JPS5947975A - ３相信号発生装置 - 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】 〔発明の技術分野〕 本発明は、サイリスタ位相制御等に用いられる、電源電
圧に同期した信号を発生させる３相信号発生装置の改良
に関する。

〔発明の技術的背景〕

従来の３相信号発生装置として、第１図のように構成さ
れたものがある。即ち、３相交流電源Ｒ，Ｓ、Ｔ相の任
意の２相・例としてＲ−８相間には、ホトカプラ等の光
結合素子１の１次側の発光ダイオード１ａが、抵抗２を
介して並列接続されている。またこの光結合素子１の１
次側の発光ダイオードＩＩＬには、整流器３が逆植列に
接続されている。そして、この光結合素子１の２次側の
フォトトランジスタ１ｂは、制御電源Ｐと抵抗４とが直
列接続されている。また光結合素子１の出力端Ｘは、相
間電圧Ｒ−８に同期して電源周波数の逓倍の周波数を発
生する位相ロックドルーゾ回路（以下ＰＬＬと称す）５
の入力端に接続されている。このＰＬＬ　５は、位相検
出回路５ａ及び電圧制御発振回路５ｂにより概略構成さ
れている。このＰＬＬ　５における出力端Ｙと、位相検
出回路５ａ間には、分周値Ｎ１ｒの分周回路６が接続さ
れ、ＰＬＬ　５の出力周波数をＮ　１１分割している。

更にＰＬＬ　５の出力端Ｙは、分周値Ｎ２を持つ分周回
路７に接続され、その出力端子は後述するリングカウン
タに導かれている。一方、光結合素子１の出力端Ｘは、
パルス幅を調整する波形成形回路８に接続され、そして
その出力端は、後述するリングカウンタに導かれる。図
中、９はリングカウンタでこれは２進化１０進カウンタ
（以下ＢＣＤカウンタと称す）９ａと、入力端子）１．
Ｂ１．Ｃ’Ｊと出力端子Ｑｌ乃至Ｑ７を有したデコーダ
９ｂにより構成されたものである。このリングカウンタ
９の初期値入力端Ａは、制御電源Ｐに接続され、初期値
入力端子Ｂ、Ｃは、制御電源Ｐにインバータ１０を介し
て接続されている。またプリセット端子りには、前述し
た波形整形回路８の出力端が接続され、更にクロック端
子ＣＫには、前述した分周回路７の出力端が接続されて
いる。

一方ＢＣＤカウンタ９ａの出力端子ＡＯ、ＢＯ。

ＣＯは、デコーダ９ｂの入力端子Ａ１．Ｂ１゜Ｃ１に各
々接続されている。またデコーダ９ｂの出力端子Ｑ１．
Ｑ２．Ｑ３には、オア回路１１の入力端子が各々接続さ
れている。更にデコーダ９ｂの出力端子Ｑ３．Ｑ４．Ｑ
５には、オア回路１２の入力端子が接続されている。そ
してデコーダ９ｂの出力端子Ｑ５．Ｑ６．Ｑ７には、オ
ア回路１３の入力端子が各々接続されている。なお、出
力端子Ｑ７は開放端となっている。そして前記オア回路
１１，１２．１３の各出力端子Ｕ、Ｖ、Ｗは、この３相
信号発生装置め出力端である。

次に上述のように構成された３相信号発生装置の動作に
ついて第２図を参照して説明する。

即ち、３相交流電源のＲ−８相関に接続された光結合素
子１の１次側には、第２図に示す相間電圧Ｒ−８が印加
される。そして正の半サイクルだけ電流が流れ、負の半
サイクルは整流器３で側路される。よって光結合素子１
の２次側の出力端Ｘには、第２図に示すような、相間電
圧Ｒ−８に同期した正の半波分だけの信号Ｘが出力され
る。この出力端Ｘから出力される信号Ｘは、ＰＬＬ　５
に入力され、分周回路６の分周値Ｎ１が１／１２のとき
、ＰＬＬの出力端Ｙには、相間電圧Ｒ−８に対し位相の
同期した、１／１２サイクル即ち電気角で１５°の信号
が出力される。そしてこの信号は、分周回路７に入力し
、この分周回路７の出力端には、第２図に示すような電
気角で３０°のクロック信号ｃｋを出力する。

更にとのクロック信号ｃｋは、ＢＣＤカウンタ９ａのク
ロック端子ＣＫに入力される。

−力先結合素子１の出力端Ｘでの出力信号Ｘは、波形整
形回路８に入力されると、その出力端２５１らは、第２
図に示すように、出力端Ｘに正のパルスが発生した瞬時
間だけノ９ルス出力され５− るリセット信号ｔが出力され、ＢＣＤカウンタ９ａのリ
セット端子りに入力される。

一方、制御電源ＰＫ接続されたＢＣＤカウンタ９ａの初
期値入力端子Ａには、高レベル１１＃の信号が常時入力
されている。また制御電源Ｐにインバータ１０を介して
接続された初期値入力端子Ｂ及びＣには高レベルを反転
した低レベル″″０”の信号が常時入力されている。

上述したように制御電源Ｐから初期値入力信号を受けた
ＢＣＤカウンタ９ａは、クロック端子ＣＫに常時クロッ
ク信号ｃｋが入力され、プリセット端子ＬＫリセット信
号りが入力されると、クロック信号ｃｋのノ９ルスをカ
ウントし、その出力端子ＡＯ，ＢＯ，Ｃｏには、２進−
１０進化された出力信号ａｏ　＋　ｂｏ　、　ｃｏを出
力する。これら出力信号ｌＬＯａ　ｂｏ　ｌ　ｃｏは、
デコーダ９ａの入力端子Ａ１．Ｂ１．ＣＩに各々に入力
される。そして各出力端子Ｑ１乃至Ｑ７には、第２図に
示すようにクロック信号ｃｋのクロックの数に対応した
復号化された復号化信号ｑｌ乃至ｑ７を順６一 次出力している。

そしてデコーダ９ｂの出力端子Ｑｌ乃至Ｑ６に接続され
たオア回路１１，１２，１３によって、この３相信号発
生装置は、第２図に示す信号ｕ、ｖ、ｗを出力するもの
である。

第２図においてオア回路１１の出力である信号Ｕは、相
間電圧Ｒ−８と同期しておシ、信号Ｖ、倍信号は、信号
Ｕに対しそれぞれ更に１２０’。

２４０°遅れている。上記信号Ｕ、信号Ｖ、信号Ｗはそ
れぞれＲ，Ｓ、Ｔ相電圧と各々３０°遅れの信号となる
。この信号ｕ、ｖ、ｗは、位相を各各３０°進ませるこ
とで交流電源Ｒ，Ｓ、Ｔに同期しだ３相信号に変換する
ことができる。

〔背景技術の問題点〕

上述した３相信号発生装置において、相間電圧Ｒ−８の
周波数が変化した場合を考える。即ち、第３図に示すよ
うに、時刻ｔ１から時刻ｔ２間の正常の周波数時の相聞
電圧Ｒ−８（破線）から、時刻ｔ１から時刻ｔ３間の異
常な周波数時の相間電圧Ｒｔ　−Ｓｔ　（実線）に変化
した場合を考える。これは、零クロスする時間が、時間
ｔ（時刻ｔ３一時刻ｔｚ　　）だけ遅れた場合を示して
いる。

上記相間電圧Ｒｔ　−Ｓｔの検出によシ、出力端Ｘには
、正の半波分の信号Ｘｔが表われ、この信号ｘｔは、Ｐ
ＬＬ　５に入力されるとともに、波形整形回路８に入力
される。この場合、ＰＬＬ、５は相間電圧Ｒｔ　−Ｓｔ
に基づく信号Ｘｉが入力されても、反応遅れが生じるた
め相聞電圧Ｒ−８に基づく信号Ｘに対し動作する。従っ
て分周回路７からは、信号Ｘに対して６倍の周波数を有
する信号ｃｋが出力される。この信号ｃｋは電気角が３
０’のクロック信号ｃｋとして、リングカウンタ９のＢ
ＣＤカウンタ９ａのクロック端子ＣＫに入力される。

このとき波形整形回路８からは、時刻ｊｌ　　＋時刻ｔ
２の時に、信号Ｘの立ち上がシとともに、同期して立ち
上がるリセット信号１ｔが出力される。このリセット信
号ｔｔがＢＣＤカウンタ９ａのプリセット端子りに入力
され、上記クロック信号ｅｋｔをカウントする。

ＢＣＤカウンタ９ａの出力端ＡＯ，ＢＯ，Ｃ０には、順
次出力信号ａｏｔ　＋　ｂｏｔ　＋　ｃｏｔが出力され
る。即ち出力端ＡＯ，ＢＯ，Ｃｏには時刻ｔ１から時刻
ｔ３間で、２進数で、′００１”。

＠０１０”、＠０１１’、”　１００’、−１０１”、
＠１１０’。

”１１１’の各組み合せの出力信号ａｏｔ　ｍ、、ｂｏ
ｔ　ｒｃｏｔが出力される。この場合出力信号ａｏｔ　
＊ｂｏｔ　、　ｃｏｔの組合せ”　１１１’は時間ｔだ
けのノぐルス幅を有するものである。上記出力信号ｈａ
ｔｓｂｏｔ　、　ｃｏｔは、デコーダ９ｂの入力端ＡＩ
。

Ｂ１．ＣＩに入力される。デコーダ９ｂの出力端Ｑｌ乃
至Ｑ７には、第３図に示すように、各各電気角で６０″
′遅れた復号化信号ｑｔｌ乃至ｑｔ７が出力される。な
お復号化信号ｑ・ｔｌ乃至ｑ’ｔ６は、電気角６０°の
ｉ９ルス幅を有したものであシ、復号化信号ｑｔｙは、
時間ｔのパルス幅を有したものである。

上記のようにリングカウンタ９から出力された復号化信
号ｑ、　ｔ　１乃至ｑ、　ｔ　７を、アンド素子１１゜
９− １２．１３で各々集めると、信号ｕｊと、この信号ｕｉ
に電気角で１２０°遅れた信号ｖｔ、更に信号ｖｔに電
気角で２４０°遅れた信号Ｗｊがパルス出力される。し
かしながら第３図で示されたように、信号ｕｊは、電気
角で１２００毎には出力されないで、時間ｔだけ位相が
変化してくる。更に信号ｗｔは、・母ルス立ち上シ後１
２００で立ち上ってしまい、時間ｔの間は”Ｏ″となり
、時間ｔが経過した後、再び立ち上るような信号波形と
なってしまう。

前記周期が異なる信号ｔｌｉ　、　Ｖｊ　、　ｗｔは、
これらをサイリスタ位相制御等の基準信号として用いた
場合、各相に対応するサイリスタの点弧角が変化するこ
とになる。従ってサイリスタを介して負荷に電力供給す
るような場合、負荷には不均衡な電流が流れてしまう。

例えば、負荷が電動機々らば、この不均衡な電流のため
に回転むらが発生する不具合を生じさせていた。

〔発明の目的〕

本発明は上記欠点を除去するためになされたものであり
、３相交流電源の周波数変化により１０− て各相の位相関係が変化したとしても、各相の正規の位
相関係に対応した３相信号を発生し得る３相信号発生装
置を提供することを目的とする。

〔発明の概要〕

本発明による３相信号発生装置は、相間電圧検出部によ
り３相交流電源の１組の相間電圧を検出して、この相間
電圧を基にして基準信号発生部によシ、この相間電圧の
周波数に対し６倍の周波数のパルスで同期した基準信号
を発生させて、この基準信号を第１乃至第７の出力端を
有したリングカウンタ部により、上記相聞電圧の立ち上
り開始とともにパルスカウントし、とのパルスカウント
した信号を復号化し、上記第１乃至第７の出力端に順次
出力し、この第１乃′　至第７の出力端に出力された各
復合化信号を組み合せ取シ出すことにより３相交流電源
に同期した各相信号を発生させるように構成したことに
よシ上記目的を達成させるようにしたものである。

〔発明の実施例〕

以下本発明の一実施例を図面を参照して説明する。第４
図は本発明による３相信号発生装置の一実施例を示す回
路構成図であシ、第１図と同一部分には同一符号を付し
てその説明を省略し、異なる部分のみを説明する。第４
図が第１図と異なるのはリングカウンタ９のデコーダ９
ｂの出力端Ｑｌ乃至Ｑ７に接続されるオア素子１１．１
３の結線構成と、新たにオア素子１４．１５を加えたこ
とである。

即ち、デコーダ９ｂの第３の出力端子Ｑ３と第７の出力
端子Ｑ７を、オア素子１４の入力端に接続し、このオア
素子１４の出力端と、第１及び第２の出力端Ｑｌ、Ｑ２
とを、オア素子１１の入力端に接続する。もってとのオ
ア素子１ノの出力端を第１の相の信号出力端Ｈする。

またオア素子１２の出力端Ｖは、第２の相の信号出力端
とする。更にデコーダ９ｂの出力端Ｑ１と出力端Ｑ７と
を、オア素子１５の入力端に接続し、とのオア素子１５
の出力端と、デコーダ９ｂの出力端Ｑ５及びＱ６とをオ
ア素子１３の入力端に接続する。もって、とのオア素子
１３の出力端を第３の相の信号出力端Ｗとするものであ
る。

次に上記のように構成された３相信号発生装置の作用に
ついて、第４図及び第５図に示す波形図を参照して説明
する。第５図においては、第３図と同一波形については
同一符号を付して、その説明は省略し、異なる波形のみ
を説明する第１図及び第３図において説明したように、
光結合素子１によシ３相交流電源Ｒ，Ｓ、ＴからＲ−８
相間の相間電圧Ｒｔ　−Ｓｔを取り出す。この場合相聞
電圧Ｒｔ　−Ｓｔは、正規の相間電圧Ｒ−８より時間ｔ
だけ位相が長い波形である。

この相間電圧Ｒｔ　−Ｓｔは、ＰＬＬ　５、分周回路６
゜７を介してリングカウンタ９のＢＣＤカウンタ９ａに
入力される。そしてリングカウンタ９のデコーダ９ｂの
出力端Ｑｌ乃至Ｑ７には、第３図及び第５図に示すよう
に復号化された波形ｑｔｌ乃至ｑｔ７が各々出力される
。この出力端１３− Ｑｌ乃至Ｑｌから出力された波形ｑｔＪ乃至ｑｔｙは、
オア素子１１．１４にょシ相間電圧Ｒ−８に同期したパ
ルス幅が電気角で１８００の信号ｕｐを出力する。また
オア素子１２にょ多信号＋１ｐに対し１２００遅れたパ
ルス幅１．８０’の信号Ｖ、を出力する。更にオア素子
１３．１５により、信号ｕｐＫ対し２４０°遅れたパル
ス幅１８ｏ０の信号Ｗ、を出力する。上記第１．第２及
び第３の相の信号出力としての信号ｕｐ　＋　Ｖｐ　＋
　ｗｐは、各々Ｒ，Ｓ。

Ｔ相電圧に対して３０°遅れで、各相に同期した３相信
号となっている。

上記においては、信号Ｕ、は、デコーダ９ｂの出力端Ｑ
７から出力される信号ｑｔ７が、第３図における信号ｕ
ｔにオア条件で集合されたものとなる。また第３図にお
ける信号Ｗｊに、信号ｑｔ７がオア条件で集合されたも
のが、信号Ｕ、となっている。

以上述べたように本実施例では、ＢＣＤカウンタ９ａか
らの出力を、７つの出力端を有するデコーダ９ｂで復号
化し、この復号化された各信号を、オア素１４− 子１１，１２．１３，１４．１５の組合せにより、オア
条件で取シ出すようにしたので、３相交流電源のＲ，Ｓ
、Ｔ各相に３０’遅れにて同期した３相信号を各々出力
させることができる。

本発明は上記実施例に限定されるものではなく、例えば
第６図に示すようにオア素子１１゜１４を合体して、入
力端が４つのオア素子１６で実現し、またオア素子１３
．１５を合体して入力端が４つのオア素子１７で実現し
たとしても第５図に示したのと同様の信号出力を得るこ
とができる。

以上述べた他に本発明は、その要旨を変えない範囲で種
々変形して実施できる。

〔発明の効果〕

以上述べた本発明によれば、３相交流電源の１組の相間
電圧の周波数が変化したとしても、正規の相間電圧に同
期した基準信号を、リングカウンタ部でパルスカウント
し、このパルスカウントした信号を復号化して、との復
号化信号を、オア素子を用いて組み合せて取シ出すよう
にしたので、３相交流電源の各相の正規の位相関係に対
応した、３相信号を発生し得る３相信号発生装置が提供
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の３相信号発生装置を示す回路構成図、第
２図及び第３図は第１図に示す３相信号発生装置の作用
を説明するための波形図、第４図は本発明による３相信
号発生装置の一実施例を示す回路構成図、第５図は第４
図に示す３相信号発生装置の作用を説明するだめの波形
図、第６図は本発明による３相信号発生装置の他の実施
例を示す回路構成図である。 １・・・光結合素子、１ａ・・・発光ダイオード、１６
・・・ファトトランジスタ、２・・・抵抗、３・・・ダ
イオード、４・・・抵抗、５・・・位相ロックドループ
回路（ＰＬＬ　）、５ａ・・・位相検出回路、５ｂ・・
・電圧制御発振回路、６，７・・・分周回路、８・・・
波形整形回路、９・・・リングカウンタ、９ａ・・・２
進化−１０進カウンタ（ＢＣＤカウンタ）、１０・・・
ダイオード、１１．１２，１３，１４，１５゜１６．１
７・・・オア素子。 １７− 第区図 第５図 １１１”ｌ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ３相交流電源の１組の相間電圧を検出する相間電圧検出
   部と、この相関電圧検出部から得られる相間電圧の周波
   数に対し６倍の周波数のノ４ルスで同期した基準信号を
   出力する基準信号発生部と、前記相聞電圧の立ち上シ開
   始とともに前記基準信号のパルスをカウントし、とのｉ
   ４ルスカウントされた信号を復号化して第１乃至第７の
   出力端に順次出力するリングカウンタ部と、このリング
   カウンタ部の第１乃至第３及び第７の出力端を４つの入
   力端に各々接続し出力端を第１の相の信号出力端とする
   第１の論理和回路部と、前記リングカウンタ部の第３乃
   至第５の出力端を３つの入力端に各々接続し出力端を第
   ２の相の信号出力端とする第２の論理和回路部と、前記
   リングカウンタ部の第１の出力端及び第５乃至第７の出
   力端を４つの入力端に各々接続し出力端を第３の相の信
   号出力端とする第３の論理和回路部とから構成されたこ
   とを特徴とする３相信号発生装置。