JPH0345990B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （発明の目的） 本発明はユニバーサルモータなどの直巻整流子
電動機に適用されるソフトスタート装置に関する
ものである。

（従来技術） ユニバーサルモータ（交直両用直巻整流子電動
機）や直流モータなどの整流子を有する直巻モー
タにおいて、起動を円滑に行うためのソフトスタ
ート装置を備えたものがある。従来の装置で、電
動機の主回路電流をサイリスタやトライアツクな
どの半導体スイツチング素子で制御する場合に
は、これらスイツチング素子の通流率を変化させ
ることによりソフトスタートを行つている。すな
わち起動機にはスイツチング素子の通流率を小さ
くし、また時間経過につれてこの通流率を次第に
増大させるよう位相制御する。しかしこの場合、
トリガ回路の位相制御回路が複雑で部品点数が多
いという問題があつた。

（発明の目的） 本発明はこのような事情に鑑みなされたもので
あり、複雑なトリガ回路の位相制御回路を用いる
ことなく簡単な構成で滑らかな起動を可能にする
直巻整流子電動機のソフトスタート装置を提供す
ることを第１の目的とする。

またこれを正逆転切換可能にしたものを提供す
ることを第２の目的とする。さらに本発明はこの
装置を拡張し、簡単な構成でソフトスタートと発
電制動を可能にした直巻整流子電動機のソフトス
タート装置を提供することを第３の目的とする。

（発明の構成） 本発明によれば前記第１の目的は、互いに直列
接続された電機子１０、界磁１２およびスイツチ
ング素子１６を備える直巻整流子電動機におい
て、前記スイツチング素子１６の制御入力端に接
続されたトリガスイツチ２８と、このトリガスイ
ツチ２８に接続されたトリガ用の積分コンデンサ
３０と、前記スイツチング素子１６の両端間電圧
を分圧しこの分圧点(A)の電圧を前記積分コンデン
サ３０の充電端に印加する互いに直列接続された
２つの分圧抵抗２４，２６とを備え、前記積分コ
ンデンサ３０に並列接続された一方の前記分圧抵
抗２６は正特性感熱抵抗素子２６を有することを
特徴とする直巻整流子電動機のソフトスタート装
置、により達成される。

第２の目的はまた、電源１８に直列接続された
電源スイツチ１４、電機子１０、正逆転切換スイ
ツチ４０，４２、界磁１２、およびスイツチング
素子１６を備える直巻整流子電動機において、前
記スイツチング素子１６の制御入力端に接続され
たトリガスイツチ２８と、このトリガスイツチ２
８に接続されたトリガ用の積分コンデンサ３０
と、前記電源１８の電圧を分圧しこの分圧点(A)の
電圧を前記積分コンデンサ３０の充電端に印加す
る互いに直列接続された２つの分圧抵抗２４Ａ，
２６Ａとを備え、前記積分コンデンサ３０に直列
接続された一方の分圧抵抗２４Ａに正特性感熱抵
抗素子４４が並列接続されていることを特徴とす
る直巻整流子電動機のソフトスタート装置、によ
つて達成可能である。

さらに前記第３の目的は、電機子１０の両端に
接続された一対の正逆転切換スイツチ５０，５２
を介し、前記電機子１０と界磁１２とスイツチン
グ素子１６とが直列接続された直巻整流子電動機
において、前記スイツチング素子１６と並列接続
された互いに直列接続された２つの分圧抵抗２４
Ｂ，２６と、これらの分圧抵抗２４Ｂ，２６の分
圧点(A)の電圧より充電されるスイツチング素子１
６トリガ用の積分コンデンサ３０と、この積分コ
ンデンサ３０の充電端と前記スイツチング素子１
６の制御入力端との間に介在するトリガスイツチ
２８と、前記電機子１０の両端と前記分圧抵抗２
４Ｂ，２６の分圧点(A)との間にそれぞれ接続され
た一対の正特性感熱抵抗素子５４，５６とを備え
ることを特徴とする直巻整流子電動機のソフトス
タート装置、により達成される。

以下図示の実施例に基づき、本発明を詳細に説
明する。

（実施例） 第１図はユニバーサルモータ（交直両用直巻整
流子電動機）における本発明の一実施例の回路図
である。この図において符号１０はで電機子、１
２は界磁、１４は電源スイツチ、１６はスイツチ
ング素子としてのトライアツクであり、これらは
直列に接続されて交流電源１８と閉回路を形成す
る。トライアツク１６には、トライアツク１６の
誤動作防止用のスナバを形成する抵抗２０とコン
デンサ２２との直列回路が並列接続されている。

２４，２６は分圧抵抗であり、その一方２６は
正特性感熱抵抗素子自身で構成されている。この
抵抗素子２６はその通電による自己発熱により抵
抗値が急激に増加（約1000倍）する特性を持ち、
通常正特性サーミスタ、ポジスタ（商品名）、
PTC（Positive Temperature Characteristics、
商品名）等と呼ばれるものである。２８はトライ
アツク１６の制御入力端に接続されたシリコン双
方向トリガスイツチ、３０はトリガ用の積分コン
デンサであり、このコンデンサ３０は抵抗３２を
介して分圧抵抗２４，２６の分圧点Ａに接続され
ている。この結果分圧抵抗（抵抗素子）２６は抵
抗３２とコンデンサ３０の直列回路に並列接続さ
れることになる。

この実施例でまずスイツチ１４を閉路すると、
抵抗素子２６は低抵抗値なので分圧点Ａの電位は
低くなり、コンデンサ３０の電圧上昇は遅い。こ
のためサイリスタ１６の点弧位相角も遅れその通
流率も小さくなるので、電機子１０、界磁１２に
流れる電流は少ない。その後抵抗素子２６の自己
発熱によりその抵抗値が増大するにつれてＡの電
位は上昇しトライアツクの通流率も増え、電機子
電流は増大してゆく。この結果電機子１０は円滑
に増速することになる。なお本実施例では起動時
の初期には分圧抵抗２４，２６を介して比較的大
きい電流が流れるので起動トルクの増大化も同時
に図ることができる。

第２図はユニバーサルモータを正逆転可能とし
た実施例の回路図である。この図で４０，４２は
界磁１２の通流方向を切換えるための２連スイツ
チからなる正逆転切換スイツチである。分圧抵抗
２４Ａ，２６Ａの一方、すなわち積分コンデンサ
３０に直列な抵抗２４Ａには、正特性感熱抵抗素
子４４が並列接続されている。この図では、第１
図の対応する部分に同一符号を付したので、その
説明は繰り返さない。

この実施例で、まずスイツチ１４を閉路すれ
ば、分圧抵抗２４Ａ，２６Ａ、抵抗素子４４に電
流が流れ、抵抗素子４４の温度も速やかに上昇す
る。この時に界磁１２に電流が流れないので、電
機子１０は停止したままである。また抵抗素子４
４と一方の分圧抵抗２４Ａとの合成抵抗値は大き
いので分圧点Ａは低電位となる。

この状態で一方のスイツチ４０を押せば界磁１
２に電流が流れ電機子１０は回転し始めるが、こ
の時分圧点Ａは低電位なのでコンデンサ３０の充
電電流も小さく、トライアツク１６の通流率は低
い。またスイツチ４０の閉路により分圧抵抗２４
Ａ，２６Ａ、抵抗素子４４の電流の一部が界磁１
２に分流されるので、抵抗素子４４の電流は僅か
となり、その温度は次第に下降する。このため分
圧点Ａの電位は上昇しトライアツク１６の通流率
が増大する。そして電機子１０、界磁１２の電流
は次第に増加する。また逆転させる場合にはスイ
ツチ４０を離し、スイツチ４２を押せばよく、そ
の時の動作も以上の説明から明らかであるから、
その説明は省く。

第３図は、以上の各実施例を拡張し、発電制動
を可能にした実施例の回路図である。この実施例
は電機子１０の通流方向を切換える正逆転切換ス
イツチ５０，５２を備える。各切換スイツチ５
０，５２は常閉接点５０ａ，５２ａと、常開接点
５０ｂ，５２ｂとを備える２連式のものであり、
両スイツチ５０，５２の復帰位置で常閉接点５０
ａ，５２ａと電機子１０とが閉回路を形成し、ま
たスイツチ５０または５２を押した時に、界磁１
２、電機子１０、トライアツク１６が直列接続状
態になる。電機子１０の両端と、分圧抵抗２４
Ｂ，２６間の分圧点Ａとの間には、正特性感熱抵
抗素子５４，５６が接続されている。

この実施例で、まずスイツチ１４を閉路する
と、常閉接点５０ａ，５２ａから抵抗素子５４，
５６に電流が流れ抵抗素子５４，５６は自己発熱
により高抵抗値になる。この時電機子１０には電
流が流れないので電機子１０は回転せず、分圧点
Ａは低電位となる。

正転用のスイツチ５０を押せば電機子１０に電
流が流れ出し起動するが、分圧点Ａが高電位なの
でトライアツク１６の通流率は小さく、電機子電
流も小さい。従つて静かに起動する。この時には
一方の抵抗素子５４の電流も少なくなるので次第
に冷え、その抵抗値は小さくなつてゆく。このた
め分圧点Ａの電位も次第に上昇しトライアツク１
６の通流率も上昇して、電機子電流は増加してゆ
く。正転用スイツチ５０を復帰させれば、電機子
１０は常閉接点５０ａ，５２ａで短絡されるので
制動力が発生する。なおこの時には抵抗素子５４
が冷えて低抵抗となつているので界磁１２の電流
は、常閉接点５０ａ、抵抗素子５４、抵抗２６を
通つて流れるから、制動力も大きくなる。その後
抵抗素子５４の自己発熱と共に界磁電流も減る。

電機子１０を逆転させる際にはスイツチ５２を
押せばよく、この時には抵抗素子５６が５４に代
つて作動するだけで、前記正転時と同様であるか
ら、その作動説明は繰り返さない。

以上の各実施例は交流電源１８を用いている
が、本発明は直流電源を用いたユニバーサルモー
タ、直流モータ等にも適用可能である。

（発明の効果） 第１の発明は以上のように、スイツチング素子
トリガ用の積分コンデンサの充電電流を規定する
分圧抵抗の一方に、正特性感熱抵抗素子を備える
ようにしたので、分圧点の電位を起動時に低く
し、その後抵抗素子の自己発熱による抵抗増加に
伴つて分圧点電位を次第に上昇させることがで
き、この結果電機子を緩やかに増速させることが
可能になる。また分圧抵抗に抵抗素子を用いるだ
けなので回路構成が簡単である。

さらに第２の発明によれば正逆転切換スイツチ
を有し、電源電圧を分圧する分圧抵抗のうち積分
コンデンサに直列接続された抵抗に正特性感熱抵
抗素子を並列接続したものであるから、簡単な構
成で正逆転切換時のソフトスタートが可能にな
る。

また第３の発明は第３図のように正逆転切換ス
イツチと正特性感熱抵抗素子とを組合せたもので
あるからこの抵抗素子を用いて発電制動時の界磁
電流の増大を図り、制動力の強化も可能になる。

【図面の簡単な説明】

第１，２，３図は本発明の実施例を示す回路図
である。 １０……電機子、１２……界磁、１６……スイ
ツチング素子としてのトライアツク、２４，２
６，２４Ａ，２６Ａ，２４Ｂ……分圧抵抗、２
６，４４，５４，５６……正特性感熱抵抗素子、
３０……積分コンデンサ、４０，４２，５０，５
２……正逆転切換スイツチ、Ａ……分圧点。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 互いに直列接続された電機子１０、界磁１２
   およびスイツチング素子１６を備える直巻整流子
   電動機において、 前記スイツチング素子１６の制御入力端に接続
   されたトリガスイツチ２８と、このトリガスイツ
   チ２８に接続されたトリガ用の積分コンデンサ３
   ０と、前記スイツチング素子１６の両端間電圧を
   分圧しこの分圧点(A)の電圧を前記積分コンデンサ
   ３０の充電端に印加する互いに直列接続された２
   つの分圧抵抗２４，２６とを備え、前記積分コン
   デンサ３０に並列接続された一方の前記分圧抵抗
   ２６は正特性感熱抵抗素子２６を有することを特
   徴とする直巻整流子電動機のソフトスタート装
   置。 ２ 電源１８に直列接続された電源スイツチ１
   ４、電機子１０、正逆転切換スイツチ４０，４
   ２、界磁１２、およびスイツチング素子１６を備
   える直巻整流子電動機において、 前記スイツチング素子１６の制御入力端に接続
   されたトリガスイツチ２８と、このトリガスイツ
   チ２８に接続されたトリガ用の積分コンデンサ３
   ０と、前記電源１８の電圧を分圧しこの分圧点(A)
   を電圧を前記積分コンデンサ３０の充電端に印加
   する互いに直列接続された２つの分圧抵抗２４
   Ａ，２６Ａとを備え、前記積分コンデンサ３０に
   直列接続された一方の分圧抵抗２４Ａに正特性感
   熱抵抗素子４４が並列接続されていることを特徴
   とする直巻整流子電動機のソフトスタート装置。 ３ 電機子１０の両端に接続された一対の正逆転
   切換スイツチ５０，５２を介し、前記電機子１０
   と界磁１２とスイツチング素子１６とが直列接続
   された直巻整流子電動機において、 前記スイツチング素子１６と並列接続された互
   いに直列接続された２つの分圧抵抗２４Ｂ，２６
   と、これらの分圧抵抗２４Ｂ，２６の分圧点(A)の
   電圧により充電されるスイツチング素子１６トリ
   ガ用の積分コンデンサ３０と、この積分コンデン
   サ３０の充電端と前記スイツチング素子１６の制
   御入力端との間に介在するトリガスイツチ２８
   と、前記電機子１０の両端と前記分圧抵抗２４
   Ｂ，２６の分圧点(A)との間にそれぞれ接続された
   一対の正特性感熱抵抗素子５４，５６とを備える
   ことを特徴とする直巻整流子電動機のソフトスタ
   ート装置。