JPS61240886A - 回転数制御装置 - Google Patents
回転数制御装置Info
- Publication number
- JPS61240886A JPS61240886A JP60080542A JP8054285A JPS61240886A JP S61240886 A JPS61240886 A JP S61240886A JP 60080542 A JP60080542 A JP 60080542A JP 8054285 A JP8054285 A JP 8054285A JP S61240886 A JPS61240886 A JP S61240886A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- current
- motor
- switching element
- zero
- trigger signal
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- Pending
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- Control Of Ac Motors In General (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は、送風機や回転機に用いられる交流式電動機の
回転数制御装置に関するものである。
回転数制御装置に関するものである。
従来の技術
従来の交流式電動機（以下′、モータと略す）の回転数
制御には、印加する電圧値を可変するものや、所定の位
相でスイッチング素子をトリガする位相制御等があった
。後者の例を第５図を用いて具体的に説明する。１は交
流電源、２は回転数制御するモータ、３はスイッチング
素子であるトライブックである。４のトリガ信号制御部
には、電源トランス５、整流用ダイオード６、電源ゼロ
クロス検出部７を介して、電源電圧のゼロクロスポイン
トが入力される。８は低圧側の電源部である。
制御には、印加する電圧値を可変するものや、所定の位
相でスイッチング素子をトリガする位相制御等があった
。後者の例を第５図を用いて具体的に説明する。１は交
流電源、２は回転数制御するモータ、３はスイッチング
素子であるトライブックである。４のトリガ信号制御部
には、電源トランス５、整流用ダイオード６、電源ゼロ
クロス検出部７を介して、電源電圧のゼロクロスポイン
トが入力される。８は低圧側の電源部である。
前記制御部４から出力されるトリガタイミング信号は、
９のトリガ信号発生部、パルストランス１０、抵抗１１
を介して、前記スイッチング素子のゲート信号となって
いる。上記開成により、電圧の所定位相でスイッチング
素子を導通させ、印加電圧の実効値を可変している。
９のトリガ信号発生部、パルストランス１０、抵抗１１
を介して、前記スイッチング素子のゲート信号となって
いる。上記開成により、電圧の所定位相でスイッチング
素子を導通させ、印加電圧の実効値を可変している。
発明が解決しようとする問題点
ところが、このような回転数制御装置では、スイッチン
グ素子の負、荷であるモータがインダクディグであるた
め、負荷電流は印加電圧に対して所定位相分遅れ、必ず
しも電流のゼロクロスポイントでトリガパルスを発する
訳ではないので、負荷の突入電流が非常に大きくなる場
合があった。それ故、前記スイッチング素子としてはサ
イクル毎のサージ電流に対する最大定格の大きな素子を
用いなければならないという問題があった。
グ素子の負、荷であるモータがインダクディグであるた
め、負荷電流は印加電圧に対して所定位相分遅れ、必ず
しも電流のゼロクロスポイントでトリガパルスを発する
訳ではないので、負荷の突入電流が非常に大きくなる場
合があった。それ故、前記スイッチング素子としてはサ
イクル毎のサージ電流に対する最大定格の大きな素子を
用いなければならないという問題があった。
本発明はこのような従来の問題点を解消するものであり
、突入電流の抑制を図り、サージ電流定格の小さなスイ
ッチング素子も利用可能にする四本発明の回転数制御装
置は、電動機と、前記電動機駆動用スイッチング素子と
、前記スイッチング素子用トリガ信号発生部と、前記電
動機印加用交流電圧のゼロクロス検出部と、前記電動機
通電電流の印加電圧に対する位相ずれ検出部と、前記位
相ずれ検出部の信号によって前記トリガ信号発生部のタ
イミングを制御する制御部とから開成されている。
、突入電流の抑制を図り、サージ電流定格の小さなスイ
ッチング素子も利用可能にする四本発明の回転数制御装
置は、電動機と、前記電動機駆動用スイッチング素子と
、前記スイッチング素子用トリガ信号発生部と、前記電
動機印加用交流電圧のゼロクロス検出部と、前記電動機
通電電流の印加電圧に対する位相ずれ検出部と、前記位
相ずれ検出部の信号によって前記トリガ信号発生部のタ
イミングを制御する制御部とから開成されている。
作 用
本発明の回転数制御装置は、負荷であるモータの電流遅
れを検出し、その遅れ分を見込んだ電流ゼロクロス点で
スイッチング素子導通用のトリガ信号を発し、突入電流
を抑制するものである。
れを検出し、その遅れ分を見込んだ電流ゼロクロス点で
スイッチング素子導通用のトリガ信号を発し、突入電流
を抑制するものである。
実施例
以下、本発明の実施例をファンモータの回転数制御を例
に挙げ説明する。第１図に本発明の回転数制御装置のブ
ロック図を示す。１は交流電源、２は負荷であるファン
モータ、１２はスイッチング素子、１３は前記スイッチ
ング素子用トリガ信号発生部、１４は交流電圧のゼロク
ロス検出部、１５は電動機通電電流の印加電圧に対する
位相ずれ検出部、１６はトリガ信号発生部のタイミング
を制御する制御部である。１６の制御部は、ファンモー
タへの印加電圧ゼロクロス信号を入力し、所定の位相で
スイッチング素子１２を導通用トリガ信号を発する。１
５ではファンモータの通電電流を検出し、１６の制御部
へ位相信号を出力している。ファンモータへの印加電圧
をオン期間とオフ期間の比で制御するデユーティ制御方
式では、最初のオン期間の立ち上がシを所定の設定値で
トリガし、最低半周期後の電流の遅れ位相から、次期ト
リガポイントを電流ゼロクロスで発生させる。
に挙げ説明する。第１図に本発明の回転数制御装置のブ
ロック図を示す。１は交流電源、２は負荷であるファン
モータ、１２はスイッチング素子、１３は前記スイッチ
ング素子用トリガ信号発生部、１４は交流電圧のゼロク
ロス検出部、１５は電動機通電電流の印加電圧に対する
位相ずれ検出部、１６はトリガ信号発生部のタイミング
を制御する制御部である。１６の制御部は、ファンモー
タへの印加電圧ゼロクロス信号を入力し、所定の位相で
スイッチング素子１２を導通用トリガ信号を発する。１
５ではファンモータの通電電流を検出し、１６の制御部
へ位相信号を出力している。ファンモータへの印加電圧
をオン期間とオフ期間の比で制御するデユーティ制御方
式では、最初のオン期間の立ち上がシを所定の設定値で
トリガし、最低半周期後の電流の遅れ位相から、次期ト
リガポイントを電流ゼロクロスで発生させる。
この方式を用いた回転数制御装置では、スイッチング素
子への突入電流を最小回数に留めることが出来、また、
最初のトリガ設定ポイントをファンモータの電流遅れ位
相に略合致した値にしておけば、当初の突入電流をも小
さな値に抑えることが出来るので、サージ的にも定格の
小さなスイッチング素子を用いることが可能である。
子への突入電流を最小回数に留めることが出来、また、
最初のトリガ設定ポイントをファンモータの電流遅れ位
相に略合致した値にしておけば、当初の突入電流をも小
さな値に抑えることが出来るので、サージ的にも定格の
小さなスイッチング素子を用いることが可能である。
第２図に、本発明の主要開成要素の具体的な回路図を示
す。１２のスイッチング素子部はトライアック１７とス
ナバ回路開成の抵抗１８とコンデンサ１９から成ってい
る。このトライアック１７のゲート信号は、１３ａと１
３ｂで開成されるトリガ信号発生部で制御され、この発
生部はフォトトライアック２０と抵抗２１．２２から成
っている。さらに、このトリガ信号発生部は、そのタイ
ミングを制御する１６の制御部でコントロールされてい
る。そして、前述のタイミングを決定するために、トラ
ンジスタ２３、抵抗２４．２５．２６から成る交流電圧
のゼロクロス検出部１４の信号及び、ファンモータの通
電電流を検出するコイル２６と、トランジスタ２７．２
８、抵抗２９．３０．３１．３２．３３．３４．３５、
コンデンサー３６．３７から成る位相ずれ検出部の信号
を制御部１６に取シ込んでいる。５は電源トラン７．６
は整流用のダイオード、８は低圧電源である。この回路
の具体的な動作は第４図で示す。
す。１２のスイッチング素子部はトライアック１７とス
ナバ回路開成の抵抗１８とコンデンサ１９から成ってい
る。このトライアック１７のゲート信号は、１３ａと１
３ｂで開成されるトリガ信号発生部で制御され、この発
生部はフォトトライアック２０と抵抗２１．２２から成
っている。さらに、このトリガ信号発生部は、そのタイ
ミングを制御する１６の制御部でコントロールされてい
る。そして、前述のタイミングを決定するために、トラ
ンジスタ２３、抵抗２４．２５．２６から成る交流電圧
のゼロクロス検出部１４の信号及び、ファンモータの通
電電流を検出するコイル２６と、トランジスタ２７．２
８、抵抗２９．３０．３１．３２．３３．３４．３５、
コンデンサー３６．３７から成る位相ずれ検出部の信号
を制御部１６に取シ込んでいる。５は電源トラン７．６
は整流用のダイオード、８は低圧電源である。この回路
の具体的な動作は第４図で示す。
次に、第３図にインダクティプな特性をもった負荷の印
加電圧と通電電流の位相ずれを示す。■は負荷であるモ
ータ両端の電圧波形、■はモータの通電電流波形である
。横軸の零点をクロスするポイントはθだけずれ、これ
が電流の遅れ位相である。このθは、モータ単品でもバ
ラツキがあると、周囲温度特性を含めた負荷状態によっ
ても、微妙に差が生ずる。
加電圧と通電電流の位相ずれを示す。■は負荷であるモ
ータ両端の電圧波形、■はモータの通電電流波形である
。横軸の零点をクロスするポイントはθだけずれ、これ
が電流の遅れ位相である。このθは、モータ単品でもバ
ラツキがあると、周囲温度特性を含めた負荷状態によっ
ても、微妙に差が生ずる。
次に第４図で、第２図に示した具体回路例での動作波形
を説明する。（３）は電源電圧の波形、（Ｂ）は１３の
トリガ信号発生部の波形タイミングを示す。
を説明する。（３）は電源電圧の波形、（Ｂ）は１３の
トリガ信号発生部の波形タイミングを示す。
斜線の部分がオン期間信号で、本例は２サイクルオン、
１サイクルオフのデユーティ制御を実施している。（０
はファンモータの電流波形、すなわち、コイ／ｌ／２６
で検出した信号、■）は１５のモータ通電電流の印加電
圧に対する位相ずれ検出部の出力波形、すなわち、トラ
ンジスタ２８のコレクルＨ位の変化を示している。電圧
立ち上がシ、すなわち、ゼロクロスから当初設定した位
相ずれに相当する時間上〇だけ遅れての）のゲートトリ
ガ信号を発すれば、通電電流の正位相変化に従って位相
検出部の出力信号はハイレベルに立ち上がる。この最初
のトリガポイントは必ずしも負荷電流のゼロクロスでは
ないので、突入電流として定常のピーク値よりも高い値
が生じている。その後、１周期経った時点で電流が負か
ら正の位相変化を示すゼロクロスが検出できる。その位
相ずれを、時間ｔ１ で示している。半周期日の電流が
正から負へ変化する時点でも検出は可能であるが、第２
図の例では半波整流方式のため電圧のゼロクロス検出か
らカウントし、電流のゼロクロス（負から正）までの時
間計測をした例を示している。そして電圧を２サイクル
オンさせた後に、電流がゼロクロスする以前（ｔ２）に
ゲートトリガ信号を無くせば、モータの電流が零になっ
た時点でスイッチング素子はオフする。次にオンさせる
タイミングｔ３は、直前のデユーティ制御で検出した電
流のゼロクロスポイント、すなわち、ｔ３＝ｔ２ と
すれば突入電流を最小に抑えることが出来るのである。
１サイクルオフのデユーティ制御を実施している。（０
はファンモータの電流波形、すなわち、コイ／ｌ／２６
で検出した信号、■）は１５のモータ通電電流の印加電
圧に対する位相ずれ検出部の出力波形、すなわち、トラ
ンジスタ２８のコレクルＨ位の変化を示している。電圧
立ち上がシ、すなわち、ゼロクロスから当初設定した位
相ずれに相当する時間上〇だけ遅れての）のゲートトリ
ガ信号を発すれば、通電電流の正位相変化に従って位相
検出部の出力信号はハイレベルに立ち上がる。この最初
のトリガポイントは必ずしも負荷電流のゼロクロスでは
ないので、突入電流として定常のピーク値よりも高い値
が生じている。その後、１周期経った時点で電流が負か
ら正の位相変化を示すゼロクロスが検出できる。その位
相ずれを、時間ｔ１ で示している。半周期日の電流が
正から負へ変化する時点でも検出は可能であるが、第２
図の例では半波整流方式のため電圧のゼロクロス検出か
らカウントし、電流のゼロクロス（負から正）までの時
間計測をした例を示している。そして電圧を２サイクル
オンさせた後に、電流がゼロクロスする以前（ｔ２）に
ゲートトリガ信号を無くせば、モータの電流が零になっ
た時点でスイッチング素子はオフする。次にオンさせる
タイミングｔ３は、直前のデユーティ制御で検出した電
流のゼロクロスポイント、すなわち、ｔ３＝ｔ２ と
すれば突入電流を最小に抑えることが出来るのである。
以降、このタイミングでスイッチング素子のゲートをト
リガし、２周期オン、１周期オフのデユーティ制御を繰
り返せばよいのである。また、常に電流の位相ずれを検
出し、制御対象の状況変化に伴ってトリガ位相を微調整
すれば、より精度よくオン時の電流ピーク値を抑えるこ
とが可能となる。
リガし、２周期オン、１周期オフのデユーティ制御を繰
り返せばよいのである。また、常に電流の位相ずれを検
出し、制御対象の状況変化に伴ってトリガ位相を微調整
すれば、より精度よくオン時の電流ピーク値を抑えるこ
とが可能となる。
このようなファンモータのデユーティ制御は、扇風機等
の送風機器や、調理器に組み込まれた電装器冷却用のフ
ァンの制御にも利用される。
の送風機器や、調理器に組み込まれた電装器冷却用のフ
ァンの制御にも利用される。
発明の効果
以とのように本発明の回転数制御装置は、ファンモータ
等の電流の電圧に対する位相ずれを検出し、電流のゼロ
クロスでファンモータ制御用のスイッチング素子のゲー
トトリガ信号を出力する。
等の電流の電圧に対する位相ずれを検出し、電流のゼロ
クロスでファンモータ制御用のスイッチング素子のゲー
トトリガ信号を出力する。
それ故、スイッチング素子に流れる突入電流を最小限に
抑制出来るのである。すなわち、デユーティ制御当初に
のみおける単発的なサージ電流に対して規格と余裕のあ
るスイッチング素子を選定すればよく、スイッチング素
子の寿命を長くすることが出来る上、コスト的にも優れ
た設計が可能となるのである。また、発生雑音の軽減が
図れるというメリットもある。
抑制出来るのである。すなわち、デユーティ制御当初に
のみおける単発的なサージ電流に対して規格と余裕のあ
るスイッチング素子を選定すればよく、スイッチング素
子の寿命を長くすることが出来る上、コスト的にも優れ
た設計が可能となるのである。また、発生雑音の軽減が
図れるというメリットもある。
第１図は本発明の一実施例における回転数制御装置のブ
ロック図、第２図はその具体的回路図、第３図はファン
モータの電圧と電流の位相ずれを示す図、第４図は本発
明のデユーティ制御のタイミングを示す図、第５図は従
来の回転数制御装置のブロック図である。 ２・・・・・・電動機、１２・・・・・・電動機駆動用
スイッチング素子、１３・・・・・・トリガ信号発生部
、１４・・・・・・電圧のゼロクロス検出部、１５・・
・・・・電流の印加電圧に対する位相ずれ検出部、１６
・・・・・・制御部。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第１
図 第３図 第４図
ロック図、第２図はその具体的回路図、第３図はファン
モータの電圧と電流の位相ずれを示す図、第４図は本発
明のデユーティ制御のタイミングを示す図、第５図は従
来の回転数制御装置のブロック図である。 ２・・・・・・電動機、１２・・・・・・電動機駆動用
スイッチング素子、１３・・・・・・トリガ信号発生部
、１４・・・・・・電圧のゼロクロス検出部、１５・・
・・・・電流の印加電圧に対する位相ずれ検出部、１６
・・・・・・制御部。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第１
図 第３図 第４図
Claims (3)
- （１）電動機と、前記電動機駆動用スイッチング素子と
、前記スイッチング素子用トリガ信号発生部と、前記電
動機印加用交流電圧のゼロクロス検出部と、前記電動機
通電電流の印加電圧に対する位相ずれ検出部と、前記位
相ずれ検出部の信号によって前記トリガ信号発生部のタ
イミングを制御する制御部とからなる回転数制御装置。 - （２）前記位相ずれ検出部の信号により、電動機通電電
流のゼロクロス点でトリガ信号を発生することを特徴と
する特許請求の範囲第１項記載の回転数制御装置。 - （３）電動機に印加する交流電圧のオン周期とオフ周期
との比で回転数を制御することを特徴とする特許請求の
範囲第２項記載の回転数制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60080542A JPS61240886A (ja) | 1985-04-16 | 1985-04-16 | 回転数制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60080542A JPS61240886A (ja) | 1985-04-16 | 1985-04-16 | 回転数制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61240886A true JPS61240886A (ja) | 1986-10-27 |
Family
ID=13721233
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60080542A Pending JPS61240886A (ja) | 1985-04-16 | 1985-04-16 | 回転数制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61240886A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100657800B1 (ko) | 2004-06-22 | 2006-12-15 | 삼성전자주식회사 | 모터의 위상 제어장치 및 방법 |
-
1985
- 1985-04-16 JP JP60080542A patent/JPS61240886A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100657800B1 (ko) | 2004-06-22 | 2006-12-15 | 삼성전자주식회사 | 모터의 위상 제어장치 및 방법 |
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