JPS6111999Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は単相交流整流子直巻電動機の速度制御
装置に関する。

従来、交流電源から双方向３極制御素子を介し
て単相交流整流子直巻電動機に電動機電流を供給
する主電動機回路と、該制御素子にトリガ電流を
供給するトリガ素子と、交流電源及び該トリガ素
子に接続された電荷蓄積用コンデンサを備え、該
コンデンサの端子電圧が所定値に達するとトリガ
素子が導通して前記制御素子にトリガ電流を供給
するようにした電動機の速度制御装置において、
コンデンサへの充電電流量を制御する速度設定用
の可変抵抗器に代わり、発光素子と、光導電素子
と、該発光素子から該光導電素子への入射光量を
調整するためのスリツトとを設け、スリツトの開
口を調整することにより光導電素子の抵抗値を変
えて速度制御を行うようにして速度制御装置のコ
ストを低減させたものが、同一出願人により昭和
56年８月３日に出願された特許出願第56−121687
号に示されている。

第１図はこのように従来の交流整流子直巻電動
機の速度制御装置の回路図を示す。第１図におい
て、 符号１は電絃スイツチ、２は双方向３極制御素
子例えばトライアツク、３はトライアツク２のゲ
ート電極にトリガ信号を供給するトリガ素子であ
る双方向ダイオード素子、即ちダイアツク、４は
ダイアツク３を導通させてトリガ−パルスを発生
させるための電荷蓄積用コンデンサ、５はダイア
ツク３に過電流が流れるのを防ぐ保護抵抗器、６
は交流電源、７は単相交流整流子直巻電動機、１
０は電動機の最高速度を調整するための半固定抵
抗、１５はトライアツク２を保護すると共にその
誤動作を防止するためのコンデンサ、１６はコン
デンサ１５の放電時にトライアツク２に過大電流
が流れるのを防止するための抵抗、１７はトライ
アツクが微少の障害波等によつて誤動作するのを
防止するための抵抗、１８は定電圧発光素子例え
ばネオン放電管、１９は光電変換受光素子例えば
cds光導電素子、２０はネオン放電管１８から
cdsの光導電素子１９に照射される光量を調整す
るためのシヤツタ２０である。

定電圧発光素子であるネオン放電管１８は、コ
ンデンサ４と半固定抵抗１０とcds光導電素子１
９の回路に一定電圧を印加すると共に、交流電源
電圧を制御波形として都合の良い波形に整形して
該直列回路に印加し、更にcds光導電素子１９へ
光を照射するための発光素子として作用するもの
である。シヤツタ２０は手動によつてその開口２
１の大きさが調整可能であり、それによりネオン
放電管１８からcds光導電素子１９に照射される
光量が変化するものである。

次にこの回路の動作を説明する。

先ず端子２４側を正とする電源電圧を正の半サ
イクルにおいて、電源スイツチ１を閉じると電源
電流は抵抗器５、ネオン管１８、半固定抵抗器１
０、光導電素子１９、コンデンサ４、電源スイツ
チ１を介して流れる。この場合、シヤツタ２０の
開口２１は或る所定値以下に絞られているため光
導電素子１９の抵抗値が最大であるためコンデン
サ４の端子電圧はダイアツク３のブレークオーバ
電圧に達しないのでコンデンサ４の電荷は放電さ
れない。従つて、トライアツク２にトリガ信号が
供給されないのでトライアツク２は導通せず電動
機は停止した状態を保つ。端子２３側を正とする
負の半サイクルにおいては、電源電流は正の半サ
イクル方向と逆方向に流れるが同様にコンデンサ
４の端子電圧はダイアツク３のブレークオーバ電
圧に達せず電動機は停止したままとなる。次いで
開口２１を少し開き光導電素子１９の抵抗値を減
少するとコンデンサ４への電流が増加しコンデン
サ４の端子電圧がダイアツク３のブレークオーバ
電圧に達しダイアツク３は通電してコンデンサ４
の電荷をダイアツク３を経て急速に放電する。従
つて、トライアツクのゲートにはダイアツク３よ
りゲート信号が供給されトライアツク２は通電を
開始するがこの時の通電量は少なく電動機７は低
速度運転を始める。更にシヤツタ２０の開口２１
を開いて光導電素子の抵抗値を減少するに従つて
回転速度が増加し、シヤツタの開口が最大のとき
電動機は最大の回転速度となる。

ところでこのような速度制御装置において、一
点鎖線２７で囲まれたコントローラ部は通常１つ
のケーシングの中に収容され、その出力線は図示
しない接続器を介して交流電源６及び直流電動機
７に接続されるが、この場合コントローラ部２７
からの出力線は３本であり、それぞれ接続器の端
子２３，２５，２６を介して交流電源及び電動機
に接続される。

この様にコントローラ部からの出力線数が多い
と結線が複雑となると共に接続線の長さの総和が
大きくなるためコスト高となつた。

本考案の目的は従来の速度制御装置の上記欠顛
を除去することにある。

本考案はこのような目的を達成するため、抵抗
５の接続位置を変えることによりコントローラ部
の出力線数を２本に減少させたものである。即
ち、第１図において抵抗５の端子２５の位置を端
子２６の位置に変えて端子２５を不用としたもの
である。

以下、本考案を添付図面を参照して詳細に説明
する。

第２図、第４図は本考案による速度制御装置の
実施例を示し、図中第１図と同一番号のものは同
一機能を有するものとする。第２図に示す実施例
は、第１図に従来装置において抵抗５の一端が電
動機７とトライアツク２の間の接続点にくるよう
接続し、定電圧発光素子として例えばネオン放電
管３０を抵抗５とcds光導電素子１９の間に接続
し、ネオン放電管１８の代わりに抵抗１８′を用
いたものである。

次に第２図に示す回路の動作について説明す
る。先ず端子２９側を正とする電源電圧の正の半
サイクルにおいて、電源スイツチ１を閉じると電
源電流は電動機７、抵抗器５、ネオン管３０、半
固定抵抗器１０、cds光導電素子１９、コンデン
サ４、抵抗器１８′、電源スイツチ１を介して流
れる。この場合、シヤツタ２０の開口２１は或る
所定値以下に絞られているためcds光導電素子１
９の抵抗値は最大であるためコンデンサ４の端子
電圧はダイアツク３のブレークオーバ電圧に達し
ないのでコンデンサ４の電荷は放電されない。従
つて、トライアツク２にトリガ信号が供給されな
いのでトライアツク２は通電せず電動機は停止し
た状態を保つ。負の半サイクルにおいては、電源
電流は正の半サイクルと逆方向に流れるが同様に
コンデンサ４の端子電圧はダイアツク３のブレー
クオーバ電圧に達せず電動機は停止したままとな
る。次いで開口２１を少し開きcds光導電素子１
９の抵抗値を減少するとコンデンサ４への電流が
増加しコンデンサ４の端子電圧がダイアツク３の
ブレークオーバ電圧に達しダイアツク３は通電し
てコンデンサ４の電荷をダイアツク３を経て急速
に放電する。従つて、トライアツクのゲートには
ゲート信号が供給されトライアツク２は通電を開
始するがこの時の通電量は少なく電動機７は低速
度運転を始める。更にシヤツタ２０の開口２１を
開いてcds光導電素子の抵抗値を減少するに従つ
て回転速度が増加し、シヤツタの開口が最大のと
き電動機は最大の回転速度となる。

ところで、トライアツク２の通電により電動機
７が回転すると、電動機の両端子Ａ，Ｂ間の電圧
波形は第３図に示すようになり、図中、電圧波形
の斜線部分は、トライアツク３によつて電動機の
駆動電流が遮断された場合電動機の電機子間に発
生する誘起電圧（フラツシユ電圧）を示し、それ
は電動機電流の零交差点直後が最も大きく、かつ
回転速度が速くなると減少し、回転速度が遅くな
ると増加するもので最大10V位である。従つて、
軽負荷時（電動機の回転速度が速い時）にはその
フラツシユ電圧は小さく、重負荷時（電動機の回
転速度が遅い時）には大きくなる。

このフラツシユ電圧の極性は通電した半サイク
ルの電圧の極性とは反対方向であり次の半サイク
ルの電圧の極性と同極性である。

このフラツシユ電圧はコンデンサ４を直接充電
することとなるが、ここで電源電圧とフラツシユ
電圧とによるコンデンサ４の充電電圧の方向につ
いて調べてみると、通電電流が正の半サイクルの
ときＢ側よりＡ側へ流れると、電源電圧はＢ側が
正でＡ側が負の極性となる。従つて、フラツシユ
電圧はＡ側が正でＢ側が負の極性となり、抵抗
５、ネオン放電管３０、半固定抵抗１０、cds光
導電素子１９を介してコンデンサ４に印加され
る。ところで次の電源電圧の半サイクルの極性は
端子２７側が正、端子２９側が負となるため、電
源電流は端子２７、スイツチ１を介してコンデン
サ４を充電することとなり、フラツシユ電圧によ
る充電方向と逆となる。従つてフラツシユ電圧が
そのままコンデンサ４に印加されるとすると、フ
ラツシユ電圧の変化がトライアツク２の通電位相
角を好ましくない方向に変化させることになる。
すなわち、電動機７への負荷が増加し、回転速度
が減少するとフラツシユ電圧が増加してコンデン
サ４の充電電圧がダイアツク３のブレークオーバ
電圧に達する時期をより遅らせるため、トライア
ツク２の通電位相角は更に遅れて電動機７に流れ
る電流量を減少するので電動機７の回転速度をよ
り遅くする方向に作用する。また、電動機７の負
荷が減少し回転速度が増加するとフラツシユ電圧
は減少しコンデンサ４の充電電圧がダイアツク３
のブレークオーバ電圧に達する時期がより早くな
りトライアツク２の通電位相角が進み電動機に流
れる駆動電流が増加するので電動機７の回転速度
は更に増加する方向に作用する。このように電動
機の負荷による回転速度の変化を増幅するように
極めて不利に作用することとなる。従つて、この
フラツシユ電圧を抑圧するために定電圧素子例え
ばネオン放電管３０が設けられている。上記した
様に、フラツシユ電圧は電源電圧の零交差点直後
が最も大きく最大約10Vである。他方、ネオン放
電管の放電開始電圧は10V以上で通常数十Ｖであ
る。従つて、第２図の回路で、例えば電源電圧の
正の半サイクルにおいてトライアツク２の通電が
終ると、Ａ側を正とするフラツシユ電圧が発生し
て抵抗５を介してネオン放電管３０に印加される
と共に、負の半サイクルの電源電圧が端子２７、
スイツチ１を介してコンデンサ４に印加されると
共に抵抗１８′を介してネオン放電管３０に印加
されるが、フラツシユ電圧がネオン放電管３０の
放電開始電圧に達しないため遮断状態にありコン
デンサ４の充電は行なわれない。コンデンサ４へ
の充電が開始されるのはネオン放電管に印加され
る電源電圧が放電開始電圧に達した時であるが、
このときは既にフラツシユ電圧は減少しているた
めコンデンサ４は電源電圧のみにより充電され
る。従つて、フラツシユ電圧による上記の欠点は
除かれ、コンデンサ４の充電電圧はフラツシユ電
圧に無関係にシヤツタ２０の開口２１の大きさに
依存して制御され、良好な安定した速度制御が行
なわれる。

このようにネオン放電管３０はフラツシユ電圧
が制御装置に悪影響を及ぼすのを防止すると共に
cds光導電素子への光源として作用するものであ
る。

以上の様に本実施例では、抵抗５の位置を変え
ると共にこれに伴うフラツシユ電圧による悪影響
を防止するために定電圧発光素子３０を設けるこ
とにより、コントローラ部３２の出力線数を２本
とし接続器（図示せず）の端子は２８と３１の２
個で済ませることができる。従つて結線数を減ら
すことができるため組立を容易にすることができ
ると共にコストを下げることができる。

第４図は本考案による速度制御装置の別の実施
例であり、第２図の実施例において抵抗１８′の
代わりに定電圧素子例えばネオン放電管１８″を
用いたものである。

定電圧素子であるネオン放電管１８″は、コン
デンサ４と半固定抵抗１０とcds光導電素子１９
の回路に一定電圧を印加すると共に、交流電源電
圧を制御波形として都合の良い波形に整形して該
回路に印加し、それにより電源電圧の変動に対す
る電動機の回転数の変動を防止し、安定な制御を
行うことができる。他の部分の回路構成、動作及
び効果は第２図の実施例を同様である。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の電動機の速度制御装置の回路
図、第２図は本考案による電動機の速度制御装置
の実施例の回路図、第３図は第２図の回路の動作
を説明するための波形図、第４図は本考案による
電動機の速度制御装置の別の実施例の回路図であ
る。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 １ 交流電源から双方向３極制御素子を介して単
   相交流整流子電動機に電動機電流を供給する主電
   動機回路と、該制御素子にトリガ信号を供給する
   トリガ信号供給手段とを備えた単相交流整流子電
   動機の速度制御装置において、該トリガ信号供給
   手段は、交流電源と前記制御素子との間に一端が
   接続された電荷蓄積用コンデンサと、該コンデン
   サに直列に接続された光電変換受光素子と、該受
   光素子に直列に接続された発光素子と、前記発光
   素子と受光素子との間に配置され前記発光素子か
   ら受光素子への入射光量を調節可能なシヤツタ
   と、前記コンデンサに接続された双方向ダイオー
   ド素止とを備え、前記ダイオード素子は前記コン
   デンサの端子電圧が所定値に達すると導通して前
   記制御素子のゲート電極へトリガ信号を与えて導
   通せしめ、前記コンデンサと前記受光素子と前記
   発光素子の直列回路は前記制御素子の両端子間に
   接続されていることを特徴とする前記速度制御装
   置。 ２ 実用新案登録請求の範囲第１項において、前
   記コンデンサと前記受光素子との直列体に並列に
   定電圧素子が接続されていることを特徴とする前
   記速度制御装置。