JPH0530794A - 電動機の速度制御回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 きめの細かい速度制御を行うことができしか
も速度切換え時のショックによる振動の発生を防止する
ことができる電動機の速度制御回路を提供すること。 【構成】 零点検出部１４により検出された交流電源１
１の零クロス点に同期ししかも第２のスレッショルド電
圧ＴＨｂで繰返し周期が決定される三角波信号を出力す
る三角波信号発生部１５と、三角波信号が第１のスレッ
ショルド電圧ＴＨａより大きい状態では交流電源１１と
電動機１３との間に介装される電源制御部１２を閉成す
る制御信号を出力する制御信号発生部１６とを設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば空気調和機の室
内ファンのモ−タの速度制御を行う電動機の速度制御回
路に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、図５に示すように電動機に供給す
る交流電源電圧の波形数を制御することにより電動機の
回転速度を制御するようにしたファンモ−タ速度制御装
置が知られている。つまり、図５（ａ）に示す交流電源
のゼロクロス点に同期した同図（ｂ）に示す零点検出信
号を作成し、この零点検出信号に同期した同図（ｃ）に
示す三角波信号を室内ファンの要求速度に応じてレベル
が上下に変動する１つのスレッシュホルド電圧ＴＨとを
比較し、該三角波信号がスレッショホルド電圧ＴＨを上
回っている期間Ｘにおいて、交流電源ａを電動機に供給
するようにし、その以外の期間では交流電源を電動機に
供給しないようにしている。このため、室内ファンの要
求速度に応じてスレッショルド電圧ＴＨを上下させるこ
とにより、交流電源の８サイクルに対するオン・オフ制
御は図６（ａ）に示すような組み合わせで制御されてい
た。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、図５に示すよ
うな波数制御を行っているファンモ−タ速度制御装置に
おいては、図６（ａ）に示すようなオン・オフ制御を行
っているため、電動機の速度制御は低速から高速に至る
まで均一に割り付けられている。このため、高速におい
てきめの細かい速度制御をすることができなかった。こ
れは、スレッショルド電圧が１つであることに起因して
いる。

【０００４】本発明は上記の点に鑑みてなされたもの
で、その目的はきめの細かい速度制御を行うことができ
しかも速度切換え時のショックによる振動の発生を防止
することができる電動機の速度制御回路を提供すること
にある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】請求項第１項に係わる第
１の発明は電動機と、この電動機を駆動するための交流
電源と、この交流電源と前記電動機との間に介装される
スイッチ手段と、交流電源の零クロス点に同期した信号
を出力する零点検出部と、電動機の速度制御信号に基づ
いて第１及び第２のスレッショルド電圧を出力する閾値
出力手段と、零点検出部により検出された交流電源の零
クロス点に同期ししかも第２のスレッショルド電圧で繰
返し周期が決定される三角波信号を出力する三角波信号
発生部と、前記三角波信号が第１のスレッショルド電圧
より大きい状態ではスイッチ手段を閉成する制御信号を
出力する制御部とを具備し、第１のスレッショルド電圧
は第２のスレッショルド電圧よりも大きいことを特徴と
する電動機の速度制御回路である。

【０００６】請求項第２項に係わる第２の発明は電動機
と、この電動機を駆動するための交流電源と、この交流
電源と電動機との間に介装され交流電源を電圧降下させ
て電動機に供給する電流制限スイッチ手段と、この電流
制限スイッチ手段を並列に接続され交流電源をそのまま
電動機に供給する電流無制限スイッチ手段と、交流電源
の零クロス点に同期した信号を出力する零点検出部と、
零点検出部により検出された交流電源の零クロス点に同
期し所定周期で繰返される三角波信号を出力する三角波
信号発生部と、電動機の速度制御信号に基づいて第１の
スレッショルド電圧及びこの第１のスレッショルド電圧
より大きい第２のスレッショルド電圧を出力する閾値出
力手段と、この閾値出力手段から出力される第１のスレ
ッショルド電圧より前記三角波信号が大きいと、前記電
流制限スイッチ手段を閉成させ、第２のスレッショルド
電圧より前記三角波信号が大きいと前記電流無制限スイ
ッチ手段を閉成させるように前記電流制限スイッチ手段
及び前記電流無制限スイッチ手段にオン・オフ信号を出
力する制御信号発生部とを具備したことを特徴とする電
動機の速度制御回路である。

【０００７】

【作用】請求項第１項おいては、三角波信号と第１及び
第２のスレッショルド電圧とを比較し、三角波信号と第
１のスレッショルド電圧ＴＨａとの比較により得られた
信号により電動機に交流電源を供給する期間を設定し、
三角波と第２のスレッショルド電圧ＴＨｂとの比較によ
り得られた信号により三角波信号の繰返し周期を決定す
るようにしている。そして、三角波信号が第１のスレッ
ショルド電圧より大きい状態で交流電源を電動機に供給
するようにしている。

【０００８】請求項第２項においては、電動機に供給す
る交流電源の波数制御を行う際に、波数制御された電圧
波形の前後端部の波形の波高値を下げるようにして、切
換えショックを和らげている。

【０００９】

【実施例】以下図面を参照して本発明の第１実施例につ
いて説明する。図１は電動機の速度制御回路を示すブロ
ック図、図２はブロック図の各部位の信号波形を示す波
形図である。

【００１０】図１において、１１は交流電源である。こ
の交流電源１１はラインａ，ｂ、電源制御部１２を介し
て誘導電動機１３に供給される。この電源制御部１２は
例えばラインａ，ｂ毎にリレ−がそれぞれ設けられてい
るもので、それらリレ−のオン・オフ制御により交流電
源１１が選択的に誘導電動機１３に供給される。

【００１１】ラインｂの一点は電圧零点検出部１４に接
続される。この電圧零点検出部１４は交流電源１１の零
クロスに同期した検出信号を三角波信号発生部１５に出
力する。この三角波信号発生部１５は入力される第２の
スレッショルド電圧ＴＨｂに基づいて決定された繰り返
し周期を有する三角波信号を発生する。

【００１２】三角波信号発生部１５から出力された三角
波信号は制御信号発生部１６に入力される。この制御信
号発生部１６は外部制御信号（例えば、室内温度に応じ
て室内ファンの速度を調整することを意図して、室内温
度を検出するセンサの出力が導入される）に基づいて作
成された第１のスレッショルド電圧ＴＨａと三角波信号
との比較を行い、三角波信号が第１のスレッショルド電
圧ＴＨａを上回っている期間において、電源制御部１２
にリレ−を閉成させるオン信号ｏｎを出力する。

【００１３】ところで、第１のスレッショルド電圧ＴＨ
ａは第２のスレッショルド電圧ＴＨｂより大きく設定さ
れており、しかも第１のスレッショルド電圧ＴＨａと第
２のスレッショルド電圧ＴＨｂと三角波信号とのそれぞ
れの交点の間に交流電源１１の１サイクルが入るように
設定されている。

【００１４】次ぎに、上記のように構成された本発明の
一実施例の動作について説明する。まず、交流電源１１
の波形は図２（ａ）に示すように変化している。そし
て、電圧零点検出部１４は交流電源電圧１１の零クロス
点を検出し、図２（ｂ）に示すような零点検出信号を出
力する。

【００１５】また、制御信号発生部１６は入力される上
述した外部制御信号より三角波信号の繰返し周期を第２
のスレッショルド電圧ＴＨｂのレベルを決定することに
より行なう。そして、この第２のスレッショルド電圧Ｔ
Ｈｂを三角波信号発生部１５に出力する。

【００１６】さらに、制御信号発生部１６は第２のスレ
ッショルド電圧ＴＨｂより大きい第１のスレッショルド
電圧ＴＨａのレベルを決定する。この第１のスレッショ
ルド電圧ＴＨａのレベルにより交流電源電圧１１のうち
何サイクルの電圧を間引くかが決定される。この実施例
では１サイクルの交流電源が間引かれる。

【００１７】制御信号発生部１６は三角波信号発生部１
５から出力される三角波信号と第１のスレッショルド電
圧ＴＨａとを比較し、その三角波信号が第１のスレッシ
ョルド電圧ＴＨａを上回っている期間Ａにおいて、オン
信号ｏｎを電源制御部１２に出力する。この結果、電源
制御部１２は制御信号発生部１６からオン信号ｏｎが出
力されている期間Ａだけ交流電源１１を誘導電動機１３
に供給する。この結果、図２（ｆ）に示すように１サイ
クルの交流電源電圧ａが間引かれる。

【００１８】ところで、制御信号発生部１６は上述した
外部制御信号により図２（ｃ）に示すように第１のスレ
ッショルド電圧ＴＨａ′と第２のスレッショルド電圧Ｔ
Ｈｂ′を決定すると、第２のスレッショルド電圧ＴＨ
ｂ′で決定された三角波信号の繰り返し周期は第２のス
レッショルド電圧ＴＨｂで決定された三角波の繰り返し
周期より短く設定される。そして、電源制御部１２は三
角波信号が第１のスレッショルド電圧ＴＨａ′を上回っ
ている図２（ｇ）に示す期間Ａ′だけ交流電源１１を誘
導電動機１３に供給する。この結果、図２（ｉ）に示す
ように１サイクルの交流電源電圧ａ′が間引かれる。

【００１９】つまり、図６（ｂ）に示すように図６
（ａ）のｘで示した波数制御に対して図６ｙに示すよう
なきめの細かい波数制御が可能とされる。このため、電
動機１３の高速側の速度制御をきめ細かく制御すること
ができる。なお、電動機１３の中低速側の制御において
は第２のスレッショルド電圧ＴＨｂを固定にすることに
より、中低速側においては従来どおりの制御が行われ
る。

【００２０】次ぎに、図３及び図４を参照して本発明の
第２実施例について説明する。図３において、２１は交
流電源である。この交流電源２１はラインａ，ｂ、電流
制御スイッチ２２を介して誘導電動機２３に供給され
る。この電流制御スイッチ２２はスイッチが閉成される
と各ラインａ，ｂに抵抗が挿入される構成を有する。

【００２１】また、電流制限スイッチ２２をバイパスす
るように電流無制限スイッチ２４が設けられている。こ
の電流無制限スイッチ２４は電流制限スイッチ２２の両
端を接続／遮断するスイッチである。電流制限スイッチ
２２及び電流無制限スイッチ２４の開閉制御は制御信号
発生回路２５からの信号により行われる。

【００２２】ラインｂの一点は三角波発生部２６に接続
される。この三角波発生部２６は交流電源２１の零クロ
ス点に同期した三角波信号を制御信号発生回路２５に出
力する。

【００２３】この制御信号発生回路２５は入力される第
１のスレッショルド電圧ＴＨａ及び第２のスレッショル
ド電圧ＴＨｂに応じて電流制限スイッチ２２及び電流無
制限スイッチ２４にスイッチの開閉信号を出力する。

【００２４】第１及び第２のスレッショルド電圧ＴＨ
ａ，ＴＨｂはスレッショルド信号レベル発生部２７から
出力される。このスレッショルド信号レベル発生部２７
は入力される外部信号に基づいて第１及び第２のスレッ
ショルド電圧ＴＨａ，ＴＨｂを決定し出力する。ここ
で、第２のスレッショルド電圧ＴＨｂは第１のスレッシ
ョルド電圧ＴＨａより大きく設定されている。次ぎに、
上記のように構成された本発明の第２実施例の動作につ
いて説明する。

【００２５】まず、交流電源１１の波形は図４（ａ）に
示すように変化している。そして、三角波発生部２６は
交流電源１１の零クロス点に同期した図４（ｂ）に示す
ような三角波信号を制御信号発生回路２５に出力する。

【００２６】ここで、スレッショルド信号レベル発生部
２７は第１のスレッショルド電圧ＴＨａ及び第２のスレ
ッショルド電圧ＴＨｂを出力しているとすると、制御信
号発生回路２５は三角波信号が第１のスレッショルド電
圧ＴＨａを上回っている期間Ｃにおいて電流制限スイッ
チ２２を閉成させる信号を電流制限スイッチ２２に出力
する。このため、電流制限スイッチ２２が閉成されてい
る期間Ｃでは交流電源２１の波高値は交流電源２１より
も小さくなる。

【００２７】さらに、制御信号発生回路２５は三角波信
号が第２のスレッショルド電圧ＴＨｂを上回っている期
間Ｄにおいて電流無制限スイッチ２４を閉成させる信号
を電流無制限スイッチ２４に出力する。

【００２８】この結果、電流無制限スイッチ２４が閉じ
ている期間Ｄにおいては交流電源１１はそのまま電動機
２３に供給され、その前後の期間では電流制限スイッチ
２４を介して波高値が抑制された電源が電動機２３に供
給されるため、波数制御を切換えた際の切換えショック
を低減させることができる。

【００２９】ところで、スレッショルド信号レベル発生
部２７から第１のスレッショルド電圧ＴＨａ′及び第２
のスレッショルド電圧ＴＨｂ′が出力されているとする
と、制御信号発生回路２５は三角波信号が第１のスレッ
ショルド電圧ＴＨａ′を上回っている期間Ｅにおいて電
流制限スイッチ２２を閉成させる信号を電流制限スイッ
チ２２に出力する。このため、電流制限スイッチ２２が
閉成されている期間Ｅでは交流電源２１の波高値は交流
電源２１よりも小さくなる。

【００３０】さらに、制御信号発生回路２５は三角波信
号が第２のスレッショルド電圧ＴＨｂ′を上回っている
期間Ｆにおいて電流無制限スイッチ２４を閉成させる信
号を電流無制限スイッチ２４に出力する。

【００３１】この結果、電流無制限スイッチ２４が閉じ
ている期間Ｆにおいては交流電源１１はそのまま電動機
２３に供給され、その前後の期間では電流制限スイッチ
２４を介して波高値が抑制された電源が電動機２３に供
給される。

【００３２】以上のように上記第１実施例において、第
１のスレッショルド電圧ＴＨａと第２のスレッショルド
電圧ＴＨｂとの差を適宜設定することにより間引きする
波数を変更可能である。

【００３３】さらに、第２実施例においも第１のスレッ
ショルド電圧ＴＨａと第２のスレッショルド電圧ＴＨｂ
との差を適宜設定することにより交流電源１１が電動機
２３にそのまま供給される前後の期間の波数を変更する
ことができる。

【００３４】

【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、三
角波信号と第１及び第２のスレッショルド電圧に基づい
て波数制御を行うように構成したので、きめの細かい速
度制御を行うことができしかも速度切換え時のショック
による振動の発生を防止することができる電動機の速度
制御回路を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例に係わる電動機の速度制御
回路を示すブロック図。

【図２】第１実施例のブロック図の各部位の信号波形を
示す波形図。

【図３】本発明の第２実施例に係わる電動機の速度制御
回路を示すブロック図。

【図４】第２実施例のブロック図の各部位の信号波形を
示す波形図。

【図５】従来の波数制御を説明するための波形図。

【図６】従来と本発明の第１実施例の波数制御を説明す
るための図。

【符号の説明】

１１，２１…交流電源、１２…電源制御部、１３，２３
…誘導電動機、１４…電圧零点検出部、１５…三角波信
号発生部、１６…制御信号発生部、２２…電流制御スイ
ッチ、２４…電流無制限スイッチ、２５…制御信号発生
回路、２７…スレッショルド信号レベル発生部。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電動機と、この電動機を駆動するための
   交流電源と、この交流電源と前記電動機との間に介装さ
   れるスイッチ手段と、前記交流電源の零クロス点に同期
   した信号を出力する零点検出部と、前記電動機の速度制
   御信号に基づいて第１及び第２のスレッショルド電圧を
   出力する閾値出力手段と、前記零点検出部により検出さ
   れた前記交流電源の零クロス点に同期ししかも前記第２
   のスレッショルド電圧で繰返し周期が決定される三角波
   信号を出力する三角波信号発生部と、前記三角波信号が
   第１のスレッショルド電圧より大きい状態では前記スイ
   ッチ手段を閉成する制御信号を出力する制御部とを具備
   し、第１のスレッショルド電圧は第２のスレッショルド
   電圧よりも大きいことを特徴とする電動機の速度制御回
   路。
2. 【請求項２】 電動機と、この電動機を駆動するための
   交流電源と、この交流電源と前記電動機との間に介装さ
   れ前記交流電源を電圧降下させて前記電動機に供給する
   電流制限スイッチ手段と、この電流制限スイッチ手段を
   並列に接続され前記交流電源をそのまま前記電動機に供
   給する電流無制限スイッチ手段と、前記交流電源の零ク
   ロス点に同期した信号を出力する零点検出部と、前記零
   点検出部により検出された前記交流電源の零クロス点に
   同期し所定周期で繰返される三角波信号を出力する三角
   波信号発生部と、前記電動機の速度制御信号に基づいて
   第１のスレッショルド電圧及びこの第１のスレッショル
   ド電圧より大きい第２のスレッショルド電圧を出力する
   閾値出力手段と、この閾値出力手段から出力される第１
   のスレッショルド電圧より前記三角波信号が大きいと、
   前記電流制限スイッチ手段を閉成させ、第２のスレッシ
   ョルド電圧より前記三角波信号が大きいと前記電流無制
   限スイッチ手段を閉成させるように前記電流制限スイッ
   チ手段及び前記電流無制限スイッチ手段にオン・オフ信
   号を出力する制御信号発生部とを具備したことを特徴と
   する電動機の速度制御回路。