JPS6031197B2 - 交流電動機用の電流制限装置 - Google Patents

交流電動機用の電流制限装置

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JPS6031197B2
JPS6031197B2 JP52057534A JP5753477A JPS6031197B2 JP S6031197 B2 JPS6031197 B2 JP S6031197B2 JP 52057534 A JP52057534 A JP 52057534A JP 5753477 A JP5753477 A JP 5753477A JP S6031197 B2 JPS6031197 B2 JP S6031197B2
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current
motor
circuit
rectifying
transistor
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ジヤン・ロジエ−ル
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PUJOO UUTEIRAAJU EREKUTORITSUKU
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PUJOO UUTEIRAAJU EREKUTORITSUKU
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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
    • H02P25/00Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of AC motor or by structural details
    • H02P25/02Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of AC motor or by structural details characterised by the kind of motor
    • H02P25/10Commutator motors, e.g. repulsion motors
    • H02P25/14Universal motors
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02HEMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H7/00Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions
    • H02H7/08Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for dynamo-electric motors
    • H02H7/0833Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for dynamo-electric motors for electric motors with control arrangements
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02HEMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H9/00Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection
    • H02H9/02Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection responsive to excess current

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  • Protection Of Generators And Motors (AREA)
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  • Stopping Of Electric Motors (AREA)
  • Control Of Direct Current Motors (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、トリガー可能な両方向性の半導体装置則ちシ
リコン制御整流器により、電動機に流れる電流に対する
制御電流の移相シフトを行う事による本線等の交流電源
から電動機への電流供給に関する。
特に、本発明は、手持ち電動工具に使用されるコミュニ
テータを有する交直両用の電動機における電流の制限を
可能とする装置に関する。前記の種類の電動機の回転速
度調整の為に供孫舎電圧の各半サイクル毎に予め定めら
れ時点でトリガーできるトライアック又はサィリスタの
如き半導体要素1個以上からなる給電装置を用いる事は
公知である。この目的の為には、これ等要素は供給電圧
に関する位相が制御用トリガー電極に接続されたRC回
路により調整できる制御電圧が供給されるトリガー電極
を有する。又、長期にわたる過負荷の場合に電動機の電
流を遮断する熱型回路遮断器(プレー力)により、過大
電流を生じる過負荷から前記の交直両用電動機を保護す
る事も公知である。
これら回路プレー力の主な欠点は、その作動精度が信頼
できない点を別にして、再び投入する為数分間その加熱
要素の冷却を待たねばならない事である。従って電動磯
を通気により冷却する為無負荷状態で電動機を回転する
事は不可能であり、この為作業時間の損失となる。本発
明の目的は、この様な欠点のない電流制限装置の提供に
ある。
特に、本発明弐目的は、自動的に作用し、全体寸法が小
さく、電動工具に組込みができる様低コストにできる過
負荷から保護する装置の提供にある。本発明による装置
は、作動が正確で、その作用は迅速であり、電動機が直
ちに通気により冷却できる様に過負荷の遮断後直ちに電
動機の通常の運転が可能になる。この迅速な作用の為結
果として本装置はこの様に保護される電動機を始動する
瞬間に作用でき、これにより機械的衝撃を減少させ電源
に対する電力需要を減少させる。本発明によれば、交流
電動機と直列に接続され、トリガー可能なシリコン制御
整流要素の制御電圧を供給するRC移相回路と並列に接
続された前記整流要素を有する種類の単相交流電源によ
り電流を供給される為のコミュニテータを有する交流電
動機において電流を制限する為の装置が提供され、前記
装置においては前記虫C回路の容量性分岐は前記整流要
素のトリガー作用時点を修正する様に前記分岐のある量
の充轟々流を分略する分離と並列に接続され、前記装置
は更にその大きさが前記整流要素に流れる電流の2つの
半サイクルの強さの関数である2つの直流制御信号を出
す制御回路からなり、前記分路は共通のヱミッタに接続
される反対方向の導通型の2つのトランジスタを有し、
前記トランジスタのコレクターェミツタ回路は前記の容
量性分岐と並列に接続され、前記トランジスタのベース
は前記制御信号を与えられる。
本発明のこの外の特徴は以下の記述から明らかとなろう
添付図面は単に例示の目的のみで示されるものである。
第1及び第2図に示した実施態様においては、本発明に
よる電流制限装置は、端子1及び2に接続された例えば
本線等の単相交流電源により給電される電動機Mにおけ
る電流を制限する。電動機Mは、周知の方法により両方
向性のトリガ可能な半導体要素即ちシリコン制御整流器
、即ち本実施例においてはトライアック3と直列に端子
1及び2に接続されており、前記トライァックの制御電
極3aは、直列の抵抗6,7およびコンデンサ8を有す
るRC移相回路の中間端子5に接続されたダイアツク4
に接続されている。このRC回路はトライアツク3の端
子に接続されている。本電流制限装置は、更にコンデン
サ8の充弦々流に作用できる電流分路9を有し、これに
より各半サイクル毎に、制御回路10で形成され、電動
機Mとトライアツク3の主要回路に流れる電流の影像で
あるパラメータの関数として、トライアツク3のトリガ
ー作用の時点を修正する。
第2図において、制御回路1.0は電動機Mとトライア
ツク3の主要回路に接続された抵抗11を有する事が判
る。
この抵抗の端子における電圧は主要回路に流れる電流に
正比例する。勿論、電流の影像は、例えば変圧器の如き
別の直列の要素により得られる。抵抗11とトライアッ
ク3との間の中継点は、抵抗11の端子における信号の
2つの半サイクルを検出する為、2つのネットワーク1
3,14に接続される抵抗12に接続されている。
検出ネットワーク13は、そのカソードが低抗12に、
そのアノードが抵抗16とコンデンサ17間に中継点に
接続されたダイオード15を有する。同様にネットワー
ク14は、抵抗12および抵抗19とコンデンサ2川こ
接続されるダイオード18を有する。導線21は、この
検出回路の負極を構成し端子2に接続されている。この
回路により、抵抗11を流れる正と負の電流1のそれぞ
れの影像である出力、2つの十Veと−Veを形成する
端子22と23に現われる。抵抗12はコンデンサ17
と20の充電の時定数を決定し、抵抗16と19は放出
の時定数を決定する。電流分略9は、共通のェミッタと
接続される導遠方向が反対の2つのトランジスタ24,
25を有する。
これ等トランジスタのェミツタは、全て、トライアック
3と抵抗11の中継点に接続される抵抗26に接続され
ている。
抵抗26は2つの機能を有する。即ち、トランジスタ2
4,25のパラメータの起り得る狂いの補償を可能にし
、又これ等トランジスタのゲインの制限を可能にしてそ
のスイッチ動作を減衰させ、これにより装置の過激な作
用を防止する。トランジスタ24のベースは抵抗27を
介して制御回路10の様子22に接続され、トランジス
タ25のベースは抵抗28を介して同じ回路の端子23
に接続されている。これらのベースも又それぞれ抵抗2
9,30を介して、RC回路6,7,8の抵抗6,7間
の中継点に接続されている。トランジスタのコレクタは
それぞれ、RC回路6,7,8の中継点5に接続された
共通のコレクタ抵抗33に反対向きに接続された保護用
ダイオード31,32を介して接続されている。
作用について述べれば次の如くである。
(第4乃至第8図)電動機の電流が限界値と考えられる
関値よりも小さな値である時、制御回路1川こより与え
られる十Veおよび一Ve電圧は、トランジスタ24,
25の導通を行うには弱すぎる。
この様な条件下では、トリガー作用コンデンサ8におけ
る最高電圧は抵抗6および7(その内の一方は速度調整
を可能にする為調整可能である事が望ましい)だけによ
り決定される。然し、電動機と抵抗11を流れる電流が
十分な強さに達する時、ダイオード15と18はそれぞ
れ起動してこの抵抗11の端子において形成された電圧
の各半サイクルを導適する。コンデソサ17と20はこ
の電圧の周期で充電される。もし充電電流の強さは電圧
+Veと−Veが十分に高くなる様な強さであれば、ト
ランジスタ24,25の導通の閥値は蓬せられ、電圧−
Veと十Veは抵抗27,28を介してその各々のベー
スに与えられる。第5図は、1つの半サイクルに対する
対応するトランジスタ24又は25のベース電圧を示し
、他の半サイクルは他のトランジスタに対する同じベー
ス電圧のカーブを示す。
導通関値は線Sで示される。従って、ベースのピークの
値(即ち、十Ve又は−Ve電圧の最大値)が対応する
トランジスタの導通関値を越す時、このトランジスタは
コンデンサ8のある大きさの充電電流を取り去る事によ
りこの電流を分略し始める。第7および8図は拡張され
た時間尺度において描かれたもので、それぞれ1つの半
サイクル(例えば第5図の最初の半サイクル)に対して
コンデンサ8の充電電圧Ucおよび+Ve又は一Ve電
圧の波形を示す。
関連するトランジスタの導適期間t,の間、コンデンサ
8の充電電流は勾配を有し、トリガー電圧は期間t2(
導通が生じない場合)では、蓬せず、期間らよりも長い
期間t3で達する。実際には、期間ヒの終り期に合致す
るトライアック3のトリガー作用の時点の遅れが生じる
。ある半サイクルの間、電動機に対する負荷が減少しな
いものとすれば、電流1のピーク値は増加してトライア
ック3の導通期間t4(第6図)の短縮を補償する。従
って、(第8図)十Veおよび−Ve電圧の絶対値が増
し、ダイオード15と18の閥値を更に大きく超過する
為、コンデンサ8の充電電流の分路作用が早期に半サイ
クル内で生じ更にエネルギーが増大する。然し、コンデ
ンサ8の充電が長い間継続する為、この分路作用も比較
的長く(t′,,t″,)続く。半サイクル毎にこの現
象は累積的で、特にコンデンサ17と20の充電と放電
パラメータの明確な選択に依存する平衡状態に迅速に向
う煩向を有する事が判るであろう。
その結果は第4図に示される電流対回転速度のカーブで
ある。電流1のある強さlmを越えて遮断が行われ(〇
ータはもはやステータの回転磁界に追従しない)、負荷
がある値を越える時電動機の停止に対応する電動機の迅
速な阻止が得られる。然し、電動機の制限された電流l
cが流れる間電動機は停止させられ、この電流は関値電
流lmの値より明らかに4・さな値を有する。電動機の
過負荷状態が終ると、電動機は、その無負荷速度Noを
迅速に回復し、こうして迅送かつ有効に冷却できる。
電動機は殆んど直ちに負荷状態に入る事ができる。この
制限装置も又、その作用が非常に迅速で(いくつかの半
サイクルで)ある為、電動機の始動時に作用し得る。
従って、機械的衝撃の制限の為の始動装置として作用し
、電源に対する電力需要を減少する事ができる。第3図
は、トランジスタ24と25のベースが専ら制御回路1
0の各出力側22と23に接続される電流制限装置の変
更例を示す。
従って、これらトランジスタのベースは、RC回路の端
子において形成され、第2図の場合には十Ve又は−V
e電圧が与えられる電圧の一部ではなく、十Ve及び−
Ve電圧を受取る許りである。従って、電流の強さ対回
転速度のカーブの形態は第4図の部分xの形態である。
この様に、閥値の作用の後の亀流の値は明らかに第2図
の場合の電流値より高い事が判る。構成要素のある選択
数値に対しては、電動機の遮断の回避を可能にする作用
の正確な点pにおいて電動機を操作する事さえ可能であ
る。然し、もしこの遮断が不都合でなければ、低電流で
の電動機の遮断を確実に行う第2図に示す実施態様を適
用する事が望ましく、この遮断は電動機が過負荷下にあ
る旨のユーザに対する表示である。過負荷と同時に電流
の強さの減少は、RC回路の端子における電圧の一部の
十Veおよび−Ve電圧に対する付加により得られ、こ
の為各半サイクルにおいてより早期にトランジスタ24
と25のトリガー作用を許容する。実際に、これは過負
荷が生じる時僅かにいくつかの半サイクル内でこの様に
停止する電動機の停止の為の手続きの加速作用となる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明による電流制限装置の簡単な回路図、第
2図は前記装置の詳細な回路図、第3図は変更例による
装置の部分回路図、第4図は本発明による装置が関連す
る交直両用電動機の回転速度の関数として誘導される電
流を示すグラフ、第5図および第6図は本装置に使用さ
れるトランジスタの1つのベース電圧および本装置のト
ライアックに流れる電流の時間を関数としたグラフ、第
7図は第4図および5図に比して拡大された縮尺で時間
の関数としてのトライアツクの移相コンデンサの電圧の
グラフ、および第8図は第5図のベース電圧を示す第7
図と同じ縮尺のグラフである。 1,2・・・・・・端子、3・・・・・・トライアツク
、3a・・・・・・制御電極、4・・・・・・ダイアツ
ク、5・・・・・・中間点、6,7,11,12,16
,19,26,27,28,29,30,33・・・・
・・抵抗、8,17,20…・・・コンデンサ、、9・
・・・・・分路、10・・・・・・制御回路、13,1
4……ネットワーク、15,18,31,32…・・・
ダイオード、21・・…・導線、24,25・・・・・
・トランジスタ、M・・・・・・電動機。 FIG‐’FIG‐3 FIG‐2 FIG‐4 FIG・7 FIG‐8 川 ○ い ○ ○ 止

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 単相電源により給電される為のコミユニテータを有
    する交流電動機用の電流制限装置において、 前記電動
    機と直列にかつトリガ可能なシリコン制御整流要素の制
    御電圧を与えるRC移相シフト回路と並列に接続された
    トリガ可能シリコン制御整流要素を設け、前記RC回路
    の容量性分岐は前記整流要素のトリガ時点を修正する為
    ある量の前記分岐の充電電流を分路する分路と並列に接
    続され、前記分路は共通のエミツタと接続される導通方
    向が反対の2つのトランジスタを有し、前記トランジス
    タのコレクタ・エミツタは前記容量性分岐と並列に接続
    され、前記制限装置はその大きさが前記整流要素を流れ
    る電流の2つの半サイクルの関数である2つの連続する
    制御信号を与える制御回路を有し、この制御回路は前記
    整流要素を流れる電流の関数である測定電圧を与える要
    素と前記測定電圧の各半サイクルをそれぞれ整流する為
    の2重の整流兼平滑回路とを有し、前記トランジスタの
    ベースは前記分路が電動機の電流の予め定められた電流
    の閾値を超えて電流の各時点の2つの半サイクルの実質
    的部分を分路動作できる様に前記制御信号をそれぞれ受
    ける事を特徴とする装置。
JP52057534A 1976-05-18 1977-05-18 交流電動機用の電流制限装置 Expired JPS6031197B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR7614943A FR2352424A1 (fr) 1976-05-18 1976-05-18 Dispositif limiteur de courant pour moteur a courant alternatif
FR7614943 1976-05-18

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS52140844A JPS52140844A (en) 1977-11-24
JPS6031197B2 true JPS6031197B2 (ja) 1985-07-20

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JP (1) JPS6031197B2 (ja)
DE (1) DE2722966C3 (ja)
FR (1) FR2352424A1 (ja)
GB (1) GB1581609A (ja)
IT (1) IT1083108B (ja)
NL (1) NL7705288A (ja)

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