JPH0461597B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、第１、第２組の機械的に隔置される
巻線を備え、回転子を回転させるために各サイク
ル中の時間間隔で単相交流源によつて交互に且つ
周期的に部分的正弦波電圧をその巻線の各々に対
して印加し、各組の巻線に回転磁界を生じさせる
制御装置に関する。

（従来の技術） 従来の技術は、単相の入力を複数の相の出力へ
と変換するための公知のシステムを含んでいる。
交流誘導電動機に利用されている周知の位相変換
器において、その位相シフトは一般に誘導子、コ
ンデンサ、抵抗器および／又はその組合せの使用
を通して達成される。例えば、スミス特許第
2673954号は位相を進めるのにコンデンサを利用
し、そして位相を遅らすのに誘導子を利用してい
る位相変換器を開示しており、そしてハイマン特
許第4103325号は、RC回路とそして演算増幅器と
が位相をシフトするために利用されている単相−
３相変換器を開示している。誘導子、コンデンサ
および抵抗器のような回路素子の使用は、位相を
シフトする方法として高価であり、そして交流誘
導電動機を運転させたり始動させたりするための
所望の位相シフトについては近似するのみであ
る。カツツ特許第3991353号は、入力周波数をよ
り高い出力周波数へと変換することによつて高速
を発生するための方法および電動機装置を開示し
ている。カツツの装置は標準の単相交流誘導電動
機を制御していない。バツフイングトン特許第
3349316号およびアイルランド特許第3959709号は
共に、単相を多相へと変換する変換器システムを
開示している。バツフイングトン特許はコンデン
サと誘電子とを位相シフトのために利用してお
り、そしてそのアイルランド特許は位相シフトを
達成するのに切換えられる固体スイツチ手段を利
用している。

（発明が解決しようとする課題） このような事情に鑑みて、本発明は位相シフト
を行うためのコンデンサ、インダクターおよび抵
抗等の回路素子を使用することなく、各サイクル
毎にスイツチのオンオフ動作により部分的な正弦
波電圧を巻線に印加し、単相誘導電動機に回転磁
界を発生させる制御装置を提供することを目的と
している。

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するため、以下の構成を有す
る。即ち特許請求の範囲第１項に記載の制御装置
は 単相交流波形を印加する単相交流入力の一端を
前記第１、第２組の巻線１２，１４における相互
接続点に接続し、この巻線の各々の他端と前記単
相交流入力の他端との間に並列接続される第１、
第２の固体スイツチ手段１８，２０と、 これらの固体スイツチ手段のいずれか一方が非
導通のとき、この非導通の固体スイツチ手段に接
続された側の巻線を短絡し、かつ前記固体スイツ
チのいずれか他方の導通のとき、この導通の固体
スイツチ手段に接続された側の巻線に前記入力か
らの交流エネルギーを供給するため、各巻線にそ
れぞれ並列接続された第１、第２のフリーホイー
ルスイツチ手段２２，２４と、 前記入力に印加された単相交流波形に応答して
前記第１、第２の固体スイツチ手段の導通を制御
するとともに、これらのスイツチ手段の各々を前
記単相交流波形の各サイクル中に交互にかつ周期
的に時間間隔で導通させる制御器手段２６と、を
備えていることを特徴としている。

また特許請求の範囲第８項に記載の制御装置
は、 単相交流波形を印加する単相交流入力と、 この単相交流入力の両端に直列接続されるとと
もに各組の巻線がそれぞれに並列接続されている
第１、第２の固体スイツチ手段３０，３２と、 前記入力に印加された単相交流波形に応答して
前記第１、第２の固体スイツチ手段の導通を制御
するとともに、これらのスイツチ手段の各々を前
記単相交流波形の各サイクル中に交互にかつ周期
的にデイスクリートな時間間隔で導通させるた
め、前記固体スイツチ手段の各々にゲート信号を
供給する制御器手段２６とを備え、 前記交流波形のゼロクロス点で前記第１スイツ
チ手段が導通しかつ前記第２スイツチ手段が非導
通となり、次にある遅延の後でかつ次のゼロクロ
ス点の前に前記第１スイツチ手段を非導通にする
とともにもう１つの遅延の後でかつ前記次のゼロ
クロス点の前に前記第２スイツチ手段を導通さ
せ、さらに前記次のゼロクロス点で前記第１スイ
ツチ手段が導通しかつ前記第２スイツチ手段が非
導通となるように順次繰返され、このため前記交
流波形の第１半サイクルの一部分が前記第１組の
巻線におけるチヨツプ波形に相当し、第１半サイ
クルのもう一つの部分が第２組の巻線におけるチ
ヨツプ波形に相応するようにしたことを特徴とし
ている。

（作用） このような構成としたことにより、制御器手段
が単相交流波形に応答して第１、第２の固体スイ
ツチを交互にかつ周期的に導通させ、各巻線に順
次電流が流れて回転子を回転させる回転磁界を生
じさせる。

しかもフリーホイールスイツチにより非導通側
の巻線に残余した誘導性エネルギも減衰するよう
に作用する。このため単相交流波形の各サイクル
の時間間隔におけるパルスの立上り、立下りを急
峻して巻線の励磁の切換を確実に行える。

また、他の発明における構成においては、フリ
ーホイールスイツチを使用しなくても非導通側の
巻線に残余した誘導性エネルギは、この巻線に並
列接続されている固体スイツチ手段により減衰す
るようになつているので、同様の作用を呈する。

（実施例） 第１図には、単相交流誘導電動機１０の巻線１
２，１４に回転磁界を生じさせる制御装置１６が
示されている。単相誘導電動機は単相交流電源で
動作することを意図した誘導電動機である。誘導
電動機は単一巻線でも回転するが、停止位置から
は始動しない。単相誘導電動機は、通常、第２の
巻線すなわち始動巻線を持つていて、その巻線
は、正しい回転方向においてその電動機を静止位
置から始動させるべく、その走行巻線とは別に励
磁される。始動巻線は、その電動機が始動されて
そして運転するや否や、別な異なる仕方において
しばしば切離されたり又は接続されたりする。か
くして、逆説的に言えば、単相誘導電動機はしば
しば２相誘導電動機と同様に構成される。単相交
流誘導電動機１０は第１組の巻線１２とそして第
２組の巻線１４とを含んでいる。これらの巻線１
２，１４は単一巻線１２，１４として概略的に例
示されているが、第一巻線か又は組合せの関連す
る巻線のいずれかが電動機１０に利用されてい
る。巻線１２，１４は、第１図において概略的に
例示されている如く機械的に隔置されている。巻
線１２，１４は、“Ｐ”をその電動機が巻かれる
極数として、Ｐによつて分割された180°の角度で
直角位相をなして機械的に隔置されているのが好
ましい。一般に、巻線１２は“始動”巻線とし、
そして巻線１４は“運転”巻線として扱われる。
電動機１０の特定の構造は従来技術と同じである
ので、電動機それ自体は本発明の一部分を形成し
ない。しかしながら、電線寸法および巻線につい
ての詳細は、本発明の制御装置１６を伴なつて電
動機の性能を最良にするべく変えられている。

制御装置１６は交流ライン電力を電動機１０の
巻線１２，１４へと交互にかつ周期的に加えた
り、そこから除去したりするために与えられてい
る。制御装置１６は巻線１２に直列に接続されて
いる第１の固体スイツチ手段１８と、巻線１４に
直列に接続されている第２の固体スイツチ手段２
０とを含んでいる。固体スイツチ手段１８，２０
の各々はゲート端子１９，２１をそれぞれ含んで
おり、その端子は、ゲート信号が印加された場合
に、これに連動する固体スイツチを導通させる。
制御器２６はスイツチ１８，２０の導通を有効な
らしめるゲート信号を与えるために配置されてい
る。制御器２６は、示されてはいないが交流電源
ライン上における交流波形に応答する入力と、電
動機１０を制御するのに用いられる他の入力とを
含む。ブラツク・ボツクスの形式で概略的に例示
されている制御器２６は電子回路、マイクロプロ
セツサーおよび／又はスイツチ１８，２０，２
２，２４を作動できる他の有用な回路を含んでい
る。示されていない制御器入力はライン電圧およ
び主スイツチ１８，２０の導通を制御するのに有
用な他の入力を含むことができる。例えば、電源
の開／閉、反転、始動、過電圧検知は、その検出
された信号に依存してそれら主スイツチを導通さ
せる制御器２６でもつてすべて達成される。

スイツチ１８，２０の周期的動作に際して、巻
線１２，１４に対し交流ライン電力を交互にかつ
周期的に与えると、各巻線１２，１４に回転磁界
が形成される。固体スイツチ２２，２４は、巻線
１２，１４に対して並列にそれぞれ配設され、そ
して制御器２６に接続される各ゲート端子２３，
２５を有している。スイツチ２２は、スイツチ１
８が導通していないときに、制御器２６からゲー
ト２３へゲート信号が入力して導通するので、巻
線１２内に誘導的に蓄えられているエネルギは、
その導通時に巻線１２を短絡する“フリーホイー
ル”スイツチとしてスイツチ２２を通して徐々に
減少する。またスイツチ２４は、スイツチ２０が
非導通である時に、制御器２６によるスイツチ２
４のゲート２５へゲート信号が入力して導通する
ので、巻線１４に誘導的に蓄えられているエネル
ギは、その導通時に巻線１４を短絡するフリーホ
イールスイツチとしてのスイツチ２４を通して
徐々に減少する。

スイツチ１８が導通すると、交流電源ラインか
らは、全電圧がスイツチ１８を通して巻線１２へ
と印加される。スイツチ２０が導通すると、交流
電源ラインからの全電圧がスイツチ２０を通して
巻線１４へと印加される。スイツチ１８が非導通
の場合には、スイツチ２２が巻線１２を短絡する
べく導通されそして巻線１２に蓄えられている誘
導性エネルギをスイツチ２２を通してそこから放
出させる。スイツチ２４が導通しそしてスイツチ
２０が非導通の場合、スイツチ２４は巻線１４を
短絡して、そこに蓄えられている誘導性エネルギ
をその導通しているスイツチ２４を通して放出さ
せる。

各固体スイツチ１８，２０，２２，２４はゲー
ト信号に応答しそこを通して両方向に電流を流す
ための各種エレメント又は回路網から成つてい
る。第９図は、固体スイツチ１８，２０，２２，
２４に対して利用できる所望の固体スイツチの例
を示している。第９図において、固体スイツチ７
０は整流器ブリツジの構成からなる４つのダイオ
ード７２，７４，７６，７８と、整流器ブリツジ
の中間端子間を接続するトランジスタ８０とを備
えている。ダイオード７２，７４，７６，７８
は、トランジスタ８０が非導通の時には、接続点
８２と８４との間ではいづれの方向においても電
流が流れず、逆にトランジスタが導通の時には、
両方向に電流が流れるように接続されている。ト
ランジスタ８０は制御器２６に接続されているベ
ース・リード８６を有する。ゲート信号が制御器
２６からベース・リード８６を経てトランジスタ
８０のベースに印加されると、トランジスタ８０
は導通され、そして正の電流が、接続点８２と８
４との間でダイオード７４、トランジスタ８０お
よびダイオード７８を介して流れ、そして負の電
流が、接続点８２と８４との間で、ダイオード７
２、トランジスタ８０およびダイオード７６を介
して流れる。

ゲート信号がトランジスタ８０のベースにない
場合、トランジスタ８０は導通されず、接続点８
２および８４間には電流の流れがない。第９図に
は本発明の固体スイツチ１８，２０，２２，２４
に対する特定の構成が例示されているけれども、
各種他の固体二方向性スイツチも本発明の範囲か
ら逸脱することなく利用できる。例えば、それら
のコレクタが相互接続され、それらのエミツタが
相互接続されしかも各トランジスタのベースに対
する制御リードを持つていて、そこにおいて、１
つのリードはその正方向における導通を制御しそ
して１つの制御リードはその負方向における導通
を制御するようにしたコンプリメンタリ対の
PNPおよびNPNトランジスタも本発明の固体ス
イツチに対して利用できる。更に、トライアツク
又はFET電力トランジスタのようなエレメント
を利用した他の固体スイツチおよび回路網も、第
１および第２図の実施例におけるスイツチとして
利用できる。

第３〜第６図はスイツチ１８，２０の交互的か
つ周期的な導通に応答して巻線１２，１４内に生
ずる電圧および電流を図式的に示している。第３
〜第６図において例示されているような最も簡単
な場合において、始動巻線１２は交流波形の各サ
イクルの始めの1/4周期および第３番目の1/4周期
のみ交流電源ラインに接続され、そして走行巻線
１４はその交流入力の各サイクルの第２番目の1/
４周期および第４番目の1/4周期にのみ接続され
る。第３図は始動巻線１２へと印加される電圧を
例示している。第３図において例示されている如
く、αは、スイツチ１８が導通してそして巻線１
２が交流電源ラインから励磁される期間である。
第３図に示されている最も簡単な場合において、
αはその交流入力の各サイクルの第１および第３
番目の1/4周期における90°の導通期間を表わして
いる。第３図での実線３１および３３は、その交
流入力の各サイクルの正の第１番目の1/4周期お
よび負の第３番目の1/4周期における巻線１２上
における電圧をそれぞれ表わしている。点線３４
および３６にて表わされている期間中、スイツチ
１８は非導通状態にあつて、巻線１２上における
電圧は零である。かくして、その入力上における
交流波形は各全サイクルの第１番目および第３番
目の1/4周期のみ始動巻線１２に接続されるのが
わかる。第４図は運転巻線１４に印加される電圧
を例示し、しかもスイツチ１８が導通している期
間に等しいβとして示されている遅延期間後にそ
の交流電源ラインから印加される電圧を例示して
いる。スイツチ２０は交流サイクルの第２および
第４番目の1/4周期中導通する。この簡単な場合
において、βは90°の導通遅延期間を表わし、そ
してスイツチ２０はその交流入力の各サイクルに
おける第２および第４番目の1/4周期中導通する。
第４図での実線４０および４２は、その交流入力
のサイクルにおける正の第２番目の1/4周期およ
び負の第３番目の1/4周期中にスイツチ２４が導
通するときの巻線１４上における電圧を表わして
いる。点線４４および４６にて示される期間中、
スイツチ２４は導通しておらず、従つて、巻線１
４上における電圧は零である。

第５図は始動巻線１２における電流を例示して
いる。図での参照数字５０および５２からも明ら
かなように、交流波形のサイクルの第１および第
３番目の1/4周期中、始動巻線１２には全電流が
印加されるが、参照数字５４および５６によつて
示されている第２および第４番目の1/4周期中に
おける巻線１２における電流は、巻線１２におけ
る誘導性エネルギが巻線１２を短絡する。“フリ
ーホイール”スイツチ２２の導通により徐々に減
少するように零に向つて減衰する。

第６図は運転巻線１４における電流を例示して
いる。図から明らかなように、全電流は参照数字
６０および６２において示されているその交流サ
イクルの第２および第４番目の1/4周期中のみ印
加され、そして参照数字６４および６６でもつて
示されている第１および第３番目の1/4周期中、
運転巻線１４に蓄えられている誘導性エネルギ
は、巻線１４を短絡するものであつてかつスイツ
チ２０が導通を終止するときに導通されるフリー
ホイール・スイツチ２４を通して減衰する。

例示されている最も簡単な例において、制御器
２６は交流電源ライン波形を検知し、そして、第
１および第３番目の1/4周期ではスイツチ１８を
導通させ、そして第２および第４番目の1/4周期
ではスイツチ２０を導通させる。フリーホイー
ル・スイツチ２２，２４は、スイツチ１８，２０
がそれぞれ非導通にあるとき、制御器２６によつ
て導通される。スイツチ１８，２０は、それらの
導通期間が同じにならないように、この例ではそ
の制御器によつて制御される。上述の記載から予
測される如く、その電動機１０の巻線１２，１４
に対して第３〜第６図に例示されている波形入力
を与えると巻線１２，１４の各々には磁界が発生
することになり、その総合的和はその交流ライン
の各全サイクル中にその電動機の２つの磁極を横
切る回転磁界を生じさせる。かくして、本発明
は、単相誘導電動機を始動又は運転させる回転磁
界を生じさせるのに従来技術としては通常利用さ
れているコンデンサ、インダクタンスおよび／又
は抵抗器に取つて代ることができる。固体スイツ
チ１８，２０は、その最大値が運転巻線１４の磁
界よりも早めに（機械的には“その間”）短時間
生じるように、その始動巻線１２における磁界を
パルス駆動（交流電力ライン周波数において）す
る。かくして、運転巻線１４における磁界が増大
しつつある間における始動巻線１２における磁界
は減少しつつあり、そして運転巻線１４における
磁界が減少しつつある間における始動巻線１２に
おける磁界は負の方向に増大する。ここで使用さ
れている“増大”および“減少”という語は、導
通期間又は非導通期間を通しての一般的傾向を示
すものとなる。電流および磁界は、かかる期間の
極く僅かの間に、特に、その期間の始めおよび終
りにおいて反対方向に変わることになる。それに
もかかわらず、これらは、回転磁界を作り出すの
を統合すなわち調整する増大および減少に関して
幾らかの不完全さを導入する。

第７および第８図は、第３および第４図におい
て例示されている波形に代つて第１図での回路装
置の巻線１２，１４にそれぞれ印加できる一層複
雑な電圧波形を例示している。第７図の電圧曲線
は始動巻線１２へと印加されるものであるが、第
８図に例示される電圧曲線は走行巻線１４へと印
加されるものである。第７および第８図に示され
ている電圧曲線において、スイツチ１８の導通期
間はスイツチ２０の導通期間よりも早い。又、ス
イツチ１８は、スイツチ２０が導通する期間の１
部分に対して導通される。かかる波形は、もしも
制御器２６がそれらスイツチの導通を適切に制御
するならば、スイツチ１８の導通がスイツチ２０
の導通とオーバーラツプすなわち重なる所におい
ても使用できる。かかる波形は、電動機１０を運
転させるには支障ないが、その制御性の点で精度
が悪い。このことは、スイツチ１８，２０の導通
に小さな重なりがあつても、高い制御精度が必要
とされないような状況の下では許容し得ることを
意味している。更に、或る状況では、スイツチ１
８の導通の終りとスイツチ２０の導通の始まりと
の間に僅かの遅延が許されるものもある。かかる
波形は、もしも軽負荷において電動機１０の電力
消費を減少させようとする場合には望ましい。
又、電動機１０の電力消費を低下させるには、ス
イツチ１８，２０の導通期間を短縮すれば良い。
制御装置の能率を犠牲にしてもその価格を下げた
いような特別な場合には、１つの巻線を連続して
励磁し、電動機１０にその回転磁界を発生させる
のに、他の巻線を時間間隔だけ励磁するようにし
ても良い。

第２図は本発明の別な実施例を例示しており、
第１図において例示されているのと類似の部分に
は同一の参照数字が付与されている。スイツチ３
０は巻線１４の励磁を制御するために与えられて
おり、そしてスイツチ３２は巻線１２の励磁を制
御するために与えられている。スイツチ３０は巻
線１４と直列に接続されており、そしてスイツチ
３２は巻線１２と直列に接続されている。スイツ
チ３０，３２は共に、スイツチ３０，３２の励磁
を周期的にかつ交互に制御する制御器２６に接続
された各ゲートを有している。スイツチ３０が励
磁されると、一方の交流ラインからの電力がスイ
ツチ３０および巻線１４を介して流れ、そして他
方の交流ラインへと戻る。スイツチ３２が励磁さ
れると、一方の交流電源ラインからの電力が巻線
１２およびスイツチ３２を通して流れ、そして他
方の交流電源ラインへと戻る。この実施例の場
合、もしもスイツチ３０，３２が同時に導通する
と、電源ラインは確実に短絡する。第２図に例示
されている実施例に対しては、第３〜第６図にお
いて例示されている電圧曲線が適用可能である。
第２図に示されている実施例では、第１図におい
て使用されているスイツチ２２および２４の如き
“フリーホイール”装置が使用されていないので、
それだけ有利である。第２図は、その印加される
電圧が零である巻線からの電流減衰経路を与え
る。例えば、もしもスイツチ３０が励磁されて全
電圧が巻線１４に印加されると、巻線１２におけ
る誘導性エネルギは、“フリーホイール”でき、
そして第５図において例示されている如く、それ
が導通するときに巻線１２を効果的に短絡する導
通しているスイツチ３０を通して零に向つて減衰
する。もしもスイツチ３２が導通していてそして
全電力が巻線１２に印加されているならば、巻線
１４に蓄えられている誘導性エネルギは、それが
導通しているときに巻線１４を効果的に短絡する
導通しているスイツチ３２を通して、第６図にお
いて例示されている如く、“フリーホイール”し
て、そして零に向つて減衰する。

制御についての代替し得る方法としては、第１
又は第２図の回路構成を使用するが、１つの巻線
を第１図におけるスイツチ１８か、又は第２図に
おけるスイツチ３２でもつて連続的に励磁し、そ
の電源ラインによつて連続して励磁される他の巻
線における電流よりも早く又は遅くピークになる
電流を作り出すことである。この方法では、スイ
ツチ２０とその連動されたフリーホイール・スイ
ツチ２４又はスイツチ３０のいづれかが削除さ
れ、そして巻線１４は交流電源ラインに直かに接
続されることになる。かかる構造は低能率ではあ
るが低価格の制御を提供することができ、価格が
一番問題になる所では有用である。

上述の記載から明らかな如く、単相交流誘導電
動機に対する新規に改良された制御装置が提供さ
れた。この制御装置では、異なる部分的な正弦波
電圧を運転および始動巻線に与えて、その誘導電
動機に回転磁界を作り出している。制御装置は単
相交流入力と、そして交流電動機の第１、第２組
の巻線をその単相入力に相互接続するための第
１、第２の固体スイツチとを含んでいる。導通で
あるときのその第１のスイツチ手段はその第１組
の巻線へとエネルギを印加し、そして非導通であ
るときのその第１のスイツチ手段はその第１組の
巻線に対する交流電源ラインからのエネルギの適
用を禁止している。更に、導通であるときのその
第２のスイツチ手段はその交流電源ラインからの
エネルギを第２組の巻線へ供給し、そして非導通
状態にあるときのその第２のスイツチ手段は、そ
の第２組の巻線に対するその交流電源ラインから
のエネルギの適用を阻止している。その制御装置
には制御器が設けられていて、その入力に印加さ
れる単相交流波形に応動して、その第１および第
２のスイツチ手段の導通を制御し、その入力上に
おける単相交流波形の各サイクル中での時間間隔
に対してその第１および第２のスイツチ手段の
各々を交互にかつ周期的に導通させるようになつ
ている。

第１０図は第１図に示す制御器２６をより詳細
に説明するタイミング制御回路１０２である。ゼ
ロクロス検出器１０４はAC電源からAC信号の各
ゼロクロスに応答した出力パルスを発生する。そ
してフリツプフロツプ１０６，１０８の出力をＱ
又はに切換え、ゲート１９，２３および２１，
２５へのトリガ信号を切換える。

フリツプフロツプ１０６はパルスデレイ１１０
によつてデレイが生じた後に切換わり、フリツプ
フロツプ１０８はパルスデレイ１１２によつて遅
延が生じた後に切換える。

作動において、AC信号のゼロクロスはフリツ
プフロツプ１０６をセツトさせ、そのＱ出力はハ
イとなりゲート１９はスイツチ１８を導通させる
ためにターンオフし、第３図のα時限の間巻線を
励磁する。

１１０で示した一定のデレイが、たとえば位相
遅れ90°で与えられた後、フリツプフロツプ１０
６はリセツトされ、この結果、そのＱ出力はロー
となり出力はハイとなり、ゲート２３はスイツ
チ２２を上述のフリーホイールのために導通させ
るようにターンオンする。

また１１２で示すデレイが位相遅れ90°である
と、フリツプフロツプ１０８は同様にセツトさ
れ、そのＱ出力はローとなり出力はハイとなり
ゲート２１はターンオンし、スイツチ２０は第４
図に示すように巻線１４を励磁するために導通と
なる。

１０４からの次のゼロクロス信号で、フリツプ
フロツプ１０８はリセツトされ、その結果Ｑ出力
はローとなり、出力はハイとなつてゲート２５
をターンオンし、スイツチ２４を上述のフリーホ
イールとするため連通させる。

１０４からのゼロクロス信号はまたフリツプフ
ロツプ１０６をセツトし、その結果Ｑ出力がロー
となり出力はハイとなり、上記したようにサイ
クルが続く。

デレイ１１２はデレイ１１０より短かくするこ
とができ、この場合スイツチ１８，２０は導通期
間をオバーラツプする。デレイ１１２はデレイ１
１０より長くすることもでき、この場合両スイツ
チ１８，２０がオフとなる間スイツチ１８，２０
の導通期間にはギヤツプが生じることになる。

第２図の実施例では、フリツプフロツプのみ用
いられ、そのＱおよび出力はスイツチ３０，３
２へのゲートを制御する。

第１図の別の実施例ではスイツチ２０，２４を
削除するのでフリツプフロツプ１０６のみ使用さ
れる。

この上述したタイミング制御回路１０２を備え
る制御器を用いて、第１図に示す第１、第２スイ
ツチ手段１８，２０の作動により所望の交流電圧
波形を形成する過程を説明する。

まず、交流波形のゼロクロス点で、第１スイツ
チ手段を導通させるとともに第２スイツチ手段を
非導通状態にし、次の第１ゼロクロス点より前で
所定のデレイ１１０，１１２の後、それぞれ第
１、第２スイツチ手段の導通非導通を逆転させ
る。

次に上記第１ゼロクロス点で、第１スイツチ手
段を再び導通させ、第２スイツチ手段を非導通に
させる。そしてその後、次の第２ゼロクロス点よ
り前で所定のデレイ１１０，１１２の後にそれぞ
れ第１、第２スイツチ手段の導通非導通を逆転さ
せる。

これを交流波形のサイクルごとに繰り返すこと
により次の状態が達成される。即ち、交流波形の
第１半サイクルを２分した一方側ではたとえば第
１組の巻線１２が励磁され、第１半サイクルの他
方側では第２組に巻線１４が励磁される。これを
連続した次の半サイクルごとに順次逆転させて各
巻線を励磁させることとにより誘導電動機を回転
させるための回転磁界を形成することができる。

（発明の効果） 本発明は以上説明したことから明らかなように
位相をシフトさせるコンデンサーやインダクター
を用いることなく制御器手段が単相交流波形に応
答して固体スイツチ手段を導通させる各サイクル
の時間間隔を正確に制御し、巻線に交互にかつ周
期的に電流を流して回転磁界を形成するので、信
頼性の高い単相交流誘導電動機を得ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は制御装置の好ましい実施例の概略図、
第２図は制御装置の他の好ましい実施例の概略
図、第３図は導通している第１組の巻線に印加さ
れる有効な電圧を図式的に示し、遅れ角は両巻線
に対して等しくなつている場合の電圧波形図、第
４図は導通している第２組の巻線に印加される有
効な電圧を図式的に示す第３図と同様の電圧波形
図、第５図および第６図は、第１、第２組の巻線
が第３図および第４図に示されている電圧でもつ
て励磁された場合に、それらの巻線に生ずる電流
波形図、第７図および第８図は、第３および第４
図の電圧波形と置換可能な電圧波形で、その導通
および遅れ角は等しくない場合の電圧波形図、第
９図は、第１および第２図の実施例において利用
できる好ましい固体スイツチ手段の概略図、第１
０図は本発明の制御器におけるタイミング制御回
路を示す概略図である。 １０……単相交流誘導電動機、１２，１４……
巻線、１６……制御装置、１８，２０……固体ス
イツチ手段、２２，２４……フリーホイールスイ
ツチ、２６……制御器、３０，３２……スイツ
チ、７０……固体スイツチ、７２〜７８……ダイ
オード、８０……トランジスター。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 回転子と、この回転子の回りに配置され単相
   交流入力により励磁される第１、第２組の巻線と
   を有する単相交流誘導電動機に回転磁界を与える
   制御装置において、 単相交流波形を印加する単相交流入力の一端を
   前記第１、第２組の巻き線１２，１４における相
   互接続点に接続し、この巻線の各々の他端と前記
   単相交流入力の他端との間に並列接続される第
   １、第２の固体スイツチ手段１８，２０と、 これらの固体スイツチ手段のいずれか一方が非
   導通のとき、この非導通の固体スイツチ手段に接
   続された側の巻線を短絡し、かつ前記固体スイツ
   チのいずれか他方が導通のとき、この導通の固体
   スイツチ手段に接続された側の巻線に前記入力か
   らの交流エネルギーを供給するため、各巻線にそ
   れぞれ並列接続された第１、第２のフリーホイー
   ルスイツチ手段２２，２４と、 前記入力に印加された単相交流波形に応答して
   前記第１、第２の固体スイツチ手段の導通を制御
   するとともに、これらのスイツチ手段の各々を前
   記単相交流波形の各サイクル中に交互にかつ周期
   的な時間間隔で導通させる制御器手段２６とを備
   えていることを特徴とする制御装置。 ２ 第１組の巻線は第１の固体スイツチに直列接
   続され、第２組の巻線は第２の固体スイツチに直
   列接続されている特許請求の範囲第１項記載の制
   御装置。 ３ 第１の固体スイツチが導通する時間間隔は第
   ２の固体スイツチが導通する時間間隔とは異なる
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の制
   御装置。 ４ 各時間間隔中、一方の巻線に流れる電流が増
   加するとき、他方の巻線に流れる電流が減少する
   ようになつている特許請求の範囲第３項記載の制
   御装置。 ５ 制御器手段は、第１、第２の固体スイツチに
   １つの歪んだ部分正弦波を印加し、交流誘導電動
   機に回転磁界を生じさせることを特徴とする特許
   請求の範囲第４項記載の制御装置。 ６ 単相交流波形の各サイクルの時間間隔に対し
   て交互にかつ周期的に各組の巻線を励磁する電流
   は、第２組の巻線の電流に対し第１組の巻線の電
   流を遅らせるか又は進ませることにより各々の巻
   線に印加される前記サイクルの時間間隔がオーバ
   ーラツプしていることを特徴とする特許請求の範
   囲第１項記載の制御装置。 ７ 固体スイツチ手段が、ダイオード整流器ブリ
   ツジと、このブリツジの中間端子間にエミツタ・
   コレクタ端子を接続するトランジスタとからな
   り、前記制御手段からトランジスタのベースにゲ
   ート信号を与えることにより前記トランジスタが
   導通するとき、前記トランジスタを通つてブリツ
   ジの両方向に前記トランジスタを通る電流を流す
   ようにした特許請求の範囲第４項記載の制御装
   置。 ８ 回転子と、この回転子の回りに配置され単相
   交流入力により励磁される第１、第２組の巻線と
   を有する単相交流誘導電動機に回転磁界を与える
   制御装置において、 単相交流波形を印加する単相交流入力と、 この単相交流入力の両端に直列接続されるとと
   もに各組の巻線がそれぞれに並列接続されている
   第１、第２の固体スイツチ手段３０，３２と、 前記入力に印加された単相交流波形に応答して
   前記第１、第２の固体スイツチ手段の導通を制御
   するとともに、これらのスイツチ手段の各々を前
   記単相交流波形の各サイクル中に交互にかつ周期
   的な時間間隔で導通させるため、前記固体スイツ
   チ手段の各々にゲート信号を供給する制御器手段
   ２６とを備え、 前記交流波形のゼロクロス点で前記第１スイツ
   チ手段が導通しかつ前記第２スイツチ手段が非導
   通となり、次にある遅延の後でかつ次のゼロクロ
   ス点の前に前記第１スイツチ手段を非導通にする
   とともにもう１つの遅延の後でかつ前記次のゼロ
   クロス点の前に前記第２スイツチ手段を導通さ
   せ、さらに前記次のゼロクロス点で前記第１スイ
   ツチ手段が導通しかつ前記第２スイツチ手段が非
   導通となるように順次繰返され、このため前記交
   流波形の第１半サイクルの一部分が前記第１組の
   巻線におけるチヨツプ波形に相当し、第１半サイ
   クルのもう一つの部分が第２組の巻線におけるチ
   ヨツプ波形に相当するようにしたことを特徴とす
   る制御装置。 ９ 第１組の巻線が励磁されるとき第２の固体ス
   イツチ手段を導通させ、第２組の巻線が励磁され
   るとき第１の固体スイツチ手段を導通させ、さら
   に電流が供給されない側の巻線は誘導性エネルギ
   がその巻線に並列接続された固体スイツチを介し
   て減衰するようになつていることを特徴とする特
   許請求の範囲第８項記載の制御装置。