JPH03261394A - 電動機の制御装置および制御方法 - 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〕 本発明は誘導電動機の制御装置に関し、とくに、誘導電
動機の負荷状態に応じて力率を調整するようにした制御
装置に関する。

〔従来の技術〕

従来、交流誘導電動機の省エネルギーを目的として、米
国特許第４，０５２．６４８号において、誘導電動機の
入力電圧と電動機の巻線に流れる電流との位相角に応じ
て力率ｔＭ御することが提案されている。この装置にお
いて、電圧と電流との位相角に応じてサイリスタ等の半
導体スイッチにより電圧の位相制御が行なわれると、電
圧電流波形が歪波となるため、電動機の力率を精度よく
制御することができず、また、電源電圧の影響により電
動機を高効率で制御することが＋ｇ＊であった。

つぎに、米国特許第４，３７９，２５８号（特公昭６０
−４２，７１７号）では、誘導電動機の巻線に印加され
る電圧の瞬時値と前記巻線に流れる電流の瞬時値との積
が正になる電力（供′給電力）と負になる電力（帰還電
力）とを検出し、これら２つの電力の間に比例関係をも
たせることにより誘導電動機の効率を教養することが提
案されている。ところで、誘導電動機の消費電力と力率
との間には密接な関係があり、誘導電動機の消費電力を
最少にするための最適力率は負荷率に応じて著しく具な
る傾向がある。

たとえば、定格２００Ｖ１５０）ｈの２．２ＫＷ／４極
の誘導電動機では下記テーブルに示すように負荷率６０
％において力率が８１％のときに消費電力がｌ、７３Ｋ
Ｗと最も小さく、負荷率７４％では力率が８０．８％の
ときに消費電力が２．０５ＫＷと最も小さい、下記テー
ブルはその傾向を示すために上記モータの負荷特性試験
結果を表わす。

上記テーブルにおいて、負荷率ごとに誘導電動機の巻線
に印加される電圧を１６０，１７０，１８０，１９０，
２００ボルトに変えた場合の負荷電流と消費電力と力率
の測定結果が示されている。負荷率７４％以上において
は電動機に定格２００Ｖの電圧が供給された状態での消
費電力が最も小さく、すなわち、力率がそれぞれ８０．
８％、８４．５％、８５．９％８７．４％のときに電動
機の消費電力が最も小さく、力率の上昇とともに電動機
の消費電力が増加する。その理由は、電動機の最適力率
以上では力率の上昇とともに負荷電流が増加するために
、電動機の鉄損、銅損が増えるためと考えられる。負荷
率６０％の条件下では、電圧が１９０Ｖで力率８１％の
ときに電動機の消費電力が１，７３ＫＷともつとも小さ
く、力率が８１％以上になると消費電力が増加する。こ
のように、誘導電動機の消費電力を最少にするための最
適力率は負荷率に応じて異なる。したがって、誘導電動
機の消費電力を小さくするためには負荷率に応じた任意
の最適力率で電動機を制御する必要がある。しかしなが
ら、供給電力と帰還電力との間を一定の比例関係になる
ように制御を行なう従来方式では制膏回路が誘導電動機
の力率というファクターを考慮していないため、誘導電
動機を最適の力率で制御する二とができず、誘導電動機
の安定した高効率制御が困難であった。

〔発明が解決しようとする課題〕

この発明は前記のような従来技術の問題を解決するため
になされたもので、誘導電動機の入力電圧の１周期の値
と電動機巻線に流れる電流の１周期の値とを乗じて１周
期の有効電力を算出し、一方、入力電圧の実効値と電流
の実効値とを乗じて１周期における皮相電力を算出し、
除算器により皮相電力と有効電力から測定力率を求め、
この測定力率が、電動機の省エネのための任意の最適力
率に近づくように誘導電動機の入力電圧を制御すること
により誘導電動機の省エネ効果を常に最大になるように
散着することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明によれば、上記目的は、先ず第一には、電動機の
巻線に供給される電圧の検出手段と、前記巻線に流れる
電流の検出手段と、前記電圧検出手段と前記電流検出手
段に接続され、前記電圧と前記電流の積から少なくとも
１周期における有効電力を演算し、さらに前記電圧の実
効値と前記電流の実効値との積から少なくとも１周期に
おける皮相電力を演算する電力演算手段と、前記電動機
の最適力率指令値を設定する最適力率設定手段と、前と
有効電力と前記皮相電力とから測定力率を演算し、前記
測定力率と前記設定力率とを比較して力率比較信号を発
生する演算比較手段と、前記力率比較信号に応答して前
記電動機の巻線に供給される電圧を調整する電圧調整手
段を具え、前記電圧調整手段が前記測定力率を前記最適
力率に近づけるように前記電圧を調整した、ことにより
達成される。

上記目的は、第二には、 電動機の制御方法が交流電源に接続された電動機の制御
方法において。

（ａ）前記電動機の巻線に供給される電圧と前記巻線に
流れる電流とを検出するステップと； （ｂ）前記電圧と前記電流との積から１周期における有
効電力を演算するステップと； （ｅ）前記電圧の実効値と前記電流の実効値との積から
１周期における皮相電力を演算するステップと； （ｄ）前記有効電力と前記皮相電力とから測定力率を演
算するステップと。

（ｅ）前記電動機のための最適力率を設定するステップ
と（ｆ）前記測定力率と前記最適力率とを比較して力率
比較信号を発生させるステップと。

（ｇ）前記力率比較信号に応答して前記最適力率に前記
測定力率が近づくように前記電動機の巻線に供給される
電圧を調整するステップと２からなる、 ことによって達成される。

上記目的は、第三には、 電動機の巻線に供給される電圧の検出手段と、前記巻線
に流れる電流の検出手段と、前記電圧検出手段と前記電
流検出手段とに接続されたマイクロコンピュータと、前
記マイクロコンピュータに最適力率を設定する手段と、
前記マイクロコンピュータからの出力信号に応答して前
記巻線に供給される電圧を調整する手段とを具え、前記
マイクロコンピュータが前記電圧と前記電流との積から
１周期の有効電力を演算し、前記電圧の実効値と前記電
流の実効値との積から１周期の皮相電力を演算し、前記
有効電力と前記皮相電力との除算から測定力率を演算す
る演算手段と、前記最適力率と前記測定力率とを比較し
て力率比較信号を出力する比較手段と、前記力率比較信
号に応答して前記最適力率に前と測定力率が近づくよう
に前記電圧調整手段を制御するタイミング信号発生手段
とを具えた、二とによって達成される。

〔作用〕

交流誘導電動機に印加される電圧と電動機巻線に流れる
電流がそれぞれ電圧検出器と電流検出器とにより検出さ
れる。つぎに、電力演算器により電圧の実効値と電流の
実効値とが求められ、これらの実効値から１周期の皮相
電力が演算される。一方、電力演算器により電圧と電流
から１屑期の有効電力が演算される。電力演算器は皮相
電力と有効電力とから電動機の測定力率を演算する。演
算比較器は力率設定器からの最適力率と測定力率とを比
較してその差に応じた力率比較信号を出力する。演算比
較器に接続された電圧調整器は力率比較信号に応答して
最適力率に測定力率が近づくように電動機に印加される
電圧を調整することにより、モータの安定した高効率制
御が可能となる。

Ｃ実施例〕 以下、この発明の第１実施例を図に基づき説明する。第
１図において、交流電Ｗ１０と誘導電動機１２との間に
接続された交流誘導電動機用の省電力制御装置１４の望
ましい第１実施例が示されている。省電力制御装置１４
はｓｉ＊電＃に機１２の巻線に供給される電圧の検出器
１６とその巻線に流れる電流の検出器ＣＴとを具え、電
圧検出器１６と電流検出器ＣＴの出力側は電力演算＠１
８に供給される。

電圧検出１１６は誘導電動機１２の巻線に接続されてい
る端子Ｖｕに接続された分圧抵抗Ｒ１，Ｒ２と、端子Ｖ
ｖに接続された分圧抵抗Ｒ３，Ｒ４と、増巾＠１７から
なる差動増巾器により構成され、誘導電動機１２に印加
される電圧Ｕ−■に比例した電圧Ｖｕｖをとり出す（第
２図参照）。

電力演算９１８は皮相電力算出量２０と有効電力算出器
２１とを有する。

皮相電力算出器２０は電流検出器ＣＴにより検出された
１肩期における電流値Ｉｕの実効値Ｉｕ　（ｒｍｓ）を
検出する実効値変換＠２２と、電圧検出＠１６により検
出された１周期における電圧Ｖｕｖの実効値Ｖｕｖ　（
ｒの実効値ｒｕ（ｒ市ｓ）（犀　−〉と電圧Ｖ　ｕ　ｖ
の実効値Ｖｕｖ　（ｒσ ｍｓ）は乗算器２６により乗算されて皮相電力に比例し
た直流電圧Ｐ（すなわち、Ｐ＋ｗＩｕ　（ｒｍｓ）ＸＶ
ｕｖ　（ｒｍｓ））が出力される（第２図参照）、第２
図において、符号びは電圧Ｖｕｖと電流Ｉｕとの位相角
を表わす、有効電力算出器２１は電流検出＠ＣＴにより
検出されたｘＲ期における電流Ｉｕと電圧検出器１６に
より検出された１周期における電圧ＶｕＶとを乗算して
出力Ｉｕ−Ｖｕｖ（ｍ有効電力Ｗ）を発生する乗算器２
８と、抵抗３０およびコンデンサ３２からなる積分回路
３４とを具え、乗算器２８の出力は積分回路３４により
平均化され、有効電力値に比例した直流電圧　Ｗ（すな
わち、ＷｍＩｕ　（ｒｍｓ）　　・Ｖｕｖ　（ｒｍｓ）
　　・ｃｏｓ％！／）として出力される（第２図参照）
、電力演算器１８の皮相電力Ｐと有効電力Ｗとは演算比
＠９３８に供給される。

演算比較器３６は除算器３８を有し、除算器３８は有効
電力Ｗと皮相電力Ｐどの除算（ン）により誘導電動機１
２の測定力率を演算して出力信号Ｐ　ｆ　ｍ　（ｔナワ
チ、　Ｐ　ｆ　ｍ−＋＊！！ｍ　”ｕ（！”ｌ″ｇｌ゛
ｖｕｓ（ｒｍｇ）ｘｃｏＪ−−、、ｙ　　）Ｐ　　　　
工ｕ（ｒｍｓｌ　′Ｖｕｖけ１６）を出力する（第２図
参照）、符号４０は予じめ定められた任意の最適力率Ｐ
ｆ’ｓを設定するための可変抵抗器等からなる最適力率
設定器を示す、測定力率信号Ｐｆｍと最適力率信号Ｐｆ
ａは比較器４２によって誤差に応じた力率比較信号Ｃ（
第２図参照）が電圧調整器４４に出力される。基準電圧
ＶＲＥＦを可変抵抗器４ｏによって分圧して設定したい
最適力率に応じた直流基準電圧Ｐｆｓと測定力率Ｐｆｍ
を比較器４２により比較して、直流基準電圧Ｐｆａより
も測定力率Ｐｆｍの直流電圧が低い場合（力率が悪い場
合）、力率比較信号Ｃの電圧を上昇させ、後述の如く、
電圧調整器４４が電動機の印加電圧を下げるように動作
する。また、直流基準電圧Ｐｆｓよりも測定力率Ｐｆｍ
の電圧が高い場合（力率が裏すぎる場合）、力率比較信
号Ｃの電圧を下降させて、電圧調整器４４は電動機用印
加電圧を上昇させるべく動作する。

電力調整器４４は交流電流１ｏと誘導電動機１２との間
に接続されたトライアック等の半導体スイッチよりなる
電力調整手段４６と、電力調整手段４６の入力側におい
て交流電源ｌｏに接続された波形成形回路４８を＾える
。波形成形回路４８は主回路より検出した端子Ｕ、Ｖ閏
の電圧をレベル調整し、波形成形を行なう、ランプ発生
口ｌｌ５０は波形成形回路４８の出力に同期してランプ
信号を出力する。力率比較信号Ｃのレベルとランプ信号
とは比較器５２により比較されて方形波を出力する。こ
の方形波は公知のパルストランス等からなるドライブ回
路５４に供給され、ドライブ回路５４は電力調整手段４
６を駆動するための駆動信号Ｇを発生する。

電圧調整器４４の具体的な回路例を第３図に示し、その
タイミングチャート図を第４図に示す、第３図において
、波形成形回路４８は第４図の電圧信号Ｕ−■を分圧す
るための分圧抵抗５６．５８とこれら分圧抵抗５６゜５
８に接続された演算増巾器６０を有する。符号６２は増
巾器６０の保護用ツェナーダイオードを示す。抵抗６４
は分圧抵抗５６．５８の合成抵抗との比でヒステリシス
を決定するものであり、増巾ｆＩ６０の出力端に第４図
の波形成形された波形６６が発生する。この波形６６は
ＥＸＯＲゲート６８に供給される。一方、波形６６は抵
抗７０．コンデンサ７２で積分され、第４図の波形７６
を発生する。波形６６．７６はＥＸＯＲゲート６８で比
較され、第４図の細いパルス７８を発生する。符号７４
は抵抗を示す。

パルス７８は抵抗８０を介してランプ発生回路５０に供
給される。

ランプ発生回路５０はトランジスタ８２と、抵抗８４と
、コンデンサ８６とを有する。トランジスタ８２のベー
スは抵抗８０を介してＥＸＯＲゲート６８の出力側に接
続され、コレクターは定電流１１［８３に接続され、エ
ミッターは接地されている。パルス７８がトランジスタ
８２のベースに供給されると、トランジスタ８２が導通
し、ライン８８の電圧を０″にする。トランジスタ８２
はパルス７８の立下りに同期して非導通となり、コンデ
ンサ８６は定電流源８３により充電する。このとき、ラ
イン８８上には時間に比例した電圧波形Ｒａ（第４図参
照）が発生する。なお、抵抗８４はトランジスタ８２が
導通したときコンデンサ４４を放電する電流の制限用に
設けられたものである。第３，４図より明らかなように
、演算比較器３６からの力率比較信号Ｃはランプ信号Ｒ
ａと比較され、第４図の方形波信号りを発生する。

さて、電動機負荷が小さいときは設定した最適力率値Ｐ
ｆｓに対して測定力率Ｐｆｍが低くなる。このとき、力
率比較信号Ｃのレベルが高くなって、方形波信号りのパ
ルス巾が小さくなる。このとき、ゲート駆動信号Ｇのパ
ルス巾も小さくなるため、トライアック４６の導通角が
小さくなる。

その結果、トライアックの導通時間が小さくなるため、
電動機１２の巻線に印加される電圧が下がる。トライア
ック４６の導通角は力率比較信号Ｃのレベルに応じた値
に制御されるため、電動機１２の巻線に印加される電圧
は測定力率Ｐｆｍが設定力率Ｐｆｓに一致するまで下げ
られる。

つぎに、電動機負荷が大きいときは設定力率Ｐｆａに対
して測定力率Ｐｆｍが高くなる。このとき、力率比較信
号Ｃのレベルが小さくなるため、方形波信号りのパルス
巾が大きくなる。このとき、ゲート駆動信号Ｇのパルス
巾も大きくなるため、トライアック４６の導通角が大き
くなる。したがって、トライアックの導通時間が大きく
なって、電動機１２の巻線に印加される電圧は高くなる
。このように、電動機１２の巻線に印加される電圧は力
率比較信号Ｃのレベルに応じて調整され、電動機１２は
設定した力率で常に運転される。

第５図は本発明の菫ましい第２実施例の誘導電動機用省
電力制御装置を示す、第５図において、當電力制御装置
は三相交流電源１００と誘導電動機１０２との間に接続
された電圧調整器１０４からなる主回路１０５を備え、
電圧調整器１０４は各相に接続されたサイリスタとして
図示され、位相制御によって誘導電動機１０２の巻線に
供給される電圧を後述の如く調整する役目をする。制御
回路１０６は主回路１０５を制御するためのマイクロコ
ンピュータ１０８と、電圧電流レベル変換器１１０と、
最適力率設定器１１２と、同期検出器１１４と、ゲート
ドライバ１１６とから構成される。電圧電流レベル変換
器１１０は誘導電動機１０２の巻線に流れる電流を検出
するＣＴＩ、Ｃ７０からの電流値とその巻線に印加され
る電圧を検出したものをマイクロコンピュータ１０８に
入力゛し易いレベルに変換し電流・電圧値の符号を検出
する役目を有し、その具体的な回路例が第６Ａ。

６Ｂ図に示されている。マイクロコンピュータ１０８は
入力された電流・電圧値より各種演算を行ない、ゲート
パルスタイミングを決定してゲートパルスを発生する。

同期検出器１１４は電［Ｒ，Ｓ、　Ｔよりゲートパルス
を発生させるタイミングの基準を検出し、ゲートドライ
バ１１６はマイクロコンピュータ１０８からのゲートパ
ルスの電流容量を増し、主回路１０５に設けられた電圧
調整器１０４のサイリスタを駆動する。

第６Ａ図は電圧レベル変換ｆｉｌ１７を示す、電圧レベ
ル変換器１１７は誘導電動機１０２の巻線にライン１１
８，１２０；　　１２２を介して接続されてい゛る。ラ
イン１１８には分圧抵抗１２４Ｒ，１２６Ｒが接続され
、分圧抵抗１２６Ｒの一端は接地されている。ライン１
２０には分圧抵抗１２４Ｓ、１２６ｓが接続され、分圧
抵抗１２６５の一端は接地されている。ライン１２２に
は分圧抵抗１２４Ｔ、１２６Ｔが接続され、分圧抵抗１
２６Ｔの一端が接続されている。ライン１１８，１２０
間にはＲ−５間の電圧が印加され、ライン１２０，１２
２間にはＴ−５間の電圧が印加される１分圧抵抗１２６
Ｒの両端に電圧ｖ１１８が生じ１分圧抵抗１２６ｓの両
端には電圧ｖ１１８から位相が１２０９遅れた電圧Ｖｌ
　２０が生ずる。

電圧Ｖ１１８；　Ｖ１２０は差動増巾器１３２に印加さ
れ、差動増巾器１３２は電圧■１１８に対して位相が３
０”進んだ電圧信号Ｖ’　Ｒ５を出力する。つぎに、電
圧信号Ｖ’Ｒ５は絶対値回路１３４で絶対値に変換され
て出力ラインに電圧ＶＲ５が出力する（第６Ｂ図参照）
、差動増巾器１３２からの電圧信号ｖ′　Ｒ８は比較器
からなる符号検出器１３８でその正負の符号が検出され
て出力端に信号ＶＲ５Ｓ　（第６Ｂ図参照）が出力され
る１分圧抵抗１２６Ｔの両端には電圧信号■１１８に対
して２４０°位相が遅れて電圧信号ｖ１２２が生ずる。

同様に、電圧信号Ｖ１２．Ｏ。

■１２２は差動増巾＠１４２に印加され、差動増巾器１
４２は電圧信号■１１８に対して９００位相が進んだ電
圧信号Ｖ’　ＴＳを出力する。電圧信号Ｖ’　ＴＳは絶
対値回路１４４で絶対値に変換されて出力ラインに電圧
■ＴＳが出力される。また差動増巾器１４２からの電圧
信号は比較器１４８により符号が検出されて出力ライン
に信号ＶＴＳＳが出力される。

第８Ｃ，ＳＤ図は電流レベル変換器ユ５２の具体例とタ
イムチャートをそれぞれ示す、第６Ｃ図において、ライ
ン１５４，１５６は主回路１０５の変流器ＣＴＩに接続
され、ライン１５８，１８０は変流器ＣＴ２に接続され
ている。符号１６２，１６４はそれぞれレベル調整用抵
抗を示し、抵抗１６２．１６４の両端では変流器ＣＴＩ
、ＣＴ２で検出した電流値に比例した電圧ＶＣＴＩ、Ｖ
ＣＴ２が検出される。電圧ＶＣＴｌは絶対値回路１６６
で絶対値に変換されて、負荷電流に比例した出力波形Ｉ
Ｒが出力ラインに出力される。比較器１７０は電圧ＶＣ
ＴＩの符号を検出する符号検出器であり、出力ラインに
波形ＩＲの符号を示す波形ＩＲ５を出力する。

二こで波形ｒＲは誘導電動機１０２の第１棺（Ｒ相）の
電流波形であり、波形ＩＲ５は電流の符号（＋または−
）を表わす、同様に、電圧ＶＣＴ　２は絶対値回路１７
２で絶対値に変換されて出力ＩＴが発生され、一方符号
検出器１７４で符号検出されて出力Ｉ　、Ｔ　Ｓが発生
される。波形ＩＴは誘導電動機１０２の第３相（Ｔ相）
の電流波形を示し、出力ＩＴＳは波形ＩＴの符号を示す
、波形ＩＴ、ＩＴＳは波形ＩＲ，ｌＲ３５と同様な波形
のため第６Ｄ図において図示が省略されている。

第７Ａ、７Ｂ図は第５図の同期検出＠１１４の回路例と
そのタイムチャートをそれぞれ示す、同期検出器１１４
は電源のＲ，Ｓ、Ｔ相に接続された抵抗１８０，１８２
よりなる分圧回路１８４を具える。たとえば、Ｒ相の電
圧ＶＲは比較器１８６で波形成形されて、波形Ｖｌが出
力される。波形Ｖ２．Ｖ３も同様な方法で出力されるた
め、波形ＶＳ、ＶＴ、Ｖ２．Ｖ３の図示が第７Ｂ図にお
いて省略されている。

第８図は第５図のマイクロコンピュータ１０８の具体的
なブロック図を示し、第９図は第８図のマイクロコンピ
ュータ１０８およびその周辺機器の作動シーケンスを示
すブロック図である。第１０図は第８図のマイクロコン
ピュータ１０８の機能を説明するためのタイムチャート
を示す、第５８．９図において、誘導電動機に印加され
る１周期の電圧と電動機巻線に流れる１周期の電流が先
ず検出され、ついで、検出された電圧と電流はレベル変
換器１１０によりレベル変換されて電圧宿号ＶＲ５，Ｖ
ＴＳ、電流信号ＩＲ，ＩＴ、電圧符号信号ＶＲ５Ｓ、Ｖ
ＴＳＳおよび電圧符号信号工Ｒ５，ｒＴｓが出力される
。第８図において、マイクロコンピュータ１０８は電圧
電流レベル変換器１１０の出力波形ＶＲ５，ＶＴＳ、Ｉ
ＲおよびＩＴｔ−Ａ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換器２００，
２０２，２０４．２０６と、これらＡ／Ｄ変換器からの
出力信号ＶＲ５Ｄ、ＶＴＳＤ、ＩＲＤ、　　工ＴＤと電
圧電流レベル変換器１１０からの符号を表わす出力信号
ＶＲ５Ｓ。

ＶＴＳＳ、ＩＲ３，ＩＴＳに応答して高速演算を行なう
演算部２０８を備演算部２０８は誘導電動機１０２に印
加される電圧に比例した電圧信号ＶＲ５Ｄ、ＶＴＳＤと
モータ１０２の巻線に流れる電流に比例した電流信号Ｉ
ＲＤ、ＩＴＤから電圧と電流の実効値を演算する。すな
わち、第８〜１０図において、演算部２０８ではＡ／Ｄ
コンバータ２００からのデジタル信号ＶＲ５Ｄを２乗し
て、１秒間に少なくとも６万回の速さでサンプリングし
ながら、各サンプリングの値を１周期で加算して平方根
を求めることにより電圧ＶＲ８Ｄの実効値ＶＲ５Ｄ　（
ｒｍｓ）を算出する。同様に、デジタル信号ＩＲＤから
（ＩＲＤ）’の値を求め、電流ＩＲＤの実効値ＩＲＤ　
（ｒｍｓ）を算出する。演算部２０８は電圧の実効値Ｖ
Ｒ５Ｄ　（ｒｍＳ）と電流の実効値ＩＲＤ　（ｒｍｓ＞
とから１周期における皮相電力Ｐを演算する。一方、演
算５２０８は１周期における順行電力ｄと逆行電力ｅか
ら有効電力Ｗ（＝２ｄ−２ｅ）を算出し、皮相電力Ｐと
有効電力Ｗから測定力率Ｐｆｍを算出する。第１Ｏ図に
おいて、電圧の符号ＶＲ５Ｓと電流の符号ＩＲ５を乗じ
た信号（ＶＲ５ＳｘＩＲ５）は電力の符号を表わし、“
十”符号は順行電力、　　−”符号は逆行電力を表わす
、演算比較器２１０は測定力率信号Ｐｆｍと力率設定器
１１２からの最適力率信号ＰｆＳとを比較し、力率比較
信号Ｃを出力する。力率比較信号ＣはＤ／Ａコンバータ
２１２によりアナログ値に変換され、電圧調整器２１４
のランプ発生器２１６からのランプ信号と比較器２１８
，２２０，２２２で比較され、ゲートドライバ１１６を
駆動するためのゲート信号Ｇ１−０３を出力する。

力率比較信号Ｃが大きい場合、電動機への出力電圧を下
げるべくサイリスタ１０４を制御し、力率比較信号Ｃが
小さくなると、該出力電圧を上げるように制御する。そ
の方法は第１図と同様なので詳しい説明は省略する。

〔効果〕

以上より明らかなように、本発明では交流誘導電動機の
入力電圧と電動機の巻線に流れている負荷電流とから有
効電力と皮相電力とを求め、これらの値から力率を算出
したため、極めて精度の高効率の制御が可能となる。

すなわち、本発明では入力電圧と負荷電流の検出が超高
速サンプリングにより可能となるため、位相制褌により
入力電圧の波形が歪んだ場合でも、有効電力と皮相電力
の正確な演算ができ、その結果、最大の省エネ効果をも
たらす最適力率に近づくように極めて高精度の省エネ制
御が可能となり、実用上の効果が極めて大きい。

電圧調整手段は半導体スイッチ素子を用いたものとして
説明されたが、半導体素子の代わりに特開昭８４−２０
６４１６号に開示されたような磁気制御形可変インピー
ダンス制御装置を利用しても良い。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の誘導電動機用省電力制御装置の望まし
い第１実施例を示すブロック図、第２図は第１図の省電
力制御装置のタイムチャート図、第３図は第１図の電圧
調整器の具体的な回路図、第４図は第３図のタイムチャ
ート図、第５図は本発明の誘導電動機用省電力制御装置
の望ましい第２実施例を示すブロック図、第６Ａ図は第
Ｓ図の電圧電流レベル変換器の電圧検出部の具体的回路
図、第６Ｂ図は第６Ａ図の電圧検出部のタイムチャート
図、第６Ｃ図は第５図の電圧電流レベル変換器の電流検
出部の具体的回路図、第６Ｄ図は第５図の電流検出部の
タイムチャート図、第７Ａ図は第５図の同期回路の具体
的な回路図、第７Ｂ図は第７Ａ図の同期回路のタイムチ
ャート図、第８図は第５図のマイクロコンピュータの具
体的なブロック図、第９図は第８図のマイクロコンピュ
ータの作動シーケンス図、および第１０図は第８図のマ
イクロコンピュータのタイムチャート図をそれぞれ示す
。 １０．１００・・・・・・交流電源 １２．１０２・・・・・誘導電動機 １６．１１８〜１２２・・・・・・電圧検出器ＣＴ、Ｃ
ＴＩ、ＣＴ２・・・・・・電流検出器１８・・・・・電
力演算器 ３６・・・・演算比軟器 ４０．１１２・・・・・・最適力率設定器４４・・・・
・・電圧調整器 １０８・・・マイクロコンピュータ １１０・・・・電圧電流レベル変換器 １１４・・・・・・同期検出器 第　２１！？

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）電動機の巻線に供給される電圧の検出手段と、前
   記巻線に流れる電流の検出手段と、前記電圧検出手段と
   前記電流検出手段に接続され、前記電圧と前記電流の積
   から少なくとも１周期における有効電力を演算し、さら
   に前記電圧の実効値と前記電流の実効値との積から少な
   くとも１周期における皮相電力を演算する電力演算手段
   と、前記電動機の最適力率指令値を設定する最適力率設
   定手段と、前記有効電力と前記皮相電力とから測定力率
   を演算し、前記測定力率と前記設定力率とを比較して力
   率比較信号を発生する演算比較手段と、前記力率比較信
   号に応答して前記電動機の巻線に供給される電圧を調整
   する電圧調整手段を具え、前記電圧調整手段が前記測定
   力率を前記最適力率に近づけるように前記電圧を調整す
   ることを特徴とする電動機の制御装置。
2. （２）電力演算手段と演算比較手段とがマイクロコンピ
   ュータに内蔵されていることとする請求項（１）に記載
   の電動機の制御装置。
3. （３）交流電源に接続された電動機の制御方法において
   ：（ａ）前記電動機の巻線に供給される電圧と前記巻線
   に流れる電流とを検出するステップと； （ｂ）前記電圧と前記電流との積から１周期における有
   効電力を演算するステップと； （ｃ）前記電圧の実効値と前記電流の実効値との積から
   １周期における皮相電力を演算するステップと； （ｄ）前記有効電力と前記皮相電力とから測定力率を演
   算するステップと；（ｅ）前記電動機のための最適力率
   を設定するステップと；（ｆ）前記測定力率と前記最適
   力率とを比較して力率比較信号を発生させるステップと
   ； （ｇ）前記力率比較信号に応答して前記最適力率に前記
   測定力率が近づくように前記電動機の巻線に供給される
   電圧を調整するステップと；からなることを特徴とする
   電動機の制御方法。
4. （４）（ｂ）〜（ｆ）ステップがマイクロコンピュータ
   により行なわれることとする請求項（３）に記載の電動
   機の制御方法。
5. （５）電動機の巻線に供給される電圧の検出手段と、前
   記巻線に流れる電流の検出手段と、前記電圧検出手段と
   前記電流検出手段とに接続されたマイクロコンピュータ
   と、前記マイクロコンピュータに最適力率を設定する手
   段と、前記マイクロコンピュータからの出力信号に応答
   して前記巻線に供給される電圧を調整する手段とを具え
   、前記マイクロコンピュータが前記電圧と前記電流との
   積から１周期の有効電力を演算し、前記電圧の実効値と
   前記電流の実効値との積から１周期の皮相電力を演算し
   、前記有効電力と前記皮相電力との除算から測定力率を
   演算する演算手段と、前記最適力率と前記測定力率とを
   比較して力率比較信号を出力する比較手段と、前記力率
   比較信号に応答して前記最適力率に前記測定力率が近づ
   くように前記電圧調整手段を制御するタイミング信号発
   生手段とを具えたことを特徴とする電動機の制御装置。
6. （６）電圧検出手段および電流検出手段がレベル変換回
   路を具えたこととする請求項（５）に記載の電動機の制
   御装置。