指令信号生成手段は、線形時間特性を有する基準信
号を生成する基準信号生成部と、前記基準信号の信号前
半部の勾配を信号後半部に比べてなだらかに補正する出
力補正部とを備えており、 前記基準信号生成部は、定電流源と、この定電流源から
供給される定電流によって充電されて線形時間特性を有
する基準信号を出力する静電容量素子とを有しており、 前記出力補正部は、設定電圧信号が一方の入力端に、前
記基準信号が他方の入力端にそれぞれ入力される差動増
幅部を備えており、かつこの差動増幅部の出力端と前記
他方の入力端との間には複数の抵抗素子が並列に接続さ
れるとともに、少なくとも一つの抵抗素子には、差動増
幅部の出力端から入力端に向かう方向にのみ出力伝達を
許容するスイッチング素子が直列に接続されていること
を特徴とするソフトスタート制御装置。 - 【請求項２】 前記差動増幅部の出力端には、前記スイ
ッチング素子による電圧降下を補償する電圧補償素子が
接続されていることを特徴とする請求項１記載のソフト
スタート制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09881096A JP3279173B2 (ja) | 1996-04-19 | 1996-04-19 | ソフトスタート制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09881096A JP3279173B2 (ja) | 1996-04-19 | 1996-04-19 | ソフトスタート制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09289768A JPH09289768A (ja) | 1997-11-04 |
| JP3279173B2 true JP3279173B2 (ja) | 2002-04-30 |
Family
ID=14229696
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP09881096A Expired - Lifetime JP3279173B2 (ja) | 1996-04-19 | 1996-04-19 | ソフトスタート制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3279173B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009303323A (ja) * | 2008-06-11 | 2009-12-24 | Ebara Shinwa Ltd | 三相電動機の制御装置 |
| JP2009303322A (ja) * | 2008-06-11 | 2009-12-24 | Ebara Shinwa Ltd | 制御装置一体型の三相電動機 |
-
1996
- 1996-04-19 JP JP09881096A patent/JP3279173B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009303323A (ja) * | 2008-06-11 | 2009-12-24 | Ebara Shinwa Ltd | 三相電動機の制御装置 |
| JP2009303322A (ja) * | 2008-06-11 | 2009-12-24 | Ebara Shinwa Ltd | 制御装置一体型の三相電動機 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH09289768A (ja) | 1997-11-04 |
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