JPS63234884A - 電動機の起動制御装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は電動機の起動制御装置に関するものである。

従来の技術 従来のこの種の電動機たとえば電気掃除機における電動
送風機の起動制御装置は、第２図に示すような回路であ
った。第２図において、３１は３次の巻線３２，３３，
３４からなるトランスで、その１次巻線３２には電動送
風機３５と双方向性サイリスタ３６の直列回路が接続さ
れ、さらに電線３９が接続されている。３次巻線３４に
は逆並列に接続した２ケのダイオード３７を介して双方
向性サイリスタ３６のゲートが接続されている。また、
２次巻線３３には手元スイッチ３８が接続され、これに
より開放・短絡される。手元スイッチ３８により２次巻
線３３が短絡されると、トランス３１の内部の磁束が変
化し、これにより３次巻＃Ｉ３４に電流が流れ、双方向
性サイリスタ３６をそのゲートを介してトリガし、電動
送風機３５は運転を開始する。

発明が解決しようとする問題点 上記構成において、電動送風機３５が大型になり、電流
が大きくなると、起動時の突入電流も大きくなり、双方
向性サイリスタ３６の許容量を越えてしまい、双方向性
サイリスタ３６が破壊するおそれがある。たとえば、定
常電流１２Ａの電動送風機の突入電流は約１０ＯＡであ
る。そこで双方向性サイリスタの容量が大きいものを使
用すれば、破壊することはないが、双方向性サイリスタ
の形状が変わり、従来のプリント基板に実装できなくな
るとともに、コストが数倍に高価になるという問題点が
あった。また大電流が流れると双方向サイリスタに付け
た冷却用フィンを強制的に冷却するのでなければ、温度
も許容範囲内に入らないという問題もある。

本発明は上記問題点を解決するもので、突入電流を抑さ
えることのできる電動機の起動制御装置を提供すること
を目的とするものである。

問題点を解決するための手段 上記問題点を解決するために本発明は、電動機に起動制
御用の双方向性サイリスタを接続し、３個の巻線からな
り、１次巻線は電源と電動機のそれぞれに並列に接続さ
れ、２次巻線は手元スイッチに接続され、３次巻線は前
記双方向性サイリスタのトリガ端子に接続されたトラン
スを設け、前記２次巻線に手元スイッチと直列にダイオ
ードブリッジを接続し、前記ダイオードブリッジの出力
端にトランジスタを接続するとともに、それぞれ抵抗を
介して２組のコンデンサを接続し、前記手元スイッチの
短絡時に、前記ダイオードブリッジの出力により一方の
抵抗を通して充電される一方のコンデンサが所定電圧に
達したときに、前記ダイオードブリッジの出力により他
方の抵抗を通して他方のコンデンサを充電し、前記他方
のコンデンサが所定電圧に達したときに前記トランジス
タを導通させる手段を設け、前記一方のコンデンサの両
端に抵抗を介装したものである。

作用 上記構成により、トランジスタが導通している間に一方
のコンデンサに蓄積された電荷は抵抗を介して放電され
るが、電源電圧の半サイクルの位相でＯになる時点で一
部残るようにしておけば。

次の半サイクルからは前のサイクルよりも早い時期でト
ランジスタを導通させることができ、このようにしてト
ランスの２次巻線中において位相制御が可能となり、双
方向性サイリスタの導通角が小さいところで電動機を起
動させ、順次導通角を大にしていって、全導通へと制御
できる。したがって電動機の起動時の突入電流は抑えら
れ、過大な突入電流がなくなって、双方向性サイリスタ
が破壊することを防止できる。

実施例 以下１本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は本発明の一実施例を示す電気掃除機の起動制御
装置の回路図である。第１図において、１は１次、２次
、３次の３個の巻線２，３．４からなるトランスで、１
次巻線２には電源、電動送風機５、双方向性サイリスタ
６の直列回路と電源９とがそれぞれ接続され、３次巻線
４には逆並列に接続した２個のダイオード７を介して双
方向性サイリスタ６のゲートが接続されている。また、
２次巻線３には手元スイッチ８とダイオードブリッジ１
０が直列に接続され１手元スイッチ８の短絡時に直流を
得ている。ダイオードブリッジ１０の出力端には抵抗３
３を介してＮＰＮトラジスタ１１が接続され、さらにこ
の出力端にはダイオード１９、抵抗２２、コンデンサ１
６の直列回路と、抵抗２８．ダイオード２１、コンデン
サ１７の直列回路とがそれぞれ接続され、コンデンサ１
６の両端に抵抗２３が介装されている。コンデンサ１６
と抵抗２２との接続点は抵抗２４およびダイオード２０
を介してＮＰＮトランジスタ１３のベースに接続され、
このトランジスタ１３のコレクタはダイオードブリッジ
ＩＯの出力を分割する抵抗２５．２６の分割点に接続さ
れ、この分割点はさらにＮＰＮトランジスタ１２のベー
スに接続され、このトランジスタ１３のコレクタはダイ
オードブリッジＩＯの出力を分割する抵抗２５．２６の
分割点に接続され、この分割点はさらにＮＰＮトランジ
スタ１２のベースに接続され、このトランジスタ１２の
コレクタは抵抗２７を介してコンデンサ１７とダイオー
ド２１との接続点に接続される。さらにダイオードブリ
ッジ１０の出力端にコンデンサ１８と抵抗３０の直列回
路が接続され、このコンデンサ１８と抵抗３０との接続
点および抵抗２８とダイオード２１との接続点は、それ
ぞれエミッタが抵抗２９を介してダイオードブリッジ１
０の出力端に接続されたＰＮＰトランジスタＩ４および
１５のベースに接続さ九、トランジスタ１４のコレクタ
に直列に接続された抵抗３１゜３２の中間点はトランジ
スタ１１のベースに接続される。

次にその動作について説明する６手元スイッチ８をオン
すると、ダイオードブリッジ１０の出力はダイオード１
９と抵抗２２を通してコンデンサ１６を充電し始め、こ
の充電によりｔ□秒後にコンデンサ１６の電位がトラン
ジスタ１−３のＶＢ！以上になるとトランジスタ１３が
オンし、トランジスタ１２はオフする。そして抵抗２８
とダイオード２１通してコンデンサ１７を充電し始める
。コンデンサ１７の電位が上がってくるとｔ２秒後にト
ランジスタ１５はオフする。

ここで、トランジスタ１５はオンしている間、トランジ
スタ１４のエミッタ電位が低いためトランジスタ１４は
オフし、トランジスタ１５がオフするとトランジスタ１
４はオンする。トランジスタ１４がオンすると、トラン
ジスタ１１がオンし、２次巻線３が短絡したことと同状
態になり、３次巻線４に電流が流れ、双方向性サイリス
タ６をトリガし、電動送風機５をオンする。そして電源
電圧サイクルの位相がＯになるまで、双方向性サイリス
タ６はオンを続ける。

ここで、抵抗２２とコンデンサ１６とによる時定数およ
び抵抗２８とコンデンサ１７とによる時定数を適切な値
に選定すると、当初の半サイクル中の（ｔ１＋ｔ２）秒
遅延後の位相の後半で双方向性サイリスタ６をオンさせ
ることができ、電動送風機５に印加される電圧を小にで
き、電流も小さく、シたがって突入電流も小さくできる
。一方、コンデンサ１６．１７はトランジスタ１２がオ
ンしている間それぞれ小抵抗２３、トランジスタ１２を
通して放電する。

このように、トランジスタ１１がオンし、当該半サイク
ルで、電源電圧の位相が０になるまでの間にコンデンサ
１６に蓄積された電荷は抵抗２３を介し放電されるが、
一部残るように抵抗２３の値を設定すれば、次の半サイ
クルからは、前のサイクルにおける（１１＋１．）秒遅
延よりも早い時期でトランジスタ１１をオンし、順次上
記と同様の過程を経て双方向性サイリスタ６をトリガす
る。この繰返しにより、双方向性サイリスタ６をトリガ
する時期が半サイクル毎に早くなり、最終的には電圧位
相がＯから立ち上がるＯクロス時に双方向性サイリスタ
６をトリガして全導通を得る。

このように負荷となる電動送風機５の導通期間を短期間
から全導通へと制御するので、電動送風機の起動電流を
小さくし、負荷のスイッチング素子である双方向性サイ
リスタの負担を小さくすることができる。したがって、
定常電流が大きな負荷に対し安価な双方向性サイリスタ
でも破壊を防止でき、耐久性、信頼性が向上したすぐれ
た電気掃除機が得られる。

発明の効果 以上本発明によれば、導通角を短期間から全導通へと制
御することで起動時の過大な突入電流がなくなり、ソフ
トスタートが可能となり、双方向性サイリスタの破壊が
防がれる。また、定常時には全導通となるためロスがな
く、効率の良い制御ができる。また、安価なスイッチン
グ素子の使用が可能であり、さらに耐久性、信頼性を向
上できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す電動機の起動制御回路
図、第２図は従来例を示す電動機の起動４・・・３次巻
線、５・・・電動送風機、６・・・双方向性サイリスタ
、８・・・手元スイッチ、１０・・・ダイオードブリッ
ジ、１１，１２，１３・・・ＮＰＮトランジスタ、１４
．１５・・・ＰＮＰ　トランジスタ、　１６，１７，１
８・・・コンデンサ、１９．２０．２１・・・ダイオー
ド、２２〜３３・・・抵抗。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、電動機に起動制御用の双方向性サイリスタを接続し
   、３個の巻線からなり、１次巻線は電源と電動機のそれ
   ぞれに並列に接続され、２次巻線は手元スイッチに接続
   され、３次巻線は前記双方向性サイリスタのトリガ端子
   に接続されたトランスを設け、前記２次巻線に手元スイ
   ッチと直列にダイオードブリッジを接続し、前記ダイオ
   ードブリッジの出力端にトランジスタを接続するととも
   に、それぞれ抵抗を介して２組のコンデンサを接続し、
   前記手元スイッチの短絡時に、前記ダイオードブリッジ
   の出力により一方の抵抗を通して充電される一方のコン
   デンサが所定電圧に達したときに、前記ダイオードブリ
   ッジの出力により他方の抵抗を通して他方のコンデンサ
   を充電し、前記他方のコンデンサが所定電圧に達したと
   きに前記トランジスタを導通させる手段を設け、前記一
   方のコンデンサの両端に抵抗を介装した電動機の起動制
   御装置。