JPS63501999A - 直流電動機用の給電電流制限装置とこのような制限装置を備えた電動機 - 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】 発明の名称 直流電動機用の給電電流制限装置とこのような制限装置を備えた電動機 本発明は、角度方向に互いに変位し回転磁界を生成するように電子スイッチング 手段によシ逐次に給電される複数の巻線を持つステータを備えた、電子スイッチ ング式直流電動機用の給電電流制限装置に関する。

この電動機は、回転速度に従って増大する抵抗トルク如対抗する負荷を駆動する ようにしである。

電子スイッチング手段が種種の部品とくに、比較的もろくて不当に強い過電流に よシ破壊されやすいトランジスタを備えることはよく知られている。負荷を駆動 する電動機が不時に止められると、ステータの巻線に強い電流が生じ電子スイッ チング手段が損傷することがある。

本発明の主な目的は、電子スイッチング手段の損傷のおそれを著しく減らししか も定常条件のもとて電動機の機能を妨げない、電子スイッチング式直流電動機用 給電電流制限装置を提供しようとするにある。本発明の目的は又、簡単かつ経済 的に作られしかも効率のよい制限装置を提供しようとするにある。

本発明は、角度方向に互いに変位し回転磁界を生成するように電子スイッチング 手段によシ逐次に給電される複数の巻線を持つ電動機ステータを備え、回転速度 に対し増大する抵抗トルクに対抗する負荷を駆動するようにした、電子スイッチ ング式直流電動機に対し給電電流を制限する制限装置において、直流電動機によ シ駆動される負荷の変動を回転速度に対して考慮に入れ正常運転に必要な電流よ シわずかに高い電流だけしか許容しない相関関係に従って前記電動機の速度によ る電流の制限作用を行うように構成され、前記電流制限相関関係を前記電動機の 始動時にこの電動機の速度の満足できる上昇が得られるのに十分な裕度を生ずる ように生成し、前記電動機の回転速度に対する電流の変動の前記相関関係が立上 がシ部分とこれに続く平坦部分とを持つようにしたことを特徴とする電流制限装 置にある。

電流変動の相関関係の立上がシ部分は実質的に直線の区分によシ形成するのがよ い。

本発明制限装置は、回転速度から成る電動機運転パラメータ検知しこのパラメー タの値を表わす出力信号を生ずるようにした手段と、この出力信号に従って電動 機の給電電流を制御する手段とを備えている。

電動機の給電は、調整手段によシ調節できるサイクル比を持つチョッパ装置によ り確実にするのが有利である。本制限装置はこの場合前記検知手段の出力信号と 前記調整手段から生ずる信号とを比較する手段を備えている。これ等の比較手段 はこれ等の２種類の信号のうち弱い方の信号に対応するサイクル比を制御するこ とができる。

前記の検知手段は速度値を表わす出力信号を生ずる。

チョッパ装置はＮチャンネル型電界効果ＭＯＳトランジスタ（ＦＥＴ　）を備え るのがよい。

本制限装置は、Ｎチャンネル型ＭＯ３）ランジスタの動作電圧を生ずるようにと くに各ステータ巻線の駆動を終えたときに生ずる過電圧エネルギーをステータ巻 線から回収するように構成するのが有利である。

チョッピングの度数は２３　ＫＨｚの程度である。

サイクル比の制御手段は、制御電圧の変動を方形波信号のサイクル比の変動に変 換するようにしたＰＷＭ回路と、電動機の回転速度に比例する周波数を持つ信号 を入力に受けこの速度を表わす電圧を出力に生ずる周波数／電圧変換器と、とく にポテンショメータから成シサイクル比の値を調整する手動手段と、前記周波数 ／電圧変換器の出力信号と前記手動調整手段の信号とを比較する比較手段とを備 えるのがよい。前記比較手段は前記の変換器又は調整手段から生ずる弱い方の信 号に対応するサイクル比を生じさせるようにしである。

前記した制限装置は、単一のトランジスタ又は相当するスイッチ素子によシそれ ぞれ制御される６つの相又は巻線を持つステータを備えた電子スイッチング式電 動機に適用するのが有利である。

本制限装置は、回転速度の二乗に実質的に比例する抵抗トルクを生ずるファン、 タービン送風機又は類似物を駆動する電動機に利用するのが有利である。電動機 の回転速度に対するサイクル比の変動の相関関係はこの場合、第１の部分の正の こう配と比較的低い起動トルクに対応する原点における縦座標とに対し実質的に 直線形になるよ、うに選定する。

本発明は又、前記したような制限装置を備えた電子スイッチング式直流電動機に 関する。

以下本発明の限定しない若干の実施例を添付図面について詳細に説明する。

第１図は電子スイッチング式直流電動機のステータの簡略化した電気回路図であ る。

第２図は回転速度に対する従来の電動機のトルク及び電流強さの変動と共にこの 電動機によシ駆動される負荷の抵抗トルクの変動を例示した線図である。

第３図は本発明電動機のトルク及び電流を制限する相関関係を示す第２図と同様 な線図である。

第４図は第６図の線図を得ることのできる電流制限装置の簡略化した回路図であ る。

第５図は第４図の制限装置の１実施例をさらに詳しく示した回路図である。

第６図は過電圧エネルギーを回収できる電気結線図である。

第１図には電子スイッチング式直流電動機のステー　・り１の配線図を示しであ る。このステータは角度方向に１２０°ずつ変位し星形結線にした６つの巻線２ ａ。

２ｂ、２ｃを備えている。これ等の巻線の中点すなわち共通点３は給電源の端子 たとえば中端子に接続しである。

各巻線２ａ、２ｂ、２ｃの他端部は、それぞれこれ等の各巻線に協働する３個の 電界効果ＭＯ８）ランジスタ（ＦＥＴ　）によ多形成するのを有利とするスイッ チング手段Ｔａ、　Ｔｂ、　Ｔｃによ）接地される。

これ等のスイッチング手段は論理回路４によ多制御する。回路４は、電動機のロ ータ（図示してない）を回転させる回転磁界が生ずるように前記各スイッチング 手段によシ逐次に給電することができる。前記ロータは一般に永久磁石形のもの である。

このステータの巻線の数は３とは異なシたとえば２又は４或はそれ以上の数にし てもよいのは明らかである。

第１図に示した装置りはステータ１の給電電流の強さを制限するために設けであ る。

この制限装置の説明に先だって本発明の説明のために電動機について若干の点を 述べることにする。

電子スイッチング式電動機を含む多くの電動機で、電動機とくにこの考えている 例ではステータを流れる電流の強さは、この電動機の回転速度が上昇すると、こ の電動機によシ生ずる逆起電力によって物理的に制限されることはよく知られて いる。

これに反して電動機の始動時には回転速度が低い。

このことは逆起電力に対しても同様であシ、従って回転速度が増大するに伴い強 さが低下する強電流がこの電動機に流れる。

食初を駆動する直流電動機の回転速度の制御は、定常の状態でこの電動機を流れ る電流の強さを制御するすなわち調整することによシ容易に実施できる。

電流の強さの制御は種種の方式で実施することができる。この場合可変のサイク ル比で直流のチョッピング操作を行うのが有利である。

調整自在な速度の制御のために各速度値に対しトルクが既知であシ比教的一定で あるとすると、所望の速度を得るように与えられたサイクル比を制御すればよい 。

第２図はこれ等の互いに異なる調整及び可能性を示す。

第２図には左方に位置する縦軸にトルク値Ｃを取シ右側に位置する縦軸に電動機 ステータを流れる電流の強さ工を取っである。横軸には電動機の回転速度Ｎを取 っである。

実線で引いた曲線５は回転速度に対する電動機のトルクの変化を示す。簡略化の ために曲線５は負の傾きを持つ傾斜直線区分の形で表わしである。これ等の電動 機ではこの曲線は、第２図に線図的に表わした傾向よシネ規則な運転傾向を持つ が、この曲線は実際上回転速度が高くなるに伴い低下するのがほぼつねに認めら れる。

制動された電動機又は起動の開始に対応する零速度では電動機トルクは最高であ ｊｌ）　Ｃｍｏの値になる。

破線の曲線６は回転速度に対する電流強さの変化を表わす。曲線６は直線の区分 の形で示しである。電流強さの値は右側に位置する縦座標軸に示しである。電動 機のステータを流れる最高電流強さは始動又は制動時に生じ値工ｍｏに対応する 。

電動機の最高回転速度Ｎｍではこの電動機の有効トルクは零になるが、又電流消 費は最低になシ、電動機の固有損失に打勝つのにちょうど十分な電流消費に対応 する値ｉに等しい。

曲線７は回転速度に対する電動機駆動負荷の抵抗トルクの変化を示す。電動機に よシ駆動される負荷は、抵抗トルクが速度の二乗に実質的に比例するファンであ ると考えた。

曲線７とは異なる傾向を持つ抵抗トルク曲線も可能である。一般に抵抗トルクは 速度と共に増す。

この系では、曲線５，７の交差点８すなわち駆動トルクが抵抗トルクに等しい点 で平衡する。従って電流の曲線上の点ｑに対応する電流がＩｏに々る。このとき の回転速度はＮ。である。

曲線５はできるだけ高い値ですなわち全出力で給電される電動機の機能に対応す る。この全出力は、制限装置りのレベルで１に等しいサイクル比に対応する。

しかしこのサイクル比の値を減らすように制限装置りのレベルで作用することに よシ一層低い電力でこの電動機に給電することができる。考えている周期に対し サイクル比はこの周期の全持続時間に対する装置りの導通時間の比に等しいわけ である。

この電動機の一層低い出力に対しトルクの曲線５′は曲線５の下方に位置しかつ 曲線５にほぼ平行である。

この系の作動点８′は速度Ｎ。よシ低い速度Ｎ工で生ずる。

このようにしてこの考えている例でサイクル比の変動によシミ動機の有効出力で 作用すると、この系の平衡速度Ｎｌを許容最高速度Ｎｏ及び零速度の間の値に調 整することができるのは明らかである。

電動機の有効出力の調整によシ、曲線５に実質的に平衡でその下側に位置する駆 動トルク曲線５′の系と曲線６に実質的に平行でその下側に位置する電流強さ曲 線６′の系とが生ずる。

第２図の曲線により零速度（電動機の制動又は始動）における電動機の電流強さ １ｍｌが低くなるほど、この系の平衡時の電動機の有効出力従って速度Ｎ１がそ れだけ一層低くなるのは明らかである。

若干の用途でとくに電車電動機の場合に始動時のトルク（電動機の零速度時のト ルク）の高いことが望ましいが、極めて低い速度の所要トルクが低い多くの用途 がある。このことは、速度に対する抵抗トルクの曲線が第２図の曲線７の傾向を 持ち、たとえば電動機によシ駆動しなければならないファン又はポンプのような 流体系の抵抗トルクに対応するときに、とくにいえる。

この考え方によって本発明によれば、給電電流の制限装置りは、電動機によシ駆 動される負荷の変動〔曲線７〕をこの電動機の運転のパラメータに対して考慮に 入れる相関関係（第３図に曲線ｇによシ示しである）に従って前記電動機の運転 パラメータによる電流の制限作用を行うように構成しである。前記の制限の相関 関係は、全出刃の正常な運転に必要な電流工０よシわずかに強いたとえば２人程 度だけ強い最高電流ＩＩだけしか許容しない。この電流制限の相関関係は、電動 機の起動時にこの電動機の満足できる加速が得られるのに十分な裕度を確実に生 ずるようにしである。このようにして、減速が生ずると回転を継続させるために 一層強い電流従って一層強いトルクを適宜に生じさせる。さもなければ失速を生 じ不時の停止を招くようになる。

電流強さを制限する相関関係を表わす曲線ｇに対しては、実際上この電流強さの 制限によシ得られる、電動機トルクを制限する相関関係を表わす曲線ｋが対応す る。曲線には曲線ｇと同じ傾きを持つ。加速が確実にできるようにする裕度りは 、各曲線ｋ、７の原点における縦座標の差に等しい。全出力で電流制限が行われ ないと零速度で利用できる加速トルクは、明らかにｈよシ高いＨ〔曲線５，７の 原点における縦座標間の差〕に等しい。たとえばＨは４ｈを越える。これは単に 限定しない例である。高速になるのに高い加速を望まないことが多い。従って低 速度で高いトルクを必要としない。

図示の例で第３図の線図には考えている電動機の運転パラメータはこの電動機の 回転速度である。電動機の受ける負荷又は電動機の実際の機能に関するデータを 生ずる任意の他のパラメータのような他のパラメータを考慮してもよい。

電流を制限するこのような相関関係によシ、全出力で平衡速度たとえばＮｏを変 えないで低速度における過電流を避けることができる。

電動機の回転速度に対する、装置りによシ許容される電流変動の相関関係を表わ す曲線ｇは立上がシ部分９を持ちこれに、装置りによシ許容される最高強さ工１ に対応するほぼ水平の部分１０が続くようにするのが有利である。

立上がシ部分９は正のこう配を持つ直線の区分の形を実質的に持ち、すなわち装 置りによシ許容される電流強さ限度は電動機の回転速度に対して零速度から速度 Ｎｄまで進行的に増す。速度Ｎｄを越えると電流強さはほぼ一定の上限値工１に 保たれる。

電動機トルクを変える相関関係を表わす曲線には、部分９に対応する直線の立上 がシ部分９にと部分１０に対応する平坦部分１０にとから成っている。

立上がシ部分９にの平均こう配は、部分９にの下側に位置する抵抗トルクの曲線 ７の部分の平均こう配にほぼ等しいかこのこう配よシ大きいか又はｌトさい。

平坦部分１０は電流強さ工１に対応する。

零速度において電流を表わす点は点ｅに対応する。

すなわち点ｅは、適正な始動ができるのに十分々値を持つが、強さ■ｍｏよ）は るかに低い。強さ島。は、本発明による電流制限が行われないときに正常な作動 点を得るのに始動時に生ずる。

このような制限によシ、部分９ｈに対応する区分Ｊ。

ｄ（第３図）次いで区分ｄ、ｃをトルク曲線に上で過ぎることによシミ動機の正 常な始動中に作動点８に達する。点Ｃは平坦部分１０にと全出力における電動機 トルクの変動を表わす曲線５との交点である。最後に曲線５の区分ｃ、　８を、 電動機運転の平衡点に達するまで通る。

制限装置Ｌ？示す第４図の回路線図で制限装置りは考えている電動機Ｍの運転パ ラメータを検知する手段１１を備えている。図示の例ではこのパラメータは、電 動機の回転速度から成る。手段１１はこの回転速度に関するデータを生ずること ができる。

電動機の回転速度を検知する手段１１は任意適当な速度センサによシ構成するこ とができる。手段１１は、電動機Ｍの回転速度の値を表わす電圧によシ構成する のを有利とする出力信号を生ずることができる。

さらに制限装置りは、手段１１の出力信号に従って電動機の給電電流を制御する 手段１２を備えている。

電動機Ｍの給電は、制御手段１２に属するチョッパ装置１３によシ行われる。チ ョッパ装置１３のサイクル比は、可変のサイクル比の発生器１５に作用すること のできる調整手段１４によシ調整することができる。

検知手段１１の出力信号は又発生器１５の入力に送られサイクル比の値に作用す る。

なお詳しく述べると第５図に示すように可変サイクル比発生器１５はＰ？７Ｍ　 （パルス幅変調器）回路１６によシ構成しである。回路１６は、入力１７に送ら れる制御電圧の変動を、出力１８に生じた方形波信号のサイクル比の変動に変換 する。この方形波信号の周波数はたとえば２つの固定成分すなわち図示してない 抵抗及びキャパシタンスによシ定めることができる。

チョッピング度数に対応する周波数は２　Ｑ　ＫＨｚの程度である。

チョッパ装置１３はＮチャンネル型を好適とする電界効果ＭＯ８）ランジスタ１ ９から成っている。このトランジスタのグリッドは足回路の出力１βに接続しで ある。

速度を検知する手段１１は、入力のパルス又は信号の周波数変動を直流電圧の変 動に変換する周波数／電圧変換器２０から成っている。入力周波数変動に基づく 周波数以外の周波数はない。変換器２０の入力に送られる信号の周波数は、電動 機Ｍの回転速度に直接依存する。

調整手段１４は、手動式のもので、直流電圧源の＋端子とアースとの間に接続し たポテンショメータ２１から成っている。ポテンショメータ２１のスライダ２２ によシ、回路１６の入力１７に抵抗器２３によって加える調節自在な電圧を取出 すことができる。

変換器２０の出力は、第５図の例ではｐ−ｎ−ｐ型であるトランジスタ２４のベ ースに接続しである。トランジスタ２４のコレクタは接地しであるが、そのエミ ッタは直列取付けの２個のダイオード２５．２６によシ入力１７に接続され、入 力１Ｔからトランジスタ２４のエミッタへの方向に導通ずる。

ポテンショメータ２１は、速度制御作用を持ち回転速度を平衡点（第２図）に調 整しすなわち点８（全出力）又は点８′（減少した出力）のような別の点を選定 することができる。

トランジスタ２４及びダイオード２５．２６から成る組は、変換器２０から生ず る出力信号と調整手段１４を構成するポテンショメータ２１から生ずる信号とを 比較する手段２７を構成するのは明らかである。

変換器２０は、その出力に従ってトランジスタ２４のベースに、制御ポテンショ メータ２１によシ生じ電動機速度を表わす電圧に相当する電圧を生ずるように調 整する。

２個のダイオード２５．２６はその生ずる電圧降下Ｖｄによシ又トランジスタ２ ４はそのベース及びエミッタ間に生ずる電圧降下Ｖｂｅによシ、変換器２０の出 力とポテンショメータ２１とから生ずる各信号間に位相推移を生ずる。

各ダイオード２５．２６とトランジスタ２４とによシそのベース及びエミッタ間 に導入されたこの電圧位相推移を考慮すると、変換器２０から生ずる電圧信号は 、ポテンショメータ２１から生ずる信号に対してＰＷＭ回路の入力１７のレベル で勝っていて、電動機Ｍの回転速度によシミ動機Ｍのサイクル比従って電流を制 限する。

トランジスタ２４のベースに印加される変換器２０の出力における電圧がポテン ショメータ２１のスライダ２２によシ取出す電圧と各ダイオード２５．２６及び トランジスタ２４の電圧降下との和よシ低ければ、トランジスタ２４は導通状態 になシ、入力１７における電圧は変換器２０によシ〔トランジスタ２４及びダイ オード２５．２６によって〕送られもはやポテンショメータ２１によっては送ら れない。

この作動方式は第３図で全出力に対する点Ｃに対応する回転速度よシ低い回転速 度に対応する。

又スライダ２２によシ取出された′電圧と前記した電圧降下との和が変換器２０ の出力における電圧よシ低くなると、トランジスタ２４は非導通になシ、回路１ ６の入力１７の電圧はスライダ２２によシ生ずる電圧に対応する。

この作動方式は第６図で曲線５の−Ｃ１８の区分に対応する速度に対して得られ る。

す々わち比較手段２７は、それぞれ変換器２０の出力とスライダ２２とに生ずる ２つの信号のうち低い方に対応するサイクル比を制御する。

電動機Ｍの速度が零になると、とくにこの電動機が制動されると、回路１６の入 力１７の電圧はダイオード２５．２６における電圧降下すなわちこれ等の２個の ダイオードが同じ電圧降下Ｖｄを生ずる場合２　Ｖｄに対応する。この電圧降下 はトランジスタ２４のベース及びエミッタ間の電圧降下Ｖｂｅによシ増大する。

しかしスライダ２２によシ取出された電圧が各電圧降下の和よシ低いと、制御手 段すなわちポテンショメータ２１から生ずるこの低い方の電圧は電動機Ｍのレベ ルで低い方の電流の形で反映する。

第６図には、ステータの巻線２ａ、２ｂ、２Ｃから過電圧エネルギーを回収する ことのできる電気装置の回路線図を示しである。

実際上チョッパ装置１３の電界効果ＭＯ８）ランジスタ１９は、Ｎチャンネル型 に選定するのを好適とし、チョッパ装置１３の作動のだめにトランジスタンース の電圧よシ約１０Ｖ高い電圧すなわち２５Ｖ又はそれ以上の程度の電圧が必要で ある。この電圧は、自動車に通常使われる蓄電池又はアキュムレータの給電電圧 よシ高い。

Ｐチャンネル型ＭＯ８）ランジスタは、低い電圧で動作するが性能及び価格の点 で好ましくない。

Ｎチャンネル型ＭＯ８）ランジスタを動作させるのに必要な電力は比較的弱いか ら、巻線２ａ、２ｂ、２ｃから過電圧エネルギーを回収して、給電電圧よシ高い 補助電圧Ｕ１を生ずるのが有利である。

このために各巻線２ａ、２ｂ、２ｃの共通点３に接続した端部とは反対側の端部 は、各ダイオードＤａ、　Ｄｂ。

Ｄｃによシ共通点２８に接続しである。共通点３は＋端子に接続しであるから、 各ダイオードＤａ、Ｄｂ、Ｄｃの陽極は各スイッチング手段Ｔａ、　Ｔｂ、　Ｔ ｃの上流側の対応する巻線端部に接続しである。これ等のスイッチング手段の開 閉状態に関係なく、巻線とその協働するダイオードの陽極との間は接続されたま まになっている。これ等のダイオードの陰極は点２８に接続しである。

点２８及びアースの間にコンデンサ２９を接続しである。給電電圧よシ高い補助 電圧Ｕ１はこのようにして点２８及びアースの間で利用してＮチャンネル型ＭＯ ８）ランジスタ１９を動作させることができる。

各巻線２ａ、２ｂ、’ｌｃの過電圧エネルギーは、最高出力にあるときに、巻線 （又は位相）の駆動の終シのエネルギーだけである。この場合チョッピングトラ ンジスタ１９は恒久的に非導通になる。しかしこのためには増圧制御電圧も使わ なければならない。

本発明制限装置のとくに有利な応用は、自動車のファン又は送風機を駆動するよ うにした電動機に関連する。前記したようにこのような負荷によシ生ずる抵抗ト ルクは、速度の二乗に実質的に比例し第２図及び第３図の曲線７に対応する。

本発明制限装置によシ給電されこのような負荷を駆動する直流電動機の機能は前 記の説明に述べた通シである。

調整手段１４ととくにポテンショメータ２１と（第５図）を電動機の最高出力に 対応する最高速度に調整すると、制限を行わない電動機のトルク曲線は第２図及 び第３図の曲線５に対応する。

前記したように電流強さは制限曲線ｇに従って速度に関連し増大するが、電動機 のトルクは、曲線ｋが点Ｃで正規のトルク曲線５に交差するまで曲線ｋに従って 増大する。この点Ｃからは制限装置は、電動機に必要な電流強さがこの制限装置 によシ供給することのできる電流強さよシ弱いから、もはや影響を及ぼさない。

調整手段１４によシ行われる制御に′よシ所望の運転の見地から必要な電流の値 を生ずる。しかしこの値は、電動機がその速度を増すに伴って制限装置りによｐ 実際上除徐にしか許容されない。

電動機を制動すると、ステータの電流の強さは正常曲線６（第３図）に従い速度 減少の方向に平坦部分１０まで増す。電流強さを表わす点はこの場合平坦部分１ ０に沿い次いで区分９に沿い（すなわち曲線ｇで）移動し電動機を止めると値ｅ になる。

調整手段１４がそれぞれ最高の出力及び速度よシ低い平衡した電動機出力従って 平衡速度を示す場合には一層低い値で同様な過程が生ずる。

このような制限装置では、種種の電子部品とくにトランジスタは他め回路を必要 としないで適当に保護される。

たとえば３０００　ｒｐｍ、１４．４　Ｖで自動車のファンを駆動する電動機は 一般に１５Ａ以上は消費しない。

本発明による制限装置を備えないこのような電動機は、この電動機を制動すると 、同じ電圧で約５ＯＡを通す。

制動された負荷の場合に５ＯＡの電流強さを受入れることのできるトランジスタ を設ける必要があれば電子スイッチング手段の費用は極めて高価になる。

本発明制限装置は、このような過電圧を防ぎ、従って正規の最高電流強さを全く 安全に受入れるようにしたトランジスタを電子スイッチング手段として使うこと ができる。

同じ場合に電動機の保護によシ回転の制動中に確実に過熱しないようにする。

手続補正書（方式） １．事件の表示　ＰＣＴ／ＦＲ８６１００３８８２、発明の名称　直流電動機用 の給電電流制限装置とこのような制限装置を備えた電動機 ３、補正をする者　事件との関係　特許出願人（３）明細書及び請求の範囲の翻 訳弁の浄書国際調査報告 ＡＮＮＥＸ　Ｔｏ　ＴＨＥ　ＩＮＴＥＲＮＡＴＩＯＮＡＬ　Ｓ三ＡＲＣＨＲＥＰ ＯＲＴ　０ＮｒＮＴＥＲＮＡＴＩＯＮＡＬ　ＡＰＥ’ＬＩＣＡＴＩＯＮ　Ｎｏ、 　ＰＣＴ／ＴＲ８６１００３８８（ＳＡ　１５１９８）国際調査報告 ＡＮＮＥＸＥ　ＡＬＩ　ＲＡＰｉ’ＯＲＴ　ＤＥ　ＲＥＣＨＥＲＣＦＥ　ＩＮＴ ＥＲＮＡＴＩＯＮＡＬＥ　ＲＥＬＡＴＸＥ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．角度方向に互いに変位し回転磁界を生成するように電子スイツチング手段に より逐次に給電される複数の巻線を持つ電動機ステータを備え、回転速度に対し 増大する抵抗トルクに対抗する負荷を駆動するようににした、電子スイツチング 式直流電動機に対し給電電流を制限する制限装置において、直流電動機により駆 動される負荷の変動（７）を回転速度に対して考慮に入れ正常運転に必要な電流 よりわずかに高い電流（１１）だけしか許容しない相関関係ｇに従つて前記電動 機の速度による電流の制限作用を行うように構成され、前記電流制限相関関係ｇ を前記電動機の始動時にこの電動機の速度の満足できる上昇が得られるのに十分 な裕度ｈを生ずるように生成し、前記電動機の回転速度に対する電流の変動の前 記相関関係ｇが立上がり部分（９）とこれに続く平坦部分（１０）とを持つよう にしたことを特徴とする電流制限装置。 ２．電流変動の相関関係ｇの立上がり部分（９）を実質的に直線の区分により形 成したことを特徴とする請求の範囲第１項記載の制限装置。 ３．パラメータ値を表わす出力信号を生ずることができ回転速度から成る電動機 作動パラメータを検知する検知手段（１１）と、前記出力信号に従つて電動機Ｍ の給電電流を制御する制御手段（１２）とを備えたことを特徴とする請求の範囲 第１項ないし第２項のいずれかに記載の制限装置。 ４．調整手段（１４）により調整できるサイクル比を持つチヨツパ装置（１３） により付勢される電動機に使う請求の範囲第３項記載の制限装置において、検知 手段（１１）の出力信号と調整手段（１４，２１）から生ずる信号とを比較する 比較手段（２７）を備え、これ等の比較手段（２７）により前記の２つの信号の うち低い方の信号に対応するサイクル比を制御できるようにしたことを特徴とす る制限装置。 ５．サイクル比を制御するように、制御電圧の変動を方形波信号のサイクル比の 変動に変換することのできるＰＷＭ型回路（１６）と、電動機Ｍの回転速度に依 存する周波数を持つ信号を入力に受け前記速度を表わす電圧を出力に生ずる周波 数／電圧変換器（２０）と、とくにサイクル比の値を調整するポテンシヨメータ （２１）により構成した手動手段と、前記周波数／電圧変換器（２０）の出力信 号と前記手動調整手段（２１）の信号とを比較する比較手段（２７）とを備え、 この比較手段により前記変換器（２０）又は前記調整手段（２１）から生ずる低 い方の信号に対応するサイクル比を生じさせることができるようにしたことを特 徴とする請求の範囲第４項記載の制限装置。 ６．比較手段に、変換器（２０）の出力に接続したベースと、とくにポテンシヨ メータ（２１）のスライダ（２２）に直列取付けの２個のダイオード（２５，２ ６）により接続したエミツタとを持つトランジスタ（２４）を設けたことを特徴 とする請求の範囲第５項記載の制限装置。 ７．Ｎチヤンネル型電界効果ＭＯＳトランジスタ（ＦＥＴ）を備えたチヨツパ装 置（１３）により給電される電動機に使う請求の範囲第１項ないし第６項のいず れかに記載の制限装置において、電動機ステータの巻線（２ａ，２ｂ，２ｃ）に とくにこれ等の各巻線の駆動の終りに生ずる過電圧エネルギーを回収してＮチャ ンネル型ＭＯＳトランジスタ（１９）の作動電圧を生ずるように構成したことを 特徴とする制限装置。 ８．それぞれ単一のトランジスタ又は相当するスイツチ（Ｔａ，Ｔｂ，Ｔｃ）に より制御される３つの相又は巻線（２ａ，２ｂ，２ｃ）を持つステータを備えた 電子スイツチング式電動機に設けたことを特徴とする請求の範囲第１項互いし第 ７項のいずれかに記載の制限装置。 ９．回転速度の二乗に実質的に比例する抵抗トルクを生じとくに自動車のフアン 、タービン送風機、ポンプ又は類似物を駆動する電動機に使われ、この電動機の 回転速度に対する電流強さの変動の相関関係ｇを、第１の部分（９）の正のこう 配と比較的低い始動トルクに対応する原点における縦座標ｅとに対し実質的に直 線の関係になるように選定したことを特徴とする請求の範囲第１頂ないし第８項 のいずれかに記載の制限装置。 １０．請求の範囲第１項ないし第９項のいずれかに記載の制限装置を備えたこと を特徴とする電子スイツチング式直流電動機。