JPS5854591B2 - 誘導電動機の制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は誘導電動機への印加電圧をサイリスタ等のス
イッチング素子を用いて制御し、誘導電動機のカ行トル
ク及び制動トルクを制御するようにした誘導電動機の制
御装置の改良に関するものである。

第１図及び第２図に、従来の誘導電動機の制御回路の一
実施例を示す。

図中１は誘導電動機、２゜３は双方向性サイリスタ、４
はトランス、５，６は単方向性サイリスクであり、トラ
ンス４と単方向性サイリスタ５，６によりセンター・タ
ップ式整流回路を構成している。

Ｒ，Ｓ、 Ｔは三相交流電源端子、Ｕ、 Ｖ、 Ｗは誘
導電動機の端子、Ｇ１−に１．Ｇ２−に２は夫々双方向
性サイリスタ２，３のゲート・カソード端子、Ｇ３−
Ｋ３゜Ｇ４−に４は夫々単方向性サイリスタ５，６のゲ
ート・カソード端子である。

２０．４０は良く知られているゲート・パルス発生回路
であり、２０は双方向性サイリスタ２，３用で、４０は
単方向性サイリスタ５，６用ゲート・パルス発生回路で
ある。

７〜９はトランスであり、夫々ゲート・パルス発生回路
２０．４０用の周期電源を供給している。

ゲート・パルス発生回路２０．４０において、２１はダ
イオード・ブリッジ、２２は抵抗、２３はゼナー・ダイ
オード、２４はダイオード、２５はコンデンサ、２６．
２７は抵抗、２８はトランジスタ、２９はコンデンサ、
３０はユニジャンクション・トランジスタ、３１はパル
ス・トランス、３２，３３は抵抗、３４はパルス増幅用
補助サイリスタ、Ａ、 Ｃはカ行制御用入力端子、Ｂ
。

Ｃは制動制御用入力端子、０１〜Ｇ４． Ｋ、−一曳は
パルス出力端子であり、夫々第１図の双方向性サイリス
タ２，３及び単方向性サイリスタ５，６のゲート・カソ
ード端子のうちの同一記号が符された端子に接続されて
いる。

カ行制御用入力端子Ａ−Ｃ間に入力信ＳＶ １を印加す
ると、ゲート・パルス発生回路２０は、入力信号■１
に相当する点弧位相のパルスを発生し、このパルスによ
り双方向性サイリスタ２，３が点弧し、双方向性サイリ
スタ２，３の点弧角に比例した三相交流電圧が誘導電動
機１に印加され、誘導電動機１はその印加電圧に比例し
たカ行トルクを発生する。

誘導電動機１は、そのカ行トルクと負荷トルクが釣り合
った点で回転するので、入力信号Ｖ１により誘導電動機
１の回転速度を制御することが出来る。

又、同様に、制動制御用入力端子Ｂ−Ｃ間に入力信号■
２を印加すると、誘導電動機１にはトランス４及び単方
向性サイリスタ５，６からなるセンター・タップ式整流
回路により直流電圧が印加され、誘導電動機１は直流制
動トルクを発生し、入力信号ｖ２によりこの直流制動ト
ルクを制御することが出来る。

以上のように、第１図及び第２図の制御回路によれば、
入力信号■１．ｖ２により誘導電動機１のカ行トルク及
び制動トルクを簡単に制御することが出来るが、■１と
ｖ２を同時に印加すると、例えばＴ→４→５→３→Ｓの
電源短絡回路が形成されるので、ｖｌとｖ２は必らず切
換えて印加する必要がある。

然るに、この方式の制御回路において力行制御から制動
制御に切換えた瞬間には、誘導電動機１が誘起電圧を発
生しており、単方向性サイリスタ５，６にはトランス４
の２次電圧とこの誘起電圧の和又は差の電圧が印加され
ている為、制動制御用入力信号■２に比して異常に大き
な直流電流が誘導電動機１に流れるという不具合が発生
する。

この現象は、双方向性サイリスタ２゜３を全点弧させて
誘導電動機１に電源電圧を印加し回生制動にて運転して
いる状態から直流制動に切換えて減速させる場合に顕著
に発生する。

この現象を第３図により説明する。

第３図は時刻Ｔ。にて直流制動制御に切換えた時の第１
図の制御回路の各部の電圧波形を示す。

図中、ａは電源端子Ｓ−Ｔ間電圧電圧は誘導電動機１の
端子ｖ−Ｗ間電圧電圧の実線は単方向性サイリスタ５の
アノード・カソード間電圧、ａの実線は単方向性サイリ
スタ６のアノード・カソード間電圧、Ｃ，ａの破線は夫
々トランス４により単方向性サイリスタ５゜６のアノー
ド・カソード間に印加される電圧である。

尚、ｂ、 ｃ、 ｄにおいて時刻Ｔ。以降の電圧波
形は単方向性サイリスタ５，６が点弧していない場合を
示している。

ｅ、 ｆは夫々単方向性サイリスタ５，６のゲート入
力であり、トランス４の２次電圧に同期して印加される
。

ｇは誘導電動機１が誘起電圧を発生しない場合の端子ｖ
−Ｗ間に印加される直流制動電圧であり、説明を簡単に
する為、誘導電動機１の巻線のインダクタンスは無視す
る。

ｈは誘導電動機１が誘起電圧を発生している場合の端子
Ｖ−Ｗ間に印加される直流制動電圧である。

即ち、第１図及び第２図の制御回路では、直流制動制御
に切換えた時、第３図ｃ、 ｄにて実線で示されてい
るように、誘導電動機１の誘起電圧によって単方向性サ
イリスタ５，６のアノード・カソード間に印加される電
圧の位相がトランス４の２次電圧の位相とずれる為、単
方向性サイリスタ５，６の位相制御が不能になり、第３
図りに示されているように異常に大きな直流制動電流が
流れ、その結果異常に大きな制動トルクを発生するとい
う不具合がある。

この発明は上記不具合を解消するもので、カ行制御又は
回生制動から直流制動制御に切換える時に異常に大きな
制動トルクを発生することのない誘導電動機の制御装置
を提供しようとするものである。

第３図では直流制動制御に切換時、単方向性サイリスタ
５，６のうち５が先に点弧する場合について各部電圧波
形が示されているが、単方向性サイリスタ６が先に点弧
した場合は、第３図りにて斜線で示す部分の電圧が誘導
電動機１に印加されることはない。

又、第３図すでは、時刻Ｔ。以降単方向性サイリスタ５
，６が点弧しない場合の誘導電動機１の誘起電圧の波形
が示されているが、誘導電動機１に一旦直流制動電流が
流れるとその誘起電圧は急激に減衰する為、その後の誘
起電圧の影響は非常に小さくなる。

この発明は、以上の点に鑑みて、直流制動制御の開始時
は必らず単方向性サイリスタ５，６のうち６が先に点弧
するようにゲート・パルス発生回路を構成することによ
り、直流制動制御に切換えた時誘導電動機１の誘起電圧
の影響により単方向性サイリスタ５の位相制御が不能に
なって誘導電動機１に流れる異常直流制動電流を実用上
問題にならない程度に抑制することが出来るようにする
ものである。

この発明を実現する為の制動制御用単方向性サイリスタ
５，６のゲート・パルス発生回路の一実施例を第４図に
示す。

尚、力行制御用双方向性サイリスタ２，３のゲート・パ
ルス発生回路は第２図と全く同一なので省略する。

又、第４図において第２図と同一部分には同一符号が符
されており、この部分については説明を省略する。

第４図中、５０は制動制御用単方向性サイリスタ５，６
のゲ−ト・パルス発生回路である。

５１，５２は抵抗５３はトランジスタ、５４はコンデン
サ、５５は抵抗であり、５１〜５５により電源端子Ｓ−
Ｔ間の電圧に同期して微分パルスを発生する微分パルス
発生回路を構成している。

５６〜６０は抵抗、６Ｌ６２はコンデンサ、６３はダイ
オード、６４．６５はトランジスタであり、５６〜６５
により双安定マルチ回路を構成している。

６６〜６８．７１は抵抗、６９．７０はトランジスタで
あり、６６〜６９によりノア回路を、７０． ７１によ
り位相制御用コンデンサ２９の短絡回路をそれぞれ構成
している。

即ち、第４図のゲートパルス発生回路５０は、第２図の
単方向性サイリスク用ゲート・パルス発生回路４０に上
記の微分パルス発生回路、双安定マルチ回路、ノア回路
及びコンデンサ短絡回路からなる点弧開始位相限定回路
を付加したものである。

この点弧開始位相限定回路の動作を第５図により説明す
る。

第５図は、時刻Ｔ。

にて直流制動制御に切換えた時の第４図のゲート・パル
ス発生回路５０の各部の電圧波形を示す。

図中、ａは電源端子Ｓ−Ｔ間の電圧、ｂは制動制御用入
力端子Ｂ−Ｃ間の電圧Ｖ２であり、直流制動制御の開始
と同時に入力信号が印加される。

Ｃは微分パルス発生回路の入力電圧■３、ｄはその出力
電圧■４であり、微分パルス発生回路は電源端子Ｓ−Ｔ
間の電圧が正から負になる時正の微分パルスを発生する
。

ｅはパルス・トランス３１の１次巻線の両端の電圧Ｖ５
であり、制御人力ｖ２に対応した位相のパルスを発生す
る。

ｆは双安定マルチ回路の出力電圧ｖ６であり、パルス・
トランス３１の１次電圧Ｖ５により双安定マルチ回路が
トリガされてｖ６が正になり、微分パルス発生回路の出
力■４の正の微分パルスにより双安定マルチ回路がリセ
ットされてＶ６が零になる。

ｇはノア回路の一方の入力ｖ７であり、電源端子Ｓ−Ｔ
間の電圧が負の期間正になる半波整流電圧である。

ノア回路の他の一方の入力は双安定マルチ回路の出力ｖ
６である。

ｈはノア回路の出力Ｖ８であり、その人力Ｖ６．Ｖ７が
共に零になった時のみ出力ｖ８が正になる。

１はコンデンサ短絡回路のトランジスタ７０のコレクタ
ー・エミッタ間電圧ｖ９であり、ノア回路の出力■８が
正の時零になる。

第５図において、時刻Ｔ。

にて制動制御用入力端子Ｂ−Ｃ間に制御人力ｖ２が印加
されても、時刻Ｔ。

以前にパルス・トランス３１の１次巻線にパルスの発生
がない為、ノア回路の一方の入力である双安定マルチ回
路の出力■６は零の状態を維持しており、又ノア回路の
他の一方の入力Ｖ７もＴｏ−Ｔ１の期間は零であり、そ
の結果ノア回路の出力■８は正となり、位相制御用コン
デンサの短絡回路が動作する為、Ｔｏ・〜Ｔ１の期間は
パルス・トランス３１の１次巻線にはパルス出力が発生
しない。

然るに、Ｔ１〜Ｔ２の期間はノア回路の一方の入力ｖ７
が正になる為ノア回路の出力ＶＢ ＩｔＡ零となり、コ
ンデンサの短絡が解除され、パルス・トランス３１の１
次巻線には制御人力ｖ２に対応した位相のパルス出力ｖ
５が発生する。

Ｔ１〜Ｔ２の期間にてパルス出力ｖ５が発生するとＶ５
により双安定マルチ回路がトリガされ、その出力ｖ６は
時刻Ｔ３にて微分パルス発生回路の出力ｖ４によってリ
セットされる迄正となり、コンデンサ２９の短絡は解除
されたままとなる為、Ｔ２〜Ｔ３の期間もパルス・トラ
ンス３１の１次巻線に制御人力ｖ２に対応した位相のパ
ルス出力ｖ５が発生する。

時刻Ｔ３以降も同様にして制御人力■２が印加されてい
る限りパルス・トランス３１の１次巻線にパルス出力Ｖ
、を発生し続ける。

尚、第５図において、時刻Ｔ１にて制動制御用入力端子
Ｂ−Ｃ間に制御人力Ｖ２が印加された場合のゲート・パ
ルス発生回路５０の動作は、上記の説明における時刻Ｔ
１以降の動作と全く同じになり、Ｔ１〜Ｔ２の期間から
パルス・トランス３１の１次巻線にパルス出力■５を発
生する。

即ち、第４図のゲート・パルス発生回路５０を使用すれ
ば、制動制御用入力信号ｖ２がどの位相で印加されても
、必らず電源端子Ｓ−Ｔ間の電圧が負の期間からパルス
・トランス３１の１次巻線へのパルス出力Ｖ５の発生が
開始され、その結果制動制御用単方向性サイリスタ５，
６のうち必らず６から先に点弧させるようにすることが
出来る。

以上説明したとおり、この発明は、直流制動により誘導
電動機の制動トルクを制御する装置において、直流制動
制御開始時に直流電圧を制御する整流装置を構成するサ
イリスクのうち、そのアノード・カソード間に電源電圧
と誘導電動機の誘起電圧の和が印加される方のサイリス
タを必らず先に点弧させるようにしたので、誘導電動機
の誘起電圧の影響により誘導電動機に発生する異常直流
制動トルクを実用上問題にならない程度に抑制すること
が出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図は従来の誘導電動機制御装置の回路図、
第３図はその動作説明図、第４図はこの発明の一実施例
を示す回路図、第５図はその動作説明図である。 １は誘導電動機、２，３は双方向性サイリスタ、４はト
ランス、５，６は単方向性サイリスタ、７〜９はトラン
ス、２０は双方向性サイリスタ用ゲート・パルス発生回
路、４０．５０は単方向性サイリスタ用ゲート・パルス
発生回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 交流電源と誘導電動機との間に接続された整流回路
   により前記誘導電動機に直流電圧を印加して誘導電動機
   の直流制動トルクを制御する装置において、前記整流回
   路は少なくとも２個のサイリスタを含み、直流電圧印加
   開始時、前記サイリスタのうち、アノード・カソード間
   に前記電源電圧と前記誘導電動機の誘起電圧の和が印加
   される方のサイリスクを必らず先に点弧させるよう構成
   したことを特徴とする誘導電動機の制御装置。