JPH06105564A - 交流電動機の制御装置 - Google Patents
交流電動機の制御装置Info
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- JPH06105564A JPH06105564A JP4249810A JP24981092A JPH06105564A JP H06105564 A JPH06105564 A JP H06105564A JP 4249810 A JP4249810 A JP 4249810A JP 24981092 A JP24981092 A JP 24981092A JP H06105564 A JPH06105564 A JP H06105564A
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- voltage control
- voltage
- electric motor
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 二個のスイッチング素子が同時にオンするこ
とによる短絡電流の発生を防止する。 【構成】 単相交流電源１と被制御される電動機３との
間に直列に接続したＡの電圧制御手段と、電動機３と並
列に接続したＢの電圧制御手段と、電動機３に並列に接
続したコンデンサ９と抵抗器８からなる電圧吸収回路と
を備えるとともに、上記二組の電圧制御手段の駆動切り
替え時にこれらの電圧制御手段が同時に短時間オフする
期間を設定する。 【効果】 デットタイム期間により二個のスイッチング
素子が同時にオンして短絡電流が流れることが防止さ
れ、その間に発生する誘導電流も電圧吸収回路で一時的
に吸収することができる。
とによる短絡電流の発生を防止する。 【構成】 単相交流電源１と被制御される電動機３との
間に直列に接続したＡの電圧制御手段と、電動機３と並
列に接続したＢの電圧制御手段と、電動機３に並列に接
続したコンデンサ９と抵抗器８からなる電圧吸収回路と
を備えるとともに、上記二組の電圧制御手段の駆動切り
替え時にこれらの電圧制御手段が同時に短時間オフする
期間を設定する。 【効果】 デットタイム期間により二個のスイッチング
素子が同時にオンして短絡電流が流れることが防止さ
れ、その間に発生する誘導電流も電圧吸収回路で一時的
に吸収することができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、交流電源を電源周波
数より早いスピードでスイッチングすることにより電動
機を制御する交流電動機の制御装置に関するものであ
る。
数より早いスピードでスイッチングすることにより電動
機を制御する交流電動機の制御装置に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】上記この種の従来の装置としては、例え
ば特公平３ー４３８６８号公報に開示されているように
負荷に供給する電圧を制御する交流電圧制御装置があ
る。これは交流電源と負荷との間にスイッチング素子を
直列接続し、このスイッチング素子を電源周波数より早
いスピードでスイッチングし、かつスイッチング素子の
オン時間を制御するようにしたものである。
ば特公平３ー４３８６８号公報に開示されているように
負荷に供給する電圧を制御する交流電圧制御装置があ
る。これは交流電源と負荷との間にスイッチング素子を
直列接続し、このスイッチング素子を電源周波数より早
いスピードでスイッチングし、かつスイッチング素子の
オン時間を制御するようにしたものである。
【０００３】上記した従来の交流電圧制御装置におい
て、スイッチング素子を電源周波数よりも高い周波数で
スイッチングさせ、かつスイッチング素子のオン時間を
制御することにより負荷に供給する電圧が制御されるこ
とになる。負荷がモータ等の誘導性負荷である場合に
は、スイッチング素子のオフ時に誘導電流が流れ、負荷
の端子間に大きな電圧が発生してしまうことになる。そ
こで、誘導性の負荷に正・負両方向のフライホイーリン
グを行なうフライホイール回路を並列接続し、フライホ
イール回路のフライホイール素子を電圧制御手段側のス
イッチング素子と交互に同期してオン／オフンさせ、電
圧制御手段側のスイッチング素子のオフ時に流れる誘導
電流をフライホイール素子を介して流すことにより、負
荷の端子間電圧を平均化している。
て、スイッチング素子を電源周波数よりも高い周波数で
スイッチングさせ、かつスイッチング素子のオン時間を
制御することにより負荷に供給する電圧が制御されるこ
とになる。負荷がモータ等の誘導性負荷である場合に
は、スイッチング素子のオフ時に誘導電流が流れ、負荷
の端子間に大きな電圧が発生してしまうことになる。そ
こで、誘導性の負荷に正・負両方向のフライホイーリン
グを行なうフライホイール回路を並列接続し、フライホ
イール回路のフライホイール素子を電圧制御手段側のス
イッチング素子と交互に同期してオン／オフンさせ、電
圧制御手段側のスイッチング素子のオフ時に流れる誘導
電流をフライホイール素子を介して流すことにより、負
荷の端子間電圧を平均化している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記のような交流電圧
制御装置で二個のスイッチング素子を同期して高速で交
互にオン／オフさせる場合、次のような問題がある。
制御装置で二個のスイッチング素子を同期して高速で交
互にオン／オフさせる場合、次のような問題がある。
【０００５】第１には、スイッチング素子がオンからオ
フするとき、及びオフからオンするときの動作に遅れ時
間があり、また、個々の素子間でも動作遅れ時間にばら
つきがあるため、二個のスイッチング素子の切替わり時
に同時にオンしてしまう期間が発生し、電源の短絡に伴
う過電流で素子が破壊されることがある。
フするとき、及びオフからオンするときの動作に遅れ時
間があり、また、個々の素子間でも動作遅れ時間にばら
つきがあるため、二個のスイッチング素子の切替わり時
に同時にオンしてしまう期間が発生し、電源の短絡に伴
う過電流で素子が破壊されることがある。
【０００６】第２には、通常このような装置では二個の
スイッチング素子の駆動状態における電位が異なるた
め、一つの信号発生回路からの信号で二個のスイッチン
グ素子を同期して駆動する場合、どちらか一方のスイッ
チング素子のゲート駆動にホトカプラを使用することが
多く、ホトカプラを使った場合その動作時間が他のスイ
ッチング素子の動作時間に比して遅いため、二個のスイ
ッチング素子を高速で同期して交互にオン／オフさせる
ことが困難になる。
スイッチング素子の駆動状態における電位が異なるた
め、一つの信号発生回路からの信号で二個のスイッチン
グ素子を同期して駆動する場合、どちらか一方のスイッ
チング素子のゲート駆動にホトカプラを使用することが
多く、ホトカプラを使った場合その動作時間が他のスイ
ッチング素子の動作時間に比して遅いため、二個のスイ
ッチング素子を高速で同期して交互にオン／オフさせる
ことが困難になる。
【０００７】第３には、このような装置において異なっ
た電位におかれた二個のスイッチング素子をオン／オフ
させるために、二個の独立した電源回路を必要とし、回
路構成が複雑でコストも高くつくことである。
た電位におかれた二個のスイッチング素子をオン／オフ
させるために、二個の独立した電源回路を必要とし、回
路構成が複雑でコストも高くつくことである。
【０００８】この発明は上記した従来の課題を解決する
ためになされたもので、その第１の目的は、二個のスイ
ッチング素子が同時にオンすることによる短絡電流の発
生を防止することであり、第２の目的は、回路構成の簡
素化とコストダウンを達成することである。
ためになされたもので、その第１の目的は、二個のスイ
ッチング素子が同時にオンすることによる短絡電流の発
生を防止することであり、第２の目的は、回路構成の簡
素化とコストダウンを達成することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】第１の発明に係る交流電
動機の制御装置は、交流電源と被制御される電動機との
間に直列に接続したＡの電圧制御手段と、電動機と並列
に接続したＢの電圧制御手段と、電動機に並列に接続し
たコンデンサと抵抗からなる電圧吸収回路とを備えると
ともに、上記二組の電圧制御手段の駆動切り替え時にこ
れらの電圧制御手段が同時に短時間オフする期間を設定
したものである。
動機の制御装置は、交流電源と被制御される電動機との
間に直列に接続したＡの電圧制御手段と、電動機と並列
に接続したＢの電圧制御手段と、電動機に並列に接続し
たコンデンサと抵抗からなる電圧吸収回路とを備えると
ともに、上記二組の電圧制御手段の駆動切り替え時にこ
れらの電圧制御手段が同時に短時間オフする期間を設定
したものである。
【００１０】第２の発明に係る交流電動機の制御装置
は、特に二組の電圧制御手段の駆動切り替え時におい
て、Ａのスイッチング素子をオフしてからＢのスイッチ
ング素子をオンするまでの時間と、Ｂのスイッチング素
子をオフしてからＡのスイッチング素子をオンするまで
の時間を異なる長さに設定したものである。
は、特に二組の電圧制御手段の駆動切り替え時におい
て、Ａのスイッチング素子をオフしてからＢのスイッチ
ング素子をオンするまでの時間と、Ｂのスイッチング素
子をオフしてからＡのスイッチング素子をオンするまで
の時間を異なる長さに設定したものである。
【００１１】第３の発明に係る交流電動機の制御装置
は、特に、Ａの電圧制御手段を駆動する電源の＋極と、
Ｂの電圧制御手段のダイオードブリッジの整流側−極端
子間に、電源の＋極側をアノードにしたダイオードとコ
ンデンサを直列に接続した回路を構成し、Ａの電圧制御
手段のスイッチング素子オン／オフに伴なってコンデン
サの端子間に発生する電荷を電源として、Ｂの電圧制御
手段のスイッチング素子を駆動するようにしたものであ
る。
は、特に、Ａの電圧制御手段を駆動する電源の＋極と、
Ｂの電圧制御手段のダイオードブリッジの整流側−極端
子間に、電源の＋極側をアノードにしたダイオードとコ
ンデンサを直列に接続した回路を構成し、Ａの電圧制御
手段のスイッチング素子オン／オフに伴なってコンデン
サの端子間に発生する電荷を電源として、Ｂの電圧制御
手段のスイッチング素子を駆動するようにしたものであ
る。
【００１２】
【作用】第１の発明においては、二組の電圧制御手段の
二個のスイッチング素子のオン／オフ切替わり時に、同
時にオフするデットタイム期間があるので、二個のスイ
ッチング素子が同時にオンして短絡電流が流れることが
防止され、その間に発生する誘導電流を電圧吸収回路で
一時的に吸収することができる。
二個のスイッチング素子のオン／オフ切替わり時に、同
時にオフするデットタイム期間があるので、二個のスイ
ッチング素子が同時にオンして短絡電流が流れることが
防止され、その間に発生する誘導電流を電圧吸収回路で
一時的に吸収することができる。
【００１３】第２の発明においては、二組の電圧制御手
段の二個のスイッチング素子を交互にオン／オフする場
合、ホトカプラなどの素子の駆動系の時間遅れを考慮し
て、Ａのスイッチング素子をオフしてからＢのスイッチ
ング素子をオンするまでの時間と、Ｂのスイッチング素
子をオフしてからＡのスイッチング素子をオンするまで
の時間を異なる長さに設定したため、ホトカプラを使っ
た場合でも、二個のスイッチング素子を高速で同期して
交互にオン／オフさせることができる。
段の二個のスイッチング素子を交互にオン／オフする場
合、ホトカプラなどの素子の駆動系の時間遅れを考慮し
て、Ａのスイッチング素子をオフしてからＢのスイッチ
ング素子をオンするまでの時間と、Ｂのスイッチング素
子をオフしてからＡのスイッチング素子をオンするまで
の時間を異なる長さに設定したため、ホトカプラを使っ
た場合でも、二個のスイッチング素子を高速で同期して
交互にオン／オフさせることができる。
【００１４】第３の発明においては、負荷と直列に接続
されている電圧制御手段側のスイッチング素子のオン／
オフ動作によって、電圧を発生させるブートストラップ
方式の電源回路が構成されているので、誘導電流を吸収
するフライホイール側のスイッチング素子の駆動電源が
簡略になる。
されている電圧制御手段側のスイッチング素子のオン／
オフ動作によって、電圧を発生させるブートストラップ
方式の電源回路が構成されているので、誘導電流を吸収
するフライホイール側のスイッチング素子の駆動電源が
簡略になる。
【００１５】
【実施例】図１はこの発明の実施例を示す交流電動機の
制御装置の回路構成図で、図２は同じく実施例の制御装
置の三角波発生器の出力電圧波形を示す説明図、図３は
同じく実施例の制御装置のコンパレータの出力電圧波形
を示す説明図、図４は同じく実施例の制御装置でのスイ
ッチング制御時の電動機両端の電圧波形を示す説明図、
図５は同じく実施例の制御装置の三角波発生器からの出
力電圧波形とコンパレータの出力電圧波形を示す説明図
である。
制御装置の回路構成図で、図２は同じく実施例の制御装
置の三角波発生器の出力電圧波形を示す説明図、図３は
同じく実施例の制御装置のコンパレータの出力電圧波形
を示す説明図、図４は同じく実施例の制御装置でのスイ
ッチング制御時の電動機両端の電圧波形を示す説明図、
図５は同じく実施例の制御装置の三角波発生器からの出
力電圧波形とコンパレータの出力電圧波形を示す説明図
である。
【００１６】図１において、１は単相交流電源、２は電
源トランス、３は誘導性負荷である電動機、４は単相交
流電源１と電動機３との間に直列接続されたダイオード
ブリッジＤＢ、５はダイオードブリッジＤＢ４の整流出
力側端子に接続され、電動機３の電圧をチョッピング制
御するＮ型電界効果トランジスタＦＥＴ、６は電動機３
と並列に接続されたダイオードブリッジＤＢ、７はダイ
オードブリッジＤＢ６の整流出力側端子に接続され、電
動機３から発生する逆起電圧を吸収するフライホイール
回路を構成するＮ型電界効果トランジスタＦＥＴ、８は
電動機３に並列に接続された抵抗器で、９はこの抵抗器
８に接続されたコンデンサであり、この抵抗器８とコン
デンサ９は、前記のフライホイール回路で吸収しきれな
いスイッチング時に発生する逆起電圧を一時的に吸収す
るためのスナバ回路構成としている。
源トランス、３は誘導性負荷である電動機、４は単相交
流電源１と電動機３との間に直列接続されたダイオード
ブリッジＤＢ、５はダイオードブリッジＤＢ４の整流出
力側端子に接続され、電動機３の電圧をチョッピング制
御するＮ型電界効果トランジスタＦＥＴ、６は電動機３
と並列に接続されたダイオードブリッジＤＢ、７はダイ
オードブリッジＤＢ６の整流出力側端子に接続され、電
動機３から発生する逆起電圧を吸収するフライホイール
回路を構成するＮ型電界効果トランジスタＦＥＴ、８は
電動機３に並列に接続された抵抗器で、９はこの抵抗器
８に接続されたコンデンサであり、この抵抗器８とコン
デンサ９は、前記のフライホイール回路で吸収しきれな
いスイッチング時に発生する逆起電圧を一時的に吸収す
るためのスナバ回路構成としている。
【００１７】１０は電動機３の電圧をチョッピング制御
する回路の電源を作るためのダイオードブリッジＤＢ、
１１はこの電源の平滑コンデンサ、１２は電圧を安定さ
せる３端子レギュレータＩＣ、１３は前記３端子レギュ
レータＩＣ１２の動作を安定させるためのコンデンサ、
１４はこの電源の高電位側の端子で、１５は同じく低電
位側の端子である。１６は、電動機３の逆起電圧を吸収
するフライホイール回路を構成するＮ型電界効果トラン
ジスタＦＥＴ７を駆動する回路の電源を作るため、電源
の高電位側の端子１４にアノード側を接続されたダイオ
ード、１７はこのダイオード１６のカソード側とダイオ
ードブリッジＤＢ６の整流側−極端子間に接続されたコ
ンデンサ、１８は電動機３の電圧をチョッピング制御す
るキャリア信号を発生する三角波発生器である。１９は
Ｎ型電界効果トランジスタＦＥＴ５を駆動する信号を発
生させるコンパレータＣＯ、２０はＮ型電界効果トラン
ジスタＦＥＴ７を駆動する信号を発生させるコンパレー
タＣＯである。
する回路の電源を作るためのダイオードブリッジＤＢ、
１１はこの電源の平滑コンデンサ、１２は電圧を安定さ
せる３端子レギュレータＩＣ、１３は前記３端子レギュ
レータＩＣ１２の動作を安定させるためのコンデンサ、
１４はこの電源の高電位側の端子で、１５は同じく低電
位側の端子である。１６は、電動機３の逆起電圧を吸収
するフライホイール回路を構成するＮ型電界効果トラン
ジスタＦＥＴ７を駆動する回路の電源を作るため、電源
の高電位側の端子１４にアノード側を接続されたダイオ
ード、１７はこのダイオード１６のカソード側とダイオ
ードブリッジＤＢ６の整流側−極端子間に接続されたコ
ンデンサ、１８は電動機３の電圧をチョッピング制御す
るキャリア信号を発生する三角波発生器である。１９は
Ｎ型電界効果トランジスタＦＥＴ５を駆動する信号を発
生させるコンパレータＣＯ、２０はＮ型電界効果トラン
ジスタＦＥＴ７を駆動する信号を発生させるコンパレー
タＣＯである。
【００１８】２１は可変抵抗器、２２，２３はそれぞれ
抵抗器で、これらはコンパレータＣＯ１９，２０へ入力
する基準電圧Ｓ１、Ｓ２を作るためのもので、抵抗器２
２により基準電圧Ｓ２は基準電圧Ｓ１よりわずかに高い
電圧に設定されている。この基準電圧Ｓ１、Ｓ２は可変
抵抗器２１を操作することによってその電圧レベルをシ
フトすることができる。抵抗器２４、抵抗器２５、ダイ
オード２６は、コンパレータＣＯ１９の動作を安定させ
るため、出力電圧を入力にフィードバックし、動作にわ
ずかなヒステリシスを設定するためのものである。ま
た、抵抗器２７，２８、ダイオード２９も同様にコンパ
レータＣＯ２０の動作を安定させるためわずかなヒステ
リシスを設定するためのものである。
抵抗器で、これらはコンパレータＣＯ１９，２０へ入力
する基準電圧Ｓ１、Ｓ２を作るためのもので、抵抗器２
２により基準電圧Ｓ２は基準電圧Ｓ１よりわずかに高い
電圧に設定されている。この基準電圧Ｓ１、Ｓ２は可変
抵抗器２１を操作することによってその電圧レベルをシ
フトすることができる。抵抗器２４、抵抗器２５、ダイ
オード２６は、コンパレータＣＯ１９の動作を安定させ
るため、出力電圧を入力にフィードバックし、動作にわ
ずかなヒステリシスを設定するためのものである。ま
た、抵抗器２７，２８、ダイオード２９も同様にコンパ
レータＣＯ２０の動作を安定させるためわずかなヒステ
リシスを設定するためのものである。
【００１９】３０はオープンコレクタであるコンパレー
タＣＯ１９の出力をプルアップする抵抗器、３１はコン
パレータＣＯ２０の出力信号を異なる回路に接続されて
いるＮ型電界効果トランジスタＦＥＴ７に伝達するため
のホトカプラＰＣ、３２はオープンコレクタであるコン
パレータＣＯ２０の出力をプルアップするとともに、ホ
トカプラＰＣ３１の入力側ダイオードに流れる電流を制
限する抵抗器、３３はホトカプラＰＣ３１の出力信号を
反転してＮ型電界効果トランジスタＦＥＴ７に伝達する
ＮＰＮ型のバイポーラトランジスタＴＲ、３４，３５は
それぞれプルアップ用の抵抗器である。
タＣＯ１９の出力をプルアップする抵抗器、３１はコン
パレータＣＯ２０の出力信号を異なる回路に接続されて
いるＮ型電界効果トランジスタＦＥＴ７に伝達するため
のホトカプラＰＣ、３２はオープンコレクタであるコン
パレータＣＯ２０の出力をプルアップするとともに、ホ
トカプラＰＣ３１の入力側ダイオードに流れる電流を制
限する抵抗器、３３はホトカプラＰＣ３１の出力信号を
反転してＮ型電界効果トランジスタＦＥＴ７に伝達する
ＮＰＮ型のバイポーラトランジスタＴＲ、３４，３５は
それぞれプルアップ用の抵抗器である。
【００２０】上記の構成の交流電動機の制御装置におい
て、三角波発生器１８から図２に示すように例えば、周
波数１６（ｋＨｚ）、振幅２．０（Ｖ）の信号が出力さ
れているとすると、この信号はチョッパ制御におけるキ
ャリア信号であり、コンパレータＣＯ１９，２０の反転
入力端子（−）に入力されている。またコンパレータＣ
Ｏ１９，２０の非反転入力端子（＋）には基準電圧Ｓ
１，Ｓ２が入力されており、例えばＳ１は１．０
（Ｖ）、Ｓ２は１．１（Ｖ）に設定されているとする。
コンパレータＣＯ１９，２０はこれら入力電圧を比較
し、非反転入力端子（＋）の電圧が反転入力端子（−）
の電圧より高いときはＨｉ、その逆のときはＬｏを出力
する。この場合、図３に示すようにコンパレータＣＯ１
９の出力にはＨｉの期間とＬｏの期間がほぼ等しい方形
波が出力される。コンパレータＣＯ２０の出力はコンパ
レータＣＯ１９の出力に同期しているが、Ｈｉの期間が
Ｌｏの期間よりわずかに長い方形波となる。
て、三角波発生器１８から図２に示すように例えば、周
波数１６（ｋＨｚ）、振幅２．０（Ｖ）の信号が出力さ
れているとすると、この信号はチョッパ制御におけるキ
ャリア信号であり、コンパレータＣＯ１９，２０の反転
入力端子（−）に入力されている。またコンパレータＣ
Ｏ１９，２０の非反転入力端子（＋）には基準電圧Ｓ
１，Ｓ２が入力されており、例えばＳ１は１．０
（Ｖ）、Ｓ２は１．１（Ｖ）に設定されているとする。
コンパレータＣＯ１９，２０はこれら入力電圧を比較
し、非反転入力端子（＋）の電圧が反転入力端子（−）
の電圧より高いときはＨｉ、その逆のときはＬｏを出力
する。この場合、図３に示すようにコンパレータＣＯ１
９の出力にはＨｉの期間とＬｏの期間がほぼ等しい方形
波が出力される。コンパレータＣＯ２０の出力はコンパ
レータＣＯ１９の出力に同期しているが、Ｈｉの期間が
Ｌｏの期間よりわずかに長い方形波となる。
【００２１】コンパレータＣＯ１９の出力信号はＮ型電
界効果トランジスタＦＥＴ５のゲートに伝えられ、Ｈｉ
の時はＮ型電界効果トランジスタＦＥＴ５がオン、Ｌｏ
の時はＮ型電界効果トランジスタＦＥＴ５がオフ状態に
なる。またコンパレータＣＯ２０の出力信号はホトカプ
ラＰＣ３１を経てトランジスタＴＲ３３に伝えられ、さ
らにトランジスタＴＲ３３の動作により、信号のＨｉ／
Ｌｏの関係が逆転（インバート）された後、Ｎ型電界効
果トランジスタＦＥＴ７のゲートに伝えられる。このた
めコンパレータＣＯ２０の出力信号がＨｉの時はＮ型電
界効果トランジスタＦＥＴ７がオフ、Ｌｏの時はＮ型電
界効果トランジスタＦＥＴ７がオンの状態になる。即
ち、Ｎ型電界効果トランジスタＦＥＴ５とＮ型電界効果
トランジスタＦＥＴ７は、三角波発生器１８の信号に同
期して交互にオン／オフの動作を繰り返す。
界効果トランジスタＦＥＴ５のゲートに伝えられ、Ｈｉ
の時はＮ型電界効果トランジスタＦＥＴ５がオン、Ｌｏ
の時はＮ型電界効果トランジスタＦＥＴ５がオフ状態に
なる。またコンパレータＣＯ２０の出力信号はホトカプ
ラＰＣ３１を経てトランジスタＴＲ３３に伝えられ、さ
らにトランジスタＴＲ３３の動作により、信号のＨｉ／
Ｌｏの関係が逆転（インバート）された後、Ｎ型電界効
果トランジスタＦＥＴ７のゲートに伝えられる。このた
めコンパレータＣＯ２０の出力信号がＨｉの時はＮ型電
界効果トランジスタＦＥＴ７がオフ、Ｌｏの時はＮ型電
界効果トランジスタＦＥＴ７がオンの状態になる。即
ち、Ｎ型電界効果トランジスタＦＥＴ５とＮ型電界効果
トランジスタＦＥＴ７は、三角波発生器１８の信号に同
期して交互にオン／オフの動作を繰り返す。
【００２２】Ｎ型電界効果トランジスタＦＥＴ５がオン
の時は電動機３に単相交流電源１が通電され、Ｎ型電界
効果トランジスタＦＥＴ５がオフの時は電動機３への通
電が遮断される。Ｎ型電界効果トランジスタＦＥＴ５の
オン周期間とオフ周期間の比率は可変抵抗器２１の操作
により変更できる。即ち、基準電圧Ｓ１，Ｓ２を高くす
ればＮ型電界効果トランジスタＦＥＴ５のオン期間が長
くなり、負荷である電動機３への通電電力が大きくな
り、基準電圧Ｓ１，Ｓ２を低くすれば逆に電動機３への
通電電力が小さくなる。
の時は電動機３に単相交流電源１が通電され、Ｎ型電界
効果トランジスタＦＥＴ５がオフの時は電動機３への通
電が遮断される。Ｎ型電界効果トランジスタＦＥＴ５の
オン周期間とオフ周期間の比率は可変抵抗器２１の操作
により変更できる。即ち、基準電圧Ｓ１，Ｓ２を高くす
ればＮ型電界効果トランジスタＦＥＴ５のオン期間が長
くなり、負荷である電動機３への通電電力が大きくな
り、基準電圧Ｓ１，Ｓ２を低くすれば逆に電動機３への
通電電力が小さくなる。
【００２３】誘導性負荷である電動機３に流れる電流を
チョッピング制御する場合、逆起電圧が発生するが、こ
の制御装置では次のような動作でこれを吸収する。まず
Ｎ型電界効果トランジスタＦＥＴ５がオンし、ダイオー
ドブリッジＤＢ４を経由して電動機３に電流を流してい
るとする。所定時間が経過するとＮ型電界効果トランジ
スタＦＥＴ５がオフし、この時電動機３から発生する逆
起電圧は、電動機３と並列に接続された抵抗器８とコン
デンサ９で構成されたスナバ回路で一時的に吸収され
る。約１．６（μｓ）後、今度はフライホイール回路を
構成するＮ型電界効果トランジスタＦＥＴ７がオンし、
ダイオードブリッジＤＢ６を経由して、まだ流れ続けよ
うとする電流を電動機３に戻し逆起電圧を吸収するとと
もに、コンデンサ９に蓄えられた電荷を放電させる。さ
らに所定時間が経過するとＮ型電界効果トランジスタＦ
ＥＴ７をオフし、約１．６（μｓ）後、Ｎ型電界効果ト
ランジスタＦＥＴ５を再びオンさせ、以後同様の動作を
繰り返す。キャリア信号が１６（ｋＨｚ）の場合この周
期は６２．５（μｓ）である。このようにして発生する
逆起電圧を抑制しながら、二個のスイッチング素子によ
り電動機３のチョッピング制御が行なわれる。この時の
電動機３の両端の電圧波形は図４に示すようになる。
チョッピング制御する場合、逆起電圧が発生するが、こ
の制御装置では次のような動作でこれを吸収する。まず
Ｎ型電界効果トランジスタＦＥＴ５がオンし、ダイオー
ドブリッジＤＢ４を経由して電動機３に電流を流してい
るとする。所定時間が経過するとＮ型電界効果トランジ
スタＦＥＴ５がオフし、この時電動機３から発生する逆
起電圧は、電動機３と並列に接続された抵抗器８とコン
デンサ９で構成されたスナバ回路で一時的に吸収され
る。約１．６（μｓ）後、今度はフライホイール回路を
構成するＮ型電界効果トランジスタＦＥＴ７がオンし、
ダイオードブリッジＤＢ６を経由して、まだ流れ続けよ
うとする電流を電動機３に戻し逆起電圧を吸収するとと
もに、コンデンサ９に蓄えられた電荷を放電させる。さ
らに所定時間が経過するとＮ型電界効果トランジスタＦ
ＥＴ７をオフし、約１．６（μｓ）後、Ｎ型電界効果ト
ランジスタＦＥＴ５を再びオンさせ、以後同様の動作を
繰り返す。キャリア信号が１６（ｋＨｚ）の場合この周
期は６２．５（μｓ）である。このようにして発生する
逆起電圧を抑制しながら、二個のスイッチング素子によ
り電動機３のチョッピング制御が行なわれる。この時の
電動機３の両端の電圧波形は図４に示すようになる。
【００２４】図１における三角波発生器１８を、例えば
図５に示すように立上がりが４２．５（μｓ）、立下が
りが２０（μｓ）の立上がりと立下がり時間の異なる鋸
歯状の波形をキャリア信号として出力するものとする
と、先に説明したように、コンパレータＣＯ１９，２０
の動作により、Ｎ型電界効果トランジスタＦＥＴ５がオ
フしてから約２．１（μｓ）後にＮ型電界効果トランジ
スタＦＥＴ７がオンし、Ｎ型電界効果トランジスタＦＥ
Ｔ７がオフしてから約１．０（μｓ）後にＮ型電界効果
トランジスタＦＥＴ５がオンすることになる。このよう
な制御装置ではオン動作の時間遅れが大きいホトカプラ
等を使用する場合でも素子の特性に合せた最適な切替え
時間が設定できる。
図５に示すように立上がりが４２．５（μｓ）、立下が
りが２０（μｓ）の立上がりと立下がり時間の異なる鋸
歯状の波形をキャリア信号として出力するものとする
と、先に説明したように、コンパレータＣＯ１９，２０
の動作により、Ｎ型電界効果トランジスタＦＥＴ５がオ
フしてから約２．１（μｓ）後にＮ型電界効果トランジ
スタＦＥＴ７がオンし、Ｎ型電界効果トランジスタＦＥ
Ｔ７がオフしてから約１．０（μｓ）後にＮ型電界効果
トランジスタＦＥＴ５がオンすることになる。このよう
な制御装置ではオン動作の時間遅れが大きいホトカプラ
等を使用する場合でも素子の特性に合せた最適な切替え
時間が設定できる。
【００２５】図１において、スイッチング素子であるＮ
型電界効果トランジスタＦＥＴ５がオンしているとき、
電源の高電位側の端子１４からダイオード１６、コンデ
ンサ１７、ダイオードブリッジＤＢ６、さらにダイオー
トブリッジＤＢ４、Ｎ型電界効果トランジスタＦＥＴ５
を経て低電位側の端子１５に電流が流れ、コンデンサ１
７が充電される。次にＮ型電界効果トランジスタＦＥＴ
５がオフすると、コンデンサ１７と低電位側の端子１５
とが切り離され、コンデンサ１７に充電された電荷によ
り、ダイオード１６との接続側Ｖ２を＋極、ダイオード
ブリッジＤＢ６との接続側Ｇ２を−極とする電源ができ
る。次のタイミングでホトカプラＰＣ３１がオンした
時、トランジスタＴＲ３３がオフし、コンデンサ１７に
蓄えられた電荷により抵抗器３５を経てＮ型電界効果ト
ランジスタＦＥＴ７のゲートに電圧が加えられＮ型電界
効果トランジスタＦＥＴ７がオンする。即ち、誘導電流
を吸収するフライホイール側のスイッチング素子の駆動
電源が簡略になる。
型電界効果トランジスタＦＥＴ５がオンしているとき、
電源の高電位側の端子１４からダイオード１６、コンデ
ンサ１７、ダイオードブリッジＤＢ６、さらにダイオー
トブリッジＤＢ４、Ｎ型電界効果トランジスタＦＥＴ５
を経て低電位側の端子１５に電流が流れ、コンデンサ１
７が充電される。次にＮ型電界効果トランジスタＦＥＴ
５がオフすると、コンデンサ１７と低電位側の端子１５
とが切り離され、コンデンサ１７に充電された電荷によ
り、ダイオード１６との接続側Ｖ２を＋極、ダイオード
ブリッジＤＢ６との接続側Ｇ２を−極とする電源ができ
る。次のタイミングでホトカプラＰＣ３１がオンした
時、トランジスタＴＲ３３がオフし、コンデンサ１７に
蓄えられた電荷により抵抗器３５を経てＮ型電界効果ト
ランジスタＦＥＴ７のゲートに電圧が加えられＮ型電界
効果トランジスタＦＥＴ７がオンする。即ち、誘導電流
を吸収するフライホイール側のスイッチング素子の駆動
電源が簡略になる。
【００２６】
【発明の効果】以上実施例による説明からも明らかなよ
うに、第１の発明によれば、二組の電圧制御手段の二個
のスイッチング素子のオン動作の切替え時に、両素子が
同時にオフする時間が設定されているので、高速で駆動
する回路に動作遅れが大きい一般のスイッチング素子を
使用する場合でも、短絡による過電流で素子が破壊する
ような不都合を防止でき、その間に発生する誘導電流も
電圧吸収回路で一時的に吸収することができる。
うに、第１の発明によれば、二組の電圧制御手段の二個
のスイッチング素子のオン動作の切替え時に、両素子が
同時にオフする時間が設定されているので、高速で駆動
する回路に動作遅れが大きい一般のスイッチング素子を
使用する場合でも、短絡による過電流で素子が破壊する
ような不都合を防止でき、その間に発生する誘導電流も
電圧吸収回路で一時的に吸収することができる。
【００２７】第２の発明によれば、二個のスイッチング
素子のオン動作の切替え時に、両素子がオフする時間の
長さをそれぞれ異なった時間に設定されるため、ホトカ
プラのように他のスイッチング素子と比較して動作遅れ
が大きい素子を使用する場合でも最適な時間に設定する
ことができ、スイッチング素子を高速で同期駆動させる
ことができる。
素子のオン動作の切替え時に、両素子がオフする時間の
長さをそれぞれ異なった時間に設定されるため、ホトカ
プラのように他のスイッチング素子と比較して動作遅れ
が大きい素子を使用する場合でも最適な時間に設定する
ことができ、スイッチング素子を高速で同期駆動させる
ことができる。
【００２８】第３の発明によれば、フライホイール回路
側に、トランスや電圧安定回路等からなる独立した電源
を必要とせず、わずかな部品で電源が構成できるので、
フライホイール側の駆動電源が簡略になり、コストも低
減する。
側に、トランスや電圧安定回路等からなる独立した電源
を必要とせず、わずかな部品で電源が構成できるので、
フライホイール側の駆動電源が簡略になり、コストも低
減する。
【図１】この発明の実施例を示す交流電動機の制御装置
の回路構成図である。
の回路構成図である。
【図２】同じく実施例の制御装置の三角波発生器の出力
電圧波形を示す説明図である。
電圧波形を示す説明図である。
【図３】同じく実施例の制御装置のコンパレータの出力
電圧波形を示す説明図である。
電圧波形を示す説明図である。
【図４】同じく実施例の制御装置でのスイッチング制御
時の電動機両端の電圧波形を示す説明図である。
時の電動機両端の電圧波形を示す説明図である。
【図５】同じく実施例の制御装置の三角波発生器からの
出力電圧波形とコンパレータの出力電圧波形を示す説明
図である。
出力電圧波形とコンパレータの出力電圧波形を示す説明
図である。
１ 単相交流電源 ３ 電動機 ４ ダイオードブリッジＤＢ ５ Ｎ型電界効果トランジスタＦＥＴ ６ ダイオードブリッジＤＢ ７ Ｎ型電界効果トランジスタＦＥＴ ８ 抵抗器 ９ コンデンサ １０ ダイオードブリッジＤＢ １３ コンデンサ １４ 高電位側の端子 １５ 低電位側の端子 １６ ダイオード １７ コンデンサ １８ 三角波発生器 １９ コンパレータＣＯ ２０ コンパレータＣＯ
Claims (3)
- 【請求項１】 ダイオードブリッジとスイッチング素子
からなるＡとＢの二組の電圧制御手段をもち、Ａの電圧
制御手段を交流電源と被制御される電動機との間に直列
に接続し、Ｂの電圧制御手段を上記電動機と並列に接続
し、上記これらの電圧制御手段を電源周波数より早い周
期で交互に駆動して上記電動機に供給する電力を制御す
る制御装置であって、上記電動機に並列にコンデンサと
抵抗からなる電圧吸収回路を接続するとともに、上記二
組の電圧制御手段の駆動切り替え時にこれらの電圧制御
手段が同時に短時間オフする期間を設定したことを特徴
とする交流電動機の制御装置。 - 【請求項２】 二組の電圧制御手段の駆動切り替え時に
おいて、Ａのスイッチング素子をオフしてからＢのスイ
ッチング素子をオンするまでの時間と、Ｂのスイッチン
グ素子をオフしてからＡのスイッチング素子をオンする
までの時間を異なる長さに設定したことを特徴とする請
求項１に記載の交流電動機の制御装置。 - 【請求項３】 Ａの電圧制御手段を駆動する電源の＋極
と、Ｂの電圧制御手段のダイオードブリッジの整流側−
極端子間に、上記電源の＋極側をアノードにしたダイオ
ードとコンデンサを直列に接続した回路を構成し、Ａの
電圧制御手段のスイッチング素子オン／オフに伴なって
上記コンデンサの端子間に発生する電荷を電源として、
Ｂの電圧制御手段のスイッチング素子を駆動するように
したことを特徴とする請求項１に記載の交流電動機の制
御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4249810A JPH06105564A (ja) | 1992-09-18 | 1992-09-18 | 交流電動機の制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4249810A JPH06105564A (ja) | 1992-09-18 | 1992-09-18 | 交流電動機の制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06105564A true JPH06105564A (ja) | 1994-04-15 |
Family
ID=17198547
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4249810A Pending JPH06105564A (ja) | 1992-09-18 | 1992-09-18 | 交流電動機の制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06105564A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105763129A (zh) * | 2016-03-31 | 2016-07-13 | 广东美的环境电器制造有限公司 | 电机调速装置的死区时间确定方法及电机调速装置 |
| CN107095578A (zh) * | 2017-05-23 | 2017-08-29 | 深圳前海小智萌品科技有限公司 | 马达精准控制装置、自动冲奶机及其出粉控制方法 |
-
1992
- 1992-09-18 JP JP4249810A patent/JPH06105564A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105763129A (zh) * | 2016-03-31 | 2016-07-13 | 广东美的环境电器制造有限公司 | 电机调速装置的死区时间确定方法及电机调速装置 |
| CN107095578A (zh) * | 2017-05-23 | 2017-08-29 | 深圳前海小智萌品科技有限公司 | 马达精准控制装置、自动冲奶机及其出粉控制方法 |
| CN107095578B (zh) * | 2017-05-23 | 2022-11-08 | 深圳前海小智萌品科技有限公司 | 马达精准控制装置、自动冲奶机及其出粉控制方法 |
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