JPH0620171Y2

JPH0620171Y2 - 電力制御装置

Info

Publication number: JPH0620171Y2
Application number: JP8714586U
Authority: JP
Inventors: 正博垣添; 貞彰馬場; 守梅村
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1986-06-10
Filing date: 1986-06-10
Publication date: 1994-05-25
Anticipated expiration: 2001-06-10
Also published as: JPS62199818U

Description

【考案の詳細な説明】［産業上の利用分野］本考案はサイリスタを制御信号によりオン・オフし、オ
ン・オフ時間の比によって電気炉の負荷電力を制御する
サイクル制御方式による電力制御装置に関する。

［従来の技術］サイクル制御方式による電力制御装置は、電気炉の温度
を検出し、検出した温度が高いときは、ヒータに電圧を
印加する時間を短くし、検出した温度は低いときは、ヒ
ータに電圧を印加する時間を長くすることにより、電気
炉の温度を制御するものである。

第４図は係るサイクル制御方式による従来の電力制御装
置の回路図である、この電力制御装置は入力回路(A)、
三角波発生回路(B)、サイクル制御回路(C)及び無接点ス
イッチ回路(D)から構成されている。入力回路(A)は電気
炉の温度を検出し、この検出温度と設定温度との差に応
じて出力される温度制御器（図示せず）の制御信号
(1)、制御信号(1)を電圧信号に変換する抵抗器(R1)、入
力抵抗器(R2)、高入力インピーダンス・低出力インピー
ダンスのインピーダンス変換器(4)、制御信号(1)の極性
が逆に接続された場合に、インピーダンス変換器(4)に
入力される電圧を制限するダイオード(2)、可変抵抗器
(VR)及び抵抗器(R3)から構成されている。なお、可変抵
抗器(VR)と抵抗器(R3)とは直列回路を構成し、該直列回
路の可変抵抗器(VR)側の端子はインピーダンス変換器
(4)の出力端子に接続されると共に抵抗器(R3)側の端子
は接地側に接続されている。また、この直列回路はイン
ピーダンス変換器(4)の出力電圧、つまり制御信号に対
応する制御電圧を分圧する分圧回路として作用し、可変
抵抗器(VR)の設定率に対応した分圧電圧が得られる。

なお、この明細書で単に抵抗器というときは、可変抵抗
器に対して固定抵抗器を意味するものとする。

次に、三角波発生回路(B)はシュミットトリガ回路と積
分回路とから構成されている。即ち、演算増幅器(5)、
抵抗器(R4)及び(R5)から方形波を出力するシュミットト
リガ回路が構成されており、演算増幅器(6)、可変抵抗
器(7)、抵抗器(R6)、(R7)及びコンデンサ(C1)からシュ
ミットトリガ回路の出力する方形波を積分して三角波電
圧を出力する積分回路が構成されている。この三角波発
生回路(B)は、端子(Vi)に印加される電圧により三角波
電圧の中心電圧が設定され、可変抵抗器(7)により三角
波電圧の周期が設定されるようになっている。

次に、サイクル制御回路(C)は可変抵抗器(VR)を介して
出力される分圧電圧と三角波電圧とを比較し、分圧電圧
が三角波電圧よりも大きければ、ハイレベル「Ｈ」をと
る比較信号を出力し、分圧電圧が三角波電圧よりも小さ
ければ、ローレベル「Ｌ」をとる比較信号を出力するコ
ンパレータ(8)、抵抗器(R8)、コンパレータ(8)がハイレ
ベル「Ｈ」なる比較電圧を出力すると点灯する発光ダイ
オード(9)、抵抗器(R9)及びコンパレータ(8)の比較信号
によりスイッチング動作するトランジスタ(10)から構成
されている。トランジスタ(10)はコンパレータ(8)がハ
イレベル「Ｈ」をとる比較信号を出力するとオンとな
り、ローレベル「Ｌ」をとる比較信号を出力すると、即
ち、上記比較信号はハイレベル「Ｈ」が有意である。

次に、無接点スイッチ回路(D)は第５図に示すように、
交流電圧の０電位を検出してトリガ信号を出力するゼロ
クロストリガ回路(15)、アンド回路(16)、パルストラン
ス(18)、サイリスタ(17)、コンデンサ(19)及び抵抗器(2
0)から構成されている。なお、コンデンサ(19)及び抵抗
器(20)はサイリスタ(17)のサージを吸収するサージ吸収
回路を構成する。又、(14)は電源、(13)は電気炉のヒー
タ(13)である。ゼロクロストリガ回路(15)はトランジス
タ(10)がオンになった直後の電源の０電位によりサイリ
スタ(17)をオンにし、トランジスタ(10)がオフになった
直後の電源(14)の０電位によりサイリスタ(17)をオフに
する。

次に、従来の電力制御装置の動作について説明する。ま
ず、温度調整器が電気炉の温度を検出し、検出した温度
に基づいて電気炉内の温度を設定値に近付けるような制
御信号(1)を例えば４〜20mAの直流電流範囲で出力す
る。制御信号(1)は抵抗器(R1)により電圧変換され、イ
ンピーダンス変換器(4)によりインピーダンス変換さ
れ、さらに可変抵抗器(VR)により分圧され、コンパレー
タ(8)に入力される。

一方、三角波発生回路が第７図(a)に示す三角波電圧を
出力し、コンパレータ(8)は分圧電圧と三角波電圧とを
比較し、第７図(b)に示すように分圧電圧が三角波電圧
より大きければ第７図(c)に示すようにハイレベル
「Ｈ」をとる比較信号を出力し、分圧電圧が三角波電圧
よりも小さければローレベル「Ｌ」をとる比較信号を出
力する。

次いで、トランジスタ(10)が第７図(c)に示す比較信号
によりオン・オフし、ゼロクロストリガ回路(15)がパル
ストランス(18)を介してサイリスタ(17)をオン・オフす
る。

上記構成の従来の電力制御装置は、第６図に示すように
制御電流が４〜20mAの範囲で変化するのに伴ない、電圧
は(a)点で例えば１〜５Ｖ、(b)点で例えば0.2〜１Ｖの
範囲で変化する。又、４〜20mAの範囲で変化する制御電
流とサイリスタ(17)のオン・オフによる通電率とは、第
８図に示すように可変抵抗器(VR)の抵抗値をパラメータ
とする関数になる。

［考案が解決しようとする問題点］ところで、上記構成の従来の電力制御装置は、可変抵抗
器(VR)の設定率が、例えば２５％程度の場合、制御電流
(1)が４〜10mAの間はサイリスタ(17)の通電率は０％に
なる。通電率が０％である間は電気炉を加熱しないの
で、電気炉内の検出温度値と温度調整器との偏差に基づ
く温度制御が行なわれなくなってしまうという問題があ
った。

本考案は上記問題点を解決するためになされたもので、
可変抵抗器(VR)の設定率が低いときに、制御信号(1)の
レベルが低くなっても温度制御を行ない得る電力制御装
置を提供することを目的とする。

［問題点を解決するための手段］本考案に係る電力制御装置は、制御すべき温度に対応す
る制御信号を電圧変換して、該制御信号に対応する制御
電圧を出力する制御電圧出力手段と、可変抵抗器と固定
抵抗器との直列回路の可変抵抗器側の端子を制御電圧出
力手段の出力端子に接続すると共に固定抵抗器側の端子
を制御電圧出力手段の接地側に接続し、可変抵抗器と固
定抵抗器との直列回路に加えられる制御電圧を可変抵抗
器により分圧する分圧手段と、三角波電圧を出力する三
角波発生手段と、可変抵抗器により分圧された分圧電圧
と三角波電圧とを比較し、その比較結果に応じた有意の
期間と無意の期間とを持った比較信号を出力する電圧比
較手段と、サイリスタにより構成され、電圧比較手段の
比較信号が有意のときに被温度制御対象に通電し加熱さ
せるスイッチ手段とを有し、該スイッチ手段の開閉によ
り被温度制御対象をサイクル制御する電力制御装置にお
いて、分圧手段の可変抵抗器と固定抵抗器との間に、制
御信号の最小値に対応する電圧を加える電圧出力手段を
備えたものである。

［作用］本考案においては、可変抵抗器と固定抵抗器との直列回
路の可変抵抗器側の端子を制御電圧出力手段の出力端子
に接続すると共に固定抵抗器側の端子を制御電圧出力手
段の接地側に接続し、制御電圧を可変抵抗器により分圧
する分圧手段を有するものにおいて、該分圧手段の可変
抵抗器と固定抵抗器との間に制御信号の最小値に対応す
る電圧を加える電圧出力手段を備えているから、可変抵
抗器の設定率が低いときに、制御信号のレベルが低くな
ってもスイッチ手段の通電率が０％になるこが防止され
る。

［実施例］以下、本考案の一実施例を添付図面を参照して詳細に説
明する。

第１図は本考案に係る電力制御装置の主要部の回路図で
ある。なお、第１図において、第４図と同様の機能を果
たす部分については同一の符号を付し、その説明は省略
する。(21)は演算増幅器、(22)は入力端子である。演算
増幅器(21)は非反転入力端子(22)に制御信号(1)の最小
値に対応する値の定電圧Ｖｃが印加されており、出力電
圧は可変抵抗器(VR)と抵抗器(R3)との間に印加されてい
る。即ち、制御信号(1)が４〜20mAの範囲で変化すると
きに、４mAに対応する１Ｖの電圧が演算増幅器(21)の入
力端子(22)に加えられ、その出力である１Ｖが常に(b)
点に加えられている。

上記構成の電力制御装置は、第２図に示すように制御信
号(1)が４〜20mAの範囲で変化するのに伴ない、(a)点の
電圧が１〜５Ｖの範囲で変化し、(b)点の電圧が１Ｖを
保持する。従って、４〜20mAの範囲で変化する制御電流
とサイリスタ(17)の通電率とが可変抵抗器(VR)の設定率
をパラメータとする関数になるが、第３図に示すように
サイリスタ(17)の通電率は、可変抵抗器(VR)の設定率に
関係なく、制御電流(1)の変化に比例し、電気炉のサイ
クル制御がなされることになる。

［考案の効果］以上説明したように本考案によれば、可変抵抗器と固定
抵抗器との直列回路の可変抵抗器側の端子を制御電圧出
力手段の出力端子に接続すると共に固定抵抗器側の端子
を制御電圧出力手段の接地側に接続し、制御電圧を可変
抵抗器により分圧する分圧手段を有するものにおいて、
該分圧手段の可変抵抗器と固定抵抗器との間に制御信号
の最小値に対応する電圧を加える電圧出力手段を備えて
いるから、可変抵抗器の設定率が低いときに、制御信号
のレベルが低くなってもスイッチ手段の通電率が０％に
なることが防止され、被温度制御対象を制御信号に対し
て比例制御することができるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係る電力制御装置の主要部の回路図、
第２図は第１図に示した電力制御装置の制御電流と制御
電流に対応する電圧との関係を示す図、第３図は第１図
に示した電力制御装置の制御電流とサイリスタの通電率
とのの関係を示す図、第４図は従来の電力制御装置の回
路図、第５図は第４図に示した無接点スイッチ回路の回
路図、第６図は第４図に示した電力制御装置の制御電流
と制御電流に対応する電圧との関係を示す図、第７図は
三角波発生回路の動作を説明するための波形図、第８図
は第４図に示した電力制御装置の制御電流と通電率との
関係を示す特性図である。各図中、１は制御信号、２はダイオード、４はインピー
ダンス変換器、21は演算増幅器、22は入力端子、R₁、R₂、
R₃は抵抗器、VRは可変抵抗器、Ａは入力回路、Ｂは三角
波発生回路、Ｃはサイクル制御回路、Ｄは無接点スイッ
チ回路である。なお、各図中、同一符号は同一又は相当部分を示すもの
である。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】制御すべき温度に対応する制御信号を電圧
変換して、該制御信号に対応する制御電圧を出力する制
御電圧出力手段と、可変抵抗器と固定抵抗器との直列回路の可変抵抗器側の
端子を前記制御電圧出力手段の出力端子に接続すると共
に固定抵抗器側の端子を前記制御電圧出力手段の接地側
に接続し、前記可変抵抗器と固定抵抗器との直列回路に
加えられる制御電圧を前記可変抵抗器により分圧する分
圧手段と、三角波電圧を出力する三角波発生手段と、前記可変抵抗器により分圧された分圧電圧と前記三角波
電圧とを比較し、その比較結果に応じた有意の期間と無
意の期間とを持った比較信号を出力する電圧比較手段
と、サイリスタにより構成され、前記電圧比較手段の比較信
号が有意のときに被温度制御対象に通電し加熱させるス
イッチ手段とを有し、該スイッチ手段の開閉により前記被温度制御対象をサイ
クル制御する電力制御装置において、前記分圧手段の可変抵抗器と固定抵抗器との間に、前記
制御信号の最小値に対応する電圧を加える電圧出力手段
を備えたことを特徴とする電力制御装置。