JPH0744860B2 - 小型同期電動機の駆動方法 - Google Patents

小型同期電動機の駆動方法

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JPH0744860B2
JPH0744860B2 JP60192294A JP19229485A JPH0744860B2 JP H0744860 B2 JPH0744860 B2 JP H0744860B2 JP 60192294 A JP60192294 A JP 60192294A JP 19229485 A JP19229485 A JP 19229485A JP H0744860 B2 JPH0744860 B2 JP H0744860B2
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JP60192294A
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伸一 吉川
定彦 加藤
寛 宮沢
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Nidec Sankyo Corp
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Nidec Sankyo Corp
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P1/00Arrangements for starting electric motors or dynamo-electric converters
    • H02P1/16Arrangements for starting electric motors or dynamo-electric converters for starting dynamo-electric motors or dynamo-electric converters
    • H02P1/46Arrangements for starting electric motors or dynamo-electric converters for starting dynamo-electric motors or dynamo-electric converters for starting an individual synchronous motor
    • H02P1/465Arrangements for starting electric motors or dynamo-electric converters for starting dynamo-electric motors or dynamo-electric converters for starting an individual synchronous motor for starting an individual single-phase synchronous motor

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  • Power Engineering (AREA)
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Description

【発明の詳細な説明】 発明の技術分野 本発明は、小型同期電動機の駆動方法に関し、特に異な
る周波数の電源で駆動した場合にも、モータを常にある
回転方向に規制するための手段に係る。
発明の背景 インダクタ形の小型同期電動機は、原理的にはいずれの
方向にも回転できる特性を有している。したがって、通
常このインダクタ形小型同期電動機には、機械的な逆転
防止機構、または回転方向規制用のシェージング極が組
み込まれている。
従来技術 ところで、上記小型同期電動機は、通常、商用電源に接
続され、トライアックなどのスイッチング素子によって
電源電圧の0点の近傍でオンの状態となり、電源周波数
のある整数倍の周期後にオフの状態に設定され、その間
に負荷に必要な回転力を与えている。
そして、一般に、このオンオフ制御では、電源周波数の
変化によって、それらの制御方式に差異はない。このた
め、この小型同期電動機がたとえ同じ整数倍の周期、あ
るいは同じ時間だけ駆動されたとしても、その停止時点
でロータの回転速度、つまり慣性が電源周波数によって
異なるため、ストップ時の周波数の位相が全く同じであ
っても、ロータの停止位置に異なる周波数によって差が
生じることになる。
例えば低い商用周波数(50Hz)では、ロータが電源電圧
のオフとほとんど同時に少し振動するだけで停止するの
に対し、高い商用周波数(60Hz)では、電源電圧のオフ
時点から、ロータが慣性によって磁極群に対し1極分だ
け、すなわち電源周波数の電気角にして180゜(半周
期)だけ余計に回転して停止する。このため、50Hzの電
源電圧の場合では、次の起動時にも同一方向の回転が得
られるのに対し、60Hzの電源電圧では、起動時のロータ
の位相のずれのために、逆方向に回転することになる。
この結果、起動時に、逆転防止用の作動レバーがロータ
のストッパーに当たり、衝撃音が発生する。この衝撃音
が問題視される用途では、これの解決が望まれている。
発明の目的 したがって、本発明の目的は、小型同期電動機の電源周
波数の変更時にも、ロータの回転方向を常にある方向に
規制できるようにすることである。
発明の解決手段 ロータの回転が減速ギヤ列などによって負荷に伝達さ
れ、負荷変動の影響を受けない構造の場合、あるいはロ
ータが負荷変動のない負荷を回転させる場合、ロータの
停止位置は、回転数(回転速度)による慣性の変化によ
り、幾何学的な回転角度で一定しなくても、一方は電源
の周波数に対して電気角にして同相の停止位置、他方は
180゜異なる停止位置の2通りだけである。したがっ
て、複数の周波数の電源は、2通りの停止位置のいずれ
かに分類できる。
そこで本発明は、複数の周波数を2通りの停止位置に分
類しておいて、一方の電源周波数に対して電気角にして
180゜異なる停止位置に対応する他方の周波数で駆動す
るとき、スタート時の周波数の位相またはストップ時の
周波数の位相を電源の周波数に対して電気角にして180
゜異ならせる。
これによって、ロータの停止位置が次のスタート時の電
源周波数の位相(一方と他方で電気角にして180゜ずれ
る)に対して電気角上一定の関係になるため、その後の
起動時に、ロータの回転方向は常に一定となる。
駆動回路の構成および機能 まず、第1図は、駆動回路を示している。制御対象の小
型同期電動機1は、スイッチング用のトライアック2を
介し、50Hz、または60Hzの電源3に接続されている。ま
たこの電源3は、制御用の電源回路4を介し、制御回路
5にも接続されている。この制御回路5は、電源3の周
波数と同期して、上記トライアックの制御端子に制御信
号を印加することによって、所定の駆動期間で、上記ト
ライアックをオンの状態に設定し、その期間中に小型同
期電動機1を駆動する。この駆動期間は、各実施例によ
って、時間または位相によって規制されるため、制御回
路5は、計時機能または位相識別機能を備えている。し
かし、これらの機能は、外部の制御系で分担させること
もできる。
実施例1 次に、第2図は、本発明実施例1による制御方法を示し
ている。制御回路5は、駆動期間tにわたって、“H"レ
ベルのゲート信号Sを発生している。そのスタート時点
t1は、周波数50Hzの電源電圧E1および60Hzの電源電圧E2
に対し、共に同じ位相で、電圧値0の近傍のときに与え
られる。またストップ時点t2は、電源電圧E1、E2との間
で、互いに逆転位相の時点に設定されている。すなわ
ち、50Hzの電源電圧E1では、1周期Tの整数倍となるよ
うな関係で設定されている。これに対し、60Hzの電源電
圧E2では、1周期Tの(整数+0.5)倍に設定されてい
る。このように、電源電圧E1、E2毎に、ストップ時の周
波数の位相が電気角にして180゜(半周期)だけずれた
状態に設定されている。
次に、第3図は、ロータの停止位置と起動方向の関係を
示している。この具体例のロータ6は、円周に沿って1/
10に分割されており、それぞれNS極と交互に着磁されて
いる。この結果、ロータ6の停止角度は、ステータ極7
に対し、第3図AおよびBの2つの位置で停止すること
になる。なおこのロータ6は、電げ電圧E1、E2の1周期
T当たり、中心角72゜づつ同期回転するため、2つの停
止位置での位相差は電気角にして180゜(半周期)とな
っている。
さて50Hzの電源電圧E1スタート時に第3図Aの状態でス
テータ極7に印加されると、ロータ6は、時計方向に回
転する。またはストップ時点t2で、ステータ極7の着磁
は、スタート時点t1と逆の関係に設定されるため、ロー
タ6は、必ず再び第3図Aの状態で停止することにな
る。このとき、ロータ6には、1極分だけ余計に回転す
る慣性回転がないため、オーバーランしないまま、その
位置で少し振動しながら停止する。したがって、次のス
タート時点t1においても、同じような位相で電源電圧E1
が印加されれば、ロータ6は、同じ時計方向に回転する
ことになる。
一方、60Hzの電源電圧E2では、スタート時に第3図Aの
状態で50Hzの電源電圧E1と同じ極性で印加されるから、
回転方向も同じ時計方向に設定される。そして、ストッ
プ時点t2では、50Hzの電源電圧E1に対して半周期だけ異
なる位相となっている。つまり、ロータ6は、50Hzのと
きよりも、1極分だけ、多く回転して、電源電圧E2を失
う。しかも、このとき、ロータ6は、高い周波数によっ
て、50Hzのときの回転速度よりも大きな回転速度で回転
しているので、その慣性回転によって、ロータ6の1極
分、すなわち電気角にして180゜(半周期)だけオーバ
ーランした状態で停止し、起動時の回転位相と同じ位相
に設定される。この結果、ロータ6は、電源電圧E1のと
きに比較して、電源電圧E2の半周期分による1極分と慣
性回転による1極分とで、合計2極分(回転角72゜)だ
け多く回転し、結局、起動時と同じ位置となる。このた
め、ロータ6は、この場合も、第3図Bの状態では停止
しない。したがって、次の起動時にも、同じような極性
で電源電圧E2が印加されれば、ロータ6は、やはり時計
方向に回転することになる。このような電源周波数の識
別、および駆動時間tの設定は、制御回路5によって行
われるか、またはあらかじめ外部操作によって設定され
る。なお、駆動期間tは、400msec程度であり、それぞ
れの電源電圧E1、E2についても、ロータ6の回転数にし
て4回転以内である。
実施例2 上記実施例1は、電源電圧E1、E2の位相について共通な
逆転時刻を選択し、駆動時間tを一定に設定している
が、この実施例2では、電源電圧E1、E2毎に異なる駆動
時間tが設定されている。ここでも、スタート時点t
1で、電源電圧E1、E2の位相は同じに設定されている
が、ストップ時点t2での電源電圧E1、E2の位相は異なる
関係で設定されている。この実施例では、駆動時間tが
それぞれの電源電圧E1、E2の1周期T毎に自由に設定で
き、回転数の調整に有利である。
実施例3 この実施例は、第5図のように、ストップ時点t2の位相
を電源電圧E1、E2について同じに設定し、その代わりに
スタート時点t1の位相をそれらの電源電圧E1、E2につい
て異なる位相に設定した例を示している。この実施例の
電源電圧E2では、ロータ6の停止位置は、第3図Bに示
すような停止位置となっているが、起動初期に電源電圧
E2がその停止時の極性と異なるように設定されるため、
ロータ6は、やはり時計方向に回転することになる。
なお、この実施例は、電源電圧E1、E2を途中で連続的に
変更すると、逆回転が起きるので、そのような運転は、
禁止される。
実施例4 次に、第6図の実施例は、電源電圧E1のときには、実施
例1と同様な位相で、電圧を印加するのに対し、60Hzの
電源電圧E2の場合に、あるときの起動時に電源電圧E2a
を印加し、また次の起動時に、それと逆相の関係を電源
電圧E2bを印加する例である。最初に電源電圧E2aを印加
したとき、ロータ6の停止位相は、起動時の位相に対し
1極分だけずれ、電気角にして180゜ずれ、第3図Bの
停止位置となっている。しかし、その後の起動時に、前
の停止時点と、同じ極性でステータ極7が励磁されるた
め、ロータ6は、結果的に同じ方向に回転することにな
る。なお駆動時間tは、いずれの場合も、電源電圧E1
E2の周波数の整数倍の周期に設定されている。この例で
も、途中での電源3の周波数変更が禁止される。
発明の変形例 上記実施例は、説明の便宜上、ロータ6を時計方向に回
転させる例を示しているが、その回転方向は、常に一方
向であればよく、反時計方向に設定することもできる。
したがって、起動時や停止時の電源電圧の極性は、それ
ぞれの実施例と逆の関係にあってもよい。
また上記各実施例での50Hzの制御と、60Hzの制御とを逆
に入れ換えた場合でも、ロータ6の極性や慣性回転特性
によっては同じ方向に規制できる。そして、慣性回転
は、極の奇数倍でも同じである。
さらに、電源の周波数は、商用周波数(50Hz、60Hz)に
限らず、インバータ用いて周波数変換することによっ
て、30Hzや40Hzなどにも適用できる。
またトライアック2は、半サイクルのある電圧値よりも
高いところで、ゲート信号Sを失っても、導電状態を持
続するので、ゲート信号Sのオフ時点が電源電圧の半サ
イクルの範囲である程度変化しても、トライアック2は
常に電源3の電圧の0レベルでオフの状態に変化するか
ら、ゲート信号Sのオン時点は、その範囲で調整できる
ことになる。もちろん、電源電圧は、2つの異なる周波
数に限らず、それ以上であってもよい。
発明の効果 本発明では、電源の周波数に対して電気角にして180゜
異なる停止位置に対応する電源の周波数で駆動すると
き、スタート時の周波数の位相またはストップ時の周波
数の位相を電源の周波数に対して電気角にして同相の停
止位置に対応する周波数で駆動するときの位相に対して
電気角にして180゜異ならしめているため、電源周波数
が変化しても、ロータの回転方向が常に一方向に規制で
き、したがって、逆転防止機構などが特に必要とされ
ず、またそれが組み込まれたとしても、逆転時の衝突音
などの発生が未然に防止できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は小型同期電動機の駆動回路の回路図、第2図は
実施例1での電源電圧の波形図、第3図はロータの停止
位相と起動方向との関係の説明図、第4図ないし第6図
はそれぞれ他の実施例での電源電圧の波形図である。 1……小型同期電動機、2……トライアック、3……電
源、4……電源回路、5……制御回路、E1、E2……電源
電圧、S……ゲート信号、t1……スタート時点、t2……
ストップ時点。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 宮沢 寛 長野県飯田市毛賀1020番地 株式会社三協 精機製作所飯田工場内 (56)参考文献 特開 昭59−188383(JP,A)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】それぞれのスタート時とストップ時の位相
    をそろえて複数の周波数の電源により駆動した場合、ロ
    ータの停止位置がある一の停止位置と電気角にして180
    ゜異なる別の停止位置との2つに分かれる小型同期電動
    機において、前記別の停止位置に対応する周波数で駆動
    するとき、スタート時の周波数の位相、およびストップ
    時の周波数の位相のいずれかの位相を前記ある一の停止
    位置に対応する周波数で駆動するときの位相に対して電
    気角にして180゜異ならせることを特徴とする小型同期
    電動機の駆動方法。
JP60192294A 1985-08-30 1985-08-30 小型同期電動機の駆動方法 Expired - Lifetime JPH0744860B2 (ja)

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JPS6253186A JPS6253186A (ja) 1987-03-07
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2653613B1 (fr) * 1989-10-20 1994-11-18 Eaton Controls Sa Procede et dispositif pour le demarrage d'un moteur electrique synchrone monophase.

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59188383A (ja) * 1983-04-06 1984-10-25 Fumito Komatsu 同期モ−タの起動方法

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JPS6253186A (ja) 1987-03-07

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