JPS5944879B2 - 無整流子電動機の低高速検出回路 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は複数個のサイリスタにより構成される電力変換
器と、同期電動機と、該同期電動機の回転子位置検出器
とで構成される無整流子電動機の制御装置における低高
速検出回路に関する。

周知の如く無整流子電動機（以下電動機と称する）にお
いては、電動機側制御進み角（以下γ角と称する）を、
低速領域ではトルク増大をはかるためにほぼ零度とし、
ある程度電動機回転数のあがつた高速領域では電力変換
器内サイリスタの転流余裕の確保のために所定の値まで
進ましむる必要がある。このようなγ角切換動作のため
に低高速検出回路が用いられており以下図により詳述す
る。第１図は無整流子電動機に使用されている従来の低
高速検出回路構成の一例を示す図で、図中１は電動機回
転子の位置検出のための分配器、２は分配器１の出力信
号の波形整形及び適当な周波数逓倍を行う信号処理回路
、３は信号処理回路２の出力パルスを一定幅パルスに変
換するモノマルチ回路、４はモノマルチ回路３の出力パ
ルスをアナログ信号に変換するローパスフィルタ回路、
５はローパスフィルタ回路４のアナログ出力信号を判別
して高速出力端子６または低速出力端子Ｔに出力を与え
るシユミツト回路を示す。

高速出力端子６は高速領域では「Ｏ」出力信号を、低速
領域では「１」出力信号を出力する。低出力端子７は低
速領域「Ｏ」出力信号を、高速領域では「１」出力信号
を出力としている。第１図に示すような低高速検出回路
においては、電動機（図示せず）の回転数に応じて分配
器１の出力周波数（換言すれば信号処理回路２の出力周
波数）が変化するわけであるが、モノマルチ回路３にて
パルス幅一定としているためにそのモノマルチ回路３の
平均電圧が周波数に対応して変化する結果となり、これ
をローパスフィルタ回路４にて平滑な電圧とした後、シ
ユミツト回路５によつて電圧判別を行うわけである。し
かしながら第１図に示すような低高速検出回路では、適
応性の制約からローパスフィルタ４の遮断周波数をむや
みに下げることができず、電動機の回転数が低い領域で
は必然的にローパスフィルタ４の共力にはリップル成分
が多くなり、シユミツト回路５の安定な動作が望めなく
なるため該動作レベルをあまり低いレベルに設定するこ
とができずに低高速検出レベルを必要以上に高くせざる
を得ないという欠点があつた。本発明は上述したような
欠点を除去したもので、検出動作が速く安定な低高速検
出回路を提供するものである。

以下本発明を実施例図面にもとづいて説明する。第２図
は本発明による低高速検出回路構成の一実施例を示した
ものである。

第２図において第１図と同一の符号は同一のものを示し
、８は入力パルスの立上り時には一定時間経過後出力を
発生し、入力パルスの立下り時には該出力パルスは入力
パルスに同期する特性を有する遅延投入回路である。９
は同様に遅延投入回路８の出力の立上り時のみわずかに
時間遅れを有する遅延投入回路で、１０はインバータゲ
ート、１１はオアゲート、１２はＤタイプフリツプフロ
ツプ回路を示す。

Ｄタイプフリツプフロツプ回路１２は遅延投入回路８の
出力をＤ入力端子に、オアゲート１１の出力をクロツク
入力端子ＣＫに接続され、クロツクの状態が変化する瞬
間にＤ入力端子のデータが出力に伝達される特性を有す
る。次に本発明の低高速検出回路を第３図の動作説明図
を用いながら説明する。

第３図は第２図検出回路の動作説明図で、第３図イは遅
延投入回路８の入力、第３図口は遅延投入回路８の出力
、第３図ハは遅延投入回路９の出力、第３図二はインバ
ータゲート１０の出力、第３図ホはオアゲート１１の出
力、第３図へはＤタイプフリツプフロツプ回路１２の低
速出力端子７の出力をそれぞれ示している。遅延投入回
路８は第３図イに示す入力パルスの立上り時、Ｔ１なる
一定時間後に出力を発生し、入力パルスの立下時には、
これに同期する特性を有し、第３図口に示す如く動作す
る。遅延投入回路８の出力はＤタイプフリツプフロツプ
回路１２のＤ入力端子に接続されている。遅延投入回路
９は、遅延投入回路８の出力の立上り時のみわずかに時
間遅れＴ，を持つており第３図ハに示す如く動作する。
オアゲート１１は遅延投入回路９の出力と、入力パルス
の反転（インバータ１０）出力との論理和をとるから該
出力は第３図ホに示す如くなり、これがＤタイプフリツ
プフロツプ回路１２のクロツク入力端子ＣＫに接続され
ている。第３図に示す如く、入力パルスが遅延投入回路
８の遅延時間Ｔ１より長い時（周波数が低い場合）は、
遅延投入回路８の出力が発生するため、Ｄタイプフリツ
プフロツプ回路１２のクロツク入力端子ＣＫの立上り時
にはＤ入力端子は「１］の状態であり、低速出力端子７
は「０」である。

入力パルスの周波数が高くなつてＴ１より周期が短くな
つた時は、Ｄタイプフリツプフロツプ回路１２のクロツ
ク入力端子ＣＫの立上り時には遅延投入回路８の出力は
発生せず、Ｄ入力端子は「０」状態となり、この時低速
出力端子７は「１］に変化する。以上が本発明による入
力パルスの周波数検出方式の動作原理であり、クロツク
パルス毎のＤ入力端子の状態が検出動作の条件となつて
いる。ここで遅延投入回路８の遅延時間Ｔ１を、検出し
たい入力周波数（電動機の回転数）のパルス幅に選定し
ておけば、入力パルスが検出周波数を越えた時には遅延
投入回路８の出力は発生せず、第３図中４点で入力パル
スからのクロツクによつてＤタイプフリツプフロツプ回
路１２の出力は反転し、高速領域の検出動作を行うわけ
である。このように本発明による回路はデジタル的に動
作するため、従来の如く低速領域でのリツプルに左右さ
れることなく超低速まで任意に設定が可能であり、動作
も非常に安定している。本発明の大きな特徴の一つは遅
延投入回路９を具備し、該遅延投入回路出力と入力パル
スとの論理和をクロツク入力としたことであり、この効
果につき説明する。

遅延投入回路９がない場合は、高速領域から低速領域へ
の検出時に電動機が急減速すると、遅延投入回路８が正
規に動作してＤ入力端子の状態は定まつてもクロツクパ
ルスが入力されないため、第３図中０点でしか低速領域
の検出ができず、検出動作が遅くなるという不具合が生
じる。この検出遅れを改善するために遅延投入回路９が
付加されており、遅延投入回路８の動作後、遅延投入回
路９によりクロツクパルスを発生させるので第３図中８
点で低速領域の検出が可能になり、電動機の減速時間が
短かければ短かいほど検出遅れが改善されることになる
。蛇足ながら遅延投入回路９を付加したことで、低速領
域から高速領域への検出時には図示した如く何ら悪影響
を及ぼすことはない。そして本発明のもう一つの大きな
特徴は、従来回路と異なつて低速領域から高速領域への
検出動作が第３図の如く分配器信号の立下りに同期して
いることであり、これは換言すれば電力変換器内サイリ
スタの転流のタイミングに同期していることであり、本
手段を用いれば種々の応用面において確実なタイミング
を容易にとることが可能となる。

なお、第２図に示した実施例においては、Ｄタイプフリ
ツプフロツプの一つの動作例を想定した説明上、インバ
ータゲート１０を設けているが、本発明の動作原理から
明らかな如く要旨を逸脱しない範囲での回路構成技術に
よる省略は可能である。

以上述べた如く本発明によれば、検出動作の速い安定し
た低高速検出回路を得ることができ実用上大いに有用で
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の低高速検出回路構成の一例を示すプロツ
ク回路図、第２図は本発明の一実施例を示すプロツク回
路図、第３図は第２図回路の動作説明図である。 １・・・・・・分配器、２・・・・・・信号処理回路、
６・・・・・・高速出力端子、７・・・・・・低速出力
端子、８，９・・・・・・遅延投入回路、１０・・・・
・・インバータゲート、１１・・・・・・オアゲート、
１２・・・・・・Ｄタイプフリツプフロツプ回路、Ｄ・
・・・・・Ｄ入力端子、ＣＫ・・・・・・クロツク入力
端子。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 複数個のサイリスタにより構成される電力変換器と
   、同期電動機と該同期電動機の回転子位置検出器とで構
   成される無整流子電動機の制御装置において、Ｄタイプ
   フリップフロップ回路と、回転子位置検出器出力にて動
   作する第１の遅延投入回路とを有し、該第１の遅延投入
   回路出力を前記Ｄタイプフリップフロップ回路のＤ入力
   端子に接続し、かつ前記第１の遅延投入回路出力にて動
   作する第２の遅延投入回路を設け、該第２の遅延投入回
   路出力と前記回転子位置検出器出力との論理和を前記Ｄ
   タイプフリップフロップ回路のクロック入力端子に接続
   したことを特徴とする低高速検出回路。