JPS6145753Y2 - - Google Patents
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- JPS6145753Y2 JPS6145753Y2 JP1980128431U JP12843180U JPS6145753Y2 JP S6145753 Y2 JPS6145753 Y2 JP S6145753Y2 JP 1980128431 U JP1980128431 U JP 1980128431U JP 12843180 U JP12843180 U JP 12843180U JP S6145753 Y2 JPS6145753 Y2 JP S6145753Y2
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- Japan
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- voltage
- rectifier circuit
- capacitor
- motor
- armature
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- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims description 14
- 238000007599 discharging Methods 0.000 claims 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 3
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 2
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 1
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- Control Of Direct Current Motors (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】
本考案は、商用交流電源から供給される電力を
位相制御することにより速度を制御する直流電動
機の速度制御装置に関するものである。
位相制御することにより速度を制御する直流電動
機の速度制御装置に関するものである。
従来のこの種の装置として、電動機の電機子誘
起電圧に応じて出力パルスの位相が変化する弛張
発振回路から位相制御用サイリスタに点弧パルス
を供給して、電動機の回転速度を一定に保つよう
にしたものが知られている。第１図は従来のこの
種の速度制御装置の一例を示したもので、同図に
おいてACは商用交流電源である。この交流電源
の出力はダイオードD1，D2及びサイリスタQ1，
Q2からなる単相ブリツジ制御整流回路１に入力
され、制御整流回路１の直流出力端子間に直流電
動機の電機子Ｍが接続されている。制御整流回路
１の入力側の両端子にはカソードを共通接続した
ダイオードD3，D4のアノードが接続され、ダイ
オードD1，〜D4により全波整流回路２が構成さ
れている。全波整流回路２の直流出力端子間には
半固定抵抗器VR1と可変抵抗器VR2と半固定抵抗
器VR3が直列に接続されている。可変抵抗器VR2
の中間端子（摺動子）は抵抗器R1を介してプロ
グラマブルユニジヤンクシヨントランジスタ（ま
たはＮゲートサイリスタ。以下PUTという。）Q3
のアノードＡに接続され、PUTQ3のカソードＫ
は抵抗器R2を介して制御整流回路１の正側出力
端子に接続されている。PUTQ3のアノードＡと
制御整流回路１の正側出力端子との間にはコンデ
ンサＣとダイオードD5が並列に、ダイオードD5
のカソードがPUTQ3のアノードＡ側になるよう
接続されている。全波整流回路２と制御整流回路
１のそれぞれの正側出力端子間には分圧回路を構
成する抵抗器R3，R4の直列回路が接続され、抵
抗器R4の両端にはダイオードD6が、そのアノー
ドが制御整流回路１の正側出力端子側になるよう
にして並列接続されている。また抵抗器R3とR4
との接続点にはPUTQ3のゲートＧが接続されて
いる。さらにPUTQ3のカソードＫは抵抗器R5及
びR6を介してサイリスタQ1，Q2のゲートにそれ
ぞれ接続され、抵抗器R2の両端に得られるパル
スがサイリスタQ1，Q2のゲートカソード間に印
加されるようになつている。また電動機の電機子
Ｍの両端にはフライホイールダイオードD7が、
そのアノードを制御整流回路１の負側出力端子側
にして並列接続されている。以上の構成のうち
R1〜R4，D5，D6，Ｃ，Q3により図の鎖線で囲ま
れた弛張発振回路３が構成されている。
起電圧に応じて出力パルスの位相が変化する弛張
発振回路から位相制御用サイリスタに点弧パルス
を供給して、電動機の回転速度を一定に保つよう
にしたものが知られている。第１図は従来のこの
種の速度制御装置の一例を示したもので、同図に
おいてACは商用交流電源である。この交流電源
の出力はダイオードD1，D2及びサイリスタQ1，
Q2からなる単相ブリツジ制御整流回路１に入力
され、制御整流回路１の直流出力端子間に直流電
動機の電機子Ｍが接続されている。制御整流回路
１の入力側の両端子にはカソードを共通接続した
ダイオードD3，D4のアノードが接続され、ダイ
オードD1，〜D4により全波整流回路２が構成さ
れている。全波整流回路２の直流出力端子間には
半固定抵抗器VR1と可変抵抗器VR2と半固定抵抗
器VR3が直列に接続されている。可変抵抗器VR2
の中間端子（摺動子）は抵抗器R1を介してプロ
グラマブルユニジヤンクシヨントランジスタ（ま
たはＮゲートサイリスタ。以下PUTという。）Q3
のアノードＡに接続され、PUTQ3のカソードＫ
は抵抗器R2を介して制御整流回路１の正側出力
端子に接続されている。PUTQ3のアノードＡと
制御整流回路１の正側出力端子との間にはコンデ
ンサＣとダイオードD5が並列に、ダイオードD5
のカソードがPUTQ3のアノードＡ側になるよう
接続されている。全波整流回路２と制御整流回路
１のそれぞれの正側出力端子間には分圧回路を構
成する抵抗器R3，R4の直列回路が接続され、抵
抗器R4の両端にはダイオードD6が、そのアノー
ドが制御整流回路１の正側出力端子側になるよう
にして並列接続されている。また抵抗器R3とR4
との接続点にはPUTQ3のゲートＧが接続されて
いる。さらにPUTQ3のカソードＫは抵抗器R5及
びR6を介してサイリスタQ1，Q2のゲートにそれ
ぞれ接続され、抵抗器R2の両端に得られるパル
スがサイリスタQ1，Q2のゲートカソード間に印
加されるようになつている。また電動機の電機子
Ｍの両端にはフライホイールダイオードD7が、
そのアノードを制御整流回路１の負側出力端子側
にして並列接続されている。以上の構成のうち
R1〜R4，D5，D6，Ｃ，Q3により図の鎖線で囲ま
れた弛張発振回路３が構成されている。
上記の速度制御装置においては、全波整流回路
２、半固定抵抗器VR1、可変抵抗器VR2、抵抗器
R1、コンデンサＣ及び電機子Ｍを通して電流が
流れ、コンデンサＣが充電される。これにより
PUTQ3のアノードカソード間電圧Vaも上昇す
る。一方全波整流回路２の出力電圧をVd、電機
子Ｍの誘起電圧をEaとすると、PUTQ3が遮断状
態にあるときこのPUTQ3のゲートカソード間電
圧Vgは、 Vg≒（Vd−Ea）｛R4／（R3＋R4）｝…(1)とな
る。ここでPUTQ3のピーク点電圧をVp、オフセ
ツト電圧をVtとすると、コンデンサＣの両端電
圧が上昇して、PUTQ3のアノードカソード間電
圧Vaが、Va＝Vp＝Vg＋Vt…(2)となつた瞬間に
PUTQ3のアノードカソード間が導通状態にな
る。これによりコンデンサＣの電荷が抵抗器R2
を通して放電し、抵抗器R2の両端にパルス状の
電圧が得られる。このパルス信号は抵抗器R5及
びR6を介してサイリスタQ1及びQ2のゲートカソ
ード間に点弧信号として供給され、サイリスタ
Q1及びQ2のうちアノードカソード間に順方向電
圧が印加されているサイリスタが導通する。した
がつて交流電源ACから制御整流回路１を介して
直流電動機の電機子Ｍに電力が供給され、電動機
が駆動される。そして電動機の回転速度が上昇し
て電機子Ｍの誘起電圧Egが増大するとPUTQ3が
導通する位相が遅れてサイリスタQ1，Q2への点
弧信号の位相が遅れ、電動機の回転速度が低下す
る。また電動機の回転速度が低下して電機子Ｍの
誘起電圧Eaが減少するとPUTQ3が導通する位相
が進み、サイリスタQ1，Q2への点弧信号の位相
が進んで電動機の回転速度が上昇する。このよう
にして電動機の回転速度が一定に保たれる。第２
図にPUTQ3のゲートカソード間電圧Vgとアノー
ドカソード間電圧Vaの波形を示す。しかしこの
場合は交流電源ACの電圧が上昇すると、コンデ
ンサＣへの充電電圧が大きくなるのでVaの立上
りが早く、またVgも大きくなるのでトリガ位相
θはほとんど変らないが交流電源電圧が高くなつ
た分だけ電機子Ｍに大きい電力が供給され、ほぼ
交流電源電圧に比例して回転が変化するという欠
点がある。このような電源電圧の変動による回転
速度の変動を改良するため第３図に示す装置が提
案された。この第３図の装置においては、第１図
の全波整流回路２の正側出力端子と半固定抵抗器
VR1との間に抵抗器R7を挿入して抵抗器R7と半固
定抵抗器VR1との接続点に抵抗器R8の一端を接続
し、この抵抗器R8の他端をツエナーダイオード
Dzを介して全波整流回路２の負側出力端子に接
続している。この第３図の装置の基本的な動作は
第１図の場合と変らないが、交流電源電圧が上昇
してVgが上昇しても、コンデンサＣの充電電圧
はツエナーダイオードDzと抵抗器R8とでクラン
プされるので上昇率がおさえられ、Vaの立上り
は第１図の場合程には早くならない。従つて、ト
リガ位相θが大きくなつて電機子Ｍへの供給電力
を一定に保とうとし、交流電源電圧変動に対する
速度変動を小さくするものである。この場合も
Vg，Vaの波形は第２図と同様である。この場合
負荷が増大して回転数が下り、誘起電圧Eaが下
ると、コンデンサＣへの充電電流が増してVaの
立上りが速くなり、トリガ位相θが短くなつてよ
り多くの電力が電機子Ｍへ供給される。しかしな
がら、この装置では第２図に示すようにVgの波
形に丸みがあるためにトリガ位相θの変化量を十
分大きくすることができず、回転数の低下を補償
しきれないで電動機の負荷変動に対する回転数変
動がやや大きくなるという欠点があつた。
２、半固定抵抗器VR1、可変抵抗器VR2、抵抗器
R1、コンデンサＣ及び電機子Ｍを通して電流が
流れ、コンデンサＣが充電される。これにより
PUTQ3のアノードカソード間電圧Vaも上昇す
る。一方全波整流回路２の出力電圧をVd、電機
子Ｍの誘起電圧をEaとすると、PUTQ3が遮断状
態にあるときこのPUTQ3のゲートカソード間電
圧Vgは、 Vg≒（Vd−Ea）｛R4／（R3＋R4）｝…(1)とな
る。ここでPUTQ3のピーク点電圧をVp、オフセ
ツト電圧をVtとすると、コンデンサＣの両端電
圧が上昇して、PUTQ3のアノードカソード間電
圧Vaが、Va＝Vp＝Vg＋Vt…(2)となつた瞬間に
PUTQ3のアノードカソード間が導通状態にな
る。これによりコンデンサＣの電荷が抵抗器R2
を通して放電し、抵抗器R2の両端にパルス状の
電圧が得られる。このパルス信号は抵抗器R5及
びR6を介してサイリスタQ1及びQ2のゲートカソ
ード間に点弧信号として供給され、サイリスタ
Q1及びQ2のうちアノードカソード間に順方向電
圧が印加されているサイリスタが導通する。した
がつて交流電源ACから制御整流回路１を介して
直流電動機の電機子Ｍに電力が供給され、電動機
が駆動される。そして電動機の回転速度が上昇し
て電機子Ｍの誘起電圧Egが増大するとPUTQ3が
導通する位相が遅れてサイリスタQ1，Q2への点
弧信号の位相が遅れ、電動機の回転速度が低下す
る。また電動機の回転速度が低下して電機子Ｍの
誘起電圧Eaが減少するとPUTQ3が導通する位相
が進み、サイリスタQ1，Q2への点弧信号の位相
が進んで電動機の回転速度が上昇する。このよう
にして電動機の回転速度が一定に保たれる。第２
図にPUTQ3のゲートカソード間電圧Vgとアノー
ドカソード間電圧Vaの波形を示す。しかしこの
場合は交流電源ACの電圧が上昇すると、コンデ
ンサＣへの充電電圧が大きくなるのでVaの立上
りが早く、またVgも大きくなるのでトリガ位相
θはほとんど変らないが交流電源電圧が高くなつ
た分だけ電機子Ｍに大きい電力が供給され、ほぼ
交流電源電圧に比例して回転が変化するという欠
点がある。このような電源電圧の変動による回転
速度の変動を改良するため第３図に示す装置が提
案された。この第３図の装置においては、第１図
の全波整流回路２の正側出力端子と半固定抵抗器
VR1との間に抵抗器R7を挿入して抵抗器R7と半固
定抵抗器VR1との接続点に抵抗器R8の一端を接続
し、この抵抗器R8の他端をツエナーダイオード
Dzを介して全波整流回路２の負側出力端子に接
続している。この第３図の装置の基本的な動作は
第１図の場合と変らないが、交流電源電圧が上昇
してVgが上昇しても、コンデンサＣの充電電圧
はツエナーダイオードDzと抵抗器R8とでクラン
プされるので上昇率がおさえられ、Vaの立上り
は第１図の場合程には早くならない。従つて、ト
リガ位相θが大きくなつて電機子Ｍへの供給電力
を一定に保とうとし、交流電源電圧変動に対する
速度変動を小さくするものである。この場合も
Vg，Vaの波形は第２図と同様である。この場合
負荷が増大して回転数が下り、誘起電圧Eaが下
ると、コンデンサＣへの充電電流が増してVaの
立上りが速くなり、トリガ位相θが短くなつてよ
り多くの電力が電機子Ｍへ供給される。しかしな
がら、この装置では第２図に示すようにVgの波
形に丸みがあるためにトリガ位相θの変化量を十
分大きくすることができず、回転数の低下を補償
しきれないで電動機の負荷変動に対する回転数変
動がやや大きくなるという欠点があつた。
本考案の目的は速度発電機や複雑な回路を用い
ずに交流電源電圧変動に対しても、負荷変動に対
しても回転数を比較的良好に補償することができ
る直流電動機の速度制御装置を提供することにあ
る。
ずに交流電源電圧変動に対しても、負荷変動に対
しても回転数を比較的良好に補償することができ
る直流電動機の速度制御装置を提供することにあ
る。
以下、図を用いて実施例により本考案を詳細に
説明する。なお、以下の説明において、第１図お
よび第３図と同等部分には同符号を用いている。
説明する。なお、以下の説明において、第１図お
よび第３図と同等部分には同符号を用いている。
第４図は本考案に係る直流電動機の速度制御装
置の一実施例を示す結線図であつて、第３図との
相違点は、抵抗器R8とツエナーダイオードDzの
直列回路から抵抗R8を除いて第１のツエナーダ
イオードDz1のみとし、ダイオードD6の代りに第
２のツエナーダイオードDz2と抵抗器R9との直列
回路を接続した点にある。なお第１のツエナーダ
イオードDz1および第２のツエナーダイオード
Dz2はいずれも全波整流回路２の正側出力端子側
にそれぞれのカソードが接続されている。
置の一実施例を示す結線図であつて、第３図との
相違点は、抵抗器R8とツエナーダイオードDzの
直列回路から抵抗R8を除いて第１のツエナーダ
イオードDz1のみとし、ダイオードD6の代りに第
２のツエナーダイオードDz2と抵抗器R9との直列
回路を接続した点にある。なお第１のツエナーダ
イオードDz1および第２のツエナーダイオード
Dz2はいずれも全波整流回路２の正側出力端子側
にそれぞれのカソードが接続されている。
上記実施例の基本動作は第１図及び第３図の場
合と全く同様であるが、本実施例ではコンデンサ
Ｃを充電する電圧が上昇すると該充電電圧はツエ
ナーダイオードDz1によりクランプされ、また
PUTQ3のゲートカソード間電圧Vgが上昇すると
このVgはツエナーダイオードDz2および抵抗器R9
によりクランプされる。従つて、この場合のVg
およびPUTQ3のアノードカソード間電圧Vaの波
形は第５図のようになる。第５図に示すVgは第
２図と比べ、相当に平坦な波形となつているの
で、誘起電圧Eaの僅かな変化、すなわちVaの立
上りの僅かな変化に対してもトリガ位相θは充分
大きく変化することになり、負荷変動特性は大幅
に改善されることとなる。また交流電源電圧変動
に対しては、ツエナーダイオードDz2と直列に抵
抗器R9が接続されているため、交流電源電圧変
動によりVgの平坦部の電圧が交流電源電圧に対
応して変動し、かつ、第１のツエナーダイオード
Dz1のためVaはほぼ一定となるので、トリガ位相
θは交流電源電圧に対応して変化することにな
る。したがつて電機子Ｍへの印加電力を一定に
し、回転数変動を小さくすることができる。すな
わち交流電源電圧が大きくなつた分と、トリガ位
相が遅れた分とが相殺されて電機子Ｍへ供給され
る電力がほぼ一定となる。このように本考案によ
れば、負荷変動および交流電源電圧変動の両方に
対して回転数を十分に補償できる。
合と全く同様であるが、本実施例ではコンデンサ
Ｃを充電する電圧が上昇すると該充電電圧はツエ
ナーダイオードDz1によりクランプされ、また
PUTQ3のゲートカソード間電圧Vgが上昇すると
このVgはツエナーダイオードDz2および抵抗器R9
によりクランプされる。従つて、この場合のVg
およびPUTQ3のアノードカソード間電圧Vaの波
形は第５図のようになる。第５図に示すVgは第
２図と比べ、相当に平坦な波形となつているの
で、誘起電圧Eaの僅かな変化、すなわちVaの立
上りの僅かな変化に対してもトリガ位相θは充分
大きく変化することになり、負荷変動特性は大幅
に改善されることとなる。また交流電源電圧変動
に対しては、ツエナーダイオードDz2と直列に抵
抗器R9が接続されているため、交流電源電圧変
動によりVgの平坦部の電圧が交流電源電圧に対
応して変動し、かつ、第１のツエナーダイオード
Dz1のためVaはほぼ一定となるので、トリガ位相
θは交流電源電圧に対応して変化することにな
る。したがつて電機子Ｍへの印加電力を一定に
し、回転数変動を小さくすることができる。すな
わち交流電源電圧が大きくなつた分と、トリガ位
相が遅れた分とが相殺されて電機子Ｍへ供給され
る電力がほぼ一定となる。このように本考案によ
れば、負荷変動および交流電源電圧変動の両方に
対して回転数を十分に補償できる。
上記実施例では半固定抵抗器VR1，VR3および
可変抵抗器VR2の直列回路をダイオードD1〜D4か
らなる全波整流回路２の出力端子に接続したが、
この直列回路はダイオードD3，D4のカソードと
サイリスタQ1，Q2のカソードとの間に接続して
もよい。またサイリスタQ1，Q2の代りに１個の
サイリスタを用いて該サイリスタをダイオード
D1〜D4からなる全波整流回路２の直流出力端子
間に電機子Ｍと直列になるよう接続してもよい。
さらにPUTQ3の代りにユニジヤンクシヨントラ
ンジスタを用いてもよい。この場合PUTのアノ
ードはユニジヤンクシヨントランジスタのエミツ
タに、カソードは第１ベースに、制御端子である
ゲートは第２ベースにそれぞれ対応する。
可変抵抗器VR2の直列回路をダイオードD1〜D4か
らなる全波整流回路２の出力端子に接続したが、
この直列回路はダイオードD3，D4のカソードと
サイリスタQ1，Q2のカソードとの間に接続して
もよい。またサイリスタQ1，Q2の代りに１個の
サイリスタを用いて該サイリスタをダイオード
D1〜D4からなる全波整流回路２の直流出力端子
間に電機子Ｍと直列になるよう接続してもよい。
さらにPUTQ3の代りにユニジヤンクシヨントラ
ンジスタを用いてもよい。この場合PUTのアノ
ードはユニジヤンクシヨントランジスタのエミツ
タに、カソードは第１ベースに、制御端子である
ゲートは第２ベースにそれぞれ対応する。
以上述べたように本考案に係る直流電動機の速
度制御装置によれば交流電源電圧変動特性及び負
荷変動特性の双方に対して回転数の変動を十分に
小さくでき、しかも安価にできるので実用価値が
大である。
度制御装置によれば交流電源電圧変動特性及び負
荷変動特性の双方に対して回転数の変動を十分に
小さくでき、しかも安価にできるので実用価値が
大である。
第１図および第３図はそれぞれ従来の直流電動
機の速度制御装置の一例を示す結線図、第２図は
第１図および第３図における動作電圧波形図、第
４図は本考案に係る直流電動機の速度制御装置の
一実施例を示す結線図、第５図は第４図の実施例
の動作電圧波形図である。 １……制御整流回路、２……全波整流回路、３
……弛張発振回路、AC……商用交流電源、D1〜
D4……ダイオード、Q1，Q2……サイリスタ、Q3
……PUT、VR1，VR3……半固定抵抗器、VR2…
…可変抵抗器、R1，R7，R9……抵抗器、Dz1……
第１のツエナーダイオード、Dz2……第２のツエ
ナーダイオード、Ｍ……直流電動機の電機子。
機の速度制御装置の一例を示す結線図、第２図は
第１図および第３図における動作電圧波形図、第
４図は本考案に係る直流電動機の速度制御装置の
一実施例を示す結線図、第５図は第４図の実施例
の動作電圧波形図である。 １……制御整流回路、２……全波整流回路、３
……弛張発振回路、AC……商用交流電源、D1〜
D4……ダイオード、Q1，Q2……サイリスタ、Q3
……PUT、VR1，VR3……半固定抵抗器、VR2…
…可変抵抗器、R1，R7，R9……抵抗器、Dz1……
第１のツエナーダイオード、Dz2……第２のツエ
ナーダイオード、Ｍ……直流電動機の電機子。
Claims (1)
- 商用交流電源の出力を全波整流する整流回路
と、前記交流電源の出力を制御整流して直流電動
機の電機子に供給する少なくとも１つのサイリス
タを含む制御整流回路と、前記整流回路の出力端
子間に接続された２つの分圧点を有する分圧回路
と、前記分圧回路の低電位側の分圧点と前記整流
回路の負側出力端子との間の電圧で前記電機子を
通して所定の時定数で充電されるコンデンサと、
前記コンデンサの端子電圧が所定値に達したとき
に導通して該コンデンサを放電させる半導体スイ
ツチング素子とを備え、前記コンデンサの放電に
より得られるパルスを前記サイリスタに点弧信号
として与えるようにした直流電動機の速度制御装
置において、前記分圧回路の高電位側の分圧点と
前記整流回路の負側出力端子との間にカソードを
該高電位側の分圧点側にして並列接続された第１
のツエナーダイオードと、前記電機子の前記コン
デンサ側の端子と前記整流回路の正側出力端子と
の間に抵抗を介して並列接続された第２のツエナ
ーダイオードとを具備し、前記第２のツエナーダ
イオードは前記電機子側にアノードが位置する向
きに設けられていることを特徴とする直流電動機
の速度制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1980128431U JPS6145753Y2 (ja) | 1980-09-11 | 1980-09-11 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1980128431U JPS6145753Y2 (ja) | 1980-09-11 | 1980-09-11 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5752798U JPS5752798U (ja) | 1982-03-26 |
| JPS6145753Y2 true JPS6145753Y2 (ja) | 1986-12-23 |
Family
ID=29488814
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1980128431U Expired JPS6145753Y2 (ja) | 1980-09-11 | 1980-09-11 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6145753Y2 (ja) |
-
1980
- 1980-09-11 JP JP1980128431U patent/JPS6145753Y2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5752798U (ja) | 1982-03-26 |
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