JPH04207985A - 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、負トルクを必要と
する昇降式扉の翻動に好適な電動機の制御装置に関する
。

〔従来の技術〕

従来、昇降式扉を駆動する誘導電動機の制御装置は、可
逆の２個の電磁接触器により電動機を直接電源に接続す
るものが用いられている。しかし、電磁接触器の損耗が
問題となり、また、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、高速化し得ないという欠
点を有する。

このような欠点を改善するために、例えば、実開昭６０
−７３３９２号公報に記載されているように。

双方向制御素子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〕

従来の装置は無接点化はできても制御回路が複雑になり
電動機の速度制御を簡単に行うことが困難という問題を
有する。

本発明の目的は簡単な構成で高速制御できる電動機の制
御装置を提供することにある。

〔課屈を解決するための手段〕

本発明は、単相交流電源と単相誘導電動機の間に複数組
の制御素子を設け、これら複数組の制御素子を制御する
ことにより、前記誘導電動機の起動時と停止時には、基
本波成分が電源電圧周波数より低い２相電圧を前記誘導
電動機に印加させ、通運転時は、基本波成分が電源電圧
周波数と等しい２相電圧を前記誘導電動機に印加する。

〔作用〕

起動、停止時には、制御素子を電源周波数の２〜Ｎ倍の
周期で点弧させ、基本波成分が電源周波数の１／２〜１
／Ｎになる周波数を誘導電動機の巻線に印加する。２巻
線には制御素子の点弧時期を制御することにより位相差
のある電圧を印加して回転磁界を発生させる。この方法
により誘導電動機は電源周波数の同期速度の１７２〜ｌ
／Ｎ近辺で回転する。誘導電動機が負トルクで高速、低
速の同期速度以上に回転すると、電源と点弧して接続し
ている制御素子を通して、エネルギーが電源に戻り回生
制動され、回転速度は同期速度近辺に保たれる。

〔実施例〕

第１図に本発明の一実施例を示す。

第１図において制御装置１２は単相誘導電動機７及びブ
レーキ８に供給する電圧を入・切する双方向制御素子１
　（ＢＲ，ＵＮ、ＶＮ）、　双方向制御素子１のゲート
と接続した点弧回路３９点弧パルスと電源の同期をとる
ために、電源のＲ−Ｔと接続して電源のＲ−Ｔ間電圧の
零クロス近辺で同期パルスを発生させる同期回路４．昇
降扉の減速。

停止リミットスイッチ１４及び上昇、下降、停止の押釦
スイッチ１５、そのスイッチと接続して信号を取込む入
力回路６．入力回路６の状態から高速上昇・低速上昇・
高速下降・低速下降・停止の運転モードを判別して、そ
のモードに合った点弧パルスを、同期回路４が発生する
同期パルスと同期して発生させるマイクロプロセッサ２
．制御装置ｉ１２１００電源を作成供給する電源回路５
で構成ゴれる。昇降扉９は減速機１０で単相誘導電動機
７の回転が減速されて、シャフト１３が回転して巻取り
７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。

次に、単相誘導電動機７に印加する制御装置１２の２相
波形について第２図を用いて説明する。

単相誘導電動機７を起動する場合、単相電源では回転磁
界が発生しないため、１巻線に直列にコンデンサを接続
して進み電流を流して、もう一方の巻線に流れる電流と
に位相差をつけ回転磁界を発生させて起動させる。従っ
て、単相誘導電動機７を起動させるには、２巻線に位相
差のある電圧を印加することになる。単相誘導電動機は
少し回転すると単相電源でも回転方向に回転トルクが発
生するので、起動後負荷トルクが小さい場合は特に２相
電源を必要としない。

本発明では単相誘導電動機７に第３図に示すような位相
差のある電圧波形を印加する二とにより５コンデンサ無
しで起動・高速・低速回転を可能にしている。高速で上
昇させる場合はし゛−Ｖ巻線には双方向制御素子１のＵ
Ｎを連続点弧して電源を直接印加し、Ｕ−Ｘ巻線にはＶ
Ｎを９０°遅れて点弧して位相差のある電圧を印加する
。

一方、低速で上昇させる場合は、双方向制御素子１のＵ
Ｖ、ＶＮの点弧時期を制御することにより、基本波成分
の周波数が電源周波数の１／３になる電圧を単相誘導電
動機７に印加する、それにより、電源周波数の１７３を
同期速度とした回転数で回転する。高速、低速で下降さ
せる場合は、上昇と同様に、双方向制御素子１の点弧順
序を変えることにより逆相の電圧波形を作り、単相誘導
電動機７に印加する。

次に、負トルクに対する回生制動と昇降式扉の高速・低
速の運転について第４図、第５図を参照して説明する。

今、押釦スイッチ１５の上昇指令が入ると単相誘導電動
機７は低速回転を初める。

ある時間ＴＢＲ後にブレーキ８が解除され、低速の定格
速度まで上昇する。ある時間ＴＡ後に高速回転に切り換
わり昇降扉９は高速で上昇する。次にリミットスイッチ
１４の上昇減速「ＩミントスインチがＯＦＦすると低速
に切り換り回生減速して低速となる。次にＴＤ時間また
は停止リミットスイッチがＯＦＦするとプレー、：８８
が動作して停止する。このように停止すると、停止時の
衝撃が緩和される。

単相誘導電動機７は、昇降扉９が上昇中第４図■の状態
で運転し、電源から電力を供給する。下降中は負トルク
となるため■の状態で運転し、単相誘導電動機７は発電
機となり電力を電源に返す回生制動運転となる。高速か
ら低速に切換ねる過渡時は低速の基本周波数が１／４の
場合◎となり減速トルクが発生して減速させる。このよ
うな運転は単相誘導電動機７を双方向制御素子１を通し
て電源に直接接続して可能となる。

第６図は本発明の他の実施例を示すもので、６個の双方
向制御素子で、低速時の位相差を９０°。

１／４回転にするものである。第７図に出力波形を示す
。

なお、出力波形の変形例として、低速から高速に連続変
化する場合には、回転が続行しているので、高速時に遅
れ電圧印加しなくすることも可能である。

第８図に本発明の他の実施例を示す。

第８図は第１図の制御装置１２に進相コンデンサ１６と
双方向制御素子ＸＣを付加して、高速運転時のみ双方向
制御素子ＸＣを点弧して進相コンデンサ１６を接続、ト
ルクを増大させる実施例である。第９図にその出力波形
を示す。

第１０図は第６図の制御装置１２に進相コンデンサ１６
と双方向制御素子ＸＣを付加して、高速運転時のみ双方
向制御素子ＸＣを点弧して進相コンデンサ１６を接続、
トルクを増大させる実施例を示す。第１１図にその出力
波形を示す。

次に、マイクロプロセッサ１２の制御フローを第２図を
用いて説明する。

配線用しゃ断器１１をＯＮさせると、電源回路５が動作
して制御電源が確立する。制御電源が確立するとマイク
ロプロセッサ２が動作を初め、先ず電源リセットルーチ
ンが動作し、同期信号の周期から電源の周波数を判定し
て５０１ゴｌないし６０Ｈｚ用のタイマデータをセット
する。次に。

同期信号割込で、押釦スイッチ１５．リミットスイッチ
１４の状態を取込む処理を実行する。入力データと、現
在の運転データと予め決めた参照テーブルデータを比較
して新運転データを作成して、新運転データに合った移
相制御タイマーをセットする。新運転データの変更は参
照テーブルのデータのみの変更で行える。移相制御タイ
マーがセットされると、セット時間でタイムアンプして
タイマ割込みが発生する。タイマー割込みにより、運転
データで決められたパルスデータを参照して、各双方向
制御素子を点弧させて電動機７に電圧を印加して回転さ
せる。パルスデータを変更するのみで、双方向制御素子
の点弧順序の変更ができる。

なお、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５容量その他の理由によ
り逆並列に接続した方向制御素子、例えばトランジスタ
、サイリスタ、ＧＴＯ，ＦＥＴ等でも実現できることは
勿論である。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、簡単な構成で単
相誘導電動機の可変速運転が可能となると共に、負トル
クがかかる負荷に対しても回生制御運転ができる。

【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図は動作
説明用フロー図、第３図は電圧波形図、第４図は単相誘
導電動機の特性図、第５図は動作説明のタイムチャート
、第６図、第８図および第１０図はそれぞれ本発明の他
の実施例を示す構成図、第７図、第９図および第１１図
はそれぞれ電圧波形図である。 １・双方向制御素子、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・・・単相誘導電動機、８・・ブレーキ、
９・昇降扉、１０・・減速機、１トスイノチ、１２・・
・制御装置、１５　押釦スイッチ、１６・・・進”’；
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Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、単相交流電源と単相誘導電動機の間に複数組の制御
   素子を設け、これら複数組の制御素子を制御することに
   より、前記誘導電動機の起動時と停止時には、基本波成
   分が電源電圧周波数より低い２相電圧を前記誘導電動機
   に印加させ、通運転時は、基本波成分が電源電圧周波数
   と等しい２相電圧を前記誘導電動機に印加するようにし
   たことを特徴とする電動機の制御装置。 ２、請求項１において、前記複数組の制御素子に点弧制
   御するのはマイクロプロセッサであって、前記制御素子
   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。