JPH0785668B2 - 交直両用モータの可変速度制御装置 - Google Patents
交直両用モータの可変速度制御装置Info
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- JPH0785668B2 JPH0785668B2 JP61025666A JP2566686A JPH0785668B2 JP H0785668 B2 JPH0785668 B2 JP H0785668B2 JP 61025666 A JP61025666 A JP 61025666A JP 2566686 A JP2566686 A JP 2566686A JP H0785668 B2 JPH0785668 B2 JP H0785668B2
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- capacitor
- resistor
- circuit
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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
- H02P25/00—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of AC motor or by structural details
- H02P25/02—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of AC motor or by structural details characterised by the kind of motor
- H02P25/10—Commutator motors, e.g. repulsion motors
- H02P25/14—Universal motors
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S323/00—Electricity: power supply or regulation systems
- Y10S323/901—Starting circuits
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Control Of Ac Motors In General (AREA)
- Motor And Converter Starters (AREA)
- Stopping Of Electric Motors (AREA)
- Control Of Direct Current Motors (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明はモータの速度制御装置に関し、特にハンド・ヘ
ルド式の携帯用電動具に用いられる交直両用モータの可
変速度制御装置に関する。
ルド式の携帯用電動具に用いられる交直両用モータの可
変速度制御装置に関する。
（従来の技術） 従来、この種の制御装置は、通常、1973年11月27日にハ
リーW.ブラウンに公示された米国特許第3,775,576号等
で示した内蔵式スイッチ構造に組み込まれている。この
タイプのスイッチは携帯用電動具のハンドル内に収容さ
れ、道具を持つ手の人さし指で制御する押下可能な操作
部を有する。操作部を押下するとスイッチが作動し、モ
ータを電源に接続して、操作部の押下量を関数としてモ
ータを加速させる。モータが、使用者の手の中で電動具
に回転を与えたり振動したりさせることなしに、電動具
をオフ状態から始動できるのが望ましい。さらに、電動
具に負荷が作用している場合にモータの速度が選択レベ
ルに維持されることが望ましい。
リーW.ブラウンに公示された米国特許第3,775,576号等
で示した内蔵式スイッチ構造に組み込まれている。この
タイプのスイッチは携帯用電動具のハンドル内に収容さ
れ、道具を持つ手の人さし指で制御する押下可能な操作
部を有する。操作部を押下するとスイッチが作動し、モ
ータを電源に接続して、操作部の押下量を関数としてモ
ータを加速させる。モータが、使用者の手の中で電動具
に回転を与えたり振動したりさせることなしに、電動具
をオフ状態から始動できるのが望ましい。さらに、電動
具に負荷が作用している場合にモータの速度が選択レベ
ルに維持されることが望ましい。
上記の望ましい特性は、制御装置にソフト・スタートお
よびフィード・バック回路を提供することにより得られ
る。しかし、費用およびコンパクトなパッケージングを
考慮に入れると、このようなシステムの部品の数、寸法
および費用に特に注意を払う必要がある。現在まで主と
して半波制御装置が使用され、特にフィード・バックを
組み込んだ場合はこの半波制御装置が多かったが、その
理由は部品の数を大幅に低減できたからである。
よびフィード・バック回路を提供することにより得られ
る。しかし、費用およびコンパクトなパッケージングを
考慮に入れると、このようなシステムの部品の数、寸法
および費用に特に注意を払う必要がある。現在まで主と
して半波制御装置が使用され、特にフィード・バックを
組み込んだ場合はこの半波制御装置が多かったが、その
理由は部品の数を大幅に低減できたからである。
（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、この半波制御装置はモータの速度範囲を
全速の約85％に制限する。全波制御装置はより大きな範
囲でモータの速度を制御するが、一般に大電力消費部品
をいくつか必要とし、このため制御装置を収容するスイ
ッチの価格が上がりパッケージ寸法が増大して、部品の
熱放射の問題が生じる。
全速の約85％に制限する。全波制御装置はより大きな範
囲でモータの速度を制御するが、一般に大電力消費部品
をいくつか必要とし、このため制御装置を収容するスイ
ッチの価格が上がりパッケージ寸法が増大して、部品の
熱放射の問題が生じる。
また、ソフト・スタートおよびフィードバック機能を備
えた従来のモータ速度制御装置は、感知抵抗、単接合ト
ランジスタ、パルス変成器、およびサーミスタを使用し
ている。これらの部品は電力消費部品で、価格が比較的
高く、物理的に大きくてかなりのスペースを占有し、制
御およびその組立動作の複雑さが増大する。さらに、制
御装置から除去する必要があり制御中のモータに有効で
ない部品により、大量の電力が散逸する。
えた従来のモータ速度制御装置は、感知抵抗、単接合ト
ランジスタ、パルス変成器、およびサーミスタを使用し
ている。これらの部品は電力消費部品で、価格が比較的
高く、物理的に大きくてかなりのスペースを占有し、制
御およびその組立動作の複雑さが増大する。さらに、制
御装置から除去する必要があり制御中のモータに有効で
ない部品により、大量の電力が散逸する。
このような事情に鑑みて、本発明はモータシャフトの出
力速度の約50％から100％の速度範囲で全波速度制御を
行ない、フィードバックおよびソフトスタート機能を付
加した交直両用モータの可変速度制御装置を提供するこ
とを目的とする。
力速度の約50％から100％の速度範囲で全波速度制御を
行ない、フィードバックおよびソフトスタート機能を付
加した交直両用モータの可変速度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） 上記目的を達成するため、本発明は２重の時定数トリガ
回路を使用してモータ制御サイリスタの導電角度を制御
する。本発明の可変速度制御装置は、モータ（Ｍ）に全
波交流電力を供給する電源回路にモータとともに直列接
続された、一対の主電極と１つのゲート電極を有する双
方向性サイリスタ（Q2）と、電源回路に対してサイリス
タと並列に接続され、かつそのゲート電極に接続されて
サイリスタの導電角度を制御する２重の時定数トリガ回
路とを備え、このトリガ回路は、 モータの一端側で前記電源回路に対して直列に接続した
第１抵抗（R1）と第１コンデンサ（C1）を有し、モータ
の逆起電力を感知してトリガ回路内にフィードバック信
号を供給する第１時定数回路と、 モータの他端側で電源回路に対して直列に接続されて、
モータの速度を設定する速度可変抵抗（R3）および第２
コンデンサ（C2）と、前記モータの他端と第２コンデン
サ（C2）との間に接続される全波整流ブリッジと、この
全波整流ブリッジの整流端子間に接続される時間可変抵
抗手段（Q3）とを有し、前記速度可変抵抗が時間可変抵
抗手段（Q3）の出力側に接続されて前記モータにソフト
・スタート機能を与える第２時定数回路と、 第１抵抗（R1）と第１コンデンサ（C1）の接合部を時間
可変抵抗手段（Q3）と第２コンデンサ（C2）の接合部に
接続する第３抵抗（R2）と、 時間可変抵抗手段（Q3）と第２コンデンサ（C2）の接合
部を前記ゲート電極に接続する手段（Q1）とを含んでい
る。
回路を使用してモータ制御サイリスタの導電角度を制御
する。本発明の可変速度制御装置は、モータ（Ｍ）に全
波交流電力を供給する電源回路にモータとともに直列接
続された、一対の主電極と１つのゲート電極を有する双
方向性サイリスタ（Q2）と、電源回路に対してサイリス
タと並列に接続され、かつそのゲート電極に接続されて
サイリスタの導電角度を制御する２重の時定数トリガ回
路とを備え、このトリガ回路は、 モータの一端側で前記電源回路に対して直列に接続した
第１抵抗（R1）と第１コンデンサ（C1）を有し、モータ
の逆起電力を感知してトリガ回路内にフィードバック信
号を供給する第１時定数回路と、 モータの他端側で電源回路に対して直列に接続されて、
モータの速度を設定する速度可変抵抗（R3）および第２
コンデンサ（C2）と、前記モータの他端と第２コンデン
サ（C2）との間に接続される全波整流ブリッジと、この
全波整流ブリッジの整流端子間に接続される時間可変抵
抗手段（Q3）とを有し、前記速度可変抵抗が時間可変抵
抗手段（Q3）の出力側に接続されて前記モータにソフト
・スタート機能を与える第２時定数回路と、 第１抵抗（R1）と第１コンデンサ（C1）の接合部を時間
可変抵抗手段（Q3）と第２コンデンサ（C2）の接合部に
接続する第３抵抗（R2）と、 時間可変抵抗手段（Q3）と第２コンデンサ（C2）の接合
部を前記ゲート電極に接続する手段（Q1）とを含んでい
る。
（作用） この構成により、モータの電源供給側に配置した第１時
定数回路（R1,C1）の設定電圧からモータの回転による
逆起電力を引いた電圧がモータの他端側に加わり、この
電圧がサイリスタのトリガ電圧に等しくなる点でモータ
が一定速度となるように構成されているので、この第１
時定数回路によるフィードバック信号によりモータの逆
起電力を感知し、モータの出力速度は速度可変抵抗R3を
加減することにより調整され、概略50〜100％範囲にわ
たり全波速度制御を行うことができる。
定数回路（R1,C1）の設定電圧からモータの回転による
逆起電力を引いた電圧がモータの他端側に加わり、この
電圧がサイリスタのトリガ電圧に等しくなる点でモータ
が一定速度となるように構成されているので、この第１
時定数回路によるフィードバック信号によりモータの逆
起電力を感知し、モータの出力速度は速度可変抵抗R3を
加減することにより調整され、概略50〜100％範囲にわ
たり全波速度制御を行うことができる。
第２時定数回路では、交流電源をオンさせると、全波整
流ブリッジの整流端子間に接続される時間可変抵抗手段
としてのトランジスタQ3は初めオフ状態であるが、時間
の経過と共に、ベース電流が流れてトランジスタQ3を徐
々にオン状態にする。そして、出力側にコレクタ電流が
流れると、サイリスタQ2をオンするための電圧がコンデ
ンサC2に充電されるため、コンデンサC2の放電電流によ
り、サイリスタQ2がオンし、モータがゆっくりと始動し
てその速度を増加させるソフト・スタート機能が作用す
る。
流ブリッジの整流端子間に接続される時間可変抵抗手段
としてのトランジスタQ3は初めオフ状態であるが、時間
の経過と共に、ベース電流が流れてトランジスタQ3を徐
々にオン状態にする。そして、出力側にコレクタ電流が
流れると、サイリスタQ2をオンするための電圧がコンデ
ンサC2に充電されるため、コンデンサC2の放電電流によ
り、サイリスタQ2がオンし、モータがゆっくりと始動し
てその速度を増加させるソフト・スタート機能が作用す
る。
また、モータの速度を設定する可変抵抗R3はトランジス
タQ3の出力側にあり、ソフトスタートの遅延が速度選択
の影響をほとんど受けることがない。
タQ3の出力側にあり、ソフトスタートの遅延が速度選択
の影響をほとんど受けることがない。
したがって、本発明は、フィードバックとソフトスター
ト機能を備えることにより、始動時のショックを和らげ
て、モータの振動を抑えると共にモータ速度の過補償を
防止してモータの速度制御を行う。
ト機能を備えることにより、始動時のショックを和らげ
て、モータの振動を抑えると共にモータ速度の過補償を
防止してモータの速度制御を行う。
（実施例） 本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
全図を通じて同様の構成部分には、同じ参照番号がつい
ている。第１図は本発明に従って構成したフィードバッ
クを有する全波速度制御装置を示す。モータＭは双方向
性導電サイリスタ、すなわちトライアックQ2の主電極と
直列に端子２および４に接続される。端子２および端子
４は、交流電源に接続されるよう調整する。手動スイッ
チを端子２とモータＭの間の導線に接続し、制御回路を
交流電源に選択的に接続する。２重の時定数トリガ回路
を設けてトライアックQ2の導電角度を制御する。直列に
接続された抵抗R1およびコンデンサC1が交流電源端子２
および４を介してモータＭの供給側に接続されるので、
第１時定数が得られる。第２時定数は、速度可変抵抗R3
をコンデンサC2と直列に、かつ交流電源の両側でモータ
Ｍの反対側、すなわちトライアックQ2側に接続すること
により得られる。トリミング抵抗R2は、抵抗R1とコンデ
ンサC1との接合部と速度可変抵抗R3とコンデンサC2との
接合部の間に接続される。後者の接合部は、両方向性ダ
イアック、すなわちシリコン製両方向性スイッチQ1を介
してトライアックQ2のゲート電極に接続される。ダイア
ックQ1は、トライアックQ2をトリガするためのスレシュ
ホールド電圧を与えてトリガ動作を促進する。抵抗R3お
よびコンデンサC2は、本装置の速度設定制御を形成す
る。コンデンサC2の値はダイアックQ1のスレシュホール
ド値に充電した場合に十分な電流を流してトライアック
Q2をONし、当該部分の導電性を維持できるように選定す
る。抵抗R1およびコンデンサC1を包含する回路分岐の時
定数により交流腺電圧が回路分岐に印加し、コンデンサ
C1は、コンデンサC2の充電値より大きい固定値まで実質
的に充電される。トリミング抵抗R2によりコンデンサC1
が放電し、コンデンサC2に微少電流を流して、トライア
ックQ2のON後にコンデンサC2がゼロ・レベルまで完全に
放電するのを防止する。
ている。第１図は本発明に従って構成したフィードバッ
クを有する全波速度制御装置を示す。モータＭは双方向
性導電サイリスタ、すなわちトライアックQ2の主電極と
直列に端子２および４に接続される。端子２および端子
４は、交流電源に接続されるよう調整する。手動スイッ
チを端子２とモータＭの間の導線に接続し、制御回路を
交流電源に選択的に接続する。２重の時定数トリガ回路
を設けてトライアックQ2の導電角度を制御する。直列に
接続された抵抗R1およびコンデンサC1が交流電源端子２
および４を介してモータＭの供給側に接続されるので、
第１時定数が得られる。第２時定数は、速度可変抵抗R3
をコンデンサC2と直列に、かつ交流電源の両側でモータ
Ｍの反対側、すなわちトライアックQ2側に接続すること
により得られる。トリミング抵抗R2は、抵抗R1とコンデ
ンサC1との接合部と速度可変抵抗R3とコンデンサC2との
接合部の間に接続される。後者の接合部は、両方向性ダ
イアック、すなわちシリコン製両方向性スイッチQ1を介
してトライアックQ2のゲート電極に接続される。ダイア
ックQ1は、トライアックQ2をトリガするためのスレシュ
ホールド電圧を与えてトリガ動作を促進する。抵抗R3お
よびコンデンサC2は、本装置の速度設定制御を形成す
る。コンデンサC2の値はダイアックQ1のスレシュホール
ド値に充電した場合に十分な電流を流してトライアック
Q2をONし、当該部分の導電性を維持できるように選定す
る。抵抗R1およびコンデンサC1を包含する回路分岐の時
定数により交流腺電圧が回路分岐に印加し、コンデンサ
C1は、コンデンサC2の充電値より大きい固定値まで実質
的に充電される。トリミング抵抗R2によりコンデンサC1
が放電し、コンデンサC2に微少電流を流して、トライア
ックQ2のON後にコンデンサC2がゼロ・レベルまで完全に
放電するのを防止する。
前述したように、抵抗R1およびコンデンサC1を包含する
２重の時定数回路の分岐は、モータＭの供給側に接続さ
れ、速度可変抵抗R3およびコンデンサC2から構成される
速度設定分岐はモータＭの反対側、すなわちトライアッ
ク側に接続される。この配置により、抵抗R1およびコン
デンサC1を包含する分岐は、モータＭへの負荷を感知し
てトリガ回路へのフィードバックを提供する役割を果た
す。点Ａにおける電圧は実際に供給電圧であり、点Ｂに
おける電圧はモータＭの両側で現れるいかなる電圧降下
によっても低下する。モータによる逆起電力は点Ａおよ
びＢにおける電圧に等しくなる傾向があるが、モータに
負荷をかけると逆起電力が減小するため点Ｂにおける電
圧が点Ａにおける電圧より小さくなる。従ってモータに
かかる負荷が大きくなるにつれて、コンデンサC2に対す
るコンデンサC1の充電値がますます大きくなり、抵抗R2
を包含する分岐からコンデンサC2への電流も多くなるた
め、コンデンサC2は充電されて電圧および電流のレベル
が高くなる。フィードバック信号を全波電源の両半サイ
クルに印加することにより生ずるモータ速度の振動およ
び過補償を防止するため、ダイオードD1をフィードバッ
ク感知分岐内に抵抗R1と直列に挿入し、端子２における
電圧が、端子４における電圧に対して正である場合に、
当該分岐内の電流を遮断する。これによりフィードバッ
ク信号は半サイクルおきにのみトリガ回路に印加され、
モータ速度が増大するにつれて、フィードバック信号に
よりモータ速度の安定をもたらすようになる。第１図の
制御回路は、モータＭ用の望ましい２重の時定数トリガ
回路を有する制御装置であり、さらに、２重の時定数ト
リガ回路をモータに接続する特別な方法を用いてダイオ
ード１個を加えただけでモータへの望ましい半波フィー
ドバック信号を提供する。
２重の時定数回路の分岐は、モータＭの供給側に接続さ
れ、速度可変抵抗R3およびコンデンサC2から構成される
速度設定分岐はモータＭの反対側、すなわちトライアッ
ク側に接続される。この配置により、抵抗R1およびコン
デンサC1を包含する分岐は、モータＭへの負荷を感知し
てトリガ回路へのフィードバックを提供する役割を果た
す。点Ａにおける電圧は実際に供給電圧であり、点Ｂに
おける電圧はモータＭの両側で現れるいかなる電圧降下
によっても低下する。モータによる逆起電力は点Ａおよ
びＢにおける電圧に等しくなる傾向があるが、モータに
負荷をかけると逆起電力が減小するため点Ｂにおける電
圧が点Ａにおける電圧より小さくなる。従ってモータに
かかる負荷が大きくなるにつれて、コンデンサC2に対す
るコンデンサC1の充電値がますます大きくなり、抵抗R2
を包含する分岐からコンデンサC2への電流も多くなるた
め、コンデンサC2は充電されて電圧および電流のレベル
が高くなる。フィードバック信号を全波電源の両半サイ
クルに印加することにより生ずるモータ速度の振動およ
び過補償を防止するため、ダイオードD1をフィードバッ
ク感知分岐内に抵抗R1と直列に挿入し、端子２における
電圧が、端子４における電圧に対して正である場合に、
当該分岐内の電流を遮断する。これによりフィードバッ
ク信号は半サイクルおきにのみトリガ回路に印加され、
モータ速度が増大するにつれて、フィードバック信号に
よりモータ速度の安定をもたらすようになる。第１図の
制御回路は、モータＭ用の望ましい２重の時定数トリガ
回路を有する制御装置であり、さらに、２重の時定数ト
リガ回路をモータに接続する特別な方法を用いてダイオ
ード１個を加えただけでモータへの望ましい半波フィー
ドバック信号を提供する。
第２図は、第１図のフィードバックを有し、さらにソフ
トスタート回路を組み込んだ全波速度制御回路を示す。
この目的のため速度可変抵抗R3を包含する２重の時定数
トリガ回路の分岐に全波整流ブリッジを設け、このブリ
ッジはダイオードD2ないしD5を包含し、その交流端子
は、トライアックQ2の主電極とモータＭとの接合部と、
トライアックQ2のゲート制御回路内にあるダイアックQ1
とコンデンサC2との接合部の間に接続される。速度可変
抵抗回路は全波整流ブリッジの整流端子の両側に接続さ
れ、これにより、速度可変抵抗R3はその出力回路に接続
される。トランジスタQ3が時間可変抵抗素子として使用
され、これによりそのコレクタ・エミッタ回路が、整流
ブリッジの負の整流端子に隣接する抵抗R3と直列に接続
される。直列に接続した抵抗R4およびコンデンサC3を包
含する時定数回路は、速度可変抵抗R3およびトランジス
タQ3のコレクタ・エミッタ回路と並列に整流ブリッジの
整流端子の両側にも接続される。抵抗R4とコンデンサC3
の間の共通点は、抵抗R5を介してトランジスタQ3のベー
スに接続される。第２図の回路が、スイッチＳを閉じる
ことにより交流電源に接続されると、トランジスタQ3は
非導通となり、無限大の抵抗として作用する。従って充
電信号がコンデンサC2に送られず、トライアックQ2は非
導通となる。回路に電力が印加されると、抵抗R4を介し
てコンデンサC3が望ましい電圧まで充電され、この電圧
により抵抗R5を介してトランジスタQ3のベース・エミッ
タ間に小電流を流すので、トランジスタQ3を多少オン状
態にする。トランジスタQ3は増幅素子として使用され、
コンデンサC2に小充電電流を流し、次にコンデンサC2
に、印加電圧の第１半サイクルの後半の点でトライアッ
クQ2をオン状態にするのに十分な電圧が充電される。コ
ンデンサC2には抵抗５およびトランジスタQ3のベース・
エミッタ回路以外には放電通路がないので、次の半サイ
クルの開始時にコンデンサC3には多少の残留充電があ
る。従ってコンデンサC3は半サイクルごとに電圧が増分
されて高電圧に充電され、これにより半サイクルごとに
トランジスタQ3へ供給する電流値が高くなるので、印加
電圧の連続する半サイクルを通してトランジスタQ3の導
電性が徐々に向上し、抵抗は徐々に低下する。抵抗が低
下するにつれ、コンデンサC2の充電値が高まり、トライ
アックQ2は各半サイクルの半分以上で導電性となり、こ
れによりモータＭの速度が増加する。トランジスタQ3は
完全に導電性となるが、これはR4−C3用に選定した値で
決定した時間の関数として行われる。これによりトラン
ジスタQ3の抵抗がほとんどなくなるので、速度可変抵抗
R3が回路内で重要な抵抗を提供する機能を果たし、速度
設定機能として働く。ソフト・スタート制御回路がトラ
イアックQ2のゲート制御回路内に包含されているので、
この部品は高い電流定格を必要としないが、交流入力の
ライン電圧のピークより高い逆電圧定格を有する必要が
ある。速度可変抵抗R3がトランジスタQ3の出力回路内に
配置されているので、ソフトスタート遅延は選択速度の
影響を比較的受けない。ソフト・スタートは基本的に抵
抗R4およびコンデンサC3のRC時定数により制御される。
R4の値は、ソフト・スタート遅延の完了後にトランジス
タQ3がトライアックQ2に全ゲート電流を流すほど低くな
ければならない。ソフト・スタート回路によりモータＭ
への最大電圧がわずかに低下するが、実際にはモータＭ
が全速の約95％に達することがわかっている。
トスタート回路を組み込んだ全波速度制御回路を示す。
この目的のため速度可変抵抗R3を包含する２重の時定数
トリガ回路の分岐に全波整流ブリッジを設け、このブリ
ッジはダイオードD2ないしD5を包含し、その交流端子
は、トライアックQ2の主電極とモータＭとの接合部と、
トライアックQ2のゲート制御回路内にあるダイアックQ1
とコンデンサC2との接合部の間に接続される。速度可変
抵抗回路は全波整流ブリッジの整流端子の両側に接続さ
れ、これにより、速度可変抵抗R3はその出力回路に接続
される。トランジスタQ3が時間可変抵抗素子として使用
され、これによりそのコレクタ・エミッタ回路が、整流
ブリッジの負の整流端子に隣接する抵抗R3と直列に接続
される。直列に接続した抵抗R4およびコンデンサC3を包
含する時定数回路は、速度可変抵抗R3およびトランジス
タQ3のコレクタ・エミッタ回路と並列に整流ブリッジの
整流端子の両側にも接続される。抵抗R4とコンデンサC3
の間の共通点は、抵抗R5を介してトランジスタQ3のベー
スに接続される。第２図の回路が、スイッチＳを閉じる
ことにより交流電源に接続されると、トランジスタQ3は
非導通となり、無限大の抵抗として作用する。従って充
電信号がコンデンサC2に送られず、トライアックQ2は非
導通となる。回路に電力が印加されると、抵抗R4を介し
てコンデンサC3が望ましい電圧まで充電され、この電圧
により抵抗R5を介してトランジスタQ3のベース・エミッ
タ間に小電流を流すので、トランジスタQ3を多少オン状
態にする。トランジスタQ3は増幅素子として使用され、
コンデンサC2に小充電電流を流し、次にコンデンサC2
に、印加電圧の第１半サイクルの後半の点でトライアッ
クQ2をオン状態にするのに十分な電圧が充電される。コ
ンデンサC2には抵抗５およびトランジスタQ3のベース・
エミッタ回路以外には放電通路がないので、次の半サイ
クルの開始時にコンデンサC3には多少の残留充電があ
る。従ってコンデンサC3は半サイクルごとに電圧が増分
されて高電圧に充電され、これにより半サイクルごとに
トランジスタQ3へ供給する電流値が高くなるので、印加
電圧の連続する半サイクルを通してトランジスタQ3の導
電性が徐々に向上し、抵抗は徐々に低下する。抵抗が低
下するにつれ、コンデンサC2の充電値が高まり、トライ
アックQ2は各半サイクルの半分以上で導電性となり、こ
れによりモータＭの速度が増加する。トランジスタQ3は
完全に導電性となるが、これはR4−C3用に選定した値で
決定した時間の関数として行われる。これによりトラン
ジスタQ3の抵抗がほとんどなくなるので、速度可変抵抗
R3が回路内で重要な抵抗を提供する機能を果たし、速度
設定機能として働く。ソフト・スタート制御回路がトラ
イアックQ2のゲート制御回路内に包含されているので、
この部品は高い電流定格を必要としないが、交流入力の
ライン電圧のピークより高い逆電圧定格を有する必要が
ある。速度可変抵抗R3がトランジスタQ3の出力回路内に
配置されているので、ソフトスタート遅延は選択速度の
影響を比較的受けない。ソフト・スタートは基本的に抵
抗R4およびコンデンサC3のRC時定数により制御される。
R4の値は、ソフト・スタート遅延の完了後にトランジス
タQ3がトライアックQ2に全ゲート電流を流すほど低くな
ければならない。ソフト・スタート回路によりモータＭ
への最大電圧がわずかに低下するが、実際にはモータＭ
が全速の約95％に達することがわかっている。
第３図は、別の形態のサイリスタで制御される半波モー
タ制御回路へのソフト・スタート回路の適用を示してい
る。この図では、端子６および８を用いて交流電源を接
続し、これにより一方の半サイクル時に端子６が端子８
に対して正となる。手動スイッチＳを端子６からモータ
Ｍへの線に設け、回路と電源を選択的に接続もしくは切
断する。シリコン制御整流素子（SCR）Q4の陽極と陰極
は端子６および８の両端でモータＭと直列に接続され
る。速度可変抵抗R3およびコンデンサC2を包含する速度
設定回路がSCRQ4の陽極・陰極回路の両側に接続され、
コンデンサC2の正側がSCRQ4のゲートに接続されて、SCR
Q4の導電角を制御し、これによってモータＭの速度を制
御する。第２図に関する記述のように、トランジスタQ3
のコレクタ・エミッタ回路を速度可変抵抗R3およびコン
デンサC2と直列に接続することにより、ソフト・スター
ト回路をトリガ回路の速度設定分岐に組み込む。ソフト
・スタート回路の時定数回路R4−C3は正の供給側からト
ランジスタQ3のエミッタへ直接接続され、抵抗R4とコン
デンサC3の間の共通点は抵抗R5を介してトランジスタQ3
のベースに接続される。第３図の回路はダイオードD6に
よる半波整流を有する半波回路であるので、第２図によ
る全波整流ブリッジを採用する必要はない。ダイオード
D6により、トランジスタQ3のベース・エミッタ間の接合
部に大きい負の電圧がかかるのを防止する。他のあらゆ
る面において、第３図のソフト・スタート回路は第２図
の回路に関する記述と同様に作動する。トランジスタQ3
は電流で作動する素子であるので制御回路のベースに抵
抗R5を必要とするが、これに対してFET等の電圧から影
響を受けない素子でトランジスタQ3を代用でき、この場
合抵抗R5は必要でない。
タ制御回路へのソフト・スタート回路の適用を示してい
る。この図では、端子６および８を用いて交流電源を接
続し、これにより一方の半サイクル時に端子６が端子８
に対して正となる。手動スイッチＳを端子６からモータ
Ｍへの線に設け、回路と電源を選択的に接続もしくは切
断する。シリコン制御整流素子（SCR）Q4の陽極と陰極
は端子６および８の両端でモータＭと直列に接続され
る。速度可変抵抗R3およびコンデンサC2を包含する速度
設定回路がSCRQ4の陽極・陰極回路の両側に接続され、
コンデンサC2の正側がSCRQ4のゲートに接続されて、SCR
Q4の導電角を制御し、これによってモータＭの速度を制
御する。第２図に関する記述のように、トランジスタQ3
のコレクタ・エミッタ回路を速度可変抵抗R3およびコン
デンサC2と直列に接続することにより、ソフト・スター
ト回路をトリガ回路の速度設定分岐に組み込む。ソフト
・スタート回路の時定数回路R4−C3は正の供給側からト
ランジスタQ3のエミッタへ直接接続され、抵抗R4とコン
デンサC3の間の共通点は抵抗R5を介してトランジスタQ3
のベースに接続される。第３図の回路はダイオードD6に
よる半波整流を有する半波回路であるので、第２図によ
る全波整流ブリッジを採用する必要はない。ダイオード
D6により、トランジスタQ3のベース・エミッタ間の接合
部に大きい負の電圧がかかるのを防止する。他のあらゆ
る面において、第３図のソフト・スタート回路は第２図
の回路に関する記述と同様に作動する。トランジスタQ3
は電流で作動する素子であるので制御回路のベースに抵
抗R5を必要とするが、これに対してFET等の電圧から影
響を受けない素子でトランジスタQ3を代用でき、この場
合抵抗R5は必要でない。
（発明の効果） 以上の説明から明らかなように、本発明は、フィードバ
ックとソフトスタート機能を備えることにより、始動時
のショックを和らげて、モータの振動を抑えると共にモ
ータ速度の過補償を防止してモータの速度制御を適切に
行うことができる。
ックとソフトスタート機能を備えることにより、始動時
のショックを和らげて、モータの振動を抑えると共にモ
ータ速度の過補償を防止してモータの速度制御を適切に
行うことができる。
また、速度を制御する可変抵抗および時間可変抵抗手段
が、モータのサイリスタ側に設けた第２時定数回路に設
けられ、サイリスタのゲートを制御するトリガ電流を与
えるのに十分な定格のものであれば良いので、回路部品
の寸法及び容積を減少するとともにその数を最小限に抑
え、さらに携帯可能な電動具のハンドル内に収納可能と
なるように熱の発生量を減じて制御装置全体の寸法を小
さくすることができる。
が、モータのサイリスタ側に設けた第２時定数回路に設
けられ、サイリスタのゲートを制御するトリガ電流を与
えるのに十分な定格のものであれば良いので、回路部品
の寸法及び容積を減少するとともにその数を最小限に抑
え、さらに携帯可能な電動具のハンドル内に収納可能と
なるように熱の発生量を減じて制御装置全体の寸法を小
さくすることができる。
第１図は、本発明に係る実施例を示す、フィードバック
を有する全波速度制御回路図、 第２図は、他の実施例におけるフィードバックおよびソ
フトスタートの両機能を有する全波速度制御回路図、 第３図は、さらに他のソフトスタート機能を組み込んだ
半波速度制御回路である。 Q1……ダイアック（ゲート電極に接続する手段） Q2……双方向導電性サイリスタ R1……抵抗 C1……コンデンサ｝第１時定数回路 R2……抵抗 R3……速度可変抵抗 C2……コンデンサ〕第２時定数回路 Ｍ……モータ Q3……トランジスタ Q4……シリコン制御整流素子
を有する全波速度制御回路図、 第２図は、他の実施例におけるフィードバックおよびソ
フトスタートの両機能を有する全波速度制御回路図、 第３図は、さらに他のソフトスタート機能を組み込んだ
半波速度制御回路である。 Q1……ダイアック（ゲート電極に接続する手段） Q2……双方向導電性サイリスタ R1……抵抗 C1……コンデンサ｝第１時定数回路 R2……抵抗 R3……速度可変抵抗 C2……コンデンサ〕第２時定数回路 Ｍ……モータ Q3……トランジスタ Q4……シリコン制御整流素子
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ローレンス ギルバート シーリング アメリカ合衆国，ウイスコンシン 43210, ミルウオーキー，41 エステイ．エヌ. 2513 (56)参考文献 実公 昭46−1446（ＪＰ，Ｙ１)
Claims (5)
- 【請求項１】モータ（Ｍ）に全波交流電力を供給する電
源回路にモータとともに直列接続された、一対の主電極
と１つのゲート電極を有する双方向性サイリスタ（Q2）
と、 前記電源回路に対して前記サイリスタ（Q2）と並列に接
続され、かつそのゲート電極に接続されてサイリスタ
（Q2）の導電角度を制御する２重の時定数トリガ回路と
を備えており、 このトリガ回路は、 前記モータの一端側で前記電源回路に対して直列に接続
した第１抵抗（R1）と第１コンデンサ（C1）を有し、モ
ータの逆起電力を感知して前記トリガ回路内にフィード
バック信号を供給する第１時定数回路と、 前記モータの他端側で前記電源回路に対して直列に接続
されて、モータの速度を設定するための速度可変抵抗
（R3）および第２コンデンサ（C2）と、前記モータの他
端と前記第２コンデンサ（C2）との間に接続される全波
整流ブリッジと、この全波整流ブリッジの整流端子間に
接続される時間可変抵抗手段（Q3）とを有し、前記速度
可変抵抗が時間可変抵抗手段（Q3）の出力側に接続され
て前記モータにソフト・スタート機能を与える第２時定
数回路と、 前記第１抵抗（R1）と第１コンデンサ（C1）の接合部を
時間可変抵抗手段（Q3）と第２コンデンサ（C2）の接合
部に接続する第３抵抗（R2）と、 前記時間可変抵抗手段（Q3）と第２コンデンサ（C2）の
接合部を前記ゲート電極に接続する手段（Q1）とを含ん
でいることを特徴とする交直両用モータの可変速度制御
装置。 - 【請求項２】第１時定数回路は、一方向ダイオード（D
1）を備えて、全波交流電力の半サイクルおきにモータ
の逆起電力を感知するようにしたことを特徴とする特許
請求の範囲第１項に記載の可変速度制御装置。 - 【請求項３】時間可変抵抗手段が、速度可変抵抗（R3）
とともに整流端子間に直列に接続された主電極を有する
半導体スイッチング素子（Q3）と、該スイッチング素子
の主電極と整流端子間に並列に接続された抵抗・コンデ
ンサ回路（R4,C3）と、該抵抗・コンデンサ回路の抵抗
とコンデンサの接合部を前記スイッチング素子（Q3）の
ゲート電極に接続する手段（R5）、とから構成されるこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の可変速度
制御装置。 - 【請求項４】速度可変抵抗（R3）が、整流ブリッジの陽
極側整流端子とスイッチング素子（Q3）の主電極間に接
続されることを特徴とする特許請求の範囲第３項に記載
の可変速度制御装置。 - 【請求項５】抵抗・コンデンサ回路（R4,C3）の抵抗と
コンデンサの接合部をスイッチング素子（Q3）のゲート
電極に接続する手段が抵抗（R5）からなることを特徴と
する特許請求の範囲第４項の可変速度制御装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US06/699,522 US4638226A (en) | 1985-02-07 | 1985-02-07 | Speed control system with feedback and soft-start |
| US699522 | 1996-09-04 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61185093A JPS61185093A (ja) | 1986-08-18 |
| JPH0785668B2 true JPH0785668B2 (ja) | 1995-09-13 |
Family
ID=24809694
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61025666A Expired - Lifetime JPH0785668B2 (ja) | 1985-02-07 | 1986-02-07 | 交直両用モータの可変速度制御装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4638226A (ja) |
| JP (1) | JPH0785668B2 (ja) |
| DE (1) | DE3603545A1 (ja) |
Families Citing this family (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US5365162A (en) * | 1992-07-08 | 1994-11-15 | Sundhar Shaam P | Light bulb electric life extender having a diactriac combination connecter in parallel with a capacitor |
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| DE102012024400A1 (de) * | 2012-12-13 | 2014-06-18 | Wabco Gmbh | Verdichter zur Erzeugung von Druckluft, Druckluftversorgungsanlage, pneuma-tisches System und Verfahren zum Betrieb eines Verdichters |
| TWI545884B (zh) * | 2014-05-30 | 2016-08-11 | Durq Machinery Corp | Soft start device for electric cutting machine |
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1985
- 1985-02-07 US US06/699,522 patent/US4638226A/en not_active Expired - Fee Related
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1986
- 1986-02-05 DE DE19863603545 patent/DE3603545A1/de not_active Withdrawn
- 1986-02-07 JP JP61025666A patent/JPH0785668B2/ja not_active Expired - Lifetime
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