JPH06311776A - 単相誘導電動機の位相制御装置 - Google Patents

単相誘導電動機の位相制御装置

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JPH06311776A
JPH06311776A JP5093120A JP9312093A JPH06311776A JP H06311776 A JPH06311776 A JP H06311776A JP 5093120 A JP5093120 A JP 5093120A JP 9312093 A JP9312093 A JP 9312093A JP H06311776 A JPH06311776 A JP H06311776A
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JP
Japan
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phase
electric motor
rotation speed
motor
angle
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JP5093120A
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English (en)
Inventor
Yoshihito Mino
義仁 簑
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】単相誘導電動機に流れる電流の位相が進み位相
であるか遅れ位相であるかに拘らず、この電動機の回転
数を安定に、かつ確実に制御する。 【構成】単相誘導電動機12の印加電圧の位相角を制御
するトライアック13と、電動機12の初回電源投入
時、その電源電圧ゼロクロス点を起点として0〜180
度の点弧パルスを掃引発生させる制御装置15と、これ
らの各点弧角に対応する電動機12の回転数を検出する
ホールIC14と、電動機回転数を点弧パルスの各点弧
角に対応させて記憶する不揮発性メモリ18とを設け、
制御装置15ににより電動機回転数に対応する所要の点
弧角の点弧パルスをトライアック13に与えてこの点弧
角に対応する回転数に電動機回転数を制御する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は空気調和機のファンモー
タ等の単相誘導電動機の回転数制御に好適な位相制御装
置に係り、特に、種々の単相誘導電動機の特性に適合し
た状態で回転数制御を行なう単相誘導電動機の位相制御
装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、この種の単相誘導電動機の位相制
御装置の一例としては図4に示すように構成されたもの
がある。これは、交流電源1から空気調和機のファンモ
ータ等の単相誘導電動機2に印加される印加電圧の位相
角を、電源電圧のゼロクロス点を起点にしてトライアッ
ク3で制御することにより、この電動機2の単位時間当
りの回転数(速度)を適宜制御するものであり、トライ
アック3の点弧角をダイアック5を介して制御装置6に
より制御するようになっている。
【0003】この制御装置6は例えばマイクロプロセッ
サ等より成り、ゼロクロス検出用フォトカプラ7により
電源電圧Vacのゼロクロス点を検出したときに出力さ
れるゼロクロス信号V1 を受けるようになっている。
【0004】また、制御装置6は図5に示すようにゼロ
クロス信号V1 を起点として、ダイアック5を介してト
ラクアック3に与える点弧パルスV2 の点弧角τを制御
することにより、電動機2に流れる電流Imを制御し、
電動機2の回転数を目標値に制御するようになってい
る。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の単相誘導電動機の位相制御装置では単相誘導
電動機2にランニングキャパシタがあるので、このキャ
パシタと電動機2との組合せによっては電動機電流Im
が必ずしも遅れ位相とはならず、図6で示すように、位
相制御がないときに、電動機電流Im0 の位相が電源電
圧Vacに対して前倒し(進み位相)となる場合があ
る。
【0006】この場合に電動機2の回転数を低減する、
つまり回転速度を遅くする意図で点弧パルスV2 の点弧
角τを180°近傍に移行させると、このときの電動機
電流Im0 のゼロクロス点から電源電圧Vacのゼロク
ロス点の間の点弧禁止エリア内に点弧パルスV2 か入る
ときがある。このときは次の半波のほぼ全角を点弧して
しまうために、このときの電動機電流Imaは図6に示
すようにほぼ全通電角と同様の状態となり、回転数がア
ップする。
【0007】このために、電動機2への印加電圧を低く
して回転数を下げるために、回転数検出によるフィード
バック制御により、さらに点弧角を遅らせる方向へ移動
させるという状態となり、速度制御不能状態が発生する
場合がある。
【0008】そこで本発明はこのような事情を考慮して
なされたもので、その目的は、種々の単相誘導電動機の
特性に適合した状態で回転数制御を行なうことにより、
その回転数を安定的に、かつ確実に制御することができ
る単相誘導電動機の位相制御装置を提供することにあ
る。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明は前記課題を解決
するために次のように構成される。
【0010】本願の請求項1に記載の発明(以下、第1
の発明という)は、単相誘導電動機の印加電圧の位相角
を、点弧パルスにより点弧される位相制御手段により制
御することにより前記電動機の回転数を制御する単相誘
導電動機の位相制御装置において、前記電動機への初回
電源投入時、その電源電圧ゼロクロス点を起点として0
〜180度の前記点弧パルスを掃引発生させる手段と、
これらの各点弧角に対応する前記電動機の回転数を検出
する回転数検出手段と、前記電動機の検出回転数を前記
点弧パルスの各点弧角に対応させて記憶する記憶手段
と、前記電動機の検出回転数に対応する所要の点弧角の
前記点弧パルスを前記位相制御手段に与えてこの点弧角
に対応する回転数に前記電動機を制御する制御手段とを
有することを特徴とする。
【0011】また、本願の請求項2に記載の発明(以
下、第2の発明という)は、回転数検出手段により電動
機の回転数を検出中に、その検出中を表示する表示手段
を設けたことを特徴とする。
【0012】さらに、本願の請求項3に記載の発明(以
下、第3の発明という)は、電動機の検出回転数と目標
回転数とに差があったときに、その差を解消させるよう
に前記電動機の回転数を制御するフィードバック制御手
段を有することを特徴とする。
【0013】さらにまた、本願の請求項4に記載の発明
(以下、第4の発明という)は、電動機の検出回転数が
目標回転数よりも高いときは、点弧角を、遅らせる方向
に微調整する一方、進み位相に相当する角度以上には調
整しない微調整手段を有することを特徴とする。
【0014】
【作用】〈第1の発明〉単相誘導電動機の初回電源投入
時には、その電源電圧のゼロクロス点を起点として0〜
180°の点弧パルスが発生し、これらの各点弧角度に
それぞれ対応した電動機の回転数が回転数検出手段によ
り検出され、これらの検出回転数は各点弧角と対応され
てデータテーブルとして記憶手段に保存される。
【0015】その結果、まず電動機の特性が測定され、
その測定データが保存される。
【0016】したがって、この測定後は制御手段により
そのデータテーブルをルックアップして目標回転数に対
応する点弧パルスの点弧角を読み出し、その点弧角の点
弧パルスをトライアック等の位相制御手段に与えること
により、電動機の回転数が目標回転数に制御される。
【0017】したがって本発明によれば、単相誘導電動
機の回転数を制御する前に、その電動機の回転数特性を
測定し、その測定データに基づいて電動機の回転数を制
御するので、電動機の特性の如何に拘らず、つまり、電
動機電流の位相が電源電圧に対して進み位相になるか、
あるいは遅れ位相になるかに拘らず、この電動機の回転
数を安定して、かつ確実に制御することができる。この
ために、電動機に流れる電流が進み位相を示す電動機に
ついても低速度に安定的かつ確実に制御することができ
る。
【0018】〈第2の発明〉電動機回転数の検出中は、
その検出中が表示装置に表示されるので、その表示中は
電動機の特性の測定中であることをユーザ等に知らしめ
ることができる。
【0019】〈第3の発明〉電動機の検出回転数と目標
回転数とに差があったときに、その差を解消させるよう
にフィードバック制御手段により電動機の回転数を制御
するので、電動機の回転数を常に目標回転数に制御する
ことができる。
【0020】〈第4の発明〉電動機の検出回転数が目標
回転数よりも高いときは、位相制御手段の点弧角を、微
調整手段により遅らせる方向に微調整する一方、進み位
相に相当する角度以上には調整しないので、電動機を全
角通電するのを防止することができる。
【0021】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説
明する。
【0022】図1は本発明の一実施例の全体構成を示す
電子回路図であり、図において、単相誘導電動機の位相
制御装置10は交流電源11に、空気調和機のファンモ
ータFM等の単相誘導電動機12を位相制御手段である
トライアック13を介して接続している。
【0023】電動機12は、変位センサであるホールI
C14を有し、このホールIC14を制御手段である制
御装置15に接続して電動機12の回転数を検出するよ
うになっている。
【0024】制御装置15はマイクロプロセッサ等より
成り、ゼロクロス検出用フォトカプラ16を接続してお
り、図2に示すように交流電源11の電源電圧Vacの
ゼロクロス点をこのゼロクロス検出用フォトカプラ16
により検出したときに、これから出力されるゼロクロス
検出信号V1 を受けるようになっている。
【0025】また、制御装置15はトライアック13を
点弧するダイアック17の印加電圧を制御することによ
り、図2で示すようにトライアック13の点弧パルスV
2 の点弧角ψを、電源電圧Vacのゼロクロス信号V1
を起点として、適宜制御するようになっている。
【0026】そして、単相誘導電動機12は前記したよ
うにランニングキャパシタによっては、図2に示すよう
に電動機電流Imの位相が電源電圧Vacに対して進み
位相となったり、遅れ位相となる場合があり、この場合
は図3に示すように電動機12の回転数ωが大きく変動
し、回転数制御が不能ないし不安定になる場合がある。
【0027】そこで制御装置15は、電動機12への初
回電源投入時に、点弧パルスV2 の点弧角ψをゼロクロ
ス信号V1 を起点として、0〜180°掃引し、これら
の各点弧角度における電動機12の回転数ωをホールI
C14を介して検出し、例えば次の表1〜表3に示すよ
うにデータテーブルを作成し、EEPROM等の不揮発
性メモリ18に保存させる制御プログラムを実行するよ
うになっている。
【0028】
【表1】
【0029】
【表2】
【0030】
【表3】
【0031】また、制御装置15は斯るデータテーブル
の作成と保存のために、電動機12の回転数ωを検出し
ている間は、表示手段であるLED(発光ダイオード)
19等を通電して発光させ、電動機12の回転数を検出
中であることを表示する。
【0032】そして、制御装置15は斯るデータテーブ
ルの作成と保存後は、例えば表1〜表3のいずれかのデ
ータテーブルのルックアップを行なって、目標とする電
動機12の回転数ωに対応する点弧パルスの点弧角ψを
抽出し、この点弧角ψの点弧パルスV2 をトライアック
13に与えて電動機12の回転数を制御するようになっ
ている。
【0033】また、この回転数制御の際に、その電動機
12の回転数を制御装置15によりホールIC14を介
して読み込み、その検出回転数がデータテーブルの目標
回転数と差があるか否か比較し、差があるときは、その
差を解消するように点弧角ψを目標回転数に合せ込むよ
うに調整するようになっている。
【0034】但し、電動機12の実回転数が目標回転数
よりも高い場合は点弧角を遅らせる方向に微調整する
が、表3に示す進み位相に相当する角度以上には調整し
ない。このために、点弧パルスV2 が図6で示す点弧禁
止エリア内に入るまで補正が掛るのを防止することがで
きる。
【0035】次に本実施例の作用を説明する。
【0036】制御装置15は、電動機12に初回電源が
投入されると、ゼロクロス検出用フォトカプラ16より
読み込んだ電源電圧Vacのゼロクロス信号V1 を起点
として、トライアック13の点弧パルスV2 の点弧角ψ
を0〜180°までに所要角度(例えば5°)ずつ掃引
すると共に、これら各点弧角に対応する電動機12の回
転数ωをホールIC14を介して読み込み、例えば表1
〜表3に示すようなデータテーブルを作成し、これを不
揮発性メモリ18に保存する。
【0037】また、このデータテーブルの作成中は、L
ED19が発光し、電動機12の特性を測定中であるこ
とを表示する。
【0038】この後、制御装置15は、かかるデータテ
ーブルをルックアップして目標とする回転数ωに対応す
る点弧角ψを読み出し、その点弧角ψの点弧パルスV2
をトライアック13に与え、電動機12の回転数ωを制
御する。また、このときの電動機12の回転数ωを制御
装置15によりホールIC14を介して読み込み、その
実回転数と目標回転数とを比較し、両者に差があるとき
は、その差を解消させる点弧角に微調整して目標回転数
に合せ込む。
【0039】但し、実回転数が目標回転数よりも高い場
合は、点弧角ψを遅らせる方向に微調整を行なうが、表
3で示すような進み位相に相当する角度以上には調整し
ない。このために、点弧パルスV2 が図6で示す点弧禁
止エリア内に入るまで補正が掛るのを未然に防止するこ
とができる。
【0040】したがって本実施例によれば、単相誘導電
動機12の初回電源投入時に、その電動機12の回転数
特性を測定し、その特性にそれぞれ適合した状態でこの
電動機12の回転数をそれぞれ制御することができるの
で、その回転数制御を安定かつ確実に行なうことができ
る。このために、電動機12の流入電流Imが進み位相
の場合でも低速度に安定かつ確実に制御することができ
る。
【0041】また、電動機12の回転数制御運転中に、
実回転数が目標回転数等と差があったときは、その差を
解消するようにフィードバック制御するので、その回転
数制御の精度を高めることができる。
【0042】さらに、このフィードバック制御の際に、
電動機12の実回転数が目標回転数よりも高い場合は、
点弧角を遅らせる方向に微調整を行なうが、表3で示す
ような進み位相に相当する角度以上には調整しないの
で、点弧パルスV2 が図6で示す点弧禁止エリア内に入
るまで補正が掛るのを防止することができる。
【0043】
【発明の効果】以上説明したように本願第1の発明は、
単相誘導電動機への初回電源投入時に、その電動機の回
転数特性を測定し、その特性に応じた回転数制御を行な
うので、回転数制御を安定かつ確実に行なうことができ
る。
【0044】また、その結果、電動機電流の位相が進み
位相の場合でも低速域の制御を安定かつ確実に行なうこ
とができる。
【0045】また、本願第2の発明は、回転数検出手段
により電動機の回転数を検出中に、その検出中を表示す
る表示手段を設けたので、表示中に電動機が回転数の検
出中であることをユーザ等に知らしめることができる。
【0046】さらに、本願第3の発明は、電動機の検出
回転数と目標回転数とに差があったときに、その差を解
消させるようにフィードバック制御手段により電動機の
回転数を制御するので、電動機の回転数を常に目標回転
数に制御することができる。
【0047】さらにまた、本願第4の発明は、電動機の
検出回転数が目標回転数よりも高いときは、位相制御手
段の点弧角を、微調整手段により遅らせる方向に微調整
する一方、進み位相に相当する角度以上には調整しない
ので、電動機を全角通電するのを防止することができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本願第1〜第3の発明を含む単相誘導電動機の
位相制御装置の構成を示す電子回路図。
【図2】図1で示す実施例の各部の波形をそれぞれ示す
タイミングチャート。
【図3】図1で示す実施例の電動機の回転数とトライア
ックの点弧パルスの点弧角との相対関係を示す図。
【図4】従来例の電子回路図。
【図5】図4で示す従来例の各部の波形を示すタイミン
グチャート。
【図6】図4で示す従来例の電動機電流が進み位相であ
るときの問題点を説明するためのタイミングチャート。
【符号の説明】
10 単相誘導電動機の位相制御装置 11 交流電源 12 単相誘導電動機 13 トライアック 14 ホールIC 15 制御装置 16 ゼロクロス検出用フォトカプラ 17 ダイアック 18 不揮発性メモリ 19 LED(発光ダイオード)

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 単相誘導電動機の印加電圧の位相角を、
    点弧パルスにより点弧される位相制御手段により制御す
    ることにより前記電動機の回転数を制御する単相誘導電
    動機の位相制御装置において、前記電動機への初回電源
    投入時、その電源電圧ゼロクロス点を起点として0〜1
    80度の前記点弧パルスを掃引発生させる手段と、これ
    らの各点弧角に対応する前記電動機の回転数を検出する
    回転数検出手段と、前記電動機の検出回転数を前記点弧
    パルスの各点弧角に対応させて記憶する記憶手段と、前
    記電動機の検出回転数に対応する所要の点弧角の前記点
    弧パルスを前記位相制御手段に与えてこの点弧角に対応
    する回転数に前記電動機を制御する制御手段とを有する
    ことを特徴とする単相誘導電動機の位相制御装置。
  2. 【請求項2】 回転数検出手段により電動機の回転数を
    検出中に、その検出中を表示する表示手段を設けたこと
    を特徴とする請求項1記載の単相誘導電動機の位相制御
    装置。
  3. 【請求項3】 電動機の検出回転数と目標回転数とに差
    があったときに、その差を解消させるように前記電動機
    の回転数を制御するフィードバック制御手段を有するこ
    とを特徴とする請求項1または2記載の単相誘導電動機
    の位相制御装置。
  4. 【請求項4】 電動機の検出回転数が目標回転数よりも
    高いときは、点弧角を、遅らせる方向に微調整する一
    方、進み位相に相当する角度以上には調整しない微調整
    手段を有することを特徴とする請求項1〜3のいずれか
    1項に記載の単相誘導電動機の位相制御装置。
JP5093120A 1993-04-20 1993-04-20 単相誘導電動機の位相制御装置 Pending JPH06311776A (ja)

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JPH06311776A true JPH06311776A (ja) 1994-11-04

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001071901A1 (en) * 2000-03-10 2001-09-27 Melexis N.V. Triac controller having soft start speed regulation
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JP2009100589A (ja) * 2007-10-18 2009-05-07 Oriental Motor Co Ltd 位相制御装置

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