JPH0231917Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は天井に取付けられる大型扇風機など
において使用されるモータの回転数をサイリスタ
を使用して制御するようにしたモータ回転数制御
回路に関する。

この種のモータは、通常、回転軸受部にグリス
を塗布し、回転摩擦の減少と内部への塵埃の侵入
を防止している。モータの回転数はモータに供給
される電力の大きさ、すなわちサイリスタの導通
角によつて決定されるため、使用するモータの用
途に応じてその導通角の大きさを適正に可変抵抗
などで設定するようにしている。しかしながら、
このようなグリスを使用したモータでは、サイリ
スタの導通角を適正に設定しないと電源オン時に
モータが起動できなくなる場合が生じてくる。例
えばサイリスタの導通角を回転数が比較的低速に
なるように設定し、しかもその状態が常温以上の
温度で維持されるようにしておいた場合、周囲温
度の非常に低いときに電源スイツチをオンする
と、グリスによる摩擦抵抗が非常に大きくなつて
いるために、予め設定された導通角ではその抵抗
に打ち勝つに十分なトルクを形成できなくなる場
合が生じてくる。

そこで、例えば実公昭54−36528号に示されて
いるように、電源投入直後の一定時間だけサーミ
スタの導通角を強制的に大きくして起動トルクを
増大させるようにすることが考えられる。

ところが、回転軸とグリスとの摩擦抵抗はグリ
スの粘性係数により定まり、この粘性係数はグリ
スの温度すなわち周囲温度によつて大きく変化す
る。したがつて周囲温度によつて最適な起動トル
クも異なつてくる。また、上記公報にも示されて
いるように従来のモータ回転数制御回路は配線を
簡便にするために、モータに対して直列にダイオ
ードブリツジによる整流回路を接続し、その整流
回路の出力に制御回路および場合によつてはこれ
とともにサイリスタを接続している。このため、
ダイオードブリツジに直接モータ電流が流れ、制
御回路にも比較的高電圧が印加されることにな
り、電圧電流容量の大きな回路となつていた。

この考案の目的は、上記の決定を解消し、電源
オン後一定時間だけ周囲温度に応じてサイリスタ
の導通角を強制的に大きくして適正な起動トルク
を得られるようにするとともに、回路全体の電圧
電流容量を小さくして小型軽量化できるようにし
たモータ回転数制御回路を提供することにある。

以下、この考案の実施例を図面を参照して説明
する。第１図はこの考案の実施例である大型扇風
機用モータの回転数制御回路の回路図である。

商用電源ACにはモータＭ、電源スイツチSW、
双方向性サイリスタであるトライアツクＱ１が直
列に接続されている。商用電源電圧は抵抗Ｒ１で
降圧されてダイオードブリツジＤ１に印加され
る。ダイオードブリツジＤ１の整流出力はトリガ
制御回路Ａ、CR時定数回路Ｂおよびタイマ回路
Ｃに供給されている。また、上記トライアツクＱ
１のゲートには抵抗Ｒ２とコンデンサＣ２からな
るトリガ回路Ｄが接続されていて、コンデンサ
C2の充電電荷は、ダイオードブリツジＤ１の整
流出力端子が低インピーダンスとなつたときトラ
イアツクＱ１のゲートに供給するトリガパルスと
なる。

前記CR時定数回路は充電用コンデンサＣ３、
抵抗Ｒ５および可変抵抗VRを有し、可変抵抗
VRで上記トライアツクＱ１の導通角を決定す
る。

前記トリガ制御回路ＡはトランジスタＱ２，Ｑ
３、抵抗Ｒ３，Ｒ４、正特性サーミスタSMおよ
び抵抗Ｒ３に並例に接続されたツエナーダイオー
ドZDで構成され、トランジスタＱ２のベース電
位（Ｐ点の電位）がトランジスタＱ２のエミツタ
電位より0.7V以下になつたときにトランジスタ
Ｑ３をオンし、ダイオードブリツジＤ１の整流出
力端子を短絡する。Ｐ点の電位は、ツエナー電流
が流れていないとき抵抗Ｒ３，Ｒ４および正特性
サーミスタSMの直列回路によつて決定される抵
抗分圧比で定まり、ツエナー電流が流れていると
きにはダイオードブリツジＤ１の整流出力電圧と
ツエナー電圧との代数和で定まり、Ｐ点の電位と
トランジスタＱ２のエミツタ電位との関係、すな
わちトランジスタＱ２，Ｑ３がオンする導通角
は、上記Ｐ点の電位とCR時定数回路Ｂのコンデ
ンサＣ３に充電される電位との関係によつて定ま
つてくる。すなわち、トランジスタＱ２，Ｑ３が
オンする導通角は、各半サイクルにおいて、Ｐ点
の電位よりもコンデンサＣ３の充電電位がトラン
ジスタＱ２のベース−エミツタ間およびダイオー
ドＤ２の順方向降下電圧以上になつたときであ
る。したがつて可変抵抗VRの設定位置を変える
ことによつて、上記トランジスタＱ３の導通角を
可変することができる。なお、ツエナーダイオー
ドZDおよびサーミスタSMの動作については後述
する。

上記タイマ回路Ｃは、PUTQ４，抵抗Ｒ７〜
Ｒ９およびコンデンサＣ４，Ｃ５で構成される公
知の回路である。PUTQ４のゲート電位は、コ
ンデンサＣ４と抵抗Ｒ９の充電回路の作用によつ
て電源スイツチをオンした直後は高電位にあり、
コンデンサＣ４への充電が進行するに従つて低電
位になつていく。したがつてPUTQ４は電源ス
イツチSWのオン後、コンデンサＣ４と抵抗Ｒ９
によつて決定される一定時間を経過したときにオ
ンする。

上記PUTQ４のアノード端子はダイオードＤ
４を介してCR時定数回路ＢのコンデンサＣ３に
接続されている。このためコンデンサＣ３への充
電電流はPUTQ４がオフ状態にあるときとオン
状態にあるときとでその大きさが異なつてくる。
すなわち、PUTQ４がオフ状態にあるときには
コンデンサＣ３への充電電流は可変抵抗VRおよ
び抵抗Ｒ５を流れる電流ｉ１と抵抗Ｒ７およびダ
イオードＤ４を流れる電流ｉ２との合成電流とな
るが、PUTQ４がオンしているときには電流ｉ
１だけとなる。このため、PUTQ４がオフして
いるときのトランジスタＱ２のエミツタ電位の上
昇率は、PUTQ４がオンしているときの上昇率
よりも相対的に大きい。すなわち電源スイツチ
SWのオン後一定時間が経過するまではトランジ
スタＱ３の導通時間が可変抵抗VRの設定状態に
かかわらず小さく設定されることになる。

上記トリガ制御回路ＡのトランジスタＱ３がオ
ンすると、ダイオードブリツジＤ１の整流出力端
子は短絡状態となるために、上記トリガ回路Ｄの
コンデンサＣ２に充電されていた電荷はトリガパ
ルスとしてトライアツクＱ１のゲートに与えられ
る。なお、ダイオードブリツジＤ１の整流出力端
子が短絡状態になつたときには半サイクルがはじ
まつてからそれまでにコンデンサＣ２に充電され
ていた電荷でトリガパルスが形成されるのである
が、抵抗Ｒ１を介して直接流入する電流は小さい
ために、その電流だけでトライアツクＱ１をオン
することができないようになつている。第２図
Ａ，Ｂは起動時、通常回転時各々のトライアツク
Ｑ１の導通角を示している。同図Ａの起動時の導
通角θ１は通常回転時の導通角θ２よりも大きく
設定されている。したがつて電源スイツチSWを
オンしてからしばらくの間はトライアツクＱ１の
導通角が強制的に大きく設定され、その後可変抵
抗VRで設定される導通角に制御されることにな
る。

上記トリガ制御回路Ａのツエナーダイオード
ZDは電圧補償回路を構成し、抵抗Ｒ３の両端電
圧がツエナー電圧を越えたときにその両端の電圧
をツエナー電圧に規制する。抵抗Ｒ３の両端の電
圧がツエナー電圧を越えようとする範囲は、ダイ
オードブリツジＤ１の出力電圧が一定の大きさ以
上になつたときであるが、電源電圧が変動すると
この範囲においてその変動分が抵抗Ｒ４とサーミ
スタSMの直列回路の両端にだけ現れるようにな
る。このため電源電圧が変動すると、抵抗Ｒ３の
両端の電圧がツエナー電圧を越えようとする範囲
において、Ｐ点の電位が大きく変動し、その変動
に応じてトランジスタＱ３の導通時間も変わつて
くる。すなわち、電源電圧が大きくなると抵抗Ｒ
３の両端電圧がツエナー電圧を越えようとする範
囲において、Ｐ点の電位が電源電圧の変動率以上
の率で大きくなりトランジスタＱ３の導通タイミ
ングが遅くなる。反対に電源電圧が低下すれば上
記の範囲において、その変動率以上の率でＰ点の
電位が低下し、トランジスタＱ３の導通タイミン
グが早くなる。トランジスタＱ３の導通タイミン
グが遅くなればトライアツクＱ１の導通角は小さ
くなるから、結局電源電圧の上昇による回転数の
上昇が抑制される。またトランジスタＱ３の導通
タイミングが早くなればトライアツクＱ１の導通
角は大きくなるから、電源電圧の低下による回転
数の減少を防止することになる。このようにして
抵抗Ｒ３の両端にツエナーダイオードZDを接続
することにより、電源電圧変動に基づく回転数の
変動を防止することができる。

上記トリガ制御回路Ａの正特性サーミスタSM
は温度補償回路を構成し、上記ツエナーダイオー
ドZDが電源電圧の変動を補償するのと同様の作
用によつて温度変化に対する補償を行う。すなわ
ち、周囲温度が上昇すると、その正特性によつて
Ｐ点の電位が上昇するためにトランジスタＱ３の
導通タイミングが遅くなり、トライアツクＱ１の
導通角を小さくする。反対に周囲温度が低下する
と、Ｐ点の電位は低下するためトランジスタＱ３
の導通タイミングを早くし、トライアツクＱ１の
導通角を大きくする。このように、周囲温度が高
くなつたときにトライアツクＱ１の導通角を小さ
くし、周囲温度が低くなつたときにトライアツク
Ｑ１の導通角を大きくすることによつて低温のた
めグリスが硬化しているときの回転数の減少を防
止し、また高温のためグリスが柔らかすぎるとき
の回転数の上昇を防止することができる。

以上のようにこの考案によれば、電源スイツチ
投入後しばらくの間双方向性サイリスタの導通角
を大きくするため、起動時の周囲温度が低温であ
つてもグリスとの摩擦に十分に打ち勝つだけの回
転トルクを出力することができ、確実な起動を実
現することができるとともに、トルク不足による
モータの発熱、巻線の焼損などをも防止すること
ができる。しかも周囲温度に応じて適正な起動ト
ルクが発生するため、高温時における起動時の急
激な回転を防止することができる。さらにダイオ
ードブリツジおよびダイオードブリツジの出力に
接続されている回路の電圧電流容量を小さくする
ことができ、これにより装置を容易に小型軽量化
することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案の実施例である大型扇風機用
モータの回転数制御回路の回路図である。第２図
Ａ，Ｂは導通角を示す図である。 Ｑ１……トライアツク（双方向性サイリスタ）、
Ｑ３……トランジスタ（スイツチング素子）、Ａ
……トリガ制御回路、Ｂ……CR時定数回路、Ｃ
……タイマ回路、Ｄ……トリガ回路。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 モータに直列に双方向性サイリスタＱ１を接続
   し、このサイリスタＱ１のゲート電流の流れる主
   端子とゲート端子間にトリガ回路用抵抗Ｒ２を接
   続し、前記サイリスタＱ１のゲートと抵抗Ｒ１が
   直列接続された一方の入力電源側間にダイオード
   ブリツジＤ１の入力を接続し、さらに、このダイ
   オードブリツジＤ１の前記一方の入力電源側と前
   記主端子間にトリガ回路用コンデンサＣ２を接続
   して、このコンデンサＣ２と前記抵抗Ｒ２とでト
   リガ回路を構成し、このダイオードブリツジＤ１
   の出力間に、 コンデンサと抵抗の直列回路からなるCR時定
   数回路Ｂと、 サーミスタを含み、温度上昇に伴い分圧出力電
   圧が増大する抵抗分圧回路と、この抵抗分圧回路
   出力に対して前記CR時定数回路の出力電圧が一
   定値を越える条件で導通して前記ダイオードブリ
   ツジ出力間を低インピーダンスにするスイツチン
   グ素子からなるトリガ制御回路Ａと、 電源オン時に起動され、電源オン後一定時間前
   記CR時定数回路の時定数を小さくして前記スイ
   ツチング素子の導通タイミングを早くするタイマ
   回路Ｃと、を設けたことを特徴とするモータ回転
   数制御回路。