JPS6360637B2 - - Google Patents

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JPS6360637B2
JPS6360637B2 JP56151475A JP15147581A JPS6360637B2 JP S6360637 B2 JPS6360637 B2 JP S6360637B2 JP 56151475 A JP56151475 A JP 56151475A JP 15147581 A JP15147581 A JP 15147581A JP S6360637 B2 JPS6360637 B2 JP S6360637B2
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rotor
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P23/00Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by a control method other than vector control
    • H02P23/24Controlling the direction, e.g. clockwise or counterclockwise

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
  • Motor And Converter Starters (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は小型同期モータの回転方向の制御回路
に関するものであり、特に、単相コイル同期モー
タにおいて、起動時の回転方向を正逆自由に制御
できるモータの回転方向制御回路に関するもので
ある。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a control circuit for the rotation direction of a small synchronous motor, and in particular to a control circuit for the rotation direction of a single-phase coil synchronous motor, in which the rotation direction at startup can be freely controlled in forward and reverse directions. It is related to circuits.

従来、同期モータの回転方向を定める手段とし
て、機械的手段によるもの、シエーデイング
極によるもの、磁極配置によるもの、コンデ
ンサによるものなどがある。しかし、上記機械的
手段によるものでは構造が複雑で騒音があり、し
かも摩耗によつて信頼性が低下するという欠点が
ある。また、シエーデイング極によるものでは回
転方向制御が不完全で、回転がきわめて不安定に
なる欠点がある。磁極配置によるものでは回転方
向が一方向に固定されてしまう欠点がある。さら
に、コンデンサによるものでは、コイルが2相必
要であり、形状が大きくなると共にコストも高く
なる欠点がある。
Conventionally, means for determining the rotational direction of a synchronous motor include mechanical means, shading poles, magnetic pole arrangement, and capacitors. However, the above-mentioned mechanical means has the drawbacks of a complicated structure, noise, and reduced reliability due to wear. Furthermore, the method using shedding poles has the disadvantage that rotational direction control is incomplete and rotation becomes extremely unstable. The magnetic pole arrangement has the disadvantage that the rotation direction is fixed in one direction. Furthermore, the method using a capacitor requires a two-phase coil, which has the disadvantage of increasing the size and cost.

本発明の目的は、上記従来の欠点を解消して、
起動時の回転方向を正逆自由にかつ確実に制御で
きるようにした単相小型同期モータの回転方向制
御回路を提供することにある。
The purpose of the present invention is to eliminate the above-mentioned conventional drawbacks,
An object of the present invention is to provide a rotational direction control circuit for a single-phase small synchronous motor that can freely and reliably control the rotational direction in the forward and reverse directions at the time of startup.

本発明の特徴は、起動時の回転子の位置をその
N、Sの極性の検知によつて判別し、この判別し
た極性に応じて交流電源をその正又は負のサイク
ルから供給するに当り、交流電源のオンの時機に
拘りなく、その起動方向に対応させて交流電圧の
正の半サイクル又は負の半サイクルの始めの零点
付近から交流電源を供給するようにしたことにあ
る。
The present invention is characterized by determining the position of the rotor at startup by detecting its N and S polarities, and supplying AC power from its positive or negative cycle depending on the determined polarity. Regardless of when the AC power source is turned on, the AC power source is supplied from around the zero point at the beginning of the positive half cycle or negative half cycle of the AC voltage in accordance with the starting direction.

以下。図示の実施例によつて本発明を説明す
る。
below. The invention will be explained by means of illustrated embodiments.

第1図及び第2図において、外周形状が円筒状
に形成されたヨークを兼ねた第1のケース1と、
このケースに被せるようにして固定された第2の
ケース2と、これらケース1,2によつて形成さ
れた円環状空間に嵌められた単相コイル3とによ
つてモータの固定子が構成されている。上記ケー
ス1,2の内周縁部は所定間隔ごとに切除され
て、残りの部分がそれぞれ上方及び下方に折り曲
げられて固定子極1a,2aが形成され、これら
固定子型1a,2aは交互に所定の間隙を存して
かみ合うように配置されて固定子の内周に円筒状
の空間4を形成している。この空間4内には、回
転周方向にN極とS極を交互に着磁してなる円柱
状の回転子5が上記固定子極1a,2aから所定
の間隙を存して対向対設されている。回転子5は
その回転軸6が図示されない軸受によつて支持さ
れていて、コイル3に交流電源が通電されること
により、交流電流に同期して回転子5が回転しう
るようになつている。回転子5の上面には、回転
子5の磁極に対応して、光の反射面7aと無反射
面7bを交互に形成してなる位置検出板7が固着
されており、図示の例では回転子5のN極には反
射面7aが、S極には無反射面7bが対応させて
ある。位置検出板7の上方には、発光ダイオード
とこのダイオードから反射しかつ検出板7によつ
て反射された光を受光するフオトトランジスタか
らなる検出器8が設けられている。この検出器8
と位置検出板7とで磁極位置を検知する検知手段
が構成されている。第3図に示されているよう
に、単相コイル3に交流電源の正の半サイクルの
電流i+が供給されているときは、上部の固定子
極2aがN極に、下部の固定子磁極1aがS極に
磁化され、負の半サイクルの電流i−が供給され
ているときはその逆に磁化されるようになつてい
る。また、検出器8は図において左がわに上部固
定子極2aが、右がわに下部固定子極1aが位置
するような位置Gに配設されている。もつとも、
検出器8は、左がわに下部固定子極1aが、右が
わに上部固定極2aが位置するような位置Hに設
けてもよい。
In FIGS. 1 and 2, a first case 1 that also serves as a yoke and has a cylindrical outer circumference;
A stator of the motor is constituted by a second case 2 that is fixed so as to cover this case, and a single-phase coil 3 that is fitted into the annular space formed by these cases 1 and 2. ing. The inner peripheral edges of the cases 1 and 2 are cut out at predetermined intervals, and the remaining parts are bent upward and downward, respectively, to form stator poles 1a and 2a, and these stator molds 1a and 2a are arranged alternately. They are arranged to mesh with each other with a predetermined gap, forming a cylindrical space 4 on the inner periphery of the stator. In this space 4, a cylindrical rotor 5, which is magnetized alternately with N poles and S poles in the circumferential direction of rotation, is disposed facing the stator poles 1a and 2a with a predetermined gap therebetween. ing. The rotating shaft 6 of the rotor 5 is supported by a bearing (not shown), and when an alternating current power is applied to the coil 3, the rotor 5 can rotate in synchronization with the alternating current. . A position detection plate 7 is fixed to the upper surface of the rotor 5, and has a light reflecting surface 7a and a non-reflecting surface 7b alternately formed in correspondence with the magnetic poles of the rotor 5. A reflective surface 7a corresponds to the north pole of the child 5, and a non-reflective surface 7b corresponds to the south pole. A detector 8 consisting of a light emitting diode and a phototransistor that receives light reflected from the diode and reflected by the detection plate 7 is provided above the position detection plate 7 . This detector 8
and the position detection plate 7 constitute a detection means for detecting the magnetic pole position. As shown in FIG. 3, when the single-phase coil 3 is supplied with a positive half-cycle current i+ of the AC power supply, the upper stator pole 2a becomes the N pole and the lower stator magnetic pole 1a is magnetized to the S pole, and vice versa when a negative half-cycle current i- is supplied. Further, the detector 8 is arranged at a position G such that the upper stator pole 2a is located on the left side and the lower stator pole 1a is located on the right side in the figure. However,
The detector 8 may be provided at a position H such that the lower stator pole 1a is located on the left side and the upper fixed pole 2a is located on the right side.

次に、上記の如く構成されたモータの回転方向
制御回路について説明する。第4図において交流
電源10は電源スイツチ11を介して直流電源回
路12と正のトリガーモード回路13と駆動回路
15に加えられるようになつており、直流電源回
路12の直流出力は正のトリガーモード回路13
と負のトリガーモード回路14と検出回路16に
加えられるようになつている。上記正のトリガー
モード回路13はスイツチ11をオンにした時機
如何に拘りなく、オンにしたあと最初に到来する
交流電源の正の半サイクルの始めに立上がり、こ
れをスイツチ11がオフになるまで維持するよう
になつており、また、負のトリガーモード回路1
4は正のトリガーモード回路13からの信号を受
けて、正の半サイクルに続く負の半サイクルの始
めに立ち上がり、スイツチ11がオフになるまで
維持するようになつている。検出回路16は検出
器8からの「1」又は「0」の信号を受けて出力
端子Q,に「1」、「0」の信号を出力するよう
になつており、上記出力端子Q,の出力信号は
一組の回転方向切換スイツチ18を介してトリガ
ーモード切換回路17の入力端子R,Sに加えら
れるようになつている。ここで、検出回路16と
切換スイツチ18とは、単相コイル3に供給する
電源の供給開始サイクルを正又は負のいずれかと
する選択手段を構成している。トリガーモード切
換回路17は、正のトリガーモード回路13及び
負のトリガーモード回路14からの信号を受け
て、上記選択手段により選択されたサイクルの始
め付近から単相コイル3へ交流電源10を供給す
るように駆動回路15の動作開始タイミングを制
御している。まず最初に交流電源の正の半サイク
ル又は負の半サイクルを上記選択手段の選択結果
に基づき単相コイル3に供給すべく駆動回路15
を作動させ、以後、正負二つのトリガーモード回
路13,14からの信号に基づき正負の半サイク
ルごとに交互に駆動回路15を作動させ、もつて
スイツチ18の切換態様に応じた方向に回転させ
るようになつている。従つて、切換回路17は、
前記検知手段の出力信号と回転方向切換スイツチ
18によつて選択された信号とに応じトリガーモ
ード回路13から出力されるトリガーモード信号
又はトリガーモード回路14から出力されるトリ
ガーモード信号の何れかを選択して、モータの単
相コイルへの交流電源の供給開始時点を正の半サ
イクルの開始時点又は負の半サイクルの開始時点
とし、もつて、回転方向切換スイツチで選択され
た向きに回転子を起動し回転させるものである。
Next, a motor rotation direction control circuit configured as described above will be explained. In FIG. 4, the AC power supply 10 is applied to the DC power supply circuit 12, the positive trigger mode circuit 13, and the drive circuit 15 via the power switch 11, and the DC output of the DC power supply circuit 12 is in the positive trigger mode. circuit 13
and negative trigger mode circuit 14 and detection circuit 16. Regardless of when the switch 11 is turned on, the positive trigger mode circuit 13 rises at the beginning of the first positive half cycle of the AC power that arrives after the switch is turned on, and maintains this until the switch 11 is turned off. Also, the negative trigger mode circuit 1
4 receives a signal from the positive trigger mode circuit 13, rises at the beginning of the negative half cycle following the positive half cycle, and remains there until the switch 11 is turned off. The detection circuit 16 receives a signal of "1" or "0" from the detector 8 and outputs a signal of "1" or "0" to the output terminal Q. The output signal is applied to input terminals R and S of the trigger mode switching circuit 17 via a set of rotation direction switching switches 18. Here, the detection circuit 16 and the changeover switch 18 constitute a selection means for setting the supply start cycle of the power supplied to the single-phase coil 3 to either positive or negative. The trigger mode switching circuit 17 receives signals from the positive trigger mode circuit 13 and the negative trigger mode circuit 14, and supplies AC power 10 to the single-phase coil 3 from around the beginning of the cycle selected by the selection means. The operation start timing of the drive circuit 15 is controlled in this way. First, the drive circuit 15 supplies a positive half cycle or a negative half cycle of the AC power source to the single-phase coil 3 based on the selection result of the selection means.
Thereafter, the drive circuit 15 is operated alternately every positive and negative half cycle based on the signals from the two positive and negative trigger mode circuits 13 and 14, so that the drive circuit 15 is rotated in the direction corresponding to the switching mode of the switch 18. It's getting old. Therefore, the switching circuit 17 is
Either the trigger mode signal output from the trigger mode circuit 13 or the trigger mode signal output from the trigger mode circuit 14 is selected depending on the output signal of the detection means and the signal selected by the rotation direction changeover switch 18. Then, the start point of supplying AC power to the single-phase coil of the motor is the start point of the positive half cycle or the start point of the negative half cycle, and the rotor is turned in the direction selected by the rotation direction switch. It starts and rotates.

上記回転方向制御回路は具体的には第5図のよ
うに構成されている。第5図において、正のトリ
ガーモード回路13は、交流電源10を分圧する
抵抗R1,R2と、この分圧された電圧をベース入
力としてオン、オフ動作するトランジスタTr1
と、このトランジスTr1がオンのときの信号を多
少遅延させるための抵抗R3とコンデンサC1とで
なる遅延回路と、この遅延回路による遅延信号を
ゲート入力として交流電源10からの交流信号の
うち最初の正の伴サイクルによりターンオンする
サイリスタSCR1と、このサイリスタSCR1のター
ンオンによつてターンオンし、その時点から直流
電源12に基き「1」の信号を出力するサイリス
タSCR2とを有している。また、負のトリガーモ
ード回路14は、正のトリガーモード回路13に
おけるサイクルSCR1の交流出力信号をベース入
力としてオン・オフし、上記正のトリガーモード
回路13におけるサイリスタSCR2の直流出力信
号をオン・オフするトランジスタTr2と、このト
ランジスタの出力信号をゲート入力としてターン
オンしてその時点から直流電源12に基づき
「1」の信号を出力するサイリスタSCR3を有して
いる。また、発光ダイオードLDとフオトトラン
ジスタFTでなる検出器8は、第2図のように検
出板7の反射部7aに対向しているときはフオト
トランジスタFTがオンになつて「0」の信号が
出力され、また、検出器8が検出板7の無反射部
7bに対向しているときはフオトトランジスタ
FTがオフとなつて「1」の信号が出力されるよ
うになつている。検出回路16は、検出器8にお
けるフオトトランジスタFTの出力が「1」のと
きにオンになつて「0」の信号を出力するトラン
ジスタTr3と、このトランジスタの出力が「0」
のときにオフになつて「1」の信号を出力するト
ランジスタTr4を有している。検出回路16にお
けるトランジスタTr3の出力信号は回転方向切換
スイツチ18における一方の切換接点18bのコ
モン接点に、また、トランジスタTr4の出力信号
は他方の切換接点18aのコモン接点にそれぞれ
接続されている。トリガーモード切換回路17は
トランジスタTr5とトランジスタTr6とを有して
なり、前記切換接点18a,18bがそれぞれ固
定接点Xがわに切換えられているときは前記トラ
ンジスタTr3の出力信号がトランジスタTr6のベ
ースに加えられると共にトランジスタTr4の出力
信号がトランジスタTr5のベースにそれぞれ加え
られるようになつており、切換接点18a,18
bが固定接点Yがわに切換えられているときは逆
にトランジスタTr3の出力がトランジスタTr5
ベースに、トランジスタTr4の出力がトランジス
タTr6のベースにそれぞれ加えられるようになつ
ている。トリガーモード切換回路17内のトラン
ジスタTr5はこれがオンになることによつて前記
サイリスタSCR2からの直流出力信号を通過させ
てこれを駆動回路15を構成するトライアツク1
5aのゲートに加えるようになつており、また、
トランジスタTr6はこれがオンになることによつ
て前記サイリスタSCR3からの直流出力信号を通
過させてこれを前記トライアツク15aのゲート
に加えるようになつている。トライアツク15a
はターンオンすることにより前記モータの単相コ
イル3に交流電源を供給するようになつている。
Specifically, the rotational direction control circuit is constructed as shown in FIG. In FIG. 5, the positive trigger mode circuit 13 includes resistors R 1 and R 2 that divide the voltage of the AC power supply 10, and a transistor Tr 1 that operates on and off using the divided voltage as a base input.
, a delay circuit consisting of a resistor R 3 and a capacitor C 1 for slightly delaying the signal when the transistor Tr 1 is on, and a delay signal from this delay circuit as a gate input to output an AC signal from the AC power supply 10. It has a thyristor SCR 1 which is turned on by the first positive companion cycle, and a thyristor SCR 2 which is turned on by the turn-on of this thyristor SCR 1 and outputs a signal of "1" from that point on based on the DC power supply 12 . ing. Further, the negative trigger mode circuit 14 turns on and off the AC output signal of cycle SCR 1 in the positive trigger mode circuit 13 as a base input, and turns on the DC output signal of the thyristor SCR 2 in the positive trigger mode circuit 13. - It has a transistor Tr 2 that turns off, and a thyristor SCR 3 that uses the output signal of this transistor as a gate input to turn on and outputs a "1" signal based on the DC power supply 12 from that point on. Furthermore, when the detector 8 consisting of the light emitting diode LD and the phototransistor FT faces the reflective part 7a of the detection plate 7 as shown in FIG. Also, when the detector 8 faces the non-reflective portion 7b of the detection plate 7, the phototransistor
FT is turned off and a "1" signal is output. The detection circuit 16 includes a transistor Tr 3 which is turned on and outputs a signal of "0" when the output of the phototransistor FT in the detector 8 is "1", and a transistor Tr 3 whose output is "0".
It has a transistor Tr 4 that turns off and outputs a signal of "1" when . The output signal of the transistor Tr 3 in the detection circuit 16 is connected to the common contact of one switching contact 18b of the rotation direction changeover switch 18, and the output signal of the transistor Tr 4 is connected to the common contact of the other switching contact 18a. . The trigger mode switching circuit 17 includes a transistor Tr 5 and a transistor Tr 6. When the switching contacts 18a and 18b are switched to the fixed contact X, the output signal of the transistor Tr 3 is switched to the transistor Tr 6. 6 and the output signal of transistor Tr 4 is applied to the base of transistor Tr 5 , respectively, and the switching contacts 18a, 18
Conversely, when b is switched to the fixed contact Y, the output of the transistor Tr 3 is applied to the base of the transistor Tr 5 , and the output of the transistor Tr 4 is applied to the base of the transistor Tr 6 . When the transistor Tr 5 in the trigger mode switching circuit 17 is turned on, it passes the DC output signal from the thyristor SCR 2 and converts it into the triac 1 constituting the drive circuit 15.
It is designed to be added to the gate of 5a, and
When the transistor Tr 6 is turned on, it passes the DC output signal from the thyristor SCR 3 and applies it to the gate of the triac 15a. Triack 15a
When turned on, AC power is supplied to the single-phase coil 3 of the motor.

次に上記回転制御回路の動作を説明する。スイ
ツチ11をオンにすることにより電源12から所
定の直流電源が供給され、これによつて検知器8
内の発光ダイオードLDが点灯すると共にフオト
トランジスタFTが検知板7からの反射光の検知
動作を開始する。交流電源10は抵抗R1,R2
よつて分圧され、この分圧信号aはトランジスタ
Tr1のベースに入力される(第6図のa参照)。
トランジスタTr1は交流信号の正の半サイクルの
間だけオンしてオンの間だけ「0」の信号を出力
するが、実際には電圧VBEが必要なため、第6図
bに示されているように、正の半サイクルの終り
の僅か前で立ち上がり、正の半サイクルの始まり
から僅かに遅れて立ち下がる結果、「0」の信号
幅が狭くなり、「1」の信号幅が広くなる。トラ
ンジスタTr1の信号bは抵抗R3とコンデンサC1
なる遅延回路に入力されて賃6図のcに示されて
いるように信号に立ち上がりのタイミングが△t
だけ遅延させられてサイリスタSCR1のゲートに
入力される。このサイリスタSCR1のゲート入力
とアノード・カソード間に加えられる交流電源と
のタイミングは、第6図のcとaで明らかなよう
に、信号cが「1」の間に交流電源の正の半サイ
クルが始まるから、サイリスタSCR1は正の半サ
イクル毎にターンオンし、その出力信号dは第6
図のdに示されているように、スイツチ11のオ
ンによつて入力する交流電源の正及び負の半サイ
クルのうち必ず正の半サイクルの始まりの零点か
ら開始し、正の半サイクルの終りの零点で終るよ
うになつている。なお、抵抗R3とコンデンサC1
でなる遅延回路を設けたのは、前述のようにトラ
ンジスタTr1が動作するにはVBEが必要で、第6
図bのようにトランジスタTr1の立ち上がりが早
く、立ち下がりが遅くなることから、この信号b
をそのままサイリスタSCR1に加えたのでは、第
6図のd′で示されているように、サイリスタ
SCR1が交流電源の正の半サイクルの終り近くで
ターンオンすることになつて、回転制御が不安定
となるから、これを回避するためである。サイリ
スタSCR1の出力dはサイリスタSCR2のゲートに
加えられる。サイリスタSCR2のアノード・カソ
ード間には直流電源12が加えられているから、
サイリスタSCR2は信号dの最初の正の半サイク
ル開始と同時にターンオンしてこれを維持し、そ
の出力信号は第6図のeのように「1」となつて
これが持続される。
Next, the operation of the rotation control circuit will be explained. By turning on the switch 11, a predetermined DC power is supplied from the power supply 12, and thereby the detector 8
When the light emitting diode LD inside lights up, the phototransistor FT starts detecting the light reflected from the detection plate 7. The voltage of the AC power supply 10 is divided by resistors R 1 and R 2 , and this divided voltage signal a is applied to the transistor
It is input to the base of Tr 1 (see a in Figure 6).
Transistor Tr 1 turns on only during the positive half cycle of the AC signal and outputs a "0" signal only while it is on, but since the voltage V BE is actually required, it is shown in Figure 6b. As shown in the figure, it rises slightly before the end of the positive half cycle and falls slightly after the beginning of the positive half cycle, resulting in a narrower signal width for "0" and a wider signal width for "1". . The signal b of the transistor Tr 1 is input to a delay circuit consisting of a resistor R 3 and a capacitor C 1 , and the timing of the rise of the signal is △t as shown in c of Figure 6.
is input to the gate of thyristor SCR1 . The timing of the gate input of this thyristor SCR 1 and the AC power supply applied between the anode and cathode is as shown in c and a of Figure 6. Since the cycle begins, thyristor SCR 1 turns on every positive half cycle and its output signal d is at the sixth
As shown in d of the figure, among the positive and negative half cycles of the AC power input when the switch 11 is turned on, it always starts from the zero point at the beginning of the positive half cycle, and at the end of the positive half cycle. It is designed to end at the zero point of . Note that resistor R 3 and capacitor C 1
The reason for providing the delay circuit is that, as mentioned above, V BE is required for transistor Tr 1 to operate, and the sixth
As shown in figure b, transistor Tr 1 rises quickly and falls slowly, so this signal b
If it is added to thyristor SCR 1 as it is, the thyristor
This is to avoid the situation where the SCR 1 turns on near the end of the positive half cycle of the AC power supply, making the rotation control unstable. The output d of thyristor SCR 1 is applied to the gate of thyristor SCR 2 . Since the DC power supply 12 is applied between the anode and cathode of thyristor SCR 2 ,
The thyristor SCR 2 is turned on and maintained at the same time as the start of the first positive half cycle of the signal d, and its output signal becomes ``1'' as shown in e of FIG. 6 and remains this way.

負のトリガーモード回路14におけるトランジ
スタTr2のベースにはサイリスタSCR1の出力信
号dが加えられるから、トランジスタTr2は信号
dの正の半サイクルの開始と同時にオンになり、
信号dが零レベルになるとオフになり、、その出
力信号fは第6図のfに示されているように、ト
ランジスタTr2がオフの間は「11」となる。もつ
ともこの場合はトランジスタTr2の動作にはVBE
が必要なため、トランジスタTr2のオンのタイミ
ングが遅れ、オフのタイミングが早くなり、よつ
て、トランジスタTr2のオンオフ動作による出力
信号fは第6図のfのように、「0」の信号幅よ
りも「1」の信号幅が広くなる。この信号fはサ
イリスタSCR3のゲートに加えられる。サイリス
タSCR3のアノード・カソード間には直流電源1
2が加えられているから、サイリスタSCR3は信
号fの最初の立ち上がりと共にターンオンしてそ
のまま維持し、その結果サイリスタSCR3の出力
信号gは第6図のgに示されているように、交流
電源の負の半サイクルの開始に略同期して「1」
となりこれを持続する。従つて、正のトリガーモ
ード回路13の出力信号eと負のトリガーモード
回路14の出力信号gとを比較すれば、信号gは
信号eに対して交流電源の略半サイクル分だけ遅
れるようになつている。もつとも、交流電源のサ
イクルに同期するものであれば、信号gを信号e
に対して半サイクル分だけ早めるようにしても差
し支えない。
Since the output signal d of the thyristor SCR 1 is applied to the base of the transistor Tr 2 in the negative trigger mode circuit 14, the transistor Tr 2 is turned on at the same time as the beginning of the positive half cycle of the signal d;
When the signal d reaches zero level, it is turned off, and its output signal f becomes "11" while the transistor Tr 2 is off, as shown at f in FIG. However, in this case, the operation of transistor Tr 2 requires V BE
As a result, the on timing of the transistor Tr 2 is delayed and the off timing is early. Therefore, the output signal f due to the on/off operation of the transistor Tr 2 becomes a "0" signal as shown in f in Fig. 6. The signal width of "1" is wider than the width. This signal f is applied to the gate of thyristor SCR3 . DC power supply 1 is connected between the anode and cathode of thyristor SCR 3 .
2, the thyristor SCR 3 turns on with the first rising edge of the signal f and remains there, so that the output signal g of the thyristor SCR 3 becomes an alternating current, as shown in g of FIG. “1” approximately in synchronization with the start of the negative half cycle of the power supply.
And this will continue. Therefore, if the output signal e of the positive trigger mode circuit 13 and the output signal g of the negative trigger mode circuit 14 are compared, the signal g lags the signal e by approximately half a cycle of the AC power supply. ing. However, if it is synchronized with the cycle of the AC power supply, the signal g can be changed to the signal e.
It may be possible to advance the time by half a cycle.

いま、第7図に示されているように、検知器8
が、回転子5のS極に対応して設けられた無反射
部7bに対向しているものとすると、検知器8の
フオトトランジスタはオフになつており、その出
力信号hは「1」になつている。この「1」の信
号は検出回路16内のトランジスタTr3のベース
に加えられてトランジスタTr3をオンにし、その
出力を「0」にする。この「0」の信号はトラン
ジスタTr4のベースに加えられてトランジスタ
Tr4をオフにし、その出力を「1」にする。ま
た、回転方向切換スイツチ18の各接点がXがわ
を選択しているものとすると、検出回路16の出
力たるトランジスタTr3の出力信号はトリガー
モード切換回路17の入力信号Sとしてトランジ
スタTr6のベースに加えられ、また、検出回路1
6の出力QたるトランジスタTr4の出力信号はト
リガーモード切換回路17の入力信号Rとしてト
ランジスタTr5のベースに加えられる。また、ト
ランジスタTr6のコレクタには前記負のトリガー
モード回路14の出力信号gが加えられ、トラン
ジスタTr5のコレクタには正のトリガーモード回
路13の出力信号eが加えられている。トランジ
スタTr5はそのベースに信号eの立ち上がりに同
期した立ち上がる信号Qが加えられることにより
オンになり、トランジスタTr5の出力信号はサイ
リスタSCR2の出力、即ち、正のトリガーモード
回路13の出力信号eと同じになる。このトラン
ジスタTr5の出力によつて駆動回路15内のトラ
イアツク15aがターンオンされ、トライアツク
15aを介してモータの単相コイル3に交流電源
が供給される。この交流電源は、信号eの立ち上
がりに同期して供給が開始されるから、第6図の
E1で示されているように、交流の正の半サイク
ルの開始時点から供給が開始されることになる。
そして、正の半サイクルにおいては第7図に示さ
れているように、一方の固定子極2aがN極に、
他方の固定子極1aがS極に磁化されるから、回
転子5には第7図において左がわに向うトルクが
作用して回転子5は正転方向CCWに回転する。
そして正の半サイクルにより回転子5は正転方向
CCWに45゜回転し第8図に示されているように、
検知器8は回転子5のN極に対応した位置、従つ
て、位置検出板7の反射部7aと対向することに
なり、フオトトランジスタFTが反射光を受光し
てオンとなり、その出力が「0」に反転する。そ
の結果、検出回路16の出力は「1」、Qは
「0」、トリガーモード切換回路17の入力Sは
「1」、Rは「0」となつてトランジスタTr5がオ
フ、トランジスタTr6がオンとなり、トランジス
タTr6を介して負のトリガーモード回路14の出
力がトライアツク15aに加えられてトライアツ
ク15aを引き続きターンオンさせて交流電源の
負の半サイクルを単相コイル3に供給する。これ
により、第8図に示されているように、一方の固
定子極2aがS極に、他方の固定子極1aがN極
に磁化されて第7図の場合と逆になり、引き続き
回転子5には第8図において左の方に向うトルク
が作用し、正転方向CCWに回転する。以後回転
子5が45゜回転するごとに上記の動作を繰り返し、
単相コイル3には第6図のE1のような交流電源
が供給されることになり、この交流電流に同期し
て正転方向CCWに回転し続ける。
Now, as shown in FIG.
However, if it faces the non-reflection part 7b provided corresponding to the S pole of the rotor 5, the phototransistor of the detector 8 is turned off, and its output signal h becomes "1". It's summery. This "1" signal is applied to the base of the transistor Tr 3 in the detection circuit 16, turning on the transistor Tr 3 and making its output "0". This "0" signal is added to the base of transistor Tr 4 and
Turn off Tr 4 and set its output to "1". Further, assuming that each contact of the rotation direction changeover switch 18 selects the added to the base and also the detection circuit 1
The output signal of the transistor Tr 4 , which is the output Q of the transistor 6, is applied as the input signal R of the trigger mode switching circuit 17 to the base of the transistor Tr 5 . Further, the output signal g of the negative trigger mode circuit 14 is applied to the collector of the transistor Tr 6 , and the output signal e of the positive trigger mode circuit 13 is applied to the collector of the transistor Tr 5 . The transistor Tr 5 is turned on by applying a rising signal Q synchronized with the rising edge of the signal e to its base, and the output signal of the transistor Tr 5 is the output signal of the thyristor SCR 2 , that is, the output signal of the positive trigger mode circuit 13. It becomes the same as e. The triax 15a in the drive circuit 15 is turned on by the output of the transistor Tr5, and AC power is supplied to the single-phase coil 3 of the motor via the triax 15a. Since the supply of this AC power is started in synchronization with the rising edge of the signal e, as shown in Fig. 6,
The supply will begin at the beginning of the positive half-cycle of the alternating current, as indicated by E 1 .
Then, in the positive half cycle, as shown in FIG. 7, one stator pole 2a becomes the N pole,
Since the other stator pole 1a is magnetized to the S pole, a torque acting toward the left in FIG. 7 acts on the rotor 5, causing the rotor 5 to rotate in the forward rotation direction CCW.
Then, due to the positive half cycle, the rotor 5 rotates in the forward direction.
Rotate 45° CCW as shown in Figure 8.
The detector 8 is located at a position corresponding to the N pole of the rotor 5, and thus faces the reflecting portion 7a of the position detection plate 7, and the phototransistor FT receives the reflected light and turns on, and its output becomes " 0”. As a result, the output of the detection circuit 16 is "1", the Q is "0", the input S of the trigger mode switching circuit 17 is "1", and the input R is "0", so that the transistor Tr 5 is turned off and the transistor Tr 6 is turned off. The output of the negative trigger mode circuit 14 is applied to the triax 15a through the transistor Tr 6 to continue turning on the triax 15a and supplying the negative half cycle of the AC power to the single-phase coil 3. As a result, as shown in Fig. 8, one stator pole 2a is magnetized to the S pole and the other stator pole 1a is magnetized to the N pole, which is the opposite of the case in Fig. 7, and the rotation continues. A torque toward the left in FIG. 8 acts on the child 5, causing it to rotate in the normal rotation direction CCW. From now on, repeat the above operation every time the rotor 5 rotates 45 degrees,
The single-phase coil 3 is supplied with an alternating current power such as E1 in FIG. 6, and continues to rotate in the forward direction CCW in synchronization with this alternating current.

次に、回転方向切換スイツチ18を接点Yがわ
に切換えた場合について説明する。いま、第9図
に示されているように、検知器8が回転子5のS
極に対向しているものとすると、検知器8は検出
板7の無反射部7bと対向していることになるか
ら、フオトトランジスタFTはオフとなり、検出
回路16の出力は「0」、Qは「1」となり、
トリガーモード切換回路17の入力Sは「1」、
Rは「0」となつてトランジスタTr6がオン、ト
ランジスタTr5がオフとなる。トランジスタTr6
がオンとなるタイミングは負のトリガーモード回
路14の出力信号gの立ち上がりと同期してい
て、交流電源の負の半サイクルの開始と略同期し
ているから、トランジスタTr6のオンによつてト
ライアツク15aがターンオンさせられるタイミ
ングも交流電源の負の半サイクルの開始と略同期
し、単相コイル3には第6図のE2で示されてい
るように交流の負の半サイクルの開始と同時にこ
の負の半サイクルが供給される。その結果第9図
に示されているように、固定子極2aがS極、固
定子極1aがN極に磁化され、回転子5は逆転方
向CWに回転駆動される。こうして回転子5が45゜
逆転すると、検知器8の位置検知動作に基づき検
出回路16の出力信号が逆転し、トリガーモード
切換回路17内のトランジスタTr5がオンになる
ことによつて駆動回路15内のトライアツク15
aを引き続きターンオンさせ、トライアツク15
aを介して供給される交流の正の半サイクルによ
つて、第10図のように固定子極の磁化が逆転
し、回転子5は引き続き逆転方向CWに回転す
る。このようにして回転子が45゜ずつ回転する毎
に上記の動作を繰り返えし、単相コイル3には第
6図のE2のような交流電流が加えられ、逆転動
作を持続する。
Next, a case will be described in which the rotation direction changeover switch 18 is switched to the contact point Y. Now, as shown in FIG.
If the detector 8 is opposed to the pole, the detector 8 is opposed to the non-reflective portion 7b of the detection plate 7, so the phototransistor FT is turned off and the output of the detection circuit 16 is "0", Q becomes "1",
The input S of the trigger mode switching circuit 17 is "1",
R becomes "0", transistor Tr 6 is turned on, and transistor Tr 5 is turned off. Transistor Tr 6
The timing at which Tr is turned on is synchronized with the rise of the output signal g of the negative trigger mode circuit 14 , and is approximately synchronized with the start of the negative half cycle of the AC power supply. The timing at which 15a is turned on is also substantially synchronized with the start of the negative half cycle of the AC power supply, and the single-phase coil 3 is turned on at the same time as the start of the negative half cycle of the AC power supply, as shown by E2 in FIG. This negative half cycle is provided. As a result, as shown in FIG. 9, the stator pole 2a is magnetized to the S pole and the stator pole 1a is magnetized to the N pole, and the rotor 5 is driven to rotate in the reverse direction CW. When the rotor 5 reverses by 45 degrees in this way, the output signal of the detection circuit 16 is reversed based on the position detection operation of the detector 8, and the transistor Tr 5 in the trigger mode switching circuit 17 is turned on, so that the drive circuit 15 Triack 15 inside
Continue to turn on a, try 15
The positive half-cycle of the alternating current supplied through a reverses the magnetization of the stator poles, as shown in FIG. 10, and the rotor 5 continues to rotate in the reverse direction CW. In this way, the above operation is repeated every time the rotor rotates by 45 degrees, and an alternating current as indicated by E2 in FIG. 6 is applied to the single-phase coil 3 to maintain the reverse rotation.

以上述べた正転・逆転動作は、スイツチ11が
オンになつている間は正のトリガーモード回路1
3のトリガーモード出力信号e及び負のトリガー
モード回路14のトリガーモード出力信号gが維
持されるから、その間持続され、スイツチ11の
オフによつて回転が停止する。
The forward/reverse rotation described above is performed by the positive trigger mode circuit 1 while the switch 11 is on.
Since the trigger mode output signal e of No. 3 and the trigger mode output signal g of the negative trigger mode circuit 14 are maintained, the rotation is continued during that time, and the rotation is stopped by turning off the switch 11.

本発明によれば、従来の小型同期モータの回転
方向制御手段では達成できなかつた次のような効
果を奏する。
According to the present invention, the following effects that could not be achieved with conventional small synchronous motor rotation direction control means are achieved.

(1) 起動時の回転子位置に関係なく、回転方向切
換スイツチの切換え等により所望の回転方向が
決まれば自動的にその回転方向に起動回転させ
ることができる。
(1) Regardless of the rotor position at startup, if a desired rotation direction is determined by switching the rotation direction changeover switch, etc., the startup rotation can be automatically performed in that rotation direction.

(2) 回転子の位置と所望回転方向とから固定子に
流すべき電流の正負を制御しているので、回転
方向制御の信頼性が極めて高い。又、正又は負
の半サイクルの始め付近から交流電源を固定子
に供給しているので、回転起動に不安定さがな
く、完全な回転制御を行なうことができる。
(2) Since the polarity of the current to be passed through the stator is controlled based on the position of the rotor and the desired rotation direction, the reliability of rotation direction control is extremely high. Furthermore, since the AC power is supplied to the stator from around the beginning of the positive or negative half cycle, there is no instability in the rotation start and complete rotation control can be performed.

(3) モータのコイルは単相コイルであり、かつ機
械的な機構は付加されないのでモータ自体の構
造がきわめて簡単となり、形状も小さくなり小
型電子機器への組込みが容易となる。又生産コ
ストも著しく低減することができる。
(3) Since the motor coil is a single-phase coil and no mechanical mechanism is added, the structure of the motor itself is extremely simple and its shape is small, making it easy to incorporate into small electronic devices. Also, production costs can be significantly reduced.

(4) 総て電気回路によつて制御するようになつて
いるから、適宜のプログラム装置と組み合わせ
ることにより、予め設定したプログラムに応じ
て停止、再起動、正転、逆転を自由に制御する
ことができるし、また、所定のプログラムを何
回でも繰り返えすようにすることもできる。
(4) Since everything is controlled by electric circuits, stopping, restarting, forward rotation, and reverse rotation can be freely controlled according to a preset program by combining it with an appropriate programming device. It is also possible to repeat a predetermined program any number of times.

(5) 検出器をエンコーダとして使用し、モータに
付随する他の装置、例えば精密移動装置などを
制御するようにすることもできる。
(5) The detector can also be used as an encoder to control other devices attached to the motor, such as precision movement devices.

なお、本発明に用いる交流電源は、正弦波交流
ばかりでなく、方形波その他のあらゆる交流電源
を用いることができる。検出器は光学的なものの
ほかホール素子、磁気抵抗素子等を用いた磁気的
なものでもよく、そのほか、要するに回転子の極
性を判別できる手段であれば何でもよい。また、
負のトリガーモード回路14の入力部にも、正の
トリガーモード回路13に見られるような遅延回
路を設けてもよい。
Note that the AC power source used in the present invention is not limited to a sine wave AC power source, but may also be a square wave or any other AC power source. The detector may be an optical one, a magnetic one using a Hall element, a magnetoresistive element, etc., or any other means that can determine the polarity of the rotor. Also,
The input of the negative trigger mode circuit 14 may also be provided with a delay circuit as seen in the positive trigger mode circuit 13.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明のモータの機械的構成部分の実
施例を示す縦断面図、第2図は同上平面図、第3
図は同上機械的構成部におけるコイルに供給され
る電流と固定子極の磁化作用との関係を示す展開
図、第4図は本発明に用いられる電気的制御回路
の例を示すブロツク図、第5図は同上制御回路の
具体例を示す回路図、第6図は同上制御回路の動
作を説明するためのタイミングチヤート、第7図
乃至第10図は本発明の動作を説明するために回
転子と検出器と固定子極との関係を簡略化して示
す展開図である。 1a,2a……固定子極、3……単相コイル、
5……回転子、7……位置検出板、7a……反射
部、7b……無反射部、8……検出器、10……
交流電源、11……スイツチ、12……直流電
源、13……正のトリガーモード回路、14……
負のトリガーモード回路、15……駆動回路、1
6……検出回路、17……トリガーモード切換回
路、18……回転方向切換スイツチ、7,8……
検知手段、13,14,15,17……電源供給
手段、16,18……選択手段。
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing an embodiment of the mechanical components of the motor of the present invention, FIG. 2 is a plan view of the same, and FIG.
The figure is a developed diagram showing the relationship between the current supplied to the coil in the mechanical component and the magnetization effect of the stator poles; FIG. 4 is a block diagram showing an example of the electrical control circuit used in the present invention; Fig. 5 is a circuit diagram showing a specific example of the above control circuit, Fig. 6 is a timing chart for explaining the operation of the above control circuit, and Figs. 7 to 10 are rotor diagrams for explaining the operation of the above control circuit. FIG. 3 is a development diagram showing a simplified relationship between the detector and the stator poles. 1a, 2a...Stator pole, 3...Single phase coil,
5...Rotor, 7...Position detection plate, 7a...Reflection part, 7b...Non-reflection part, 8...Detector, 10...
AC power supply, 11... switch, 12... DC power supply, 13... positive trigger mode circuit, 14...
Negative trigger mode circuit, 15... Drive circuit, 1
6...Detection circuit, 17...Trigger mode switching circuit, 18...Rotation direction switching switch, 7, 8...
Detection means, 13, 14, 15, 17... Power supply means, 16, 18... Selection means.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 回転周方向にN、S極を交互に着磁配設した
回転子と、この回転子に空隙を介して対向配設し
単相コイルを巻回した固定子とを備えた単相小型
同期モータにおいて、 交流電源の投入後最初に到来する一方の半サイ
クルの初めに立ち上がる第1のトリガーモード信
号を出力する第1のトリガーモード回路と、 上記交流電源の投入後最初に到来する他方の半
サイクルの初めに立ち上がる第2のトリガーモー
ド信号を出力する第2のトリガーモード回路と、 上記回転子の磁極位置を検知する検知手段と、 モータの回転方向に応じて上記検知手段の出力
信号の極性を切り換えて出力する回転方向切換ス
イツチと、 上記モータの単相コイルに上記交流電源を供給
する駆動回路と、 上記回転方向切換スイツチの出力信号と上記第
1のトリガーモード信号と上記第2のトリガーモ
ード信号とを入力し、上記駆動回路を制御するト
リガーモード切換回路とを有してなる単相小型同
期モータ。
[Scope of Claims] 1. A rotor in which N and S poles are alternately magnetized in the circumferential direction of rotation, and a stator in which a single-phase coil is wound around the rotor, which is disposed facing the rotor with an air gap interposed therebetween. A first trigger mode circuit that outputs a first trigger mode signal that rises at the beginning of one half cycle that first arrives after turning on the AC power; a second trigger mode circuit that outputs a second trigger mode signal that rises at the beginning of the other half cycle that arrives at the second half cycle; a detection means that detects the magnetic pole position of the rotor; and a detection means that detects the magnetic pole position of the rotor according to the rotation direction of the motor. a rotational direction switching switch that switches and outputs the polarity of an output signal of the means; a drive circuit that supplies the alternating current power to a single-phase coil of the motor; an output signal of the rotational direction switching switch and the first trigger mode signal. and a trigger mode switching circuit that inputs the trigger mode signal and the second trigger mode signal to control the drive circuit.
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JPS5854881A JPS5854881A (en) 1983-03-31
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WO2021045176A1 (en) * 2019-09-06 2021-03-11 高級アルコール工業株式会社 O/w emulsion composition

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