JPH02193578A - コンデンサ誘導電動機のブレーキ回路 - 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、単相電源で駆動されるコンデンサ誘導電動機
のブレーキ回路に関する。

（従来の技術） 第４図に示すように、コンデンサ誘導電動機（以下電動
機と記す）１００の主巻線１０１と補助巻線１０２のそ
れぞれにダイオード等の整流素子１０３ａ、１０３ｂの
一端を接続し、サイリスタ等で構成されたブレーキ用ス
イッチ手段１０４を導通させることで、主巻ＭＩＩＯ１
と補助巻線１０２に交流電源１０５を半波整流したブレ
ーキ電流を流して電動機１００の回転を制動させるブレ
ーキ回路は知られている。

この従来のブレーキ回路では、交流電源電圧の位相がゼ
ロクロス近傍で、運転用スイッチ手段１０８を非導通状
態に制御するとともに、ブレーキ用スイッチ手段１０４
を導通状態に制御した場合（運転状態からブレーキ状態
に切替えた場合）、本来、非導通状態を保持すべき運転
用スイッチ手段１０８が導通状態になるという誤動作が
発生することがある。

なお、第５図は運転用スイッチ手段１０８の具体的構成
例を示したもので、１０８ａはトライアック、抵抗１０
８ｃ、フォトトライアック１０８ｂ、抵抗１０８ｄは、
トライアック１０８ａのゲートにトリガ信号を与えるた
めのものである。

（発明が解決しようとする課題） 運転用スイッチ手段１０８の誤動作は、電動機あるいは
電動機で駆動される機構の停止位置のずれにつながり、
停止位置精度が要求される装置等では大ぎな問題である
。

また、この誤動作により運転スイッチ手段１０８は所定
の時間導通状態となるため、進相用コンデンサ１０６の
電荷が、整流素子１０３ｂ−ブレーキ用スイッチ手段１
０４−運転用スイッチ手段１０８のルートで放電する場
合があり、この場合、大きな放電電流が流れ、各スイッ
チ手段１０４，１０８を構成する素子の特性を劣化させ
る虞れがある。このため、第４図に示すように、電流制
限用の抵抗１０７を例えばブレーキ用スイッチ手段１０
４に直列に挿入している。

しかし、電源制限用の抵抗１０７を挿入すると、主巻線
１０１および補助巻線１０２に流れるブレーキ電流の値
は小さくなり、ブレーキ効果が低減し、回転停止までの
時間が長くなり望ましくない。

本発明は交流電源電圧のゼロクロス近傍で運転状態から
ブレーキ状態への切替えを行った時に、前述の誤動作が
発生することがある点に着目して前記問題を解決し、電
動機あるいは電動機で駆動される機構の停止位置のずれ
をなくすとともに、電流制限用の抵抗を不要あるいは低
抵抗値として、ブレーキ性能を向上させることのできる
ブレーキ回路を提供することを目的とする。

（課題を解決するための手段） 前記課題を解決するため本発明に係るブレーキ回路は、
単相交流電源の位相を検出する位相検出手段と、この位
相検出手段の検出出力に基づいて、少なくともブレーキ
信号印加時の電源電圧がゼロクロス近傍であるときは、
電源電圧が所定の位相に達するまでブレーキ電流供給手
段を非導通状態に保持した誤導通状態にするブレーキ電
流通電位相制御手段とからなることを特徴とする。

（作用） 電源電圧の位相がゼロクロス近傍の時に、ブレーキ信号
が印加された場合、ブレーキ電流通電位相制御手段は、
電源電圧が所定の位相に達するまでブレーキ電流の通電
を行なわない。ブレーキ電流時に発生するサージ電圧・
サージ電流値が最大となる位相でも通電が禁止されるの
で、実際に発生するサージの電圧・電流値は小さい。

（実施例） 以下、本発明の実施例を添付図面に基づいて説明する。

第１図は本発明の実施例を示す全体回路図である。

図において１は単相交流電源で駆動されるコンデンサ訪
導電動機（以下電動機と記す）であって、電動機１の主
巻線１ａと補助巻）Ｊｉｂの共通接続端子１ｃは、単相
交流電源（以下ＡＣ電源と記す）２の一端に接続され、
主巻線１ａの他方の端子１ｄは双方向ホトサイリスタ（
以下ＳＣＲと記す）３を介してＡＣ電源の他端に接続さ
れる。

主巻線１ａの他端１ｄと補助巻線１ｂの他端１ｅには進
相用コンデンサ１ｆが接続される。

主巻線１ａの他端１ｄにアノードが接続されたダイオー
ド４ａと、補助巻線ｌｂの他端１ｅにアノードが接続さ
れたダイオード４ｂと、これらのダイオード４ａ、４ｂ
のカソードにアノードが接続されたホトサイリスタ（以
下ＳＣＲと記す）４ｃとで、正極性のブレーキ電流供給
手段４を構成する。

同様に、ブレーキ電流供給手段４と逆極性に接続された
ダイオード５ａ、５ｂと５ＣＲ５Ｃとで負極性のブレー
キ電流供給手段５を構成する。

５ＣＲ４ｃのカソードおよび５ＣＲ５ｃのアノードはＡ
Ｃ電源２の他端へ接続する。

なお、双方向５ＣＲ３ならびに５ＣＲ４ｃ。

５Ｃのゲートとカソード間に並列に挿入された抵抗Ｒお
よびコンデンサＣは、各５ＣＲ３，４ｃ。

５Ｃのスイッチング動作を安定させるためのものである
。

ＡＣ電源２の両端には、位相検出手段６が接続される。

位相検出手段６はフォトカブラ（以下ＰＣと記す）６ａ
とツェナーダイオード（以下ＺＤと記す）６ｃと抵抗６
ｅが直列接続された正極性の位相検出回路と、ＰＣ６ｂ
、ＺＤ６ｄ、抵抗６ｆからなる負極性の位相検出回路か
ら構成される。ＺＤ６ｃ、６ｄは、そのしきい値電圧に
より、ＰＣ６ａ、６ｂのフォトダイオードが通電状態に
なるＡＣ電源２の位相を設定するためのものである。

ブレーキ電流通電位相制御手段（以下位相制御手段と記
す）７は論理回路７０とインターフェース回路７２とか
らなり、端子７８〜７ｇを備える。端子７ａ、７ｂは位
相検出入力端子、端子７ｃは位相制御回路７の直流電源
（図示しない）の接地（以下ＧＮＤと記す）端子、端子
７ｄは直流電源の電源（以下Ｖ＋と記す）端子である。

端子７ｄは、各５ＣＲ３，４ｃ、５ｃのフォトダイオー
ドのアノードへ接続されている。端子７８〜端子７ｇは
各５ＣＲ３，４ｃ、５ｃを制御する信号の接続端子であ
り、端子７ｅは双方向５ＣＲ３のフォトダイオードのカ
ソードへ接続され、端子７ｆ％端子７ｇは５ＣＲ５ｃ、
４ｃのフォトダイオードのカソードへそれぞれ接続され
る。

論理回路７０は、位相検出入力端子７ａ。

７ｂ、運転制御端子７ｈ、ブレーキ制御１信号の出力端
子７１、ブレーキ制御２信号の出力端子７ｊの他に、第
２図に示すブレーキ信号入力端子７ｋを備える。

インターフェース回路７２は、制御回路７０の３　ｆｉ
の出力端子７ｈ、７ｉ、７ｊにそれぞれベース抵抗７２
ａ、７２ｂ、７２ｃを介して接続されたスイッチングト
ランジスタ（以下ＴＲと記す）７２ｄ、７２ｅ、７２ｆ
と、各ＴＲ７２ｄ。

７２ｅ、７２ｆのコレクタに接続された電流制限用の抵
抗７２ｇ、７２ｈ、７２１からなり、抵抗７２ｇ、７２
ｈ、７２ｉの他端はそれぞれ端子７ｅ、７ｆ、７ｇに接
続される。

第２図は論理回路７０の具体的構成例を示す回路図であ
る。

正極性および負極性の位相検出入力端子７ａ。

７ｂはそれぞれ抵抗７０ａ、７０ａを介してＶ＋電電源
ラブルアップれ、インバータゲート（以下ＩＮＶと記す
）７０ｂ、７０ｃにより入力端子７ａ、７ｂと逆相の信
号が出力され、それぞれアンドゲート（以下ＡＮＤと記
す）７０ｅ、７０ｄを介して、第２および第１のフリッ
プフロップ（以下Ｆ／Ｆと記す）７０ｇ、７０ｆのセッ
ト入力端子Ｓへ接続される。

ブレーキ信号入力端子７にはＡＮＤ７０ｄ。

７０ｅの他方の入力端子とＩＮＶ７０ｈの入力端子へ接
続され、ＩＮＶ７０ｈの出力はオアゲート（以下ＯＲと
記す）７０１，７０Ｊを介して第１および第２のＦ／Ｆ
７０ｆ、７０ｇのリセット端子Ｒへ接続される。

第１のＦ／Ｆ　７　Ｏｆの出力Ｑはブレーキ制御１信号
の出力端子７１とＯＲ７０ｊの他方の入力端子へ接続さ
れる。第２のＦ／Ｆ　７０　ｇの出力Ｑは、ブレーキ制
御２信号の出力端子７ｊと、０Ｒ７０ｉの他方の入力端
子へ接続される。

なお、本実施例の位相検出手段６、位相制御手段７は一
構成例を示したものであり１、例えばＡＣ電源２の電圧
をＡ／Ｄ変換して位相を検出してもよいし、マイクロプ
ロセッサ等で論理回路を構成してもよい。同様に、ブレ
ーキ電流供給手段４．５もＳＣＲ以外の例えばトライア
ック、パワーＭＯＳ　Ｆ　ＥＴ等で構成してもよい。

次に本実施例の動作を第３図のタイムチャートを参照に
説明する。

ＡＣ電源２の電圧位相は位相検出手段６で検出される０
本実施例ではＡＣ電源２の電圧のゼロクロス点から±２
０度の範囲は、ＰＣ６ａ、６ｂのフォトダイオードに電
流が流れないようＺＤ６ｃ、６ｄのし籾い値電圧を設定
している。したがって、論理回路７０内のＩＮＶ７０ｂ
、７０ｃの出力には、第３図（ｂ）、（Ｃ）に示す正極
性。

負極性の位相検出出力が得られる。

ＡＣ電源２の電圧（ａ）が正から負になる時刻ｔ１でブ
レーキ信号（ｄ）が入力された場合は、ＩＮＶ７０ｃの
出力（Ｃ）がＨレベルとなる時刻ｔ２でＡＮＤ７０ｄの
出力がＨレベルとなり、第１のＦ／Ｆ　７０　ｆがセッ
トされ、端子７ｊのブレーキ制御１信号（ｅ）がＨレベ
ルとなる。この出力によりＴＲ７２ｅはオン状態となり
、５ＣＲ５Ｃのフォトダイオードに電流が流れ、５ＣＲ
５Ｃのサイリスタがオン状態となる。したがって、ダイ
オード５ａを介して主巻線１ａに、ダイオード５ｂを介
して補助巻線１ｂにそれぞれ負極性のブレーキ電流（第
３図ｆ）が流れ、電動機１の回転にブレーキをかける。

ブレーキ信号（ｄ）がＬレベルになると、第１のＦ／Ｆ
　７０　ｆはリセットされ、ブレーキ制御１信号（ｅ）
はＬレベルとなり、ブレーキ電流（ｆ）は流れない。

ＡＣ電源２の電圧（ａ）が負から正になる時刻ｔ３でブ
レーキ信号（ｄ）が入力された場合は、ＩＮＶ７０ｂの
出力（ｂ）がＨレベルとなる時刻ｔ３でＡＮＤ７０ｅの
出力がＨレベルとなり、第２のＦ／Ｆ　７０　ｇがセッ
トされ、端子７ｊのブレーキ制御２信号（ｇ）がＨレベ
ルとなる。この出力により、５ＣＲ４ｃがオン状態とな
り、ダイオード４ａ、４ｂを介して正極性のブレーキ電
流（第３図ｈ）が主巻線１ａ、補助巻線１ｂにそれぞれ
流れ、電動機１にブレーキをかける。

なお、ブレーキ信号ならびに運転制御信号は、例えば電
動機１を動力源とする装置の総合動作制御回路部等（図
示しない）から与えられる。また、ブレーキ信号と運転
制御信号が同時にＨレベルとなることはない。運転制御
信号により端子７ｈがＨレベルになると、ＴＲ７２ｄが
オン状態になり、双方向ＳＣＲを導通させて、電動機１
を運転（回転）状態にする。

なお、本実施例は正極性と負極性のブレーキ電流供給手
段４．５を備えているが、いずれか一方の極性のブレー
キ電流供給手段だけを備える構成であってもよい。

またブレーキ電流の供給を禁止する位相の範囲は、実際
に使用するスイッチング系のサージ電圧・電流耐量等に
あわせて適宜設定してもよい。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明に係るブレーキ回路は、ブ
レーキ信号印加時に交流電源電圧の位相がゼロクロス近
傍であるときは、ブレーキ電流通電位相制御手段により
ブレーキ電流の供給時期を遅らせて、ブレーキ回路起動
時の運転用スイッチ手段の誤動作をなくしたので、電動
機あるいは電動機で駆動される機構の停止位置精度を大
幅に向上させることができる。

また、運転用スイッチ手段の誤動作をなくしたので、従
来ブレーキ回路に挿入されていた電流制限用の抵抗を不
要もしくは抵抗値を小さくすることで、ブレーキ電流値
を大きくすることができ、ブレーキ性能を向上させるこ
とができる。

さらに、運転用スイッチ手段の誤動作に伴なう大きな放
電電流が発生しないので小形で安価なサージ耐量の小さ
いスイッチング素子を採用することができ、装置の小形
化・経済化に寄与することができる。

また、ブレーキ電流値が小でブレーキの少ない期間だけ
ブレーキ電流の供給を停止するだけであるから、ブレー
キ効果への影響はほとんどない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るブレーキ回路の全体回路図、第２
図はブレーキ電流位相制御手段内の論理回路の具体的構
成例を示す回路図、第３図は本発明に係るブレーキ回路
の動作を示すタイムチャート、第４図は従来の誘導電動
機のブレーキ回路構成図、第５図は同ブレーキ回路内の
運転用スイッチング手段をトライアックを用いて構成し
た場合の回路図である。 なお、図面中、１はコンデンサ誘導電動機、２は単相交
流電源、４．５はブレーキ電流供給手段、６は位相検出
回路、７はブレーキ電流通電位相制御手段、７０は論理
回路、７２はインターフェース回路である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 単相交流電源で駆動されるコンデンサ誘導電動機の主巻
   線と補助巻線に、スイッチ手段を介して前記単相交流電
   源を半波整流したブレーキ電流を供給するブレーキ電流
   供給手段を備え、前記コンデンサ誘導電動機の回転にブ
   レーキをかけるブレーキ回路において、前記ブレーキ回
   路は、前記単相交流電源の位相を検出する位相検出手段
   と、この位相検出手段の検出出力に基づいて、少なくと
   もブレーキ動作を要求するブレーキ信号が印加された時
   の前記単相交流電源の電圧の位相がゼロクロス近傍であ
   るときは、所定の位相に達するまで前記ブレーキ電流供
   給手段を非導通状態に保持した後導通状態にするブレー
   キ電流通電位相制御手段とからなることを特徴とするコ
   ンデンサ誘導電動機のブレーキ回路。