JPS6022488A - 調速装置 - 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】 本発明は誘導電動機の速度制御を行うための調速装置に
関する。

電動機を用いて種々の可動体を駆動する構成とした装置
においては、無用の衝撃を可動体に与えることを回避す
べくその起動時には徐々に加速させ、また停止時には徐
々に減速させることが要求される。第１図は従来の誘導
電動機の調速装置に依った場合の、起動時における加速
特性を示している。いま設定回転数（速度）をＮ＋　と
じた場合には回転数は時間の経過と共に指数関数状に緩
やかに上昇していき、やがてＮ１に達するように制御さ
れる。これは回転数に相応する電圧レベルを有する調速
制御信号をＣＲ充電回路によって得るようにしてあり、
このＣＲ充電回路の充電端子電圧が第１図に示す如き放
射線状の変化を示すからである。そしてＮ１より高速の
Ｎ２に回転数を設定した場合はより急な勾配の指数関数
状に上昇していく。

このような加速特性を示す従来の調速装置による場合は
以下の如き不都合があった。即ち、第１図の両曲線の比
較から明らかな如く設定速度によって加速度が相異する
こと、加速明間（起動時から定常速度に達する迄の時間
）が設定速度に従属して決定されること、加速中の過渡
期間と速度一定の定常期間との境界が明瞭でないこと、
等の点であり、これらは減速時についても同様である。

本発明はこのような不都合をＩＭ＋消すべくなされたも
のであって、加速時間、減速時間、定常速度を夫々独立
的に設定でき、また減速過程にあっては前記定常速度よ
りも低速の第２の定常速度も独立的に設定できるように
した調速装置を提供することを目的とする。

以下本発明をその実施例を示す図面に基づいて詳述する
。

第２図は三相誘導電動Ｉａ１の駆動のための回路の全体
を略示しており、三相交流電源２のＲ，Ｓ。

Ｔの３相のラインの中途には双方向性ＳＣＲ３Ｌ３２゜
３３が介装されており、また誘導電動機１の中性点とＳ
相端子との間にはカソードを中性点側として制動用のＳ
ＣＲ３４が接続されている。

本発明の要部をなす調速制御回路４は誘導電動機１の回
転数（速度）と対応するレベルの電圧を有する速度制御
信号を出力し、これを調速トリガ回路５へ与える。調速
トリガ回路５は入力電圧に応じた位相にてＳＣＲ３１，
３２，３３のゲートに対してトリガパルスを発する。即
ち調速制御回路４からの入力電圧が高い（低い）場合は
導通位相を早く（遅＜）シて誘導電動機１への供給電圧
実効値を高く　（低く）シてその回転数を上昇（低下）
させる。制動トリガ回路６ば誘導電動機１の回転を停止
さゼる場合に５ＣＲ３４にトリガパルスを与えてＳ相巻
線を短絡して停止までの時間を短縮させるものである。

次に第３図に基づき調速制御回路４の構成を説明する。

４１は電源回路であって三相電源２を整流して直流定電
圧を作成し正極ライン４２に＋ｖｃｃを、負極ライン４
３に−ＶＢＢを出力する。

スイッチＳ１は三相電源２の周波数に応じて切換操作す
べきスイッチであって共通端子は定常速度設定用の可変
抵抗器ＶＲ＋の一端に接続されている。一方の切換側端
子は６０Ｈｚ用定常速度設定用の可変抵抗器ｖ１１．の
惰１．１に、他力の切換側端子は５０ｔｌｚ用定當速度
設定用の可変抵抗Ｊ：Ｉ　ＶＲ５の一端に各接続されて
いる。定常速度の設定は主として可変抵抗器ＶＲ，の調
整によって行われ、可変抵抗器Ｖ１１．　。

ＶＲ５は６０１１ｚ、　５０１１ｚの相違に因る分を補
市するように設定され、周波数に応じ′ζスイッチＳ１
が切換えられる。可変抵抗器ＶＲ＋　、Ｖｌｌ　、の他
端は夫々の中間端子に接続されると共に、一括して後述
するオペアンプＯＰ２の出力１ｙｇ１子、オペアンプＯ
Ｐ３の一入力端子に接続されている。可変抵抗器ＶＲ＋
の他端は接地ライン４４に接続されている。またその中
間端子はオペアンプＯＰ４の十入力端子に接続されてい
る。

スイッチＳ２は加減速切換スイッチであって共通端子は
電磁リレー４５のコイル４５Ｃを介して正極ライン４２
に連なっている。加速時に投入すべき一方の切換側端子
は負極ライン４３に接続されている。

減速時に投入すべき他方の切換側端子は空端子としであ
る。

低速回転指令スイッチＳ３は低速の第２の定當速度にて
、減速時に一時的に定速回転させることを指令するため
のスイッチであり、この指令時には閉路され、また連続
減速させる場合は開路される。一端子はダイオード４６
のカソードに、他端子は第２の定常速度設定用の可変抵
抗器ＶＩ＋６の中間端子に接続されている。ダイオード
４６のアノードばオペアンプＯＰ＜の十入力端子に接続
されている。

可変抵抗器ｖ１？６は接地ライン４４．負極ライン４３
間に介装されている。

正極ライン４２と接地ライン４４との間には加速時間又
は加速度設定用の可変抵抗器ＶＲ２を含む複数の抵抗器
の直列回路が接続されており、可変抵抗器ＶＲ２の中間
端子を電磁リレー４５の接点部の常開端子に接続しであ
る。一方負極ライン４３と接地ラインとの間には減速時
間又は減速度（即ち負の加速度）設定用の可変抵抗器Ｖ
Ｒ３を含む複数の抵抗器及び１−ランジスタ４７の直列
回路が接続されており、可変抵抗器＆Ｒ３の中間端子を
電磁リレー４５の接点部の常閉接点に接続しである。こ
の接点部の共通端子は抵抗器５０を介してオペアンプＯ
Ｐ２の一入力端子に接続しである。

オペアンプ叶２はその一入力端子と出力端子との間に並
列的に接続された二１ンデンサ４８及び゛シェナーダイ
オード４９と共に積分回路を構成するものであり、ツェ
ナーダイオード４９はカソードを一入力端子側としてい
る。オペアンプＯＰ２の→−入力端子は抵抗を介して接
地ライン４４に連なっ°ζいる。

この積分回路の出力、つまりオペアンプＯＰ２の出力端
子電圧はコンデンサ４日の容量及び抵抗器５ｏの抵抗値
等にて定まる時定数に従い、その−入力端子に印加され
る電圧に向（Ｊて直線的に増加していくが、−入力端子
に加わる電圧がツェナーダイオード４９のツェナー電圧
以−１−になると出力電圧はそれ以上には上昇しない。

即しこの積分回路はリミッタ付の積分回路として動作す
る。

オペアンプＯＰ３はＩ・ランジスタ４７と共にゼロボル
トスイッチ回路を構成するように用いられていて、その
十入力端Ｙ−ＡＪ抵抗を介して接地ライン４４に連なり
、また出力端子は抵抗を介してトランジスタ４７のヘー
スに連なっている。オペアンプｏＰ３の→−入力端子は
接地レベル（ゼロボルト）にあるが、その−入力端子電
圧が負電圧から上昇してきてゼロボルトに達すると、そ
の出力端子はそれまでのハイレベルからローレベルに転
じ、それまでオンしていたトランジスタ４７をオフに転
じさせる。

オペアンプ叶４は一入力端子と出力端子を接続してボル
テージフォロワとして動作させる出力回路である。その
十入力端子は可変抵抗器ＶＲＩの中間端子電圧が直接、
また順方向のダイオード４６を介して可変抵抗器ＶＲ６
の中間端子電圧が夫々与えられるようになっているので
結局その十入力端子の電圧は内入力のうぢの低い方の電
圧となる。このような入力電圧の増幅出力が調速トリガ
回路５へ与えられる。

数十の如く構成された本発明装置は次のように使用され
動作する。まず電源周波数の別に従いスイッチＳ１の切
換位置を選択する。可変抵抗器ＶＲ４゜ＶＢ５の値は必
要に応じて予め調整しておく。

次に可変抵抗器ＶＲ２、ＶＢ２の調整により加速。

減速の時間を各設定し、また可変抵抗器ＶＲＩＯ調整に
より定常速度を設定する。そして減速時に第２の定常速
度での回転を行わせる場合はその速度を可変抵抗器ＶＲ
，６の調整により設定しておく。

このようにした上で電源２−電動機１間の図示しない開
閉器を閉路すると共にスイッチｓ２を加速側に投入する
。そうすると電磁リレー４５のコイル４５Ｃが通電励磁
されてその接点は常開端子側に切換る。これによりオペ
アンプ叶２の一入力端子には可変抵抗器νＲ２の中間端
子電圧が与えられる。

そうするとオペアンプ０１】２を含む積分回路は抵抗器
５０の抵抗値及びコンデンサ４８の容量で定まる時定数
にて積分し、オペアンプｏＰ２の出力は第４図に示すよ
うに一定の勾配で低下していく。そしてコンデンサ４８
の電圧がツェナーダイオード４９のツェナー電圧に達す
るとオペアンプＯＰ２の出力は第４図に示すようにＶｚ
で一定となる。このときスイッチＳ３は開路し”Ｃいる
ので電圧Ｖｚは可変抵抗器ｖ１又はＶＲｓとＶＲＩ　と
の設定値に応じた電圧となってオペアンプ叶、の十入力
端子に与えられ、入力電圧に応じた電圧がオペアンプｏ
Ｐ４がら出ヵされていくことになる。第５図はオペアン
プ叶４出力に追随して変化する電動機１の回転数（速度
）変化を表しており、加速期間の勾配は直線状、つまり
加速度一定の状態となっている。また加速期間から定常
速度期間の変化時点（コンデンサ４８の電圧がツェナー
電圧に達した時点）も明瞭である。

このようにして定速回転させたあと電動機１を減速、停
止させる場合はスイッチＳ２を減速側に切換える。これ
によってコイル４５Ｃは消磁される。

そうすると電磁リレー４５の接点は図示の常閉接点側に
切換り、オペアンプＯＰ２の一入力端子には可変抵抗器
νＲ３にて定まる負の電圧が印加される。

けだし、負のオペアンプＯＰ２出力がオペアンプｏＰ３
の一入力端子に与えられており、オペアンプＯＰ３出力
がトランジスタ４７をオンさせているからである。

スイッチＳ２の切換操作によってオペアンプＯＰ２に負
の電圧が印加されるとその出力は、コンデンサ４８の容
量及び抵抗器５０の抵抗値にて定まる時定数に従い一定
勾配で増加していく。そしてやがてその出力がＯになる
。そうするとオペアンプＯＰ３出力は正から負に反転し
、これによりトランジスタ４７がオフすることになる。

そうするとオペアンプＯＰ２．０１１．出力が０となっ
て電動機１への通電が停止されることになる。

このような減速過程にあっても第５図に示すように減速
期間の勾配は一定であり、また定常速度期間から減速期
間への変化時点も明瞭である。

而して電動機】停止１．後の慣性によって、電動機１に
駆動される可動体の移動を避りたいような場合にはスイ
ッチＳ２を減速側へ切換え所要程度減速された時点でス
・インチＳ３を操作して閉路する。

そうすると可変抵抗器ν１？１の中間端子電圧は前同様
に」ニガしていく。そし゛ζスイッチＳ３が閉路される
とその電圧は可変抵抗器ＶＲ６の中間端子電圧よりも高
くなる。そ・）するとオペアンプＯｈの十入力端子の電
圧はより低い可変抵抗器ＶＲ６の出力電圧となり、オペ
アンプＯＰ４出力は第４図に２点鎖線で示すように一定
となって電動機１は第５図に示すように低速の第２の定
常速度で回転する。

１ そして任意の時点でスイッチＳ３を開路すればその時点
のオペアンプＯＰ２出力に応じた電圧がオペアンプＯＰ
、から出力され、それに応じた速度での減速回転又は停
止が行われる。図示の例ではスイッチＳ３の開路時点で
既にオペアンプＯＰ２出力が０となっているので、その
閉路により電動機１への通電は直ちに停止されることに
なる。

以上のように本発明装置による場合は可変抵抗器ＶＲ２
、Ｖｌ？３の夫々により加（減）速度又は加（減）速時
間を、また可変抵抗器ＶＲｌ等により定常速度を各独立
的に設定できる。またリミッタ付の積分回路を設けたこ
とにより加速期間と定常速度期間との変化時点が明瞭と
なる。またこの実施例ではスイッチＳ２の切換により電
磁リレー４５が切換動作し、速度制御用電圧を生成する
ための電圧の極性を反転することとしているので定常速
度期間と加速期間との変化時点も明瞭となる。

更に本発明装置においては停止前において低速の第２の
定常速度での回転を行わせることができ、この速度も他
の速度、減速度とは独立的に設定で２ きる。

そしてこの実施１１１１でば電磁リレー４５の常閉接点
を減速側に利用しているので何らかの回路不良により電
磁リレー４５が作動しない場合にも電動機は減速せしめ
られることとなり、フェイルセーフが図られている。

以上のように本発明に係る調速装置は電動機の速度に関
連させた電圧を調速制御信号とする電動機の調速装置に
おいて、 加速度に相応する電圧を出力する加速度設定器と、 加速度設定器が出力する電圧を積分するリミッタ付の積
分回路と、 該積分回路の出力電圧に関連する電圧を出力する定常速
度設定器と、 前記積分回路出力を所定電圧と比較し、比較結果が一致
した場合に前記加速度設定器の出力を回転停＋１−に相
当する電圧とするスイッチ回路とを具備し、前記定席速
度設定器出力に関連する電圧を調速制御信号となすべく
構成したものであるので加減速、定常回転時の各要素を
独立的に設定できる等の優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の調速装置による加速特性を示すグラフ、
第２図は本発明装置と電動機、電源との関係を示す回路
図、第３図は本発明装置の１実施例を示す回路図、第４
図、第５図は本発明装置の動作説明のためのタイムチャ
ートである。 ＯＦ２　、　ＯＦ２　、　Ｏ２０・・・オペアンプ　Ｓ
Ｉ＋Ｓ２＋Ｓ３・・・スイッチ　νＲ＋　、ＶＲ２・・
・ＶＲ６・・・可変抵抗器　４５・・・電磁リレー　４
６・・・ダイオード４７・・・トランジスタ　４８・・
・コンデンサ　４９・・・ツェナーダイオード 特　許　出願人　株式会社　椿本チェイン代理人　弁理
士　河　野　登　夫 ５ ４６９− ′４４　旧 ８１間 第　５　図 手続補正書（自発） 昭和５８年１１月１日 盲 特許庁長官殿 ／、　事件の表示　昭和５８年特許幀第１２９９１５号
２　発８１１の名称　調速装置 ３　補正をする者 事件との関係　特許出願人 ダ代ｊジ１１人 用紬沓の「発明の詳細な説明」の柚及び図面２、補止の
内容 ６−１　「発明の詳細な説明」の欄′ 明細書の第３頁１４行目に「放射線状の変化」とあるを
、「指数関数状の変化」と訂正する。 ６−２図面

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ■、電動機の速度に関連させた電圧を調速制御信号とす
   る電動機の調速装置において、加速度に相応する電圧を
   出力する加速度設定器と、 加速度設定器が出力する電圧を積分するリミッタ付の積
   分回路と、 該積分回路の出力電圧に関連する電圧を出力する定常速
   度設定器と、 前記積分回路出力を所定電圧と比較し、比較結果が一致
   した場合に前記加速度設定器の出力を回転停止に相当す
   る電圧とするスイッチ回路と を具備し、前記定常速度設定器出力に関連する電圧を調
   速制御信号となすべく構成したことを特徴とする調速装
   置。 ２、電動機の速度に関連させた電圧を調速制御信号とす
   る電動機の調速装置において、加速度に相応する電圧を
   出力する加速度設定器と、 加速度設定器が出力する電圧を積分するリミッタ付の積
   分回路と、 該積分回路の出力電圧に関連する電圧を出力する第１定
   常速度設定器と、 前記積分回路出力を所定電圧と比較し、比較結果が一致
   した場合に前記加速度設定器の出力を回転停止に相当す
   る電圧とするスイッチ回路と、 適宜に設定可能な電圧を出力する第２定常速度設定器と
   、 前記第１定常速度設定器及び第２定常速度設定器の両出
   力電圧のうちの一方を選択出力する回路と、 を具備し、該回路出力に関連する電圧を調速制御信号と
   なすべく構成としたことを特徴とする調速装置。