JPS5814719Y2 - 直巻電動機の速度制御装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は直巻電動機の速度制御装置の改良に関するもの
である。

従来この種制御電極付半導体素子を２ケ使用した全波位
相制御の速度制御装置に於ては、該半導体素子を２ケ使
用する事によりコストが高くなり増産にあまり好ましく
ないものであり、又低速回転時に回転ムラを生じると共
にフィードバックがあまり有効的ではないという欠点が
ある。

本考案は上記の様な欠点を解消するためになしたもので
、制御電極付半導体素子（以下サイリスタと称す）１ケ
により全波位相制御を行うと共にトルクの変動に対する
回転速度の変動をなくシ、低速回転時によるフィードバ
ックを更に増大せしめた直巻電動機を提供するものであ
る。

以下本考案の一実施例を図面に基づいて説明する。

第１図に於て１は電源のメインスイッチ、２，３゜４．
５はダイオードで、交流電源の全波整流を行なうもので
ある。

６は電動機の界磁コイルＦと並列に接続されている整流
素子で、サイリスタの遮断後に界磁コイルＦに保有され
ていた磁気エネルギーを還流させて大きな回転起電力を
発生させる様にしたものである。

７はフラッシュ電圧（電源電圧の向きと逆）が電源電圧
に影響しない様働く整流素子、８はフィードバック作用
を行なうトランジスタ、９はトランジスタ、１０はサイ
リスタ１３にゲート信号を送るためのトリガ信号発生用
のダイアック、１１はコンデンサ１５の残留電荷を効果
的に消滅させるための整流素子、１２は電動機の両端に
生ずる電圧のうち電源電圧を定電圧にスライスし、且つ
、回転起電力の変化を検出してトランジスタ８のＢ（ベ
ース）、Ｅ（エミッタ）間に送る定電圧素子ツェナーダ
イオード、１３は本回路の主制御素子サイリスタ、１４
はサイリスタ１３のゲート電極に印加されるトリガ電圧
波形を整形すると共に雑音によるサイリスタ１３の誤動
作を防止するためのコンデンサ、１５はダイアック１０
にトリガ信号を発生させるための電荷を蓄積するコンデ
ンサ、１６はサイリスタ１３が遮断時に放電を行ない、
この放電電流でトランジスタ９をＯＮ状態となし、トリ
ガ発生用コンテ゛ンサ１５に充電電荷が半周期毎に残る
のを放電させるためのコンデンサ、１７は回転起電力が
整流子より刷子を経て取り出されるためのノイズが含ま
れ、これによってトランジスタ８が誤動作しない様ノイ
ズを吸収するコンデンサ、１８はダイアック１０のトリ
ガ発生の位相角を任意に変化させる可変抵抗器、１９は
可変抵抗器１８の抵抗値が最大の時にサイリスタ１３が
通電直前になる様調整するための半固定抵抗器、２０は
フィードバック感度調整用半固定抵抗器、２１はダイア
ック１０及びサイリスタ１３の保護抵抗、２２は電源電
圧を分圧しコンデンサ１６に適当な電圧を加えるための
抵抗、２３は半固定抵抗器２０の抵抗値が零の時にトラ
ンジスタ８のＣ（コレクタ）に過電流が流れない様にす
るための保護抵抗、２４はトランジスタ８の動作点を決
めるベース抵抗、２５はサイリスタ１３のノイズによる
誤動作を防止するための抵抗をそれぞれ示すものである
。

次に回路の動作について説明する。

第１図に於て電源メインスイッチ１を入れ、可変抵抗器
１８の微操作により整流素子２，３，４．５のブリッジ
回路によって交流から全波整流されて脈流となった電源
電圧は、整流素子２，３の接続点ａから抵抗２１〜可変
抵抗器１８〜半固定抵抗器１９の並列回路を経てコンデ
ンサ１５を充電する。

しかしこの時の充電々圧は、ダイアック１０のブレーク
オーバー電圧の直前になる様半固定抵抗器１９で調整さ
れているので、サイリスタ１３は遮断状態であり電動機
Ｍは回転を行なわない。

次に可変抵抗器１８の抵抗値を次第に減少していくと、
コンテ゛ンサ１５への充電電流が増加しコンデンサ１５
の両端の電圧がダイアック１０のブレークオーバー電圧
に達すると、ダイアック１０は導通しコンデンサ１５は
放電を行なう。

即ち、サイリスタ１３のゲートにトリガ信号を送りサイ
リスタ１３のアノード・カソード間を導通させると電動
機Ｍは起動し、電流は電源端子の一端Ｅ１よりサイリス
タを経て電動機Ｍに流れ電源の他端Ｅ２に戻る。

更に可変抵抗器１８の抵抗値を減少して行くと、コンデ
ンサ１５への充電電流が増加するからダイアック１０の
ブレークオーバー電圧に達する時期が早まり、サイリス
タ１３の通電位相角が進み電動機Ｍの回転速度は早くな
る。

電動機Ｍが回転時の両端の波形を第２図で示す。

図で示すＣ，Ｄはサイリスタ１３の通電時期に相当しＢ
−Ｃは電動機Ｍの界磁コイルＦと並列に整流素子６を入
れた事による回転起電力である。

ここで回転起電力について説明を加えるに、もし整流素
子６がない時は回転子は電源電圧の制御部分Ａ−Ｃでは
界磁の残留磁気のみによる磁界中で回転するから、回転
起電力は小さいが界磁コイルＦの両端は整流素子６を並
列に入れ、サイリスタ１３の通電時Ｃ−Ｄに界磁コイル
に貯えられた磁気エネルギーをサイリスタ１３の通電遮
断時Ａ−Ｃに整流素子６を通して電流を流してやると、
回転子はこの電流による磁界の中で回転する部分Ａ−Ｃ
では電動機Ｍは直流発電機の働きを威し、電動機Ｍの両
端には整流素子６を入れない時よりも相当大きな回転数
に比例した電圧（回転起電力）が誘起される。

この回転起電力を含む電動機Ｍの両端電圧のうち電源電
圧Ｃ−Ｄはツェナーダイオード１２により回転起電力が
検出されやすいようある値（最高回転起電力より大）で
スライスされ、トランジスタ８のＢ（ベース）、Ｅ（エ
ミッタ）間に加えられる。

この時ベース抵抗２４は低速時の負荷トルク変化による
回転起電力の変化を増幅する様選定されており、これが
フィードバック信号として働く事になるので整流素子を
入れない時よりフィードバック作用は相当大きく、低速
回転時のトルクの改善に大きな働きとなる。

次にフィードバック作用について説明を行なう。

今、ある一定の負荷トルク回転速度で電動機Ｍが運転し
ている時、負荷トルクが増加すると回転速度が減少する
からこれに比例して生じる回転起電力も減少し、トラン
ジスタ８のベース電流は減少する。

従って半固定抵抗器１９と可変抵抗器１８の並列回路か
ら、抵抗２３、半固定抵抗器２０、トランジスタ８のＣ
（コレクタ）、Ｅ（エミッタ）間の回路に流れる電流も
減少し、この減少分は反対にコンデンサ１５の充電電荷
の増加分となり、ダイアック１０のトリガ発生の位相角
（サイリスタ通電位相角）を進め、電動機Ｍへの通電電
力量を増加し、回転速度を速める様になる。

又反対に負荷トルクが減少すると電動機Ｍの回転速度は
増加し回転起電力も増加する。

従ってトランジスタ８のＣ（コレクタ）からＥ（エミッ
タ）に流れる電流も増加し、コンテ゛ンサ１５に流れる
電流は減少しダイアック１０のブレークオーバー電圧（
トリガ発生電圧）に達するのを遅らせるので、サイリス
タ１３の通電位相角は遅れる。

故に電動機Ｍへの通電電力量は減少し、回転速度は減少
する事になる。

この様に負荷トルクの変化を回転起電力で検出し、負荷
トルクが一定となる様フィードバックが行なわれるので
ある。

又電動機Ｍの低速回転時を有効にする放電回路を設けた
もので、第３図に示すものはコンデンサ１５がダイアッ
ク１０のブレークオーバー電圧に達する直前のコンデン
サ１５．１６の電圧波形で、前記コンデンサ１５の波形
はａ−１）が電源電圧の上昇と共に抵抗２１．半固定抵
抗器１９、可変抵抗器１８の並列回路を通って充電され
、１）−ｃはダイアック１０をブレークオーバーさせな
くとも充電電荷が放電され零電位になる。

又コンテ゛ンサ１６はコンデンサ１５と同時期に充放電
を繰り返し行なわれている。

即ち、コンデンサ１６の働きは１）−ｃの放電々流〔コ
ンデンサ１６〜抵抗２７〜トランジスタＢ（ベース）、
Ｅ（エミッタ）〜コンデンサ１６〕でトランジスタ９を
バイアスし、〔この時トランジスタ９はＣ（コレクタ）
、Ｅ（エミッタ）間を導通するから〕コンテ゛ンサ１５
の両端は閉路となり、トランジスタ９のＣ（コレクタ）
、Ｅ（エミッタ）整流素子１１に残留する電荷を放電さ
せる。

尚整流素子１１により短時間でコンテ゛ンサ１５の残留
電荷を放電させる。

又コンデンサ１６の放電々流が直接トランジスタ９のＢ
（ベース）に流れるのでコンデンサ１６の放電と同時に
該トランジスタ９をオンとし確実な残留電荷の放電が行
なわれるのである。

次に第４図は他の実施例を示すもので、動作及び原理は
第１図のものと全く同じである。

本考案は以上説明した実施例から明らかなように、サイ
リスタの出力電流を電動機に誘起する誘起電圧に基づい
てこれを制御すべくした速度制御回路において、トリガ
発生用のコンデンサの残留電荷による間欠トリガ電圧の
発生を防止するための放電回路を構成した事によって、
サイリスタ１ケによる余波位相制御を可能とし低速回転
をスムーズに制御出来る等種々なる実用的効果を有する
ものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に基づく直巻電動機の速度制御装置の一
実施例を示す回路図、第２図は電動機の両端に発生する
波形図、第３図はコンデンサの両端に発生する電圧波形
図、第４図は他の実施例を示す直巻電動機の速度制御装
置の回路図。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 交流電源からメインスイッチと制御電極付半導体素子と
   を介して電動機に電動機電流を供給する位相制御手段と
   、電動機の直巻界磁巻線に並列に挿入した整流素子によ
   る励磁手段とを備え、前記半導体素子の位相制御手段は
   電動機の回転起電力が減少すると半導体素子の位相が進
   み、前記電動機の回転起電力が増加すると半導体素子の
   位相を遅らせるように作用する電動機の速度制御装置に
   おいて、トリガ発生用のコンデンサ１５の残留電荷によ
   る間欠トリガ電圧の発生を防止するための放電装置とし
   てトランジスタ９のＣ（コレクタ）をダイアック１０の
   アノードに、Ｅ（エミッタ）はコンデンサ１６に接続し
   、該コンデ゛ンサ１６は抵抗２２と抵抗２７との接続点
   とトランジスタ９のＥ（エミッタ）との間に接続すると
   共に抵抗２７の他端を制御電極付半導体素子１３のカソ
   ードに接続し、前記トランジスタ９のＢ（ベース）を制
   御電極付半導体素子１３のカソードに接続し、コンデン
   サ１５の残留電荷を効果的に消滅させる整流素子１１を
   前記トランジスタ９のＥ（エミッタ）と制御電極付半導
   体素子１３のカソード間に接続して成る事を特徴とする
   直巻電動機の速度制御装置。