JPS60500078A - 誘導電動機の力率制御装置に対し要求される位相遅れ入力を自動的に設定する方法および装置 - 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】 誘導電動機の力率制御装置に対し要求される位相遅れ入力を自動的に設定する方 法および装置本発明は交流誘導電動機を制御する力率制御装置に対し要求される 位相遅れ入力を自動的に設定する方法および装置に関する。

種々の電動機負荷の存在のもとで、該電動機に加えられる電圧を調整する（負荷 が大きいほど必要とされる印加電圧が高くなる）ことによって電動機電圧と電流 との間の位相遅れ角φを、予め設定された要求としての又は基準の値に維持する ように作動する誘導電動機制御装置が知られている。３個の主巻線が星形又はΔ 形に接続された３相電動機の場合には、調整は各電源相又は各電動機巻線（後者 は△接続された電動機にとって前者とは異なる）においてなされる。電圧調整は 通常不連続な電圧又は電流波形を生じさせるケ゛−ト制御されるスイッチング装 置によって行われる。これらの状況のもとでは、電流と電圧との間の位相遅れ角 φは通常電流と電圧とが零に復帰する間の遅れ角であるものとされる。位相刈れ 角φは該電動機の力率の大きさであるから、特定の位相遅れ角φを維持するよう に作動する制御装置はしばしば「力率制御装置」と名付けられる。かかる制御装 置の例は、英国特許明細書】−＋　５５１＝６４４（ＮＡＳＡ）、同２．０９４ ．３６　ＯＡ　（Ｎａｔｉｏｎａｌ　ＲｅｓｅａｒｃｈＤｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ 　Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）、および同２，０８４，３５５（Ｃｈｅｓｅｂｒｏ ｕｇｈ　−Ｐｏｎｄ）中に見られる。

この中で用いられているように、「力率制御装置」という用語は、単相又は多相 誘導電動機に加えられる電圧を制御することによって与えられた位相遅れして用 いられている。更に「位相遅れ角」および「位相遅れ」という用語は、各電動機 巻線又は電動機供給相における電圧に対する電流の遅れ角を意味するものと解さ れるべきであシ、この角度は、不連続な電流と電圧波形の場合には、先行する電 圧が零値を横切った後、電流が反転前に流れる期間にょって測定される。

既知の力率制御装置において、現実の遅れ角φは、同じ電動機巻線又は電源相に おける電圧および電流零値の間の遅れを直接的に又は間接的に計時するととによ って測定される。この測定された遅れ角は次いて基準遅れ角の値と比較され、印 加電圧が変えられるもとになる誤差信号を生じさせる（もし測定された遅れ角が 基準値よシ小さければ印加電圧の増加がもたらされ、それと逆の動作もされる） 。電圧調整は、すでに述べたように、通常電動機巻線又は電源ラインに接続され たトライブック又はサイリスタのようなケ゛−ト制御スイ、チング装置の点弧を 制御することによって行われる。

位相遅れ角φについての予めセｙトされた基準値は２つの条件を満足するように 選ばれるべきであり、すなわち高い力率（したがって高い電動機効率）を与える こと、および該制御装置が該測定された位相遅れの該基準値からの変化にもとづ いて如何なる負荷変動の動向をも明確に確かめることのできるような特性部分上 で該電動機が動作することを保証することである。この後者の条件は通常、与え られた印加電圧に対し、負荷減少の際現実の位相遅れを増加させ、またその逆の 動作をも行うような特性部分上で電動機を作動させるように配慮することによっ て満される。

多くの既知の力率制御装置において、位相遅れ基準値は、例えば所望の基準位相 遅れを示す電圧信号を与えるように配慮されたポテンシオメータの調節によって 手動的にセットされる（例えば、上述の英国明細書２０８４３６０Ａの第１図で は、ポテンシオメータ２４が所望の位相遅れ角を表すＶＲＥＦと名付けられた基 準電圧をセットするために用いられている点を参照）。位相遅れ基準に対する最 適値は制御されるべき電動機の特性に依存するので、基準値における設定のプロ セスは通常電動機の試運転期間中４ 漸進的な調整を要する。このような手順の設定は時間を要し更に高価なものとな る。

もし力率制御装置に対しての所要の又は基準の位相遅れ入力の適当値が電動機に 接続されている制御装置によって自動的に設定されることができれば明・らかに 有利となるであろう。

このような自己較正型制御装置の１つは上述の英国明細書２，０８４，３５５Ａ に記載されている。この制御装置では、制御される電動機が速度を高めた後、該 制御装置は先ず較正モードで動作する。このモードにおいて、制御装置は、電動 機電流が零値になるのとそれに続くスイッチング装置の点弧との間の遅れ角が測 定された位相遅れ角に等しくなるまで、電動機付勢を制御するために用いられる ダート制御型スイッチング装置の点弧を漸進的に調整する。この角度値は次いで その正常の運転モードにおける制御装置の動作のために必要とされる基準位相遅 れとして用いられる。この方法によって生起される基準位相遅れの値は理想値か ら遠い本のであり、英国明細書２．０．８４．３５５Ａは、より良好な基準値を 導き出すための経験的な公式を与えている。この公式は種種の定数を含んでおり 、その値は実験によシ決定されたものである。上述した自己較正の方法は、事実 されたある特定の電動機に対し必ずしも最適の基準位相遅れを与えるものではな い。

力率制御装置に対し所要の又は基準の位相遅れ入力の値を自動的に設定する改良 された方法と装置を提供することが本発明の目的である。本発明の方法と装置は 、誘導電動機の始動期間（初期の起動と速度上昇）中は、該遅れ角は最初高い値 からスタートし次いでその正常の運転値にまで増加する前に最小値にまで減少す るという事実にもとづいている。電動機の始動期間中、該位相遅れの変動を監視 することによって、これまでに概説した条件をほぼ満足する適当な基準位相遅れ 値を決定することが可能である。

本発明の一つの観点にしたがえば、単相又は多相誘導電動機を制御する力率制御 装置によって目標とされる位相遅れ角を決定する基準信号の値を自動的に設定す る方法であって、該方法は、 ａ）電動機始動期間中、各電動機巻線又は各電動機電源相又は少くともそれら巻 線又は電源相の１つにおける電流と電圧との間の位相遅れを指示する位相遅れ信 号を導出するステップ、 ｂ）該位相遅れ信号に応じて電動機始動期間中に達成される最小の位相遅れより 予め決定された量だけ超過した位相遅れ値を表す信号を導出するために該位相遅 れ信号を利用するステップ、およびＣ）該基準信号の値をステップ（ｂ）におい て与えられた信号の値にセットするステップ を包含する、基準信号値の自動設定方法が提供される。

本発明の他の観点にしたがえば、単相又は多相誘導電動機を制御する力率制御装 置において、該制御装置によって目標とされる位相遅れ値を決定する基準信号の 値を自動的にセットする装置であって、該装置は、 各電動機巻線又は各電動機電源相又は少くともそれら巻線又は電源相の１つに印 加される電圧に対する電流の位相遅れを指示する位相遅れ信号を発生させる信号 発生手段、 該位相遅れ信号に応じて電動機始動期間中に達成される最小の位相遅れよシ予め 決定された量だけ超過した位相遅れ値を表す信号を導出するために該位相遅れ信 号を利用するように設けられた信号処理手段、および 該信号処理手段に与えられた該信号をストアし、この信号を該基準信号として出 力するように作動する基準信号メモリ を具備する、基準信号値の自動セット装置が提供される。

このような仕方で適当な位相遅れの基準値が、事前の調整とか電動機特性につい ての事前の知識とかを同等必要とすることなく電動機始動期間中に自動的にセッ トされる。基準の位相遅れが最小の測定された位相遅れよシ超過している量であ る該予め決定されている量は、固定値（例えば８°）又は該最小の位相遅れに対 する予め決定された割合（例えばｌ。

係）であってよい。

急速始動又は非常に軽負荷の電動機によってなされる始動のような、成る電動機 始動条件のもとでは、電動機の非常に急速な速度上昇のために最小の位相遅れ角 を確認することが実際上困難になる可能性がある。かかる条件のもとて全く不適 当な基準位相遅れ値が設定されるのを避けるために、基準信号値は、もし始動期 間中に更に良好な値（すなわちより大きな値）が達成されなければ、最適ではな いが動作可能な値（例えば５４°）にセットされる。好都合には、該位相遅れ角 は当初に設定された値より更に適当な新しい基準値を決定するために電動機の運 転期間中監視される。このよう°なプロセスは、電動機負荷が風化するとき、該 位相遅れは瞬間的にその目標値から離れ、設定された基準値から該予め決定され た量を差引いた値より小さい値に到達するかも知れないという事実に依存してお り、もしこのことが事実で８ あれば、新しい基準値は該到達した位相遅れ値と該予め決定された量との和に等 しく設定される。このような仕方で、基準位相遅れは電動機運転期間中漸次最適 々ものとして活用されることができる。

勿論この最適化７０ロセスは該基準値が始動期間中に受入れ可能に決定されたか 否かにかかわらず有利に使用されることができる。というのはこの始動中の値が 成る理由によって実際上最適でないかも知れないからである。

かくして更に広い観点から、本発明は、単相又は多相誘導電動機を制御する力率 制御装置によって目標とされる位相遅れ角を決定する基準信号の値を自動的に設 定する方法であって、該方法は、ａ）該電動機の運転期間中、各電動機巻線又は 各電動機電源相又は少くともそれら巻線又は電源相の１つにおける電流と電圧と の間の位相遅れを指示する位相遅れ信号を導出するステップ、 ｂ）該位相遅れ信号によって表わされる位相遅れと予め決定された量との組合せ が該基準信号の現存値によって表わされる位相遅れより小さいか否かを反復的又 は連続的に決定するステップ、およびＣ）　ステップ（ｂ）において該組合せに よる位相遅れ値が予め存在する基準信号値によって表される位相遅れよシ小さい ものと決定される場合、該基準信号の値を該組合せによる位相遅れ値に対応する 値に変化させるステップ、 を包含する、基準信号値の自動設定方法が提供される。

この最適化の方法は勿論、電動機始動期間中も電動機運転期間中もともに遂行さ れることができる。

不発明の種々の他の新しい観点や特長は、添付図面を参照して、制御装置の所要 の位相遅れ入力を自動的に設定する装置を組入れた力率制御装置についての、１ 実施例に関する以下の記述から明らかとなるであろう。該図面中、 第１図は、３相誘導電動機を制御するために接続された力率制御装置のブロック 図、 第２図は、誘導電動機の運転期間中、電流および電圧フエイザ間の関係を示す単 純化された円線図、第３図は、力率制御装置の動作を示す第２図に類似した線図 、 第４図（ａ）乃至（ｄ）は、電動機の制御運転期間中に現れる種々の電圧および 電流波形を示す図、第５図は、制御装置の基準設定ユニットの動作を示す流れ図 、 第６図は、制御装置の失速検知回路の回路図、第７図は、電源相電圧を示すフェ イザ図である。

０ ラインに接続された３個のスイッチング装置１１の点弧制御によって３相誘導電 動機１０を制御するように配設された力率制御装置が示される。該制御装置は、 各電源相における電流と電圧との間の位相遅れ角φが予め設定された要求値又は 基準値に又はその近傍に維持されるように電動機１０に加えられる電圧を調整す るように作動する。この制御プロセスは主制御ユニット］２によってなし遂げら れ、該主制御ユニット１２には、相電圧と、電動機端子電圧と、その電圧値が要 求としての又は基準の位相遅れ値を表す基準信号ＶＲＦｊＦとが供給される。該 ユニット１２は、３相電源各相における現実の位相遅れを測定するために該相電 圧と電動機端子電圧を用い、平均の位相遅れ信号を生じさせ、この平均信号を基 準信号ｖＲＥＦと比較し、そして対応する相の電圧零値に対する該装置１１の点 弧のタイミングを適当に調整するために設けられる。このような方法で動作する 力率制御装置は既知であシ、その−例は英国明細書２．０８４３５９Ａに記載さ れた制御装置であシ、シたがって該主制御ユニット１２の回路の詳細な記述はこ こではなされないであろう。

この制御装置がどのようにして基準信号＠ＶＲＦ、Ｆを自動的にセットするかが 述べられる前に、誘導電動機１０の動作特性について先ず考察され、次いで該主 制御ユニット１２がその制御プロセスを実行するためにどのようにしてこれらの 特性を利用するかについて考察されるであろう。

第２図に示される円線図は、単純化された形で、該電動機に加えられる所定の大 きさの電圧に対する１供給相の電圧および電流フェイザ（ｐｈａｓｏｒ）間の相 互関係を示す。もし電圧フェイザＶが第２図の横軸と一致するようにされるなら ば、そのとき電流フェイザＩは、該電動機の速度と負荷によって決定される半円 状の特性曲線２５上の一点で終結するであろう。該電流および電圧フェイザＶと １との間の角度は、関係する電動機電源供給ラインにおける電流と電圧との間の 位相遅れ角φに対応する。該電動機の初期の付勢に際し、大電流工１が流れるで あろう。

電動機の速度が上昇するにつれて、該電動機はその特性曲線２５の周りを反時計 方向に通り過ぎ、曲線２５上の正常の動作点（第２図における電流工、に対応す る）に到達する首で、その電流は値Ｉ２および■３を通過する。この動作点の位 置は勿論電動機の負荷に依存するであろう。事実、トルク目盛が横軸上に提供さ れることができ、曲線２５上の電動機動作点が任意の特定のトルク値に対して決 定されることを可能にする。このようにしてトルク値Ｔ４に対しては、該電動機 は、電流が１４に等しい値を有する前＝ａ動作点に帰着する。

該曲線２５上には位相遅れ角が最小値になる点が存在することが示されており、 第２図ではこの最小の位相遅れは電流■３に対応する位相遅れφ３である。電動 機は位相遅れ角φがその最小値にある時最大の効率で作動する。しかしながらこ のあとでより明瞭になる理由によって、力率制御装置にセットされる基準位相遅 れ値φ、は、該最小値φ３よシ大きいが該電動機に対して高い力率を与えるには 適切である、例えばφ４のような値であることが要求される。

特性２５上における電動機の動作点は、電動機負荷が増加した場合は如何なる修 正動作もないときに現実の位相遅れ角の減少をもたらし、一方電動機負荷が減少 した場合は、位相遅れ角の増加をもたらすような位置にある。現実の位相遅れを 測定し、この角度を基準値φＲ（φ４）と比較することによって、制御ユニット １２は、現実の位相遅れを基準値に戻すように電動機に加えられる電圧を変化さ せることによって負荷の変化に応答するようにされる。

電動機に加えられる電圧を変化させることによる位相遅れ角への影響が第３図に 示されておシ、該°図は、電動機特性２５に加えて、曲線２５が関係した場合よ シ大きな又は小さな電圧が印加された場合にそれぞれ対応する別の特性２６およ び２７を示している。電動機負荷がＴ４に等しい場合には、既に示されたように 、基準位相角は、曲線２色が関係した場合に対応する電動機印加電圧によって達 成される。

第３図から、もし電動機負荷が値Ｔ４か、ら更に高い値Ｔｓに増加したときは、 位相遅れ角が基準値φ、（φ４　）に戻されるようにするために、該電動機に加 えられる電圧は特性曲線２６に対応する電圧に増加されなければならず、この電 圧の増加はその対応相電圧サイクルに関してのスイッチング装置１１の点弧遅れ 角を減少させることによってもたらされることが理解される。反対にもし電動機 負荷が値Ｔ４から更に低い値Ｔ６に減少されるならば、該電動機に加えられる電 圧は曲線２７が関係する値にまで減少されなければならない。

全体の制御プロセスは、位相遅れの変動方向が、電動機負荷が減少中であるか増 加中であるかに依存しており、したがって該電動機に印加される電圧が増加され るべきか又は減少されるべきかに関しての確かな指示を与えるという事実にもと づいていることが注目されるであろう。もし基準の位相遅れ角φ８が最小の位相 遅れ角φ３に等しく設定されているとすれば、電動機負荷における増加と減少は 共に位相遅れ角の増加をもた・らし、該電動機の電圧が増加４ されるべきか又は減少されるべきかを知ることが可能でなくなるであろう。位相 遅れ基準値が最小の位相遅れ角よシ大きくなるように設定されるのはこの理由の ためである。

第３図に示されるように、最小の位相遅れ角が電動機に印加される電圧に実質的 に依存しないことは注目されるべきである。

主制御ユニット１２に供給される位相遅れ基準信号■ＲＥＦは基準設定ユニット １４によって決定され、該ユニット１４は電源相Ａにおける電流と電圧との間の 位相遅れを連続的に監視し、該基準の位相遅れを最小の測定値と予め設定された 量とを加えたものに等しい値に設定するように作動する。以下において明瞭とな るように、基準の位相遅れ値は電動機が殆動する期間において一次的に決定され る。それはこの動作期間中に、電動機がその動作点まで加速するときその位相遅 れ角は通常その最小値を通過するからである。

基準設定ユニット１４は、電源相Ａにおける位相遅れ角を、当該相における電圧 零点とそれに続く電流零点との間の遅延（Ａ相の電圧波形ｖＡと人相の電流波形 をそれぞれ示す第４ａおよびｂ図参照）を測定することによって、測定するよう に配設される。

電圧零の交叉点は、コン・ぐレータ１５において人相電圧を零電圧入力と比較す ることによって決定され、該コン・ぐレータは電圧ｖＡが零に等しくなる瞬間に 出力・ぐルスを発生するように配設される。この出力・ぐルスはタイマ１６にタ イミング期間を開始するように供給される。

電流と電圧の零点はＡ相電圧ＶＡからＡ相に接続される電動機端子に現れる電圧 ＶＭＡ（この電圧は第４ｃ図に示される）を差引くことによって決定され、その 結果化ずる電圧すなわちＡ相のスイッチング装置１１に加えられる電圧（第４ｄ 図参照）は、スイッチング装置１１の非導通期間中を除いて零値を有する。これ らの非導通期間の終期はスイッチング手段の点弧（第４図における時刻Ｔ　１　 ｒ　Ｔ　２およびＴ３における）によ−って決定され、一方これらの期間の開始 はスイッチング装置１１を流れる電流が零になる瞬間に対応する。このようにし てＡ相における電流零値は、スイッチング装置１１を横切って現れる・やルス波 形の立上シエッジから・ぐルスを発生することによって決定されることができる 。このような電流零値決定用の・やルスの発生は、基準設定ユニ、ット１４にお けるユニット１７によってなされる。

各電流零値決定用の・やルスはタイマ１６によシ計時される期間を終結させるた めに用いられる。との期間はＡ相における電圧零値によって開始されたの１６ で、該計時された期間はＡ相における位相遅れ角の測定量となるであろう。タイ マ１６は、例えばカウント動作って構成され、該カウンタはコンノＰ　１７−　 タ１５からの・ぐルス出力によってイネーブルにされたとき、基準発振器から到 来するパルスをカウントし、このカウント動作はユニット１７がらの電流決定用 ・ぐルスによって停止される。

タイマ１６からの出力は処理回路１８に供給され、該処理回路は、本実施例では ディジタル処理ユニットである。このユニット１８は関連するメモリ１９に電流 基準位相遅れ値を表すディノタル信号を保持する。該ユニット１８はこの基準値 ディノタル信号を記憶すると共に、また該信号をディツタルーアナログ変換器２ ０に出力し、該ディツタルーアナログ変換器の出力は主制御ユニ、ト１２に供給 される基準信号ｖＲＥＦを構成する。

ユニット１８は該記憶された基準位相遅れ値を最適にするために第５図に示され るアルゴリズムを実行するように配設される。Ａ相における測定された位相遅れ 角φｍ（第５図におけるブロック３１参照）を表すタイマ１６からの信号の受信 によって、ユニット１８は、この角度が予め決定された許容値の範囲、すなわち もしその値が基準位相遅れをセントするために用いられたならば基準位相遅れと しての合１７　特表昭ＧＯ−５０００７８（６）理的な値を与えるような範囲（ ブロック３２を参照、合理的な範囲は例えば１８°から４６°の範囲である）内 にあるかどうかを先ずチェックするｄもしこの輻が許容値外にあるならば、ユニ ット１おは次に発生されるφ□の値を待つ。しかし、もしφ□が許容可能であれ ば、ユニット１８は、該位相遅れ信号の値を、該測定された位相遅れφ□と予め 決定された量との和を表すように修正し、その結果中ずる修正された信号が次い でメモリ１９に保持された基準値信号と比較される（ブロック３３参照）。もし 該修正された信号によって表わされる全体の位相遅れが基準値信号によって表わ される位相遅れよシ小さいならば、後者の信号は前者の信号の値に調節され、そ れによって新しい基準位相遅れをセットする（ブロック３４参照）。ユニ、ト１ ８は次いでφ□の次の値を待つ。

測定された位相遅れφが基準位相遅れとの比較に先立って増加される該予め決定 された量は、採用された新しい基準位相遅れが、既知の最小の位相遅れとは遠く 離れた値ではないが、該制御装置（ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）の明確な作動を可能 ならしめるようトされた値を有する。該予め決定された量は、固定された値（好 適には４°乃至１２°の範囲内そして典型８ 的には８°）又は該測定された位相遅れに対する固定された割合（例えば１０係 ）でありうる。

基準設定ユニット１４による基準位相遅れの効果的な調節は、制御装置による電 動機の始動期間中に一次的に生起する。この始動は通常始動回路（図示されない ）によって位相遅れ制御なしで予め決定された方法でなされる。電動栽スタータ の種々の型式が知られてお沙、シたがって始動回路は詳細に記述されない。始動 期間中、電動機はその特性曲線上をその動作点まで通過し、タイマ１６によって 測定される位相遅れ角φ。は、いくらか高い値にまで増加する前に最小値φ３に 寸で先ず減少するであろう（第２図参照）。この測定された位相遅れ角の変動は 、たとえ電動機の始動が該電動機に加えられる電圧を変えることによって（例え ば装置１１の点弧角を変えることによって）なされる場合にも成立する。該測定 された位相遅れ角は種々の値を通過するので、処理ユニット１８は、最小値φ３ と予め設定された量との和に等しい、すなわちこの組合せが位相遅れ値φ４に等 しい基準位相遅れφ、をセットするまで、ストアされる基準位相遅れの値を次第 に減少させる。

その後、測定される位相遅れがφ３から値を増加させるとき、該ストアされる基 準値φ、はφ４において不変のままとなる。

始動期間の終期において、主制御ユニット１２は電動機１０の制御を引継ぎ、装 置１１の点弧を基準信号ＶＲ□の値に依存して調節する。

もし電動機が非常に急速に速度上昇すべきであるならば（例えば、非常に軽い負 荷又は急速始動のために）、供給周波数において位相遅れ角を測定するにすぎな い基準設定ユニット１４ば、始動期間中、最も適当な基準位相遅れ値を決定する ことができない。全く不適当な基準値がセットされないことを保証するために、 処理ユニット１８は、基準位相遅れ値を、最適では々いが動作可能な値、例えば ５４°に初期的にセットするようにされる（第５図のブロック３０参照）。

主制御ユニット１２の制御の下での電動機の正常運転期間中、基準設定ユニット １４はＡ相の位相遅れ角φ□を測定し、より適当な値が見出されるべき該ストア される基準値を最新のものにしつづける。制御ユニット１２は位相遅れ角を、セ ットされた基準値において一定に維持しようとするが、如何なる負荷変動も、少 くとも初期的には、位相遅れ角の変動を生ぜしめ、特に始動期間の終期における 基準値が依然として初期的にセットされた予め決定された値に対応している場合 において、該基準設定ユニット１４がより良好な基準位相遅れ値を決定すること ができるのは、この変動にもとづいていることは注目されるべきである。

電動機が異常に負荷されるとき、電動機動作点は、最小の位相遅れに対応する点 を過ぎて時計方向にその最大電圧特性曲線の周りを、負荷の増加が位相遅れ角の 増加を生じさせるような曲線領域まで移動する。この位相遅れの変動は、正常に 生起する変動と反対であるから、主制御ユニット１２は印加電圧を減少させると とＫよってこの状態に応答するものであり、電動機は非常に急速に失速するであ ろう。この状態は失速検出回路２１によって確認されることができ、該回路は、 失速の検出によシ主制御ユニットを限られた期間無効にし、最大の導通状態を確 立して電動機を失速から逸脱させるように作動する。

電動機を失速状態に入らせる１つの可能性のある誘因要素が基準位相遅れについ てのあまシにも低い値であるから、該失速検知回路２１は、失速状態を検知する ことによって、また新しい基準位相遅れ値の設定を始める。この新しい基準値は 、失速検知時において測定された位相遅れと予め決定された量（例えば８°）と の合計に等しくなされ、この値は勿論大きいものであシ、該電動機が正常な運転 に回復するとき、該基準設定ユニット１４は次第によシ小きい基準値をセットす るであろう。

失速検知回路２１は第６図において詳細に示される。この回路はＢ電源相とＣ電 源相に接続された電動機端子を横切って直列に接続された２つの抵秋４９．５０ を含む（上記端子上の電圧はそれぞれｖＭＢ、！：ｖＭｏとして示される）。抵 抗４９５０は実質的に等しい値であり、これらの相互接続点における電圧は、第 ７図の電圧フエイザー図に描かれた電圧ＶＸに等しいものとして示されることが できる。このＡ 電圧■工は一１＝に等しい。該電圧ｖＸは増巾器の非反転入力に抵抗５２を経由 して供給され、一方、Ａ相供給ラインに接続された電動機端子に現れる電圧ｖＭ Ａは、増巾器５１の反転入力に抵抗５３を経て供給される。増巾器５１の出力は 、Ａ相におけるスイッチング装置１１の非導通期間中、好適にはこの装置の点弧 直前に、ケ゛−ト５４を用いてサンプルされる（サンプリングパルスは例えば任 意の適当な手段によって主制御ユニット１２にょシ発生される）。

人相装置の非導通期間における失速検知回路２１の動作を検討すると、電動機が 正常に運転しているときは、該電圧ｖＭＡは大体Ａ相電圧ｖＡと同じ符号のもの と１シ、したがって該増巾器の出力は大きな正又は負の値となるであろう。しか しながら、失速状態のもとて電動機巻線において生起される逆起電力がないとき には、該電圧ｖＭＡの値は電圧■工に等しくなるであろう（このことは勿論、Ｂ 相とＣ相のスイッチング装置が導通しているときに成立する）。これらの条件の もとでは増巾器５１からの出力はまた零となるであろう。相電圧が等しくないこ と又は類似の不平衡を許容するために、該増巾器は、その出力が、その入力電圧 相互間の僅かな相違に対しては零となるように設定されることができる。

上述したことから、Ａ相スイッチング装置の非導通期間中において増巾器５１の 出力側が零電圧となることは、該電動機が失速したことを示すことが理解されう る。ＶＭＡと比較される基準値ＶＸは増巾器５１への非反転入力における接地さ れたポテンシオメータによってその値を低下されることができ、それによって失 速検知を早める。

基準設定コニ、１・１４のディジタル処理ユニットコ８は、第５図に示されるア ルゴリズムを実行するように：１７″ログラムされたマイクロプロセッサを用い ることで都合よく充足されることができ、適当なプログラムの書込みは、プログ ラミングの技術に精通した人々にとって可能な範囲のことであるから、このよう なプログラムはここでは詳細に説明されない。

上述された基準設定ユニットに対する種々の変形が勿論可能である。かくして、 ノイズで乱された位相遅れの測定値が、基準位相遅れをセントするために用いら れることから避けるために１該処理ユニツト１８は、最後の２個又は３個の測定 された位相遅れがすべて相互に接近した範囲内にあると”登のみブロック３２〜 ３４″ｉ！でのステップを果すように配慮されることができる。

更に上述の基準設定ユニット１４は通常ディジタル形式であるけれども、該ユニ ット１４はアナログ技術を用いて充足されうろことが理解されるであろう。この ようにして回路１５乃至１７に代えて用いられることができる種々のアナログ位 相測定回路が知られており、一方ユニット１８はアナログコンノＪ？レータと基 準値に対する適当なメモリを用いて構成されることができる（実用上、ディジタ ル−アナログ変換器を経てアナログ出力を提供するディジタルメモリが通常は用 いられるであろう）。ユニット１４のアナログ形式においては、測定された位相 遅れと基準位相遅れとの比較は、勿論測定された位相遅れは通常は平均された形 式のものであろうが、（ディノタルシステムにおけるように間欠的に実行される というよりはむしろ）連続的なベースで実行される。

全体の制御装置に対する種々の変形もまた可能である。かくして例えば、主制御 ユニット１２はマイクロプロセッサをもとにしたユニットの形式をとることがで き、この場合には図示された基準設定ユニット１４におけるディジタル−アナロ グ変換器２０は省略されることができる。勿論、主制御ユニット１２の形式は、 それが基準設定ユニット１４に課しているインターフェースの要求に関すること を除けば重要なことではない。

更に電動機の３個の主巻線がデルタ接続されている３相電動機の場合には、上述 された力率制御装置は位相遅れ角φを測定し、各電源相におけるよりむしろ各電 動機巻線アームにおける電圧調整を行うように配慮されるであろう。この場合に は、各巻線における位相遅れの測定は、巻線アームを横切って印加される線間電 圧における電圧零値とそれ（で引継ぐ巻線電流の反転前の零値への復帰との間の 時間を測定することによって行われる。基準設定ユニット１４の動作は、基準値 を導き出すために監視される位相遅れが電動機巻線における位相遅れであること を除けば上述されたところと実質的に同じである。

９　− へ　Ｃ ＝ ＼ト ４ コ　ミ ”ギ　〉 入 １　′　” Ｌ　“＆１ −１　−　、　〜 ＦＩＧ、２ ＦＩＧ、３ ＡＮＮＥＸ”！０Ｔｈｒ：Ｉ）ｖｒＥ５１・ｌＡＴ：Ｄ’ＮＡＬＥＨ入Ｒ口串Ｒ ＥＰＯＵＴＯＮ第１頁の続き 優先権主張　［有］４９８２年１２月２２日・ライギリ□□□発　明　者　フィ ッッパトリック、マイ＠発　明　者　クレーム、デビット　チャス゛ Ｊス（Ｇ　Ｂ　）［有］８２．３６４６５ツール　イギリス、デポン、トトネス 、ハーバ−トンフォード、ブルビラズ、３

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　単相又は多相誘導電動機を制御する力率制御装置によって目標とされる位相 遅れ角を決定する基準信号の値を自動的に設定する方法であって、該方法は、 ａ）該電動機の運転期間中、各電動機巻線又は各電動機電源相又は少くともそれ ら巻線又は電源相の１つにおける電流と電圧との間の位相遅れを指示する位相遅 れ信号を導出するステップ、 ｂ）該位相遅れ信号によって表わされる位相遅れと予め決定された量との組合せ が該基準信号の現存値によって表わされる位相遅れより小さいか否かを反復的又 は連続的に決定するステップ、およびＣ）　ステップ＜ｂ）において該組合せに よる位相遅れ値が予め存在する基準信号値によって表わされる位相遅れよシ小さ いものと決定される場合、該基準信号の値を該組合せによる位相遅れ値に対応す る値に変化させるステップ、 を包含する、基準信号値の自動設定方法。 ２、電動機の始動にあたって該基準信号が初期値にセットされ、該初期値はその 後膣電動機が速度上昇するとき各方法ステップ（ａ）乃至（Ｃ）にしたがって最 適とされる請求の範囲１記載の方法。 ３、該予め決定された量が４°乃至１２°の範囲内の角度に対応する請求の範囲 １記載の方法。 ４　核予め決定された量が位相遅れ信号によって表わされる位相遅れに対する所 定の割合となっている請求の範囲１記載の方法。 ５、電動機の失速状態を検知する゛ステップを更に含み、それによって基準信号 をそのときの電流位相遅れと予めセットされた量との和を表す値にリセットする 請求の範囲１記載の方法。 ６　単相又は多相誘導電動機を制御する力率制御装置によって目標とされる位相 遅れ角を決定する基準信号の筺を自動的に設定する方法であって、該方法は、 ａ）電動機始動期間中、各電動機巻線又は各電動機電源相又は少くともそれら巻 線又は電源相の１つにおける電流と電圧との間の位相遅れを指示する位相遅れ信 号を導出するステップ、 ｂ）該位相遅れ信号に、応じて電動機始動期間中に達成される最小の位相遅れよ シ予め決定された量だけ超過した位相遅れ値を表す信号を導出するために該位相 遅れ信号を利用するステップ、およびＣ）該基準信号の値をステップ（ｂ）にお いて与えられた信号の値にセットするステップ を包含する、基準信号値の自動設定方法。 、　７　単相又は多相誘導電動機を制御する力率制御２７ 装置において、該制御装置によって目標とされる位相遅れ値を決定する基準信号 の値を自動的にセットする装置であって、該装置は、 各電動機巻線又は各電動機電源相又は少くともそれら巻線又は電源相の１つに印 加される電圧に対する電流の位相遅れを指示する位相遅れ信号を発生させる信号 発生手段、 該位相遅れ信号に応じて電動機始動期間中に達成される最小の位相遅れより予め 決定された量だけ超過した位相遅れ値を表す信号を導出するために該位相遅れ信 号を利用するように設けられた信号処理手段、および 該信号処理手段によって与えられた該信号をストアし、この信号を該基準信号と して出力するように作動する基準信号メモリ を具備する、基準信号値の自動セット装置。