JPS59110398A - 単相交流モ−タを用いたサ−ボ機構 - Google Patents
単相交流モ−タを用いたサ−ボ機構Info
- Publication number
- JPS59110398A JPS59110398A JP57218983A JP21898382A JPS59110398A JP S59110398 A JPS59110398 A JP S59110398A JP 57218983 A JP57218983 A JP 57218983A JP 21898382 A JP21898382 A JP 21898382A JP S59110398 A JPS59110398 A JP S59110398A
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- Japan
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- motor
- phase
- controlled
- power
- power input
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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
- H02P23/00—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by a control method other than vector control
- H02P23/24—Controlling the direction, e.g. clockwise or counterclockwise
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Control Of Ac 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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は単相交流モータを用いたサーボ機構に関する。
本発明の目的は、インバータ方式のように整流回路を用
いたり、サイクロコンバータ方式のようにトランスを用
いることなく、商用交流電源を直接、スイッチング要素
によりチョッピングすることにより任意の周波数の電力
を単相交流モータ、好ましくは単相誘導型交流モータに
供給して制御対象を操作するサーボ機構を提供すること
にある。
いたり、サイクロコンバータ方式のようにトランスを用
いることなく、商用交流電源を直接、スイッチング要素
によりチョッピングすることにより任意の周波数の電力
を単相交流モータ、好ましくは単相誘導型交流モータに
供給して制御対象を操作するサーボ機構を提供すること
にある。
本発明のサーボ機構は、要約すれば、ブリッジ回路の各
辺に第１ないし第４の交流スイッチ要素を設け、その対
角接続点の−、方に商用単相交流電源を接続し、他方の
対角接続点に回転方向切換え機能付きの単相交流モータ
を接続し、ブリッジ回路の対辺をなす第１と第３の交流
スイッチ要素の制御入力線を共通接続して第１のパルス
列により同時にオンオフ制御し、残る対辺の第２と第４
の交流スイッチ要素の制御入力線を共通接続して第２の
パルス列により同時にオンオフ制御し、−力制御対象の
状態を表すフィードハック信号と所定の設定電圧を比較
して両型圧の差が所定値以上になったとき、すなわち、
制御対象が目標値から所定範囲以上遠去かったとき第１
及び第２のパルス列の出力状態をロックして商用交流電
源が直接交流モータに印加されるよう構成したことを特
徴と以下、本発明の実施例を図面に基いて説明する。
辺に第１ないし第４の交流スイッチ要素を設け、その対
角接続点の−、方に商用単相交流電源を接続し、他方の
対角接続点に回転方向切換え機能付きの単相交流モータ
を接続し、ブリッジ回路の対辺をなす第１と第３の交流
スイッチ要素の制御入力線を共通接続して第１のパルス
列により同時にオンオフ制御し、残る対辺の第２と第４
の交流スイッチ要素の制御入力線を共通接続して第２の
パルス列により同時にオンオフ制御し、−力制御対象の
状態を表すフィードハック信号と所定の設定電圧を比較
して両型圧の差が所定値以上になったとき、すなわち、
制御対象が目標値から所定範囲以上遠去かったとき第１
及び第２のパルス列の出力状態をロックして商用交流電
源が直接交流モータに印加されるよう構成したことを特
徴と以下、本発明の実施例を図面に基いて説明する。
第１図に本発明実施例の回路図を示す。商用交流電源は
端子Ｒ，Ｓに接続される。制御対象を操作するモータＭ
は、例えばコンデンサ進相形単相交流モータのように回
転方向が正逆いずれにも切換えられるもので、その端子
ＵＷを交流電源に接続するときは時計方向に回転し、端
子ＶＷを交流電源に接続するときは反時計方向に回転す
る。４個の交流スイッチ要素ｌ、２．３．４はブリッジ
回路を形成しており、ブリッジの対辺をなす第１及び第
３の交流スイッチ要素１．３の制御入力線１ａと３３が
共通接続されてトランジスタ５によりオンオフ制御され
、ブリッジの他の対辺をなす第２及び第４の交流スイッ
チ要素２．４の制御入力線２ａと４ａが共通接続されて
トランジスタ６によりオンオフ制御される。このブリッ
ジ回路を詳述すると、電力入力端子の一方Ｒと電力出力
端子の一方Ｗの間に第１の交流スイッチ要素１が、電力
出力端子の一方Ｒと電力出力端子の他方Ｘの間に第２の
交流スイッチ要素２が、電力入力端子の他方Ｓと電力出
力端子の他方Ｘの間に第３の交流スイッチ要素３が電力
入力端子の他方Ｓと電力出力端子の一方Ｗの間に第４の
交流スイッチ要素４がそれぞれ接続されている。交流ス
イッチ要素１．２．３又は４は、例えば第２図に回路図
を示すように、４個のダイオードＤ＋−Ｄ４からなる全
波整流回路の直流出力端子間にパワー１〜ランジスタＱ
〔のコレクタ・エミソク電極を接続し、そのベース電極
を制御端子Ｃとして導出したものである。
端子Ｒ，Ｓに接続される。制御対象を操作するモータＭ
は、例えばコンデンサ進相形単相交流モータのように回
転方向が正逆いずれにも切換えられるもので、その端子
ＵＷを交流電源に接続するときは時計方向に回転し、端
子ＶＷを交流電源に接続するときは反時計方向に回転す
る。４個の交流スイッチ要素ｌ、２．３．４はブリッジ
回路を形成しており、ブリッジの対辺をなす第１及び第
３の交流スイッチ要素１．３の制御入力線１ａと３３が
共通接続されてトランジスタ５によりオンオフ制御され
、ブリッジの他の対辺をなす第２及び第４の交流スイッ
チ要素２．４の制御入力線２ａと４ａが共通接続されて
トランジスタ６によりオンオフ制御される。このブリッ
ジ回路を詳述すると、電力入力端子の一方Ｒと電力出力
端子の一方Ｗの間に第１の交流スイッチ要素１が、電力
出力端子の一方Ｒと電力出力端子の他方Ｘの間に第２の
交流スイッチ要素２が、電力入力端子の他方Ｓと電力出
力端子の他方Ｘの間に第３の交流スイッチ要素３が電力
入力端子の他方Ｓと電力出力端子の一方Ｗの間に第４の
交流スイッチ要素４がそれぞれ接続されている。交流ス
イッチ要素１．２．３又は４は、例えば第２図に回路図
を示すように、４個のダイオードＤ＋−Ｄ４からなる全
波整流回路の直流出力端子間にパワー１〜ランジスタＱ
〔のコレクタ・エミソク電極を接続し、そのベース電極
を制御端子Ｃとして導出したものである。
モータＭの時計方向用端子Ｕは双方向性サイリスタ７を
介して電力出力端子Ｘに接続され、反時計方向用端子■
は双方向性サイリスタ８を介して電力出力端子Ｘに接続
されている。サイリスタ７又は８は点弧回路９又は１０
によりいずれか一方がオンになる。
介して電力出力端子Ｘに接続され、反時計方向用端子■
は双方向性サイリスタ８を介して電力出力端子Ｘに接続
されている。サイリスタ７又は８は点弧回路９又は１０
によりいずれか一方がオンになる。
一方、制御対象の位置、速度等を表す現在値が検出器（
図示せず）からフィードバンクされ、目標値との偏差が
検出されて入力端子ＩＮに導入される。図において可変
抵抗器１１は偏差検出器を模型的に表しており、偏差を
表す記号は＋５Ｖ〜−５Ｖの電圧に変換され人力される
。このフィードバンク入力信号は絶対値アンプ１２によ
り増幅されたのちＶ／Ｆコンバータ（電圧−周波数変換
器）１３により入力電圧に比例した周波数のパルス列に
変換される。制御部１４はＶ／Ｆコンバータ１３の出力
パルス信号によりその周波数と同一周波数の２相の制御
パルスＰＩ、Ｐ２を発生し、第１のパルス列ＰＩにより
トランジスタ５がオンオフ制御され、第２のパルス列Ｐ
２によりトランジスタ６がオンオフ制御される。一方、
比較器１５は、絶対値アンプ１２の出力電圧１ｅ１；と
アナログ設定器１６の設定電圧Ｅを比較して゛電圧ｅの
絶対値１ｅｌが設定電圧Ｅ以上になったとき、すなわち
、制御対象が目標値から所定範囲遠去かったことを判別
してロック信号を発する。このとき、制御信号ＰＩ、Ｐ
２はロックされて時間的に変化せず、従ってトランジス
タ５と６はいずれかがオン、他方がオフの状態を維持す
る。比較器１７は、フィードバンク入力信号の電圧が正
であるが負であるかを判別し正のときは例えば出力がＨ
（高）レベルであって時計方向用点弧回路９が駆動され
、負のときは出力がＬ（低）レベルであって反時計方向
用点弧回路１０が駆動される。
図示せず）からフィードバンクされ、目標値との偏差が
検出されて入力端子ＩＮに導入される。図において可変
抵抗器１１は偏差検出器を模型的に表しており、偏差を
表す記号は＋５Ｖ〜−５Ｖの電圧に変換され人力される
。このフィードバンク入力信号は絶対値アンプ１２によ
り増幅されたのちＶ／Ｆコンバータ（電圧−周波数変換
器）１３により入力電圧に比例した周波数のパルス列に
変換される。制御部１４はＶ／Ｆコンバータ１３の出力
パルス信号によりその周波数と同一周波数の２相の制御
パルスＰＩ、Ｐ２を発生し、第１のパルス列ＰＩにより
トランジスタ５がオンオフ制御され、第２のパルス列Ｐ
２によりトランジスタ６がオンオフ制御される。一方、
比較器１５は、絶対値アンプ１２の出力電圧１ｅ１；と
アナログ設定器１６の設定電圧Ｅを比較して゛電圧ｅの
絶対値１ｅｌが設定電圧Ｅ以上になったとき、すなわち
、制御対象が目標値から所定範囲遠去かったことを判別
してロック信号を発する。このとき、制御信号ＰＩ、Ｐ
２はロックされて時間的に変化せず、従ってトランジス
タ５と６はいずれかがオン、他方がオフの状態を維持す
る。比較器１７は、フィードバンク入力信号の電圧が正
であるが負であるかを判別し正のときは例えば出力がＨ
（高）レベルであって時計方向用点弧回路９が駆動され
、負のときは出力がＬ（低）レベルであって反時計方向
用点弧回路１０が駆動される。
次に作用を説明する。フィードバンク入力信号が正電圧
であって、点弧回路９が駆動されると、双方向性サイリ
スタ７がオン、サイリスタ８がオフになり、モータＭは
時計方向に回転駆動される。
であって、点弧回路９が駆動されると、双方向性サイリ
スタ７がオン、サイリスタ８がオフになり、モータＭは
時計方向に回転駆動される。
反対に、制御対象の状態が変化してフィードハック信号
が負電圧になると、点弧回路１ｏが駆動され、サイリス
タ７がオフ、サイリスタ８がオンになり、モータＭは反
時計方向に回転駆動される。
が負電圧になると、点弧回路１ｏが駆動され、サイリス
タ７がオフ、サイリスタ８がオンになり、モータＭは反
時計方向に回転駆動される。
可変抵抗器１１が丁度中点にあるときは制御対象が目標
値と一致した状態である。制御対象の状態が目標値から
変位するとそれに比例して絶対値アンプ１２の出力電圧
が増大し、■／Ｆコンバータ１３の出力であるパルス周
波数が増大する。制御パルス信号Ｐｌ、Ｐ２の波形は、
互いに１８０の位相差をもつ方形波であって、同時にＨ
レベルは、交流スイッチ要素１と３がオンになり、その
とき他の一組の交流スイッチ要素２と４はオフになって
いる。次に、トランジスタ６がオンのときは、交流スイ
ッチ要素２と４がオンになり、そのとき他の一組の交流
スイッチ要素１と３はオフになっている。このようなオ
ンオフ動作により、モータＭには、トランジスタ５と６
のオンオフ動作により規定される交番電流が供給される
。従って、モータＭは、商用交流電源の周波数とは関係
なく、トランジスタ５．６のオンオフ動作の周波数によ
る回転磁界により回転する。
値と一致した状態である。制御対象の状態が目標値から
変位するとそれに比例して絶対値アンプ１２の出力電圧
が増大し、■／Ｆコンバータ１３の出力であるパルス周
波数が増大する。制御パルス信号Ｐｌ、Ｐ２の波形は、
互いに１８０の位相差をもつ方形波であって、同時にＨ
レベルは、交流スイッチ要素１と３がオンになり、その
とき他の一組の交流スイッチ要素２と４はオフになって
いる。次に、トランジスタ６がオンのときは、交流スイ
ッチ要素２と４がオンになり、そのとき他の一組の交流
スイッチ要素１と３はオフになっている。このようなオ
ンオフ動作により、モータＭには、トランジスタ５と６
のオンオフ動作により規定される交番電流が供給される
。従って、モータＭは、商用交流電源の周波数とは関係
なく、トランジスタ５．６のオンオフ動作の周波数によ
る回転磁界により回転する。
上述した変換された周波数によるモータの回転制御は、
フィードハック信号が目標値から所定範囲内にあるとき
に実行され、所定範囲をこえると、比較器１５によるロ
ック信号が制御部１４に入力され、トランジスタ５．６
のオンオフ動作がロックされる。このロック状態におい
て、交流スイッチ要素１と３、又は−２と４を通してモ
ータＭに端子Ｒ３の交流入力が直接印加され、モータＭ
は商用交流周波数Ｆ１により、定格における回転数で駆
動される。 フィードパ・ツク信号が目標値の所定範囲
内に近づくと制御部１４が有効に作動し、１コ標値へ近
づくほど減速する制御が行われる。すなわち、商用交流
周波数をＦｌ、制御パルス信号の周波数をｒとするとき
、電力出力幅１子からモータＭに印加される出力周波数
Ｆ２は、 Ｆ２−（’ Ｆ、 −−−−−−＋１４となる
。従って、Ｆ ＋ ＝ ６０ Ｈ２、ｔ ＝ ６０ Ｈ
ｚのときＦ２＝０となり、モータＭの回転が停止する。
フィードハック信号が目標値から所定範囲内にあるとき
に実行され、所定範囲をこえると、比較器１５によるロ
ック信号が制御部１４に入力され、トランジスタ５．６
のオンオフ動作がロックされる。このロック状態におい
て、交流スイッチ要素１と３、又は−２と４を通してモ
ータＭに端子Ｒ３の交流入力が直接印加され、モータＭ
は商用交流周波数Ｆ１により、定格における回転数で駆
動される。 フィードパ・ツク信号が目標値の所定範囲
内に近づくと制御部１４が有効に作動し、１コ標値へ近
づくほど減速する制御が行われる。すなわち、商用交流
周波数をＦｌ、制御パルス信号の周波数をｒとするとき
、電力出力幅１子からモータＭに印加される出力周波数
Ｆ２は、 Ｆ２−（’ Ｆ、 −−−−−−＋１４となる
。従って、Ｆ ＋ ＝ ６０ Ｈ２、ｔ ＝ ６０ Ｈ
ｚのときＦ２＝０となり、モータＭの回転が停止する。
このとき、フィードパ・ツク信号の電圧番よｅ−〇であ
る。ｅ≠０のときＦ２≠０となり、・モータＭば（１１
式で定まる周波数Ｆ２により回転駆動され、電圧Ｃの正
、負に応じて時計方向又は反時計゛方向に回転する。
る。ｅ≠０のときＦ２≠０となり、・モータＭば（１１
式で定まる周波数Ｆ２により回転駆動され、電圧Ｃの正
、負に応じて時計方向又は反時計゛方向に回転する。
第３図に、ｆ ＞Ｆｌのときに電力出力端子ＷＸに印加
される電圧波形を示し、第４図Ｇこ、［＜Ｆｌ・のとき
に電力出力端子Ｗｘに印加される電圧波Ｊ杉を示す。
される電圧波形を示し、第４図Ｇこ、［＜Ｆｌ・のとき
に電力出力端子Ｗｘに印加される電圧波Ｊ杉を示す。
本発明によれば、電源トランス又は整流回路を用いるこ
となく、商用交流電源を任意の交流電源に変換し、単相
交流モータを任意の回転数、任意の回転方向に回転駆動
することができる。また、フィードハック電圧と設定電
圧の差が所定値以上のとき制御部がロックされ、モータ
Ｍには商用交流電源が直接に印加される。更に、制御対
象が目標値を過ぎた状態にあるか目標値に達しない状態
にあるかが、過不足判別手段により判別され、これによ
りモータが正転又は逆転に制御されるから、操作部のオ
ーバーランにより制御対象が目標値を過ぎた場合にも、
自動的に戻り方向に駆動され、最終的に目標値又はその
近傍に制御対象の状態が落着く。
となく、商用交流電源を任意の交流電源に変換し、単相
交流モータを任意の回転数、任意の回転方向に回転駆動
することができる。また、フィードハック電圧と設定電
圧の差が所定値以上のとき制御部がロックされ、モータ
Ｍには商用交流電源が直接に印加される。更に、制御対
象が目標値を過ぎた状態にあるか目標値に達しない状態
にあるかが、過不足判別手段により判別され、これによ
りモータが正転又は逆転に制御されるから、操作部のオ
ーバーランにより制御対象が目標値を過ぎた場合にも、
自動的に戻り方向に駆動され、最終的に目標値又はその
近傍に制御対象の状態が落着く。
第１図は本発明実施例を示す回路図、第２図は第１図の
交流スイッチ要素１〜４の具体例を示す回路図、第３図
及び第４図は本発明実施例の作用説明図である。 Ｒ，Ｓ−１電力入力端子 Ｗ、Ｘ−−一電力出力端子 Ｍ−単相交流モータ １〜４−第１ないし第４の交流スイッチ要素１３−１’
／Ｆ変換手段 １４−制御部 ５−１−ランジスタ（第１の駆動手段）６、−１−ラン
ジスタ（第２の駆動手段）１５−ロック手段の比較器 １’ｌ−一過不足判別手段の比較器
交流スイッチ要素１〜４の具体例を示す回路図、第３図
及び第４図は本発明実施例の作用説明図である。 Ｒ，Ｓ−１電力入力端子 Ｗ、Ｘ−−一電力出力端子 Ｍ−単相交流モータ １〜４−第１ないし第４の交流スイッチ要素１３−１’
／Ｆ変換手段 １４−制御部 ５−１−ランジスタ（第１の駆動手段）６、−１−ラン
ジスタ（第２の駆動手段）１５−ロック手段の比較器 １’ｌ−一過不足判別手段の比較器
Claims (2)
- （１） 商用単相交流電源が接続される電力入力端子
と、電力出力端子に接続された単相交流モータと、上記
電力入力端子の一方と上記電力出力端子の一方の間に接
続された第１の交流スイッチ要素と、上記電力入力端子
の一方と上記電力出力＋５ｊ：、！子の他方の間に接続
された第２の交流スイッチ要素と、上記電力入力端子の
他方と上記電力出力端子の他方の間に接続された第３の
交流スイッチ要素と、上記電力入力端子の一方と上記電
力出力端子の他方の間に接続された第４の交流スイッチ
要素と、制御対象からのフィードバック信号を入力する
フィードバンク入力端子と、そのフィードバック信号の
電圧を周波数に変換するＶ／Ｆ変換手段と、そのＶ／Ｆ
変換手段の出力信号により２相の制御パルスを発生する
制御部と、その２相の制御パルスのうち第１のパルス列
により上記第１及び第３の交流スイッチ要素をオンオフ
制御する第１の駆動手段と、その２相の制御パルスのう
ち第２のパルス列により上記第２及び第４の交流スイッ
チ要素をオンオフ制御する第２の駆動手段と、上記フィ
ードハック電圧と所定の設定電圧を比較して両型圧の差
が所定値以上になったとき上記制御部の２相の制御パル
スの出力状態をロックするロック手段を有する単相交流
モータを用いたサーボ機構。 - （２）上記単相交流モータの回転方向切換え手段と、上
記フィードパンク信号と目標値の偏差の正負を゛判別す
る過不足判別手段を有する、特許請求の範囲第１項記載
の単相交流モータを用いたサーボ機構。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57218983A JPS59110398A (ja) | 1982-12-13 | 1982-12-13 | 単相交流モ−タを用いたサ−ボ機構 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57218983A JPS59110398A (ja) | 1982-12-13 | 1982-12-13 | 単相交流モ−タを用いたサ−ボ機構 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59110398A true JPS59110398A (ja) | 1984-06-26 |
Family
ID=16728424
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57218983A Pending JPS59110398A (ja) | 1982-12-13 | 1982-12-13 | 単相交流モ−タを用いたサ−ボ機構 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59110398A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2671129A1 (fr) * | 1990-12-28 | 1992-07-03 | Sompy | Dispositif de commande d'un moteur de store ou similaires a deux sens de rotation. |
| CN108730150A (zh) * | 2018-05-29 | 2018-11-02 | 浙江工业大学 | 工业计量泵电压补偿闭环v/f变频控制方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS52136317A (en) * | 1976-05-10 | 1977-11-15 | Hitachi Ltd | Operating system of induction motor |
-
1982
- 1982-12-13 JP JP57218983A patent/JPS59110398A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS52136317A (en) * | 1976-05-10 | 1977-11-15 | Hitachi Ltd | Operating system of induction motor |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2671129A1 (fr) * | 1990-12-28 | 1992-07-03 | Sompy | Dispositif de commande d'un moteur de store ou similaires a deux sens de rotation. |
| CN108730150A (zh) * | 2018-05-29 | 2018-11-02 | 浙江工业大学 | 工业计量泵电压补偿闭环v/f变频控制方法 |
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