JPH02114894A - ３相誘導電動機の制御装置 - 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〕 本発明は誘導電動機の回転速度を段階的に変化させる制
御装置に係わり、特に逆方向回転、負１〜ルクを必要と
する昇降大扉の駆動装置に対して好適な電動機の制御装
置に関する。

〔従来の技術〕

従来の電動機制御装置は可逆２個の電磁接触器により電
動機を直接電源に接続するもので、この方法では電磁接
触器の損耗が問題となるほか、高速化のニーズに対して
は起動、停止時の機械的衝撃が大となり、高速化し得な
い欠点がある。

また実開昭６０−７３３９２号公報のように開閉を双方
向制御素子等で無接点化することも提案されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、実開昭６０−７３３９２号公報では損耗は防止
出来ても高速化には前記同様の欠点がある。

すなわち、高速化の為には電動機の起動、停止時のみ速
度を落として運転することが大変重要である。従来、誘
導電動機の速度制御装置として、３相交流電源を整流し
て直流とし、これをトランジスタやサイリスタを使った
インバータで可変周波数の交流として変速することが行
われているが、昇降大扉のような負荷に対しては、回路
が複雑で高価である他、負トルクには良好な特性が得に
くい等の問題がある。具体的には電動機の負１−ルク時
に直流回路に抵抗を挿入するダイナミックブレーキ法は
発熱、効率低下等の問題があり、また、整流器に制御整
流素子を使用しこれを双方向設けて電動機の負トルク時
に電源にパワーバックする方法があるが、主回路アーム
数が多くなりそれにつれ制御回路も複雑で、点弧のタイ
ミングを与えるのも著しく複雑になるので、安価な制御
装置を実現出来ない。

本発明の目的は簡単な構成で安価な電ａ機の制御装置を
提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は昇降大扉等の制御装置では、電動機の起動、停
止時にのみ極く短時間低速底が必要であり、かつ単に機
械的衝撃の緩和が目的であればその速度制御は必ずしも
連続的であることを必要しないということに着目し、パ
ワー回路用半導体素子としては最も構成が簡単となる双
方向制御素子と、マイクロプロセッサを使用することで
極めて簡単な構成で電動機の制御を実現する。

〔作用〕

本発明によれば主回路素子として７個の双方向制御素子
を用いて電源同期速度及び周期がその奇数倍となる低速
度の制御を行える。

〔実施例〕

以下、本発明を昇降大扉に適用した一実施例を第１図〜
第４図により説明する。

第１図は、本発明の制御装置１２と３相交流モータ７昇
降扉９等で構成する昇降大扉の全体構成例を示す。第２
図は、本発明の制御装置の制御フロー例を示す。第３図
は、本発明の制御装置が３相交流モータに出力する波形
と電源波形の関係を示す。

第４図は、本発明の制御装置の負荷となる３相交流モー
タの特性例を示す。

第１図の本発明の制御装置１２は、３相交流モータ７及
び機械的に接続したブレーキ８に供給する電源を入・切
するＩ・ライアック１　（ＢＲ−ＵＰ−ＶＰ−ＷＰ−Ｕ
Ｎ−ＶＮ−ＷＮ−Ｗ）、ｌ−ライアツク１のＵＰ、ＶＰ
、ＷＰの入力側は、交流電源のＲ相に、ＵＮ、ＶＮ、Ｗ
Ｎ、ＢＲの入力側は。

交流電源のＳ相に、Ｗの入力側は、交流電源のＴ相に、
ＵＰ、ＵＮの出力側は、３相交流モータ７のＵ相に、Ｖ
Ｐ、ＶＮの出力側は、３相交流モータ７の■相に、ＷＰ
、ＷＮ、Ｗの出力側は、３相交流モータ７のＷ相に、Ｂ
Ｒの出力側は、ブレーキ８のＶ相に接続されている。１
〜ライアツク１を点弧する点弧回路３は、Ｉ・ライアツ
ク１のゲートに接続されており点弧パルスと電源の同期
をとるために電源Ｒ−８の零クロス近辺でパルスを発生
させる同期回路４は点弧回路３と接続されている。

昇降扉の減速・停止リミットスイッチ１４及び−１−昇
・下降・停止の押釦スイッチ１５は信号を取込む入力回
路６と接続されている、入力回路６の状態から運転モー
ドを判別、そのモードに合った点弧パルスを発生させる
マイクロプロセッサ２は、点弧回路３、同期回路４、入
力回路６と接続されている、制御装置１２全体の電源を
作成供給する電源回路５で構成する。

昇降扉９は、３相交流モータ７に機械的に接続されてい
る減速機１０で３相交流モータ７の回転が減速されて、
シャツ１−１３が回転してそれに巻かれた昇降扉９を巻
取り、巻戻すことにより上昇・下降する。

配線用しゃ断器１１は、制御装置１２の電源の入・切用
である。

制御装置１２の動作は、配線用しゃ断器］１を人にする
と、マイクロプロセッサ２に電源回路５から電源リセツ
１−信号が入り、マイクロプロセッサ２は第２図の電源
リセツ１〜処理に入り、同期回路４からの同期信号の周
期を測定して電源の周波数を識別、電源周波数に合った
タイマーデータ及びトライアック１の点弧パルスデータ
をセットする。次に、同期信号割込時の状態となり、同
期信号割込の周期で減速・停止リミツ１〜スイッチ１４
、上昇・下降・停止スイッチ１５の状態を入力回路６を
経由して取込む。

減速・停止リミットスイッチ１４、」−昇・下降・停止
スイッチ１５の状態から新運転モードを作成マイクロプ
ロセッサ２に内蔵されたタイマーをセットする。タイマ
ーセラ１−後タイマー割込が発生すると、運転モードに
合った点弧パルスを発生させてトライアック１を点弧し
て３相交流モータ７に電圧を印加して回転させる。

３相交流モータ７の回転速度、ブレーキ８に印加する電
圧・減速・停止リミットスイッチ１４、及び上昇・下降
・停止スイッチ１５のタイムチャートを第５図に示す。

第５図に示すように、上昇指令が入ると３相交流モータ
７は低速回転を初める。ＴＢＲ時間時間シブレーキ８除
され、低速の定格速度まで上昇する、ＴＡ時間後高速回
転し昇降扉は高速で上昇する、次に上昇の減速リミツ１
〜スイッチ１４がＯＦＦすると、低速に切換わり回生減
速して低速となる、次にＴＤ待時間たは停止リミットス
イッチ１４がＯＦＦすると停止する。

３相交流モータ７の運転状態を第４図で説明する。昇降
扉が上昇中は、■の状態で運転し、３相交流モータ７に
電源から電力を供給する。下降中は■の状態で運転し、
３相交流モータ７は電力を電源に返す回生運転をする。

高速から低速に切換ねった過渡時は、低速の周波数が１
７３の場合Ｏの状態となり、減速トルクが発生して減速
させる。次に、本発明の制御装置１２が出力する波形例
について第３図で説明する。

高速で上昇させる場合は、１へライアツク１のＵＰ−Ｖ
Ｎ−Ｗを点弧して電源と同相の電圧を３相交流モータ７
に印加する。高速で下降させる場合は、トライアック１
のＶＰ−ＵＮ−Ｗを点弧して電源と逆相の電圧を３相交
流モータ７に印加する。

低速で」１昇させる場合は、トライアック１のＵＰ　−
ＶＰ−ＷＰ　−ＵＮ−ＶＮ−ＷＮを予めプログラムした
データで順次点弧して、電源のＲ−８電圧から基本周波
数が電源の周波数の１／３の３相波形を３相交流モータ
７に印加する。この電圧により３相交流モータ７は、電
源周波数の１／３を同期速度とした回転数で回転する。

低速で下降する場合は、低速で上昇する場合と同し１〜
ライアツク１の点弧順序を変えることにより逆相を作り
３相交流モータ７に印加する。

［発明の効果〕 本発明によれば、１−ライアツクを７個で、３相交流モ
ータに数種類の周波数の電圧を印加することが可能とな
り、３相交流モータに逆負荷がかかる場合でも回生でき
、速度が可変できる。また、本発明の制御装置で特に昇
降大扉を駆動することにより、起動・停止時に昇降扉に
加わる衝撃を緩和できるので昇降扉の寿命を延ばすこと
が可能、及び起動・停止時の速度・衝撃を同じとすると
、途中の速度を高速化でき、」１昇・下降時間を短かく
することが可能となる。

なお、以上の説明では電源、電動機共３相の場合につい
て７個の主回路素子で制御できることを説明したが、容
易に推定されるように更に２個の主回路素子を追加し、
電源の３相と電動機の３相が夫々いずれかの主回路素子
をもって接続し得る様になし、低速時に電源を交互に使
用するようにして、電源の相間のバランス、主回路制御
素子の流通の均等化を図ることもできる。この場合、均
等化は単に低速時のみでなく高速時にもある時間インタ
ーバルで異なる制御素子を通じて電動機を電源に接続し
、主回路制御素子の通流の均等化を図ることができる。

この場合は９アームと主回路制御素子の数は多くなるが
、電動機容量が大きい場合や、電源に短絡容量の小さな
無停電電源等を使用するなど負荷の相間平衡が電動機価
格に優先する場合に有効である。

また、上述の実施例では双方向制御素子としてトライア
ックを使用した場合を示したが、容量そのほかの理由に
より、逆並列に接続した他の一方向制御素子、例えば１
−ランジスタ、サイリスタ、ＧＴＯ，ＦＥＴ等でも実現
出来ることはもちろんである。

また、電源と電動機の相数が異なる場合にも本発明を適
用することが可能である。

そして以」二の種々の変形的な応用の場合にもマイクロ
プロセッサを用いた本発明実施例の構成によれば、主回
路制御素子の種類と数が変わるのみで制御装置としては
殆ど同一のもので、プログラムの参照するパラメータテ
ーブルの変更で対応できるので、工業的に極めて有用で
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例を示す構成図、第２図は本
発明の動作説明するためのフローチャート、第３図は同
じく波形図、第４図は３相交流モータの特性図、第５図
は本発明の詳細な説明するためのタイムチャー１−であ
る。 １・・１−ライアツク、２　・マイクロプロセッサ、３
・点弧回路、４　・同期回路、５　電源回路、６・入力
回路、７　・３相交流モータ、８・・ブレーキ、９・・
・昇降扉、１０・・減速機、１１・・配線用しゃ断器、
１３・・・シャフト、１４・・・リミットスイッチ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、３相の交流電源で誘導電動機を駆動する場合におい
   て、前記交流電源の任意２相と前記誘導電動機の３相端
   子の間に夫々６個の双方向制御素子を接続すると共に前
   記交流電源の残りの１相と前記誘導電動機の任意１相と
   の間に７番目の双方向制御素子を接続して成り、前記誘
   導電動機を高速で運転するときは前記交流電源の３相電
   圧を前記誘導電動機に印加し、低速で運転するときは前
   記６個の双方向制御素子の位相制御するようにしたこと
   を特徴とする電動機の制御装置。 ２、交流電源と誘導電動機の間に複数の双方向制御素子
   を接続し、前記誘導電動機の起動時と停止時には交流電
   源電圧の半周期ごとの電圧のうち、奇数番目の電圧を前
   記誘導電動機に印加するように制御して低速度で運転す
   るようにしたことを特徴とする電動機の制御装置。 ３、交流電源と誘導電動機の間に複数個の双方向制御素
   子を設けると共にこれら双方向制御素子に点弧パルスを
   出力するマイクロプロセッサを設け、前記双方向制御素
   子のアーム数と速度制御の時間的スケジュールの変更に
   対して前記マイクロプロセッサのプログラムの参照する
   パラメータテーブルの変更で対応できるようにしたこと
   を特徴とする電動機の制御装置。 ４、請求項第３項において、前記交流電源の代表的な相
   に同期検出回路を設け、他の相の同期タイミングは前記
   マイクロプロセッサの中で計算して制御するようにした
   ことを特徴とする電動機の制御装置。