JPS59153492A - 電力制御装置 - Google Patents

電力制御装置

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JPS59153492A
JPS59153492A JP58028231A JP2823183A JPS59153492A JP S59153492 A JPS59153492 A JP S59153492A JP 58028231 A JP58028231 A JP 58028231A JP 2823183 A JP2823183 A JP 2823183A JP S59153492 A JPS59153492 A JP S59153492A
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JP
Japan
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motor
induction
thyristor
voltage
electrostatic induction
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Pending
Application number
JP58028231A
Other languages
English (en)
Inventor
Yoshikatsu Tamaoki
玉置 義勝
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Semiconductor Research Foundation
Original Assignee
Semiconductor Research Foundation
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Publication date
Application filed by Semiconductor Research Foundation filed Critical Semiconductor Research Foundation
Priority to JP58028231A priority Critical patent/JPS59153492A/ja
Publication of JPS59153492A publication Critical patent/JPS59153492A/ja
Pending legal-status Critical Current

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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
    • H02P27/00Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage
    • H02P27/04Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage
    • H02P27/045Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage whereby the speed is regulated by measuring the motor speed and comparing it with a given physical value

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Control Of Ac Motors In General (AREA)
  • Dc-Dc Converters (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、静電誘導サイリスクを具備し、電動機の回転
速度を制御する電力制御装置に関する0 電動機は、大別すると誘導機、同期機に分けられ、更に
誘導機はかご形と巻線形に分けられる0 ここで、まず最初に誘導電動機及び同期電動機の速度制
御について説明する。
誘導電動機の速度nは u=n.(1−S)= − (1−S)  (r’ps
)で与えられる。ここで、S、ρはそれぞれ、電動機の
すへりと対極数、rは入力電源の周波数である。
誘導電動機の速度制御を電気的に行なうためには、周波
数fか,誘導電動機のトルクが駆動電源電圧のほぼ2乗
に比例して変化するので、駆動電圧を変化させるか、い
ずれかにょらなりればならない。
第1図は,従来の誘導電動機の速度制御を駆動電圧を変
化させて行う装置の一例である。
1は50H2もしくは60I(zの商用電源、2は誘導
電動機、3は回転速度を検知し、適当な電圧、電流など
の電気信号を発生させる装置、4は商用電源1の電圧を
変化させるtコめの逆並列接続された従来型の111 
p n構造のサイリスタ、5は従来型の→ノイリスタ4
の流通内を制御する?コめの位相制御回路であって、所
要の位相信号を従来型のサイリスタ4に加えるためのも
のである。
誘導電動機2は、商用電源1の電圧変化に応じ、その回
転速度を変化する。
次に、同期電動機の速度制御について説明するO 同期電動機の速度Nは、 N = 12Of / p   (rpm :1で与え
られる。ここで、fは入力電源の周波数、Pは極数であ
る。
同期電動機を電気的に制御するためには、電源周波数を
変化させることが必要である。同期電動機の速度制御は
、上述の誘導電動機の回転速度を変化させるのと同じよ
うに、従来型のpnpnサイリスタ等によってインバー
タを構成することによって行われている。
誘導電動機の回転速度n、及び同期電動機の回転速度N
を制御するために、−次電圧の可変、あるいは電源周波
数を可変にするだめの制御用半導体素子として、従来は
11 II J目lサイリスク、あるいはゲート・オフ
−サイリスタ(GTO)が用いられている。
しかし、従来のpnpn型サイリスクは、スイッチング
速度が遅く、高々11<Hz程度までしか動作しないと
いう欠点を有している。
又、GTOはター2117時に非常に破損し易い致命的
な欠点を有し、更に複雑な制御装置、保護回路等が必要
である為%装置が複雑で大型化し、経済的でなく故障も
起こり易く、効率が悪いことに併せ、10kHz〜数1
0kHz程度までのスイッチングスピードしか得られな
い等の欠点をも有している。
即ち、従来の11 n p 11サイリスタ及びGTO
は、数多くの欠点を有している為、従来の電動機におけ
る回転速度制御は、効率よく行えずにいる。
本発明は、叙上の従来の欠点を除去するものであり、そ
の目的は速い時間でスイッチングを行ない、かつ電力損
失の少ない静電誘導サイリスタを少くとも有する電力制
御装置を提供することにある。
本発明の他の目的は、電動機の回転速度を正確、かつ迅
速に、しかも簡単に制御する電力制御装置を提供するこ
とにある。
本発明の更に他の目的は、小型、軽量のm力制御装置を
提供することにある。
本発明の電力制御装置は、誘導電動機もしくは同期電動
機の前に少くとも、静電誘導サイリスクから成るか、も
しくは静電誘導サイリスタを一部に有する周波数変換器
を具備して構成される。
そこて、まず静電誘導サイリスクについて説明する。
静電誘導サイリスタは、西澤潤−博士発明に係り、本願
出願人が既に特公昭57−9226号(特願昭48−5
6002号)「サイリスタ」その他により出願してあり
、デー1〜電圧を零ポル]・にするか、順方向にIV前
後の順方向電圧を加えるだけでターン・オンし、また逆
方向のゲート・カソード間電圧によって順明止状態にで
きる利点を有している。更に、静電誘導サイリスクを本
発明の電力制御装置の周波数変換部。
又はこの周波数変換部を電動機と一体にして具備させれ
ば、応答速度が速く、電子的制御もがけ易く、しかも素
子内部での発熱は無く、きわめて効率よく電動機の機械
的回転速度を制御できる。
第2図は、静電誘導→ノイリスタの記号を示す図である
図に示す通り、アノード、ゲー1−、カノードの各端子
を有している。
静電誘導サイリスクは、ノーマリ・オン型、ノーマリ・
オフ型、アノード側ヲショー1’ 1111 aとした
逆導通型等があり、本発明には各種の静電誘導サイリス
タが用いられる。
順方向阻止耐圧及び逆方向阻止耐圧は、4000 V以
上のものが使用できる。たとえば、100■、20o 
V 、 400 V ノffl導!動機ニハ、耐圧がそ
れぞn aoo v、600 V、 1600 V (
7)静電誘導サイリスタが適している。ターンφオン、
ターン・オフ時間は、容易に数μ式以下のもの、ないし
は1μSeC以下のものが利用できるので、低周波数の
交流より数100  kHz程度までの静m誘導サイリ
スクを少くとも有する周波数変換器は、簡単に製作でき
る。又、静電誘導サイリスクを少くとも有する周波数変
換器により、従来のp n p 11サイリスク、GT
Oサイリスタではできない高周波数により、誘導電動機
、同期電動機の制御を行うことができる。
第3図は1本発明の一実施例である。
図中、11は単相交流電源、12は整流器、13は静電
誘導サイリスタを少くとも有する周波数変換器、14は
単相の誘導電動機あるいは同期電動機、15は周波数変
換器13の駆動回路、16は速度検出器、17は速度に
比例した電気信号伝達系、18は静電誘導サイリスタの
ゲート駆動パルスを与えるトリ力線路である。
動作は、交流電源11が整流器12により直流に変換さ
れ、更に周波数変換器13により可変の交流周波数出力
を電動機14に供給し、速度制御を行なう。
なお、交流電源11と駆動回路15との間に、位相を同
期させる系を設ければ、交流電源11と電動機14との
同期をより確実にでき、電動機14の起動、停止を滑ら
かに行なうことができる。
第4図は、本発明の他の実施例で、誘導電動機に供給す
る電圧及び周波数を可変にすることにより、精密な速度
制御を行うことができる例である。
図中、20はpnpnサイリスクによる電圧可変型の整
流器、21は基準発振器で電源位相を示す信号19及び
速度に対応した電気信号17を検知して電圧と周波数を
制御する制御部22へ信号26を供給するもの、23は
少くとも静電誘導サイリスタを有する8波数変換器13
からの出力を検知する信号線25を介し、整流器20を
制御する装置、24は静電誘導サイリスクを制御する駆
動回路15へ位相信号を供給する信号線である。
誘導電動機は、周波数、駆動電圧が変化することにより
、精密に速度制御させる。
なお、以上の実施例は単相電動機を例にとって説明した
が、三相の誘導電動機、同期電動機であっても構わない
第5図は、本発明の更に他の実施例で、誘導m動機の回
転速度制御を説明するための図である0 図中、30は三相の交流電源、32は少くとも静電誘導
サイリスクを有する周波数変換器13の駆動回路、33
は整流器20を制御する装置である他゛・よ、第4図の
実施例と基本的には同一構成になっており、動作の説明
は第3図と同様であるので説明は省略する。
誘導電動機、同期電動機は、負荷として電力を消費する
だけでなく、逆に発電機として電源側に電力を供給でき
るので、この電力を交流電源に戻せば、無駄な電力を節
約でき、さらに電源効率が良くなる。
第6図は、電力回生用インバータを付加した誘導電動機
及び同期電動機の回転速度制御回路の実施例である。
この実施例のものは、第3図で説明した実施例のものに
電力回生用インバータ40を付加したものである。
41は静電誘導サイリスタによるスイッチングインバー
タ、42はインバータ41の駆動回路、43はインバー
タ41の静電誘導サイリスタのケートトリ力信号、44
は交流電源11からの位相信号伝送系、45は回生電力
を交流m源11へ送る出力である。
このように構成することにより、回生時に異常な電圧が
静電誘導サイリスクによるインバー夕に加わることがな
くなり、障害がなくなるばかりでなく、おおよそ10〜
20%もの電力損失を防く乙とができる。
なお、電力回生用のインバータ40は、本発明の他の実
施例にも適用できることはいうまでもない。
以上の実施例に示される本発明の装置は、誘導電動機も
しくは同期電動機と、静電誘導サイリスタを一体として
組み込むこともでき、一体化すれば当然のことながら小
型、・軽量化、設置スペースが有効に使える等の新たな
利点を生しる。又、たとえば1kW程度の小さな誘導電
動機、同期電動機と静電誘導サイリスクを一体化して所
要の他の装置に組み込むこともできる。
以上いくつかの実施例により本発明の電力制御装置につ
いて説明したが、本発明は以上の実施例に限られるもの
でなく、静電誘導サイリスクを少くとも具備して構成さ
れるものであれば(可でも構わない。
静電誘導サイリスクを少くとも具備して構成されること
により、次に述へるような数多くの利点を有しており、
工業的価値の極めて高いものである。
(1)  従来のサイリスタを用いたものよりも非常へ に高速のスイッチングが行える。
(2)  はぼ100 kHz −MHz帯を上端る程
度の周波数領域まで、大電力の高周波変換により誘導電
動機及び同期電動機の回転速度を非常に精密に制御でき
る。
(3)  変換効率か90%以上にでき、省エネルギー
化ができる。
(4)  安定性、信頼性が高く、素子の破壊がない。
(5)  スイッチングの際、ターンeオン時とターン
・オフ時のみわ」゛かのパルス電圧電流を流せばよいの
でスイッチングに要する電力が少なくて済む。
(6)  ターンやオフが容易にできるので使用部品が
少なく、かつ小型のものでよく、全体としてコンパクト
になり、設置スペースがわずかですむ。
【図面の簡単な説明】 第1図は従来の誘導電動機の速度制御を駆動電圧を変化
させて行う装置の一例、第2図は。 静電誘導サイリスクの記号を示す図、第3図は本発明の
一実施例、第4図は本発明の他の実施例、第5図は本発
明の更に他の実施例で誘導電動機の回転速度制御を説明
するための図、第6図は電力回生用インバータを付加し
た誘導電動機及び同期電動機の回転速度制御回路の実施
例である。 特許出願人

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)  誘導電動機もしくは同期電動機の前に少くと
    も、静電誘導サイリスタから成る、もしくは静電誘導サ
    イリスタを一部に有する周波数変換器を具備し、前記誘
    導電動機もしくは同期電動機の機械的回転速度を制御す
    ることを特徴とする電力制御装置。
  2. (2)  誘導電動機もしくは同期電動機と、静電誘導
    サイリスクから成る、もしくは静電誘導サイリスクを一
    部に有する周波数変換器を一体として具備し、前記誘導
    電動機もしくは同期電動機の機械的回転速度を制御する
    ことを特徴とする電力制御装置。
  3. (3)  前記静電誘導サイリスタが、特に高周波を発
    生させるものであることを特徴とする特許制御装置。
JP58028231A 1983-02-22 1983-02-22 電力制御装置 Pending JPS59153492A (ja)

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JP58028231A JPS59153492A (ja) 1983-02-22 1983-02-22 電力制御装置

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JP58028231A JPS59153492A (ja) 1983-02-22 1983-02-22 電力制御装置

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JPS59153492A true JPS59153492A (ja) 1984-09-01

Family

ID=12242818

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JP58028231A Pending JPS59153492A (ja) 1983-02-22 1983-02-22 電力制御装置

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6237084A (ja) * 1985-08-09 1987-02-18 Semiconductor Res Found 静電誘導サイリスタ直流電動機

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS579226A (en) * 1980-06-19 1982-01-18 Ricoh Kk Safety device for capacitor

Patent Citations (1)

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