JPS5863091A - モ−タの省電力回路 - Google Patents

モ−タの省電力回路

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JPS5863091A
JPS5863091A JP56158778A JP15877881A JPS5863091A JP S5863091 A JPS5863091 A JP S5863091A JP 56158778 A JP56158778 A JP 56158778A JP 15877881 A JP15877881 A JP 15877881A JP S5863091 A JPS5863091 A JP S5863091A
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JP
Japan
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voltage
circuit
reference voltage
loaded
motor
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Pending
Application number
JP56158778A
Other languages
English (en)
Inventor
Masayuki Kanari
金成 正之
Takeshi Uno
宇野 斌
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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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
    • H02P23/00Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by a control method other than vector control
    • H02P23/26Power factor control [PFC]

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Control Of Electric Motors In General (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はモータの省電力回路に関し、特に工業ミシン用
モータ等のように無負荷運転時間の長いモータの省電力
回路に関するものである。
従来、工業用ミシンに用いられているモータは下記の第
1表に示すように縫製工程中にミシン負荷が接続される
時間比は全工程中の10%程度にすぎない。
第1表 工程名    ミシン負荷 段取作業     無 布押え      無 縫製       有 糸切り       無 糸はらい     無 布押え上げ    無 次工程へ送り   無 従って、モータの印加電圧を常にライン電圧にしておく
と、無負荷時の運転コストが高くなると共に、騒音や振
動が大きく好ましくない。
そこで、位相制御素子を用いて、モータの印加電圧を負
荷時のみライン電圧とし、無負荷時には適当な低電圧を
印加するようにした省電力回路がある。
しかし、従来の省電力回路においては次のような欠点が
ある。すなわち、(イ)負荷時から無負荷時に変化する
場合、モータ印加電圧によって、無負荷電流が大幅に変
化するため、無負荷電流が基準負荷電流より犬きくなり
、無負荷状態として検出しない場合がある。また、(ロ
)無負荷時から負荷時に変化する場合、モータ印加電圧
が低いため、鉄損の影響がほとんどなく、モータの無負
荷電流はライン電源電圧への依存性が少ない。従って、
基準電圧にライン電源電圧による補正をかけた場合、ラ
イン電源電圧の低いときの基準電圧より低電圧印加時の
検出電圧が大きくなり省電力運転ができないという欠点
がある。
本発明の目的は、モータの電流を検出すること知よって
、負荷時および無負荷時の識別を行なってモータの印加
電圧を調整するモータの省電力回路において、電流電圧
変化に起因する誤動作の防止と基準電圧の電源電圧補正
を行った場合の誤動作の防止を図ることにある。
無負荷時にモータの印加電圧を低下させることによって
省電力制御する際に、第1図に示すように全電圧(ライ
ン電源電圧)印加時の無負荷電流は電源電圧の変動に比
例し、低電圧印加時の無負荷電流は、はぼ一定であるこ
とに着目し、負荷運転から無負荷運転になる場合つ−i
り全電圧印加時から低電圧印加時になる場合は、検出基
準値を一定にし、無負荷運転から負荷運転になる場合つ
まり低電圧印加時から全電圧印加時になる場合は検出基
準値を電源電圧の変動に比例させて補正した値にする検
出基準値切換回路を設けるようにしだものである。以下
、図示する実施例に基づき本発明の詳細な説明する。
第2図は本発明の一実施例を示すブロック図である。
第2図において、2仲誘導電動機であって、位相制御素
子3を介して電源1に接続される。4は誘導電動機2に
流れる負荷電流を検出する電流検出回路であって、基準
電圧切換回路10の出力と共に比較回路5に入力される
。基準電圧切換回路10は、電源1の出力を分圧回路9
を介して得られる電源電圧の変動に比例して変化する基
準電圧と固定基準電圧6とを、比較回路5の出力によっ
て、切換えて比較回路5に入力する。8は位相制御素子
3にゲートパルスを与えるゲートパルス回路であって、
比較回路5の出力電圧によってゲートパルス発生位置が
制御される。
第2図の詳細を第3図に示す。第3図において、誘導電
動機2は位相制御素子3を介して電源1に接続される。
補助電源用トランス11の1次コイルは電源1に接続さ
れ、2次コイルはダイオードブリッジ12に接続されて
全波整流され、コン、Sレータ17の入力端子(+)に
印加される。コンデンサ14は、ダイオードブリッジ1
2の全波整流電圧を平滑し、抵抗18.定電圧素子19
によって定電圧化し、各部に定電圧の直流補助電源を与
える。抵抗15および16は、コンデンサ14によって
平滑された直流電圧を分圧し、コンノ(レータ17の入
力端子(−)に与えられる。これによりコンパレータ1
7の出力端子には、第4図に示すように電源周波数の半
サイクルの始めに負の幅の狭いパルスが発生する。ダイ
オード13は、コンデンサ14によって平滑された直流
電圧がコンパレータ17の入力端子(+)に印加される
ことを防ぐものである。26は誘導電動機2に流れる負
荷電流の大きさを検出する電流トランスであって、その
出力はダイオード27.コンデンサ28で整流平滑され
てコンパレータ22の入力端子(+)に加えられる。抵
抗20およびダイオード25は、コンパレータ29の出
力端子Q2がノ〜イレベルの時、抵抗21を通して定電
圧直流電圧を分圧して、コンパレータ22の入力端子(
−)に一定値の基準電圧を与える。抵抗23およびダイ
オード24は、コンパレータ29の出力端子Q1がハイ
レベルの時、抵抗21を通してコンデンサ14によって
平滑した直流電圧を分圧し、コンパレータ22の入力端
子(−)に電源1の電圧変動に比例して変化する基準電
圧を与える。抵抗33および36は定電圧直流電圧を分
圧し、コンCレータ37および29の入力端子(+)に
基準電圧として与える。コンデンサ35は抵抗32によ
って充電され、コンパレータ(7の出力信号によって、
電源周波数の半サイクルの始めに放電される。抵抗34
はコンパレータ22の出力がハイレベル時にコンデンサ
35の充電電流を大きくする。
抵抗30およびコンデンサ31はコンパレータ22の出
力を遅らせてコンパ;し、−夕29の入力端子(−)に
与えるだめの遅延用である。38はコンパレータ37の
出力を位相制御素子3に与えるだめの結合回路である。
以上の構成において、誘導電動機2が無負荷運転してい
る時、電流トランス26の出力電圧はコンパレータ22
の入力端子(−)に与えられた基準電圧より低°<、コ
ンデンサ35は抵抗32のみによって充電される。この
ためコンデンサ35の電圧がコンパレータ37の入力端
子(+)に与えられた基i電圧に致る時間が長く、位相
制御素子3がオンしている時間は短かい。これにより、
誘導電動機2が無負荷運転している時は低電圧が印加さ
れる。もし誘導電動機圧はコンパレータ22の入力端子
(−)に与えられる基準電圧より大きくなり、コンデン
サ35は抵抗34および32を通して充電され、コンパ
レータ37の入力端子(+)に与えられる基準電圧より
、コンデンサ35の電圧が犬さくなる時間が無負荷時よ
り短かく々る。このため位相制御素子3がオンしている
時間が長く々す、誘導電動機2に印加される電圧は電源
1のほぼ全電圧になる。
これにより誘導電動2は無負荷運転時に省電力運動を行
うことが出来る。
ところで、このような制御を行う場合、誘導電動機の無
負荷電流は、第1図に示すように全電圧印加時は電源1
の電圧変動に比例して変化し一定でなく、位相制御を行
っている抵電圧印加時はほぼ一定である。このため、コ
ンパレータ22の入、、、:11 力端子(−)に与えられる基準電圧が、全電圧印加時に
おいても一定であると、電源1の電圧が変動した場合、
省電力運動ができない不具合が生じる。すなわち、この
不具合を第5図によって説明すると、今、基i電圧が(
(イ)の点線で示される値であった場合、電源電圧が高
くなると記号Aの範囲では無負荷になっても基準電圧よ
り全電圧印加時の無負荷電流を検出した電圧が大きいた
め、制御回路が無負荷と判断出来ない。このため、電源
電圧が高くなると省電力運転が出来ない。また基準電圧
を(ロ)の点線で示すように電源電圧の変動に対応して
補正を行っても電源電圧が低くなった場合、記号Bの範
囲では基準電圧より低電圧印加時の無負荷電流を検出し
た電圧の方が太きいだめ、全電圧印加から低電圧印加に
なると、無負荷と判断出来なくなり、無負荷であっても
再び全電圧印加となり省電力運転が出来力い。
そこで本発明ではコンパレータ22の出力がロウレベル
の時は、低電圧印加であり、ハイレベル時は全電圧印加
であることを利用し、コンパレータ22の出力をコンデ
ンサ31によって遅延させた後、コンパレータ29の入
力端子(−)に与え、全電圧印加時はコンパレータ29
の出力Q1がハイレベル、Q2がロウレベルトナリ3、
コンパレータ22の入力端子(−)に与えられる基準電
圧は、抵抗23およびダイオード24を通して与えられ
るようにしている。また低電圧印加時は、コンパL/−
129の出力Q1はロウレベル、Q2がハイレベルトナ
リ、コンパレータ22の入力端子(−)に与えられる基
準電圧は抵抗20.ダイオード″25を通して与えられ
るようにしている。
従って、このようにして基準電圧を切換えることにより
、全電圧印加時には、電源1の電圧変動に比例して変化
する基準電圧が与えられ、低電圧印加時には、一定した
基準電圧が与えられる。これにより前記のようカニ具合
を解決することができ、電源電圧が変動しても、省電力
運転できる制御回路を実現することができる6    
 ′以上のように、本発明によれば、電源電圧が変化し
た場合でも、負荷時、無負荷時の識別を正確に行々い、
かつ、低圧無負荷時から負荷時に変化する場合の誤動作
を防止しだ省電力コントローラを提供することができる
【図面の簡単な説明】
第1図は無負荷電流の電源電圧特性図、第2図は本発明
の一実施例を示すブロック図、第3図はその具体的回路
図、第4図は電源同期パルスの波形図、第5図は無負荷
電流を検出した電圧の電源電圧特性と基準電圧の電源電
圧特性を示す図である。 1・・・商用交流電源、2・・・位相制御素子、3・・
・誘導電動機、4・・・電流検出回路、5・・・比較回
路、6・・・固定基準電圧、8・・・ゲートパルス回路
、9・・・分圧回路、10・・・基準電圧切換回路、1
1・・・トランス、12・・・ダイオードブリッジ、1
3,24,25゜27・・・ダイオード、14,28,
31.35・・・コンデンサ、15,16,18,20
,21,23゜30.32〜34.36・・・抵抗、1
7,22゜29.37・・・コンパレータ、19・・・
定電圧素子、10 電源電圧 笥5図 電シ原究圧

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1、モータの印加電圧を制御する第1の回路と、モータ
    の負荷電流を検出する第2の回路と、所定の基準電圧を
    発生する第3の回路と、前記所定の基準電圧と負荷電流
    検出電圧とを比較する第4の回路と、この第4の回路の
    比較結果により前記所定の基準電圧を第1の基準電圧ま
    たは第2の基準電圧に切換えて前記第1の回路に与える
    第5の回路とを有し、モータが無負荷状態から負荷状態
    へ変化する場合には前記第5の回路から負荷電流の変化
    に比例した第1の基準電圧を出力し、モータが負荷状態
    から無負荷状態へ変化する場合には前記第5の回路から
    一定の第2の基準電圧を出力してモータの印加電圧を制
    御することを特徴とするモータの省電力回路。
JP56158778A 1981-10-07 1981-10-07 モ−タの省電力回路 Pending JPS5863091A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2477037A (en) * 2010-01-19 2011-07-20 Bosch Gmbh Robert Electric motor no-load speed reduction for power saving
WO2012043288A1 (en) * 2010-09-30 2012-04-05 Hitachi Koki Co., Ltd. Power tool

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