JPH0662584A - 電源回生方式 - Google Patents
電源回生方式Info
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- JPH0662584A JPH0662584A JP4210375A JP21037592A JPH0662584A JP H0662584 A JPH0662584 A JP H0662584A JP 4210375 A JP4210375 A JP 4210375A JP 21037592 A JP21037592 A JP 21037592A JP H0662584 A JPH0662584 A JP H0662584A
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- transistor
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- Prior art date
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-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P23/00—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by a control method other than vector control
- H02P23/06—Controlling the motor in four quadrants
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Inverter Devices (AREA)
- Stopping Of Electric Motors (AREA)
- Control Of Ac Motors In General (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 電源回生方式に関し、電源に回生する電流の
歪みを抑えるようにする。 【構成】 インバータ３は電源回生時に、すなわちモー
タ４の減速時に発生する誘導起電力を直流に変換する。
また、タイミング調整手段５が三相の電源電圧のうち最
大の電位を示す一相の電位が他の一相の電位と同電位と
なる前に所定のタイミングで回生信号ＳＴを出力する。
この回生信号ＳＴに基づいて、コンバータ２が変換され
た直流を交流に変換して電源に回生する。
歪みを抑えるようにする。 【構成】 インバータ３は電源回生時に、すなわちモー
タ４の減速時に発生する誘導起電力を直流に変換する。
また、タイミング調整手段５が三相の電源電圧のうち最
大の電位を示す一相の電位が他の一相の電位と同電位と
なる前に所定のタイミングで回生信号ＳＴを出力する。
この回生信号ＳＴに基づいて、コンバータ２が変換され
た直流を交流に変換して電源に回生する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は電源回生方式に関し、特
にモータの減速時に発生する誘導起電力を電源に回生す
る電源回生方式に関する。
にモータの減速時に発生する誘導起電力を電源に回生す
る電源回生方式に関する。
【０００２】
【従来の技術】モータの減速時に、モータの誘導起電力
を電源電圧よりも高く設定すると、モータは発電機とし
て動作し、回生制動が行われる。一般に、このような回
生制動を制御する方式が電源回生方式として知られてい
る。従来の電源回生方式では、ある相間の回生電流が零
になった後、次の相間に回生電流を流していた。
を電源電圧よりも高く設定すると、モータは発電機とし
て動作し、回生制動が行われる。一般に、このような回
生制動を制御する方式が電源回生方式として知られてい
る。従来の電源回生方式では、ある相間の回生電流が零
になった後、次の相間に回生電流を流していた。
【０００３】図１０は従来のトランジスタのオンオフを
示すタイムチャートであって、電源電圧の変化に対応す
るトランジスタＴｒ１〜Ｔｒ６の時間的な変化を示した
ものである。図において、トランジスタＴｒ１，Ｔｒ
３，Ｔｒ５は三相（Ｒ相，Ｓ相，Ｔ相）の電源電圧のう
ち、最大の電位を示す相をオンにするトランジスタであ
り、逆にトランジスタＴｒ２，Ｔｒ４，Ｔｒ６は三相の
電源電圧のうち、最小の電位を示す相をオンにするトラ
ンジスタである。
示すタイムチャートであって、電源電圧の変化に対応す
るトランジスタＴｒ１〜Ｔｒ６の時間的な変化を示した
ものである。図において、トランジスタＴｒ１，Ｔｒ
３，Ｔｒ５は三相（Ｒ相，Ｓ相，Ｔ相）の電源電圧のう
ち、最大の電位を示す相をオンにするトランジスタであ
り、逆にトランジスタＴｒ２，Ｔｒ４，Ｔｒ６は三相の
電源電圧のうち、最小の電位を示す相をオンにするトラ
ンジスタである。
【０００４】すなわち、トランジスタＴｒ１はＲ相の電
位が最大の場合にオンになり、他の場合ではオフにな
る。同様に、トランジスタＴｒ３，Ｔｒ５はそれぞれＳ
相及びＴ相の電位が最大の場合にオンになり、他の場合
ではオフになる。また、トランジスタＴｒ２はＲ相の電
位が最小の場合にオンになり、他の場合ではオフにな
る。同様に、トランジスタＴｒ４，Ｔｒ６はそれぞれＳ
相及びＴ相の電位が最小の場合にオンになり、他の場合
ではオフになる。
位が最大の場合にオンになり、他の場合ではオフにな
る。同様に、トランジスタＴｒ３，Ｔｒ５はそれぞれＳ
相及びＴ相の電位が最大の場合にオンになり、他の場合
ではオフになる。また、トランジスタＴｒ２はＲ相の電
位が最小の場合にオンになり、他の場合ではオフにな
る。同様に、トランジスタＴｒ４，Ｔｒ６はそれぞれＳ
相及びＴ相の電位が最小の場合にオンになり、他の場合
ではオフになる。
【０００５】例えば、時間ｔ１０２から時間ｔ１０３の
間ではＲ相が最大電位になり、Ｓ相が最小電位になる。
このため、トランジスタＴｒ１，Ｔｒ４がオンになり、
他のトランジスタはオフになる。同様に、時間ｔ１０３
から時間ｔ１０４の間ではＲ相が最大電位になり、Ｔ相
が最小電位になる。このため、トランジスタＴｒ１，Ｔ
ｒ６がオンになり、他のトランジスタはオフになる。
間ではＲ相が最大電位になり、Ｓ相が最小電位になる。
このため、トランジスタＴｒ１，Ｔｒ４がオンになり、
他のトランジスタはオフになる。同様に、時間ｔ１０３
から時間ｔ１０４の間ではＲ相が最大電位になり、Ｔ相
が最小電位になる。このため、トランジスタＴｒ１，Ｔ
ｒ６がオンになり、他のトランジスタはオフになる。
【０００６】ここで、時間ｔ１０３では最小電圧がＳ相
からＴ相に変わるので、トランジスタＴｒ４がオフにな
るとともに、時間ｔ１０３から微小時間△ｔだけ遅れて
トランジスタＴｒ６がオンになる。このようなトランジ
スタの切り換えが時間ｔ１０１，ｔ１０２，・・・，ｔ
１０９の各時に行われる。
からＴ相に変わるので、トランジスタＴｒ４がオフにな
るとともに、時間ｔ１０３から微小時間△ｔだけ遅れて
トランジスタＴｒ６がオンになる。このようなトランジ
スタの切り換えが時間ｔ１０１，ｔ１０２，・・・，ｔ
１０９の各時に行われる。
【０００７】図１１〜図１３は従来の回生電流の流れを
示す図であって、図１１が相切換前の回生電流の流れ
を、図１２が相切換時の回生電流の流れを、図１３が相
切換後の回生電流の流れをそれぞれ示す。すなわち、図
１１は図１０における時間ｔ１０２から時間ｔ１０３の
間の回生電流の流れを、図１２は図１０における時間ｔ
１０３の回生電流の流れを、図１３は図１０における時
間ｔ１０３から時間ｔ１０４の間の回生電流の流れをそ
れぞれ示す。
示す図であって、図１１が相切換前の回生電流の流れ
を、図１２が相切換時の回生電流の流れを、図１３が相
切換後の回生電流の流れをそれぞれ示す。すなわち、図
１１は図１０における時間ｔ１０２から時間ｔ１０３の
間の回生電流の流れを、図１２は図１０における時間ｔ
１０３の回生電流の流れを、図１３は図１０における時
間ｔ１０３から時間ｔ１０４の間の回生電流の流れをそ
れぞれ示す。
【０００８】まず、図１１〜図１３におけるコンバータ
の回路構成について説明する。トランジスタＴｒ１とト
ランジスタＴｒ２とは、直列に接続されている。すなわ
ち、トランジスタＴｒ１のエミッタ端子とトランジスタ
Ｔｒ２のコレクタ端子が接続されており、この接続点は
インダクタンスを介して電源１１のＲ相に接続されてい
る。同様に、トランジスタＴｒ３のエミッタ端子とトラ
ンジスタＴｒ４のコレクタ端子が接続されており、この
接続点はインダクタンスを介して電源１１のＳ相に接続
されている。トランジスタＴｒ５のエミッタ端子とトラ
ンジスタＴｒ６のコレクタ端子が接続されており、この
接続点はインダクタンスを介して電源１１のＴ相に接続
されている。
の回路構成について説明する。トランジスタＴｒ１とト
ランジスタＴｒ２とは、直列に接続されている。すなわ
ち、トランジスタＴｒ１のエミッタ端子とトランジスタ
Ｔｒ２のコレクタ端子が接続されており、この接続点は
インダクタンスを介して電源１１のＲ相に接続されてい
る。同様に、トランジスタＴｒ３のエミッタ端子とトラ
ンジスタＴｒ４のコレクタ端子が接続されており、この
接続点はインダクタンスを介して電源１１のＳ相に接続
されている。トランジスタＴｒ５のエミッタ端子とトラ
ンジスタＴｒ６のコレクタ端子が接続されており、この
接続点はインダクタンスを介して電源１１のＴ相に接続
されている。
【０００９】また、直列に接続されたトランジスタＴｒ
１とトランジスタＴｒ２、トランジスタＴｒ３とトラン
ジスタＴｒ４及びトランジスタＴｒ５とトランジスタＴ
ｒ６は並列に接続されている。すなわち、トランジスタ
Ｔｒ１，Ｔｒ３，Ｔｒ５のコレクタ端子が互いに接続さ
れ、この接続点には回生電流制限抵抗ＲとダイオードＤ
が並列に接続されている。同様に、トランジスタＴｒ
２，Ｔｒ４，Ｔｒ６のエミッタ端子が互いに接続され、
この接続点にはコンデンサＣの一端がトランジスタＴｒ
１とトランジスタＴｒ２の場合と同様に並列に接続さ
れ、かつ、コンデンサＣの他端は上記回生電流制限抵抗
Ｒの他端とダイオードＤのアノード端子との接続点に接
続されている。
１とトランジスタＴｒ２、トランジスタＴｒ３とトラン
ジスタＴｒ４及びトランジスタＴｒ５とトランジスタＴ
ｒ６は並列に接続されている。すなわち、トランジスタ
Ｔｒ１，Ｔｒ３，Ｔｒ５のコレクタ端子が互いに接続さ
れ、この接続点には回生電流制限抵抗ＲとダイオードＤ
が並列に接続されている。同様に、トランジスタＴｒ
２，Ｔｒ４，Ｔｒ６のエミッタ端子が互いに接続され、
この接続点にはコンデンサＣの一端がトランジスタＴｒ
１とトランジスタＴｒ２の場合と同様に並列に接続さ
れ、かつ、コンデンサＣの他端は上記回生電流制限抵抗
Ｒの他端とダイオードＤのアノード端子との接続点に接
続されている。
【００１０】さらに、これらのトランジスタＴｒ１〜Ｔ
ｒ６にはそれぞれ並列にダイオードが接続されている。
例えば、トランジスタＴｒ１のコレクタ端子にはダイオ
ードＤ１のアノード端子が接続され、トランジスタＴｒ
１のエミッタ端子にはダイオードＤ１のカソード端子が
接続されている。同様に、トランジスタＴｒ２にはダイ
オードＤ２が、トランジスタＴｒ３にはダイオードＤ３
が、トランジスタＴｒ４にはダイオードＤ４が、トラン
ジスタＴｒ５にはダイオードＤ５が、トランジスタＴｒ
６にはダイオードＤ６がそれぞれ並列に接続されてい
る。
ｒ６にはそれぞれ並列にダイオードが接続されている。
例えば、トランジスタＴｒ１のコレクタ端子にはダイオ
ードＤ１のアノード端子が接続され、トランジスタＴｒ
１のエミッタ端子にはダイオードＤ１のカソード端子が
接続されている。同様に、トランジスタＴｒ２にはダイ
オードＤ２が、トランジスタＴｒ３にはダイオードＤ３
が、トランジスタＴｒ４にはダイオードＤ４が、トラン
ジスタＴｒ５にはダイオードＤ５が、トランジスタＴｒ
６にはダイオードＤ６がそれぞれ並列に接続されてい
る。
【００１１】次に、各時点の回生電流の流れについて説
明する。まず、図示されていないモータが減速すること
によって発生した誘導起電力による電流が上記コンデン
サＣの両端に流れ込むため、コンデンサＣの両端の電位
が上昇する。この際、電源１１から供給される三相の電
源電圧のうち最大の電位を示す一相の電位がコンデンサ
Ｃの一端の電位よりも大きくなり、三相の電源電圧のう
ち最小の電位を示す一相の電位がコンデンサＣの他端の
電位よりも小さくなる。したがって、供給される三相の
電源電圧とコンデンサＣとの間に電位差が生ずるため、
コンデンサＣから電源１１へ流れる回生電流が生ずる。
以下、上記の事象によって生ずる回生電流を「減速時回
生電流」と呼ぶ。
明する。まず、図示されていないモータが減速すること
によって発生した誘導起電力による電流が上記コンデン
サＣの両端に流れ込むため、コンデンサＣの両端の電位
が上昇する。この際、電源１１から供給される三相の電
源電圧のうち最大の電位を示す一相の電位がコンデンサ
Ｃの一端の電位よりも大きくなり、三相の電源電圧のう
ち最小の電位を示す一相の電位がコンデンサＣの他端の
電位よりも小さくなる。したがって、供給される三相の
電源電圧とコンデンサＣとの間に電位差が生ずるため、
コンデンサＣから電源１１へ流れる回生電流が生ずる。
以下、上記の事象によって生ずる回生電流を「減速時回
生電流」と呼ぶ。
【００１２】図１１において、減速時回生電流は、相電
流ＩＲとして回生電流制限抵抗Ｒ及びトランジスタＴｒ
１を介して電源１１に流れる。なお、この際のＴ相の電
位はＶT である。また、減速時回生電流はＴ相の電位Ｖ
T よりもＳ相の電位ＶS のほうが低く、かつ、トランジ
スタＴｒ４がオンしているので、相電流ＩＳとしてトラ
ンジスタＴｒ４を介して図示されていないモータへ流れ
る。
流ＩＲとして回生電流制限抵抗Ｒ及びトランジスタＴｒ
１を介して電源１１に流れる。なお、この際のＴ相の電
位はＶT である。また、減速時回生電流はＴ相の電位Ｖ
T よりもＳ相の電位ＶS のほうが低く、かつ、トランジ
スタＴｒ４がオンしているので、相電流ＩＳとしてトラ
ンジスタＴｒ４を介して図示されていないモータへ流れ
る。
【００１３】図１２において、減速時回生電流は、相電
流ＩＲとして回生電流制限抵抗Ｒ及びトランジスタＴｒ
１を介して電源１１に流れる。また、減速時回生電流は
Ｓ相の電位ＶS のほうが低く、かつ、トランジスタＴｒ
１以外はオフであるので、相電流ＩＳはダイオードＤ３
を介してトランジスタＴｒ１に流れる。
流ＩＲとして回生電流制限抵抗Ｒ及びトランジスタＴｒ
１を介して電源１１に流れる。また、減速時回生電流は
Ｓ相の電位ＶS のほうが低く、かつ、トランジスタＴｒ
１以外はオフであるので、相電流ＩＳはダイオードＤ３
を介してトランジスタＴｒ１に流れる。
【００１４】図１３において、減速時回生電流は、相電
流ＩＲとして回生電流制限抵抗Ｒ及びトランジスタＴｒ
１を介して電源１１に流れる。また、減速時回生電流は
Ｓ相の電位ＶS よりもＴ相の電位ＶT のほうが低く、か
つ、トランジスタＴｒ６がオンしているので、相電流Ｉ
ＳとしてトランジスタＴｒ６を介して図示されていない
モータへ流れる。
流ＩＲとして回生電流制限抵抗Ｒ及びトランジスタＴｒ
１を介して電源１１に流れる。また、減速時回生電流は
Ｓ相の電位ＶS よりもＴ相の電位ＶT のほうが低く、か
つ、トランジスタＴｒ６がオンしているので、相電流Ｉ
ＳとしてトランジスタＴｒ６を介して図示されていない
モータへ流れる。
【００１５】次に、図１２に示す相切換時の回生電流の
流れについて説明する。図１４は、従来の相切換時の回
生電流の流れを示す図である。図において、インダクタ
ンスＬ１は電源のインダクタンスを示し、インダクタン
スＬ２はコンバータのインダクタンスを示す。また、電
位ＶＲ１，ＶＳ１，ＶＴ１は電源電圧の電位を示し、電
位ＶＲ２，ＶＳ２，ＶＴ２は電源電圧に接続される他の
機器における電位を示す。なお、図１２と同一の要素に
は同一番号を付し、説明を省略する。
流れについて説明する。図１４は、従来の相切換時の回
生電流の流れを示す図である。図において、インダクタ
ンスＬ１は電源のインダクタンスを示し、インダクタン
スＬ２はコンバータのインダクタンスを示す。また、電
位ＶＲ１，ＶＳ１，ＶＴ１は電源電圧の電位を示し、電
位ＶＲ２，ＶＳ２，ＶＴ２は電源電圧に接続される他の
機器における電位を示す。なお、図１２と同一の要素に
は同一番号を付し、説明を省略する。
【００１６】減速時回生電流は、相電流ＩＲとして回生
電流制限抵抗Ｒ及びトランジスタＴｒ１を介して電源１
１に流れる。また、減速時回生電流はインダクタンスＬ
１S，Ｌ２S の逆起電力によるフライホール電流ＩＳと
してダイオードＤ３を介してトランジスタＴｒ１に流れ
る。
電流制限抵抗Ｒ及びトランジスタＴｒ１を介して電源１
１に流れる。また、減速時回生電流はインダクタンスＬ
１S，Ｌ２S の逆起電力によるフライホール電流ＩＳと
してダイオードＤ３を介してトランジスタＴｒ１に流れ
る。
【００１７】このため、電位ＶR 及び電位ＶS は短絡状
態となり、ほぼ同電位になるので、それぞれ電位ＶＲ１
と電位ＶＳ１との中間電位になる。その結果、電位ＶＲ
２は電位ＶＲ１と電位ＶR に対してインダクタンスＬ１
R ，Ｌ２R で分圧された電位になり電位ＶＳ２は電位Ｖ
Ｓ１と電位ＶS に対してインダクタンスＬ１S ，Ｌ２S
で分圧された電位になるので、電位ＶＲ２及び電位ＶＳ
２の相間電圧は本来の電位より低くなるので電源波形が
歪む。
態となり、ほぼ同電位になるので、それぞれ電位ＶＲ１
と電位ＶＳ１との中間電位になる。その結果、電位ＶＲ
２は電位ＶＲ１と電位ＶR に対してインダクタンスＬ１
R ，Ｌ２R で分圧された電位になり電位ＶＳ２は電位Ｖ
Ｓ１と電位ＶS に対してインダクタンスＬ１S ，Ｌ２S
で分圧された電位になるので、電位ＶＲ２及び電位ＶＳ
２の相間電圧は本来の電位より低くなるので電源波形が
歪む。
【００１８】図１５は従来の回生電流のタイムチャート
であって、電源電圧の変化に対応する相間電圧及び相電
流ＩＴ，ＩＲ，ＩＳの時間的な変化を示したものであ
る。図１４で示した相間電圧の歪みは、相電流ＩＴ，Ｉ
Ｒ，ＩＳが零になるごとに、すなわち時間ｔ１５１，ｔ
１５２，・・・，ｔ１５９の各時に現れる。また、この
相間電圧の歪みの大きさはインダクタンスＬ１及びイン
ダクタンスＬ２の比に応じて変動する。
であって、電源電圧の変化に対応する相間電圧及び相電
流ＩＴ，ＩＲ，ＩＳの時間的な変化を示したものであ
る。図１４で示した相間電圧の歪みは、相電流ＩＴ，Ｉ
Ｒ，ＩＳが零になるごとに、すなわち時間ｔ１５１，ｔ
１５２，・・・，ｔ１５９の各時に現れる。また、この
相間電圧の歪みの大きさはインダクタンスＬ１及びイン
ダクタンスＬ２の比に応じて変動する。
【００１９】
【発明が解決しようとする課題】したがって、従来の電
源回生方式では、上記の相間電圧の歪みによって回生さ
れた電源に接続される三相のタイミングを利用した機器
等に障害が生ずるという問題点があった。また、電源に
高調波が発生するという問題点があった。
源回生方式では、上記の相間電圧の歪みによって回生さ
れた電源に接続される三相のタイミングを利用した機器
等に障害が生ずるという問題点があった。また、電源に
高調波が発生するという問題点があった。
【００２０】本発明はこのような点に鑑みてなされたも
のであり、電源に回生する電流の歪みを抑える電源回生
方式を、提供することを目的とする。
のであり、電源に回生する電流の歪みを抑える電源回生
方式を、提供することを目的とする。
【００２１】
【課題を解決するための手段】本発明では上記課題を解
決するために、モータの減速時に発生する誘導起電力を
電源に回生する電源回生方式において、電源回生時に、
モータに発生する誘導起電力を直流に変換するインバー
タと、三相の電源電圧のうち最大の電位を示す一相の電
位が他の一相の電位と同電位となる前に所定のタイミン
グで回生信号を出力するタイミング調整手段と、電源回
生時に、前記回生信号に基づいて変換された直流を交流
に変換して前記電源に回生するコンバータと、を有する
ことを特徴とする電源回生方式が提供される。
決するために、モータの減速時に発生する誘導起電力を
電源に回生する電源回生方式において、電源回生時に、
モータに発生する誘導起電力を直流に変換するインバー
タと、三相の電源電圧のうち最大の電位を示す一相の電
位が他の一相の電位と同電位となる前に所定のタイミン
グで回生信号を出力するタイミング調整手段と、電源回
生時に、前記回生信号に基づいて変換された直流を交流
に変換して前記電源に回生するコンバータと、を有する
ことを特徴とする電源回生方式が提供される。
【００２２】
【作用】インバータが電源回生時に、すなわちモータの
減速時に発生する誘導起電力を直流に変換する。また、
タイミング調整手段が三相の電源電圧のうち最大の電位
を示す一相の電位が他の一相の電位と同電位となる前に
所定のタイミングで回生信号を出力する。この回生信号
に基づき、コンバータが電源回生時に変換された直流を
交流に変換して電源に回生する。
減速時に発生する誘導起電力を直流に変換する。また、
タイミング調整手段が三相の電源電圧のうち最大の電位
を示す一相の電位が他の一相の電位と同電位となる前に
所定のタイミングで回生信号を出力する。この回生信号
に基づき、コンバータが電源回生時に変換された直流を
交流に変換して電源に回生する。
【００２３】
【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。図１は、本発明の電源回生方式を示す原理説明
図である。本発明の電源回生方式は、コンバータ２、イ
ンバータ３及びタイミング調整手段５から構成される。
コンバータ２及びインバータ３は電源１とモータ４との
間に設置され、かつ直列に接続される。また、タイミン
グ調整手段５は電源１から三相の電源電圧を入力し、所
定のタイミングで回生信号ＳＴをコンバータ２に出力す
る。
明する。図１は、本発明の電源回生方式を示す原理説明
図である。本発明の電源回生方式は、コンバータ２、イ
ンバータ３及びタイミング調整手段５から構成される。
コンバータ２及びインバータ３は電源１とモータ４との
間に設置され、かつ直列に接続される。また、タイミン
グ調整手段５は電源１から三相の電源電圧を入力し、所
定のタイミングで回生信号ＳＴをコンバータ２に出力す
る。
【００２４】インバータ３は電源回生時に、すなわちモ
ータ４の減速時に発生する誘導起電力を直流に変換す
る。また、タイミング調整手段５が三相の電源電圧のう
ち最大の電位を示す一相の電位が他の一相の電位と同電
位となる前に、所定のタイミングで回生信号ＳＴを出力
する。この回生信号ＳＴに基づいて、コンバータ２が電
源回生時に変換された直流を交流に変換して電源に回生
する。
ータ４の減速時に発生する誘導起電力を直流に変換す
る。また、タイミング調整手段５が三相の電源電圧のう
ち最大の電位を示す一相の電位が他の一相の電位と同電
位となる前に、所定のタイミングで回生信号ＳＴを出力
する。この回生信号ＳＴに基づいて、コンバータ２が電
源回生時に変換された直流を交流に変換して電源に回生
する。
【００２５】図２及び図３は電源回生方式の回路例であ
って、図２はインバータとコンバータの回路例を、図３
はタイミング調整手段の回路例をそれぞれ示す。まず、
図２の回路構成について説明する。図において、電源１
１とモータ４１との間には、コンバータ２とインバータ
３とが直列に接続されている。なお、電源１１としては
三相の商用電源が使用され、モータ４１としてはサーボ
モータが使用される。
って、図２はインバータとコンバータの回路例を、図３
はタイミング調整手段の回路例をそれぞれ示す。まず、
図２の回路構成について説明する。図において、電源１
１とモータ４１との間には、コンバータ２とインバータ
３とが直列に接続されている。なお、電源１１としては
三相の商用電源が使用され、モータ４１としてはサーボ
モータが使用される。
【００２６】コンバータ２の回路構成について説明す
る。トランジスタＴｒ１とトランジスタＴｒ２とが直列
に接続されている。すなわち、トランジスタＴｒ１のエ
ミッタ端子とトランジスタＴｒ２のコレクタ端子が接続
されており、この接続点はインダクタンスＬを介して電
源１１のＲ相に接続されている。同様に、トランジスタ
Ｔｒ３のエミッタ端子とトランジスタＴｒ４のコレクタ
端子が接続されており、この接続点はインダクタンスＬ
を介して電源１１のＳ相に接続されている。トランジス
タＴｒ５のエミッタ端子とトランジスタＴｒ６のコレク
タ端子が接続されており、この接続点はインダクタンス
Ｌを介して電源１１のＴ相に接続されている。
る。トランジスタＴｒ１とトランジスタＴｒ２とが直列
に接続されている。すなわち、トランジスタＴｒ１のエ
ミッタ端子とトランジスタＴｒ２のコレクタ端子が接続
されており、この接続点はインダクタンスＬを介して電
源１１のＲ相に接続されている。同様に、トランジスタ
Ｔｒ３のエミッタ端子とトランジスタＴｒ４のコレクタ
端子が接続されており、この接続点はインダクタンスＬ
を介して電源１１のＳ相に接続されている。トランジス
タＴｒ５のエミッタ端子とトランジスタＴｒ６のコレク
タ端子が接続されており、この接続点はインダクタンス
Ｌを介して電源１１のＴ相に接続されている。
【００２７】また、直列に接続されたトランジスタＴｒ
１とトランジスタＴｒ２、トランジスタＴｒ３とトラン
ジスタＴｒ４及びトランジスタＴｒ５とトランジスタＴ
ｒ６は並列に接続されている。すなわち、トランジスタ
Ｔｒ１，Ｔｒ３，Ｔｒ５のコレクタ端子が互いに接続さ
れ、この接続点には回生電流制限抵抗Ｒの一端とダイオ
ードＤのカソード端子が接続されている。ここで、回生
電流制限抵抗Ｒは回生電流が所定値を越えた場合に生ず
るトランジスタ等の破壊を防止するための抵抗である。
同様に、トランジスタＴｒ２，Ｔｒ４，Ｔｒ６のエミッ
タ端子が互いに接続され、この接続点にはコンデンサＣ
の一端がトランジスタＴｒ１とトランジスタＴｒ２の場
合と同様に並列に接続され、かつ、コンデンサＣの他端
は上記回生電流制限抵抗Ｒの他端とダイオードＤのアノ
ード端子との接続点に接続されている。ここで、コンデ
ンサＣはダイオードによって直流に変換された電流の脈
動を抑えるための平滑コンデンサである。
１とトランジスタＴｒ２、トランジスタＴｒ３とトラン
ジスタＴｒ４及びトランジスタＴｒ５とトランジスタＴ
ｒ６は並列に接続されている。すなわち、トランジスタ
Ｔｒ１，Ｔｒ３，Ｔｒ５のコレクタ端子が互いに接続さ
れ、この接続点には回生電流制限抵抗Ｒの一端とダイオ
ードＤのカソード端子が接続されている。ここで、回生
電流制限抵抗Ｒは回生電流が所定値を越えた場合に生ず
るトランジスタ等の破壊を防止するための抵抗である。
同様に、トランジスタＴｒ２，Ｔｒ４，Ｔｒ６のエミッ
タ端子が互いに接続され、この接続点にはコンデンサＣ
の一端がトランジスタＴｒ１とトランジスタＴｒ２の場
合と同様に並列に接続され、かつ、コンデンサＣの他端
は上記回生電流制限抵抗Ｒの他端とダイオードＤのアノ
ード端子との接続点に接続されている。ここで、コンデ
ンサＣはダイオードによって直流に変換された電流の脈
動を抑えるための平滑コンデンサである。
【００２８】さらに、これらのトランジスタＴｒ１〜Ｔ
ｒ６にはそれぞれ並列にダイオードが接続されている。
例えば、トランジスタＴｒ１のコレクタ端子にはダイオ
ードＤ１のアノード端子が接続され、トランジスタＴｒ
１のエミッタ端子にはダイオードＤ１のカソード端子が
接続されている。同様に、トランジスタＴｒ２にはダイ
オードＤ２が、トランジスタＴｒ３にはダイオードＤ３
が、トランジスタＴｒ４にはダイオードＤ４が、トラン
ジスタＴｒ５にはダイオードＤ５が、トランジスタＴｒ
６にはダイオードＤ６がそれぞれ並列に接続されてい
る。なお、これらのトランジスタＴｒ１〜Ｔｒ６のベー
ス端子は後述するタイミング制御回路に接続されてい
る。
ｒ６にはそれぞれ並列にダイオードが接続されている。
例えば、トランジスタＴｒ１のコレクタ端子にはダイオ
ードＤ１のアノード端子が接続され、トランジスタＴｒ
１のエミッタ端子にはダイオードＤ１のカソード端子が
接続されている。同様に、トランジスタＴｒ２にはダイ
オードＤ２が、トランジスタＴｒ３にはダイオードＤ３
が、トランジスタＴｒ４にはダイオードＤ４が、トラン
ジスタＴｒ５にはダイオードＤ５が、トランジスタＴｒ
６にはダイオードＤ６がそれぞれ並列に接続されてい
る。なお、これらのトランジスタＴｒ１〜Ｔｒ６のベー
ス端子は後述するタイミング制御回路に接続されてい
る。
【００２９】次に、インバータ３の回路構成について説
明する。トランジスタＴｒ３１とトランジスタＴｒ３２
とは、直列に接続されている。すなわち、トランジスタ
Ｔｒ３１のエミッタ端子とトランジスタＴｒ３２のコレ
クタ端子が接続されており、この接続点はモータ４１に
接続されている。同様に、トランジスタＴｒ３３のエミ
ッタ端子とトランジスタＴｒ３４のコレクタ端子が接続
されており、この接続点はモータ４１に接続されてい
る。トランジスタＴｒ３５のエミッタ端子とトランジス
タＴｒ３６のコレクタ端子が接続されており、この接続
点はモータ４１に接続されている。
明する。トランジスタＴｒ３１とトランジスタＴｒ３２
とは、直列に接続されている。すなわち、トランジスタ
Ｔｒ３１のエミッタ端子とトランジスタＴｒ３２のコレ
クタ端子が接続されており、この接続点はモータ４１に
接続されている。同様に、トランジスタＴｒ３３のエミ
ッタ端子とトランジスタＴｒ３４のコレクタ端子が接続
されており、この接続点はモータ４１に接続されてい
る。トランジスタＴｒ３５のエミッタ端子とトランジス
タＴｒ３６のコレクタ端子が接続されており、この接続
点はモータ４１に接続されている。
【００３０】また、直列に接続されたトランジスタＴｒ
３１とトランジスタＴｒ３２、トランジスタＴｒ３３と
トランジスタＴｒ３４及びトランジスタＴｒ３５とトラ
ンジスタＴｒ３６は並列に接続されている。すなわち、
トランジスタＴｒ３１，Ｔｒ３３，Ｔｒ３５のコレクタ
端子が互いに接続され、この接続点には上記コンデンサ
Ｃの他端と接続されている。同様に、トランジスタＴｒ
３２，Ｔｒ３４，Ｔｒ３６のエミッタ端子が互いに接続
され、この接続点には上記コンデンサＣの一端と接続さ
れている。
３１とトランジスタＴｒ３２、トランジスタＴｒ３３と
トランジスタＴｒ３４及びトランジスタＴｒ３５とトラ
ンジスタＴｒ３６は並列に接続されている。すなわち、
トランジスタＴｒ３１，Ｔｒ３３，Ｔｒ３５のコレクタ
端子が互いに接続され、この接続点には上記コンデンサ
Ｃの他端と接続されている。同様に、トランジスタＴｒ
３２，Ｔｒ３４，Ｔｒ３６のエミッタ端子が互いに接続
され、この接続点には上記コンデンサＣの一端と接続さ
れている。
【００３１】さらに、これらのトランジスタＴｒ３１〜
Ｔｒ３６にはそれぞれ並列にダイオードが接続されてい
る。例えば、トランジスタＴｒ３１のコレクタ端子には
ダイオードＤ３１のアノード端子が接続され、トランジ
スタＴｒ３１のエミッタ端子にはダイオードＤ３１のカ
ソード端子が接続されている。同様に、トランジスタＴ
ｒ３２にはダイオードＤ３２が、トランジスタＴｒ３３
にはダイオードＤ３３が、トランジスタＴｒ３４にはダ
イオードＤ３４が、トランジスタＴｒ３５にはダイオー
ドＤ３５が、トランジスタＴｒ３６にはダイオードＤ３
６がそれぞれ並列に接続されている。なお、これらのト
ランジスタＴｒ３１〜Ｔｒ３６のベース端子は後述する
タイミング制御回路に接続されている。
Ｔｒ３６にはそれぞれ並列にダイオードが接続されてい
る。例えば、トランジスタＴｒ３１のコレクタ端子には
ダイオードＤ３１のアノード端子が接続され、トランジ
スタＴｒ３１のエミッタ端子にはダイオードＤ３１のカ
ソード端子が接続されている。同様に、トランジスタＴ
ｒ３２にはダイオードＤ３２が、トランジスタＴｒ３３
にはダイオードＤ３３が、トランジスタＴｒ３４にはダ
イオードＤ３４が、トランジスタＴｒ３５にはダイオー
ドＤ３５が、トランジスタＴｒ３６にはダイオードＤ３
６がそれぞれ並列に接続されている。なお、これらのト
ランジスタＴｒ３１〜Ｔｒ３６のベース端子は後述する
タイミング制御回路に接続されている。
【００３２】次に、図３の回路構成について説明する。
図３（Ａ）は発光回路部を、図３（Ｂ）は受光回路部を
示す。図３（Ａ）及び図３（Ｂ）において、発光ダイオ
ードＤ５１とフォトトランジスタＴｒ５１とは、一つの
フォトカプラを構成する。すなわち、発光ダイオードＤ
５１に順方向電流が流れると発光し、発光した光がフォ
トトランジスタＴｒ５１に受光されるとフォトトランジ
スタＴｒ５１がオンする。同様に、発光ダイオードＤ５
２〜Ｄ５６とフォトトランジスタＴｒ５２〜Ｔｒ５５も
それぞれフォトカプラを構成する。
図３（Ａ）は発光回路部を、図３（Ｂ）は受光回路部を
示す。図３（Ａ）及び図３（Ｂ）において、発光ダイオ
ードＤ５１とフォトトランジスタＴｒ５１とは、一つの
フォトカプラを構成する。すなわち、発光ダイオードＤ
５１に順方向電流が流れると発光し、発光した光がフォ
トトランジスタＴｒ５１に受光されるとフォトトランジ
スタＴｒ５１がオンする。同様に、発光ダイオードＤ５
２〜Ｄ５６とフォトトランジスタＴｒ５２〜Ｔｒ５５も
それぞれフォトカプラを構成する。
【００３３】図３（Ａ）において、ダイオードＤ６１に
はダイオードＤ６２が直列に接続されている。すなわ
ち、ダイオードＤ６１のカソード端子にはダイオードＤ
６２のアノード端子が接続されている。また、発光ダイ
オードＤ５１と発光ダイオードＤ５２とは逆方向に、か
つ、並列に接続されている。すなわち、発光ダイオード
Ｄ５１のアノード端子には発光ダイオードＤ５２のカソ
ード端子が接続され、この接続点は上記ダイオードＤ６
１のカソード端子とダイオードＤ６２のアノード端子と
の接続点に接続されている。
はダイオードＤ６２が直列に接続されている。すなわ
ち、ダイオードＤ６１のカソード端子にはダイオードＤ
６２のアノード端子が接続されている。また、発光ダイ
オードＤ５１と発光ダイオードＤ５２とは逆方向に、か
つ、並列に接続されている。すなわち、発光ダイオード
Ｄ５１のアノード端子には発光ダイオードＤ５２のカソ
ード端子が接続され、この接続点は上記ダイオードＤ６
１のカソード端子とダイオードＤ６２のアノード端子と
の接続点に接続されている。
【００３４】同様に、ダイオードＤ６３にはダイオード
Ｄ６４が直列に接続され、ダイオードＤ６５にはダイオ
ードＤ６６が直列に接続されている。また、発光ダイオ
ードＤ５３と発光ダイオードＤ５４とは逆方向に並列に
接続され、発光ダイオードＤ５５と発光ダイオードＤ５
６とは逆方向に並列に接続されている。そして、発光ダ
イオードＤ５３のアノード端子と発光ダイオードＤ５４
のカソード端子との接続点にはダイオードＤ６３のカソ
ード端子とダイオードＤ６４のアノード端子との接続点
に接続され、発光ダイオードＤ５４のアノード端子と発
光ダイオードＤ５５のカソード端子との接続点にはダイ
オードＤ６４のカソード端子とダイオードＤ６５のアノ
ード端子との接続点に接続されている。
Ｄ６４が直列に接続され、ダイオードＤ６５にはダイオ
ードＤ６６が直列に接続されている。また、発光ダイオ
ードＤ５３と発光ダイオードＤ５４とは逆方向に並列に
接続され、発光ダイオードＤ５５と発光ダイオードＤ５
６とは逆方向に並列に接続されている。そして、発光ダ
イオードＤ５３のアノード端子と発光ダイオードＤ５４
のカソード端子との接続点にはダイオードＤ６３のカソ
ード端子とダイオードＤ６４のアノード端子との接続点
に接続され、発光ダイオードＤ５４のアノード端子と発
光ダイオードＤ５５のカソード端子との接続点にはダイ
オードＤ６４のカソード端子とダイオードＤ６５のアノ
ード端子との接続点に接続されている。
【００３５】さらに、ダイオードＤ６１，Ｄ６３，Ｄ６
５のアノード端子は負荷抵抗Ｒｘの一端に接続され、ダ
イオードＤ６２，Ｄ６４，Ｄ６５のカソード端子は負荷
抵抗Ｒｘの他端に接続されている。
５のアノード端子は負荷抵抗Ｒｘの一端に接続され、ダ
イオードＤ６２，Ｄ６４，Ｄ６５のカソード端子は負荷
抵抗Ｒｘの他端に接続されている。
【００３６】図３（Ｂ）において、フォトトランジスタ
Ｔｒ５１〜Ｔｒ５５のコレクタ端子は、いずれも定電圧
源ＶCCに接続されるとともに、タイミング制御回路５１
に接続されている。このタイミング制御回路５１は後述
する回生電流を監視して回生信号ＳＴを出力する回路で
あって、例えばゲートアレイで構成されている。また、
フォトトランジスタＴｒ５１〜Ｔｒ５５のエミッタ端子
はいずれも接地されている。さらに、タイミング制御回
路５１から出力される回生信号ＳＴは端子Ｔ１，Ｔ２，
Ｔ３，Ｔ３１，Ｔ３２，Ｔ３３を介して図２のそれぞれ
のトランジスタのベース端子に接続されている。
Ｔｒ５１〜Ｔｒ５５のコレクタ端子は、いずれも定電圧
源ＶCCに接続されるとともに、タイミング制御回路５１
に接続されている。このタイミング制御回路５１は後述
する回生電流を監視して回生信号ＳＴを出力する回路で
あって、例えばゲートアレイで構成されている。また、
フォトトランジスタＴｒ５１〜Ｔｒ５５のエミッタ端子
はいずれも接地されている。さらに、タイミング制御回
路５１から出力される回生信号ＳＴは端子Ｔ１，Ｔ２，
Ｔ３，Ｔ３１，Ｔ３２，Ｔ３３を介して図２のそれぞれ
のトランジスタのベース端子に接続されている。
【００３７】したがって、例えば図３（Ａ）の発光ダイ
オードＤ５１に順方向電流が流れて発光したとき、フォ
トトランジスタＴｒ５１がオンになる。このため、フォ
トトランジスタＴｒ５１のコレクタ端子がほぼ０〔Ｖ〕
になり、この電位が信号としてタイミング制御回路５１
に通知される。こうして、タイミング制御回路５１は電
源１１から供給される電源電圧の周期を判別して後述す
る所定のタイミングで回生信号ＳＴを出力する。
オードＤ５１に順方向電流が流れて発光したとき、フォ
トトランジスタＴｒ５１がオンになる。このため、フォ
トトランジスタＴｒ５１のコレクタ端子がほぼ０〔Ｖ〕
になり、この電位が信号としてタイミング制御回路５１
に通知される。こうして、タイミング制御回路５１は電
源１１から供給される電源電圧の周期を判別して後述す
る所定のタイミングで回生信号ＳＴを出力する。
【００３８】次に、本発明の電源回生方式の動作につい
て説明する。図４は、トランジスタのオンオフを示すタ
イムチャートであって、電源電圧の変化に対応するトラ
ンジスタＴｒ１〜Ｔｒ６の時間的な変化を示したもので
ある。
て説明する。図４は、トランジスタのオンオフを示すタ
イムチャートであって、電源電圧の変化に対応するトラ
ンジスタＴｒ１〜Ｔｒ６の時間的な変化を示したもので
ある。
【００３９】図において、トランジスタＴｒ１，Ｔｒ
３，Ｔｒ５は三相（Ｒ相，Ｓ相，Ｔ相）の電源電圧のう
ち、最大の電位を示す相をオンにするトランジスタであ
り、逆にトランジスタＴｒ２，Ｔｒ４，Ｔｒ６は三相の
電源電圧のうち、最小の電位を示す相をオンにするトラ
ンジスタである。
３，Ｔｒ５は三相（Ｒ相，Ｓ相，Ｔ相）の電源電圧のう
ち、最大の電位を示す相をオンにするトランジスタであ
り、逆にトランジスタＴｒ２，Ｔｒ４，Ｔｒ６は三相の
電源電圧のうち、最小の電位を示す相をオンにするトラ
ンジスタである。
【００４０】すなわち、トランジスタＴｒ１はＲ相の電
位が最大の場合にオンになり、他の場合ではオフにな
る。同様に、トランジスタＴｒ３，Ｔｒ５はそれぞれＳ
相及びＴ相の電位が最大の場合にオンになり、他の場合
ではオフになる。また、トランジスタＴｒ２はＲ相の電
位が最小の場合にオンになり、他の場合ではオフにな
る。同様に、トランジスタＴｒ４，Ｔｒ６はそれぞれＳ
相及びＴ相の電位が最小の場合にオンになり、他の場合
ではオフになる。
位が最大の場合にオンになり、他の場合ではオフにな
る。同様に、トランジスタＴｒ３，Ｔｒ５はそれぞれＳ
相及びＴ相の電位が最大の場合にオンになり、他の場合
ではオフになる。また、トランジスタＴｒ２はＲ相の電
位が最小の場合にオンになり、他の場合ではオフにな
る。同様に、トランジスタＴｒ４，Ｔｒ６はそれぞれＳ
相及びＴ相の電位が最小の場合にオンになり、他の場合
ではオフになる。
【００４１】例えば、時間ｔ４４から時間ｔ４６の間で
はＲ相が最大電位になり、Ｓ相が最小電位になる。この
ため、トランジスタＴｒ１，Ｔｒ４がオンになり、他の
トランジスタはオフになる。同様に、時間ｔ４６から時
間ｔ４８の間ではＲ相が最大電位になり、Ｔ相が最小電
位になる。このため、トランジスタＴｒ１，Ｔｒ６がオ
ンになり、他のトランジスタはオフになる。
はＲ相が最大電位になり、Ｓ相が最小電位になる。この
ため、トランジスタＴｒ１，Ｔｒ４がオンになり、他の
トランジスタはオフになる。同様に、時間ｔ４６から時
間ｔ４８の間ではＲ相が最大電位になり、Ｔ相が最小電
位になる。このため、トランジスタＴｒ１，Ｔｒ６がオ
ンになり、他のトランジスタはオフになる。
【００４２】ここで、時間ｔ４６では最小電圧がＳ相か
らＴ相に変わるので、時間ｔ４５にトランジスタＴｒ６
がオンになり、時間ｔ４６にトランジスタＴｒ６がオフ
になる。同様に、時間ｔ４８では最大電位がＲ相からＳ
相に変わるので、時間ｔ４７にトランジスタＴｒ３がオ
ンになり、時間ｔ４８にトランジスタＴｒ１がオフにな
る。このようなトランジスタのオン・オフが時間ｔ４
１，ｔ４２，・・・，ｔ５８の各時に行われる。
らＴ相に変わるので、時間ｔ４５にトランジスタＴｒ６
がオンになり、時間ｔ４６にトランジスタＴｒ６がオフ
になる。同様に、時間ｔ４８では最大電位がＲ相からＳ
相に変わるので、時間ｔ４７にトランジスタＴｒ３がオ
ンになり、時間ｔ４８にトランジスタＴｒ１がオフにな
る。このようなトランジスタのオン・オフが時間ｔ４
１，ｔ４２，・・・，ｔ５８の各時に行われる。
【００４３】なお、時間ｔ４１から時間ｔ４２の間隔、
時間ｔ４３から時間ｔ４４の間隔、・・・、時間ｔ５７
から時間ｔ５８の間隔はいずれも同一の時間間隔であっ
て、電源のインダクタンス及びインダクタンスＬに応じ
て変動する。
時間ｔ４３から時間ｔ４４の間隔、・・・、時間ｔ５７
から時間ｔ５８の間隔はいずれも同一の時間間隔であっ
て、電源のインダクタンス及びインダクタンスＬに応じ
て変動する。
【００４４】図５〜図７は回生電流の流れを示す図であ
って、電源及びコンバータにおける回生電流の流れを示
す。図５は相切換前の回生電流の流れを、図６は相切換
時の回生電流の流れを、図７は相切換後の回生電流の流
れをそれぞれ示す。すなわち、図５は図４における時間
ｔ４４から時間ｔ４５の間の回生電流の流れを、図６は
図４における時間ｔ４５から時間ｔ４６の間の回生電流
の流れを、図７は図４における時間ｔ４６から時間ｔ４
７の間の回生電流の流れをそれぞれ示す。
って、電源及びコンバータにおける回生電流の流れを示
す。図５は相切換前の回生電流の流れを、図６は相切換
時の回生電流の流れを、図７は相切換後の回生電流の流
れをそれぞれ示す。すなわち、図５は図４における時間
ｔ４４から時間ｔ４５の間の回生電流の流れを、図６は
図４における時間ｔ４５から時間ｔ４６の間の回生電流
の流れを、図７は図４における時間ｔ４６から時間ｔ４
７の間の回生電流の流れをそれぞれ示す。
【００４５】次に、各時点の回生電流の流れについて説
明する。まず、図示されていないモータが減速すること
によって発生した誘導起電力による電流が上記コンデン
サＣの両端に流れ込むため、コンデンサＣの両端の電位
が上昇する。この際、電源１１から供給される三相の電
源電圧のうち最大の電位を示す一相の電位がコンデンサ
Ｃの一端の電位よりも大きくなり、三相の電源電圧のう
ち最小の電位を示す一相の電位がコンデンサＣの他端の
電位よりも小さくなる。したがって、供給される三相の
電源電圧とコンデンサＣとの間に電位差が生ずるため、
コンデンサＣから電源１１へ流れる回生電流が生ずる。
以下、上記の事象によって生ずる回生電流を「減速時回
生電流」と呼ぶ。
明する。まず、図示されていないモータが減速すること
によって発生した誘導起電力による電流が上記コンデン
サＣの両端に流れ込むため、コンデンサＣの両端の電位
が上昇する。この際、電源１１から供給される三相の電
源電圧のうち最大の電位を示す一相の電位がコンデンサ
Ｃの一端の電位よりも大きくなり、三相の電源電圧のう
ち最小の電位を示す一相の電位がコンデンサＣの他端の
電位よりも小さくなる。したがって、供給される三相の
電源電圧とコンデンサＣとの間に電位差が生ずるため、
コンデンサＣから電源１１へ流れる回生電流が生ずる。
以下、上記の事象によって生ずる回生電流を「減速時回
生電流」と呼ぶ。
【００４６】図５において、減速時回生電流は、相電流
ＩＲとして回生電流制限抵抗Ｒ及びトランジスタＴｒ１
を介して電源１１に流れる。なお、この際のＴ相の電位
はＶ T である。また、減速時回生電流はＴ相の電位ＶT
よりもＳの電位ＶS のほうが、低く、かつ、トランジス
タＴｒ４がオンしているので、相電流ＩＳとしてトラン
ジスタＴｒ４を介して図示されていないモータへ流れ
る。
ＩＲとして回生電流制限抵抗Ｒ及びトランジスタＴｒ１
を介して電源１１に流れる。なお、この際のＴ相の電位
はＶ T である。また、減速時回生電流はＴ相の電位ＶT
よりもＳの電位ＶS のほうが、低く、かつ、トランジス
タＴｒ４がオンしているので、相電流ＩＳとしてトラン
ジスタＴｒ４を介して図示されていないモータへ流れ
る。
【００４７】図６において、減速時回生電流は、相電流
ＩＲとして回生電流制限抵抗Ｒ及びトランジスタＴｒ１
を介して電源１１に流れる。また、回生電流はＳ相の電
位Ｖ S のほうが低く、かつ、トランジスタＴｒ４，Ｔｒ
６がオンしているので、相電流ＩＳとしてトランジスタ
Ｔｒ４を、相電流ＩＴとしてトランジスタＴｒ６を介し
て図示されていないモータへ流れる。
ＩＲとして回生電流制限抵抗Ｒ及びトランジスタＴｒ１
を介して電源１１に流れる。また、回生電流はＳ相の電
位Ｖ S のほうが低く、かつ、トランジスタＴｒ４，Ｔｒ
６がオンしているので、相電流ＩＳとしてトランジスタ
Ｔｒ４を、相電流ＩＴとしてトランジスタＴｒ６を介し
て図示されていないモータへ流れる。
【００４８】図７において、減速時回生電流は、相電流
ＩＲとして回生電流制限抵抗Ｒ及びトランジスタＴｒ１
を介して電源１１に流れる。また、減速時回生電流はＳ
相の電位ＶS よりもＴ相の電位ＶT のほうが低く、か
つ、トランジスタＴｒ６がオンしているので、相電流Ｉ
ＳとしてトランジスタＴｒ６を介して図示されていない
モータへ流れる。
ＩＲとして回生電流制限抵抗Ｒ及びトランジスタＴｒ１
を介して電源１１に流れる。また、減速時回生電流はＳ
相の電位ＶS よりもＴ相の電位ＶT のほうが低く、か
つ、トランジスタＴｒ６がオンしているので、相電流Ｉ
ＳとしてトランジスタＴｒ６を介して図示されていない
モータへ流れる。
【００４９】図８は、相切換時の回生電流の流れを示す
図である。図において、インダクタンスＬ１は電源のイ
ンダクタンスを示し、インダクタンスＬ２はコンバータ
２のインダクタンスを示す。また、電位ＶＲ１，ＶＳ
１，ＶＴ１は電源電圧の電位を示し、電位ＶＲ２，ＶＳ
２，ＶＴ２は電源電圧に接続される他の機器における電
位を示す。なお、図６と同一の要素には同一番号を付
し、説明を省略する。
図である。図において、インダクタンスＬ１は電源のイ
ンダクタンスを示し、インダクタンスＬ２はコンバータ
２のインダクタンスを示す。また、電位ＶＲ１，ＶＳ
１，ＶＴ１は電源電圧の電位を示し、電位ＶＲ２，ＶＳ
２，ＶＴ２は電源電圧に接続される他の機器における電
位を示す。なお、図６と同一の要素には同一番号を付
し、説明を省略する。
【００５０】減速時回生電流は、相電流ＩＲとして回生
電流制限抵抗Ｒ及びトランジスタＴｒ１を介して電源１
１に流れる。また、減速時回生電流は相電流ＩＳとして
トランジスタＴｒ４を介して図示されていないモータに
流れ、相電流ＩＴとしてトランジスタＴｒ６を介して図
示されていないモータに流れる。すなわち、インダクタ
ンスＬ１S ，Ｌ２S には電流方向に対して逆電圧がかか
るので、相電流ＩＳは減少する。したがって、相電流Ｉ
Ｓが零になるときに、トランジスタＴｒ４をオフするよ
うにタイミング調整手段５から回生信号ＳＴを出力すれ
ば、フライホイール電流は流れることはなく、電源に回
生する電流の歪みを抑えることができる。
電流制限抵抗Ｒ及びトランジスタＴｒ１を介して電源１
１に流れる。また、減速時回生電流は相電流ＩＳとして
トランジスタＴｒ４を介して図示されていないモータに
流れ、相電流ＩＴとしてトランジスタＴｒ６を介して図
示されていないモータに流れる。すなわち、インダクタ
ンスＬ１S ，Ｌ２S には電流方向に対して逆電圧がかか
るので、相電流ＩＳは減少する。したがって、相電流Ｉ
Ｓが零になるときに、トランジスタＴｒ４をオフするよ
うにタイミング調整手段５から回生信号ＳＴを出力すれ
ば、フライホイール電流は流れることはなく、電源に回
生する電流の歪みを抑えることができる。
【００５１】図９は、回生電流のタイムチャートであっ
て、電源電圧の変化に対応する相間電圧及び相電流Ｉ
Ｔ，ＩＲ，ＩＳの時間的な変化を示したものである。タ
イミング調整手段５から出力する回生信号ＳＴのタイミ
ングは次のようになる。すなわち、三相の電源電圧のう
ち最大の電位を示す一相の電位が他の一相の電位と同電
位となるときに、上記最大の電位を示した一相の相電流
が零となるように回生信号ＳＴを出力する。
て、電源電圧の変化に対応する相間電圧及び相電流Ｉ
Ｔ，ＩＲ，ＩＳの時間的な変化を示したものである。タ
イミング調整手段５から出力する回生信号ＳＴのタイミ
ングは次のようになる。すなわち、三相の電源電圧のう
ち最大の電位を示す一相の電位が他の一相の電位と同電
位となるときに、上記最大の電位を示した一相の相電流
が零となるように回生信号ＳＴを出力する。
【００５２】具体的には、例えば時間ｔ９１から時間ｔ
９３の間において、三相のうちＲ相の電圧が最大値を示
す。そして、時間ｔ９３ではＲ相とＳ相の電位が同一電
位になる。したがって、最大の電位を示した相と同相の
電流である相電流ＩＲが、時間ｔ９３で０〔Ａ〕になる
ように回生信号ＳＴを出力すればよい。
９３の間において、三相のうちＲ相の電圧が最大値を示
す。そして、時間ｔ９３ではＲ相とＳ相の電位が同一電
位になる。したがって、最大の電位を示した相と同相の
電流である相電流ＩＲが、時間ｔ９３で０〔Ａ〕になる
ように回生信号ＳＴを出力すればよい。
【００５３】以上の説明では、タイミング制御回路５１
をゲートアレイで構成したが、マイクロプロセッサ構成
にしてもよい。また、モータ４１にサーボモータを使用
したが、スピンドルモータ等の他の三相交流モータを使
用することもできる。
をゲートアレイで構成したが、マイクロプロセッサ構成
にしてもよい。また、モータ４１にサーボモータを使用
したが、スピンドルモータ等の他の三相交流モータを使
用することもできる。
【００５４】
【発明の効果】以上説明したように本発明では、インバ
ータが電源回生時に、すなわちモータ減速時に発生する
誘導起電力を直流に変換し、タイミング調整手段が所定
のタイミングで回生信号を出力し、コンバータが変換さ
れた直流をフライホイール電流を流さずに交流に変換し
て電源に回生するように構成したので、電源に回生する
電流の歪みを抑えることができる。このため、電源に高
調波が発生することはない。
ータが電源回生時に、すなわちモータ減速時に発生する
誘導起電力を直流に変換し、タイミング調整手段が所定
のタイミングで回生信号を出力し、コンバータが変換さ
れた直流をフライホイール電流を流さずに交流に変換し
て電源に回生するように構成したので、電源に回生する
電流の歪みを抑えることができる。このため、電源に高
調波が発生することはない。
【図１】本発明の電源回生方式を示す原理説明図であ
る。
る。
【図２】電源回生方式の回路例である。
【図３】電源回生方式の回路例であり、（Ａ）は発光回
路部を、（Ｂ）は受光回路部をそれぞれ示す。
路部を、（Ｂ）は受光回路部をそれぞれ示す。
【図４】トランジスタのオンオフを示すタイムチャート
である。
である。
【図５】回生電流の流れを示す図である。
【図６】回生電流の流れを示す図である。
【図７】回生電流の流れを示す図である。
【図８】相切換時の回生電流の流れを示す図である。
【図９】回生電流のタイムチャートである。
【図１０】従来のトランジスタのオンオフを示すタイム
チャートである。
チャートである。
【図１１】従来の回生電流の流れを示す図である。
【図１２】従来の回生電流の流れを示す図である。
【図１３】従来の回生電流の流れを示す図である。
【図１４】従来の相切換時の回生電流の流れを示す図で
ある。
ある。
【図１５】従来の回生電流のタイムチャートである。
１ 電源 ２ コンバータ ３ インバータ ４ モータ ５ タイミング調整手段
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成５年８月２０日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正内容】
【書類名】 明細書
【発明の名称】 電源回生方式
【特許請求の範囲】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は電源回生方式に関し、特
にモータの減速時に発生する誘導起電力を電源に回生す
る電源回生方式に関する。
にモータの減速時に発生する誘導起電力を電源に回生す
る電源回生方式に関する。
【０００２】
【従来の技術】モータの減速時に、モータは発電機とし
て動作し、回生制動が行われる。一般に、このような回
生制動を制御する方式が電源回生方式として知られてい
る。従来の電源回生方式では、ある相間の回生電流が零
になった後、次の相間に回生電流を流していた。
て動作し、回生制動が行われる。一般に、このような回
生制動を制御する方式が電源回生方式として知られてい
る。従来の電源回生方式では、ある相間の回生電流が零
になった後、次の相間に回生電流を流していた。
【０００３】図１０は従来のコンバータのトランジスタ
のオンオフを示すタイムチャートであって、電源電圧の
変化に対応するトランジスタＴｒ１〜Ｔｒ６の時間的な
変化を示したものである（コンバータの回路は図１１に
示す。）。図において、トランジスタＴｒ１，Ｔｒ３，
Ｔｒ５は三相（Ｒ相，Ｓ相，Ｔ相）の電源電圧のうち、
最大の電位を示す相をオンにするトランジスタであり、
逆にトランジスタＴｒ２，Ｔｒ４，Ｔｒ６は三相の電源
電圧のうち、最小の電位を示す相をオンにするトランジ
スタである。
のオンオフを示すタイムチャートであって、電源電圧の
変化に対応するトランジスタＴｒ１〜Ｔｒ６の時間的な
変化を示したものである（コンバータの回路は図１１に
示す。）。図において、トランジスタＴｒ１，Ｔｒ３，
Ｔｒ５は三相（Ｒ相，Ｓ相，Ｔ相）の電源電圧のうち、
最大の電位を示す相をオンにするトランジスタであり、
逆にトランジスタＴｒ２，Ｔｒ４，Ｔｒ６は三相の電源
電圧のうち、最小の電位を示す相をオンにするトランジ
スタである。
【０００４】すなわち、トランジスタＴｒ１はＲ相の電
位が最大の場合にオンになり、他の場合ではオフにな
る。同様に、トランジスタＴｒ３，Ｔｒ５はそれぞれＳ
相及びＴ相の電位が最大の場合にオンになり、他の場合
ではオフになる。また、トランジスタＴｒ２はＲ相の電
位が最小の場合にオンになり、他の場合ではオフにな
る。同様に、トランジスタＴｒ４，Ｔｒ６はそれぞれＳ
相及びＴ相の電位が最小の場合にオンになり、他の場合
ではオフになる。
位が最大の場合にオンになり、他の場合ではオフにな
る。同様に、トランジスタＴｒ３，Ｔｒ５はそれぞれＳ
相及びＴ相の電位が最大の場合にオンになり、他の場合
ではオフになる。また、トランジスタＴｒ２はＲ相の電
位が最小の場合にオンになり、他の場合ではオフにな
る。同様に、トランジスタＴｒ４，Ｔｒ６はそれぞれＳ
相及びＴ相の電位が最小の場合にオンになり、他の場合
ではオフになる。
【０００５】例えば、時間ｔ１０２から時間ｔ１０３の
間ではＲ相が最大電位になり、Ｓ相が最小電位になる。
このため、トランジスタＴｒ１，Ｔｒ４がオンになり、
他のトランジスタはオフになる。同様に、時間ｔ１０３
から時間ｔ１０４の間ではＲ相が最大電位になり、Ｔ相
が最小電位になる。このため、トランジスタＴｒ１，Ｔ
ｒ６がオンになり、他のトランジスタはオフになる。
間ではＲ相が最大電位になり、Ｓ相が最小電位になる。
このため、トランジスタＴｒ１，Ｔｒ４がオンになり、
他のトランジスタはオフになる。同様に、時間ｔ１０３
から時間ｔ１０４の間ではＲ相が最大電位になり、Ｔ相
が最小電位になる。このため、トランジスタＴｒ１，Ｔ
ｒ６がオンになり、他のトランジスタはオフになる。
【０００６】ここで、時間ｔ１０３では最小電圧がＳ相
からＴ相に変わるので、トランジスタＴｒ４がオフにな
るとともに、時間ｔ１０３から微小時間△ｔだけ遅れて
トランジスタＴｒ６がオンになる。このようなトランジ
スタの切り換えが時間ｔ１０１，ｔ１０２，・・・，ｔ
１０９の各時に行われる。
からＴ相に変わるので、トランジスタＴｒ４がオフにな
るとともに、時間ｔ１０３から微小時間△ｔだけ遅れて
トランジスタＴｒ６がオンになる。このようなトランジ
スタの切り換えが時間ｔ１０１，ｔ１０２，・・・，ｔ
１０９の各時に行われる。
【０００７】図１１〜図１３は従来の回生電流の流れを
示す図であって、図１１が相切換前の回生電流の流れ
を、図１２が相切換時の回生電流の流れを、図１３が相
切換後の回生電流の流れをそれぞれ示す。すなわち、図
１１は図１０における時間ｔ１０２から時間ｔ１０３の
間の回生電流の流れを、図１２は図１０における時間ｔ
１０３の回生電流の流れを、図１３は図１０における時
間ｔ１０３から時間ｔ１０４の間の回生電流の流れをそ
れぞれ示す。
示す図であって、図１１が相切換前の回生電流の流れ
を、図１２が相切換時の回生電流の流れを、図１３が相
切換後の回生電流の流れをそれぞれ示す。すなわち、図
１１は図１０における時間ｔ１０２から時間ｔ１０３の
間の回生電流の流れを、図１２は図１０における時間ｔ
１０３の回生電流の流れを、図１３は図１０における時
間ｔ１０３から時間ｔ１０４の間の回生電流の流れをそ
れぞれ示す。
【０００８】まず、図１１〜図１３におけるコンバータ
の回路構成について説明する。トランジスタＴｒ１とト
ランジスタＴｒ２とは、直列に接続されている。すなわ
ち、トランジスタＴｒ１のエミッタ端子とトランジスタ
Ｔｒ２のコレクタ端子が接続されており、この接続点は
インダクタンスを介して電源１１のＲ相に接続されてい
る。同様に、トランジスタＴｒ３のエミッタ端子とトラ
ンジスタＴｒ４のコレクタ端子が接続されており、この
接続点はインダクタンスを介して電源１１のＳ相に接続
されている。トランジスタＴｒ５のエミッタ端子とトラ
ンジスタＴｒ６のコレクタ端子が接続されており、この
接続点はインダクタンスを介して電源１１のＴ相に接続
されている。
の回路構成について説明する。トランジスタＴｒ１とト
ランジスタＴｒ２とは、直列に接続されている。すなわ
ち、トランジスタＴｒ１のエミッタ端子とトランジスタ
Ｔｒ２のコレクタ端子が接続されており、この接続点は
インダクタンスを介して電源１１のＲ相に接続されてい
る。同様に、トランジスタＴｒ３のエミッタ端子とトラ
ンジスタＴｒ４のコレクタ端子が接続されており、この
接続点はインダクタンスを介して電源１１のＳ相に接続
されている。トランジスタＴｒ５のエミッタ端子とトラ
ンジスタＴｒ６のコレクタ端子が接続されており、この
接続点はインダクタンスを介して電源１１のＴ相に接続
されている。
【０００９】また、直列に接続されたトランジスタＴｒ
１とトランジスタＴｒ２、トランジスタＴｒ３とトラン
ジスタＴｒ４及びトランジスタＴｒ５とトランジスタＴ
ｒ６は並列に接続されている。すなわち、トランジスタ
Ｔｒ１，Ｔｒ３，Ｔｒ５のコレクタ端子が互いに接続さ
れ、この接続点には回生電流制限抵抗ＲとダイオードＤ
が並列に接続されている。同様に、トランジスタＴｒ
２，Ｔｒ４，Ｔｒ６のエミッタ端子が互いに接続され、
この接続点にはコンデンサＣの一端がトランジスタＴｒ
１とトランジスタＴｒ２の場合と同様に並列に接続さ
れ、かつ、コンデンサＣの他端は上記回生電流制限抵抗
Ｒの他端とダイオードＤのアノード端子との接続点に接
続されている。
１とトランジスタＴｒ２、トランジスタＴｒ３とトラン
ジスタＴｒ４及びトランジスタＴｒ５とトランジスタＴ
ｒ６は並列に接続されている。すなわち、トランジスタ
Ｔｒ１，Ｔｒ３，Ｔｒ５のコレクタ端子が互いに接続さ
れ、この接続点には回生電流制限抵抗ＲとダイオードＤ
が並列に接続されている。同様に、トランジスタＴｒ
２，Ｔｒ４，Ｔｒ６のエミッタ端子が互いに接続され、
この接続点にはコンデンサＣの一端がトランジスタＴｒ
１とトランジスタＴｒ２の場合と同様に並列に接続さ
れ、かつ、コンデンサＣの他端は上記回生電流制限抵抗
Ｒの他端とダイオードＤのアノード端子との接続点に接
続されている。
【００１０】さらに、これらのトランジスタＴｒ１〜Ｔ
ｒ６にはそれぞれ並列にダイオードが接続されている。
例えば、トランジスタＴｒ１のコレクタ端子にはダイオ
ードＤ１のアノード端子が接続され、トランジスタＴｒ
１のエミッタ端子にはダイオードＤ１のカソード端子が
接続されている。同様に、トランジスタＴｒ２にはダイ
オードＤ２が、トランジスタＴｒ３にはダイオードＤ３
が、トランジスタＴｒ４にはダイオードＤ４が、トラン
ジスタＴｒ５にはダイオードＤ５が、トランジスタＴｒ
６にはダイオードＤ６がそれぞれ並列に接続されてい
る。
ｒ６にはそれぞれ並列にダイオードが接続されている。
例えば、トランジスタＴｒ１のコレクタ端子にはダイオ
ードＤ１のアノード端子が接続され、トランジスタＴｒ
１のエミッタ端子にはダイオードＤ１のカソード端子が
接続されている。同様に、トランジスタＴｒ２にはダイ
オードＤ２が、トランジスタＴｒ３にはダイオードＤ３
が、トランジスタＴｒ４にはダイオードＤ４が、トラン
ジスタＴｒ５にはダイオードＤ５が、トランジスタＴｒ
６にはダイオードＤ６がそれぞれ並列に接続されてい
る。
【００１１】次に、各時点の回生電流の流れについて説
明する。まず、図示されていないモータが減速すること
によって発生した誘導起電力による電流が上記コンデン
サＣの両端に流れ込むため、コンデンサＣの両端の電位
が上昇する。この際、電源１１から供給される三相の電
源電圧のうち最大の電位を示す一相の電位がコンデンサ
Ｃの一端の電位よりも低くなり三相の電源電圧のうち最
小の電位を示す一相の電位がコンデンサＣの他端の電位
よりも高くなる。したがって、供給される三相の電源電
圧とコンデンサＣとの間に電位差が生ずるため、トラン
ジスタをＯＮすることによりコンデンサＣから電源１１
へ流れる回生電流が生ずる。以下、上記の事象によって
生ずる回生電流を「減速時回生電流」と呼ぶ。
明する。まず、図示されていないモータが減速すること
によって発生した誘導起電力による電流が上記コンデン
サＣの両端に流れ込むため、コンデンサＣの両端の電位
が上昇する。この際、電源１１から供給される三相の電
源電圧のうち最大の電位を示す一相の電位がコンデンサ
Ｃの一端の電位よりも低くなり三相の電源電圧のうち最
小の電位を示す一相の電位がコンデンサＣの他端の電位
よりも高くなる。したがって、供給される三相の電源電
圧とコンデンサＣとの間に電位差が生ずるため、トラン
ジスタをＯＮすることによりコンデンサＣから電源１１
へ流れる回生電流が生ずる。以下、上記の事象によって
生ずる回生電流を「減速時回生電流」と呼ぶ。
【００１２】図１１において、減速時回生電流は、相電
流ＩＲとして回生電流制限抵抗Ｒ及びトランジスタＴｒ
１を介して電源１１に流れる。なお、この際のＴ相の電
位はＶT である。また、減速時回生電流はＴ相の電位Ｖ
T よりもＳ相の電位ＶS のほうが低く、かつ、トランジ
スタＴｒ４がオンしているので、相電流ＩＳとしてトラ
ンジスタＴｒ４を介してコンデンサＣへ流れる。
流ＩＲとして回生電流制限抵抗Ｒ及びトランジスタＴｒ
１を介して電源１１に流れる。なお、この際のＴ相の電
位はＶT である。また、減速時回生電流はＴ相の電位Ｖ
T よりもＳ相の電位ＶS のほうが低く、かつ、トランジ
スタＴｒ４がオンしているので、相電流ＩＳとしてトラ
ンジスタＴｒ４を介してコンデンサＣへ流れる。
【００１３】図１２において、減速時回生電流は、トラ
ンジスタＴｒ４がオフすることにより、入力部インダク
タンスＬに逆起電圧が発生しトランジスタＴｒ１，ダイ
オードＤ３を介して流れる。
ンジスタＴｒ４がオフすることにより、入力部インダク
タンスＬに逆起電圧が発生しトランジスタＴｒ１，ダイ
オードＤ３を介して流れる。
【００１４】図１３において、減速時回生電流は、相電
流ＩＲとして回生電流制限抵抗Ｒ及びトランジスタＴｒ
１を介して電源１１に流れる。また、減速時回生電流は
Ｓ相の電位ＶS よりもＴ相の電位ＶT のほうが低く、か
つ、トランジスタＴｒ６がオンしているので、相電流Ｉ
ＳとしてトランジスタＴｒ６を介して図示されていない
モータへ流れる。
流ＩＲとして回生電流制限抵抗Ｒ及びトランジスタＴｒ
１を介して電源１１に流れる。また、減速時回生電流は
Ｓ相の電位ＶS よりもＴ相の電位ＶT のほうが低く、か
つ、トランジスタＴｒ６がオンしているので、相電流Ｉ
ＳとしてトランジスタＴｒ６を介して図示されていない
モータへ流れる。
【００１５】次に、図１２に示す相切換時の回生電流の
流れについて説明する。図１４は、従来の相切換時の回
生電流の流れを示す図である。図において、インダクタ
ンスＬ１は電源のインダクタンスを示し、インダクタン
スＬ２はコンバータのインダクタンスを示す。また、電
位ＶＲ１，ＶＳ１，ＶＴ１は電源電圧の電位を示し、電
位ＶＲ２，ＶＳ２，ＶＴ２は電源電圧に接続される他の
機器における電位を示す。なお、図１２と同一の要素に
は同一番号を付し、説明を省略する。
流れについて説明する。図１４は、従来の相切換時の回
生電流の流れを示す図である。図において、インダクタ
ンスＬ１は電源のインダクタンスを示し、インダクタン
スＬ２はコンバータのインダクタンスを示す。また、電
位ＶＲ１，ＶＳ１，ＶＴ１は電源電圧の電位を示し、電
位ＶＲ２，ＶＳ２，ＶＴ２は電源電圧に接続される他の
機器における電位を示す。なお、図１２と同一の要素に
は同一番号を付し、説明を省略する。
【００１６】減速時回生電流はインダクタンスＬ１S ，
Ｌ２S の逆起電力によるフライホール電流ＩＲ，ＩＳと
してダイオードＤ３を介してトランジスタＴｒ１に流れ
る。
Ｌ２S の逆起電力によるフライホール電流ＩＲ，ＩＳと
してダイオードＤ３を介してトランジスタＴｒ１に流れ
る。
【００１７】このため、電位ＶR 及び電位ＶS は短絡状
態となり、ほぼ同電位になるので、それぞれ電位ＶＲ１
と電位ＶＳ１との中間電位になる。その結果、電位ＶＲ
２は電位ＶＲ１と電位ＶR に対してインダクタンスＬ１
R ，Ｌ２R で分圧された電位になり電位ＶＳ２は電位Ｖ
Ｓ１と電位ＶS に対してインダクタンスＬ１S ，Ｌ２ S
で分圧された電位になるので、電位ＶＲ２及び電位ＶＳ
２の相間電圧は本来の電位より低くなるので電源波形が
歪む。
態となり、ほぼ同電位になるので、それぞれ電位ＶＲ１
と電位ＶＳ１との中間電位になる。その結果、電位ＶＲ
２は電位ＶＲ１と電位ＶR に対してインダクタンスＬ１
R ，Ｌ２R で分圧された電位になり電位ＶＳ２は電位Ｖ
Ｓ１と電位ＶS に対してインダクタンスＬ１S ，Ｌ２ S
で分圧された電位になるので、電位ＶＲ２及び電位ＶＳ
２の相間電圧は本来の電位より低くなるので電源波形が
歪む。
【００１８】図１５は従来の回生電流のタイムチャート
であって、電源電圧の変化に対応する相間電圧及び相電
流ＩＴ，ＩＲ，ＩＳの時間的な変化を示したものであ
る。図１４で示した相間電圧の歪みは、相電流ＩＴ，Ｉ
Ｒ，ＩＳが減少するとき、すなわち時間ｔ１５１，ｔ１
５２，・・・，ｔ１５９の各時に現れる。また、この相
間電圧の歪みの大きさはインダクタンスＬ１及びインダ
クタンスＬ２の 比に応じて変動する。
であって、電源電圧の変化に対応する相間電圧及び相電
流ＩＴ，ＩＲ，ＩＳの時間的な変化を示したものであ
る。図１４で示した相間電圧の歪みは、相電流ＩＴ，Ｉ
Ｒ，ＩＳが減少するとき、すなわち時間ｔ１５１，ｔ１
５２，・・・，ｔ１５９の各時に現れる。また、この相
間電圧の歪みの大きさはインダクタンスＬ１及びインダ
クタンスＬ２の 比に応じて変動する。
【００１９】
【発明が解決しようとする課題】したがって、従来の電
源回生方式では、上記の回生により歪んだ電源に接続さ
れる三相のタイミングを利用した機器等に障害が生ずる
という問題点があった。また、電源に高調波が発生する
という問題点があった。
源回生方式では、上記の回生により歪んだ電源に接続さ
れる三相のタイミングを利用した機器等に障害が生ずる
という問題点があった。また、電源に高調波が発生する
という問題点があった。
【００２０】本発明はこのような点に鑑みてなされたも
のであり、電源に回生する電流の歪みを抑える電源回生
方式を、提供することを目的とする。
のであり、電源に回生する電流の歪みを抑える電源回生
方式を、提供することを目的とする。
【００２１】
【課題を解決するための手段】本発明では上記課題を解
決するために、モータの減速時に発生する誘導起電力を
電源に回生する電源回生方式において、電源回生時に、
モータに発生する誘導起電力を直流に変換するインバー
タと、三相の電源電圧のうち最大の電位を示す一相の電
位が他の一相の電位と同電位となる前に所定のタイミン
グで回生信号を出力するタイミング調整手段と、前記回
生信号に基づいて変換された直流を、交流に変換して前
記電源に回生するコンバータと、を有することを特徴と
する電源回生方式が提供される。
決するために、モータの減速時に発生する誘導起電力を
電源に回生する電源回生方式において、電源回生時に、
モータに発生する誘導起電力を直流に変換するインバー
タと、三相の電源電圧のうち最大の電位を示す一相の電
位が他の一相の電位と同電位となる前に所定のタイミン
グで回生信号を出力するタイミング調整手段と、前記回
生信号に基づいて変換された直流を、交流に変換して前
記電源に回生するコンバータと、を有することを特徴と
する電源回生方式が提供される。
【００２２】
【作用】インバータが電源回生時に、すなわちモータの
減速時に発生する誘導起電力を直流に変換する。また、
タイミング調整手段が三相の電源電圧のうち最大の電位
を示す一相の電位が他の一相の電位と同電位となる前に
所定のタイミングで回生信号を出力する。この回生信号
に基づき、コンバータが電源回生時に変換された直流を
交流に変換して電源に回生する。
減速時に発生する誘導起電力を直流に変換する。また、
タイミング調整手段が三相の電源電圧のうち最大の電位
を示す一相の電位が他の一相の電位と同電位となる前に
所定のタイミングで回生信号を出力する。この回生信号
に基づき、コンバータが電源回生時に変換された直流を
交流に変換して電源に回生する。
【００２３】
【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。図１は、本発明の電源回生方式を示す原理説明
図である。本発明の電源回生方式は、コンバータ２、イ
ンバータ３及びタイミング調整手段５から構成される。
コンバータ２及びインバータ３は電源１とモータ４との
間に設置され、かつ直列に接続される。また、タイミン
グ調整手段５は電源１から三相の電源電圧を入力し、所
定のタイミングで回生信号ＳＴをコンバータ２に出力す
る。
明する。図１は、本発明の電源回生方式を示す原理説明
図である。本発明の電源回生方式は、コンバータ２、イ
ンバータ３及びタイミング調整手段５から構成される。
コンバータ２及びインバータ３は電源１とモータ４との
間に設置され、かつ直列に接続される。また、タイミン
グ調整手段５は電源１から三相の電源電圧を入力し、所
定のタイミングで回生信号ＳＴをコンバータ２に出力す
る。
【００２４】インバータ３は電源回生時に、すなわちモ
ータ４の減速時に発生する誘導起電力を直流に変換す
る。また、タイミング調整手段５が三相の電源電圧のう
ち最大の電位を示す一相の電位が他の一相の電位と同電
位となる前に、所定のタイミングで回生信号ＳＴを出力
する。この回生信号ＳＴに基づいて、コンバータ２が電
源回生時に変換された直流を交流に変換して電源に回生
する。
ータ４の減速時に発生する誘導起電力を直流に変換す
る。また、タイミング調整手段５が三相の電源電圧のう
ち最大の電位を示す一相の電位が他の一相の電位と同電
位となる前に、所定のタイミングで回生信号ＳＴを出力
する。この回生信号ＳＴに基づいて、コンバータ２が電
源回生時に変換された直流を交流に変換して電源に回生
する。
【００２５】図２及び図３は電源回生方式の回路例であ
って、図２はインバータとコンバータの回路例を、図３
はタイミング調整手段の回路例をそれぞれ示す。まず、
図２の回路構成について説明する。図において、電源１
１とモータ４１との間には、コンバータ２とインバータ
３とが直列に接続されている。なお、電源１１としては
三相の商用電源が使用され、モータ４１としてはサーボ
モータが使用される。
って、図２はインバータとコンバータの回路例を、図３
はタイミング調整手段の回路例をそれぞれ示す。まず、
図２の回路構成について説明する。図において、電源１
１とモータ４１との間には、コンバータ２とインバータ
３とが直列に接続されている。なお、電源１１としては
三相の商用電源が使用され、モータ４１としてはサーボ
モータが使用される。
【００２６】コンバータ２の回路構成について説明す
る。トランジスタＴｒ１とトランジスタＴｒ２とが直列
に接続されている。すなわち、トランジスタＴｒ１のエ
ミッタ端子とトランジスタＴｒ２のコレクタ端子が接続
されており、この接続点はインダクタンスＬを介して電
源１１のＲ相に接続されている。同様に、トランジスタ
Ｔｒ３のエミッタ端子とトランジスタＴｒ４のコレクタ
端子が接続されており、この接続点はインダクタンスＬ
を介して電源１１のＳ相に接続されている。トランジス
タＴｒ５のエミッタ端子とトランジスタＴｒ６のコレク
タ端子が接続されており、この接続点はインダクタンス
Ｌを介して電源１１のＴ相に接続されている。
る。トランジスタＴｒ１とトランジスタＴｒ２とが直列
に接続されている。すなわち、トランジスタＴｒ１のエ
ミッタ端子とトランジスタＴｒ２のコレクタ端子が接続
されており、この接続点はインダクタンスＬを介して電
源１１のＲ相に接続されている。同様に、トランジスタ
Ｔｒ３のエミッタ端子とトランジスタＴｒ４のコレクタ
端子が接続されており、この接続点はインダクタンスＬ
を介して電源１１のＳ相に接続されている。トランジス
タＴｒ５のエミッタ端子とトランジスタＴｒ６のコレク
タ端子が接続されており、この接続点はインダクタンス
Ｌを介して電源１１のＴ相に接続されている。
【００２７】また、直列に接続されたトランジスタＴｒ
１とトランジスタＴｒ２、トランジスタＴｒ３とトラン
ジスタＴｒ４及びトランジスタＴｒ５とトランジスタＴ
ｒ６は並列に接続されている。すなわち、トランジスタ
Ｔｒ１，Ｔｒ３，Ｔｒ５のコレクタ端子が互いに接続さ
れ、この接続点には回生電流制限抵抗Ｒの一端とダイオ
ードＤのカソード端子が接続されている。同様に、トラ
ンジスタＴｒ２，Ｔｒ４，Ｔｒ６のエミッタ端子が互い
に接続され、この接続点にはコンデンサＣの一端がトラ
ンジスタＴｒ１とトランジスタＴｒ２の場合と同様に並
列に接続され、かつ、コンデンサＣの他端は上記回生電
流制限抵抗Ｒの他端とダイオードＤのアノード端子との
接続点に接続されている。ここで、コンデンサＣはダイ
オードによって直流に変換された電流の脈動を抑えるた
めの平滑コンデンサである。
１とトランジスタＴｒ２、トランジスタＴｒ３とトラン
ジスタＴｒ４及びトランジスタＴｒ５とトランジスタＴ
ｒ６は並列に接続されている。すなわち、トランジスタ
Ｔｒ１，Ｔｒ３，Ｔｒ５のコレクタ端子が互いに接続さ
れ、この接続点には回生電流制限抵抗Ｒの一端とダイオ
ードＤのカソード端子が接続されている。同様に、トラ
ンジスタＴｒ２，Ｔｒ４，Ｔｒ６のエミッタ端子が互い
に接続され、この接続点にはコンデンサＣの一端がトラ
ンジスタＴｒ１とトランジスタＴｒ２の場合と同様に並
列に接続され、かつ、コンデンサＣの他端は上記回生電
流制限抵抗Ｒの他端とダイオードＤのアノード端子との
接続点に接続されている。ここで、コンデンサＣはダイ
オードによって直流に変換された電流の脈動を抑えるた
めの平滑コンデンサである。
【００２８】さらに、これらのトランジスタＴｒ１〜Ｔ
ｒ６にはそれぞれ並列にダイオードが接続されている。
例えば、トランジスタＴｒ１のコレクタ端子にはダイオ
ードＤ１のアノード端子が接続され、トランジスタＴｒ
１のエミッタ端子にはダイオードＤ１のカソード端子が
接続されている。同様に、トランジスタＴｒ２にはダイ
オードＤ２が、トランジスタＴｒ３にはダイオードＤ３
が、トランジスタＴｒ４にはダイオードＤ４が、トラン
ジスタＴｒ５にはダイオードＤ５が、トランジスタＴｒ
６にはダイオードＤ６がそれぞれ並列に接続されてい
る。
ｒ６にはそれぞれ並列にダイオードが接続されている。
例えば、トランジスタＴｒ１のコレクタ端子にはダイオ
ードＤ１のアノード端子が接続され、トランジスタＴｒ
１のエミッタ端子にはダイオードＤ１のカソード端子が
接続されている。同様に、トランジスタＴｒ２にはダイ
オードＤ２が、トランジスタＴｒ３にはダイオードＤ３
が、トランジスタＴｒ４にはダイオードＤ４が、トラン
ジスタＴｒ５にはダイオードＤ５が、トランジスタＴｒ
６にはダイオードＤ６がそれぞれ並列に接続されてい
る。
【００２９】次に、インバータ３の回路構成について説
明する。トランジスタＴｒ３１とトランジスタＴｒ３２
とは、直列に接続されている。すなわち、トランジスタ
Ｔｒ３１のエミッタ端子とトランジスタＴｒ３２のコレ
クタ端子が接続されており、この接続点はモータ４１に
接続されている。同様に、トランジスタＴｒ３３のエミ
ッタ端子とトランジスタＴｒ３４のコレクタ端子が接続
されており、この接続点はモータ４１に接続されてい
る。トランジスタＴｒ３５のエミッタ端子とトランジス
タＴｒ３６のコレクタ端子が接続されており、この接続
点はモータ４１に接続されている。
明する。トランジスタＴｒ３１とトランジスタＴｒ３２
とは、直列に接続されている。すなわち、トランジスタ
Ｔｒ３１のエミッタ端子とトランジスタＴｒ３２のコレ
クタ端子が接続されており、この接続点はモータ４１に
接続されている。同様に、トランジスタＴｒ３３のエミ
ッタ端子とトランジスタＴｒ３４のコレクタ端子が接続
されており、この接続点はモータ４１に接続されてい
る。トランジスタＴｒ３５のエミッタ端子とトランジス
タＴｒ３６のコレクタ端子が接続されており、この接続
点はモータ４１に接続されている。
【００３０】また、直列に接続されたトランジスタＴｒ
３１とトランジスタＴｒ３２、トランジスタＴｒ３３と
トランジスタＴｒ３４及びトランジスタＴｒ３５とトラ
ンジスタＴｒ３６は並列に接続されている。すなわち、
トランジスタＴｒ３１，Ｔｒ３３，Ｔｒ３５のコレクタ
端子が互いに接続され、この接続点には上記コンデンサ
Ｃの他端と接続されている。同様に、トランジスタＴｒ
３２，Ｔｒ３４，Ｔｒ３６のエミッタ端子が互いに接続
され、この接続点には上記コンデンサＣの一端と接続さ
れている。
３１とトランジスタＴｒ３２、トランジスタＴｒ３３と
トランジスタＴｒ３４及びトランジスタＴｒ３５とトラ
ンジスタＴｒ３６は並列に接続されている。すなわち、
トランジスタＴｒ３１，Ｔｒ３３，Ｔｒ３５のコレクタ
端子が互いに接続され、この接続点には上記コンデンサ
Ｃの他端と接続されている。同様に、トランジスタＴｒ
３２，Ｔｒ３４，Ｔｒ３６のエミッタ端子が互いに接続
され、この接続点には上記コンデンサＣの一端と接続さ
れている。
【００３１】さらに、これらのトランジスタＴｒ３１〜
Ｔｒ３６にはそれぞれ並列にダイオードが接続されてい
る。例えば、トランジスタＴｒ３１のコレクタ端子には
ダイオードＤ３１のアノード端子が接続され、トランジ
スタＴｒ３１のエミッタ端子にはダイオードＤ３１のカ
ソード端子が接続されている。同様に、トランジスタＴ
ｒ３２にはダイオードＤ３２が、トランジスタＴｒ３３
にはダイオードＤ３３が、トランジスタＴｒ３４にはダ
イオードＤ３４が、トランジスタＴｒ３５にはダイオー
ドＤ３５が、トランジスタＴｒ３６にはダイオードＤ３
６がそれぞれ並列に接続されている。なお、これらのト
ランジスタＴｒ３１〜Ｔｒ３６のベース端子は後述する
タイミング制御回路に接続されている。
Ｔｒ３６にはそれぞれ並列にダイオードが接続されてい
る。例えば、トランジスタＴｒ３１のコレクタ端子には
ダイオードＤ３１のアノード端子が接続され、トランジ
スタＴｒ３１のエミッタ端子にはダイオードＤ３１のカ
ソード端子が接続されている。同様に、トランジスタＴ
ｒ３２にはダイオードＤ３２が、トランジスタＴｒ３３
にはダイオードＤ３３が、トランジスタＴｒ３４にはダ
イオードＤ３４が、トランジスタＴｒ３５にはダイオー
ドＤ３５が、トランジスタＴｒ３６にはダイオードＤ３
６がそれぞれ並列に接続されている。なお、これらのト
ランジスタＴｒ３１〜Ｔｒ３６のベース端子は後述する
タイミング制御回路に接続されている。
【００３２】次に、図３の回路構成について説明する。
図３（Ａ）は発光回路部を、図３（Ｂ）は受光回路部を
示す。図３（Ａ）及び図３（Ｂ）において、発光ダイオ
ードＤ５１とフォトトランジスタＴｒ５１とは、一つの
フォトカプラを構成する。すなわち、発光ダイオードＤ
５１に順方向電流が流れると発光し、発光した光がフォ
トトランジスタＴｒ５１に受光されるとフォトトランジ
スタＴｒ５１がオンする。同様に、発光ダイオードＤ５
２〜Ｄ５６とフォトトランジスタＴｒ５２〜Ｔｒ５５も
それぞれフォトカプラを構成する。
図３（Ａ）は発光回路部を、図３（Ｂ）は受光回路部を
示す。図３（Ａ）及び図３（Ｂ）において、発光ダイオ
ードＤ５１とフォトトランジスタＴｒ５１とは、一つの
フォトカプラを構成する。すなわち、発光ダイオードＤ
５１に順方向電流が流れると発光し、発光した光がフォ
トトランジスタＴｒ５１に受光されるとフォトトランジ
スタＴｒ５１がオンする。同様に、発光ダイオードＤ５
２〜Ｄ５６とフォトトランジスタＴｒ５２〜Ｔｒ５５も
それぞれフォトカプラを構成する。
【００３３】図３（Ａ）において、ダイオードＤ６１に
はダイオードＤ６２が直列に接続されている。すなわ
ち、ダイオードＤ６１のカソード端子にはダイオードＤ
６２のアノード端子が接続されている。また、発光ダイ
オードＤ５１と発光ダイオードＤ５２とは逆方向に、か
つ、並列に接続されている。すなわち、発光ダイオード
Ｄ５１のアノード端子には発光ダイオードＤ５２のカソ
ード端子が接続され、この接続点は上記ダイオードＤ６
１のカソード端子とダイオードＤ６２のアノード端子と
の接続点に接続されている。
はダイオードＤ６２が直列に接続されている。すなわ
ち、ダイオードＤ６１のカソード端子にはダイオードＤ
６２のアノード端子が接続されている。また、発光ダイ
オードＤ５１と発光ダイオードＤ５２とは逆方向に、か
つ、並列に接続されている。すなわち、発光ダイオード
Ｄ５１のアノード端子には発光ダイオードＤ５２のカソ
ード端子が接続され、この接続点は上記ダイオードＤ６
１のカソード端子とダイオードＤ６２のアノード端子と
の接続点に接続されている。
【００３４】同様に、ダイオードＤ６３にはダイオード
Ｄ６４が直列に接続され、ダイオードＤ６５にはダイオ
ードＤ６６が直列に接続されている。また、発光ダイオ
ードＤ５３と発光ダイオードＤ５４とは逆方向に並列に
接続され、発光ダイオードＤ５５と発光ダイオードＤ５
６とは逆方向に並列に接続されている。そして、発光ダ
イオードＤ５３のアノード端子と発光ダイオードＤ５４
のカソード端子との接続点にはダイオードＤ６３のカソ
ード端子とダイオードＤ６４のアノード端子との接続点
に接続され、発光ダイオードＤ５４のアノード端子と発
光ダイオードＤ５５のカソード端子との接続点にはダイ
オードＤ６４のカソード端子とダイオードＤ６５のアノ
ード端子との接続点に接続されている。
Ｄ６４が直列に接続され、ダイオードＤ６５にはダイオ
ードＤ６６が直列に接続されている。また、発光ダイオ
ードＤ５３と発光ダイオードＤ５４とは逆方向に並列に
接続され、発光ダイオードＤ５５と発光ダイオードＤ５
６とは逆方向に並列に接続されている。そして、発光ダ
イオードＤ５３のアノード端子と発光ダイオードＤ５４
のカソード端子との接続点にはダイオードＤ６３のカソ
ード端子とダイオードＤ６４のアノード端子との接続点
に接続され、発光ダイオードＤ５４のアノード端子と発
光ダイオードＤ５５のカソード端子との接続点にはダイ
オードＤ６４のカソード端子とダイオードＤ６５のアノ
ード端子との接続点に接続されている。
【００３５】さらに、ダイオードＤ６１，Ｄ６３，Ｄ６
５のアノード端子は負荷抵抗Ｒｘの一端に接続され、ダ
イオードＤ６２，Ｄ６４，Ｄ６５のカソード端子は負荷
抵抗Ｒｘの他端に接続されている。
５のアノード端子は負荷抵抗Ｒｘの一端に接続され、ダ
イオードＤ６２，Ｄ６４，Ｄ６５のカソード端子は負荷
抵抗Ｒｘの他端に接続されている。
【００３６】図３（Ｂ）において、フォトトランジスタ
Ｔｒ５１〜Ｔｒ５６のコレクタ端子は、いずれも定電圧
源ＶCCに接続されるとともに、タイミング制御回路５１
に接続されている。このタイミング制御回路５１は後述
する回生電流を監視して回生信号ＳＴを出力する回路で
タイミング制御回路５１から出力される回生信号ＳＴは
端子Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４，Ｔ５，Ｔ６を介して図２
のそれぞれのトランジスタのベース端子に接続されてい
る。
Ｔｒ５１〜Ｔｒ５６のコレクタ端子は、いずれも定電圧
源ＶCCに接続されるとともに、タイミング制御回路５１
に接続されている。このタイミング制御回路５１は後述
する回生電流を監視して回生信号ＳＴを出力する回路で
タイミング制御回路５１から出力される回生信号ＳＴは
端子Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４，Ｔ５，Ｔ６を介して図２
のそれぞれのトランジスタのベース端子に接続されてい
る。
【００３７】したがって、例えば図３（Ａ）の発光ダイ
オードＤ５１に順方向電流が流れて発光したとき、フォ
トトランジスタＴｒ５１がオンになる。このため、フォ
トトランジスタＴｒ５１のコレクタ端子がほぼ０〔Ｖ〕
になり、この電位が信号としてタイミング制御回路５１
に通知される。こうして、タイミング制御回路５１は電
源１１から供給される電源電圧のタイミングを判別して
後述する所定のタイミングで回生信号ＳＴを出力する。
オードＤ５１に順方向電流が流れて発光したとき、フォ
トトランジスタＴｒ５１がオンになる。このため、フォ
トトランジスタＴｒ５１のコレクタ端子がほぼ０〔Ｖ〕
になり、この電位が信号としてタイミング制御回路５１
に通知される。こうして、タイミング制御回路５１は電
源１１から供給される電源電圧のタイミングを判別して
後述する所定のタイミングで回生信号ＳＴを出力する。
【００３８】次に、本発明の電源回生方式の動作につい
て説明する。図４は、トランジスタのオンオフを示すタ
イムチャートであって、電源電圧の変化に対応するトラ
ンジスタＴｒ１〜Ｔｒ６の時間的な変化を示したもので
ある。
て説明する。図４は、トランジスタのオンオフを示すタ
イムチャートであって、電源電圧の変化に対応するトラ
ンジスタＴｒ１〜Ｔｒ６の時間的な変化を示したもので
ある。
【００３９】図において、トランジスタＴｒ１，Ｔｒ
３，Ｔｒ５は三相（Ｒ相，Ｓ相，Ｔ相）の電源電圧のう
ち、最大の電位を示す相をオンにするトランジスタであ
り、逆にトランジスタＴｒ２，Ｔｒ４，Ｔｒ６は三相の
電源電圧のうち、最小の電位を示す相をオンにするトラ
ンジスタである。
３，Ｔｒ５は三相（Ｒ相，Ｓ相，Ｔ相）の電源電圧のう
ち、最大の電位を示す相をオンにするトランジスタであ
り、逆にトランジスタＴｒ２，Ｔｒ４，Ｔｒ６は三相の
電源電圧のうち、最小の電位を示す相をオンにするトラ
ンジスタである。
【００４０】すなわち、トランジスタＴｒ１はＲ相の電
位が最大の場合にオンし、他の場合ではオフする。同様
に、トランジスタＴｒ３，Ｔｒ５はそれぞれＳ相及びＴ
相の電位が最大の場合にオンし、他の場合ではオフす
る。また、トランジスタＴｒ２はＲ相の電位が最小の場
合にオンし、他の場合ではオフする。同様に、トランジ
スタＴｒ４，Ｔｒ６はそれぞれＳ相及びＴ相の電位が最
小の場合にオンになり、他の場合ではオフになる。
位が最大の場合にオンし、他の場合ではオフする。同様
に、トランジスタＴｒ３，Ｔｒ５はそれぞれＳ相及びＴ
相の電位が最大の場合にオンし、他の場合ではオフす
る。また、トランジスタＴｒ２はＲ相の電位が最小の場
合にオンし、他の場合ではオフする。同様に、トランジ
スタＴｒ４，Ｔｒ６はそれぞれＳ相及びＴ相の電位が最
小の場合にオンになり、他の場合ではオフになる。
【００４１】例えば、時間ｔ４４から時間ｔ４６の間で
はＲ相が最大電位になり、Ｓ相が最小電位になる。この
ため、トランジスタＴｒ１，Ｔｒ４がオンし、他のトラ
ンジスタはオフする。同様に、時間ｔ４６から時間ｔ４
８の間ではＲ相が最大電位になり、Ｔ相が最小電位にな
る。このため、トランジスタＴｒ１，Ｔｒ６がオンし、
他のトランジスタはオフする。
はＲ相が最大電位になり、Ｓ相が最小電位になる。この
ため、トランジスタＴｒ１，Ｔｒ４がオンし、他のトラ
ンジスタはオフする。同様に、時間ｔ４６から時間ｔ４
８の間ではＲ相が最大電位になり、Ｔ相が最小電位にな
る。このため、トランジスタＴｒ１，Ｔｒ６がオンし、
他のトランジスタはオフする。
【００４２】ここで、時間ｔ４６では最小電圧がＳ相か
らＴ相に変わるので、時間ｔ４５にトランジスタＴｒ６
がオンし、時間ｔ４６にトランジスタＴｒ６がオフす
る。同様に、時間ｔ４８では最大電位がＲ相からＳ相に
変わるので、時間ｔ４７にトランジスタＴｒ３がオン
し、時間ｔ４８にトランジスタＴｒ１がオフする。この
ようなトランジスタのオン・オフが時間ｔ４１，ｔ４
２，・・・，ｔ５８の各時に行われる。
らＴ相に変わるので、時間ｔ４５にトランジスタＴｒ６
がオンし、時間ｔ４６にトランジスタＴｒ６がオフす
る。同様に、時間ｔ４８では最大電位がＲ相からＳ相に
変わるので、時間ｔ４７にトランジスタＴｒ３がオン
し、時間ｔ４８にトランジスタＴｒ１がオフする。この
ようなトランジスタのオン・オフが時間ｔ４１，ｔ４
２，・・・，ｔ５８の各時に行われる。
【００４３】なお、時間ｔ４１から時間ｔ４２の間隔、
時間ｔ４３から時間ｔ４４の間隔、・・・、時間ｔ５７
から時間ｔ５８の間隔はいずれも同一の時間間隔であっ
て、電源のインダクタンス及びインダクタンスＬに応じ
て変動する。
時間ｔ４３から時間ｔ４４の間隔、・・・、時間ｔ５７
から時間ｔ５８の間隔はいずれも同一の時間間隔であっ
て、電源のインダクタンス及びインダクタンスＬに応じ
て変動する。
【００４４】図５〜図７は回生電流の流れを示す図であ
って、電源及びコンバータにおける回生電流の流れを示
す。図５は相切換前の回生電流の流れを、図６は相切換
時の回生電流の流れを、図７は相切換後の回生電流の流
れをそれぞれ示す。すなわち、図５は図４における時間
ｔ４４から時間ｔ４５の間の回生電流の流れを、図６は
図４における時間ｔ４５から時間ｔ４６の間の回生電流
の流れを、図７は図４における時間ｔ４６から時間ｔ４
７の間の回生電流の流れをそれぞれ示す。
って、電源及びコンバータにおける回生電流の流れを示
す。図５は相切換前の回生電流の流れを、図６は相切換
時の回生電流の流れを、図７は相切換後の回生電流の流
れをそれぞれ示す。すなわち、図５は図４における時間
ｔ４４から時間ｔ４５の間の回生電流の流れを、図６は
図４における時間ｔ４５から時間ｔ４６の間の回生電流
の流れを、図７は図４における時間ｔ４６から時間ｔ４
７の間の回生電流の流れをそれぞれ示す。
【００４５】次に、各時点の回生電流の流れについて説
明する。まず、図示されていないモータが減速すること
によって発生した誘導起電力による電流が上記コンデン
サＣの両端に流れ込むため、コンデンサＣの両端の電位
が上昇する。この際、電源１１から供給される三相の電
源電圧のうち最大の電位を示す一相の電位がコンデンサ
Ｃの一端の電位よりも低くなり、三相の電源電圧のうち
最小の電位を示す一相の電位がコンデンサＣの他端の電
位よりも高くなる。したがって、供給される三相の電源
電圧とコンデンサＣとの間に電位差が生ずるため、コン
デンサＣから電源１１へ流れる回生電流が生ずる。以
下、上記の事象によって生ずる回生電流を「減速時回生
電流」と呼ぶ。
明する。まず、図示されていないモータが減速すること
によって発生した誘導起電力による電流が上記コンデン
サＣの両端に流れ込むため、コンデンサＣの両端の電位
が上昇する。この際、電源１１から供給される三相の電
源電圧のうち最大の電位を示す一相の電位がコンデンサ
Ｃの一端の電位よりも低くなり、三相の電源電圧のうち
最小の電位を示す一相の電位がコンデンサＣの他端の電
位よりも高くなる。したがって、供給される三相の電源
電圧とコンデンサＣとの間に電位差が生ずるため、コン
デンサＣから電源１１へ流れる回生電流が生ずる。以
下、上記の事象によって生ずる回生電流を「減速時回生
電流」と呼ぶ。
【００４６】図５において、減速時回生電流は、相電流
ＩＲとして回生電流制限抵抗Ｒ及びトランジスタＴｒ１
を介して電源１１に流れる。なお、この際のＴ相の電位
はＶ T である。また、減速時回生電流はＴ相の電位ＶT
よりもＳの電位ＶS のほうが、低く、かつ、トランジス
タＴｒ４がオンしているので、相電流ＩＳとしてトラン
ジスタＴｒ４を介してコンデンサＣへ流れる。
ＩＲとして回生電流制限抵抗Ｒ及びトランジスタＴｒ１
を介して電源１１に流れる。なお、この際のＴ相の電位
はＶ T である。また、減速時回生電流はＴ相の電位ＶT
よりもＳの電位ＶS のほうが、低く、かつ、トランジス
タＴｒ４がオンしているので、相電流ＩＳとしてトラン
ジスタＴｒ４を介してコンデンサＣへ流れる。
【００４７】図６において、減速時回生電流は、トラン
ジスタＴｒ４がオフすることにより、入力部インダクタ
ンスＬに逆起電圧が発生し、トランジスタＴｒ１，ダイ
オードＤ３を介して流れる。
ジスタＴｒ４がオフすることにより、入力部インダクタ
ンスＬに逆起電圧が発生し、トランジスタＴｒ１，ダイ
オードＤ３を介して流れる。
【００４８】図７において、減速時回生電流は、相電流
ＩＲとして回生電流制限抵抗Ｒ及びトランジスタＴｒ１
を介して電源１１に流れる。また、減速時回生電流はＳ
相の電位ＶS よりもＴ相の電位ＶT のほうが低く、か
つ、トランジスタＴｒ６がオンしているので、相電流Ｉ
ＳとしてトランジスタＴｒ６を介して図示されていない
モータへ流れる。
ＩＲとして回生電流制限抵抗Ｒ及びトランジスタＴｒ１
を介して電源１１に流れる。また、減速時回生電流はＳ
相の電位ＶS よりもＴ相の電位ＶT のほうが低く、か
つ、トランジスタＴｒ６がオンしているので、相電流Ｉ
ＳとしてトランジスタＴｒ６を介して図示されていない
モータへ流れる。
【００４９】図８は、相切換時の回生電流の流れを示す
図である。図において、インダクタンスＬ１は電源のイ
ンダクタンスを示し、インダクタンスＬ２はコンバータ
２のインダクタンスを示す。また、電位ＶＲ１，ＶＳ
１，ＶＴ１は電源電圧の電位を示し、電位ＶＲ２，ＶＳ
２，ＶＴ２は電源電圧に接続される他の機器における電
位を示す。なお、図６と同一の要素には同一番号を付
し、説明を省略する。
図である。図において、インダクタンスＬ１は電源のイ
ンダクタンスを示し、インダクタンスＬ２はコンバータ
２のインダクタンスを示す。また、電位ＶＲ１，ＶＳ
１，ＶＴ１は電源電圧の電位を示し、電位ＶＲ２，ＶＳ
２，ＶＴ２は電源電圧に接続される他の機器における電
位を示す。なお、図６と同一の要素には同一番号を付
し、説明を省略する。
【００５０】減速時回生電流は、相電流ＩＲとして回生
電流制限抵抗Ｒ及びトランジスタＴｒ１を介して電源１
１に流れる。また、減速時回生電流は相電流ＩＳとして
トランジスタＴｒ４を介して図示されていないモータに
流れ、相電流ＩＴとしてトランジスタＴｒ６を介して図
示されていないモータに流れる。すなわち、インダクタ
ンスＬ１S ，Ｌ２S には電流方向に対して逆電圧がかか
るので、相電流ＩＳは減少する。したがって、相電流Ｉ
Ｓが零になるときに、トランジスタＴｒ４をオフするよ
うにタイミング調整手段５から回生信号ＳＴを出力すれ
ば、フライホイール電流は流れることはなく、電源に発
生する電圧の歪みを抑えることができる。
電流制限抵抗Ｒ及びトランジスタＴｒ１を介して電源１
１に流れる。また、減速時回生電流は相電流ＩＳとして
トランジスタＴｒ４を介して図示されていないモータに
流れ、相電流ＩＴとしてトランジスタＴｒ６を介して図
示されていないモータに流れる。すなわち、インダクタ
ンスＬ１S ，Ｌ２S には電流方向に対して逆電圧がかか
るので、相電流ＩＳは減少する。したがって、相電流Ｉ
Ｓが零になるときに、トランジスタＴｒ４をオフするよ
うにタイミング調整手段５から回生信号ＳＴを出力すれ
ば、フライホイール電流は流れることはなく、電源に発
生する電圧の歪みを抑えることができる。
【００５１】図９は、回生電流のタイムチャートであっ
て、電源電圧の変化に対応する相間電圧及び相電流Ｉ
Ｔ，ＩＲ，ＩＳの時間的な変化を示したものである。タ
イミング調整手段５から出力する回生信号ＳＴのタイミ
ングは次のようになる。すなわち、三相の電源電圧のう
ち最大の電位を示す一相の電位が他の一相の電位と同電
位となるときに、上記最大の電位を示した一相の相電流
が零となるように回生信号ＳＴを出力する。
て、電源電圧の変化に対応する相間電圧及び相電流Ｉ
Ｔ，ＩＲ，ＩＳの時間的な変化を示したものである。タ
イミング調整手段５から出力する回生信号ＳＴのタイミ
ングは次のようになる。すなわち、三相の電源電圧のう
ち最大の電位を示す一相の電位が他の一相の電位と同電
位となるときに、上記最大の電位を示した一相の相電流
が零となるように回生信号ＳＴを出力する。
【００５２】具体的には、例えば時間ｔ９１から時間ｔ
９３の間において、三相のうちＲ相の電圧が最大値を示
す。そして、時間ｔ９３ではＲ相とＳ相の電位が同一電
位になる。したがって、最大の電位を示した相と同相の
電流である相電流ＩＲが、時間ｔ９３で０〔Ａ〕になる
ように回生信号ＳＴを出力すればよい。
９３の間において、三相のうちＲ相の電圧が最大値を示
す。そして、時間ｔ９３ではＲ相とＳ相の電位が同一電
位になる。したがって、最大の電位を示した相と同相の
電流である相電流ＩＲが、時間ｔ９３で０〔Ａ〕になる
ように回生信号ＳＴを出力すればよい。
【００５３】また、モータ４１にサーボモータを使用し
たが、スピンドルモータ等の他の三相交流モータを使用
することもできる。
たが、スピンドルモータ等の他の三相交流モータを使用
することもできる。
【００５４】
【発明の効果】以上説明したように本発明では、インバ
ータが電源回生時に、すなわちモータ減速時に発生する
誘導起電力を直流に変換し、タイミング調整手段が所定
のタイミングで回生信号を出力し、コンバータが変換さ
れた直流をフライホイール電流を流さずに交流に変換し
て電源に回生するように構成したので、電源に回生する
電圧の歪みを抑えることができる。このため、電源に高
調波が発生することはない。
ータが電源回生時に、すなわちモータ減速時に発生する
誘導起電力を直流に変換し、タイミング調整手段が所定
のタイミングで回生信号を出力し、コンバータが変換さ
れた直流をフライホイール電流を流さずに交流に変換し
て電源に回生するように構成したので、電源に回生する
電圧の歪みを抑えることができる。このため、電源に高
調波が発生することはない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の電源回生方式を示す原理説明図であ
る。
る。
【図２】電源回生方式の回路例である。
【図３】電源回生方式の回路例であり、（Ａ）は発光回
路部を、（Ｂ）は受光回路部をそれぞれ示す。
路部を、（Ｂ）は受光回路部をそれぞれ示す。
【図４】トランジスタのオンオフを示すタイムチャート
である。
である。
【図５】回生電流の流れを示す図である。
【図６】回生電流の流れを示す図である。
【図７】回生電流の流れを示す図である。
【図８】相切換時の回生電流の流れを示す図である。
【図９】回生電流のタイムチャートである。
【図１０】従来のトランジスタのコンバータのオンオフ
を示すタイムチャートである。
を示すタイムチャートである。
【図１１】従来の回生電流の流れを示す図である。
【図１２】従来の回生電流の流れを示す図である。
【図１３】従来の回生電流の流れを示す図である。
【図１４】従来の相切換時の回生電流の流れを示す図で
ある。
ある。
【図１５】従来の回生電流のタイムチャートである。
【符号の説明】 １ 電源 ２ コンバータ ３ インバータ ４ モータ ５ タイミング調整手段
【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図３
【補正方法】変更
【補正内容】
【図３】
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１２
【補正方法】変更
【補正内容】
【図１２】
Claims (2)
- 【請求項１】 モータの減速時に発生する誘導起電力を
電源に回生する電源回生方式において、 電源回生時に、モータに発生する誘導起電力を直流に変
換するインバータと、 三相の電源電圧のうち最大の電位を示す一相の電位が他
の一相の電位と同電位となる前に所定のタイミングで回
生信号を出力するタイミング調整手段と、 電源回生時に、前記回生信号に基づいて変換された直流
を交流に変換して前記電源に回生するコンバータと、 を有することを特徴とする電源回生方式。 - 【請求項２】 前記タイミング調整手段は、三相の電源
電圧のうち最大の電位を示す一相の電位が他の一相の電
位と同電位となるときに、前記一相の相電流が零となる
ように調整して、前記回生信号を出力するように構成し
たことを特徴とする請求項１記載の電源回生方式。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4210375A JP3049156B2 (ja) | 1992-08-06 | 1992-08-06 | 電源回生装置 |
| US08/211,273 US5491392A (en) | 1992-08-06 | 1993-07-30 | Power source regenerative apparatus |
| DE69315677T DE69315677T2 (de) | 1992-08-06 | 1993-07-30 | System zur stromrückgewinnung |
| EP93916255A EP0606501B1 (en) | 1992-08-06 | 1993-07-30 | Power regeneration system |
| KR1019940701084A KR0139265B1 (ko) | 1992-08-06 | 1993-07-30 | 전원 회생 방식 |
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Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4210375A JP3049156B2 (ja) | 1992-08-06 | 1992-08-06 | 電源回生装置 |
Publications (2)
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|---|---|
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| JP3049156B2 JP3049156B2 (ja) | 2000-06-05 |
Family
ID=16588309
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4210375A Expired - Lifetime JP3049156B2 (ja) | 1992-08-06 | 1992-08-06 | 電源回生装置 |
Country Status (6)
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| EP (1) | EP0606501B1 (ja) |
| JP (1) | JP3049156B2 (ja) |
| KR (1) | KR0139265B1 (ja) |
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1992
- 1992-08-06 JP JP4210375A patent/JP3049156B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1993
- 1993-07-30 WO PCT/JP1993/001084 patent/WO1994003966A1/ja active IP Right Grant
- 1993-07-30 US US08/211,273 patent/US5491392A/en not_active Expired - Lifetime
- 1993-07-30 EP EP93916255A patent/EP0606501B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1993-07-30 KR KR1019940701084A patent/KR0139265B1/ko active
- 1993-07-30 DE DE69315677T patent/DE69315677T2/de not_active Expired - Fee Related
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