JPH02214484A - 単相誘導電動機の速度制御兼制動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、電動機の回転速度と速度設定値との比較の結
果により位相制御しながら電動機の駆動電圧を制御する
ようにした交流速度制御電動機の速度制御兼制動装置に
関するものである。

〔従来の技術〕

第３図は、例えば特開昭５５−１４６２７号公報に記載
された従来の速度制御兼制動装置を示す回路図である。

同図において、ＴＧは単相誘導電動機Ｍに連結した速度
発電機、Ｄは速度発電機ＴＧの出力電圧を全波整流する
ための整流器、ＶＲは電動機Ｍの速度設定を行なう可変
抵抗器、Ｔｒｌは可変抵抗器ＶＲの端子電圧と速度発電
機ＴＯの整流出力電圧との偏差を増幅するようにしたト
ランジスタ、Ｔｒ２は上記偏差をさらに増幅するための
トランジスタである。

また、Ｄｉ−０４はブリッヂ接続したダイオードであり
、ダイオードＤＩ、０２間に設けた切換スイッチＳを接
点ａ側に投入した状態で完全なブリッヂ接続となるよう
にしている。上記スイッチＳは後述するその接点すなど
とともに速度制御および制動制御のための切換回路を構
成するものである−０そして、ダイオードＤＩ、Ｄ３の
接続点はコンデンサＣ１および抵抗Ｒ１を介して上記ト
ランジスタＴｒｉのエミッタに接続してあり、がっ、固
定もしくは可変の抵抗Ｒ２を介してトランジスタＴｒ２
のコレクタに接続しである。また、ダイオードＤ２．Ｄ
４の接続点は上記トランジスタＴｒ２のエミッタに接続
した固定もしくは可変の抵抗Ｒ３に接続しである。

トランジスタＴｒｉ、Ｔｒ２からなる増幅回路に供給す
る電源電圧は、交流電源端子Ｅｌの交流電圧をダイオー
ドＤ５で整流し、抵抗Ｒ４を介して供給される。なお、
Ｃ２は平滑用のコンデンサであり、ＺＤは上記供給電圧
を定電圧化するためのツェナーダイオードである。

また、Ｔは電動機Ｍを駆動するための双方向半導体制御
素子としてのトライアックであり、その一端は電源端子
Ｅｌに接続し、他端は電動機Ｍを介して他方の電源端子
Ｅ２に接続しである。ＴＤはトライアックＴのゲートに
接続したグイアンクなどのトリガダイオードであり、そ
の一方の端子は並列接続したコンデンサＣ３と抵抗Ｒ５
を介して電源端子Ｅ１に接続し、かつ、ダイオードＤ３
Ｄ４の接続点に接続しである。また、電動機Ｍの補助巻
線１２と移相コンデンサＣＭの接続と切換スイッチＳの
接点すは抵抗Ｒ６を介して接続されている。

上記の回路において、スイッチＳを接点ａ側に投入して
速度制御を行なうと、速度発電機ＴＧの整流出力電圧は
可変抵抗機ＶＲの端子電圧と比較され、その偏差電圧は
トランジスタＴｒｉのベースに加えられる。そして、上
記出力電圧が可変抵抗器ＶＲの端子電圧より低い場合に
は、トランジスタＴｒｌには電流が流れる。これにより
、トランジスタＴｒｉのコレクタ電位は上昇し、このコ
レクタに接続したトランジスタＴｒ２のヘース電位も上
昇する。この結果、トランジスタＴｒ２にも電流が流れ
る。かくして、電源端子Ｅｌの電圧が正の半サイクル時
にあるときは、電＃端子Ｅ１−コンデンサＣ３−ダイオ
ードＤ３−抵抗Ｒ２→トランジスタＴｒ２→抵抗Ｒ３−
ダイオードＤ２→切換スイッチＳ−電源端子Ｅ２の経路
で大きな電流が流れる。一方、電源端子Ｅ２側が正の半
サイクル時にあるときは、電源端子Ｅ２−ダイオードＤ
１＝抵抗Ｒ２−トランジスタＴｒ２−抵抗Ｒ３→ダイオ
ードＤ４−コンデンサＣ３−電源端子Ｅ１の経路で大き
な電流が流れる。

この結果、コンデンサＣ３は大きな電流で充電され、こ
れにより、トリガダイオードＴＤの出力パルス移相は進
む。したがって、トライアックＴの導通角は大きくなり
、より大きな電力を電動機Ｍに供給し、その回転数を増
加させる。

上記とは逆に速度発電機ＴＧの整流出力電圧が設定電圧
より大きい場合には、トランジスタＴｒ１のベース電圧
は上昇するから、その電流は減少し、これはトランジス
タＴｒ２のベース電位を低下させる。このため、トラン
ジスタＴｒ２を流れる電流を減少し、これに伴ってコン
デンサＣ３の充電電流も減少する。この結果、トリガダ
イオードＴＤの出力位相は遅れ、トライアックＴの導通
角を減少させる。したがって、電動機Ｍへの供給電力は
減少し、その回転数は低下する。

このように、切換スイッチＳを接点ａ側に投入した状態
では、電動機Ｍの速度制御を行なうことができる。

次に、切換スイッチＳを接点す側に投入して制動制御を
行なうと、ダイオードＤ２は開放され、同時に移相コン
デンサＣＭは抵抗Ｒ６を介して短絡される。このダイオ
ードＤ２の開放により、これまで電源端子Ｅｌ−）ラン
ジスタＴｒ１→ダイオード２−切換スイッチＳ−電源端
子Ｅ２を流れていた電流経路は開放され、このため、ト
ランジスタＴｒｉへの供給電流は遮断される。しかし、
平滑用のコンデンサＣ２の容量を予め大きく設定してお
けば、その充電エネルギー分だけの時間はトランジスタ
Ｔｒｌに電流を流すことができる。

さらに、ダイオードＤ２の開放により、これまでダイオ
ードＤ１〜Ｄ４による全波整流の流れていたコンデンサ
Ｃ３には、電源端子Ｅ２→ダイオードＤ１−抵抗Ｒ２→
トランジスタＴｒ２→抵抗Ｒ３→ダイオードＤ４→コン
デンサＣ３→電源端子Ｅｌの経路による一方向のみの電
流しか流れなくなる。したがって、コンデンサＣ３は半
サイクル毎に充電されることになる。このため、トリガ
ダイオードＴＤは電源端子Ｅ２が正の半サイクル時にあ
るときのみパルスを出力して、トライアックＴを駆動す
る。

この結果、電動機Ｍには半波電流のみ流れるようになり
、その速度は減速され、同時に速度発電機ＴＧの出力電
圧も低下する。したがって、速度設定電圧に対して速度
発電機ＴＧの整流出力電圧は低下し、これはトランジス
タＴｒｉ、Ｔｒ２に大きな電流を流す。このため、コン
デンサＣ３に大きな充電電流をながし、ダイアックＴＤ
の位相を進め、トライアックＴにより大きな半波電流を
流す。

かくして、電動機Ｍにはさらに大きな制動電流が流れ、
これにより電動機Ｍは停止する。しかし、制動電流の流
れる時間は、上記のように平滑用コンデンサＣ２の充電
エネルギーがトランジスタＴｒｌ、Ｔｒ２を駆動できる
時間である。したがって、電動機Ｍの停止後は、電動機
Ｍにある一定時間の間だけ制動電流が流れるものである
から、電動機Ｍは焼損されることな（開放される。

電動機Ｍの開放後において、コンデンサＣ３を通して漏
れ電流が流れ、これはトリガダイオードＴＤに不規則な
パルスを発生させる虞れがある。

これを防止するための素子が抵抗Ｒ５である。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来の速度制御兼制動装置は以上のように構成されてい
るので、トランジスタＴｒｉ、Ｔｒ２への半波電流の供
給にコンデンサＣ１，Ｃ２，Ｃ３等を使用した複雑な回
路を必要とし、コンデンサＣ２の放電時間による放電電
流がリニアな回路でないので、制動時間の制御が難しい
という問題があった。

本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、そ
の目的とするところは、制動時間の調整が簡単にできる
速度制御兼制動装置を得ることにある。

〔課題を解決するための手段〕

このような課題を解決するために本発明は、速度設定電
圧と速度検出電圧との偏差電圧を増幅回路で増幅し、増
幅回路の出力信号で、単相誘導電動機に直列接続した双
方向半導体制御素子を位相制御するように構成した単相
誘導電動機の速度制御兼制動装置において、電源電圧か
らロジックを用いて位相制御のトリガ信号を半波毎に取
り出す同期回路と、単相誘導電動機の制動電流の通電時
間を決める時定数回路とを備え、同期回路は時定数回路
の制動信号により所定時間だけ制動電流を単相誘導電動
機に通電するようにしたものである。

〔作用〕

本発明による速度制御兼制動装置においては、時定数回
路の調整により制動時間の調整がなされる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面を用いて説明する。

第１図は本発明による単相誘導電動機の速度制御兼制動
装置の一実施例を示す回路であり、同図において、１お
よび２は電源電圧をＴＴＬレベルに落とす分圧抵抗、３
は電圧確保のためのツェナーダイオード、４および５は
分圧抵抗、６はツェナーダイオード、７〜ｌＯは同期回
路を構成するロジックとしてのノア（ＮＯＲ）回路、１
１．１２はブレーキ用の設定抵抗、１３はブレーキ時間
設定用のコンデンサ、１４は速度設定値と回転数とを比
較するためのオペアンプ、１５．１６はノア回路１０の
出力とオペアンプ１４の出力を組み合わせて位相制御す
るトランジスタ、１７はブレーキオンのスイッチ、１８
はトランジスタ１５，１６の出力からの充電時間により
位相制御するためのコンデンサ、１９．２０は基準電圧
用の分圧抵抗、２１は比較用のオペアンプ、２２は比較
後の出力をパルスにするためのコンデンサ、Ｎ１〜Ｎ７
は節点である。ノア回路７〜１０は、ツェナーダイオー
ド３．６とブレーキ用設定抵抗１１．１２とブレーキ時
間設定用のコンデンサ１３からの出力のノア論理をとる
。また、コンデンサ２２からのパルスによりトリガダイ
オードＴＤは動作する。

次に動作について説明する。抵抗１．　２およびツェナ
ーダイオード３から片側の入力（第２図（ｄ＋に示す節
点Ｎ４のノア回路７の入力）電圧を作り、抵抗４，５お
よびツェナーダイオード６から片側の入力（図示せず）
電圧を作る。この時にノア回路を通した出力はスレッシ
ッルドレベルの関係でオン・オフの間に差ができる。こ
れが第２図（Ｃ）におけるノア回路９の出力（節点Ｎ３
）であり、第２図（ａ）に示すノア回路８の出力（ｉｉ
ｆｆ点Ｎｌ）よりもその正のパルス幅において小さくな
っている。

もしスイッチ１７をオンしなければ、第２図（ｅｌおよ
び（ｇ）に示すノア回路７および１０の出力（節点Ｎ５
およびＮ７）となってトランジスタ１５を動作させ、オ
ペアンプ１４およびトランジスタ１６の起動信号となり
、コンデンサ１８の充電時間により位相制御をし、オペ
アンプ２１にて基準電圧と比較後、コンデンサ２２にて
トリガパルスとしてトリガダイオードＴＤに出力する。

また、第２図（ｂｌのノア回路９の入力（節点Ｎ２）の
時刻ｔで示すように、スイッチ１７をオンさせてブレー
キ信号（制動信号）を出した場合、上記論理回路（ロジ
ック回路）により、第２図（ｇｌに示すノア回路ｌＯの
出力は半波信号となり、トランジスタ１６の出力も半波
の起動信号となる。この半波の起動信号によりトライア
ックＴは半波の電流を電動機Ｍに流し、電動機Ｍを制動
する。

さらに、抵抗１２とコンデンサ１３の時定数回路により
、時間がｔｌ（第２図（ｆ））経過すると、ノア回路１
０の入力（節点Ｎ６）の片側が常時オンするため、第２
図（幻に示すノア回路ＩＯの出力はオフとなり、トラン
ジスタ１６はパルスを出力しないことになる。これによ
り電動機Ｍへの通電は停止される。第２図（ｆ）に示す
節点Ｎ６上の電圧は成る時定数で立ち上がるが、便宜上
、論理回路との整合を考えて“０”と“１”で表わした
。また、上記時間ｔｌは、例えば０．５秒に設定すれば
よい。

なお、上記実施例ではノア回路７〜１０を用いたが、出
力対入力の関係が次式（１１のようになる他の論理回路
を用いても同じ結果が得られる。

Ｙ−Ａ　−Ｃ−Ｂ　−Ｃ・・・・・（１１ここで、Ａは
ノア回路７の入力、Ｂはノア回路８の入力、Ｃはブレー
キオン信号である。

また、上記実施例において、抵抗Ｉ２あるいはコンデン
サ１３を可変とすることによって、ユーザがブレーキ時
間を簡単に変更できる。

さらに、同期回路はロジックで構成したことにより、安
価な装置ができる効果がある。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明による単相誘導電動機の速度
制御兼制動装置は、電源電圧からロジックを用いて位相
制御のトリガ信号を半波毎に取り出す同期回路と、単相
誘導電動機の制動電流の通電時間を決める時定数回路と
を設けたことにより、制動電流の通電時間を時定数回路
の回路定数値を変えることにより変更できるので、制動
時間の調整が簡単にできるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による単相誘導電動機の速度制御兼制動
装置の一実施例を示す回路図、第２図はその動作を説明
するためのフローチャート、第３図は従来の単相誘導電
動機の速度制御兼制動装置を示す回路図である。 １．２，４．５．Ｉｆ、１２，１９．２０・・・抵抗、
３．６・・・ツェナーダイオード、７〜１ｏ・・・ノア
回路、１３．１８．２２・・・コンデンサ、１４゜２１
・・・オペアンプ、１５．１６・・・トランジスタ、１
７・・・スイッチ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 速度設定電圧と速度検出電圧との偏差電圧を増幅回路で
   増幅し、前記増幅回路の出力信号で、単相誘導電動機に
   直列接続した双方向半導体制御素子を位相制御するよう
   に構成した単相誘導電動機の速度制御兼制動装置におい
   て、電源電圧からロジックを用いて位相制御のトリガ信
   号を半波毎に取り出す同期回路と、前記単相誘導電動機
   の制動電流の通電時間を決める時定数回路とを備え、前
   記同期回路は前記時定数回路の制動信号により所定時間
   だけ制動電流を前記単相誘導電動機に通電することを特
   徴とする単相誘導電動機の速度制御兼制動装置。