JPH01160393A - 3相誘導電動機の結線切換装置 - Google Patents
3相誘導電動機の結線切換装置Info
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- JPH01160393A JPH01160393A JP62317472A JP31747287A JPH01160393A JP H01160393 A JPH01160393 A JP H01160393A JP 62317472 A JP62317472 A JP 62317472A JP 31747287 A JP31747287 A JP 31747287A JP H01160393 A JPH01160393 A JP H01160393A
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- 230000006698 induction Effects 0.000 title claims description 11
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims abstract description 15
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 8
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 5
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- 244000145845 chattering Species 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- GNFTZDOKVXKIBK-UHFFFAOYSA-N 3-(2-methoxyethoxy)benzohydrazide Chemical compound COCCOC1=CC=CC(C(=O)NN)=C1 GNFTZDOKVXKIBK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- YTAHJIFKAKIKAV-XNMGPUDCSA-N [(1R)-3-morpholin-4-yl-1-phenylpropyl] N-[(3S)-2-oxo-5-phenyl-1,3-dihydro-1,4-benzodiazepin-3-yl]carbamate Chemical compound O=C1[C@H](N=C(C2=C(N1)C=CC=C2)C1=CC=CC=C1)NC(O[C@H](CCN1CCOCC1)C1=CC=CC=C1)=O YTAHJIFKAKIKAV-XNMGPUDCSA-N 0.000 description 1
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- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P25/00—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of AC motor or by structural details
- H02P25/16—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of AC motor or by structural details characterised by the circuit arrangement or by the kind of wiring
- H02P25/18—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of AC motor or by structural details characterised by the circuit arrangement or by the kind of wiring with arrangements for switching the windings, e.g. with mechanical switches or relays
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P1/00—Arrangements for starting electric motors or dynamo-electric converters
- H02P1/16—Arrangements for starting electric motors or dynamo-electric converters for starting dynamo-electric motors or dynamo-electric converters
- H02P1/26—Arrangements for starting electric motors or dynamo-electric converters for starting dynamo-electric motors or dynamo-electric converters for starting an individual polyphase induction motor
- H02P1/32—Arrangements for starting electric motors or dynamo-electric converters for starting dynamo-electric motors or dynamo-electric converters for starting an individual polyphase induction motor by star/delta switching
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Control Of Ac Motors In General (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔概 要〕
半導体スイッチ、例えばトライアックにより速やかにΔ
−Y結線切換を行うことにより、PWM方式インバータ
による3相誘導電動機の低速回転特性を改善する。
−Y結線切換を行うことにより、PWM方式インバータ
による3相誘導電動機の低速回転特性を改善する。
本発明は、路盤、ドリル、タッパ等の工作機械に用いら
れる3相誘導電動機のデルタ(以後Δと称す)−スター
(以後Yと称す)結線切換を行なう結線切換装置に関す
る。
れる3相誘導電動機のデルタ(以後Δと称す)−スター
(以後Yと称す)結線切換を行なう結線切換装置に関す
る。
近年においては、路盤、ドリル、タッパ等の工作機械に
は、変速機がなくて電動機の軸に工作物または工具を直
接結合させて工作物または工具を回転させる形式のビル
トインモータが用いられ、そのビルトインモータは周波
数可変のPWM(Pulse Width Modur
ation)方式のインバータ回路を経由して駆動され
、そのインバータ回路の出力の周波数を変更することに
より変速される形式がとられている。
は、変速機がなくて電動機の軸に工作物または工具を直
接結合させて工作物または工具を回転させる形式のビル
トインモータが用いられ、そのビルトインモータは周波
数可変のPWM(Pulse Width Modur
ation)方式のインバータ回路を経由して駆動され
、そのインバータ回路の出力の周波数を変更することに
より変速される形式がとられている。
第5図はPWM方式インバータによる3相誘導電動機の
回転数制御回路を表わしている。第6図は第5図のPW
M方式インバータが発生する疑似3相交流のうち1相の
みを表わすもので、(A)はその疑似正弦波、(B)は
(A)が意図する正弦波を表わしている。
回転数制御回路を表わしている。第6図は第5図のPW
M方式インバータが発生する疑似3相交流のうち1相の
みを表わすもので、(A)はその疑似正弦波、(B)は
(A)が意図する正弦波を表わしている。
第5図において、直流電源10により供給される直流を
6個のパワートランジスタ11〜16によってオンオフ
することにより、それぞれが第6図(A)で表わされる
疑似正弦波の形をとり、互いに位相が120°ずれた形
の疑似3相交流を発生する。この疑似3相交流はオンオ
フのタイミングを変えることにより、その周波数も実効
的な電圧も任意に変更することができる。したがって回
転数設定器17により設定された回転数と、電動機18
と同軸に回転するパルスジェネレータ19が発生するパ
ルスから計算される実際の回転数とから、オンオフのタ
イミングを調整して、疑似3相交流の周波数と実効電力
とを調節することにより、3相誘導電動機の回転数を任
意の値で制御することができる。
6個のパワートランジスタ11〜16によってオンオフ
することにより、それぞれが第6図(A)で表わされる
疑似正弦波の形をとり、互いに位相が120°ずれた形
の疑似3相交流を発生する。この疑似3相交流はオンオ
フのタイミングを変えることにより、その周波数も実効
的な電圧も任意に変更することができる。したがって回
転数設定器17により設定された回転数と、電動機18
と同軸に回転するパルスジェネレータ19が発生するパ
ルスから計算される実際の回転数とから、オンオフのタ
イミングを調整して、疑似3相交流の周波数と実効電力
とを調節することにより、3相誘導電動機の回転数を任
意の値で制御することができる。
第7図はこのときの回転数と実効電力との関係を表わし
ている。Aは電動機の巻線がΔ形を形成している場合で
ある。第7図によると、回転数がN6以上で4よ供給で
きる電力の上限に達するので実効電力は回転数に無関係
に一定となる。N、以下では巻線に流れる電流が減少し
、実効電力は回転数にほぼ比例して小さくなっていく。
ている。Aは電動機の巻線がΔ形を形成している場合で
ある。第7図によると、回転数がN6以上で4よ供給で
きる電力の上限に達するので実効電力は回転数に無関係
に一定となる。N、以下では巻線に流れる電流が減少し
、実効電力は回転数にほぼ比例して小さくなっていく。
第7図Bは電動機の巻線がY形である場合を表わす。こ
の場合実効電力が一定となる回転数N1はΔ形のときの
Noよりも低(なる。この理由を説明すると、第7図N
で表わされる回転数において流れる実効電力はΔ形の場
合P0であるのに対し、Y形の場合はそれよりも大きい
Plであるからである。
の場合実効電力が一定となる回転数N1はΔ形のときの
Noよりも低(なる。この理由を説明すると、第7図N
で表わされる回転数において流れる実効電力はΔ形の場
合P0であるのに対し、Y形の場合はそれよりも大きい
Plであるからである。
電動機が発生するトルクTと実効電力Pとは回転数をN
として、 P=kTN (kは比例定数) なる関係があるから、このとき回転数とトルクの関係は
第8図で表わされる様な変化となり、低回転の領域では
明らかにY結線の場合のBの方がΔ結線の場合のAより
も大きなトルクが得られることがわかる。
として、 P=kTN (kは比例定数) なる関係があるから、このとき回転数とトルクの関係は
第8図で表わされる様な変化となり、低回転の領域では
明らかにY結線の場合のBの方がΔ結線の場合のAより
も大きなトルクが得られることがわかる。
従来では、このΔ結線とY結線との切換には、かなりの
長い時間を要して電磁継電器により切換えが行なわれて
いた。
長い時間を要して電磁継電器により切換えが行なわれて
いた。
Δ−Y結線切換を行なう際に前述のように長い時間を要
する理由は主として電磁継電器が切替わる際の不具合を
回避するためである。それは、複数の電磁継電器が切替
わる動作速度のバラツキが大きいことと接点のチャタリ
ング現象とにより一時的に電源が短絡して接点が焼き付
いてしまうという不具合である。
する理由は主として電磁継電器が切替わる際の不具合を
回避するためである。それは、複数の電磁継電器が切替
わる動作速度のバラツキが大きいことと接点のチャタリ
ング現象とにより一時的に電源が短絡して接点が焼き付
いてしまうという不具合である。
そのためにかなりの長い時間、すべての接点を閉にする
必要があるので切換に多大な時間を要するという第1の
問題を生じる。
必要があるので切換に多大な時間を要するという第1の
問題を生じる。
また、電磁継電器自体の大きさが大きく重いものである
ため、全体の大きさと重量が増してしまうという第2の
問題を生じる。
ため、全体の大きさと重量が増してしまうという第2の
問題を生じる。
したがって本発明の目的は、Δ−Y結線切換に要する時
間が最小で済み、小形、軽量な結線切換装置を提供する
ことにある。
間が最小で済み、小形、軽量な結線切換装置を提供する
ことにある。
(問題点を解決する手段〕
第1図は本発明の原理図である。本図中1〜5は半導体
スイッチであり、Δ結線の際には、1゜2をオフに3.
4.5をオンにし、Y結線の際には1.2をオンに3.
4.5をオフにする。この半導体スイッチとしては、相
互に逆極性で並列に接続した2つのサイリスタもしくは
トライアックを用いる。
スイッチであり、Δ結線の際には、1゜2をオフに3.
4.5をオンにし、Y結線の際には1.2をオンに3.
4.5をオフにする。この半導体スイッチとしては、相
互に逆極性で並列に接続した2つのサイリスタもしくは
トライアックを用いる。
本質的にサイリスタよりなる半導体スイッチは開閉時の
チャタリングがないので切換に要する時間が最小で済み
、また開より閉とする際には素子を流れる電流が0とな
り逆バイアスがかかって初めて閉となる性質を有するの
で、その時は巻線を流れる電流をO2すなわち巻線に残
留する磁気エネルギーを実質的にOにして切換えること
ができる。
チャタリングがないので切換に要する時間が最小で済み
、また開より閉とする際には素子を流れる電流が0とな
り逆バイアスがかかって初めて閉となる性質を有するの
で、その時は巻線を流れる電流をO2すなわち巻線に残
留する磁気エネルギーを実質的にOにして切換えること
ができる。
第2図は本発明の第1の実施例を表わす図である。本実
施例において、3相交流電源30が供給する3相交流を
ダイオード31〜36で整流し、リアクトル37および
コンデンサ38で平滑化して直流とする。パワートラン
ジスタ11〜16の作用は第5図と同様であり、それぞ
れが第6図(A)で表わされる疑似正弦波であり、互い
に位相が120゜ずれた形の疑似3相交流を発生する。
施例において、3相交流電源30が供給する3相交流を
ダイオード31〜36で整流し、リアクトル37および
コンデンサ38で平滑化して直流とする。パワートラン
ジスタ11〜16の作用は第5図と同様であり、それぞ
れが第6図(A)で表わされる疑似正弦波であり、互い
に位相が120゜ずれた形の疑似3相交流を発生する。
回転数設定器17は第5図の装置と同様に回転数を設定
するためのものであり、電動機18の回転数はパルスジ
ェネレータ19で検知され、制御回路20へ送られる。
するためのものであり、電動機18の回転数はパルスジ
ェネレータ19で検知され、制御回路20へ送られる。
電動機18の回転数を回転数設定器17に設定された設
定値にするための制御の方法についても第5図の装置と
同様である。
定値にするための制御の方法についても第5図の装置と
同様である。
トライアック101〜105は制御回路20によってオ
ン・オフが制御され、Δ−Y結線切換を実現するもので
ある。
ン・オフが制御され、Δ−Y結線切換を実現するもので
ある。
第3図の、トライアック101〜105の切換によるΔ
−Y結線切換処理のフローチャートに基づいて、切換処
理を説明する。
−Y結線切換処理のフローチャートに基づいて、切換処
理を説明する。
まず、初期処理として、回転数設定値が所定の値、たと
えば1000回転以上であるか否かを判定しくステップ
a ) 、1000回転以上であればΔ結線にするため
にトライアック101 、102をオフにトライアック
103〜105をオンにしくステップb)、1000回
転以下であればY結線にするためにトライアック101
、102をオンにトライアック103〜105をオフ
にする(ステップC)。
えば1000回転以上であるか否かを判定しくステップ
a ) 、1000回転以上であればΔ結線にするため
にトライアック101 、102をオフにトライアック
103〜105をオンにしくステップb)、1000回
転以下であればY結線にするためにトライアック101
、102をオンにトライアック103〜105をオフ
にする(ステップC)。
その後、設定値が1000以下から1000以上になっ
たら(ステップdおよびe)、トライアック101゜1
02をオフにしくステップg)適当な時間経過後(ステ
ップh)にトライアック103〜105をオンにしてΔ
結線へ切換える。逆に、設定値が1000以上から10
00以下になったら(ステップdおよびf)、トライア
ック103〜105をオフにしくステップj)、適当な
時間経過後(ステップk)にトライアック101 、1
02をオンにしてY結線へ切換える。
たら(ステップdおよびe)、トライアック101゜1
02をオフにしくステップg)適当な時間経過後(ステ
ップh)にトライアック103〜105をオンにしてΔ
結線へ切換える。逆に、設定値が1000以上から10
00以下になったら(ステップdおよびf)、トライア
ック103〜105をオフにしくステップj)、適当な
時間経過後(ステップk)にトライアック101 、1
02をオンにしてY結線へ切換える。
第4図は本発明の第2の実施例の一部を表わしている。
本実施例においては第2図のトライアック101−10
5のかわりにそれぞれ2個づつのサイリスタ111と1
21.112と122、113と123.114と12
4.115と125を使用しており、その他は第2図の
実施例と同様である。
5のかわりにそれぞれ2個づつのサイリスタ111と1
21.112と122、113と123.114と12
4.115と125を使用しており、その他は第2図の
実施例と同様である。
本実施例では半導体スイッチを制御する配線の数が10
本となり、第2図の実施例に比べて2倍になってやや複
雑さを増しているが、大電流を制御できる利点がある。
本となり、第2図の実施例に比べて2倍になってやや複
雑さを増しているが、大電流を制御できる利点がある。
低回転ではトルクの高いY結線、高速回転ではΔ結線へ
と自動的に切換えることが可能となる。
と自動的に切換えることが可能となる。
例えば、旋盤に適用した場合、低速回転にして高いトル
クで重切削を行ない、その後、回転数設定値を変えて、
短時間のうちに高速回転に切換り、高速回転による仕上
げを行なうことが可能となる。
クで重切削を行ない、その後、回転数設定値を変えて、
短時間のうちに高速回転に切換り、高速回転による仕上
げを行なうことが可能となる。
また、トライアックを駆動する回路は従来の制御回路に
組込むことが可能であり、トライチック自体は小型・軽
量であるので、全体の大きさまたは重量が増加すること
はほとんどない。
組込むことが可能であり、トライチック自体は小型・軽
量であるので、全体の大きさまたは重量が増加すること
はほとんどない。
第1図は本発明の原理図、
第2図は本発明の第1の実施例を表わす図、第3図はΔ
−Y結線切換のフローチャート、第4図は本発明の第2
の実施例を表わす図、第5図は従来のPWM方式インバ
ータによる3相誘導電動機の制御回路図、 第6図はPWM方式インバータにおける疑似正弦波を表
わす図、 第7図はΔ結線およびY結線における回転数と実効電力
の関係を表わす図、 第8図はΔ結線およびY結線における回転数とトルクの
関係を表わす図である。 図において、 1〜5・・・半導体スイッチ、 11〜16・・・パワートランジスタ、17・・・回転
数設定器、 18・・・3相誘導電動機、 19・・・パルスジェネレータ、 20・・・制御回路、 101〜105・・・トライアック、 111−115.121〜125・・・サイリスタ。
−Y結線切換のフローチャート、第4図は本発明の第2
の実施例を表わす図、第5図は従来のPWM方式インバ
ータによる3相誘導電動機の制御回路図、 第6図はPWM方式インバータにおける疑似正弦波を表
わす図、 第7図はΔ結線およびY結線における回転数と実効電力
の関係を表わす図、 第8図はΔ結線およびY結線における回転数とトルクの
関係を表わす図である。 図において、 1〜5・・・半導体スイッチ、 11〜16・・・パワートランジスタ、17・・・回転
数設定器、 18・・・3相誘導電動機、 19・・・パルスジェネレータ、 20・・・制御回路、 101〜105・・・トライアック、 111−115.121〜125・・・サイリスタ。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、複数のスイッチを具備し、その第1のスイッチ群が
開となり第2のスイッチ群が閉となることにより3相誘
導電動機のデルタ結線を形成し、該第1のスイッチ群が
閉となり第2のスイッチ群が開となることにより該3相
誘導電動機のスター結線を形成するインバータ駆動3相
誘導電動機の結線切換装置において、 前記複数のスイッチがそれぞれ半導体スイッチであるこ
とを特徴とする3相誘導電動機の結線切換装置。 2、前記半導体スイッチが相互に逆極性で並列に接続し
た2つのサイリスタである特許請求の範囲第1項記載の
結線切換装置。 3、前記半導体スイッチがトライアックである特許請求
の範囲第1項記載の結線切換装置。
Priority Applications (6)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62317472A JPH01160393A (ja) | 1987-12-17 | 1987-12-17 | 3相誘導電動機の結線切換装置 |
PCT/JP1988/001277 WO1989006065A1 (en) | 1987-12-17 | 1988-12-16 | Device for switching connection of a three-phase induction motor |
DE3854126T DE3854126T2 (de) | 1987-12-17 | 1988-12-16 | Anordnung zum schalten der verbindung eines dreiphasen-induktionsmotors. |
EP89900649A EP0364589B1 (en) | 1987-12-17 | 1988-12-16 | Device for switching connection of a three-phase induction motor |
KR1019890701526A KR920011004B1 (ko) | 1987-12-17 | 1988-12-16 | 3상 유도 모터용 결선 스위칭 장치 |
US07/393,918 US5070291A (en) | 1987-12-17 | 1988-12-16 | Connection switching apparatus for three-phase induction motor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62317472A JPH01160393A (ja) | 1987-12-17 | 1987-12-17 | 3相誘導電動機の結線切換装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH01160393A true JPH01160393A (ja) | 1989-06-23 |
Family
ID=18088612
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP62317472A Pending JPH01160393A (ja) | 1987-12-17 | 1987-12-17 | 3相誘導電動機の結線切換装置 |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5070291A (ja) |
EP (1) | EP0364589B1 (ja) |
JP (1) | JPH01160393A (ja) |
KR (1) | KR920011004B1 (ja) |
DE (1) | DE3854126T2 (ja) |
WO (1) | WO1989006065A1 (ja) |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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JP2008228513A (ja) * | 2007-03-15 | 2008-09-25 | Mitsubishi Electric Corp | 電動機駆動装置および電動機駆動方法並びに冷凍空調装置 |
Families Citing this family (30)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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GB2289347B (en) * | 1994-04-27 | 1998-11-11 | Ingersoll Rand Co | Controlling start-up of electrically powered equipment such as a compressor |
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US6864661B2 (en) * | 1999-02-22 | 2005-03-08 | Borealis Technical Limited | Rotating induction apparatus |
US6922037B2 (en) * | 1999-02-22 | 2005-07-26 | Borealis Technical Limited | Rotating induction apparatus |
DE19917419A1 (de) * | 1999-04-10 | 2000-10-12 | Leitgeb Wilhelm | Energiesparender, elektrischer Antrieb für einen Drehzahlbereich annähernd gleichbleibender Leistung |
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WO2004022944A2 (en) * | 2000-11-15 | 2004-03-18 | General Electric Company | Method and device for delivering high torque at low amperage |
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