JPS6024672B2 - 交流電動機の正逆回転制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は三端子双方向性サィリスタ（以下トライアック
と称する）を用いて３相交流電動機を正逆回転制御する
装置に係り、特に電源短絡および電動機の不意の回転動
作を防止し得る正逆回転制御装置に関する。

３相交流電動機を正逆回転制御する場合、従来例えば第
１図に示す如くの装置が使用されている。

図において１は交流電源、２は電動機、３，４，３′，
４′はトライアツクを示す。交流電源１と電動機２との
間にはＲ相、Ｓ相、Ｔ相からなる交流電源１の任意の２
線路、例えばＲ相線路およびＳ相線路のそれぞれに電動
機２の正回転用としてのトライアック３，４を接続し、
さらに電動機２の逆回転用としてのトライアツク３′，
４′を、トライアツク３，４間の相とは相を交差するよ
うにＲ相線路とＳ相線路の２線間にそれぞれ接続した回
路構成となっている。この回路の動作は別に設けた点弧
回路からの点弧信号によってトライアツク３，４のみを
導適すれば、交流電源１のＲ相、Ｓ相、Ｔ相の順序の電
圧が電動機２の端子Ｕ，Ｖ，Ｗにそれぞれ印加され電動
機２は正回転する。これに対してトライアック３′，４
′のみを導適すれば電動機２の端子Ｕ，Ｖ，Ｗに交流蟹
源１のＳ相、Ｒ相、Ｔ相の順序の電圧が印加され電動機
２は逆回転する。したがってトライアツク３，４のみま
たはトライアック３′，４′のみ安定かつ時間的に余裕
をもった交番状態で導適するようにすれば電動機２を確
実に正逆回転させることができる。ところが電動機２を
高頻度に正逆回転制御する場合、トライアック３，４，
３′，４′の点弧回路に印加される正逆回転駆動操作信
号は高頻度に交番する壮巴態となるのが普通であり、場
合によっては正逆回毛菱駆動操作信号が時間的に互に重
なり合って印加されることもある。さらにこの正逆回転
制御装置の設置される電気的環境はこの装置の点弧回路
に静電的、磁気的あるいは電磁的な誘導による起電力（
以下誘導ノイズと称する）が発生しやすい場合が多く、
この誘導ノイズによっては正回転用のトライアック３，
４と逆回転用のトライアツク３′．４′とが同時に導通
した状態に至る。例えば正回転操作信号が点弧回路に印
加されてトライアツク３，４が導通した場合トライアッ
ク３′，４′の主電極端子間の電圧はほぼ交流電源１の
線間電圧に等しい電圧となっており、トライァック３，
４が導通している時点に逆回転操作信号あるいは譲導ノ
イズがトライァック３′，４′の点弧回路に誘起される
と、トライアック３′，４′も充分点弧し得て導適状態
となりすべてのトライアツク３，４，３′，４′が同時
点弧状態となる。このような状態はトライアック３，４
，３′，４′を介した電源短絡であり、電動機２の正逆
回転制御の不能、幻母態であることはもとより電源短絡
による短絡電流によって装置の致命的な破損に至る結果
となる。また正逆回転駆動操作のいずれの信号も点孤回
路に印加しない状態においても点弧回路に誘導ノイズが
譲起され）ば、トライアック３，４，３′，４′が点弧
し得て装置の操作者にとって極めて危険な電動機２の不
意の回転動作が発生しあるいは電源短絡による装置の破
壊に至る結果となる。本発明は上記した欠点を除去する
ためになされたもので、正回転用のトライアックと逆回
転用のトラィァックとの誤動作を防止する点弧回路を具
備した交流電動機の正逆回転制御装置を提供するにある
。

以下本発明を図面に基づいて説明する。

第２図は本発明を説明するための正回転用点弧回路部分
を示す回路図で、Ｒ，，Ｒ２，Ｒ３は抵抗器、Ｃはコン
デンサ、Ｄはダイオード、Ｖｃｅは回路電源を供Ｖ給す
る電源義家、５，６，７はトランジスタ、８はインバ−
タゲート素子、９は２入力のアンド素子である。

１０は入力側が高電位（以下日レベルと称する）になれ
ば出力側に高低の電位を交互に繰返す周知のパルス列信
号を送出する発振器、１１は２回路の２次巻線を有する
周知のパルストランスを示し、パルストランス１１の２
次側端子ｔ，，ｇ，，ｔ２，ｇ２は第１図に示す正回転
用のトライアック３，４のゲート側端子ら，ｇ，，ら，
段それぞれに同じ記号間接縞されている。

Ａは正回転操作信号を受信する受電端子で、受電端子Ａ
に正回転駆動操作信号であるＨレベルの信号が与えら）
れば抵抗器Ｒ，およびインバータゲート素子８の入力に
それぞれ導かれる。

このときィンバータゲート素子８の出力に連なる信号機
２１の信号は直ちに低電位（以下Ｌレベルと称する）と
なり、インバータゲート素子８の出力はトランジスタ５
のベースに導かれトランジスタ５の接地端子のェミッタ
とコレクタ間は直ちに不導通となる。したがつてトラン
ジスタ５のコレクタ、抵抗器Ｒ２およびアンド素子９の
入力に連なる信号線２２の電位は抵抗器Ｒ，、コンデン
サＣの作用により受電端子ＡにＨレベルを受けた直後の
Ｌレベルから時間の経過につれてＨレベルに潮近し、つ
いにはＨレベルとなる周知の１次遅れ応答特性を示すも
のとなる。こ）でアンド素子９の他の入力線２１′の電
位がＨレベルであれば、アンド素子９は信号線２２のＨ
レベルの信号を受けて信号線２３にＨレベルの信号を送
出する。これより発振器１０はパルストランス１１を駆
動するトランジスタ６のベースに導かれる信号線２４に
ＨレベルとＬレベルを交互に繰返すパルス列を送出する
ことになるが、信号線２２の信号は受電端子ＡにＨレベ
ルを受けてから抵抗器Ｒ，とコンデンサＣのそれぞれの
定数によって定まる時間ののち日レベルとなる。したが
ってトランジスタ６は受電端子ＡにＨレベルの正回転駆
動操作信号を受けてから所定時間経過後はじめて発振器
１０のパルス列によって駆動される状態となる。一方ト
ランジスタ６の駆動状態から受動端子Ａの信号を正回転
停止操作信号のＬレベルに変えると、信号線２１の信号
はインバータゲート素子８の作用により直ちにＨレベル
となるのでトランジスタ５は駆動状態となり信号線２２
の信号はトランジスタ５のコレクタ、ェミツタを介して
接地されてＬレベルとなる。

したがって発振器１０のパルス例は停止してＬレベルと
なりトランジスタ６は直ちに不導適状態となる。すなわ
ち第２図に示されるように発振器１０、トランジスタ６
などから構成され受電端子Ａから駆動操作信号を入力し
発振器１０によりトランジスタ６を駆動するように回路
接続された正回転用信号発生部分は、パルストランス１
１を駆動するトランジスタ６が正回転操作信号を受ける
受電端子Ａに正回転駆動操作信号のＨレベルを受けて所
定の時間経過後に駆動されるとともに受電端子ＡにＨレ
ベルが保持されている間このトランジスタ６の駆動状態
が持続し、正回転駆動操作信号のＨレベルに代り正回転
停止信号のＬレベルに変れば直ちに不導適状態となる作
用をもつことになる。したがってトランジスタ６のコレ
クタを抵抗器Ｒ３を介して電源線Ｖｃｅに導きェミッタ
側の出力端子Ｂからパルストランス１ １の１次巻線の
端子ｔ３に接続し、このパルストランス１ １の１次巻
線の他の端子ｔ４を接地した接続となすことにより、ト
ランジスタ６が駆動状態ならばパルストランス１ １の
２次側端子ｔ，，９，間およびｔ２，鞄間に点弧パルス
を発生し、またトランジスタ６が不導通となった場合点
弧パルスは発生しない作用となる。さらにパルストラン
ス１１の１次側にはトランジスタ６のヱミツ夕側の出力
端子ＢをダイオードＤのカソードとトランジスタ７のコ
レクタに接続し、ダイオードＤおよびトランジスタ７を
第２図に示す樋性にてパルストランス１１の１次巻線に
並例接続させトランジスタ７を介して短絡するようにし
たパルストランス１１の１次側短絡回路を構成せしめ、
受電端子Ａのレベルが電動機２の正回転動作を停止すべ
き正回転停止操作信号のＬレベルであるときトランジス
タ７のベースに連なる信号線２５の信号をＨレベルにし
てトランジスタ７を導適状態とすれば、トランジスタ６
のェミッタ側はトランジスタ７のコレクタ、ェミツタを
介して接地した状態となる。

つまり、パルストランス１ １の１次側が短絡した状態
になる。ダィオードＤはパルストランス１１のための周
知のフライホイールダイオードとなる。これより例えば
信号線２２，２４あるいは電源線Ｖｃｅなどに回路の内
外からの要因によって誘導ノイズが誘起されトランジス
タ６が誤って駆動状態に至ってもパルストランス１ １
の１次巻線の端子ｔ３，ｔ４間に電圧を印加せしめなく
、誘導ノイズによるパルストランス１１の誤動作を防止
することができる。第３図は第１図装置に適用される本
発明の一実施例を示す回路図で、第２図と同符号のもの
は同じ構成部分を示す。

第３図において受電端子Ａから操作信号を入力し出力端
子Ｂから信号出力する部分の正回転用信号発生回路１２
、正回転用信号発生回路１２の出力端子Ｂからの信号出
力、つまりパルストランス駆動信号によりトライアツク
３，４に点弧信号を送出する正回転用のパルストランス
１ １、正回転用のパルストランス１１の１次側の短絡
回路ｌｉからなる回路構成は第２図に示したものと同一
である。またダッシュ（，）印を付した符号のものは逆
回転操作時逆回転用の点弧動作を行う構成品を示してお
り、例えば１２′は逆回転用信号発生回路、Ａ′は逆回
哲操作信号を受信する受電端子、Ｂ′はパルストランス
駆動信号を発生する出力端子である。これらの構成品か
らなる逆回転用の点弧回路は正回転用の点弧回路と全く
同一の構成となっている。したがって逆回転用のパルス
トランス１１′の２次巻線端子ｔ，′，＆′，ら′，蚤
′は第１図に示すトライアック３′，４′のゲート側端
子ｔ，′，ｇ，′，ら′，ｇ２′それぞれに同じ記号間
接続される。１４は２入力のアンド素子１５と２入力の
オア素子１６，１７からなる論理回路である。

ここに、論理回路１４は受電端子Ａの正回転駆動操作信
号に応じて短絡回路１３′を、受電端子Ａ′の逆回転駆
動操作信号に応じて短絡回路１３をそれぞれ駆動し、そ
れぞれのパルストランスの１次側を短絡制御する。

また、２入力のアンド素子１５は受電端子Ａ，Ａ′両方
向の操作信号の状態になるに応じ短絡回路１３，１３′
をともに駆動する制御動作となる。このように回路構成
された装置の動作を次に説明する。

装置停止状態において受電端子Ａ，Ａ′はともにＬレベ
ルであり、信号線２１，２１′の信号はともにＨレベル
となっている。この信号線２１，２１′がアンド素子１
５の入力に導かれてその出力がＨレベルであり、信号線
２６によって入力に導かれたオア素子１６，１７の出力
はともにＨレベルとなる。オア素子１６，１７の出力信
号を信号線２５，２５′でトランジスタ７，７′のベー
スにそれぞれ知加すれば、トランジスタ７，７′はとも
に導適状態となる。このことは装置の停止状態において
誘導／ィズによりたとえトランジスタ６，６′が予期し
ない駆動状態となっても決してパルストランス１１，１
１′からトライアツク３，４，３′，４′へ点弧パルス
を送出せず、電動機２の不意の回転動作と不意の同時点
弧よる電源短絡を未然に防止している効果をもっている
。装置の停止状態から正回転状態への移行は受電端子Ａ
にＨレベル、受電端子Ａ′にＬレベルの信号をそれぞれ
印加することから始まる。受電端子ＡのＨレベル信号が
直ちにオア素子１７、信号線２５′を介してトランジス
タ７′のベースにＨレベルとして加わり、逆回転用のパ
ルストランス１１′を不活性にすると同時にインバータ
ゲート素子８によって信号線２１の信号をＬレベルとな
し、フンド素子９′の出力をＬレベルにすることによっ
て発振器１０′の入力に連なる信号線２３′の信号をＬ
レベルに保ちながら決してトランジスタ６′を駆動しな
い。一方抵抗器Ｒ，、コンデンサＣの作用によって受電
端子ＡにＨレベル信号を受けてから所定時間経過後信号
線２２の信号はＨレベルとなるが、アンド素子９の入力
である信号線２２がＨレベルになる時点では今一つの入
力である信号線２１′の信号は受電端子Ａ′の逆回転停
止操作信号のＬレベル、したがってインバータゲート素
子８′のＨレベル出力信号によってＨレベルとなってい
るからアンド素子９の出力は信号線２２の信号がＨレベ
ルになるのを待ってはじめてＨレベルとなる。したがっ
て信号線２３の信号がＨレベルとなれば、発振器１０、
トランジスタ６によってパルストランス駆動信号が発生
し、パルストランス１１が作動して点弧パルスが送出さ
れトライアック３，４が点弧し電動機２は正回転動作と
なる。電動機２の正回転動作状態から逆回転動作へ移行
するときの回路動作は受電端子ＡにＬレベル、受電端子
Ａ′にＨレベルの信号がそれぞれ加えられることから始
まり、この場合逆回転用信号発生回路１２′、論理回路
１４、短絡回路１３，１３′、パルストランス１１，１
１′の回路の動作は前述の正回転状態への移行と同機で
ある。

まず受電端子Ａ′のＨレベル信号によってオァ素子１６
、トランジスタ７によって正回転用のパルストランス１
１をその１次側を短絡して不活性とし、ィンバータゲ
ート素子８′のＨレベル出力信号によってアンド素子９
の出力をＬレベルにして発振器１０、トランジスタ６を
動作させないようにし決してパルストランス１１から点
弧パルスが発生しないように作動する。その後抵抗器Ｒ
，′、コンデンサＣ′の作用を待って信号線２２′にＨ
レベル信号を得てトランジスタ６′を駆動状態となし、
逆回転用のパルストランス１１′によって逆回転用のト
ライアック３′，４′を点弧させて電動機２を逆回転に
する。なお正車磯駆動および逆転駆動を同時に操作した
場合、すなわち受電端子Ａ，Ａ′にＨレベル信号が与え
られたときは信号線２１，２１′がともにＬレベルとな
り、アンド素子９，９′の出力がＬレベルになるから正
逆両方のパルストランス１１，１１′がともに動作しな
いことは明らかである。このように本発明の実施例は一
方の回転方向の駆動操作を行うことにより、まず他方の
回転方向に供されるパルストランスの１次側を短絡せし
めるようにこのパルストランスの１次側と並列に接続し
たトランジスタを導適状態となし、決して他方の回転方
向に供されるパルストランスから点弧パルスが送出され
ることなく、その後所定の時間経過を待って一方の回転
方向に供されるパルストランスから点弧パルスを送出せ
しめて一方の回転方向に電動機を回転させる。

なお本発明における抵抗器Ｒ，，Ｒ，′とコンデンサＣ
，Ｃ′との定数選定は、他方の回転方向に供されるパル
ストランスの１次巻線を短絡せしめた時点から、一方の
回転方向に供されるパルストランスが点弧パルスを送出
するまでの時間が少くとも電源周波数の１周期間以上の
時間となるようにする。例えば電動機が他方の回転方向
に回転している状態からパルストランスの点弧パルスの
送出を停止しても、他方の回転方向に供されているトラ
イアックは、負荷が電動機すなわち誘導負荷であるかぎ
り点弧パルスの送出を停止した時点から電源周波数の半
サイクル以上、１サイクル以内まで電流が持続して導適
状態を保つ。この状態において一方の回転方向に供され
るパルストランスから点弧パルスを送出し一方の回転方
向のトライアックを点弧すると直ちに導適状態となり電
源短絡をきたすこととなる。上述したように本発明によ
れば、トライアックの同時点弧による電源短絡事故およ
びトライアックの不意の誤動作による電動機の回転動作
を未然に防止し、安定にして高頻度の交流電動機の正逆
回転制御が可能となり実用上益するところ大である。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の装置例を示す主回路図、第２図は本発明
を説明するための正回転用点弧回路部分の要部回路図、
第３図は本発明の一実施例を示す要部回路図である。 １…・・・交流電源、２……電動機、３，４，３′，４
′・・…・三端子双方向性サィリスタ（トライアツク）
、１１，１１′……パルストランス、１２…・・・正回
転用信号発生回路、１２′・・・・・・逆回転用信号発
生回路、１３，１３′…・・・短絡回路、１４・・・・
・・論理回路、Ａ，Ａ′・・・・・・受電端子、Ｂ，Ｂ
′・・・・・・出力端子。 葵ー図 幕Ｚ図 溝３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ３相交流電動機の電源側３線路のうちの２線路にそ
   れぞれ正回転用の三端子双方向性サイリスタを接続し、
   さらにその２線路に前記正回転用三端子双方向性サイリ
   スタの接続とは相を交差して逆回転用の三端子双方向性
   サイリスタをそれぞれ接続し、これらの正回転用三端子
   双方向性サイリスタと逆回転用三端子双方向性サイリス
   タとを選択点弧せしめて３相交流電動機を正逆回転させ
   る装置において、駆動操作信号が与えられたとき少なく
   とも交流電源の一周期間経過後に該駆動操作信号に対応
   したパルストランス駆動信号を発生する正回転用信号発
   生回路と逆回転用信号発生回路、前記パルストランス駆
   動信号により点弧信号を送出する正回転用パルストラン
   スと逆回転用パルストランス、該正回転用パルストラン
   スと逆回転用パルストランスそれぞれの１次側を短絡せ
   しめる短絡回路を少なくとも備えるとともに、一方の回
   転方向の駆動操作信号に応じて他方の回転方向の回転用
   パルストランスの短絡回路を最優先駆動する論理手段と
   、一方の回転方向の停止操作信号に応じて一方の回転方
   向の駆動操作指令による回路動作を直ちに停止せしめる
   論理手段と、一方の回転方向の駆動操作信号に応じて他
   方のパルストランス駆動信号の発生を直ちに阻止する論
   理手段と、両方の操作信号がともに停止操作信号の状態
   に応じ両方のパルストランスの前記短絡回路を駆動する
   論理手段とを具備した論理回路を設けて成ることを特徴
   とした交流電動機の正逆回転制御装置。