JPH03190593A - Two stage speed controller for capacitor run motor - Google Patents

Two stage speed controller for capacitor run motor

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JPH03190593A
JPH03190593A JP1326568A JP32656889A JPH03190593A JP H03190593 A JPH03190593 A JP H03190593A JP 1326568 A JP1326568 A JP 1326568A JP 32656889 A JP32656889 A JP 32656889A JP H03190593 A JPH03190593 A JP H03190593A
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JP
Japan
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signal
commercial power
switching
power supply
phase
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Application number
JP1326568A
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Japanese (ja)
Inventor
Nobuhiro Takao
信博 鷹尾
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Nidec Shimpo Corp
Original Assignee
Shimpo Industrial Corp
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Publication date
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  • Control Of Ac Motors In General (AREA)

Abstract

PURPOSE:To reduce the size of controller and to suppress adverse thermal effect by performing switching to low speed rotating state with such timing as lowering the voltage across a phase advance capacitor sufficiently. CONSTITUTION:Starting point is set at the first zero-cross point of commercial power supply 1 after input timing of a two stage speed switching circuit specifying a low speed rotating state. A control means Y makes a first signal train, which has been ineffective continuously, effective continuously from the first zero-cross point after switching to the end of an interval, N times (N is an integer) of the half period of the commercial power supply 1, and then makes the first signal train effective. On the other hand, the control means Y makes a second signal train, which has been effective continuously, ineffective for an interval (N+1) times of the half period of the commercial power supply starting from the zero-cross point, and then makes the second signal train ineffective continuously. By such arrangement, the size can be reduced and thermal adverse effect can be suppressed.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

〈産業上の利用分野〉 本発明は、2つの巻線間に進相コンデンサを接続したコ
ンデンサ・ランモータを高速回転状態と低速回転状態と
に二段速度制御する装置であって、速度切り換えのため
のスイッチング素子を保護するための保護用抵抗器を接
続しであるコンデンサ・ランモータの二段速度制御装置
に関する。 〈従来の技術〉 第9図は従来のコンデンサ・ランモータの二段速度制御
装置の電気的構成を示すブロック回路図、第10図はそ
の二段速度制御装置の動作を示すタイムチャートである
。 二相信号発生手段Aは、商用電源1から周波数信号aを
入力してそれのゼロクロスのタイミングで立ち上がる商
用電源周波数の2倍の周波数のクロック信号すを生成す
る電源同期クロック発生回路2と、クロック信号すを入
力して商用電源周波数を1/8に分周した周波数の二相
信号c、dを生成させるための4ビツトのバイナリカウ
ンタ3とNOT回路4とXOR回路5とから構成されて
いる。NOT回路4の入力端子は、バイナリカウンタ3
の1/8分周の信号qを出力するQ、端子に接続され、
XOR回路5の2入力端子は、バイナリカウンタ3の1
/4分周の信号pを出力するQ、端子と前記のQ3端子
とに接続されている。 なお、バイナリカウンタ3の1/2分周の信号mを出力
するQl端子は用いられていない。 排他的論理和出力手段Bは、2つのXOR回路6.7お
よびバイナリカウンタ3における1/1分周の信号eを
出力するQ0端子から構成されている。XOR回路6の
2入力端子は、バイナリカウンタ3の1/1分周のQo
端子とNOT回路4の出力端子とに接続され、XOR回
路7の2入力端子は、Q0端子とXOR回路5の出力端
子とに接続されている。このような構成により、XOR
回路6の出力信号fとXOR回路7の出力信号gは、原
則的に、商用電源1の周波数信号aの半周期を有効とす
る排他的論理和信号となる。 より具体的には第10図の波形に示すように、排他的論
理和信号fは、XOR回路6からの二相信号Cの立ち下
がりの前後の半周期ずつが“L”レヘルとなり、二相信
号Cの立ち上がりの前後の半周期ずつが“H”レヘルと
なる点を除いて、半周期ごとに交互に“H”、L”を繰
り返す信号となる。すなわち、排他的論理和信号fは、
商用電a1に同期して商用電源1の半周期を有効とし続
く半周期を無効とする一周期単位の4サイクルからなる
信号に続いて、商用電源1の半周期を無効とし続く半周
期を有効とする一周期単位の4サイクルからなる信号と
の繰り返しとなる第1の信号列である。以下、排他的論
理和信号fを第1の信号列fと記載する。 また、排他的論理和信号gは、XOR回路5からの二相
信号dの立ち下がりの前後の半周期ずつが“L”レベル
となり、二相信号dの立ち上がりの前後の半周期ずつが
“Hルベルとなる点を除いて、半周期ごとに交互に“H
”、“L”を繰り返す信号となる。この排他的論理和信
号gは、第1の信号列fに対して位相がほぼ90@遅れ
た第2の信号列である。以下、排他的論理和信号gを第
2の信号列gと記載する。 したがって、第1の信号列fと第2の信号列gとを発生
する二相信号発生手段Aと排他的論理和出力手段Bとを
一括して信号発生手段Xと称することにする。 選択手段Cは、AND回路8,9とNOT回路10とO
R回路11とから構成されている。AND回路8の2入
力端子は、XOR回路6の出力端子と二段速度切換信号
りの入力端子12とに接続され、AND回路9の2入力
端子は、XOR回路7の出力端子と前記の入力端子12
とに接続され、NOT回路10の入力端子も前記の入力
端子12に接続され、OR回路11の2入力端子は、A
ND回路9の出力端子とNOT回路10の出力端子とに
接続されている。 このような構成により、選択手段Cは、信号発生手段X
からの第1の信号列fと第2の信号列gと二段速度切換
信号りとを入力し、二段速度切換信号りが後述するコン
デンサ・ランモータ14の高速回転状態を指定する“L
”レベルのときは、コンデンサ・ランモータ14の正転
状B(正逆転切換手段りの実線の接続状態)で、AND
回路8から第1の信号列fの出力を連続的に禁止してA
ND回路8の出力信号i (すなわちライン切換回路1
3からの駆動信号k)として後述するスイッチング素子
THIのゲート端子G1に対して無効となる1L″レベ
ルを連続的に出力し、かつ、AND回路9から第2の信
号列gの出力を連続的に禁止して“L”レベルの二段速
度切換信号りをNOT回路10で反転した連続的な“H
゛レヘル信号をスイッチング素子TH2のゲート端子G
2に対する存効な信号となしOR回路11の出力信号j
 (すなわちライン切換回路13からの駆動信号1)と
して連続的に出力する一方、二段速度切換信号りがコン
デンサ・ランモータ14の低速回転状態を指定する“H
”レベルのときは、コンデンサ・ランモータ14の正転
状態で、出力信号i(駆動信号k)として第1の信号列
fをそのままの波形の状態で連続的に存効にして出力し
、かつ、出力信号j (駆動信号l)として第2の信号
列gをそのままの波形の状態で連続的に有効にして出力
するものとなっている。 なお、コンデンサ・ランモータ14の逆転状態(正逆転
切換手段りの破線の接続状態)では、駆動信号には信号
jとなり、駆動信号lは信号iとなる。 正逆転切換手段りは、コンデンサ・ランモータ駆動手段
Eにおける2つのトライアックからなるスイッチング素
子THI、TH2のゲート端子G1、G2に対して選択
手段Cからの2つの信号ラインを実線の状態と破線の状
態とに切り換えて接続するライン切換回路13を有し、
ライン切り換えに基づいて、両ゲート端子Gl、G2に
対する駆動信号(トリガ信号)k、Aとして選択手段C
におけるAND回路8からの出力信号iとOR回路11
からの出力信号jとを切り換えることにより、コンデン
サ・ランモータ14を正転状態と逆転状態とに切り換え
るようになっている。 コンデンサ・ランモータ14は、二相の第1巻線W1お
よび第2巻線W2の共通端子15を商用1fil(左端
に記載したものと同じ)の一方の極に接続し、第】巻v
AW1と第2巻線W2の他端間に進相コンデンサC1を
挿入して構成されている。 コンデンサ・ランモータ駆動手段Eは、第1巻線W1と
進相コンデンサC1との接続点16と商用を源lの他方
の極]8との間に、抵抗器R1とスイッチング素子TH
I  ()ライアソク)とリアクトルL1の直列回路を
挿゛入するとともに、第2巻線W2と進相コンデンサC
】との接続点17と商用電源1の他方の極18との間に
、抵抗器R2とスイッチング素子TH2(トライアック
)とリアクトルL2の直列回路を挿入したものである。 各抵抗器R1,R2は、スイッチング素子TI(ITH
2に対する保護用のものである。 次に、この従来のコンデンサ・ランモータの二段速度制
御装置の動作を第10図のタイムチャートを参照しなが
ら説明する。 いま、正逆転切換手段りにおけるライン切換回路13が
実線の接続状態にあって、コンデンサ・ランモータ14
の正転モードが設定されているとする。この場合、選択
手段Cの出力信号i、jはそれぞれ駆動信号に、1とな
る。 二段速度切換信号りが“し”レベルのとき、AND回路
8が非導通であるから、駆動信号には出力されず、した
がって、スイッチング素子THIは0FFL、ており、
保護用抵抗器R1を流れる電流11はゼロとなる。また
、AND回路9は非導通であるが、NOT回路10の出
力力<”H”レベルとなるから、OR回路11の出力信
号jが連続した@H2レベルとなり、ライン切換回路1
3を介して出力信号jが駆動信号pとなってスイッチン
グ素子TH2のゲート端子G2に印加されるため、スイ
ッチング素子TH2は連続的な導通状態となり、保護用
抵抗器R2,スイッチング素子TH2,リアクトルL2
を介してコンデンサ・ランモータ14に周波数信号aと
同じ交流電流a1が流れ、コンデンサ・ランモータ14
は高速回転する。第2巻線W2には商用を源1からの電
流が直接流れるのに対して、第1巻線W1には進相コン
デンサC1を介して電流が流れるため、コンデンサ・ラ
ンモータ14の回転方向は正転方向となる。 このとき、保護用抵抗器R2を、流れる電流12は波高
値の小さな交流電流となる。 時刻t。において、二段速度切換信号りが“L゛レヘル
ら”H″レベル切り換わると、AND回路8.9の各1
入力端子が“H”レベルとなるから、XOR回路6.7
からの第1および第2の信号列f2gがその波形のまま
AND回路8.9を通過し、それぞれが駆動信号に、J
としてスイッチング素子THI、TH2に印加される。 したがって、スイッチング素子THI、TH2は、それ
ぞれ駆動信号に、7!が“H”レベルのときにONとな
り、′L”レベルのときにOFFとなる。 ただし、二段速度切換信号りが“L”レベルから“H”
レベルに切り換わった時刻t0で、駆動信号lが“L”
レベルに反転するが、トライアックの性質上、スイッチ
ング素子TH2は直ちにOFFとならず、ゼロクロス時
<Industrial Application Field> The present invention is a device for controlling the speed of a capacitor run motor in which a phase advance capacitor is connected between two windings into a high speed rotation state and a low speed rotation state in two steps. This invention relates to a two-stage speed control device for a capacitor run motor, in which a protective resistor is connected to protect the switching elements of the motor. <Prior Art> FIG. 9 is a block circuit diagram showing the electrical configuration of a conventional two-stage speed control device for a capacitor run motor, and FIG. 10 is a time chart showing the operation of the two-stage speed control device. The two-phase signal generation means A includes a power supply synchronized clock generation circuit 2 that receives a frequency signal a from a commercial power supply 1 and generates a clock signal having a frequency twice the commercial power supply frequency that rises at the zero-cross timing of the frequency signal a, and a clock It is composed of a 4-bit binary counter 3, a NOT circuit 4, and an XOR circuit 5 for inputting a signal and generating two-phase signals c and d with a frequency obtained by dividing the commercial power frequency by 1/8. . The input terminal of the NOT circuit 4 is the binary counter 3
Q, which outputs a signal q with a frequency divided by 1/8, is connected to a terminal,
The 2 input terminals of the XOR circuit 5 are 1 of the binary counter 3.
It is connected to the Q terminal which outputs the signal p divided by /4 and the Q3 terminal mentioned above. Note that the Ql terminal that outputs the signal m obtained by dividing the frequency of the binary counter 3 by 2 is not used. The exclusive OR output means B is composed of two XOR circuits 6.7 and a Q0 terminal which outputs the signal e of the binary counter 3 divided by 1/1. The two input terminals of the XOR circuit 6 are the Qo of the binary counter 3 divided by 1/1.
The two input terminals of the XOR circuit 7 are connected to the Q0 terminal and the output terminal of the XOR circuit 5. With this configuration, XOR
The output signal f of the circuit 6 and the output signal g of the XOR circuit 7 are, in principle, an exclusive OR signal that makes valid a half period of the frequency signal a of the commercial power supply 1. More specifically, as shown in the waveform of FIG. 10, the exclusive OR signal f is "L" in each half cycle before and after the fall of the two-phase signal C from the XOR circuit 6, and the two-phase The signal is a signal that repeats "H" and "L" alternately every half cycle, except that the half cycle before and after the rise of the signal C is "H" level.In other words, the exclusive OR signal f is
Following a signal consisting of 4 cycles in one period unit, in which a half cycle of commercial power supply 1 is enabled and the following half cycle is disabled in synchronization with commercial power a1, a half cycle of commercial power supply 1 is disabled and the following half cycle is enabled. This is the first signal sequence that is repeated with a signal consisting of four cycles in one period unit. Hereinafter, the exclusive OR signal f will be referred to as a first signal string f. Furthermore, the exclusive OR signal g is at the "L" level in each half cycle before and after the fall of the two-phase signal d from the XOR circuit 5, and is at the "H" level in each half cycle before and after the rise of the two-phase signal d. “H” alternately every half period, except for the point where
”, “L”. This exclusive OR signal g is a second signal train whose phase is delayed by approximately 90 @ with respect to the first signal train f.Hereinafter, exclusive OR signal g The signal g is described as a second signal train g. Therefore, the two-phase signal generating means A that generates the first signal train f and the second signal train g and the exclusive OR output means B are combined together. The selection means C consists of AND circuits 8, 9, NOT circuit 10, and O
It is composed of an R circuit 11. The two input terminals of the AND circuit 8 are connected to the output terminal of the XOR circuit 6 and the input terminal 12 of the two-stage speed switching signal, and the two input terminals of the AND circuit 9 are connected to the output terminal of the XOR circuit 7 and the input terminal 12 of the two-stage speed switching signal. terminal 12
The input terminal of the NOT circuit 10 is also connected to the input terminal 12, and the two input terminals of the OR circuit 11 are connected to A.
It is connected to the output terminal of the ND circuit 9 and the output terminal of the NOT circuit 10. With such a configuration, the selection means C can select the signal generation means X
A first signal train f, a second signal train g, and a two-stage speed switching signal are inputted from "L", where the two-stage speed switching signal specifies a high-speed rotation state of the capacitor run motor 14, which will be described later.
” level, the capacitor/run motor 14 is in the forward rotation state B (the solid line connection state of the forward/reverse switching means), and the AND
A by continuously inhibiting the output of the first signal train f from the circuit 8.
Output signal i of ND circuit 8 (i.e. line switching circuit 1
3 continuously outputs an invalid 1L'' level to the gate terminal G1 of the switching element THI, which will be described later, as a drive signal k) from the AND circuit 9, and continuously outputs the second signal sequence g from the AND circuit 9. A continuous "H" signal is generated by prohibiting the "L" level two-speed switching signal from being inverted by the NOT circuit 10.
゛The level signal is sent to the gate terminal G of the switching element TH2.
2 and the output signal of the OR circuit 11
(that is, the drive signal 1 from the line switching circuit 13), while the two-stage speed switching signal is "H" which specifies the low speed rotation state of the capacitor run motor 14.
``level, the capacitor run motor 14 is in the normal rotation state, and the first signal train f is outputted as the output signal i (drive signal k) in the same waveform state continuously, and The second signal train g is continuously enabled and outputted as the output signal j (drive signal l) in the same waveform state.It should be noted that the reverse state of the capacitor run motor 14 (forward/reverse switching means) In the connection state indicated by the dashed line), the drive signal becomes the signal j, and the drive signal l becomes the signal i. It has a line switching circuit 13 that connects two signal lines from the selection means C to the gate terminals G1 and G2 of the circuit by switching between a solid line state and a broken line state,
Based on line switching, selection means C as drive signals (trigger signals) k and A for both gate terminals Gl and G2.
The output signal i from the AND circuit 8 and the OR circuit 11 in
By switching the output signal j from the capacitor run motor 14, the capacitor run motor 14 is switched between a forward rotation state and a reverse rotation state. The capacitor run motor 14 connects the common terminal 15 of the two-phase first winding W1 and second winding W2 to one pole of a commercial 1fil (same as the one described on the left end), and
A phase advancing capacitor C1 is inserted between the other end of the winding AW1 and the second winding W2. The capacitor run motor drive means E includes a resistor R1 and a switching element TH between the connection point 16 between the first winding W1 and the phase advancing capacitor C1 and the other pole of the commercial power source l.
Insert a series circuit of I ( ) and reactor L1, and also connect the second winding W2 and the phase advance capacitor C.
] A series circuit including a resistor R2, a switching element TH2 (TRIAC), and a reactor L2 is inserted between the connection point 17 and the other pole 18 of the commercial power supply 1. Each resistor R1, R2 is connected to a switching element TI (ITH
This is for protection against 2. Next, the operation of this conventional two-stage speed control device for a capacitor run motor will be explained with reference to the time chart shown in FIG. Now, the line switching circuit 13 in the forward/reverse switching means is in the solid line connection state, and the capacitor run motor 14
Assume that the normal rotation mode is set. In this case, the output signals i and j of the selection means C each become 1 as a drive signal. When the two-stage speed switching signal is at the "ON" level, the AND circuit 8 is non-conducting, so it is not output as a drive signal, and therefore the switching element THI is 0FFL.
The current 11 flowing through the protective resistor R1 becomes zero. Also, although the AND circuit 9 is non-conductive, the output power of the NOT circuit 10 becomes less than "H" level, so the output signal j of the OR circuit 11 becomes a continuous @H2 level, and the line switching circuit 1
3, the output signal j becomes the drive signal p and is applied to the gate terminal G2 of the switching element TH2, so the switching element TH2 becomes continuously conductive, and the protective resistor R2, the switching element TH2, and the reactor L2
An alternating current a1 that is the same as the frequency signal a flows to the capacitor run motor 14 through the capacitor run motor 14.
rotates at high speed. The current from the commercial power source 1 flows directly through the second winding W2, whereas the current flows through the first winding W1 via the phase advance capacitor C1, so the rotation direction of the capacitor run motor 14 is positive. direction of rotation. At this time, the current 12 flowing through the protective resistor R2 becomes an alternating current with a small peak value. Time t. , when the two-stage speed switching signal switches to the "L" level and "H" level, each one of the AND circuits 8 and 9
Since the input terminal becomes “H” level, the XOR circuit 6.7
The first and second signal trains f2g from
It is applied to switching elements THI and TH2 as follows. Therefore, switching elements THI and TH2 each receive a drive signal of 7! It turns ON when it is at “H” level, and turns OFF when it is at “L” level. However, when the two-stage speed switching signal changes from “L” level to “H” level.
At time t0 when the level is changed, the drive signal l becomes “L”
However, due to the nature of the triac, the switching element TH2 does not turn off immediately, and at the zero cross time.

【lでOFFとなる。そして、この時刻t1以降にお
いて、スイッチング素子THI、TH2の0N10 F
 F動作に従って、コンデンサ・ランモータ14に商用
電源1の間引き通電波形が印加される。電流jl+12
の間引き通電波形を見ると、商用電源周期の4サイクル
分にわたってプラス側に4つの波形が現れ、同じく4サ
イクル分にわたってマイナス側に4つの波形が現れる。 ただし、4サイクルの最後のサイクルのプラス側波形と
4サイクルの最初のサイクルのマイナス側波形とは連続
する。それらの8つの波形の包路線を擬似的に正弦波と
みなしたとき、商用電源周波数の1/8の周波数となっ
ている。電流11の包絡線と電流12の包絡線とは位相
がほぼ90°ずれている。したがって、コンデンサ・ラ
ンモータ14は、高速回転時の1/8の低速回転状態で
正転することになる。 コンデンサ・ランモータ14を目標回転数だけ回転させ
るに当たって、最初から最後まで高速回転していたので
は、目標回転数を超えてオーパーツニートを起こしてし
まい、このコンデンサ・ランモータ14によって制御さ
れる機器の制御(例えば機械式無段変速機の速度制御)
の精度が悪化するが、上記のようにコンデンサ・ランモ
ータ14を目標回転数に達する少し前に高速回転状態か
ら低速回転状態に移行させることによって、上記オーバ
ーシュートの不都合を解消し、制御の精度を商いものに
している。 〈発明が解決しようとする課題〉 ところで、二段速度切換信号りが“L”レベルから“r
]”レベルに切り換わるタイミングは、商用電源周期と
の関係においてアットランダムである。第10図は、二
段速度切換信号りが“H”レベルに切り換わるタイミン
グの単なる一例を示したものであるが、この場合は、切
り換わりのタイミングの直後において(切り換わりタイ
ミングから半周期以内で)、2つのスイッチング素子T
H1、TH2が同時にONとなるようなタイミングであ
る。 両スイッチング素子THI、TH2が同時にONとなる
と、第11図に拡大して示すように、高速回転時に進相
コンデンサC1に蓄積されていた電荷が、保護用抵抗器
R1−スイッチング素子TH1→リアクトルし1−リア
クトル上2−スイッチング素子TH2=保護用抵抗器R
2の閉ループ経路、またはその逆の閉ループ経路で急速
放電され、スイッチング素子THI、TH2にサージ電
流+1!+’ffi!が流れる。 商用電B1が200(V)の場合、進相コンデンサC1
の両端電圧は500(V)を超える。例えば機械式無段
変速機の変速用に用いた場合のコンデンサ・ランモータ
14は、通常6〜80(W)程度であり、スイッチング
素子THI、TH2も10(A)クラスのトライアック
が用いられる。 このクラスのトライアックのサージオン電流は100(
A3程度であるため、スイッチング素子THI、TH2
をサージ電流’ IS+  129から保護するために
直列に挿入しである保護用抵抗器RIR2の抵抗値を例
えば5.1〔Ω〕として、スイッチング素子THI、T
H2に流れるサージ電流j +!i+  I ZSの大
きさをサージオン電流100(A)の1/2の50(A
)程度に抑えるようにしている。 そして、低速回転時には間引き通電波形が印加されるた
めに、印加電圧と周波数の比V/Fが大きく崩れ、低速
回転時の各電流’I+’Zの平均値が高速時の平均値(
1,8(A) )の4〜5倍にも達し、約8 〔A〕と
なる。このときの各保護用抵抗器R1,R2の容量は3
2MW)であるが、機械式無段変速機の変速用のコンデ
ンサ・ランモータ14の場合には、常時的には回転せず
、また、回転も高速回転と低速回転の両方があることに
鑑みて、80(W)に選定している。 以上のように、従来のコンデンサ・ランモータの二段速
度制御装置においては、両スイッチング素子THI、T
H2が同時ONの場合のサージ電流’ +3+  ’ 
2Mからスイッチング素子TH1,TH2を保護するた
めに挿入している保護用抵抗器R1、R2として抵抗値
の大きなものを用いており、二段速度制御装置の大型化
を招いているとともに、保護用抵抗器R1,R2からの
発熱量も多く周辺の回路素子に熱的悪影響を与える度合
いも高いと・いう問題があった。 本発明は、このような事情に鑑みて創案されたものであ
って、高速回転状態から低速回転状態に切り換える際に
、コンデンサ・ランモータにおける進相コンデンサの両
端電圧が充分に低くなるタイミングで切り換えるように
して、スイッチング素子をサージ電流から保護するため
の保護用抵抗器の抵抗値を小さくし、もって、二段速度
制御装置の小型化と熱的悪影響の抑制とを図ることを目
的とする。 〈課題を解決するための手段〉 本発明は、このような目的を達成するために、次のよう
な構成をとる。 すなわち、本発明のコンデンサ・ランモータの二段速度
制御装置は、 商用電源に同期して商用電源の半周期を有効とし続く半
周期を無効とする一周期単位のMサイクル(Mは2以上
の整数)からなる信号に続いて商用電源の半周期を無効
とし続(半周期を有効とする一周期単位のMサイクルか
らなる信号との繰り返しとなる第1の信号列と、この第
1の信号列に対して位相がほぼ90°遅れた第2の信号
列を発生する信号発生手段と、 商用電源の一方の極に第1巻線と第2巻線とが接続され
、第1巻線と第2巻線との間に進相コンデンサが接続さ
れたコンデンサ・ランモータと、このコンデンサ・ラン
モータにおける進相コンデンサの一方の極に第1のスイ
ッチング素子が接続され、進相コンデンサの他方の極に
第2のスイッチング素子が接続され、両スイッチング素
子の他端どうしが商用電源の他方の極に接続され、進相
コンデンサと第1のスイッチング素子と第2のスイッチ
ング素子との閉ループ回路中に両スイッチング素子に対
する保護用抵抗器が挿入されたコンデンサ・ランモータ
駆動手段と、 前記コンデンサ・ランモータの高速回転状態を指定する
二段速度切換信号に基づいて前記信号発生手段の第1の
信号列の前記第1のスイッチング素子に対する出力を連
続的に無効としかつ第2の信号列の前記第2のスイッチ
ング素子に対する出力を連続的に有効とする状態と、低
速回転状態を指定する二段速度切換信号に基づいて第1
および第2の信号列の出力をともに有効とする状態とを
選択する選択手段とを備えたコンデンサ・ランモータの
二段速度制御装置において、 前記低速回転状態を指定する二段速度切換信号の入力タ
イミングの後に商用電源が最初にゼロクロスした時点を
起点として、それまで連続的に有効となっていた第2の
信号列を、この第2の信号列を構成する前記商用電源に
同期した信号要素が商用電源の一周期分連続する始期ま
での期間である商用電源の半周期の(N+1)倍の期間
(Nは正の整数)にわたって無効とした後連続的に有効
とする一方、それまで連続的に無効となっていた第1の
信号列を、前記の起点から商用電源の半周期のN倍(N
は正の整数)の期間にわたって引き続き無効とした後有
効とする制御手段を備えたことを特徴とするものである
。 く作用〉 二段速度切換信号を高速回転の指定状態から低速回転の
指定状態に切り換えた直後に2つのスイッチング素子が
同時にONとなってコンデンサ・ランモータの構成要素
である進相コンデンサの蓄積電荷が放電するような二段
速度切換信号の切り換え位相は幾つか存在する。低速回
転のための両スイッチング素子に対する駆動信号の出力
を開始した後に最初に両スイッチング素子が同時ONと
なる位相が、進相コンデンサの両端電圧が最も低くなる
位相であれば、保護用抵抗器の抵抗値が従来と同じであ
るとした場合、両スイッチング素子に流れるサージ電流
が最も小さくなる。換言すれば、両スイッチング素子の
サージオン電流を従来と同一であるとした場合、したが
って、許容し得るサージ電流を従来と同一であるとした
場合、保護用抵抗器の抵抗値を最も小さくすることがで
きる。すなわち、両スイッチング素子に対して駆動信号
の出力を開始する位相として、その出力開始後に最初に
両スインチング素子が同時ONとなる位相で進相コンデ
ンサの両端電圧が最も低くなるような特定の駆動信号出
力開始位相を見出せばよいことになる。 本発明者は、このような観点に立って実験をしたところ
、低速回転状態を指定する二段速度切換信号の入力タイ
ミングの後に商用電源が最初にゼロクロスした時点を起
点として、第2の信号列を構成する商用電源に同期した
信号要素が商用電源の一周期分連続する始期の半周期前
の位相(以下、これを特定位相という)から、低速回転
のための両スイッチング素子に対する駆動信号の出力を
開始すれば、その後に最初に両スイッチング素子が同時
ONとなったときの進相コンデンサの両端電圧が最も低
くなることを見出した。 すなわち、駆動信号の出力開始を、第1の信号列につい
ては、前記の起点から商用電源の半周期のN倍(Nは正
の整数)の期間が経過した時点から行い、第2の信号列
については、前記の起点から商用電源の半周期の(N+
1)倍の期間が経過した時点から行えば、その後に最初
に両スイッチング素子が同時ONとなったときの進相コ
ンデンサの両端電圧が最も低くなることを見出した。 これを第3図を参照して具体的に説明すると、第2の信
号列の信号要素が一周期分連続する始期の半周期前の位
相は時刻T2から始まる位相φ2であり、これが特定位
相である。この特定位相φ宜から両スイッチング素子に
対する低速回転のための駆動信号の出力を開始すれば、
その後に最初に両スイッチング素子が同時ONする位相
φ4においては、進相コンデンサの両端電圧が、特定位
相φ2以外のどの位相から駆動信号に、1の出力を開始
するいずれの場合に比べても、最も低くなることを見出
したのである。 本発明の上記の構成は、このような知見に基づいている
。本発明の上記構成による作用は、次のとおりである。 すなわち、二段速度切換信号を高速回転の指定状態から
低速回転の指定状態に切り換えると、制御手段は、その
二段速度切換信号がどの位相において切り換えられても
、それまで連続的に無効となっていた第1の信号列を、
前記の起点から商用電源の半周期のN倍(Nは正の整数
)の期間にわたって引き続き無効とした後有効とする一
方、それまで連続的に有効となっていた第2の信号列を
、前記の起点から商用電源の半周期の(N+1)倍の期
間にわたって無効とした後連続的に有効とする。これに
よって、特定位相の開始時刻から両スイッチング素子に
対する低速回転のための駆動信号の出力を開始するので
、前述の理由により進相コンデンサの両端電圧は最も低
くなっている。したがって、両スイッチング素子のサー
ジオン電流が同一であって許容し得るサージ電流を同一
であるとした場合、保護用抵抗器の抵抗値を充分に小さ
くすることができる。 〈実施例〉 以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する
。 工土災止鍔 第1図は本発明の第1実施例に係るコンデンサ・ランモ
ータの二段速度制御装置のブロック回路図である。 第1図において、従来例に係る第9図に示した符号と同
一の符号は、本実施例においても、その符号が示す部品
1部分等と同様のものを指す。また、特記しない限り、
接続関係に7いても本実施例と従来例とは同様の構成を
有している。 なお、共通部分の符号名称のみを列記すると、Aは二相
信号発生手段、Bは排他的論理和出力手段、Xは信号発
生手段、Cは選択手段、Dは正逆転切換手段、Eはコン
デンサ・ランモータ駆動手段、■は商用電源、2は電源
同期クロンク発生回路、3はバイナリカウンタ、4はN
07回路、5゜6.7はXOR回路、8.9はAND回
路、10はN07回路、11はOR回路、12は二段速
度切換信号りの入力端子、13はライン切換回路、14
はコンデンサ・ランモータ、15は共通端子、16、I
T、18は接続点、Wlは第1巻線、W2は第2巻線、
Ctは進相コンデンサ、R1,R2は保護用抵抗器、T
HI、TH2はトライアックを利用したスイッチング素
子、G1.G2はゲート端子、Ll、L2はリアクトル
、aは周波数信号、bはクロック信号、c、dは二相信
号、e。 m、p、qはバイナリカウンタ3の出力信号、fは第1
の信号列、gは第2の信号列、’+  Jは出力信号、
k、  Jは駆動信号、hは二段速度切換信号である。 以下、本実施例において、従来例と異なる構成について
説明する。 リセット信号発生手段Fは、二段速度切換信号りの立ち
上がりのタイミングでワンショット信号をリセット信号
nとして出力するワンショットマルチバイブレークで構
成されている。リセット信号nは、信号発生手段Xの一
部を構成する二相信号発生手段Aにおけるバイナリカウ
ンタ3のリセット入力端子と遅延手段Gのリセット入力
端子とに導かれるようになっている。遅延手段Gは、D
フリップフロップで構成され、そのデータ入力端子は直
流電源Vccに接続され、そのクロック入力端子はバイ
ナリカウンタ3の1/2分周のQ端子に接続されている
。D−フリップフロップのQ端子からの遅延信号rを、
正逆転切換手段りに付加したAND回路19.20の各
1入力端子に導くように構成されている。AND回路1
9の他の1入力端子は選択手段CにおけるAND回路8
の出力端子に接続され、AND回路20の他の1入力端
子は選択手段CにおけるOR回路11の出力端子に接続
されている。AND回路19.20の各入力端子はライ
ン切換回路13に接続されている。 前記のリセット信号発生手段Fと遅延手段Gおよび正逆
転切換手段りに付加したAND回路1920が、所定の
タイミングで第1の信号列fおよび第2の信号列gを有
効とする制御手段Yを構成している。 リセット信号発生手段Fは、二相信号発生手段Aのバイ
ナリカウンタ3に対してワンショットのりセント信号n
を出力することから、バイナリカウンタ3は、リセット
信号nの入力タイミングでリセットされた後、直ちにリ
セットを解除してバイナリカウンタ3の初期状態からの
カウントを開始させる。すなわち、本実施例の場合、高
速回転から低速回転への二段速度切換信号りの切り換え
後の最初のゼロクロスの時点から、それまで無効となっ
ていた第1の信号列を引き続き無効とする期間について
の商用電源1の半周期のN倍の期間における「N」に関
して、N=1の場合に相当する。 遅延手段Gを構成するD−7リツプフロツプ(以下、D
−フリップフロップを符号Gで表す)は、リセット信号
nの入力によってそのQ端子より“Lルベルを出力する
から、AND回路1920を非導通として、選択手段C
におけるAND回路8からの出力信号fを駆動信号にと
して出力することを禁止するとともに、OR回路1】か
らの出力信号jを駆動信号lとして出力することを禁止
する。そして、D−フリップフロップGは、そのクロッ
ク入力端子にバイナリカウンタ3のl/2分周の出力信
号mを入力することから、バイナリカウンタ3のカウン
ト開始時刻(“1″をカウントする時刻)から商用電源
周波数信号aの半周期の経過後に(N=1)、そのQ端
子からの遅延信号rを“H”レベルとしてAND回路1
9゜20を導通可能な状態すなわち出力信号i、jを出
力し得る状態とするものである。 次に、この第1実施例の動作を第2図のタイムチャート
および第2図の一部を抜粋して拡大した第3図のタイム
チャートに基づいて説明する。 時刻To’で二段速度切換信号りが高速回転を指定する
“L”レベルから低速回転を指定する“H”レベルに切
り換わったとすると、制御手段Yの一部を構成するリセ
ット信号発生手段Fがワンショットのリセット信号nを
出力し、これによって信号発生手段Xの一部を構成する
二相信号発生手段へのバイナリカウンタ3と遅延手段の
DフリップフロップGとがリセットされる。 二段速度切換信号りがバイナリカウンタ3のどのような
カウント値の出力状態のときに切り換わっても、バイナ
リカウンタ3は、その切り換えのあった位相φ。で初期
化され、すなわち、端子Q3 、Ql 、Ql 、Qo
の出力がo、o、o、。 となり、次の位相φ1の開始時刻T1からカウントを開
始する。ただし、位相φ1では、端子Q。 Qz 、Ql 、Qoの出力がO,O,0,1であって
バイナリカウンタ3のQ1端子の出力信号mはまだ“L
″レベルあるから、D−フリップフロップGのQ端子か
らの遅延信号rも“L”レベルのままであり、正逆転切
換手段りにおけるAND回路19.20が非導通の状態
であるため、バイナリカウンタ3によって生成され選択
手段Cによって生成された駆動信号に、  I!とじて
の出力信号i、jはスイッチング素子THI、TH2に
対しては出力されない。 そして、位相φ、の段階では、コンデンサ・ランモータ
14における進相コンデンサC1の両端電圧VCIは位
相φ。に比べて少し低下しているもののそれでもかなり
高い。しかし、スイッチング素子THI、TH2がとも
にONLないので、進相コンデンサCIの蓄積電荷がサ
ージ電流となってスイッチング素子TH1,TH2に流
れることはなく、スイッチング素子THI、TH2は保
護される。 通常は、バイナリカウンタ3のカウント過程における第
1位相φ1では、スイッチング素子TH2がONとなっ
てスイッチング素子TH2に第1図の矢印の向きに電流
12が流れるのであるが、この電流12の流れを禁止し
て、進相コンデンサCIの蓄積電荷を、進相コンデンサ
C1−第2巻線W2−第1巻線W1−進相コンデンサC
1の閉ループで放出して進相コンデンサC1の両端電圧
VCIを予め低下させている。 次の位相である特定位相φ2の開始時刻T2になると、
バイナリカウンタ3の端子Qs 、  QZ 。 Ql、Qoの出力が0.0.1.0となり、QI端子の
出力信号mが“H″レベルなってD−フリップフロップ
Gのクロック入力端子に印加されるため、D−フリップ
フロップGは直流電源Vccの“H”レベルをラッチし
、Q端子からの遅延信号rが°L”レベルから再び“H
”レベルとなり、AND回路19.20をアクティブに
する。その結果、出力信号i、jが駆動信号に、βとし
てスイッチング素子TH1,TH2に供給される。 バイナリカウンタ3のリセット後の最初のクロック信号
すの入力タイミングは時刻T、であるから、その時刻T
1から遅延信号rが“H”レベルに復帰するまでの時間
τは、商用電源周波数信号aの半周期と同じになってい
る。 特定位相φ、では、駆動信号kが“H”レベル、駆動信
号lが“L”レベルであるから、スイッチング素子TH
Iの方がONとなり、スイッチング素子THIに第1図
の矢印とは反対の向きに電流ilが流れる。このとき、
進相コンデンサC1を流れる電流の向きは位相φ、のと
きと同方向(接続点16から接続点17に向かう方向)
であり、進相コンデンサC1の両端電圧VCIはさらに
低下する。ただし、この特定位相φ2の段階でも、両ス
イッチング素子THI、TH2等と進相コンデンサC1
とによる閉ループは形成されず、両スイッチング素子T
I(1,TH2には進相コンデンサC1の放電に起因す
るサージ電流は流れない。なお、この特定位相φ2から
低速回転状態に移行する。 次の位相φ、ではスイッチング素子TH2の方がONと
なり、スイッチング素子TH2に第1図の矢印の向きに
電mi2が流れる。このときは、進相コンデンサCIに
は位相φ2のときとは逆方向(接続点17から接続点1
6に向かう方向)に電流が流れ、進相コンデンサCIの
両端電圧■。 が上昇する。もし、位相φ1でスイッチング素子TH2
のONを禁止しなかったとすると、位相φ。 での進相コンデンサCIの両端電圧V Clはかなり高
いものとなるが、実際には位相φ1でスイッチング素子
TH2のONを禁止しているので、位相φ3で進相コン
デンサc1の両端電圧VC+が上昇しても低いレベルに
とどまっている。 次の位相φ4で、二段速度切換信号りを“L゛レベルら
“H“レベルに切り換えた後、初めて、両スイッチング
素子TH1,TH2が同時にONとなり、進相コンデン
サCIの蓄積電荷がC1→R2→TH2→L2→L1→
THI→R1→C1の閉ループで放電され、このとき、
両スイッチング素子THI、TH2にサージ電流’ l
3.’ !3が流れる。しかし、前述のように、進相コ
ンデンサC1の両端電圧VCIが予め低いレベルまで落
とされているため、サージ電流’ +3+  128を
スイッチング素子THI、TH2のサージオン電流であ
る100(A)の1/2の50(A)に制限するのに必
要な保護用抵抗器R1,R2の抵抗値は、従来例に比べ
て充分に小さくてよく、約1/10の0.51 (Ω〕
でよいことが確認された。このときの抵抗値は、特定位
相φ2以外のどの位相から駆動信号に、lの出力を開始
するいずれの場合に比べても最も低いものであった。抵
抗値を約1/10にできることから、保護用抵抗器R1
,R2の容量も従来例の1/10の約8〔W〕となる。 このように特定位相φ2から両スイッチング素子THI
、TH2に対する駆動信号に、lの出力を開始すること
により、保護用抵抗器R1,R2の抵抗値を充分に小さ
くすることができるので、保護用抵抗器R1,R2ひい
ては二段速度制御装置の小型化を図ることができるとと
もに、容量の減少により保護用抵抗器R1,R2が周辺
素子に与える熱的悪影響を最小限に抑制することができ
る。 なお、保護用抵抗器R1,R2は、スイッチング素子T
H1,TH2とリアクトルLL、L2との間に挿入して
もよく、スイッチング素子THITH2の両側に分けて
挿入してもよい。また、両すアクトルLl、L2間に1
つだけ挿入して、両スイッチング素子THI、TH2に
共通な保護用抵抗器としてもよい。この点は、以下の実
施例でも同様である。 員叉尖隻班 第4図は第2実施例に係るコンデンサ・ランモータの二
段速度制御装置のりセット信号発生手段およびその周辺
を示すブロック回路図である。 リセット信号発生手段F′が、第1実施例のりセント信
号発生手段Fに対応するリセット信号発生回路21と、
D−フリップフロップ22とで構成されている。D−フ
リップフロップ22のクロック入力端子は電源同期クロ
ンク発生回路2の出力端子に接続され、互端子はバイナ
リカウンタ3のリセット入力端子に接続され、D−フリ
ップフロップ22のリセット入力端子はリセット信号発
生回路21の出力端子に接続されている。 リセット信号発生回路21の出力端子が遅延手段である
D−フリップフロップGのリセット入力端子に接続され
ている点、およびバイナリカウンタ3のQI端子がD−
クリップフロップGのクロック入力端子に接続されてい
る点は、第1実施例と同様である。また、図示されてい
ない他の回路ブロックも第1実施例と同様である。 電源同期クロック発生回路2とバイナリカウンタ3は信
号発生手段Xの一部を構成し、リセット信号発生回路2
1とD−クリップフロップ22とD−フリップフロップ
Gは制御手段Yの一部を構成している。 次に、第2実施例の動作を、第3回を利用しながら、第
5図のタイムチャートに基づいて説明する。 第3図において破線で示し、また、第5図でも示すよう
に、位相φ−1中の時刻T−,’で二段速度切換信号り
が高速回転を指定する“L”レベルから低速回転を指定
する°H”レベルに切り換わると、制御手段Yの一部を
構成するリセット信号発生回路21はワンショットのリ
セット信号nをDフリップフロップ22および“D−フ
リ、プフロソプGに出力してこれらをリセットする。D
−フリップフロップ22がリセットされると、その互端
子からのリセット信号n1は“H″レベルなり、信号発
生手段Xの一部を構成するバイナリカウンタ3をリセッ
トする。また、遅延信号rが“L”レベルとなり、駆動
信号に、1としての出力信号i、jのスイッチング素子
THI、TH2に対する出力が禁止される。 D−フリップフロップ22のリセット信号nは、次の位
相φ。の開始時刻T0までは“H”レベルを維持し、し
たがって、バイナリカウンタ3もリセット状態に維持さ
れる。時刻T0でクロック信号すがD−フリップフロッ
プ22のクロック入力端子に入力されると、D−フリッ
プフロップ22は直流電源VccのH”レベルをラッチ
し、その回端子のリセット信号n、が“L”レベルに反
転し、バイナリカウンタ3のリセット状態を解除する。 このとき、バイナリカウンタ3の端子Qs 、Q2 、
Qt 、Qoの出力はo、o、o、、。 である。 位相φ1の開始時刻T、になると、クロック信号すの入
力によりバイナリカウンタ3の端子Q3QZ 、 Qt
 、Qoの出力は0.O,0,1となってカウントを開
始する。この位相φ1ではQl端子の出力信号mは“L
“レベルであり、D−クリップフロップGの遅延信号r
は“L”レベルを維持し、スイッチング素子THI、T
H2への駆動信号に、1の出力禁止状態が続く。 位相φ2の開始時刻T2になると、端子Q。 Qt 、Qt 、Qoの出力がO,0,1,0となって
Q、端子の出力信号mが“H”レベルとなるから、D−
フリップフロップGの遅延信号rは”H”レベルに復帰
する。その結果、やはり位相φ2を特定位相として、こ
の特定位相φ2から駆動信号に、ILがスイッチング素
子TH1,TH2に供給され、コンデンサ・ランモータ
14が低速回転状態に移行する。 この場合も、第1実施例と同様に、位相φ4での両スイ
ッチング素子THI、TH2の同時ONのタイミングで
発生するサージ電流jll  1zJt、保護用抵抗器
R1,R2の抵抗値を0.51 (Ω〕としても、スイ
ッチング素子THI、TH2のサージオン電流である1
00[A)の1/2の50(A)となる。 この第2実施例の場合、バイナリカウンタ3のリセット
後の最初のクロック信号すの入力タイミングは時刻T0
であるから、その時刻T0から遅延信号「が′H”レベ
ルに復帰するまでの時間τ1は、商用電源周波数信号a
の半周期の2倍となっている。すなわち、高速回転から
低速回転への二段速度切換信号りの切り換え後の最初の
ゼロクロスの時点から、それまで無効となっていた第1
の信号列を引き続き無効とする期間についての商用電源
1の半周期のN倍の期間におけるrNJに関して、N=
2の場合に相当する。 なお、特定位相φ2以降の電流i1.i2の波形は第1
実施例と同様となる。 策1大廉孤 第6図は第3実施例に係るコンデンサ・ランモータの二
段速度制御装置のリセット信号発生手段およびその周辺
を示すブロック回路図である。 リセット信号発生手段FIfが、第1実施例のリセット
信号発生手段Fに対応するリセット信号発生回路21と
、2つのD−フリップフロップ22゜23とで構成され
ている。すなわち、第2実施例(第4図)のものに、D
−クリップフロップ23を追加し、このD−フリップフ
ロップ23のデータ入力端子をD−クリップフロップ2
2のQ端子に接続し、クロック入力端子を電源同期クロ
ック発生回路2の出力端子に接続し、蔦端子をバイナリ
カウンタ3のリセット入力端子に接続し、リセット入力
端子をリセット信号発生回路21の出力端子に接続しで
ある。 電源同期クロック発生回路2とバイナリカウンタ3は信
号発生手段Xの一部を構成し、リセット信号発生回路2
1とD−フリップフロップ22゜23とD−フリップフ
ロップGは制御手段Yの一部を構成している。 その他の構成は第2実施例と同様であり、また、図示さ
れていない他の回路ブロックは第】実施例と同様である
。 次に、第3実施例の動作を、第3図を利用しながら、第
7図のタイムチャートに基づいて説明する。 第3図において二点鎖線で示し、また、第7図でも示す
ように、位相φ、中の時刻T−2′で二段速度切換信号
りが高速回転を指定する“L”レベルから低速回転を指
定する“H゛レベル切り換わると、制御手段Yの一部を
構成するりセント信号発生回路21はワンショットのリ
セット信号nをD−フリップフロップ22.23および
D−フリップフロップGに出力してこれらをリセットす
る。D−フリップフロップ23がリセットされると、そ
5Φ回端子からのリセット信号n2は“H”レベルとな
り、信号発生手段Xの一部を構成するバイナリカウンタ
3をリセットする。また、遅延信号rが“L”レベルと
なり、駆動信号に、  1としての出力信号!、jのス
イッチング素子THE。 TH2に対する出力が禁止される。 D−フリップフロップ23からのリセット信号n2は、
次の次の位相φ。の開始時刻T0までは“H”レベルを
維持し、したがって、バイナリカウンタ3もリセット状
態に維持される。時刻T−。 でクロック信号すがD−フリップフロップ22のクロッ
ク入力端子に入力されると、D−フリップフロップ22
は直流電源Vccの“Hルベルをラッチし、そのQ端子
の出力信号す、が“H”レベルに反転する。これがD−
フリップフロン123に入力されるが、クロック信号す
の入力タイミングよりもわずかに遅れるため、D−フリ
ップフロップ23からのリセット信号n2は“H“レベ
ルを維持する。 位相φ。の開始時刻T0になると、D−フリップフロッ
プ23はクロック信号すの入力タイミングでD−フリッ
プフロップ22からの”H”レベルの出力信号す、をラ
ッチし、リセット信号n2が″Lルベルに反転し、バイ
ナリカウンタ3のリセット状態を解除する。このとき、
端子Q3Q、、Q、、qoの出力はo、o、o、oであ
る。 位相φ、の開始時刻T1になると、クロック信号すの入
力によりバイナリカウンタ3の端子Q。 Qz 、Q+ 、Qoの出力は0.O,0,1となって
カウントを開始する。この位相φ1ではQ、端子の出力
信号mは“L”レベルであり、D−フリップフロップG
の遅延信号rは”L”レベルを維持し、スイッチング素
子THI、TH,2への駆動信号に、  1の出力禁止
状態が続く。 位相φ、の開始時刻T、になると、端子Q3Qz 、Q
+ 、Qoの出力がO,0,1,OとなってQ、端子の
出力信号mが“)I”レベルとなるから、D−フリップ
フロップGの遅延信号rは“H″レベル復帰する。その
結果、やはり位相φ2を特定位相として、この特定位相
φ2から駆動信号に、fがスイッチング素子THI、T
H2に供給され、コンデンサ・ランモータ14が低速回
転状態に移行する。 この場合も、第1実施例と同様に、位相φ4での両スイ
ッチング素子TH1,TH2の同時ONのタイミングで
発生するサージ電流’ +3ff  ’ t9は、保護
用抵抗器R1,R2の抵抗値をo、si cΩ〕として
も、スイッチング素子THI、TH2のサージオン電流
である100(A)の1/2の50(A)となる。 この第3実施例の場合、バイナリカウンタ3のリセット
後の最初のクロック信号すの入力タイミングは時刻T−
1であるから、その時刻T −+から遅延信号rが1H
”レベルに復帰するまでの時間τtは、商用電源周波数
信号aの半周期の3倍となつている、すなわち、高速回
転から低速回転への二段速度切換信号りの切り換え後の
最初のゼロクロスの時点から、それまで無効となってい
た第1の信号列を引き続き無効とする期間についての商
用電源1の半周期のN倍の期間におけるrNJに関して
、N=3の場合に相当する。 なお、特定位相φ2以降の電流t、、i、の波形は第1
実施例と同様となる。 員土大施班 第8図は第4実施例に係るコンデンサ・ランモータの二
段速度制御装置の二相信号発生手段、排他的論理和出力
手段およびリセット信号発生手段を示すブロック回路図
である。 Q0端子を排他的論理和出力手段Bの構成要素としてい
る二相信号発生手段A′におけるバイナリカウンタ3は
、そのリセット入力端子がリセット信号発生手段Fのリ
セット信号nを入力するようになっている点、およびQ
l@子の出力信号mが遅延手段であるD−フリップフロ
ップGのクロック入力端子に導かれるようになっている
点は、第1実施例の場合と同様であり、二相信号発生手
段A′と排他的論理和出力手段Bとが信号発生手段Xを
構成し、リセット信号発生手段Fと遅延手段Gは制御手
段Yの一部を構成している。 この実施例の二相信号発生手段A′は、商用電源1に接
続された電源同期クロック発生回路2と、5ビツトのバ
イナリカウンタ3と、AND回路24.25と、NOT
回路26.27と、XOR回路28.29.30とで構
成されている。バイナリカウンタ3のQ2端子は、AN
D回路24.25の各1入力端子に接続されている。Q
、端子は、NOT回路26の入力端子とAND回路25
の他の入力端子とXOR回路29の1入力端子とに接続
され、NOT回路26の出力端子はAND回路24の他
の入力端子に接続されている。Q4端子は、NOT回路
27の入力端子とXOR回路29の他の入力端子とに接
続されている。AND回路24の出力端子とXOR回路
29の出力端子はXOR回路30の2入力端子に接続さ
れ、AND回路25の出力端子とNOT回路27の出力
端子はXOR回路28の2入力端子に接続されている。 Q0端子は排他的論理和出力手段BにおけるXOR回路
6,7の各1入力端子に接続され、XOR回路28の出
力端子はXOR回路6の他の入力端子に接続され、XO
R回路30の出力端子はXOR回路7の他の入力端子に
接続されている。 このような構成により、二相信号発生手段A′の二相信
号c、dは、商用電源周波数信号aを1/16分周した
信号となる。 本実施例の場合、タイムチャートの図示を省略するが、
二段速度切換信号りをL”レベルから“H”レベルの切
り換えると、スイッチング素子THI  TH2の0N
10FF動作に従って、コンデンサ・ランモータ14に
商用電源1の間引きil!波形が印加される。電流+1
+’!の間引き通電波形は、商用電源周期の8サイクル
分にわたってプラス側に8つの波形が現れ、同じく8サ
イクル分にわたってマイナス側に8つの波形が現れる。 ただ、8サイクルの最後のサイクルのプラス側波形と8
サイクルの最初のサイクルのマイナス側波形とは連続す
る。それらの16個の波形の包路線を擬似的に正弦波と
みなしたとき、商用電源周波数の1/16の周波数とな
っている。電流iの包絡線と電流12の包絡線とは位相
がほぼ90”ずれている。したがって、コンデンサ・ラ
ンモータ14の回転速度は、高速回転時の1/16の低
速回転となる。 この実施例の場合の位相φ2〜φ6に限って電流+1+
’!の波形を見ると、第2図と全く同じとなる。すなわ
ち、二段速度切換信号りを“H”レベルにした後、最初
のクロック信号すの入力のタイミングでバイナリカウン
タ3のカウントが開始され、さらにそのタイミングから
商用電源周波数信号aの半周期分だけ遅延して、駆動信
号k。 lがスイッチング素子TH1,TH2に与えられるよう
になる(N=1)。 なお、この実施例に第4図のリセット信号発生手段F′
を利用すれば、前記の遅延が半周期の2倍となり(N=
2)、第6図のリセ−/ )信号発生手段F //を利
用すれば、前記の遅延が半周期の3倍となる(N=3)
。 以上の各実施例では、出力信号i、jを駆動信号に、 
 1として出力する状態と禁止する状態とに切り換える
ためのAND回路19.20を正逆転切換手段りの入力
側に設けたが、これに代えて、正逆転切換手段りの出力
側に設けても同様の効果が得られる。 なお、本発明のコンデンサ・ランモータの二段速度制御
装置は、各種の機器に用いることができ、正逆転を行わ
ないコンデンサ・ランモータの場合には、正逆転切換手
段りは必要ではない。 〈発明の効果〉 本発明によれば、次の効果が発揮される。 すなわち、高速回転から低速回転への二段速度切換信号
がどの位相において切り換えられても、それまで連続的
に無効となっていた第1の信号列を、切り換え後の最初
のゼロクロスの時点から商用電源の半周期のN倍(Nは
正の整数)の期間にわたって引き続き無効とした後有効
とする一方、それまで連続的に有効となっていた第2の
信号列を、前記のゼロクロスの時点から商用電源の半周
期の(N+1)倍の期間にわたって無効とした後連続的
に有効とすることによって、特定位相すなわち進相コン
デンサの両端電圧が最も低くなっている位相から両スイ
ッチング素子に対する低速回転のための駆動信号の出力
を開始するように構成したので、両スイッチング素子で
許容し得るサージ電流を同一であるとした場合、スイッ
チング素子をサージ電流から保護するための保護用抵抗
器の抵抗値を充分に小さくすることができ、保護用抵抗
器ひいては二段速度制御装置の小型化を促進できるとと
もに、保護用抵抗器による周辺素子への熱的悪影響を大
幅に抑制することができる。
[Turn off with l. After this time t1, the switching elements THI and TH2 are 0N10F.
According to the F operation, a thinned energization waveform of the commercial power supply 1 is applied to the capacitor run motor 14. current jl+12
Looking at the thinned energization waveforms, four waveforms appear on the positive side over four cycles of the commercial power supply period, and four waveforms appear on the negative side over the same four cycles. However, the positive side waveform of the last cycle of the four cycles and the negative side waveform of the first cycle of the four cycles are continuous. When the envelopes of those eight waveforms are regarded as pseudo sine waves, the frequency is 1/8 of the commercial power supply frequency. The envelope of current 11 and the envelope of current 12 are out of phase by approximately 90°. Therefore, the capacitor run motor 14 rotates normally at a low rotation speed of 1/8 of the high speed rotation. When rotating the capacitor run motor 14 by the target number of revolutions, if it is rotated at high speed from beginning to end, the target number of revolutions will be exceeded and the equipment controlled by the capacitor run motor 14 will be overstretched. Control (e.g. speed control of mechanical continuously variable transmission)
However, by shifting the capacitor run motor 14 from a high-speed rotation state to a low-speed rotation state slightly before reaching the target rotation speed as described above, the above-mentioned problem of overshoot can be eliminated and control accuracy can be improved. It's a commercial item. <Problem to be solved by the invention> By the way, when the two-stage speed switching signal changes from the "L" level to the "r" level,
]" level is at random in relation to the commercial power supply cycle. Figure 10 shows just one example of the timing when the two-speed switching signal switches to "H" level. However, in this case, immediately after the switching timing (within half a cycle from the switching timing), the two switching elements T
The timing is such that H1 and TH2 are turned on at the same time. When both switching elements THI and TH2 are turned ON at the same time, as shown in an enlarged view in Fig. 11, the charge accumulated in the phase advance capacitor C1 during high-speed rotation is transferred from the protective resistor R1 to the switching element TH1 to the reactor. 1-Reactor top 2-Switching element TH2=Protective resistor R
It is rapidly discharged in the closed loop path of 2 or the opposite closed loop path, and a surge current +1 is generated in the switching elements THI and TH2! +'ffi! flows. When commercial power B1 is 200 (V), phase advance capacitor C1
The voltage across it exceeds 500 (V). For example, when used for shifting a mechanical continuously variable transmission, the capacitor run motor 14 usually has a power of about 6 to 80 (W), and 10 (A) class triacs are used for the switching elements THI and TH2. The surge-on current of this class of triac is 100 (
Since the size is about A3, the switching elements THI and TH2
The resistance value of the protective resistor RIR2, which is inserted in series in order to protect from the surge current 'IS+129, is set to, for example, 5.1 [Ω], and the switching elements THI, T
Surge current j + flowing through H2! The magnitude of i + I ZS is 50 (A), which is 1/2 of the surge-on current 100 (A).
). Since a thinned-out energization waveform is applied during low-speed rotation, the ratio V/F of the applied voltage and frequency is greatly disrupted, and the average value of each current 'I+'Z during low-speed rotation changes from the average value at high speed (
1,8 (A)), reaching approximately 8 [A]. At this time, the capacity of each protective resistor R1, R2 is 3
2MW), but in the case of the capacitor run motor 14 for speed change of a mechanical continuously variable transmission, it does not rotate all the time, and it rotates at both high speed and low speed. , 80 (W). As described above, in the conventional two-stage speed control device for a capacitor run motor, both switching elements THI and T
Surge current when H2 is simultaneously ON '+3+'
The protective resistors R1 and R2 inserted to protect the switching elements TH1 and TH2 from the 2M are used with large resistance values, which increases the size of the two-stage speed control device and also There was a problem in that the amount of heat generated from the resistors R1 and R2 was large, and the degree of adverse thermal effects on surrounding circuit elements was also high. The present invention was devised in view of the above circumstances, and is designed to switch from a high-speed rotation state to a low-speed rotation state at a timing when the voltage across the phase advance capacitor in the capacitor run motor becomes sufficiently low. It is an object of the present invention to reduce the resistance value of a protective resistor for protecting a switching element from surge current, thereby reducing the size of a two-stage speed control device and suppressing adverse thermal effects. <Means for Solving the Problems> In order to achieve the above object, the present invention has the following configuration. In other words, the two-stage speed control device for a capacitor run motor of the present invention synchronizes with the commercial power supply, enables a half cycle of the commercial power supply, and disables the next half cycle, in units of M cycles (M is an integer of 2 or more). ) followed by a signal consisting of a signal consisting of M cycles in units of one period in which half a cycle of the commercial power supply is invalidated and a signal consisting of M cycles of one period with the half cycle being valid, and this first signal sequence. a signal generating means for generating a second signal train whose phase is delayed by approximately 90 degrees; a first winding and a second winding connected to one pole of a commercial power supply; A capacitor run motor in which a phase advance capacitor is connected between the second winding and a first switching element is connected to one pole of the phase advance capacitor in this capacitor run motor, and a first switching element is connected to the other pole of the phase advance capacitor. 2 switching elements are connected, the other ends of both switching elements are connected to the other pole of the commercial power supply, and both switching elements are connected in a closed loop circuit of the phase advance capacitor, the first switching element, and the second switching element. capacitor run motor driving means into which a protective resistor is inserted; a state in which the output to the switching element is continuously disabled and an output to the second switching element of the second signal train is continuously enabled; and a state in which the output to the second switching element of the second signal train is continuously enabled, and 1
and a selection means for selecting a state in which both outputs of the second signal train are enabled, the input timing of a two-stage speed switching signal specifying the low-speed rotation state. The signal element synchronized with the commercial power source that constitutes the second signal string that has been continuously valid until then starts from the time when the commercial power supply zero-crosses for the first time. It is disabled continuously for a period of (N+1) times the half cycle of the commercial power supply (N is a positive integer), which is the period up to the start of one consecutive cycle of the power supply, and then it is continuously enabled. The invalid first signal train is moved from the above starting point to N times the half period of the commercial power supply (N
is a positive integer). Immediately after the two-stage speed switching signal is switched from the specified state of high-speed rotation to the specified state of low-speed rotation, the two switching elements are simultaneously turned on, and the accumulated charge in the phase advance capacitor, which is a component of the capacitor run motor, is discharged. There are several switching phases of the two-speed switching signal that cause discharge. If the phase in which both switching elements are simultaneously turned on after starting the output of the drive signal for both switching elements for low-speed rotation is the phase in which the voltage across the phase advance capacitor is the lowest, then the protective resistor If the resistance value is the same as before, the surge current flowing through both switching elements will be the smallest. In other words, if the surge-on current of both switching elements is the same as before, and therefore the allowable surge current is the same as before, then it is best to minimize the resistance value of the protective resistor. can. In other words, as the phase in which the output of the drive signal to both switching elements is started, a specific drive signal is selected such that the voltage across the phase advance capacitor is the lowest in the phase in which both switching elements are simultaneously turned on after the output starts. All you have to do is find the output start phase. The inventor of the present invention conducted an experiment from this point of view and found that the second signal sequence starts from the time when the commercial power supply first zero-crosses after the input timing of the two-speed switching signal that specifies the low-speed rotation state. A drive signal is output to both switching elements for low-speed rotation from a phase half a cycle before the start of one continuous cycle of the commercial power supply (hereinafter referred to as a specific phase) of the signal elements synchronized with the commercial power supply that constitute the It has been found that if the switching element is started, the voltage across the phase advance capacitor becomes the lowest when both switching elements are turned on simultaneously for the first time. That is, the output of the drive signal is started for the first signal train after a period of N times the half cycle of the commercial power supply (N is a positive integer) has elapsed from the starting point, and the output of the drive signal is started for the second signal train. For, (N+
1) It has been found that if the test is carried out from the time when double the period has elapsed, the voltage across the phase advance capacitor becomes the lowest when both switching elements are turned ON simultaneously for the first time. To explain this in detail with reference to FIG. 3, the phase of the signal element of the second signal train that is half a cycle before the start of one continuous cycle is the phase φ2 starting from time T2, and this is the specific phase. be. If the output of the drive signal for low-speed rotation to both switching elements is started from this specific phase φ,
After that, in phase φ4 where both switching elements are simultaneously turned on for the first time, the voltage across the phase advance capacitor starts outputting 1 to the drive signal from any phase other than the specific phase φ2. They found that it was the lowest. The above configuration of the present invention is based on such knowledge. The effects of the above configuration of the present invention are as follows. That is, when the two-stage speed switching signal is switched from a high-speed rotation specified state to a low-speed rotation specified state, the control means is continuously disabled until then, regardless of the phase in which the two-speed switching signal is switched. The first signal train that was
While continuing to be disabled for a period of N times the half cycle of the commercial power supply (N is a positive integer) from the above-mentioned starting point, the second signal train that had been continuously enabled until then is It is made invalid for a period of (N+1) times the half cycle of the commercial power supply from the starting point, and then it is made valid continuously. As a result, the output of the drive signal for low-speed rotation to both switching elements is started from the start time of the specific phase, so that the voltage across the phase advance capacitor is the lowest for the above-mentioned reason. Therefore, if the surge-on currents of both switching elements are the same and the allowable surge currents are the same, the resistance value of the protective resistor can be made sufficiently small. <Example> Hereinafter, an example of the present invention will be described in detail based on the drawings. Figure 1 is a block circuit diagram of a two-stage speed control device for a capacitor run motor according to a first embodiment of the present invention. In FIG. 1, the same reference numerals as those shown in FIG. 9 according to the conventional example refer to the same parts as those indicated by the reference numerals in this embodiment. Also, unless otherwise specified,
Even if the connection relationship is 7, the present embodiment and the conventional example have the same configuration. In addition, if only the code names of common parts are listed, A is two-phase signal generation means, B is exclusive OR output means, X is signal generation means, C is selection means, D is forward/reverse switching means, and E is capacitor.・Run motor drive means, ■ is a commercial power supply, 2 is a power synchronization clock generation circuit, 3 is a binary counter, 4 is N
07 circuit, 5°6.7 is the XOR circuit, 8.9 is the AND circuit, 10 is the N07 circuit, 11 is the OR circuit, 12 is the input terminal for the two-stage speed switching signal, 13 is the line switching circuit, 14
is the capacitor run motor, 15 is the common terminal, 16, I
T, 18 is the connection point, Wl is the first winding, W2 is the second winding,
Ct is a phase advancing capacitor, R1 and R2 are protective resistors, and T
HI and TH2 are switching elements using triacs, G1. G2 is a gate terminal, Ll and L2 are reactors, a is a frequency signal, b is a clock signal, c and d are two-phase signals, and e. m, p, q are the output signals of the binary counter 3, f is the first
signal sequence, g is the second signal sequence, '+ J is the output signal,
k and J are drive signals, and h is a two-stage speed switching signal. Hereinafter, in this embodiment, a different configuration from the conventional example will be explained. The reset signal generating means F is constituted by a one-shot multi-by-break which outputs a one-shot signal as a reset signal n at the timing of the rise of the two-stage speed switching signal. The reset signal n is guided to the reset input terminal of the binary counter 3 in the two-phase signal generation means A forming part of the signal generation means X and the reset input terminal of the delay means G. The delay means G is D
It is composed of a flip-flop, and its data input terminal is connected to the DC power supply Vcc, and its clock input terminal is connected to the 1/2 frequency-divided Q terminal of the binary counter 3. The delayed signal r from the Q terminal of the D-flip-flop is
It is configured to lead to one input terminal each of AND circuits 19 and 20 added to the forward/reverse switching means. AND circuit 1
The other one input terminal of 9 is the AND circuit 8 in the selection means C.
The other input terminal of the AND circuit 20 is connected to the output terminal of the OR circuit 11 in the selection means C. Each input terminal of the AND circuits 19 and 20 is connected to the line switching circuit 13. The AND circuit 1920 added to the reset signal generating means F, the delay means G, and the forward/reverse switching means controls the control means Y that enables the first signal train f and the second signal train g at a predetermined timing. It consists of The reset signal generating means F generates a one-shot signal n to the binary counter 3 of the two-phase signal generating means A.
Therefore, after being reset at the input timing of the reset signal n, the binary counter 3 immediately releases the reset and starts counting from the initial state of the binary counter 3. That is, in the case of this embodiment, from the time of the first zero cross after switching the two-stage speed switching signal from high speed rotation to low speed rotation, there is a period during which the first signal train, which had been invalid until then, continues to be invalid. This corresponds to the case where N=1 with respect to "N" in a period N times the half cycle of the commercial power supply 1 for . A D-7 lip-flop (hereinafter referred to as D
- Since the flip-flop (represented by the symbol G) outputs "L level" from its Q terminal upon input of the reset signal n, the AND circuit 1920 is made non-conductive, and the selection means C
It is prohibited to output the output signal f from the AND circuit 8 as a drive signal, and it is prohibited to output the output signal j from the OR circuit 1 as a drive signal l. Since the D-flip-flop G inputs the 1/2 frequency-divided output signal m of the binary counter 3 to its clock input terminal, After half a cycle of the commercial power frequency signal a has elapsed (N=1), the delayed signal r from the Q terminal is set to "H" level and the AND circuit 1
9.degree. 20 is brought into a conductive state, that is, a state where output signals i and j can be output. Next, the operation of this first embodiment will be explained based on the time chart of FIG. 2 and the time chart of FIG. 3, which is a partially enlarged excerpt of FIG. Assuming that the two-stage speed switching signal switches from the "L" level, which specifies high-speed rotation, to the "H" level, which specifies low-speed rotation, at time To', the reset signal generation means F, which constitutes a part of the control means Y, outputs a one-shot reset signal n, thereby resetting the binary counter 3 to the two-phase signal generating means constituting a part of the signal generating means X and the D flip-flop G of the delay means. No matter what count value output state of the binary counter 3 the two-stage speed switching signal is switched to, the binary counter 3 will change to the phase φ at which the switching occurred. i.e. terminals Q3, Ql, Ql, Qo
The output of is o, o, o,. Therefore, counting starts from the start time T1 of the next phase φ1. However, in phase φ1, terminal Q. The outputs of Qz, Ql, and Qo are O, O, 0, 1, and the output signal m of the Q1 terminal of the binary counter 3 is still “L”.
'' level, the delayed signal r from the Q terminal of the D-flip-flop G also remains at the "L" level, and since the AND circuits 19 and 20 in the forward/reverse switching means are in a non-conducting state, the binary counter 3 and the drive signal generated by the selection means C, the output signals i and j as I! are not output to the switching elements THI and TH2.And, at the stage of phase φ, the capacitor run motor Although the voltage VCI across the phase advance capacitor C1 at phase 14 is slightly lower than that at phase φ, it is still quite high.However, since both switching elements THI and TH2 are not ONL, the accumulated charge of the phase advance capacitor CI causes a surge current. The current does not flow to the switching elements TH1, TH2, and the switching elements THI, TH2 are protected.Normally, in the first phase φ1 in the counting process of the binary counter 3, the switching element TH2 is turned on and the switching element TH2 is turned on. A current 12 flows through TH2 in the direction of the arrow in FIG. Winding W1-phase advance capacitor C
1 in a closed loop to lower the voltage VCI across the phase advance capacitor C1 in advance. At the start time T2 of the next phase, the specific phase φ2,
Terminals Qs and QZ of binary counter 3. The outputs of Ql and Qo become 0.0.1.0, and the output signal m of the QI terminal becomes "H" level and is applied to the clock input terminal of the D-flip-flop G. Therefore, the D-flip-flop G receives direct current. The “H” level of the power supply Vcc is latched, and the delayed signal r from the Q terminal changes from the “L” level to “H” again.
" level and activates the AND circuits 19 and 20. As a result, the output signals i and j are supplied as drive signals and as β to the switching elements TH1 and TH2. The first clock signal after resetting the binary counter 3 Since the input timing of S is at time T, that time T
The time τ from 1 to when the delayed signal r returns to the “H” level is equal to a half period of the commercial power frequency signal a. At the specific phase φ, since the drive signal k is at the "H" level and the drive signal l is at the "L" level, the switching element TH
I is turned on, and a current il flows through the switching element THI in the opposite direction to the arrow in FIG. At this time,
The direction of the current flowing through the phase advance capacitor C1 is the same direction as when the phase is φ (direction from connection point 16 to connection point 17)
Therefore, the voltage VCI across the phase advancing capacitor C1 further decreases. However, even at this specific phase φ2, both switching elements THI, TH2, etc. and the phase advancing capacitor C1
A closed loop is not formed due to the switching elements T
A surge current due to the discharge of the phase advance capacitor C1 does not flow through I(1, TH2.The state shifts to a low speed rotation state from this specific phase φ2. In the next phase φ, the switching element TH2 is turned ON. , an electric current mi2 flows through the switching element TH2 in the direction of the arrow in FIG.
6), and the voltage across the phase advance capacitor CI increases. rises. If the switching element TH2 is in phase φ1,
If the ON of is not prohibited, the phase φ. The voltage V Cl across the phase advance capacitor CI is quite high, but since switching element TH2 is actually prohibited from turning on during phase φ1, the voltage VC+ across the phase advance capacitor c1 increases during phase φ3. However, it remains at a low level. At the next phase φ4, after switching the two-stage speed switching signal from the "L" level to the "H" level, both switching elements TH1 and TH2 are simultaneously turned on for the first time, and the accumulated charge in the phase advance capacitor CI changes from C1 to R2→TH2→L2→L1→
It is discharged in a closed loop of THI → R1 → C1, and at this time,
Surge current ' l in both switching elements THI and TH2
3. '! 3 flows. However, as mentioned above, since the voltage VCI across the phase advance capacitor C1 has been lowered to a low level in advance, the surge current '+3+128 is reduced to 1/2 of the surge-on current of 100 (A) of the switching elements THI and TH2. The resistance value of the protective resistors R1 and R2 required to limit the current to 50 (A) may be sufficiently small compared to the conventional example, and is approximately 1/10 of 0.51 (Ω).
It was confirmed that this is fine. The resistance value at this time was the lowest compared to any case where the output of l was started as a drive signal from any phase other than the specific phase φ2. Since the resistance value can be reduced to about 1/10, the protective resistor R1
, R2 is also approximately 8 [W], which is 1/10 of that of the conventional example. In this way, from the specific phase φ2, both switching elements THI
By starting to output l as the drive signal for , TH2, the resistance values of the protective resistors R1 and R2 can be made sufficiently small. It is possible to achieve miniaturization, and by reducing the capacitance, it is possible to minimize the adverse thermal effects of the protective resistors R1 and R2 on peripheral elements. Note that the protective resistors R1 and R2 are connected to the switching element T.
It may be inserted between H1, TH2 and the reactors LL, L2, or it may be inserted separately on both sides of the switching element THITH2. In addition, there is a 1
Only one of them may be inserted as a common protection resistor for both switching elements THI and TH2. This point also applies to the following examples. FIG. 4 is a block circuit diagram showing a set signal generating means and its surroundings in a two-stage speed control device for a capacitor run motor according to a second embodiment. The reset signal generating means F' is a reset signal generating circuit 21 corresponding to the cent signal generating means F of the first embodiment,
D-flip-flop 22. The clock input terminal of the D-flip-flop 22 is connected to the output terminal of the power-synchronized clock generation circuit 2, the mutual terminal is connected to the reset input terminal of the binary counter 3, and the reset input terminal of the D-flip-flop 22 is connected to the output terminal of the power synchronization clock generation circuit 2. It is connected to the output terminal of the circuit 21. The output terminal of the reset signal generation circuit 21 is connected to the reset input terminal of the D-flip-flop G, which is a delay means, and the QI terminal of the binary counter 3 is connected to the D-flip-flop G.
The point that it is connected to the clock input terminal of the clip-flop G is the same as in the first embodiment. Further, other circuit blocks not shown are also similar to those in the first embodiment. The power supply synchronous clock generation circuit 2 and the binary counter 3 constitute a part of the signal generation means X, and the reset signal generation circuit 2
1, the D-clip-flop 22, and the D-flip-flop G constitute a part of the control means Y. Next, the operation of the second embodiment will be explained based on the time chart of FIG. 5, using the third time. As shown by the broken line in FIG. 3 and also shown in FIG. 5, at time T-,' during phase φ-1, the two-stage speed switching signal changes from "L" level, which specifies high-speed rotation, to low-speed rotation. When switched to the specified °H level, the reset signal generation circuit 21, which constitutes a part of the control means Y, outputs a one-shot reset signal n to the D flip-flop 22 and the D-flip-flop G. Reset. D
- When the flip-flop 22 is reset, the reset signal n1 from its mutual terminal becomes "H" level, and the binary counter 3 forming a part of the signal generating means X is reset. Furthermore, the delay signal r becomes "L" level, and the output of the output signals i and j as 1 in the drive signal to the switching elements THI and TH2 is prohibited. The reset signal n of the D-flip-flop 22 has the next phase φ. The binary counter 3 is maintained at the "H" level until the start time T0, and therefore the binary counter 3 is also maintained in the reset state. When the clock signal n is input to the clock input terminal of the D-flip-flop 22 at time T0, the D-flip-flop 22 latches the "H" level of the DC power supply Vcc, and the reset signal n of the corresponding terminal becomes "L". " level, and releases the reset state of the binary counter 3. At this time, the terminals Qs, Q2,
The outputs of Qt and Qo are o, o, o, . It is. At the start time T of phase φ1, the terminals Q3QZ and Qt of the binary counter 3 are inputted by the clock signal S.
, the output of Qo is 0. It becomes O, 0, 1 and starts counting. At this phase φ1, the output signal m of the Ql terminal is “L”
"level, and the delayed signal r of the D-clip flop G
maintains the “L” level, and the switching elements THI, T
The drive signal to H2 continues to be in an output inhibited state of 1. At the start time T2 of phase φ2, terminal Q. The outputs of Qt, Qt, and Qo become O, 0, 1, 0, and the output signal m of the Q terminal becomes "H" level, so D-
The delayed signal r of the flip-flop G returns to the "H" level. As a result, the phase φ2 is also set as a specific phase, and IL is supplied as a drive signal from this specific phase φ2 to the switching elements TH1 and TH2, and the capacitor run motor 14 shifts to a low speed rotation state. In this case, as in the first embodiment, the surge current jll1zJt generated at the timing of simultaneous ON of both switching elements THI and TH2 in phase φ4 and the resistance value of the protective resistors R1 and R2 are set to 0.51 ( Ω], the surge-on current of switching elements THI and TH2 is 1
It becomes 50 (A) which is 1/2 of 00 [A). In the case of this second embodiment, the input timing of the first clock signal after resetting the binary counter 3 is time T0.
Therefore, the time τ1 from time T0 until the delayed signal returns to 'H' level is equal to the commercial power frequency signal a.
It is twice the half period of . In other words, from the time of the first zero cross after switching the two-stage speed switching signal from high-speed rotation to low-speed rotation, the first
Regarding rNJ during the period N times the half cycle of commercial power supply 1 for the period in which the signal train continues to be invalidated, N=
This corresponds to case 2. Note that the current i1 after the specific phase φ2. The waveform of i2 is the first
It is the same as the example. Solution 1: Major advantages and disadvantages FIG. 6 is a block circuit diagram showing a reset signal generating means and its surroundings in a two-stage speed control device for a capacitor run motor according to a third embodiment. The reset signal generating means FIf is composed of a reset signal generating circuit 21 corresponding to the reset signal generating means F of the first embodiment, and two D-flip-flops 22 and 23. That is, in the second embodiment (FIG. 4), D
- A clip-flop 23 is added, and the data input terminal of this D-flip-flop 23 is connected to the D-clip-flop 2.
2, the clock input terminal is connected to the output terminal of the power synchronous clock generation circuit 2, the vine terminal is connected to the reset input terminal of the binary counter 3, and the reset input terminal is connected to the output of the reset signal generation circuit 21. Connect it to the terminal. The power supply synchronous clock generation circuit 2 and the binary counter 3 constitute a part of the signal generation means X, and the reset signal generation circuit 2
1, D-flip-flop 22, 23 and D-flip-flop G constitute a part of control means Y. The rest of the structure is the same as that of the second embodiment, and other circuit blocks not shown are the same as those of the second embodiment. Next, the operation of the third embodiment will be explained based on the time chart of FIG. 7 while using FIG. 3. As shown by the two-dot chain line in FIG. 3 and also shown in FIG. 7, at time T-2' in the middle of phase φ, the two-stage speed switching signal changes from "L" level, which specifies high speed rotation, to low speed rotation. When switching to the "H" level that specifies the signal, the cent signal generation circuit 21, which constitutes a part of the control means Y, outputs a one-shot reset signal n to the D-flip-flops 22 and 23 and the D-flip-flop G. When the D-flip-flop 23 is reset, the reset signal n2 from the 5Φ-times terminal becomes "H" level, and the binary counter 3 forming a part of the signal generating means X is reset. Further, the delay signal r becomes "L" level, and the output signal as a drive signal !, j is inhibited from being output to the switching element THE.TH2.The reset signal n2 from the D-flip-flop 23 is
Next next phase φ. The binary counter 3 is maintained at the "H" level until the start time T0, and therefore the binary counter 3 is also maintained in the reset state. Time T-. When the clock signal Suga is input to the clock input terminal of the D-flip-flop 22, the D-flip-flop 22
latches the "H" level of the DC power supply Vcc, and the output signal of the Q terminal is inverted to "H" level.
Although it is input to the flip-flop 123, the reset signal n2 from the D-flip-flop 23 maintains the "H" level because it is slightly delayed from the input timing of the clock signal n2. Phase φ. At the start time T0, the D-flip-flop 23 latches the "H" level output signal S from the D-flip-flop 22 at the input timing of the clock signal S, and the reset signal n2 is inverted to the "L" level. , cancels the reset state of the binary counter 3. At this time,
The outputs of terminals Q3Q, , Q, , qo are o, o, o, o. At the start time T1 of the phase φ, the clock signal S is input to the terminal Q of the binary counter 3. The outputs of Qz, Q+, and Qo are 0. It becomes O, 0, 1 and starts counting. At this phase φ1, the output signal m of the Q terminal is at "L" level, and the D-flip-flop G
The delay signal r maintains the "L" level, and the output prohibition state of 1 continues for the drive signals to the switching elements THI, TH, and 2. At the start time T of phase φ, terminals Q3Qz and Q
Since the outputs of + and Qo become O, 0, 1, O and the output signal m of the Q terminal goes to the ")I" level, the delayed signal r of the D-flip-flop G returns to the "H" level. As a result, the phase φ2 is also set as a specific phase, and from this specific phase φ2, f is applied to the switching elements THI, T.
H2, and the capacitor run motor 14 shifts to a low speed rotation state. In this case, as in the first embodiment, the surge current '+3ff' t9 generated at the timing of simultaneous ON of both switching elements TH1 and TH2 in phase φ4 increases the resistance value of the protective resistors R1 and R2. , sicΩ] is 50 (A), which is 1/2 of 100 (A), which is the surge-on current of the switching elements THI and TH2. In the case of this third embodiment, the input timing of the first clock signal after resetting the binary counter 3 is time T-
1, the delayed signal r is 1H from that time T −+.
``The time τt required to return to the level is three times the half cycle of the commercial power frequency signal a, that is, the time τt required to return to the level is three times the half cycle of the commercial power frequency signal a, that is, the time τt at the first zero cross after switching the two-speed switching signal from high speed rotation to low speed rotation. This corresponds to the case where N=3 with respect to rNJ during the period N times the half cycle of the commercial power supply 1 for the period in which the first signal train, which had been disabled until then, continues to be disabled. The waveform of the current t,,i, after phase φ2 is the first
It is the same as the example. FIG. 8 is a block circuit diagram showing two-phase signal generating means, exclusive OR output means, and reset signal generating means of a two-stage speed control device for a capacitor run motor according to a fourth embodiment. The binary counter 3 in the two-phase signal generating means A' whose Q0 terminal is a component of the exclusive OR outputting means B has its reset input terminal inputting the reset signal n of the reset signal generating means F. point, and Q
The point that the output signal m of the l@ child is guided to the clock input terminal of the D-flip-flop G, which is the delay means, is the same as in the first embodiment, and the two-phase signal generation means A' and the exclusive OR output means B constitute the signal generation means X, and the reset signal generation means F and the delay means G constitute a part of the control means Y. The two-phase signal generation means A' of this embodiment includes a power supply synchronized clock generation circuit 2 connected to a commercial power supply 1, a 5-bit binary counter 3, an AND circuit 24, 25, and a NOT
It is composed of circuits 26, 27, and XOR circuits 28, 29, and 30. Q2 terminal of binary counter 3 is AN
It is connected to one input terminal each of D circuits 24 and 25. Q
, the terminal is the input terminal of the NOT circuit 26 and the AND circuit 25
and one input terminal of the XOR circuit 29, and the output terminal of the NOT circuit 26 is connected to the other input terminal of the AND circuit 24. The Q4 terminal is connected to an input terminal of the NOT circuit 27 and another input terminal of the XOR circuit 29. The output terminal of the AND circuit 24 and the output terminal of the XOR circuit 29 are connected to the two input terminals of the XOR circuit 30, and the output terminal of the AND circuit 25 and the output terminal of the NOT circuit 27 are connected to the two input terminals of the XOR circuit 28. There is. The Q0 terminal is connected to one input terminal each of the XOR circuits 6 and 7 in the exclusive OR output means B, the output terminal of the XOR circuit 28 is connected to the other input terminal of the XOR circuit 6, and the
The output terminal of the R circuit 30 is connected to another input terminal of the XOR circuit 7. With this configuration, the two-phase signals c and d of the two-phase signal generating means A' are obtained by dividing the commercial power supply frequency signal a by 1/16. In the case of this embodiment, illustration of the time chart is omitted, but
When the two-stage speed switching signal is switched from the L level to the H level, the switching element THI TH2 becomes 0N.
According to the 10FF operation, the commercial power supply 1 is thinned out to the capacitor run motor 14! A waveform is applied. current +1
+'! As for the thinned-out energization waveform, eight waveforms appear on the positive side over eight cycles of the commercial power supply period, and eight waveforms appear on the negative side over the same eight cycles. However, the positive side waveform of the last cycle of 8 cycles and 8
The cycle is continuous with the negative waveform of the first cycle. When the envelope of those 16 waveforms is regarded as a pseudo sine wave, the frequency is 1/16 of the commercial power supply frequency. The envelope of the current i and the envelope of the current 12 are approximately 90" out of phase. Therefore, the rotation speed of the capacitor run motor 14 is 1/16 of the high speed rotation. In this embodiment, the rotation speed is 1/16 of the high speed rotation. Current +1+ only for phases φ2 to φ6 in case
'! Looking at the waveform, it is exactly the same as in Figure 2. That is, after the two-stage speed switching signal is set to the "H" level, the binary counter 3 starts counting at the timing of inputting the first clock signal, and then starts counting for half a cycle of the commercial power frequency signal a from that timing. With a delay, the drive signal k. l is now applied to switching elements TH1 and TH2 (N=1). In this embodiment, the reset signal generating means F' shown in FIG.
If we use
2) If the signal generating means F // of Fig. 6 is used, the above delay becomes three times the half cycle (N = 3).
. In each of the above embodiments, the output signals i and j are used as drive signals,
The AND circuits 19 and 20 for switching between the state of outputting as 1 and the state of inhibiting the output are provided on the input side of the forward/reverse switching means, but instead of this, they may also be provided on the output side of the forward/reverse switching means. A similar effect can be obtained. The two-stage speed control device for a capacitor run motor of the present invention can be used in various types of equipment, and in the case of a capacitor run motor that does not perform forward/reverse rotation, no forward/reverse switching means is required. <Effects of the Invention> According to the present invention, the following effects are achieved. In other words, no matter in which phase the two-stage speed switching signal from high-speed rotation to low-speed rotation is switched, the first signal train, which had been continuously disabled until then, becomes commercially available from the time of the first zero cross after switching. While continuing to be disabled for a period of N times the half cycle of the power supply (N is a positive integer) and then enabled, the second signal train that had been continuously enabled until then is disabled from the time of the zero crossing mentioned above. By disabling it for a period of (N+1) times the half cycle of the commercial power supply and then continuously enabling it, the low-speed rotation for both switching elements is started from a specific phase, that is, the phase where the voltage across the phase advance capacitor is the lowest. Assuming that both switching elements have the same allowable surge current, the resistance value of the protective resistor to protect the switching element from surge current is It can be made sufficiently small, and it is possible to promote miniaturization of the protective resistor and thus the two-stage speed control device, and it is also possible to significantly suppress the adverse thermal influence of the protective resistor on peripheral elements.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図ないし第3図は本発明の第1実施例に係り、第1
図はコンデンサ・ランモータの二段速度制御装置のブロ
ック回路図、第2図はその動作説明に供するタイムチャ
ート、第3図は第2図の一部を抜粋して拡大したタイム
チャートである。第4図および第5図は第2実施例に係
り、第4図はコンデンサ・ランモータの二段速度制御装
置におけるリセット信号発生手段およびその周辺を示す
ブロック回路図、第5図はそのタイムチャートである。 第6図および第7図は第3実施例に係り、第6図はコン
デンサ・ランモータの二段速度制御装置におけるリセッ
ト信号発生手段およびその周辺を示すブロック回路図、
第7図はそのタイムチャートである。第8図は第4実施
例に係るコンデンサ・ランモータの二段速度制御装置の
二相信号発生手段、排他的論理和出力手段およびリセッ
ト信号発生手段を示すブロック回路図である。第9図な
いし第11図は従来例に係り、第9図はコンデンサ・ラ
ンモータの二段速度制御装置のブロック回路図、第10
図はそのタイムチャート、第11図は問題点を指摘する
ためのタイムチャートである。
Figures 1 to 3 relate to the first embodiment of the present invention.
The figure is a block circuit diagram of a two-stage speed control device for a capacitor run motor, FIG. 2 is a time chart for explaining its operation, and FIG. 3 is an enlarged time chart of a portion of FIG. 2. 4 and 5 relate to the second embodiment, FIG. 4 is a block circuit diagram showing the reset signal generating means and its surroundings in a two-stage speed control device for a capacitor run motor, and FIG. 5 is a time chart thereof. be. 6 and 7 relate to the third embodiment, and FIG. 6 is a block circuit diagram showing reset signal generating means and its surroundings in a two-stage speed control device for a capacitor run motor;
FIG. 7 is the time chart. FIG. 8 is a block circuit diagram showing two-phase signal generation means, exclusive OR output means, and reset signal generation means of a two-stage speed control device for a capacitor run motor according to a fourth embodiment. 9 to 11 relate to conventional examples, FIG. 9 is a block circuit diagram of a two-stage speed control device for a capacitor run motor, and FIG.
The figure is a time chart, and FIG. 11 is a time chart for pointing out problems.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)商用電源に同期して商用電源の半周期を有効とし
続く半周期を無効とする一周期単位のMサイクル(Mは
2以上の整数)からなる信号に続いて商用電源の半周期
を無効とし続く半周期を有効とする一周期単位のMサイ
クルからなる信号との繰り返しとなる第1の信号列と、
この第1の信号列に対して位相がほぼ90゜遅れた第2
の信号列を発生する信号発生手段と、 商用電源の一方の極に第1巻線と第2巻線とが接続され
、第1巻線と第2巻線との間に進相コンデンサが接続さ
れたコンデンサ・ランモータと、このコンデンサ・ラン
モータにおける進相コンデンサの一方の極に第1のスイ
ッチング素子が接続され、進相コンデンサの他方の極に
第2のスイッチング素子が接続され、両スイッチング素
子の他端どうしが商用電源の他方の極に接続され、進相
コンデンサと第1のスイッチング素子と第2のスイッチ
ング素子との閉ループ回路中に両スイッチング素子に対
する保護用抵抗器が挿入されたコンデンサ・ランモータ
駆動手段と、 前記コンデンサ・ランモータの高速回転状態を指定する
二段速度切換信号に基づいて前記信号発生手段の第1の
信号列の前記第1のスイッチング素子に対する出力を連
続的に無効としかつ第2の信号列の前記第2のスイッチ
ング素子に対する出力を連続的に有効とする状態と、低
速回転状態を指定する二段速度切換信号に基づいて第1
および第2の信号列の出力をともに有効とする状態とを
選択する選択手段とを備えたコンデンサ・ランモータの
二段速度制御装置において、 前記低速回転状態を指定する二段速度切換信号の入力タ
イミングの後に商用電源が最初にゼロクロスした時点を
起点として、それまで連続的に有効となっていた第2の
信号列を、この第2の信号列を構成する前記商用電源に
同期した信号要素が商用電源の一周期分連続する始期ま
での期間である商用電源の半周期の(N+1)倍の期間
(Nは正の整数)にわたって無効とした後連続的に有効
とする一方、それまで連続的に無効となっていた第1の
信号列を、前記の起点から商用電源の半周期のN倍(N
は正の整数)の期間にわたって引き続き無効とした後有
効とする制御手段を備えたことを特徴とするコンデンサ
・ランモータの二段速度制御装置。
(1) Following a signal consisting of M cycles (M is an integer of 2 or more) in units of one period, in which a half cycle of the commercial power supply is valid and the next half cycle is invalid, the half cycle of the commercial power supply is synchronized with the commercial power supply. a first signal sequence that repeats a signal consisting of M cycles in units of one period, with the subsequent half period being valid;
A second signal train whose phase is delayed by approximately 90° with respect to this first signal train.
a signal generating means for generating a signal train, a first winding and a second winding connected to one pole of a commercial power source, and a phase advance capacitor connected between the first winding and the second winding. A first switching element is connected to one pole of the phase advance capacitor in this capacitor run motor, a second switching element is connected to the other pole of the phase advance capacitor, and both switching elements are connected to each other. A capacitor run motor in which the other ends are connected to the other pole of the commercial power supply, and a protective resistor for both switching elements is inserted in a closed loop circuit of the phase advancing capacitor, the first switching element, and the second switching element. a drive means, and a drive means for continuously disabling the output of the first signal train of the signal generating means to the first switching element based on a two-stage speed switching signal specifying a high-speed rotation state of the capacitor run motor; The first speed switching signal specifies a state in which the output of the second signal train to the second switching element is continuously enabled and a two-stage speed switching signal that designates a low speed rotation state.
and a selection means for selecting a state in which both outputs of the second signal train are enabled, the input timing of a two-stage speed switching signal specifying the low-speed rotation state. The signal element synchronized with the commercial power source that constitutes the second signal string that has been continuously valid until then starts from the time when the commercial power supply zero-crosses for the first time. It is disabled continuously for a period of (N+1) times the half cycle of the commercial power supply (N is a positive integer), which is the period up to the start of one consecutive cycle of the power supply, and then it is continuously enabled. The invalid first signal train is moved from the above starting point to N times the half period of the commercial power supply (N
A two-stage speed control device for a capacitor run motor, characterized in that the control means is continuously disabled and then enabled for a period of time (where is a positive integer).
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07213083A (en) * 1994-01-24 1995-08-11 Japan Servo Co Ltd Single-phase induction motor provided with control device

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JPH07213083A (en) * 1994-01-24 1995-08-11 Japan Servo Co Ltd Single-phase induction motor provided with control device

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