JP3385225B2 - 警報装置 - Google Patents
警報装置Info
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Description
を発する警報装置に関し、特に警報音の音階や音色、音
量を簡単に可変させることができると共に、機械式のシ
ャッタを用いずに警報音を滑らかに消音することのでき
る警報装置に関する。
ために、従来からモータサイレンを駆動して警報音を鳴
らす警報装置が用いられている。
の例である。電源は一般的な商用の三相交流電源であ
り、電磁スイッチ9を介してモータ3に接続される。モ
ータ3は交流の三相誘導モータである。そしてモータ3
は、警報音を発するサイレン部4及び警報音を遮断する
シャッタ8を備える。
ン信号発生回路5は、パターン発生部5B1とAND回
路5B2及び反転回路5B3から構成される。パターン
発生部5B1は、常に一定の警報パターン(吹鳴パター
ン)の信号を繰り返し出力している。AND回路5B2
は、この信号とサイレン駆動信号s1との論理和をパタ
ーン信号s2として出力する。反転回路5B3は、パタ
ーン信号s2を反転して、シャッタ駆動信号s4として
シャッタ8に送出する。
イミングチャートである。(a)はサイレン駆動信号s
1、(b)はパターン信号s2、(c)はシャッタ駆動
信号s4、(d)はモータ3の回転数の変化、そして
(e)はモータ3への電力供給タイミングを示す。
長い期間入力される信号である。
より出力されるサイレン駆動信号s1とパターン発生部
5B1が発生する警報パターンとの論理和信号であるの
で、図示するような波形となる。
2のOFF期間に開放し、ON期間に閉じて、モータ3
への電力供給が(e)に示すように制御される。
モータ3の回転数は上昇し、このモータでは(d)に示
すように約5秒で定格回転数に達する。電磁スイッチ9
により電力供給が絶たれると、モータ3は残存する回転
子の運動エネルギー(慣性エネルギー)で暫く回転した
後停止する。このモータは図示したように約90秒後に
停止する。
タ3は回転し警報音はそのまま鳴り続けてしまうので、
これをシャッタ8が遮音する。
ーン信号s2の反転信号であり、パターン信号s2の休
止期間にONとなり、シャッタ8を作動させる。即ち、
モータ3への電力供給の無い期間には、シャッタ8を作
動させ残存する警報音を遮音するようになっていた。
報装置は、商用の三相交流電源により直接駆動されてい
たので、商用の周波数にもとづく特定の音階の音しか発
生させることができず、いろいろな音色を発生させるこ
とができなかった。
遮断していたため、警報装置が大型となり、かつサイレ
ン部の形状に合わせて個別に製作する必要性から製作コ
ストが高くなっていた。
音色、音量を簡単に変えることができると共に、シャッ
タを用いずに警報音を滑らかに消音し得る警報装置を提
供することを目的とする。
交流モータと、前記交流モータの回転動作に伴って発音
するサイレンと、前記交流モータを駆動するインバータ
回路と、前記交流モータを一定回転数で回転させること
と前記交流モータの回転を停止させることに対応する2
値の制御信号を、警報指令に応答して前記インバータ回
路に付与するインバータ制御回路と、前記交流モータか
らの回生電力をインピーダンス素子で消費させる電力回
収回路と、を具備することを特徴とする。請求項2の警
報装置は、交流モータと、前記交流モータの回転動作に
伴って発音するサイレンと、前記交流モータを駆動する
インバータ回路と、前記交流モータを一定回転数で回転
させることと前記交流モータの回転を停止させることに
対応する2値の制御信号を、警報指令に応答して前記イ
ンバータ回路に付与するインバータ制御回路と、前記交
流モータからの回生電力を前記インバータ回路の電源に
帰還させる電力回収回路と、を具備することを特徴とす
る。この発明は交流モータをインバータで制御すること
で、サイレンが発する警報音の音階や音色、音量を簡単
に変えようとするものであり、また制動時にサイレンの
音を滑らかに消音しようとするものである。インバータ
で交流モータに印加する周波数を変え、交流モータの回
転数を変えることにより、サイレンの音階を変えて、種
種の音色を構成することができる。また、制動時にイン
バータにより交流モータの回転を停止させることで、サ
イレンの音を滑らかに消音することができる。
実施の形態を図1ないし図5を参照して詳述する。尚、
従来の警報装置と同一の構成要素には同一符号を付けて
詳細説明は省略する。
ある。
モータとの間に可変電圧可変周波数インバータが設けら
れ、従来装置のサイレン部に取り付けられていたシャッ
タが省かれている。その他の部分は従来の警報装置と同
じである。
〜6及び平滑用の電解コンデンサC1からなるコンバー
タ回路1が接続され、三相交流を直流に変換する。
はインバータ回路2が接続され、その後段にはモータ3
が接続される。モータ3は、従来と同様にサイレン部4
を備える。
タのコレクタとダイオードのカソード、エミッタとアノ
ードとがそれぞれ接続された並列回路を6回路備える。
各トランジスタは図中ではQ1,…,Q6と、各ダイオ
ードは、D7,…,D12の符号を付けて示す。各トラ
ンジスタのベースは、インバータ制御回路6に接続され
る。
と並列に設けられる。この回路は、モータ3を制動する
際に発生する回生電力を、抵抗R1で消費させるための
ものである。抵抗R1は、一端を直流電源のプラス側に
接続され、他端はトランジスタQ7のコレクタに接続さ
れる。トランジスタQ7のエミッタは直流電源のマイナ
ス側に接続される。
部5B1とVF指令信号形成回路5B4から構成され
る。パターン発生部5B1は、一定の警報パターン(吹
鳴パターン)信号を発生させるもので、インバータ回路
2の出力電圧voや周波数fに関するデータ(図示せ
ず)を有している。VF指令信号形成回路5B4は、オ
ペレータにより入力された、出力電圧voや周波数fの
指令値を変調してパターン信号s2(VF指令)に重畳
させ、インバータ制御回路6に送出する。
信号s3(6信号)のパルス幅及び周波数を制御して、
トランジスタQ1〜6のベースに送出する回路であり、
マイコン(図示せず)により制御される。
のタイミングチャートである。
s1と同じく外部からの入力信号であり、ON期間に警
報音を鳴らすように指令する信号である。この信号は、
パターン信号発生回路5に入力される。
路5から出力されるパターン信号s2である。これは理
解を容易にするため概略的に示したものであり、インバ
ータの出力電圧voや周波数fの指令値が含まれた信号
は図示していない。このパターン信号s2はインバータ
制御回路6へ入力される。尚、パターン信号s2は、こ
の図に示すものに限らず、繰り返し周期の短いものや、
オン期間の長短混合したパターン等様々な形態が含まれ
る。これにより連続音、断続音を任意に発することがで
きるので、警報効果を高めることができると共に、警報
の内容も容易に伝達することができる。
ものである。この実施の形態では、後述するインバータ
制御の動作により、回転数と制動に要する時間を自在に
変化させることができる。
すものである。この実施の形態ではインバータ回路を用
いたインバータ駆動を行うので、モータ3が回転する間
は必ずモータ3へ電力が供給される。
のON/OFFタイミングを示したものである。ここで
は周波数制御と出力電圧制御とを同時に行うため、出力
電圧はパルス幅変調(PWM)される。変調を正弦波状
とすることにより、低次高調波を除去することができる
ので、モータ3のトルクリップルを低減させることがで
きる。
圧指令となる各相の正弦波信号eu、ev、ewを表わ
したものであり、比較回路(図示せず)にて比較され
る。三角波キャリア信号より正弦波信号レベルが高い場
合は、インバータ回路部2の上側のトランジスタをON
させ、低い場合は下側のトランジスタをONさせる。図
3(b)(c)(d)はこのときのインバータ回路2の
U相(Q1,Q4)、V相(Q2,Q5)、W相(Q
3,Q6)のトランジスタのON,OFFのタイミング
を示したものである。これによって、インバータ回路2
のU相とV相との間で、図3(e)のような線間電圧波
形が得られる。
同時に可変させるには、パターン信号発生回路5のパタ
ーン信号s2(VF指令)により、上記正弦波信号の振
幅と周波数を可変させればよい。
インバータ制御回路6とによって、可変電圧可変周波数
インバータ(VVVFインバータ)が構成されている。
圧voと周波数fの特性を示すものである。
6の制御により、周波数fと出力電圧voの比率を一定
にする制御(V/f一定制御)を行う。
波数fを徐々に上げていき、5秒間でポイントaからb
に達するように加速する。即ち、周波数0Hz(モータ
の回転数0rpm)から100Hz(3000rpm)
まで加速するのに約5秒間あれば充分である。一方、制
動時はポイントbからaまでを5秒間のうちに変化させ
る。即ち、3000rpmから回転停止までの時間(制
動時間)は約5秒間である。尚、出力電圧voと周波数
fは、サイレン部4が発生する音階、音色、音量に応じ
て可変させられる。
報装置のように、電磁スイッチによって、モータへの電
力供給を遮断するのでなく、インバータ回路2によって
モータ3への出力電圧と周波数を減らしていくことで制
動するものなので、制動時には、モータ3の巻線から回
生電力がインバータ回路2側に帰還する。この電力は、
図1に示す電流iを発生させ、直流電源の電圧V(電解
コンデンサC1の両端電圧)を上昇させようとする。こ
の電圧上昇は、コンバータ回路1、インバータ回路2に
過電圧を生じさせる。
昇を回避すべく電力消費回路7Aを設けている。この回
路は、制動時に発生する回生電力を抵抗R1で消費させ
るものである。すなわち、直流電圧Vが上昇すると、こ
れをモニターするインバータ制御回路5が、トランジス
タQ7にベース電流ibを供給する。このベース電流i
bによりトランジスタQ7がONして抵抗R1に電流i
を流すことで、回生電力を熱に変換して消費させること
ができる。従って、直流電圧Vの不要な上昇を回避して
滑らかな制動が可能となり、警報音の消音も短時間に滑
らかに行うことができるようになった。しかも、従来の
警報装置に必要であった機械式のシャッタを取り付ける
必要もないので、装置の軽量小型化が可能となる。
御において、回転停止までの時間を長くして、図2
(c)の示すようにモータ3の制動時間を長く(>5s
ec)して、余韻を鐘の音のように長くすることもでき
る。
は、モータの駆動のための電力供給の経路を開放してし
まうのではなく、インバータ回路によってモータの回転
数を減らしながら、回生電力を回収する(消費する)回
生制動を行う。従って警報音を短時間に消音することが
でき、また逆に鐘の音のように消音までの時間を長くす
ることもできる。
では、インバータ回路2に電力消費回路7Aを設けて、
回生電力を抵抗R1で消費させたが、回生電力を三相交
流電源に帰還させることで、実効効率を落とさずに回生
電力を回収することも可能である。
す部分構成図である。この実施の形態では、第1の実施
の形態で使用した電力消費回路7Aに代えて、電流帰還
回路7Bを設けた。尚、インバータ回路2、モータ3、
サイレン部4、パターン信号発生回路5は、第1の実施
の形態における動作と同じ動作をするのものである。よ
って図示と説明は省略する。
13を備える。トランジスタQ8〜10については、コ
レクタを直流電源側、即ち電解コンデンサC1のプラス
側に、エミッタを三相交流電源の各相に接続し、トラン
ジスタQ11〜13については、エミッタを電解コンデ
ンサC1のマイナス側に、コレクタを三相交流電源の各
相に接続して構成される。
8〜13のベースをインバータ制御回路6により制御す
ることで、回生電力を三相交流電源に帰還させて直流電
源の電圧Vの上昇を回避することができる。
回路がモータからの回生電力を三相交流電源に帰還させ
ることで、省エネルギーでかつ滑らかなモータの制動を
行うことができる。即ち、警報音の滑らかな消音が可能
となる。
は、サイレンの始動時にインバータ回路によってモータ
の回転の立ち上げを早くする一方、制動時には、モータ
の回生電力を電力回収回路(電力消費回路または電流帰
還回路)に回収させるようにインバータ制御回路が動作
する。従って、モータの回転数を変え、サイレンの音階
や音色を簡単に変えることができると共に、断続的な音
を発生することもできる。また、制動時に生ずる回生電
力の影響を回避して滑らかにモータを制動でき、警報音
を滑らかに消音することが可能となる。よって、従来の
警報装置に必要だったシャッタが不要となり、警報装置
を小型軽量化することができる。
タ回路によってモータを回転駆動させているので、サイ
レンの音階や音色、音量を簡単に変えることができる。
一方、制動時には、インバータ制御回路がモータの回生
電力を電力回収回路に回収させるので、回生電力の影響
を回避して滑らかにモータを制動でき、警報音を滑らか
に消音することが可能となる。従って、シャッタが不要
となり警報装置を小型軽量化することができる。
で、警報音の消音時間の長さを変えることができる。
路図である。
である。
OFFのタイミングチャートである。
出力周波数の特性図である。
分構成図である。
である。
Claims (2)
- 【請求項1】 交流モータと、 前記交流モータの回転動作に伴って発音するサイレン
と、 前記交流モータを駆動するインバータ回路と、 前記交流モータを一定回転数で回転させることと前記交
流モータの回転を停止させることに対応する2値の制御
信号を、警報指令に応答して前記インバータ回路に付与
するインバータ制御回路と、 前記交流モータからの回生電力をインピーダンス素子で
消費させる電力回収回路と、を具備することを特徴とす
る警報装置。 - 【請求項2】 交流モータと、 前記交流モータの回転動作に伴って発音するサイレン
と、 前記交流モータを駆動するインバータ回路と、 前記交流モータを一定回転数で回転させることと前記交
流モータの回転を停止させることに対応する2値の制御
信号を、警報指令に応答して前記インバータ回路に付与
するインバータ制御回路と、 前記交流モータからの回生電力を前記インバータ回路の
電源に帰還させる電力回収回路と、を具備することを特
徴とする警報装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP00967599A JP3385225B2 (ja) | 1999-01-18 | 1999-01-18 | 警報装置 |
Applications Claiming Priority (1)
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JP00967599A JP3385225B2 (ja) | 1999-01-18 | 1999-01-18 | 警報装置 |
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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1999
- 1999-01-18 JP JP00967599A patent/JP3385225B2/ja not_active Expired - Fee Related
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