JPH06315292A - 電動機の速度制御装置 - Google Patents

電動機の速度制御装置

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JPH06315292A
JPH06315292A JP5120379A JP12037993A JPH06315292A JP H06315292 A JPH06315292 A JP H06315292A JP 5120379 A JP5120379 A JP 5120379A JP 12037993 A JP12037993 A JP 12037993A JP H06315292 A JPH06315292 A JP H06315292A
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JP
Japan
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motor
electric motor
speed
triac
soft
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Pending
Application number
JP5120379A
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English (en)
Inventor
Toshiharu Hori
俊治 堀
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KOSOKU DENKI KK
Original Assignee
KOSOKU DENKI KK
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】交流直巻整流子電動機(以下単に電動機とい
う)の回転速度を制御する装置に関し、位相制御による
電動機の定速制御に際し、ソフトスタート動作とソフト
ストップ動作とを可能にする。 【構成】電動機1の速度検出信号に応じて、トライアッ
ク3の点孤位相を制御して電動機1に電流を供給するこ
とによって、電動機1を定速運転するトライアック制御
部6を備えた電動機の速度制御回路5に、過負荷検出部
9を設けて電動機1の過負荷を検出するとともに、起動
・停止制御部11を設けて、起動時、トライアック3の
点孤角が次第に小さくなるように制御することによって
電動機1をソフトスタートさせ、過負荷時、トライアッ
ク3の点孤角が次第に大きくなるように制御することに
よって電動機1をソフトストップさせる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、電動機の回転速度を制
御する装置に関し、特に位相制御による単相直巻整流子
電動機の速度制御に際し、ソフトスタート動作とソフト
ストップ動作とを可能にした、電動機の速度制御装置に
関するものである。
【0002】単相直巻整流子電動機は簡易に高回転速度
を得られるため、電動工具等の分野で広く用いられてい
る。また近年においては、単相直巻整流子電動機に対し
て、トライアックを用いて電圧の位相制御を行って速度
を制御する方式が、広く用いられるようになった。
【0003】さらに、このような位相制御による単相直
巻整流子電動機の速度制御に際し、起動時のソフトスタ
ート動作と同時に、過負荷保護時のソフトストップ動作
をも可能にすることが求められている。
【0004】
【従来の技術】単相直巻整流子電動機(以下単に電動機
という)は、負荷の大小に応じて回転数が大幅に変化す
るいわゆる直巻特性を有しているので、電動工具等の駆
動源として使用した場合には特性上具合が悪いため、速
度制御を行って定速化する場合が多くなっている。
【0005】電動機の速度制御を行うためには、回転速
度を検出することが必要であって、従来、タコメータ等
を使用して電機子の回転速度を検出し、その検出信号を
基準値と比較してトライアックの点孤角制御信号を作成
して、電動機電流の流通角を制御することによって、定
速制御を行う方式が一般に用いられている。
【0006】このようにして電動機の定速制御を行う場
合でも、例えば電動機を電動グラインダ等の高速回転を
必要する手持ち型の電動工具の駆動源として用いた場
合、起動時に回転速度が急激に上昇して操作者に機械的
ショックを与えるため、電源投入時に回転速度を除々に
上昇させる、いわゆるソフトスタート動作を行えるよう
にする方法が既に提案されている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、例えば
電動機を電動グラインダ等の駆動源として用いた場合
に、過負荷時、保護回路の動作によって電動機の電源が
遮断されると、電動機が急激に停止して操作者に機械的
ショックを与えるので、回転速度を除々に低下させる、
いわゆるソフトストップ動作が可能なようにすることが
望ましい。すなわち、この種の電動工具の場合、ソフト
スタート動作とソフトストップ動作とをともに行えるよ
うにすることが望ましいが、従来このような方式は全く
提案されていない。
【0008】本発明は、このような従来技術の課題を解
決しようとするものであって、速度制御を行った電動機
において、ソフトスタート動作が可能であるとともに、
過負荷保護時、ソフトストップ動作を行うこともでき
る、電動機の速度制御装置を提供することを目的として
いる。
【0009】
【課題を解決するための手段】交流直巻整流子電動機
(電動機)1の回転速度を制御する速度制御装置におい
て、電動機1の速度検出信号EN に応じて電動機1に電
流を供給するトライアック3の点孤位相を制御すること
によって、電動機1を定速運転するトライアック制御部
6を備えた電動機の速度制御回路5に、電動機1の過負
荷を検出する過負荷検出部9を設けるとともに、起動
時、トライアック3の点孤角が次第に小さくなるように
制御することによって電動機1をソフトスタートさせ、
過負荷時、トライアック3の点孤角が次第に大きくなる
ように制御することによって電動機1をソフトストップ
させる起動・停止制御部11を設ける。
【0010】
【作用】
(1) 速度制御回路5において、速度検出部(図示せず)
によって得られた、電動機の回転速度に比例する電圧か
らなる電動機1の速度検出信号EN に応じて、トライア
ック3の点孤位相を制御して、電動機1に電流を供給す
ることによって、電動機1を定速運転するとともに、電
動機1の過負荷を検出するように構成する。
【0011】そして、起動時、トライアック3の点孤角
が次第に小さくなるように制御することによって、電動
機1をソフトスタートさせ、過負荷時、トライアック3
の点孤角が次第に大きくなるように制御することによっ
て、電動機1をソフトストップさせる。
【0012】従って本発明によれば、電動機1にソフト
スタート動作を行わせることができるとともに、ソフト
ストップ動作をも行わせることが可能になる。
【0013】(2) 電動機1のソフトスタート動作は、電
源と接地間に接続されたコンデンサ91と抵抗92の直
列回路を設け、電源投入時、コンデンサ91と抵抗92
の接続点から取りだした制御信号E0 によって、速度検
出信号EN に優先してトライアック3を制御することに
よって行うことができる。
【0014】(3) 電動機1のソフトストップ動作は、コ
ンデンサ91にトランジスタ94と抵抗95の直列回路
を並列に設け、過負荷検出信号EP によってトランジス
タ94がオンになって、コンデンサ91の電荷を放電す
ることによって、制御信号E0 によって速度検出信号E
N に優先してトライアック3を制御することで行うこと
ができる。
【0015】(4) トランジスタ94のベースと接地間に
コンデンサ100を設け、ソフトストップ動作時、コン
デンサ100の充電に応じてトランジスタ94がオフに
なるようにしたので、ソフトストップ動作後、再び電動
機1にソフトスタート動作を行わせることができる。
【0016】
【実施例】図1は、本発明の一実施例の全体構成を示し
たものである。1は電動機(単相直巻整流子電動機)で
あって、速度制御の対象となるものである。2は電源ス
イッチであって、装置全体の電源をオン,オフする。3
はトライアックであって、電動機電圧の位相制御を行
う。4はシャントであって、電動機電流に対応する電圧
を発生する。5は電源部を含む速度制御回路であって、
トライアック3に対する点孤信号ER を発生する。10
はI−V変換部であって、シャント4の発生電圧を整流
し分圧して、電動機電流に比例した検出信号Ei を発生
する。11は起動・停止制御部であって、ソフトスター
ト,ソフトストップ動作時の制御信号E0 を発生する。
【0017】また速度制御回路5において、6はトライ
アック制御部であって、制御信号E0 に応じて点孤信号
R を発生する。7は鋸歯状波発生部であって、トライ
アック制御部6における位相制御動作の基準となる鋸歯
状波電圧ES を発生する。8は電源部であって、各部の
動作に必要な基準電圧Vref および装置全体に対する電
源電圧VCCを供給する。
【0018】図2は、I−V変換部10の構成例を示し
たものであって、図1におけると同じものを同じ番号で
示している。21はトランスであって、シャント4にお
ける発生電圧を昇圧し絶縁して取り込む。221 〜22
4 は全波整流器を構成するダイオードであって、トラン
ス21の出力電圧を整流する。23はコンデンサであっ
て、整流出力を平滑化する。24は可変抵抗器であっ
て、平滑化された整流電圧を分圧して、電流の検出信号
i を発生する。
【0019】図3は速度制御回路5の構成例を示したも
のである。過負荷検出部9において、51は可変抵抗器
であって、基準電圧Vref を分圧して電動機の過負荷保
護のための閾値電圧Vthを発生する。52はコンパレー
タであって、制御信号Ei が閾値電圧Vth以上になった
とき0となる検出信号EP を発生する。
【0020】トライアック制御部6において、61はコ
ンパレータであって、鋸歯状波電圧ES と、図示されな
い周知の任意の構成を有する速度検出部からの、電動機
の速度検出信号EN とを比較して、トライアック3にお
ける点孤角を定めるパルスを発生する。62はコンパレ
ータであって、鋸歯状波電圧ES を分圧した信号と制御
信号E0 とを比較して、トライアック3における点孤角
を定めるパルスを発生する。63は演算回路であって、
コンパレータ61,62の出力パルスのうち点孤角が大
きい(電流流通角が小さい)ものを優先して、点孤信号
R を発生する。
【0021】鋸歯状波発生部7においては、電源電圧に
同期して、鋸歯状波電圧ES を発生する。電源部14に
おいては、電源電圧を整流し、この整流電圧を安定化し
て、各部に供給する電源電圧VCCと、基準電圧Vref
を発生する。
【0022】図4は、起動・停止制御部11の構成例を
示したものである。91はコンデンサ、92は抵抗であ
って、その時定数に応じて、ソフトスタート,ソフトス
トップ動作時の制御信号E0 が出力される。93はトラ
ンジスタであって、電源断直後の電源再投入時にコンデ
ンサ91の電荷を放電して、ソフトスタート動作を可能
にする作用を行う。94はトランジスタであって、過負
荷保護のための検出信号EP の発生時、コンデンサ91
の電荷を抵抗95を介して徐々に放電して、ソフトスト
ップ動作を可能にする作用を行う。また、96,97,
98は抵抗、99,100,101はコンデンサであ
る。
【0023】以下、図1ないし図4に基づいて、本発明
の電動機の速度制御装置における各部の動作を説明す
る。 (1) 定常運転状態 運転状態において、トライアック制御部6では、コンパ
レータ61によって、鋸歯状波発生部7からの電源電圧
に同期した一定振幅の鋸歯状波電圧ES と、図示されな
い速度検出部からの、電動機回転速度に比例した電圧で
ある速度検出信号EN とを比較してパルスを発生するこ
とによって、演算回路63からトライアック3における
点孤角を定める点孤信号ER を発生し、これによってト
ライアック3における電流流通角が定まる。
【0024】電動機1における負荷の増大に伴って回転
速度が低下すると、速度検出信号EN の減少に伴って点
孤角が小さくなり、電動機電流の平均値が増加して回転
力が増大するので、電動機1の回転速度が回復する。一
方、負荷が減少すると、これと逆の動作が行われる。す
なわち、速度検出信号EN が常に一定に保たれるように
帰還制御が行われるので、電動機は常に一定速度で回転
する。
【0025】(2) ソフトスタート動作 起動・停止制御部11において、電源投入時、基準電圧
ref の印加によって、抵抗92(抵抗値R0 )を介す
るコンデンサ91(容量値C0 )の充電に伴って、制御
信号E0 は時定数C00 で基準電圧Vref から0Vに
向かって低下する。トライアック制御部6において、コ
ンパレータ62は、制御信号E0 と鋸歯状波電圧ES
分圧した信号と比較することによってパルスを発生す
る。
【0026】起動時には、速度検出信号EN が小さいの
で、コンパレータ62からのパルスが、コンパレータ6
1からのパルスより点孤角が大きく、従って演算回路6
3は、コンパレータ62からのパルスを選択して点孤信
号ER を発生する。この場合、点孤角は制御信号E0
減少に伴って小さくなり、電動機電流が次第に増大する
ので、電動機1は除々に回転速度が上昇し、ソフトスタ
ート動作が行われる。
【0027】電源を遮断すると、基準電圧Vref の消滅
によって、コンデンサ91の電荷は、抵抗92,96を
経て放電される。電源再投入時、コンデンサ91に電荷
が残っていると、ソフトスタートが行われないので、電
源投入時、コンデンサ91の電荷を予め放電させる必要
がある。コンデンサ91と並列に接続されたPNPトラ
ンジスタ93は、ベースに接続された抵抗97(抵抗値
t ),コンデンサ99(容量値Ct )の時定数Ct
t が小さいので、電源投入時直ちにオンになってコンデ
ンサ91の電荷を放電するとともに、短時間後にオフと
なることによって、電源再投入時のソフトスタート動作
を可能にする。電源遮断時、コンデンサ99の電荷は、
抵抗96,97を経て放電される。
【0028】(3) ソフトストップ動作 運転時、シャント4に、電動機1の電流に比例した交流
電圧が発生する。I−V変換部10において、シャント
4の出力電圧を整流し平滑して得た直流電圧を、可変抵
抗器24で分圧して電流の検出信号Ei を発生する。
【0029】コンパレータ52は、NPNオープンコレ
クタ型のコンパレータであって、制御電圧Ei が閾値電
圧Vth以上になったことによって、過負荷状態になった
ことを検出する。このときとき、検出信号EP が解放状
態から0電位に変化することによって、コンデンサ10
0の電荷が放電されて、コンデンサ91と並列に接続さ
れたPNPトランジスタ94がオンになるので、コンデ
ンサ91の電荷は、トランジスタ94,抵抗95(抵抗
値RP1)を経て放電し、制御信号E0 は時定数C0P1
に従って、基準電圧Vref に向かって上昇する。
【0030】トライアック制御部6において、コンパレ
ータ62は、制御信号E0 と鋸歯状波電圧ES とを比較
してパルスを発生し、演算回路63はコンパレータ62
からのパルスを選択して点孤信号ER を発生する。この
場合、点孤角は、制御信号E0 の増大に伴って大きくな
り、電動機電流が次第に減少するので、電動機1は除々
に回転速度が減少し、ソフトストップ動作が行われる。
過負荷保護を行うべき電流値は、過負荷検出部9におい
て可変抵抗51を調整して、閾値電圧Vthを変えること
によって、任意に設定することができる。
【0031】これと同時に、抵抗98を経てコンデンサ
100が充電されるので、トランジスタ94はベース電
位が上昇してオフとなり、基準電圧Vref からコンデン
サ91の充電が開始されて、制御信号E0 は0Vに向か
って時定数C00 で減少し、電動機1は再びソフトス
タートする。
【0032】なお図4の回路において、コンデンサ10
1は、電源投入時、トランジスタ94のベース電位が直
ちに基準電圧Vref になるようにして、電源投入時にト
ランジスタ94がオンになるために、コンデンサ91の
充電が妨げられることを防止する目的で設けられてい
る。
【0033】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、位
相制御によって単相直巻整流子電動機の速度制御を行う
際に、電源投入および再投入時のソフトスタート動作を
行うとともに、過負荷時のソフトストップ動作を行うこ
とができるので、過負荷時、電源遮断によって、電動機
が急激に停止して操作者に機械的ショックを与えること
を防止できる。
【0034】さらに本発明の場合、ソフトストップ動作
のための回路と、ソフトスタート動作のための回路と
を、一部を共通にすることができるので、回路素子数を
減少させることが可能であり、経済的に有利である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の全体構成を示す図である。
【図2】I−V変換部の構成例を示す図である。
【図3】速度制御回路の構成例を示す図である。
【図4】起動・停止制御部の構成例を示す図である。
【符号の説明】
1 交流直巻整流子電動機(電動機) 3 トライアック 5 速度制御回路 6 トライアック制御部 9 過負荷検出部 11 起動・停止制御部

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 交流直巻整流子電動機(以下単に電動機
    と略す)(1)の回転速度を制御する速度制御装置にお
    いて、 該電動機(1)の速度検出信号に応じて該電動機(1)
    に電流を供給するトライアック(3)の点孤位相を制御
    することによって、該電動機(1)を定速運転するトラ
    イアック制御部(6)を備えた電動機の速度制御回路
    (5)に、前記電動機(1)の過負荷を検出する過負荷
    検出部(9)を設けるとともに、 起動時、前記トライアック(3)の点孤角が次第に小さ
    くなるように制御することによって該電動機(1)をソ
    フトスタートさせ、過負荷時、前記トライアック(3)
    の点孤角が次第に大きくなるように制御することによっ
    て該電動機(1)をソフトストップさせる起動・停止制
    御部(11)を設けたことを特徴とする電動機の速度制
    御装置。
JP5120379A 1993-04-26 1993-04-26 電動機の速度制御装置 Pending JPH06315292A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014014911A (ja) * 2012-07-11 2014-01-30 Hitachi Koki Co Ltd 卓上切断機

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014014911A (ja) * 2012-07-11 2014-01-30 Hitachi Koki Co Ltd 卓上切断機
US9636762B2 (en) 2012-07-11 2017-05-02 Hitachi Koki Co., Ltd. Desk-top cutting machine

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