JPH0130397B2 - - Google Patents
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- JPH0130397B2 JPH0130397B2 JP55173772A JP17377280A JPH0130397B2 JP H0130397 B2 JPH0130397 B2 JP H0130397B2 JP 55173772 A JP55173772 A JP 55173772A JP 17377280 A JP17377280 A JP 17377280A JP H0130397 B2 JPH0130397 B2 JP H0130397B2
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- Japan
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- voltage
- speed
- motor
- current
- transistor
- Prior art date
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-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P7/00—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors
- H02P7/06—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual DC dynamo-electric motor by varying field or armature current
- H02P7/18—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual DC dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power
- H02P7/24—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual DC dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power using discharge tubes or semiconductor devices
- H02P7/28—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual DC dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power using discharge tubes or semiconductor devices using semiconductor devices
- H02P7/285—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual DC dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power using discharge tubes or semiconductor devices using semiconductor devices controlling armature supply only
- H02P7/292—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual DC dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power using discharge tubes or semiconductor devices using semiconductor devices controlling armature supply only using static converters, e.g. AC to DC
- H02P7/293—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual DC dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power using discharge tubes or semiconductor devices using semiconductor devices controlling armature supply only using static converters, e.g. AC to DC using phase control
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Control Of Direct Current Motors (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
（技術分野）
本発明は、半導体制御素子を用いて整流子モー
タの速度制御を行う制御装置に関するものであ
る。
タの速度制御を行う制御装置に関するものであ
る。
（目的）
本発明の目的は、交流電源を用いて運転直巻形
される整流子モータを速度制御するものであつ
て、半導体制御素子を用いて電源電流を全波整流
してモータを速度制御する制御装置において前記
半導体制御素子の点弧位相を決定しモータの運転
速度に関してフイードバツク効果をもたらすとこ
ろのモータの電機子への供給電流とフリーホイー
ル電流が流れていない区間（以下モータ非通電と
略す）におけるモータ速度起電圧が、その全位相
にわたつて効果的に取り出され、該電圧によつて
点弧制御されることにより、従来より大きなフイ
ードバツク量を安定的に得られるようにした制御
装置を提供しようとするものである。
される整流子モータを速度制御するものであつ
て、半導体制御素子を用いて電源電流を全波整流
してモータを速度制御する制御装置において前記
半導体制御素子の点弧位相を決定しモータの運転
速度に関してフイードバツク効果をもたらすとこ
ろのモータの電機子への供給電流とフリーホイー
ル電流が流れていない区間（以下モータ非通電と
略す）におけるモータ速度起電圧が、その全位相
にわたつて効果的に取り出され、該電圧によつて
点弧制御されることにより、従来より大きなフイ
ードバツク量を安定的に得られるようにした制御
装置を提供しようとするものである。
（従来技術）
従来、この種の制御装置として、速度設定する
ための基準電圧とモータ速度起電圧に関する電圧
とを比較しながら点弧位相を制御するものが種々
提案されているが、低速制御領域において最大フ
イードバツク量が少ないとか、トルク変動が大の
ときにフイードバツクの応答性が遅いなどの欠点
を有するものであつた。
ための基準電圧とモータ速度起電圧に関する電圧
とを比較しながら点弧位相を制御するものが種々
提案されているが、低速制御領域において最大フ
イードバツク量が少ないとか、トルク変動が大の
ときにフイードバツクの応答性が遅いなどの欠点
を有するものであつた。
（解決手段）
本発明は、上記の欠点を除去すべく創案された
ものであり、モータの供給電流を位相制御するた
めの半導体制御素子を点弧制御するに当つて、モ
ータの電機子への供給電流とフリーホイール電流
が流れている区間（以下モータ通電と略す）と非
通電とを検出する検出回路を設け、その非通電時
の全位相にわたつてモータの速度起電圧をとり出
し、且つ少なくとも引続く通電を介する非通電時
までこれを有効に保持し、一方、速度を指定する
ために設定されまたは操作を含んでこれが調節さ
れてなり、電源電圧に同期するところののこぎり
波よりなる速度指定電圧を発生させ、該電圧と前
記保持された速度起電圧とを電源半サイクル毎に
比較して速度指定電圧が速度起電圧を越える位相
毎に半導体制御素子の点弧回路を作動させてその
点弧位相を決めようとするものである。速度指定
電圧が例えばより高速を指定するならばのこぎり
波の傾斜はより急しゆんであり、よつて点弧位相
が進み、このようにしてその傾斜を適宜に選ぶこ
とによつて殆ど全領域にわたつて点弧位相を調節
することが可能となる。そしてモータ負荷が例え
ば増加すると速度起電圧が低下し、よつてその保
持される電圧も低下して速度指定電圧がこれを常
時上まわることになつて点弧位相が進んでモータ
回転速度の低下を補償するものである。
ものであり、モータの供給電流を位相制御するた
めの半導体制御素子を点弧制御するに当つて、モ
ータの電機子への供給電流とフリーホイール電流
が流れている区間（以下モータ通電と略す）と非
通電とを検出する検出回路を設け、その非通電時
の全位相にわたつてモータの速度起電圧をとり出
し、且つ少なくとも引続く通電を介する非通電時
までこれを有効に保持し、一方、速度を指定する
ために設定されまたは操作を含んでこれが調節さ
れてなり、電源電圧に同期するところののこぎり
波よりなる速度指定電圧を発生させ、該電圧と前
記保持された速度起電圧とを電源半サイクル毎に
比較して速度指定電圧が速度起電圧を越える位相
毎に半導体制御素子の点弧回路を作動させてその
点弧位相を決めようとするものである。速度指定
電圧が例えばより高速を指定するならばのこぎり
波の傾斜はより急しゆんであり、よつて点弧位相
が進み、このようにしてその傾斜を適宜に選ぶこ
とによつて殆ど全領域にわたつて点弧位相を調節
することが可能となる。そしてモータ負荷が例え
ば増加すると速度起電圧が低下し、よつてその保
持される電圧も低下して速度指定電圧がこれを常
時上まわることになつて点弧位相が進んでモータ
回転速度の低下を補償するものである。
（実施例）
本発明の実施例を図によつて説明するに、第１
図は制御回路図であり、図中、ｅは交流電源、
SW1は電源スイツチ、Ｍは整流子モータで、Ar
はその電機子、Stは同様にその界磁コイル、D1，
D2は該モータへの電流供給用のダイオード、
SCR1，SCR2は同様に電流供給用のサイリスタ
で、これらD1，D2，SCR1，SCR2は全波位相制
御のための混合ブリツジ回路を構成している。
D3は電機子電流検出用のダイオードで、複数の
ダイオードを直列接続してその順方向電圧降下を
検出する。D4はフリーホイールダイオードで、
サイリスタSCR1，SCR2が点弧状態から遮断状態
に移行したときに、引続く短時間励磁を継続させ
るために界磁コイルStの保持電流回路を構成し、
且つ後記する速度起電圧のとり出し経路をなして
いる。D5は同様にフリーホイールダイオード
で、、サイリスタSCR1，SCR2が遮断状態に移行
たときに電機子Arの発生電圧を短絡する。ダイ
オードD6は速度起電圧のとり出し経路をなす。
ダイオードD7，D8はダイオードD1，D2とともに
全波整流ブリツジを構成し、サイリスタSCR1，
SCR2を点弧制御するために電源電圧ｅの全波整
流電圧VAを供給する。ZD1はツエナーダイオー
ド、C1は平滑用コンデンサ、R1は抵抗で、これ
らは該点弧制御用の定電圧Vccを供給する。なお
Ｇは０電圧のレベル線である。
図は制御回路図であり、図中、ｅは交流電源、
SW1は電源スイツチ、Ｍは整流子モータで、Ar
はその電機子、Stは同様にその界磁コイル、D1，
D2は該モータへの電流供給用のダイオード、
SCR1，SCR2は同様に電流供給用のサイリスタ
で、これらD1，D2，SCR1，SCR2は全波位相制
御のための混合ブリツジ回路を構成している。
D3は電機子電流検出用のダイオードで、複数の
ダイオードを直列接続してその順方向電圧降下を
検出する。D4はフリーホイールダイオードで、
サイリスタSCR1，SCR2が点弧状態から遮断状態
に移行したときに、引続く短時間励磁を継続させ
るために界磁コイルStの保持電流回路を構成し、
且つ後記する速度起電圧のとり出し経路をなして
いる。D5は同様にフリーホイールダイオード
で、、サイリスタSCR1，SCR2が遮断状態に移行
たときに電機子Arの発生電圧を短絡する。ダイ
オードD6は速度起電圧のとり出し経路をなす。
ダイオードD7，D8はダイオードD1，D2とともに
全波整流ブリツジを構成し、サイリスタSCR1，
SCR2を点弧制御するために電源電圧ｅの全波整
流電圧VAを供給する。ZD1はツエナーダイオー
ド、C1は平滑用コンデンサ、R1は抵抗で、これ
らは該点弧制御用の定電圧Vccを供給する。なお
Ｇは０電圧のレベル線である。
ZD2は電圧VAを受けて作動するツエナーダイ
オードであり、そのツエナー電圧が電圧VAに対
して微小になつていて、該電圧VAの０電圧近傍
を除いて殆ど全位相にわたつて導通状態としてお
り、抵抗R2とR3とで分圧した分電圧VBは、第２
図にその波形を示す如く電圧VAが０電位となつ
ている近傍のみが０電位の電圧をなしている。そ
して前記電圧は、トランジスタTr1のベース電圧
をなしていて、そのベース、エミツタ間電圧特性
によつて０電位以外は平坦な電圧となつている。
オードであり、そのツエナー電圧が電圧VAに対
して微小になつていて、該電圧VAの０電圧近傍
を除いて殆ど全位相にわたつて導通状態としてお
り、抵抗R2とR3とで分圧した分電圧VBは、第２
図にその波形を示す如く電圧VAが０電位となつ
ている近傍のみが０電位の電圧をなしている。そ
して前記電圧は、トランジスタTr1のベース電圧
をなしていて、そのベース、エミツタ間電圧特性
によつて０電位以外は平坦な電圧となつている。
なお、第２図において電圧VA以下の横軸は時
間（ｔ）、縦軸の数字は第１図における各電圧
（ボルト）を表わしている。t0はスイツチSW1投
入時点を示している。トランジスタTr1のコレク
タはトランジスタTr2のベースに接続され、そし
て抵抗R4を介して電圧Vccを受けていて、電圧
VBが０のときにトランジスタTr1が不導通となつ
たことによつてトランジスタTr2を導通させる。
トランジスタTr2のコレクタ、エミツタ間にはコ
ンデンサC2が接続され、該コンデンサはトラン
ジスタTr2が不導通のとき速度コントローラスイ
ツチSW2、コントローラ可変抵抗VR、固定抵抗
R5を介して充電され、該トランジスタが導通す
ると急激に放電する。その電圧Vcは第２図の如
く、スイツチSW2を時刻t1において閉とした以
後、電源ｅの半波毎ののこぎり波をなす。
COMP1はオーブンコレクタの演算増巾器で、そ
の反転入力端子（−）には抵抗R6，R7によつて
電圧Vccを分圧した微小電圧を受けている。そし
て非反転入力端子（＋）には電圧Vcを受けてい
て、スイツチSW2の開閉状態を検出し、その出力
電圧VDは時刻t1以後、電圧Vcが０電位をわずか
に越える毎に平坦な電位となる。R8は前記オー
ブンコレクタなるがための負荷抵抗である。電圧
VDは抵抗R9を介してコンデンサC3に充電されて、
該充電電圧VEは第２図の如くほぼ平坦になり、
スイツチSW2を開にして電圧VDが連続的に０電
位となると電圧VEは抵抗R9、演算増巾器COMP1
を介して急激に放電されるようになつている。ト
ランジスタTr3はコントローラスイツチSW2が開
のとき即ち電圧VEが０となると不導通となつて
コントローラ操作状態を検出する。R10はそのベ
ース抵抗である。COMP2はオーブンコレクタの
演算増巾器で、その非反転入力端子（＋）にはの
こぎり波の電圧Vcを受けている。そして反転入
力端子（−）にはモータ速度起電圧に関する電圧
VFを受けて電圧Vcがこれを上まわつた位相毎に
出力することによつて速度起電圧の大小を評価し
て後記するサイリスタ点弧位相を決定する。演算
増巾器はまたスイツチSW2が開のときにはサイリ
スタを点弧させないために反転入力端子（−）の
電圧VFを電圧Vcより充分高電位にしてある。即
ちトランジスタTr3のコレクタは抵抗R11を介し
て電圧Vccを受けていてトランジスタTr4のベー
スに接続され、該トランジスタのコレクタが抵抗
R12を介してトランジスタTr5のベースに接続さ
れ、スイツチSW2が開のとき、トランジスタTr3
が不導通、トランジスタTr4，Tr5が導通となつ
て演算増巾器COMP2の反転入力端子（−）に電
圧Vccを与えるようになつている。R13はトラン
ジスタTr5のベース、エミツタ間抵抗である。コ
ンデンサC4は速度起電圧に関する電圧が平滑さ
れた電圧VFになるようにするためのものであり、
R14はその放電抵抗である。トランジスタTr6は
演算増巾器COMP2の出力電圧VGをベースに受け
ていて該電圧が発生する毎に導通してトランジス
タTr7を導通させ、そのとき速度制御用のサイリ
スタSCR1，SCR2のいずれか一方を点弧させるよ
うになつている。R15はR6と同様な負荷抵抗、
R16はトランジスタTr6の負荷抵抗、R17はトラン
ジスタTr7のベース、エミツタ間抵抗、C5は該ト
ランジスタの誤動作防止用コンデンサ、R18はサ
イリスタSCR1，SCR2のゲート電流制限抵抗、抵
抗R19、コンデンサC6は該各サイリスタの誤点弧
防止用、抵抗R20，R21は該サイリスタ相互の点
弧バランス用である。Tr8はモータ電機子電流検
出用のトランジスタで、ダイオードD3の順方向
電圧降下電圧を抵抗R22を介してそのベースに受
けて導通し、そして該電流が無くなつたとき即ち
サイリスタSCR1，SCR2が消弧した後にフリーホ
イールダイオードD5を介する電機子電流が０に
なつた時点で不導通となつて、トランジスタ
Tr9，Tr10が導通して、そのときのモータＭの速
度起電圧がダイオードD4、トランジスタTr10等
を介して演算増巾器COMP2の反転入力端子（−）
に与えられるようになつている。R23はトランジ
スタTr9のベース電圧を決めるために設けたトラ
ンジスタTr8の負荷抵抗、R24はトランジスタ
Tr10のベース電位を決めるためのベース、エミ
ツタ間抵抗、R25はトランジスタTr9の負荷抵抗、
抵抗R26は抵抗R14と共働して前記速度起電圧を
分圧して電圧VFを生ぜしめ、且つコンデンサC4
と共働してそのときの充電時定数をもたらす。
VH，VI，VJはそれぞれモータ端子電圧、電機子
電流検出電圧、モータ電流遮断時における速度起
電圧とスイツチSW2解放時供給電圧とである。
間（ｔ）、縦軸の数字は第１図における各電圧
（ボルト）を表わしている。t0はスイツチSW1投
入時点を示している。トランジスタTr1のコレク
タはトランジスタTr2のベースに接続され、そし
て抵抗R4を介して電圧Vccを受けていて、電圧
VBが０のときにトランジスタTr1が不導通となつ
たことによつてトランジスタTr2を導通させる。
トランジスタTr2のコレクタ、エミツタ間にはコ
ンデンサC2が接続され、該コンデンサはトラン
ジスタTr2が不導通のとき速度コントローラスイ
ツチSW2、コントローラ可変抵抗VR、固定抵抗
R5を介して充電され、該トランジスタが導通す
ると急激に放電する。その電圧Vcは第２図の如
く、スイツチSW2を時刻t1において閉とした以
後、電源ｅの半波毎ののこぎり波をなす。
COMP1はオーブンコレクタの演算増巾器で、そ
の反転入力端子（−）には抵抗R6，R7によつて
電圧Vccを分圧した微小電圧を受けている。そし
て非反転入力端子（＋）には電圧Vcを受けてい
て、スイツチSW2の開閉状態を検出し、その出力
電圧VDは時刻t1以後、電圧Vcが０電位をわずか
に越える毎に平坦な電位となる。R8は前記オー
ブンコレクタなるがための負荷抵抗である。電圧
VDは抵抗R9を介してコンデンサC3に充電されて、
該充電電圧VEは第２図の如くほぼ平坦になり、
スイツチSW2を開にして電圧VDが連続的に０電
位となると電圧VEは抵抗R9、演算増巾器COMP1
を介して急激に放電されるようになつている。ト
ランジスタTr3はコントローラスイツチSW2が開
のとき即ち電圧VEが０となると不導通となつて
コントローラ操作状態を検出する。R10はそのベ
ース抵抗である。COMP2はオーブンコレクタの
演算増巾器で、その非反転入力端子（＋）にはの
こぎり波の電圧Vcを受けている。そして反転入
力端子（−）にはモータ速度起電圧に関する電圧
VFを受けて電圧Vcがこれを上まわつた位相毎に
出力することによつて速度起電圧の大小を評価し
て後記するサイリスタ点弧位相を決定する。演算
増巾器はまたスイツチSW2が開のときにはサイリ
スタを点弧させないために反転入力端子（−）の
電圧VFを電圧Vcより充分高電位にしてある。即
ちトランジスタTr3のコレクタは抵抗R11を介し
て電圧Vccを受けていてトランジスタTr4のベー
スに接続され、該トランジスタのコレクタが抵抗
R12を介してトランジスタTr5のベースに接続さ
れ、スイツチSW2が開のとき、トランジスタTr3
が不導通、トランジスタTr4，Tr5が導通となつ
て演算増巾器COMP2の反転入力端子（−）に電
圧Vccを与えるようになつている。R13はトラン
ジスタTr5のベース、エミツタ間抵抗である。コ
ンデンサC4は速度起電圧に関する電圧が平滑さ
れた電圧VFになるようにするためのものであり、
R14はその放電抵抗である。トランジスタTr6は
演算増巾器COMP2の出力電圧VGをベースに受け
ていて該電圧が発生する毎に導通してトランジス
タTr7を導通させ、そのとき速度制御用のサイリ
スタSCR1，SCR2のいずれか一方を点弧させるよ
うになつている。R15はR6と同様な負荷抵抗、
R16はトランジスタTr6の負荷抵抗、R17はトラン
ジスタTr7のベース、エミツタ間抵抗、C5は該ト
ランジスタの誤動作防止用コンデンサ、R18はサ
イリスタSCR1，SCR2のゲート電流制限抵抗、抵
抗R19、コンデンサC6は該各サイリスタの誤点弧
防止用、抵抗R20，R21は該サイリスタ相互の点
弧バランス用である。Tr8はモータ電機子電流検
出用のトランジスタで、ダイオードD3の順方向
電圧降下電圧を抵抗R22を介してそのベースに受
けて導通し、そして該電流が無くなつたとき即ち
サイリスタSCR1，SCR2が消弧した後にフリーホ
イールダイオードD5を介する電機子電流が０に
なつた時点で不導通となつて、トランジスタ
Tr9，Tr10が導通して、そのときのモータＭの速
度起電圧がダイオードD4、トランジスタTr10等
を介して演算増巾器COMP2の反転入力端子（−）
に与えられるようになつている。R23はトランジ
スタTr9のベース電圧を決めるために設けたトラ
ンジスタTr8の負荷抵抗、R24はトランジスタ
Tr10のベース電位を決めるためのベース、エミ
ツタ間抵抗、R25はトランジスタTr9の負荷抵抗、
抵抗R26は抵抗R14と共働して前記速度起電圧を
分圧して電圧VFを生ぜしめ、且つコンデンサC4
と共働してそのときの充電時定数をもたらす。
VH，VI，VJはそれぞれモータ端子電圧、電機子
電流検出電圧、モータ電流遮断時における速度起
電圧とスイツチSW2解放時供給電圧とである。
以上の構成において以下その動作を説明する。
時刻t0において電源スイツチSW1を閉とすると電
圧VAは以後全波整流電圧となる。トランジスタ
Tr1は、電圧VAが０近傍となる微小期間において
０となるところの電圧VBによつてその微小期間
のみ不導通となり、そのときトランジスタTr2に
ベース電圧を供給し、コントローラスイツチSW2
を時刻t1において閉とすると、以後電圧VBが０と
なる毎に該トランジスタは導通してコンデンサ
C2の電荷を放電し、不導通の期間はコントロー
ラ可変抵抗VR、抵抗R5を介して充電してのこぎ
り波Vcが発生する。スイツチSW2が開のときは
電圧Vcは０であり、よつて電圧VD，VEは０、ト
ランジスタTr3は不導通、トランジスタTr4，Tr5
は導通であつて、コンデンサC4の充電電圧VFは
電圧Vccとなつていて、電圧VGは０、トランジ
スタTr6，Tr7は不導通、よつてサイリスタ
SCR1，SCR2は点弧していない。スイツチSW2を
時刻t1において閉とし、可変抵抗VRを例えば比
較的大にしてモータ速度を低速に指定した場合を
考える。電圧Vcの傾斜はその指定に基づいてい
る。電圧VD，VEが発生し、トランジスタTr3が
導通し、トランジスタTr4，Tr5が不導通となる
と、コンデンサC4の電荷は抵抗R14を介して放電
してゆく、そして時刻t2において電圧Vcが電圧
VFを上まわる位相において電圧VGが発生して、
トランジスタTr6，Tr7が導通してサイリスタ
SCR1，SCR2（のいずれか一方）が点弧し、モー
タ端子電圧VHが供給されてモータＭは回転開始
する。そして電圧Vcが０になると電圧VGが０と
なつてこれより若干遅れた位相t3においてサイリ
スタSCR1，SCR2は消弧する。そしてモータ端子
電圧VHへ０になるがモータ電端子Arのインダク
タンスによつてダイオードD3，D5、電機子Arの
経路のフリーホイール電流は時刻t4まで流れ続け
る。その間、ダイオードD3の順電圧降下VIによ
りトランジスタTr8は導通し、トランジスタTr9，
Tr10は不導通である。コンデンサC4は放電を続
け、電圧VFは更に抵下する。時刻t4において電機
子電流が無くなると、トランジスタTr8は不導通
となり、トランジスタTr9，Tr10が導通し、且つ
電機子Arはモータ速度に比例した微小に速度起
電圧を発生する。これは通常、界磁Stの残留磁気
に基づくが、一般には界磁Stのインダクタンスが
電機子Arのそれに比べて著しく大であるので、
第１図の回路において、フリーホイールダイオー
ドD4を介するフリーホイール電流によつて通常
の残留磁気によるものより相当増大されている。
この速度起電圧は、ダイオードD4、トランジス
タTr10、抵抗R26，R14、ダイオードD6、電機子
Arを経路とする微小電流回路を形成しており、
電圧VIとしてダイオードD6の順電圧降下が図示
してある。そして速度起電圧は、界磁Stのインダ
クタンスが充分大であるので殆ど減衰しない。こ
のときの速度起電圧はモータ端子電圧VHとに図
示してあり、更に電圧VJとして拡大して記し、
約15ボルトであることが示されている。コンデン
サC4の電圧VFは電圧VJに応じて若干増大する。
時刻t5において電圧Vcが電圧VFを越えるとサイ
リスタSCR1，SCR2は点弧して電圧VFは徐々に
低下し、そして消弧した後において速度起電圧に
よつて上昇し、これらコンデンサC4の充放電と
サイリスタSCR1，SCR2の点弧と消弧とを電源ｅ
の半サイクル毎に繰り返す。なお電圧Vcが０と
なる毎にVDは０となるがコンデンサC3の電圧VE
は、スイツチSW2が閉となつている間は０となら
ないように放電抵抗R8の値が設定されており、
よつてトランジスタTr3はこのとき不導通にはな
らないのでコンデンサC4は電圧Vccによつて充電
されることはない。
時刻t0において電源スイツチSW1を閉とすると電
圧VAは以後全波整流電圧となる。トランジスタ
Tr1は、電圧VAが０近傍となる微小期間において
０となるところの電圧VBによつてその微小期間
のみ不導通となり、そのときトランジスタTr2に
ベース電圧を供給し、コントローラスイツチSW2
を時刻t1において閉とすると、以後電圧VBが０と
なる毎に該トランジスタは導通してコンデンサ
C2の電荷を放電し、不導通の期間はコントロー
ラ可変抵抗VR、抵抗R5を介して充電してのこぎ
り波Vcが発生する。スイツチSW2が開のときは
電圧Vcは０であり、よつて電圧VD，VEは０、ト
ランジスタTr3は不導通、トランジスタTr4，Tr5
は導通であつて、コンデンサC4の充電電圧VFは
電圧Vccとなつていて、電圧VGは０、トランジ
スタTr6，Tr7は不導通、よつてサイリスタ
SCR1，SCR2は点弧していない。スイツチSW2を
時刻t1において閉とし、可変抵抗VRを例えば比
較的大にしてモータ速度を低速に指定した場合を
考える。電圧Vcの傾斜はその指定に基づいてい
る。電圧VD，VEが発生し、トランジスタTr3が
導通し、トランジスタTr4，Tr5が不導通となる
と、コンデンサC4の電荷は抵抗R14を介して放電
してゆく、そして時刻t2において電圧Vcが電圧
VFを上まわる位相において電圧VGが発生して、
トランジスタTr6，Tr7が導通してサイリスタ
SCR1，SCR2（のいずれか一方）が点弧し、モー
タ端子電圧VHが供給されてモータＭは回転開始
する。そして電圧Vcが０になると電圧VGが０と
なつてこれより若干遅れた位相t3においてサイリ
スタSCR1，SCR2は消弧する。そしてモータ端子
電圧VHへ０になるがモータ電端子Arのインダク
タンスによつてダイオードD3，D5、電機子Arの
経路のフリーホイール電流は時刻t4まで流れ続け
る。その間、ダイオードD3の順電圧降下VIによ
りトランジスタTr8は導通し、トランジスタTr9，
Tr10は不導通である。コンデンサC4は放電を続
け、電圧VFは更に抵下する。時刻t4において電機
子電流が無くなると、トランジスタTr8は不導通
となり、トランジスタTr9，Tr10が導通し、且つ
電機子Arはモータ速度に比例した微小に速度起
電圧を発生する。これは通常、界磁Stの残留磁気
に基づくが、一般には界磁Stのインダクタンスが
電機子Arのそれに比べて著しく大であるので、
第１図の回路において、フリーホイールダイオー
ドD4を介するフリーホイール電流によつて通常
の残留磁気によるものより相当増大されている。
この速度起電圧は、ダイオードD4、トランジス
タTr10、抵抗R26，R14、ダイオードD6、電機子
Arを経路とする微小電流回路を形成しており、
電圧VIとしてダイオードD6の順電圧降下が図示
してある。そして速度起電圧は、界磁Stのインダ
クタンスが充分大であるので殆ど減衰しない。こ
のときの速度起電圧はモータ端子電圧VHとに図
示してあり、更に電圧VJとして拡大して記し、
約15ボルトであることが示されている。コンデン
サC4の電圧VFは電圧VJに応じて若干増大する。
時刻t5において電圧Vcが電圧VFを越えるとサイ
リスタSCR1，SCR2は点弧して電圧VFは徐々に
低下し、そして消弧した後において速度起電圧に
よつて上昇し、これらコンデンサC4の充放電と
サイリスタSCR1，SCR2の点弧と消弧とを電源ｅ
の半サイクル毎に繰り返す。なお電圧Vcが０と
なる毎にVDは０となるがコンデンサC3の電圧VE
は、スイツチSW2が閉となつている間は０となら
ないように放電抵抗R8の値が設定されており、
よつてトランジスタTr3はこのとき不導通にはな
らないのでコンデンサC4は電圧Vccによつて充電
されることはない。
つぎに時刻t6においてモータＭに重負荷をかけ
ると、回転速度が低下してモータ負荷電流が増大
し、サイリスタSCR1，SCR2が消弧した後、即ち
電圧VHが０になつた後におけるフリーホイール
ダイオードD5を介する電流は、より長時間流れ、
軽負荷のときと比べて遅れた位相t7において前よ
りモータ速度が遅くなつたことにより速度起電圧
VJはより低くなつて、コンデンサC4は引続き放
電して電圧VFは低下する。よつて、より進んだ
位相t8において電圧Vcが電圧VFを上まわるので
サイリスタSCR1，SCR2の点弧位相が進む。コン
デンサC4は前記同様に充放電を繰り返し、且つ
速度起電圧VJの低下に見合つたところまでVFの
電圧レベルが下るので、更に点弧位相が進んだと
ころで平衡する。よつてモータＭにかかる実効電
圧は増大して、より強力に駆動される。
ると、回転速度が低下してモータ負荷電流が増大
し、サイリスタSCR1，SCR2が消弧した後、即ち
電圧VHが０になつた後におけるフリーホイール
ダイオードD5を介する電流は、より長時間流れ、
軽負荷のときと比べて遅れた位相t7において前よ
りモータ速度が遅くなつたことにより速度起電圧
VJはより低くなつて、コンデンサC4は引続き放
電して電圧VFは低下する。よつて、より進んだ
位相t8において電圧Vcが電圧VFを上まわるので
サイリスタSCR1，SCR2の点弧位相が進む。コン
デンサC4は前記同様に充放電を繰り返し、且つ
速度起電圧VJの低下に見合つたところまでVFの
電圧レベルが下るので、更に点弧位相が進んだと
ころで平衡する。よつてモータＭにかかる実効電
圧は増大して、より強力に駆動される。
つぎにモータＭの負荷が更に重くなつて回転が
停止すると、速度起電圧VJは０となり、トラン
ジスタTr10も導通することなく、よつてコンデ
ンサC4は電圧０になるまで放電を続け、時刻t10
においてはサイリスタSCR1，SCR2は殆ど全方相
にわたつて動作状態となる。即ち、可変抵抗VR
が低速指定となつている場合においてもモータＭ
には最大の実効電圧が印加されてモータ拘束状態
から脱出すべく作用する。このことはこの種のモ
ータが低速運転時において特に要求するところの
フイードバツク効果が非常に強力に表われている
ことを意味する。
停止すると、速度起電圧VJは０となり、トラン
ジスタTr10も導通することなく、よつてコンデ
ンサC4は電圧０になるまで放電を続け、時刻t10
においてはサイリスタSCR1，SCR2は殆ど全方相
にわたつて動作状態となる。即ち、可変抵抗VR
が低速指定となつている場合においてもモータＭ
には最大の実効電圧が印加されてモータ拘束状態
から脱出すべく作用する。このことはこの種のモ
ータが低速運転時において特に要求するところの
フイードバツク効果が非常に強力に表われている
ことを意味する。
第３図は、コントローラ可変抵抗VRを小にし
て通常負荷にてモータＭを高速運転しているとき
の各部電圧を第２図と同様に示したものであり、
第２図と比べて電圧Vcの傾斜は急になり且つコ
ンデンサC2の充電が或る程度飽和することを示
している。速度起電圧VJが大であるので、電圧
VFも高くなるが、電圧Vcの傾斜が大であるの
で、サイリスタSCR1，SCR2は比較的進んだ位相
で点弧してモータＭには全電圧に近い電圧が印加
される。そして速度起電圧VJが大であるために、
モータ端子電圧VHのうちの電源電圧ｅによる電
圧を越える位相t11以後においてモータ電流が抑
制されて、電源電圧ｅが０になる手前の位相t12
において、サイリスタSCR1，SCR2は消弧し、電
機子電流が０となり、速度起電圧のみが残る。そ
の時点から電圧VFは上昇するが、電圧Vcの上昇
傾向が大であるので、比較的進んだ位相t13にお
いてVF＜VcとなつてサイリスタSCR1，SCR2は
点弧する。高速運転においては、一般にモータ負
荷や、モータ自身の慣性のために負荷の変動に対
して回転の変動が敏感ではないので、フイードバ
ツク効果をあまり重要視しないが、この場合にお
いても速度起電圧VJの増減によつて同様に時点
t13が右左に移動してフイードバツク効果をもた
らす。なお電圧Vcは飽和曲線的に設定されてい
るが、これは軽負荷になつたときに異常な高速に
なることを阻止するべく寄与している。
て通常負荷にてモータＭを高速運転しているとき
の各部電圧を第２図と同様に示したものであり、
第２図と比べて電圧Vcの傾斜は急になり且つコ
ンデンサC2の充電が或る程度飽和することを示
している。速度起電圧VJが大であるので、電圧
VFも高くなるが、電圧Vcの傾斜が大であるの
で、サイリスタSCR1，SCR2は比較的進んだ位相
で点弧してモータＭには全電圧に近い電圧が印加
される。そして速度起電圧VJが大であるために、
モータ端子電圧VHのうちの電源電圧ｅによる電
圧を越える位相t11以後においてモータ電流が抑
制されて、電源電圧ｅが０になる手前の位相t12
において、サイリスタSCR1，SCR2は消弧し、電
機子電流が０となり、速度起電圧のみが残る。そ
の時点から電圧VFは上昇するが、電圧Vcの上昇
傾向が大であるので、比較的進んだ位相t13にお
いてVF＜VcとなつてサイリスタSCR1，SCR2は
点弧する。高速運転においては、一般にモータ負
荷や、モータ自身の慣性のために負荷の変動に対
して回転の変動が敏感ではないので、フイードバ
ツク効果をあまり重要視しないが、この場合にお
いても速度起電圧VJの増減によつて同様に時点
t13が右左に移動してフイードバツク効果をもた
らす。なお電圧Vcは飽和曲線的に設定されてい
るが、これは軽負荷になつたときに異常な高速に
なることを阻止するべく寄与している。
（効果）
以上の如く、本発明によれば、モータの非通電
時の全位相にわたつてモータ速度起電圧をとり出
して保持し、のこぎり波が電源波形の最小値を起
点として全位相にわたつてその速度起電圧の保持
値と比較してモータ制御用サイリスタの点弧位相
を決めるのであるから、モータ負荷が非常に重く
なつて速度起電圧が微小になると点弧位相は電源
波形の最小値に近づいてモータは全電圧駆動され
ることになり、このことは特にモータを低速運転
するためにサイリスタの点弧角を小にしている場
合においても負荷の変動に対して殆ど全電圧に至
るまで点弧角が増大されて強力なフイードバツク
効果をもたらすことになる。そして負荷の変動に
対する応答性については、コンデンサC4の充放
電時定数を適宜設定することによつて、他の回路
条件に支障をもたらすことなく高速応答を可能に
する。
時の全位相にわたつてモータ速度起電圧をとり出
して保持し、のこぎり波が電源波形の最小値を起
点として全位相にわたつてその速度起電圧の保持
値と比較してモータ制御用サイリスタの点弧位相
を決めるのであるから、モータ負荷が非常に重く
なつて速度起電圧が微小になると点弧位相は電源
波形の最小値に近づいてモータは全電圧駆動され
ることになり、このことは特にモータを低速運転
するためにサイリスタの点弧角を小にしている場
合においても負荷の変動に対して殆ど全電圧に至
るまで点弧角が増大されて強力なフイードバツク
効果をもたらすことになる。そして負荷の変動に
対する応答性については、コンデンサC4の充放
電時定数を適宜設定することによつて、他の回路
条件に支障をもたらすことなく高速応答を可能に
する。
第１図は本発明の実施例を示す制御回路図、第
２図及び第３図はその動作を説明するための各部
波形図である。 図中、ｅは交流電源、SCR1，SCR2は半導体制
御素子、Ｍは整流子モータ、ダイオードD3及び
トランジスタTr8，Tr9は検出装置の主たる要素、
トランジスタTr10は速度起電圧抽出装置の主た
る要素、コンデンサC4は保持装置の主たる要素、
ツエナーダイオードZD2とトランジスタTr1，
Tr2及びコントローラ可変抵抗VR並びにコンデ
ンサC2は速度指定電圧発生装置の主たる要素、
COMP2は比較器、トランジスタTr6，Tr7は点弧
装置の主たる要素である。
２図及び第３図はその動作を説明するための各部
波形図である。 図中、ｅは交流電源、SCR1，SCR2は半導体制
御素子、Ｍは整流子モータ、ダイオードD3及び
トランジスタTr8，Tr9は検出装置の主たる要素、
トランジスタTr10は速度起電圧抽出装置の主た
る要素、コンデンサC4は保持装置の主たる要素、
ツエナーダイオードZD2とトランジスタTr1，
Tr2及びコントローラ可変抵抗VR並びにコンデ
ンサC2は速度指定電圧発生装置の主たる要素、
COMP2は比較器、トランジスタTr6，Tr7は点弧
装置の主たる要素である。
Claims (1)
- １ 半導体制御素子を用いて直巻形整流子モータ
への供給電流を交流電源から全波位相制御する装
置において、モータの電機子への供給電流と該電
流がもたらすフリーホイール電流の各電流の有無
を交流電源の周期の進行に伴つて連続的に検出す
る検出装置と、前記電流が流れていない全位相に
わたつてモータの速度起電圧をとり出す速度起電
圧抽出装置と、前記速度起電圧を一時的に保持す
る保持装置と、前記交流電源の半波毎に同期した
のこぎり波形をなし該のこぎり波の個々が等価的
に前記交流電源の半波全域にわたつており該波形
の傾斜がモータ速度指定に対応しているところの
電圧を発生する速度指定電圧発生装置と、該速度
指定電圧発生装置の電圧と前記保持装置の電圧と
を前記交流電源位相の変化に応じて比較して前記
半導体制御素子の点弧位相制御信号を発生する比
較器と、該点弧位相制御信号によつて前記半導体
制御素子を点弧させる点弧装置とを設けてなる整
流子モータの速度制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP55173772A JPS57101586A (en) | 1980-12-11 | 1980-12-11 | Speed control device for commutator motor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP55173772A JPS57101586A (en) | 1980-12-11 | 1980-12-11 | Speed control device for commutator motor |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57101586A JPS57101586A (en) | 1982-06-24 |
| JPH0130397B2 true JPH0130397B2 (ja) | 1989-06-19 |
Family
ID=15966854
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP55173772A Granted JPS57101586A (en) | 1980-12-11 | 1980-12-11 | Speed control device for commutator motor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS57101586A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4851889B2 (ja) * | 2006-09-01 | 2012-01-11 | シチズンホールディングス株式会社 | 時計用ステップモータのロータ |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5327802B2 (ja) * | 1973-06-05 | 1978-08-10 |
-
1980
- 1980-12-11 JP JP55173772A patent/JPS57101586A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS57101586A (en) | 1982-06-24 |
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