JPS59501143A - 力率を感知する電動機制御装置 - Google Patents

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】 力率を感知する電動機制御装置 技術分野 この発明は電動機制御器、詳しくは改良された位相−電圧変換器を有し、力率を 感知する電動機制御装置に関する。

交流電動機制御装置は、電動機に直列接続されたゲート制御半導体スイッチのオ ン時間を位相制御する事によシ、力率を制御する。その回路は、印加電圧とそれ よシ遅れる電流との間の位相角を監視し、スイッチのゲート信号のタイミングを 調整して、所望の結果を達成する。このような形の制御器の一つは、ランプ及び ベデヌタル形として知られている。この制御器は、電動機の、電圧対電流の位相 角の関数であるペデスタルを発生し、それをランプと比較し、電動機と直列に接 続されたスイッチのトリガ点即ちそのオン時間を決定する。これらの回路は、と のトリガ点を制御することにより、電動機の、成る固定された所望の、即ち、予 め設定された、位相角を維持するよう設計されている。

ランプ、ベデスタ／ｌ／回路の作用を第１図のグラフを用いて説明する。このペ デスタルは、位相角によシ決定される一つの電圧であり、ランプがこのペデスタ ルの電圧を交差するとき、直列接続された制御スイッチは、比較器により、トリ ガ点θｔにおいてトリガされる。このことは、第１図（Ｃ）のグラフで示される 。第１図（Ａ）に示す電動機電流は、第１図（Ｅ）に示す線電圧より遅れており 、同電圧がゼロ線交差後、００秒の時点に、ゼロとなる。このθＣの値はベデヌ タル電圧を決定するために用いられる。この中央の電流波形に示すように、もし 、θＣが増加すると、このペデスタル電圧が増加する。すると、ランプとベデヌ タ）ｖ電圧が交差するトリガ点θＬが増加する。それによシミ流がさらに遅れて 始まれば、電動機を通る電流の最大値は減少し、またそれによシθＣを減少させ 所定の値まで戻らせ電流がゼロを交差する時点が早められる。従って、ゼロを交 差する点は、各サイクルにおいて所定時点に即ち、所定のθＣに、現われるよう になる。

注目すべきことは、θｔが大きくなれば、電動機のオン時間はそれだけ小さくな り、従って、電動機端子に印加される電圧もそれだけ小さくなるということであ る。このようにθＣ増加の結果としてＯｌが増加し、これが電流のスタートをお くらせ、その結果、θＣが小さくなる。さて、もし電動機の負荷が減少して電動 機が誘導性を増すようになると、この誘導性による電流の位相・遅れはθＣを増 加させ、電流のピークが遅れるようになる。第１図のグラフによると、θＣの増 加によシミ動機の電圧が減少させられると、θＣが電流ゼロを交差する点が左方 に動き、一方電動機負荷の減少によシθＣは右に動く。従って、負荷減少と同時 に、この電圧が減少すると、電流のゼロ交差点は、各半サイクルでほぼ同一点と なる。従って、電動機に印加される電圧は、θＣが各半すイクμの間一定の点に 保持される如く、調節され、自動的に、重負荷の電動機に対しては、全電圧を印 加し、また軽負荷の′電動機に対しては電圧を減少させる。このことにより更に 高効率の運転が可能となる。

７ランク・Ｊ　−／う（Ｆｒａｎｋ　Ｊ、Ｎｏ１ａ　）氏は、軽負荷の電動機に かける電圧は、更にもつと減少できるという認識の元に、米国国家航空宇宙局技 術報告書（ＮＡＳＡ　’ＴｅｃｈＢｒｉｅｆｓ　）、１９８０年夏、Ｍｏ１．５ 　、Ａ　２、ｕＦｓ　＝　２５８２３所載の〃改良された力率制御装置（工ｍｐ ｒｏｖｅｄ　Ｐｏｗｅｒ−Ｆａｃｔ’ｏｒ　Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ　）　、にお いて、ゲート信号の少量の正帰還を、ベデヌタμ成形回路に加えることにより、 電動機が負荷を外された際負荷特性を犠牲にすることなくスイッチのオン時間を 更に低減させることにつき述べている。

このノフ氏の回路は、先行技術に対する改良ではあるが、演算増幅器と、その他 側々の独立部品を用いて構成されている。ノラ氏の独特の回路や同氏が計画して いるものは、力率を改善するものではあるが、単一の集積回路を用いて再生産で きるものではない。位相−電圧変換器は八３、Ａ４、Ａ５の３つの演算増幅器及 びコンデンサＣ１を有する低域通過沖波器を含んでいる。ノラ氏は寸法やスペー ス的な制限を考慮していないので、同氏の回路は、アナログ回路に使用する直流 信号を具備するだめの、交流信号整流・蓄電装置を含んでいる。

先行技術の位相−電圧変換器や電動機制御装置は、寸法やスペースが要件でなか ったため、半導体集積回路的環境に合うよう設計されてきていない。電動機その 他の装置用には欠くべからざる半導体集積回路制御装置が使用されるに伴い、半 導体集積回路の位相−電圧変換器に対する要求は大きい。先行技術の制御系の大 きな欠点の一つは、コンデンサを充電するための直流電圧電源が必要とされるこ とである。従って、制御系で間に合う交流電圧を使用できるような半導体集積回 路の位相−電圧変換器に対する要求が本発明の目的は半導体集積回路の位相−電 圧変換器を提供することである。

本発明の他の目的は、交流電圧によシ作動する位相−電圧変換器を提供すること である。

本発明の更に他の目的は、直流電圧電源とは無関係に作本発明の更に他の目的は 、正負両出力信号を供給する単一外部コンデンサを有する、半導体集積回路の位 相−電圧変換器を提供することである。

本発明の更に他の目的は、負荷降圧及び負の電圧のピーク値時点の、電圧のゼロ 交差時点からの隔たシが等しいような、半導体集積回路の位相−電圧変換器を提 供することである。

本発明の更に他の目的は、トライアックのトリガ点を制御し、負荷に直接関係し て変化するような電動機位相角を生成する半導体集積回路の電動機制御装置を提 供することである。

本発明の、上記その他の目的は、交流電圧電源から交番的に得られる正電圧及び 負電圧の両手段によシ、単一のコンデンサを交番的に充電することにより達成さ れる。第１のスイッチは、正の電圧に応答して、コンデンサの負の側を基準端子 に接続し、第２のスイッチは、負の電圧に応答して、コンデンサの正の端子を基 準電位に接続する。これらのスイッチは、コンデンサのこの対応する側が基準電 位に設定されるようにし、一方、他の端子が、電源の適当な電圧により充電され るようにする。終結スイッチの各々は、コンデンサの一方の端子及び基準電位と 、並列に接続されるが、これらのスイッチは、負荷を通る電流の逆転に対応して コンデンサの充電を終結させるものであシ、その結果、コンデンサの端子間電圧 の増加率が、負荷を通る交流と、回路に給電する交流電圧電源の位相の間の位相 差を表わすようになる。電流源は、正負のコンデンサ端子と正負のライン間に接 続され、正及び負の電圧信号に応答して、この正負の端子を充電する。ラインに おける正及び負の電圧に応答する、電流シンク（ｃｕｒｒｅｎｔ　５ｉｎｋ　） は、コンデンサと基準電位の間に、並列に備えられるが、これらのシンクは、コ ンデンサに蓄積さ扛る電荷の量を制限するだめのものである。終結スイッチは、 一旦活性化されると、電源電圧が極性を逆転させるまでは、オンの状態にラッチ されコンデンサに蓄積される電荷は、ペデスタル−ランプ比較器で使用されるペ デスタルを表わすものである。コンデンサに印加される電荷は、位相角θＣの関 数であシ、この電荷を制限する電流シンクは、所望位相角になるよう制御しよう とする電動機のその所望位相角を表わす。第３の電流シンク、即ち、放電手段が 具備されるが、これは、電動機制御用スイッチのオン時間、またはそのθｔの関 数として、コンデンサを放電するためのものである。この追加の電流シンクは、 交流電源の各半サイクルの間において、電動機制御が、固定された位相角で動作 することを防止し、位相角を、′ボ動機負荷の関数として変化させる。

以下図面に基づいて詳記する。

図面の簡単な説明 第１図（Ａ）は電動機電流のグラフ、同図（Ｂ）は、電動機端子間電圧のグラフ 、同図（Ｃ）はランプ及びベデヌ機制御回路の概略図、 第３図は、電動機位相角θＣ対トリガ点θｔのグラフ、第４図は、本発明の原理 を組み入れた、位相−電圧変換器及び比較器の概略図−１ 第５図は、第４図の終止スイッチの概略図である。

発明を実施するだめの最良の態様 交流電動機の制御回路を第２図に示す。図中、電動機１０は、交流型ａ、１２及 びトライアック１４に直列に接続されている。抵抗１６とコンデンサ］８は直列 に組み合わされ、トライアック１４と並列に接続されている。トライアックの点 弧回路２０は、トライアック１４のゲートに接続され、電動機のコイル１ｏの通 電々流を制御し且っ゛開成動機へ印加される電圧のＲＭ　Ｓ値を制御するよう、 トライブックを点弧する。点弧回路２０は、正のランプ発生器１５と、正の比較 器１７と、負のランプ発生器］９と、負の比較器２１を有する。正及び負の位相 −電圧変換器２２及び２８は、それぞれコンデンサ２５の正及び負の端子に接続 されている。正及び負の比較器１７及び１９は、コンデンサ２５の電圧を、正及 び負のランプ発生器１５及び１９からの電圧と、入力または電源′ｄ圧それぞれ の半サイクルの間において、比較する。正及び負の位相−電圧変換器２２及び２ ３は、正及び負の比較器１７及び２１から点弧信号を受け、また点Ｃからは電動 機電流を受け、コンデンサ２５への充電を決定する。位相−電圧変換器２２及び ２３、及びランプ発生器１５及び１７は、ダイオード２４及び２６により、交流 電源］２に接続される。これらのダイオードは、位相−電圧変換器２２及び２３ に対し半波整流を行なう。アース２８は、位相−電圧変換器２２及び２３に対し ても接続されるよう示しである。

周知の通シ、点弧回路２０は、トライアック１４をゲート制御してオンにする。

電動機１．０は、大きな誘導負荷であるため、その回路を通る電流は電圧より位 相が遅れる。

電動機を通る電流がゼロを通過する０、０点では、トライアック１４がオフとな る。電動機端子間の、非ゼロ電圧は、コンデンサ１８端子間に与えられる。トラ イアック１４は両方向に導通可能なだめ、回路は、両方の半波サイクルの間、ト ライアックを作動させて電動機１０に電流を通す、従って、コンデンサ端子間電 圧は逆転する。

第４図の詳細図面において、更に充分に説明さｎるが、位相−電圧変換器２２及 び２３は、ダイオード２４及び２６を経て負荷に印加される交流電圧を監視し、 比較器１７及び２１からのトリガ点θｔを監視し、点Ｃの電圧を監視すること（ 、よシミ動機を通る電流が逆転する００点を決定す、ｆ器２２及び２３のだめの 充電々流は、電動機１０を駆動するのに使用される交流電源１２から出ている。

直流電源は必要とされない。このため位相−電圧変換器２２を、点弧回路２０や ダイオード２４．２６と共に半導体集積回路片上に形成させることができる。

第４図に”示す位相−電圧変換器及び比較器の回路を詳細に説明する前に、トラ イアックのトリガ点θｔに対する電流ゼロ交差θＣの変化を描いた第３図のグラ フによシ、動作原理を説明する。電動機端子に全電圧を印加するとき、θ′６と θｔの両点は等しく、同グラフ上、線ＡＣで現わされる。電動機の動作点は、電 動機の負荷変化に応じ・、ＡＣ線上を上下に動く。与えられたθｔの値に対して 、電動機の負荷を増加させることができるが、この間はθＣを減少させることと なシ、最終電動機は停動する。これらの値は、線ＤＢで現わされる。与えられた 負荷に対し、点弧点θｔを増加させることができるが、これに伴ないθＣは減少 し、最終電動機は停動する。このことを描くと、線ＡＣと線ＤＢの藺の曲線群と なるが、第３図では同曲線群のうち、無負荷、半負荷、全負荷に対する曲線が示 しである。旧来の制御装置、即ちθＣが一定に保持されるような走力串形の制御 器は、線ＡＥで表わされる水平線の特性を有する。

点Ｂは、電動機の動きをできるだけ抑止した状態であるが、このような状態は、 制御器が、θｔと共にθＣが変化することを許すような特性を持たぬ限り、実現 できないことは、明らかである。本発明の電動機制御器は、θＣを一定に保持せ ず、その代わ）、θＣが変化できるようにし、抑止されるようにする。第３図の コントローラ・ラインはこれを表わしている。コントローラ・ラインのθＣは負 荷の変化に直接関連し、或はそれに比例して変化し、負荷変化と逆行しない、そ して、このことが誘導性負荷の自然的な特性である。

位相−電圧変換器２２及び２３、及び比較器１７及び２１は、第４において詳し く説明されているが、これらは、半波整流器２４の出力を表わす正のレール３ｏ と、負の半波整流器２６の出力を表わす負のレー）ｖ３２を含んでいる。

アー７２８も示されている。コンデンサ２５の正の端子Ｆは、電流源３４及びダ イオード４８にょシ、正のレーｌ　８０に接続され、コンデンサ２５の負の端子 Ｇは、電流源３６トタイオード５２によシ、負のレール３２に接続されている。

電流源３４とダイオード４８の陽極との接合点は文字りで表わしてあシ、電流源 ３６とダイオード５２の陰極との接合点は、文字Ｅで表わしである。

スイッチ３８はコンデンサ２５の正の端子Ｆをアーヌ即ち、基準電位２８につな ぎ、負のレー）ｖ３２に応答する。

スイッチ３８としては、エミッターがＦ点に結ばれ、コレクタが、基準電位２８ に結ばれ、ベースが電流源４０により負のレール３２に結ばれたＰＮ、Ｐ）ラン ジヌタを使用することができる。回路の動作のところで更に明瞭に説明する如く 、スイッチ３８は、負のレール３２の電圧が高になった場合には、コンデンサ２ ５の正の端子Ｆを強制的にアーヌ″Ｍ位２８に々るようにする。スイッチ４２は 正のレー／Ｌ’８０に応答し、コンデンサの負の端子Ｇをアース電位２８に接続 する。即ち、正のレール′３０の電圧が高になった場合、この負の端子にアース 電位をとらせる。このスイッチ４２としては、エミツ′りがＧ点に結ばれ、コレ クタがアース電位２８に結ばれ、まだベースが、電流源４４によシ正のレー／Ｌ ／　８０に結ばれたＮＰＮ　）ランジスタを使用するととができる。

第１の終結スイッチ４６は、Ｄ点をアース電位２８に接続するものであり、電動 機電流が、負電流からゼロ電流に逆転、即ち、ゼロ交差するに応じ、コンデンサ の正の端子′の充電を終結させる。このゼロ交差は、ゼロ交差の際小さな負の値 から大きな正の値に変化するＣ点電、圧を感知することによシ検出される。スイ ッチ４６は、第５図に示す如く、Ｄ侭とアース２８の間に接続された、ＮＰＮ　 ）ランジスタロ０と、ＰＮＰ　）ランジスタロ２と、抵抗６４及び６６を有し、 その制御端子Ｈは、ダイオード６８と抵抗７０を経由して、第２図のイ動機駆動 回路の０点に接続されている。トランジスタ６０及び６２は、ＳＣＲ同等に作動 する如く接続される、そしてこの場合の、ＳＣＲとしての作動は、負の半サイク ル開始時ＳＣＲを通る電流がゼロになると、終結スイッチ４６がラッチされリセ ットされるということである。

第２の終結スイッチ５０はＥ点をアース電位２８に接続するもので、負の電源に 対して第５図と同様の構成を有する。スイッチ５０の制御端子Ｊは抵抗７０およ びダイオード８０を通じて、第２図の覗動機駆動回路の０点に接続されている。

電動機を通る電流が、一旦、負の値からゼロへと逆転即ち、ゼロ交差をし、従っ て、０点の電圧が小さな正の値から大きな負の値に変化すれば、スイッチ５０は 、オンとなり、コンデンサ２５の負の端子の電荷を終結させ正の電流シンク５４ は、Ｆ点に接続さゎておシ、また可変抵抗２８経由アース２８に接続されている 。負の電流シンク５８は、点Ｇ及び、上記同様可変抵抗５６経由アース２８に接 続されている。抵抗５６の値を変えることにょシ、電流シンク５４と５８にょシ 落とす電流の量を変えることができる。電流シンク５４としては、Ｆ点に接続さ れたコレクタと、可変抵抗５６に接続されたエミッタと、レール３０によシバイ アスされた、正の基準バイアス電圧＋■に接続されたベースを有するＮＰＮ　） ランジヌタを使用することができる。同様に、負の電流シンク５８としては、Ｇ 点に接続されたコレクタと、可変抵抗５６に接続されたエミッタと、レー／Ｉ／ ３２によシバイアスされた、負の基準バイアス電圧−■に接続されたベースを有 するＰＮＰ　）ランジヌタを使用することができる。

正の比較器１７は第４図に示され、これは電流源６７及びダイオード７５．７７ のそれぞれを経由して正のレール８０に接続されたＰＮＰ　）ランジヌタ６９及 び７３を有する。正のランプ信号はトランジスタ７３のベースに印加され、一方 、コンデンサ２５の正の端子Ｆは、ＰＮＰ）”７ンジスタ６１経由トランジスタ ６９０ベースに接続されている。トランジスタ６１は、コンデンサ２５が比較器 によシ負荷されるのを防止している。トランジスタ６９のコレクターエミ、ツタ の電路に、ＮＰＮ）ランジスタフ１が接続されている。ＮＰＮ　）ランジヌタ５ ７で示されている電流シンクは、コンデンサ２５の正の端子Ｆに接続され、更に 、基準ライン２８にも接続されている。トランジスタ５７及び７１のベースは、 トランジスタ６５及びダイオード６３によシ、正のレー／Ｌ／３ｏに接続されて いる。比較器からの出力は、トランジスタ６５のエミッタから出される。ダイオ ード６３及びトランジスタ６５は、隣接する回路を駆動するためのものである。

トランジスタ７３のベースニカカっているプラスのランプが、トランジスタ６９ のベースに比較器はトランジスタ６５をオンにし、θｔのトライアック−トリガ 信号を供給し、且つ、トランジスタ５７にバイアスをかけるトランジスタ７１を オンにする。トランジスタ５７は、コンデンサ２５の正の端子から電荷を放電即 ち除去するだめの電流シンクとして働く。

負の比較器２１は、ＰＮＰ　）ランジヌタとして示されている比較器用トランジ スタ９１及び、９５を有する声、これらのトランジスタは、それぞれダイオード ９７及び９９、及び電流源８９により、負のレー／Ｌ／３２に接続されている。

負のランプはトランジスタ９５のベースに接続され、コンデンサ２５の負の端子 Ｇはトランジスタ９１のベースに、ＮＰＮの隔離用トランジスタ８３により、接 続されている。

ＰＮＰ　）ランジスタとして示されている電流シンク８１は、基準アース２８及 びコンデンサの負の端子Ｇの間に１接続されている。ＰＮＰ　）ランジスタ９３ は、トランジスタ９１のコレクタ・エミッタ電路に接続されておシ、そのペース は、電流源のべ一７８１と共通となるよう接続され、ダイオード８５とＰＮＰ　 ）ランジメタ８フ経由負のレール３２に接続されている。この回路の出力は、出 力トランジスタ８７のエミッタから取シ出される。正の比較器についてと同様、 負のランプが負のコン≠ンサ電圧を超過した場合には、トランジスタ８７はオン となシ、θｔのトライアック・トリガ信号を供給し、またトランジスタ８３はオ ンとなシ、コンデンサ２５の負の端子Ｇから電荷を除去する。

第４図の位相−電圧変換器の理解を深めるために、その動作を詳細に説明する。

正の半すイクμの間、正のレール３０の電圧は高となシ、電流源３４と４４を加 勢する。電流源４４が加勢されると、スイッチ４２にはバイアスがかがジオンと なり、コンデンサ２５の負の端子即ちＧ点をアース２８に接続し、それによシコ ンデンサ２５の負端子即ちＧ点をアース電位まで引き上げる。次に電流源３４は 、コンデンサ２５の正端子Ｆに働きかける。正の電流シンク５４も加勢されるた め、電流源３４からの電流の一部をここに落とす。一旦、正のランプが、ベデヌ タル即ち、コンデンサ２５の正の端子Ｆ点のθｔにおける電圧を、超過する場合 には、電流源５７は加勢され、コンデンサの正の端子Ｆの電荷を放電させる。第 ２図の負荷１０を通る電流が、トオフされ′、Ｃ点への電圧は高まる。これによ シ終結スイッチ４６はオンとなり、電流源３４をアースに落とし、コンデンサ２ ５の正の端子の充電全終結させる。トライアックが再度点弧されたあと、コンデ ンサが充電をつづけることを防止するよう、終結スイッチ４６は、トリガされラ ッチ・オンの状態となる。従って、Ｆ点は、終結スイッチ４６及び正の電流シン ク５７がオンとなる時点に応じ、はぼ定電圧に固定される。

電流シンク５４は抵抗５６によシ調整され、基準の、即ち、所望の位相角を供給 するが、この基準位相角と、スイッチ４６によシ決められた実際の位相角が比較 される。電流シンク５７は、トライアックトリガ点θｔの関数関係を調整するこ とができる。コンデンサ２５に蓄積された電圧の集計結果は、誤差信号であり、 これが、ペデスタル信号を供給するために使われる。ペデスタルは、誤差のない 場合でも、ゼロではない成る固定値を有することに注意すべきである。従って、 コンデンサの電荷がゼロでも、こレバ、誤差ゼロを意味しない。注意すべきこと は、電流のゼロ交差点即ち、位相角θＣが、電流シンク５４及び電流シンク５７ の電流の和を、終結スイッチ４６により制限された電流源３４の電流で割った値 に、正比例するということである。

第２の半サイクル、即ち交流の負の半すイクμの間、プシンク５４及び、電流源 ３４と４４をオフにする。トライアック１４は、電動機巻線中を、なお、流れる 、誘導的に遅れだ電流により通電されているので、０点は正のままである。そし て、先ず、スイッチ４６をオンの−１１にする。

（ただし、これはバイアスされない）。負のレー／Ｉ／３２の電圧が高凍るにつ れ、電流源３６と４０はオンと々る。電流源４０はスイッチ３８をオンとし、コ ンデンサ２５の正の端子をアース電位２８につなぐ。正のレー／ｌ／３０の電圧 が下がると、電流源３４、電流シンク５７及びスイッチ４６はオフとなる。電流 源８６は、Ｅ点、従って、コンデンサ２５の負の端子Ｇを充電する。負の電流シ ンク５８は負のレー１ｌｚ８２により活性化され、可変抵抗５６によシ決められ る如く、電流源３６の電流の一部を、シンクに落とす。

一旦、負のランプが、ベデヌタル即ち、コンデンサ２５の負の端子Ｇの、θｔに おける電圧を超過したならば、電流シンク８１は活性化され、コンデンサ２５の 負の端子Ｇの電荷を放電する。負荷］０を通る電流がゼロを通過する、即ち、反 転する場合、トライブックはオフとなり、点Ｃにおける電圧は、小さな正の値か ら負の大きな値に進み、終結スイッチ５０をオンにする。このため、Ｅ点はアー ス２８につながれ、電流源３６の電流をアース側に落とし、コンデンサ２５の負 の端子の充電を終結させる。このために、Ｇ点は効果的に、固定電圧値にロック されるが、この固定値は、この終結スイッチ５０と負の電流シンク８１がオンに 々る時点によシ決まる。

コンデンサの端子間の電圧が亮くなればその程度に応じ終結スイッチが早くオン になるよう、０点からフィードバックが行なわれるが、位相−電圧変換器が、こ のような、フィードバックループと連絡して使用される場合に限り、同変換器は 、コンデンサの一定電荷と平衡するということは注目すべきである。この機能は 、トライアック点弧回路２０により実行される。

第２図の詳細な動作説明からもわかる如く、位相−電圧変換器２２及び２３は、 電動機に印加される交流電圧と、電動機を通る電流の間の位相関係を表わすよう 々電圧を供給する。位相−電圧変換器のコンデンサ２５は、負荷のために使用さ れる交流により、駆動され、直流電源は不用である。従って、容易に理解できる ことは、位相−電圧変換器２２及び２３は、半導体集積回路によシ、シングルチ ップ上に、形成でき、交流電力ラインによ“り運転することができるということ である。

以」−述べた詳細な説明から明らかな如く、本発明の目的は改良された力率によ る電動機制御装置と組み合わされ、電源として交流を使用する、半導体集積回路 による位相−電圧変換器を提供することにより達せられている。

前記の実施態様は一例に過ぎず、本発明はそれに限定されるものではない。位相 −電圧変換器２２及び２８は、電動機と共に使用されるものとして示したが、交 流電源と他の信号間に、成る位相関係が必要であるような場合には、これらの変 換器は、電動機以外の負荷と共に使用することもできることは明らかである。特 に本発明の回路は、丸処に例示した正負双極のトランジメタのほか、ＭＯＳＦＥ Ｔ及びＪ　Ｆ’　Ｅ　Ｔの両者、或は、他の種類の増幅装置を使用することによ っても実現できる。電流源は、必ずしも完全な電流源でなくてもよく、簡単な抵 抗体でもよい。本発明の精神と範囲は、添付した特許請求の範囲の記載内容によ シ限定されるものとする。

第１図 第２図 第４図 国　際　調　会　＠　牛

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １．電動機と直列に接続された制御スイッチと、上記制御スイッチのオン時間を ランプ信号と誤差信号の比較の関数として制御するためのドライバの手段と、上 記誤差信号を所望の電動機位相角及び感知された電動機位相角の関数として生成 するだめの誤差の手段を有し、かつ、下記改良点を含む力率を感知する電動機制 御装置、す々わち、上記誤差信号を蓄積するだめの蓄電器（コンデンサ）の手段 と、上記、感知された電動機位相角の関数として、上記コンデンサの手段の充電 を行なうだめの第１の電流の手段と、上記所望位相角の関数として、上記コンデ ンサの手段の放電を行なうための第２の電流の手段と、上記制御スイッチの上記 オン時間の関数として上記コンデンサの手段の放電を行なうだめの第３の電流の 手段とを含み、かつ、上記コンデンサの手段に蓄積された上記誤差信号は、上記 感知された電動機位相角、及び上記所望の電動機位相角の差の関数であり、上記 制御スイッチの上記オン時間によシ補償され、上記電動機を電動機負荷の関数で ある位相角において作動させるものでめる。 ２、上記コンデンサの手段の正の端子を、交流電源が正のサイクルの間充電する だめの正の電流源の手段と、上記コンデンサの手段′、の負′の端子を、上記交 流電源が負のサインμの間充電するだめの負の電流源の手段を有する上記第１の 電流の手段を具備する請求の範囲第１項記載の電動機制御装置。 ３、上記負荷を通る電流が、正からゼロに逆転するのに対応し、上記正の端子の 充電を終結させるために、上記正のコンデンサ端子に接続された正の終結手段と 、上記負荷を通る電流が、負からゼロに逆転するのに対応し、上記負の端子の充 電を終結させるために上記負のコンデンサ端子に接続された負の終結手段を有す る上記第１の電流手段を具備する請求の範囲第２項記載の電動機制御装置。 ４、上記正の電源供給サイクルの間上記負のコンデンサ端子を基準電位に接続す るだめの正のスイッチ手段と、上記負の電源供給サイクルの間上記正のコンデン サ端子を上記基準電位に接続するだめの負のスイッチの手段を有する上記第１の 電流の手段を具備する請求の範囲第２項記載の電動機制御装置。 ５、ｉ記正の電源供給サインμの間上記正の電流源の手段からの電流を落とすた めに北記正のコンデンサ端子に接続された正の電流シンクの手段と、上記負の電 源供給サイクルの間上記負の電流源からの電流を落とすために上記負のコンデン サ端子に接続された負の電流シンクの手段を有する上記第２の電流の手段を具備 する請求の範囲第２項記載の電動機制御装置。 ６、上記正の電源供給サイクルにおいて、制御スイッチがオン時間の間上記第１ の電流の手段からの電流を落とすために上記正のコンデンサ端子に接続された正 の電流シンクの手段と、ト記負の電源供給サイク化において、制御スイッチがオ ン時間の間上記筒１の電流の手段からの電流を落とすだめに上記質のコンデンサ 端子に接続された負の電流シンクの手段を有する上記第３の電流手段を具備する 請求の範囲第５項記載の電動機制御装置。 ７、　上記電流シンクを調整して上記所望の位相角を変えるよう々手段を有する 上記第２の電流の手段と、正及び負の電流シンクの手段を具備する請求の範囲第 ６項記載の電動機制御装置。 ８、　交流電源の正のサイクルの間上記圧の電流源の手段からの電流を落とすた めに正のコンデンサ端子に接続された正の電流シンクの手段と、上記交流電源の 上記質のサイクルの間上記負の電流源からの電流を落とすために上記質のコンデ ンサ端子に接続された負の電流シンクの手段を有する上記第２の電流の手段奮具 備する請求の範囲第１項記載の電動機制御装置。 ９、　上記正の電源供給サイクルにおいて、制御スイッチがオン時間の間上記筒 １の電流の手段からの電流を落とすために」二記正のコンデンサ端子に接続され た正の電流シンクの手段と、上記質の電源サイクルにおいて、制御スイッチがオ ン時間の間上記筒１の電流の手段からの電流を落とすために上記質のコンデンサ 端子に接続された負の電流シンクの手段を有する上記第３の電流の手段を具備す る請求の範囲第８項記載の電動機制御装置。 １０、上記電流シンクを調整して、上記所望の位相角を変えるような手段を有す る上記第２の電流の手段と、正及び負の電流シンク手段を具備する請求の範囲第 ９項記載の電動機制御装置。 １１、交流電源供給の正のザイクμにおいて、制御スイッチがオン時間の間上記 筒１の電流の手段からの電流を落とすために正のコンデンサ端子に接続された正 の電流シンクの手段と、上記交流電源供給の負のサイクルにおいて制御スイッチ がオン時間の間上記筒１の電流の手段からの電流を落とすために負のコンデンサ 端子に接続された負の電流シンクの手段を有する上記第３の電流の手段を具備す る請求の範囲第１項記載の電動機制御装置。 １２、正及び負の電流シンクの手段と、上記電流シンクを調整して上記所望位相 角を変えるようにする手段を有する上記第２の電流の手段を具備する請求の範囲 第１１項記載の電動機制御装置。 １３、正及び負の交流電圧をそれぞれ上記電動機を駆動するために使用さ九る交 流電圧からとシ、これらの電圧を供給するために設けた第１及び第２の電圧の手 段と、正及び負の端子を有する上記コンデンサの手段と、上記第１及び第２の電 圧の手段に応答し、上記コンデンサの手段の上記正及び負の端子を上記電動機交 流電圧の正及び負の部分の関数として、それぞれ、充電及び放電する所の上記第 １１第電動機制御装置。