JPH0412685A - 電動機制御装置 - Google Patents
電動機制御装置Info
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- JPH0412685A JPH0412685A JP2336994A JP33699490A JPH0412685A JP H0412685 A JPH0412685 A JP H0412685A JP 2336994 A JP2336994 A JP 2336994A JP 33699490 A JP33699490 A JP 33699490A JP H0412685 A JPH0412685 A JP H0412685A
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Classifications
-
- 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
- H02P3/00—Arrangements for stopping or slowing electric motors, generators, or dynamo-electric converters
-
- 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
- H02P3/00—Arrangements for stopping or slowing electric motors, generators, or dynamo-electric converters
- H02P3/06—Arrangements for stopping or slowing electric motors, generators, or dynamo-electric converters for stopping or slowing an individual dynamo-electric motor or dynamo-electric converter
- H02P3/18—Arrangements for stopping or slowing electric motors, generators, or dynamo-electric converters for stopping or slowing an individual dynamo-electric motor or dynamo-electric converter for stopping or slowing an ac motor
-
- 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
- H02P27/00—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage
- H02P27/02—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using supply voltage with constant frequency and variable amplitude
- H02P27/026—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using supply voltage with constant frequency and variable amplitude whereby the speed is regulated by measuring the motor speed and comparing it with a given physical value
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
- Stopping Of Electric Motors (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】
「産業上の利用分野」
本発明は、交流電動機への電力供給を制御するためのシ
ステムに関するものであり、更に詳細には、特に電動機
を停止させるように電力供給を制御するためのシステム
に関するものである。
ステムに関するものであり、更に詳細には、特に電動機
を停止させるように電力供給を制御するためのシステム
に関するものである。
「従来の技術」
従来の電動機制御装置は、電動機の固定子巻線を交流電
源ラインへつなぐサイリスクを含んでいる。三相電動機
においては、通常各交流位相ラインが、トライアックま
たは互いに逆方向に接続されたシリコン制御整流器(S
CR)対によって構成されたサイリスクスイッチによっ
て、電動機内の個別巻線へつながれている。制御装置内
の回路が、供給ライン電圧の各半サイクル中でサイリス
タをトリガするための適切な時点を決定する。サイリス
クスイッチは、各供給ライン上の電圧の位相関係によっ
て決定される順にトリガされる。この順序はすべてのサ
イリスクスイッチがトリガされた後に再び最初に戻るよ
うに循環し、その過程が同じ順序で繰り返されて再トリ
ガが行われるようになっている。サイリスタは−Hトリ
ガされると、それはそこを流れる交流電流が零になるま
で導通状態に留まり、更に導通させるためには、その零
交差点において再トリガしなければならない。
源ラインへつなぐサイリスクを含んでいる。三相電動機
においては、通常各交流位相ラインが、トライアックま
たは互いに逆方向に接続されたシリコン制御整流器(S
CR)対によって構成されたサイリスクスイッチによっ
て、電動機内の個別巻線へつながれている。制御装置内
の回路が、供給ライン電圧の各半サイクル中でサイリス
タをトリガするための適切な時点を決定する。サイリス
クスイッチは、各供給ライン上の電圧の位相関係によっ
て決定される順にトリガされる。この順序はすべてのサ
イリスクスイッチがトリガされた後に再び最初に戻るよ
うに循環し、その過程が同じ順序で繰り返されて再トリ
ガが行われるようになっている。サイリスタは−Hトリ
ガされると、それはそこを流れる交流電流が零になるま
で導通状態に留まり、更に導通させるためには、その零
交差点において再トリガしなければならない。
スイッチのトリガ時点を零交差点に相対的に調節するこ
とにより、スイッチが導通している時間間隔を変化させ
ることができ、電動機へ供給される電圧量を制御するこ
とができる。
とにより、スイッチが導通している時間間隔を変化させ
ることができ、電動機へ供給される電圧量を制御するこ
とができる。
従来の電動機制御装置は、電動機の始動時にはサイリス
クスイッチのトリガ時点を変えて、電圧を徐々に増加さ
せることを行う。その場合、スイッチは最初は各電圧半
サイクル中の比較的遅い時点でトリガされ、スイッチが
ほんの短い間だけ導通するようにされる。トリガ時点は
その後しだいに各半サイクル中で早められ、サイリスク
スイッチがより長い時間導通するようにせられ、電動機
に対してより大きい電圧を供給するようにせられ、つい
には電動機がその最高速回転に達する。
クスイッチのトリガ時点を変えて、電圧を徐々に増加さ
せることを行う。その場合、スイッチは最初は各電圧半
サイクル中の比較的遅い時点でトリガされ、スイッチが
ほんの短い間だけ導通するようにされる。トリガ時点は
その後しだいに各半サイクル中で早められ、サイリスク
スイッチがより長い時間導通するようにせられ、電動機
に対してより大きい電圧を供給するようにせられ、つい
には電動機がその最高速回転に達する。
これらの電動機制御装置は、しばしばそれを停止させる
ためのブレーキングの機構を備えていない。基本的な制
御装置では、電動機を停止させるという運転者の入力に
応答して、単に電力を切断して電動機が摩擦の力で減速
して停止するにまかせる方式が採られている。もし、電
動機がかなり大きい慣性を持った機械的負荷へつながれ
ていれば、その電動機と負荷とは電力が切断された後も
しばらくの間回りを続けることになる。電動機の数多く
の工業的応用においては、駆動される装置の便利なまた
効率的な使用のために、この引き続いた運動をできる限
り早く停止させることが重要である。単に電動機を自然
に停止するにまかせることでは満足できない。このため
に、機械的なブレーキが装置に接続されて、電力が切断
された時に結合させることが行われる。
ためのブレーキングの機構を備えていない。基本的な制
御装置では、電動機を停止させるという運転者の入力に
応答して、単に電力を切断して電動機が摩擦の力で減速
して停止するにまかせる方式が採られている。もし、電
動機がかなり大きい慣性を持った機械的負荷へつながれ
ていれば、その電動機と負荷とは電力が切断された後も
しばらくの間回りを続けることになる。電動機の数多く
の工業的応用においては、駆動される装置の便利なまた
効率的な使用のために、この引き続いた運動をできる限
り早く停止させることが重要である。単に電動機を自然
に停止するにまかせることでは満足できない。このため
に、機械的なブレーキが装置に接続されて、電力が切断
された時に結合させることが行われる。
別のやり方として、場合によっては、ブレーキ作用を与
えるために、交流電動機の固定子巻線へ直流電流を流す
ことが行われる。交流電動機に電気的ブレーキングを与
えるためには、回転子の回転の方向と逆方向にトルクを
発生させる必要がある。このトルクを以下では“負の電
動機トルク”と呼ぶ。従来技術の直流電流注入法では、
このトルクは、固定子巻線へ与えられる直流電流によっ
て発生する固定された磁界中で回転しようとする回転子
によって作り出される。回転子の磁化の回転方向は固定
子巻線を流れる直流電流による磁界方向よりも進んでい
る。回転子磁化がそれ自身を固定子磁界に揃えようとす
る傾向によって整列トルクが生じ、それが回転子に対し
てブレーキ作用を及ぼす。良く知られたように、このト
ルクは、固定子磁界の強さと回転子磁化との積にそれら
の間の角度の正弦を乗じたものに等しい。
えるために、交流電動機の固定子巻線へ直流電流を流す
ことが行われる。交流電動機に電気的ブレーキングを与
えるためには、回転子の回転の方向と逆方向にトルクを
発生させる必要がある。このトルクを以下では“負の電
動機トルク”と呼ぶ。従来技術の直流電流注入法では、
このトルクは、固定子巻線へ与えられる直流電流によっ
て発生する固定された磁界中で回転しようとする回転子
によって作り出される。回転子の磁化の回転方向は固定
子巻線を流れる直流電流による磁界方向よりも進んでい
る。回転子磁化がそれ自身を固定子磁界に揃えようとす
る傾向によって整列トルクが生じ、それが回転子に対し
てブレーキ作用を及ぼす。良く知られたように、このト
ルクは、固定子磁界の強さと回転子磁化との積にそれら
の間の角度の正弦を乗じたものに等しい。
更に最近では、適当な時点に交流電源から電動機へ電力
を供給することによって負の電動機トルクを作り出す停
止機構を、電動機制御装置へ組み込むことが行われるよ
うになった。電動機への電流供給が切断された後、回転
子の磁化は1ないし2秒間程度に亘って減衰してゆ(。
を供給することによって負の電動機トルクを作り出す停
止機構を、電動機制御装置へ組み込むことが行われるよ
うになった。電動機への電流供給が切断された後、回転
子の磁化は1ないし2秒間程度に亘って減衰してゆ(。
この期間に、回転子および付随する磁化は固定子に相対
的に回転し、固定子巻線間に“逆起電力電圧°′と呼ば
れる電圧を誘起する。この電圧は、時間に対して正弦的
に変化し、回転子磁化が対応する巻線の軸と揃った時点
で零を通過する。したがって、固定子に電流が流れてい
ない状態で固定子巻線に誘起される逆起電力電圧を観察
することで回転子の磁化の方向が分かる。
的に回転し、固定子巻線間に“逆起電力電圧°′と呼ば
れる電圧を誘起する。この電圧は、時間に対して正弦的
に変化し、回転子磁化が対応する巻線の軸と揃った時点
で零を通過する。したがって、固定子に電流が流れてい
ない状態で固定子巻線に誘起される逆起電力電圧を観察
することで回転子の磁化の方向が分かる。
逆起電力電圧はまた、もし固定子コイルに電流が供給さ
れていれば、回転子磁化と固定子磁界の方向との間の角
度を示す。従って、ブレーキングトルクを発生させるた
めに、固定子巻線へ電流パルスを供給すべき時点を固定
子巻線間に現れる逆起電力電圧波形から決定することが
できる。特に、回転子磁化が固定子電流によって作られ
る磁界の方向より進んでいる時に、固定子巻線を通って
電流パルスが与えられることにより、ブレーキング効果
が得られる。その場合、交流電流の供給によって発生す
る整列1ルクは、回転子の回転と逆方向にあって、それ
によってブレーキングトルクが発生する。
れていれば、回転子磁化と固定子磁界の方向との間の角
度を示す。従って、ブレーキングトルクを発生させるた
めに、固定子巻線へ電流パルスを供給すべき時点を固定
子巻線間に現れる逆起電力電圧波形から決定することが
できる。特に、回転子磁化が固定子電流によって作られ
る磁界の方向より進んでいる時に、固定子巻線を通って
電流パルスが与えられることにより、ブレーキング効果
が得られる。その場合、交流電流の供給によって発生す
る整列1ルクは、回転子の回転と逆方向にあって、それ
によってブレーキングトルクが発生する。
従来の三相電動機制御装置は、電動機の一つの固定子巻
線両端間の逆起電力電圧を検出するようになっている。
線両端間の逆起電力電圧を検出するようになっている。
検出される逆起電力電圧と、他の二つの固定子巻線へ電
力供給している位相間の供給電圧とが逆極性の場合に、
他の二つの固定子巻線へ電力が供給される。従来の停止
機構では、電動機を停止させるのに十分な与えられた期
間、固定子巻線の同じ組に対して電流供給が行われるよ
うになっている。米国特許第4,833,386号には
この方法の詳細について述べられている。
力供給している位相間の供給電圧とが逆極性の場合に、
他の二つの固定子巻線へ電力が供給される。従来の停止
機構では、電動機を停止させるのに十分な与えられた期
間、固定子巻線の同じ組に対して電流供給が行われるよ
うになっている。米国特許第4,833,386号には
この方法の詳細について述べられている。
電動機が、その最高速度の約lO%にまで減速すると、
他の二つの巻線へ送られていた電流は、しばしば正の電
動機トルクを発生することがある。
他の二つの巻線へ送られていた電流は、しばしば正の電
動機トルクを発生することがある。
そのような正の電動機トルクは短期間、電動機の回転子
を加速し、停止時間をわずかに長引かせる。
を加速し、停止時間をわずかに長引かせる。
それにも拘らず、この機構は、単に電力を切断する方式
に比べて、電動機をより速やかに停止させる効果を持っ
ている。
に比べて、電動機をより速やかに停止させる効果を持っ
ている。
ブレーキングの間における加速を避けるために、本発明
の発明人は逆起電力を検出した同じ巻線とその他の電動
機巻線の一本との間にブレーキング電流を供給すること
を行った。既に述べた方法でそうであったように、印加
すべき二つの巻線に対する供給位相間の電圧と逆極性の
逆起電力電圧の検出に応答して、電圧が供給される。こ
の後者の方法は、低速で−様な負の電動機トルクを発生
するが、高速で、すなわち例えば最高速度の90%で、
しばしば爆発的な正の電動機トルクを発生することがあ
る。
の発明人は逆起電力を検出した同じ巻線とその他の電動
機巻線の一本との間にブレーキング電流を供給すること
を行った。既に述べた方法でそうであったように、印加
すべき二つの巻線に対する供給位相間の電圧と逆極性の
逆起電力電圧の検出に応答して、電圧が供給される。こ
の後者の方法は、低速で−様な負の電動機トルクを発生
するが、高速で、すなわち例えば最高速度の90%で、
しばしば爆発的な正の電動機トルクを発生することがあ
る。
「発明の要約」
交流電動機への電力を切断し、除々に減衰する回転子中
の磁化によって生ずる逆起電力電圧を検出することによ
って、交流電動機を停止させることが行われる。検出さ
れた逆起電力電圧に応答して、回転子の運動を遮るトル
クを発生させるように、電動機へ電流を周期的に繰り返
し印加することが行われる。
の磁化によって生ずる逆起電力電圧を検出することによ
って、交流電動機を停止させることが行われる。検出さ
れた逆起電力電圧に応答して、回転子の運動を遮るトル
クを発生させるように、電動機へ電流を周期的に繰り返
し印加することが行われる。
特に、三相電動機はA、B、Cと名付けた三つの固定子
巻線を有する。巻線Cの両端に誘起される逆起電力電圧
は、三相電源からの電流が巻線Cへ供給されていない時
に検出される。最初は、巻線AとBとを通って供給され
る電流は、これらの巻線へ電流を供給する位相間の電圧
が、検出された逆起電力電圧と逆極性の場合には、いつ
でも流れる。電動機がその最高速度近くになると、この
逆極性の条件は、交流供給電圧の数サイクルに一回だけ
発生するようになる。
巻線を有する。巻線Cの両端に誘起される逆起電力電圧
は、三相電源からの電流が巻線Cへ供給されていない時
に検出される。最初は、巻線AとBとを通って供給され
る電流は、これらの巻線へ電流を供給する位相間の電圧
が、検出された逆起電力電圧と逆極性の場合には、いつ
でも流れる。電動機がその最高速度近くになると、この
逆極性の条件は、交流供給電圧の数サイクルに一回だけ
発生するようになる。
速度が減衰していくと、逆極性の条件はよりしばしば発
生するようになり、巻線AとBとを通る電流もよりしば
しば流れるようになる。そうして電流供給の間の間隔が
与えられた時間間隔よりも短くなると、機構の遷移が起
こり、それによって速度があらかじめ定められたレベル
以下になったことが示される。その後、巻線AとBへの
電流は、対応する供給位相間の電圧が巻線C中に誘起さ
れる逆起電力電圧と逆極性である時はいつでも流れるよ
うになる。
生するようになり、巻線AとBとを通る電流もよりしば
しば流れるようになる。そうして電流供給の間の間隔が
与えられた時間間隔よりも短くなると、機構の遷移が起
こり、それによって速度があらかじめ定められたレベル
以下になったことが示される。その後、巻線AとBへの
電流は、対応する供給位相間の電圧が巻線C中に誘起さ
れる逆起電力電圧と逆極性である時はいつでも流れるよ
うになる。
好適実施例では、速度が更に減衰して第2のあらかじめ
定められたレベル以下になると、逆起電力電圧の如何に
関わらず、供給電圧の各サイクルにおいて電流が電動機
へ供給される。
定められたレベル以下になると、逆起電力電圧の如何に
関わらず、供給電圧の各サイクルにおいて電流が電動機
へ供給される。
本発明の一般的な目的は、変化する電動機の負荷による
効果を補償するように、三相電動機の速度を電気的に減
速させる方法を得ることである。
効果を補償するように、三相電動機の速度を電気的に減
速させる方法を得ることである。
別の目的は、電動機の逆起電力を回転子の磁化の位置の
指針として利用することである。この指示に従って、負
の電動機トルクを作るために電動機へ電流を何時、そし
てどのように供給すべきかを決定することができる。
指針として利用することである。この指示に従って、負
の電動機トルクを作るために電動機へ電流を何時、そし
てどのように供給すべきかを決定することができる。
更に別の目的は、三相電動機の巻線の二つへそれらの巻
線に対する供給電圧と一つの巻線中に検出される逆起電
力とが逆極性である場合に、電流を供給するようにする
ことである。
線に対する供給電圧と一つの巻線中に検出される逆起電
力とが逆極性である場合に、電流を供給するようにする
ことである。
更に別の本発明の目的は、電動機の速度の関数として、
電流を供給すべき巻線対を選択することである。
電流を供給すべき巻線対を選択することである。
「実施例」
本発明は、第1図に示された電動機制御装置20例に関
連して説明される。交流電動機10は三つの電動機固定
子巻線11,12.13を有しており、それらはY型結
線で中性点15へつながれている。矢印19は電動機回
転子の回転方向を示している。固定子巻線11,12.
13は、サイリスクスイッチモジュール14とA、B、
Cで示した三本の供給ラインによって三相の供給電源へ
つながれている。供給ラインA中の交流電圧は、B供給
ライン中の電圧よりも進んでおり、またB供給ライン中
の電圧はC供給ライン中の電圧よりも進んでいる。スイ
ッチモジュール14は逆方向に接続されたSCRの三つ
の対16,17.18を有している。各対中のSCRは
、供給ラインA。
連して説明される。交流電動機10は三つの電動機固定
子巻線11,12.13を有しており、それらはY型結
線で中性点15へつながれている。矢印19は電動機回
転子の回転方向を示している。固定子巻線11,12.
13は、サイリスクスイッチモジュール14とA、B、
Cで示した三本の供給ラインによって三相の供給電源へ
つながれている。供給ラインA中の交流電圧は、B供給
ライン中の電圧よりも進んでおり、またB供給ライン中
の電圧はC供給ライン中の電圧よりも進んでいる。スイ
ッチモジュール14は逆方向に接続されたSCRの三つ
の対16,17.18を有している。各対中のSCRは
、供給ラインA。
B、Cの一本をそれぞれ異なる固定子巻線11゜121
3へつないでいる。制御されるべき電流レベルに依って
は、SCRの各対の代わりにトライアックを用いること
もできる。
3へつないでいる。制御されるべき電流レベルに依って
は、SCRの各対の代わりにトライアックを用いること
もできる。
SCR対16−18は制御回路によって制御され、その
制御回路は、マイクロコンピュータ21、電圧比較器2
2,55,65、二つの零電圧交差検出器58,68、
そして以下に述べるように他の部品によって相互接続さ
れた二つの差動増幅器50.60を含んでいる。マイク
ロコンピュータ21は、タイマ回路、読みだし専用メモ
リ、およびランダムアクセスメモリを同じ集積回路パッ
ケージ中に含む、いくつかの市販されている型のものの
中から選ぶことができる。電動機制御装置20の動作を
制御するプログラムは読みだし専用メモリ中に記憶され
、以下に電動機制御装置の動作に関してより詳細に説明
される。
制御回路は、マイクロコンピュータ21、電圧比較器2
2,55,65、二つの零電圧交差検出器58,68、
そして以下に述べるように他の部品によって相互接続さ
れた二つの差動増幅器50.60を含んでいる。マイク
ロコンピュータ21は、タイマ回路、読みだし専用メモ
リ、およびランダムアクセスメモリを同じ集積回路パッ
ケージ中に含む、いくつかの市販されている型のものの
中から選ぶことができる。電動機制御装置20の動作を
制御するプログラムは読みだし専用メモリ中に記憶され
、以下に電動機制御装置の動作に関してより詳細に説明
される。
マイクロコンピュータ21は、三本のライン26.27
.28を備えた並列出力ボートを有している。−本の出
力ライン26は、パルス変圧器31によって、電源ライ
ンA用のSCRの第1の対16のゲート端子へつながれ
ている。他のトリガ出力ライン27と28も、同様なパ
ルス変圧器32と33によって、それぞれ供給ラインB
(!:C用の第2と第3のSCR対17と18のゲート
端子へつながれている。マイクロコンピュータ21は三
つのライン26,27.28上に適切にタイミングを持
たせたサイリスクトリガパルスを発生させる。各トリガ
パルスは、対応するSCRを導通状態に置くのに十分長
いだけの比較的短いパルス幅を持っている。導通状態は
そのSCRを通って流れる交流電流の大きさが零になる
まで続く。
.28を備えた並列出力ボートを有している。−本の出
力ライン26は、パルス変圧器31によって、電源ライ
ンA用のSCRの第1の対16のゲート端子へつながれ
ている。他のトリガ出力ライン27と28も、同様なパ
ルス変圧器32と33によって、それぞれ供給ラインB
(!:C用の第2と第3のSCR対17と18のゲート
端子へつながれている。マイクロコンピュータ21は三
つのライン26,27.28上に適切にタイミングを持
たせたサイリスクトリガパルスを発生させる。各トリガ
パルスは、対応するSCRを導通状態に置くのに十分長
いだけの比較的短いパルス幅を持っている。導通状態は
そのSCRを通って流れる交流電流の大きさが零になる
まで続く。
AとBの位相供給ラインは別の抵抗対51と52によっ
て、第1の差動増幅器50のそれぞれ反転、および非反
転入力へ、別々につながれている。非反転入力は、また
抵抗53によって回路のアースへつながれている。帰還
抵抗54が第1の差動増幅器50の出力とそれの反転入
力との間につながれている。第1の差動増幅器50の出
力は、第2の電圧比較器55の非反転入力へつながれ、
第2の電圧比較器55の反転入力は抵抗56によってア
ースへつながれている。第2の電圧比較器55の出力は
マイクロコンピュータ21の一つの並列人力ポートライ
ンへつながれている。この入力のレベルは、AとBの位
相供給ライン間の電圧VzOのアースに対する極性を示
している。
て、第1の差動増幅器50のそれぞれ反転、および非反
転入力へ、別々につながれている。非反転入力は、また
抵抗53によって回路のアースへつながれている。帰還
抵抗54が第1の差動増幅器50の出力とそれの反転入
力との間につながれている。第1の差動増幅器50の出
力は、第2の電圧比較器55の非反転入力へつながれ、
第2の電圧比較器55の反転入力は抵抗56によってア
ースへつながれている。第2の電圧比較器55の出力は
マイクロコンピュータ21の一つの並列人力ポートライ
ンへつながれている。この入力のレベルは、AとBの位
相供給ライン間の電圧VzOのアースに対する極性を示
している。
第10差動増幅器50の出力はまた、第1の差動増幅器
50の電圧出力が、従って供給ラインAとBとの間の電
圧Vabが零ボルトを何時通過するかを検出するための
第1の零交差検出器58へつながれている。第1の零交
差検出器58の出力信号はマイクロコンピュータ21の
別の入力ラインへつながれている。
50の電圧出力が、従って供給ラインAとBとの間の電
圧Vabが零ボルトを何時通過するかを検出するための
第1の零交差検出器58へつながれている。第1の零交
差検出器58の出力信号はマイクロコンピュータ21の
別の入力ラインへつながれている。
抵抗62はC位相供給ラインを第2の差動増幅器60の
反転入力へつないでおり、第2の差動増幅器60はそれ
の非反転入力を抵抗52によってB位相供給ラインへつ
ないでいる。この非反転入力はまた、抵抗63によって
回路アースへつながれている。第2の差動増幅器60の
出力とそれの反転入力との間に帰還抵抗64がつながれ
ている。
反転入力へつないでおり、第2の差動増幅器60はそれ
の非反転入力を抵抗52によってB位相供給ラインへつ
ないでいる。この非反転入力はまた、抵抗63によって
回路アースへつながれている。第2の差動増幅器60の
出力とそれの反転入力との間に帰還抵抗64がつながれ
ている。
第20差動増幅器60の出力は第3の電圧比較器65の
非反転入力へつながれ、第3の電圧比較器65の反転入
力は抵抗66によってアースへつながれている。第3の
電圧比較器65の出力はマイクロコンピュータの並列入
力ポートの別のラインへつながれている。この入力のレ
ベルはBとCの位相供給ライン間の電圧Vbcのアース
に対する極性を示している。
非反転入力へつながれ、第3の電圧比較器65の反転入
力は抵抗66によってアースへつながれている。第3の
電圧比較器65の出力はマイクロコンピュータの並列入
力ポートの別のラインへつながれている。この入力のレ
ベルはBとCの位相供給ライン間の電圧Vbcのアース
に対する極性を示している。
更に、第2の差動増幅器60の出力は、第2の差動増幅
器60の電圧出力が、従って供給ラインBとCとの間の
電圧vbcが何時零ボルトを通過するかを検出する第2
の零交差検出器68へつながれている。第2の零交差検
出器68からの出力信号はまた、マイクロコンピュータ
21の別の入力ラインへつながれている。
器60の電圧出力が、従って供給ラインBとCとの間の
電圧vbcが何時零ボルトを通過するかを検出する第2
の零交差検出器68へつながれている。第2の零交差検
出器68からの出力信号はまた、マイクロコンピュータ
21の別の入力ラインへつながれている。
三つの端子41,42.43は、固定子巻線11−13
の各りを電動機制御装置20へつないでいる。Y型につ
ながれた三つの等しい値の抵抗34−36が端子41−
43へつながれ、このY型結線の共通節37が制御回路
のアースへつながれている。各抵抗34.35.36の
両端電圧はそれぞれ、三つの固定子巻線11,12.1
3の各両端電圧に等しい。Y型抵抗結線の共通1f’f
37における電位は、本質的に、アース電位に等しい電
動機巻線の中性点15における電位に等しい。
の各りを電動機制御装置20へつないでいる。Y型につ
ながれた三つの等しい値の抵抗34−36が端子41−
43へつながれ、このY型結線の共通節37が制御回路
のアースへつながれている。各抵抗34.35.36の
両端電圧はそれぞれ、三つの固定子巻線11,12.1
3の各両端電圧に等しい。Y型抵抗結線の共通1f’f
37における電位は、本質的に、アース電位に等しい電
動機巻線の中性点15における電位に等しい。
第1の比較器22は第3の巻線13両端の電圧を検出す
る。第3の固定子巻線端子43と回路のアースとの間に
直列に抵抗23と24の対が接続されて電圧分割器を構
成している。二つの抵抗23と24の間の電圧分割器の
節は、第1の電圧比較器22の非反転入力へつながれて
いる。この電圧分割器は、第3の固定子巻線電圧■。を
、第1の比較器22と対等なレベルにまで減少させる。
る。第3の固定子巻線端子43と回路のアースとの間に
直列に抵抗23と24の対が接続されて電圧分割器を構
成している。二つの抵抗23と24の間の電圧分割器の
節は、第1の電圧比較器22の非反転入力へつながれて
いる。この電圧分割器は、第3の固定子巻線電圧■。を
、第1の比較器22と対等なレベルにまで減少させる。
この比較器22の反転入力は直接回路アースへつながれ
ている。この比較器の出力はマイクロコンピユータ21
の並列入力ポートラインへつながれている。
ている。この比較器の出力はマイクロコンピユータ21
の並列入力ポートラインへつながれている。
マイクロコンピュータ21の付加的入力ポートラインは
、二つの手動押しボタンスイッチ71と72へつながれ
ている。これらの入力ポートラインはまた、一対のプル
アンプ抵抗74と76によって、電動機制御装置20用
の正の供給電圧V十へつながれている。スイッチ71と
72を駆動することによって、対応するマイクロコンピ
ュータ入カラインはアースへ引き下げられる。以下に述
べるように、第1のスイッチ71は駆動されて電動機1
0を始動させ、第2のスイッチ72は電動機のブレーキ
ング作用を働かせる。
、二つの手動押しボタンスイッチ71と72へつながれ
ている。これらの入力ポートラインはまた、一対のプル
アンプ抵抗74と76によって、電動機制御装置20用
の正の供給電圧V十へつながれている。スイッチ71と
72を駆動することによって、対応するマイクロコンピ
ュータ入カラインはアースへ引き下げられる。以下に述
べるように、第1のスイッチ71は駆動されて電動機1
0を始動させ、第2のスイッチ72は電動機のブレーキ
ング作用を働かせる。
運転者が電動機を始動させようとする時には、スイッチ
71を瞬間的に閉じればよく、それによってマイクロコ
ンピュータ21に対して従来の電動機始動ソフトウェア
ルーチンを開始することを指令する。、SCR対は、三
本の供給ライン上の電圧の位相関係に従って定められた
循環順序でトリガされる。ソフトウェアルーチンは、各
SCR対がつながれている位相ラインA、B、C上の電
圧の各半サイクル中で、徐々に早い時点でSCR対16
−18の各々をトリガするように働く。最終的に、SC
R対の各々は、それらが順方向にバイアスされている供
給ライン電圧の本質的に半サイクル全体において導通す
るようにトリガされるようになる。このことが発生する
と、電動機はそれの最高速度へ本質的に到達したことに
なる。この後、SCR対はそれに付随する位相電圧の本
質的に全半サイクルに亘って、導通状態へトリガされ続
ける。
71を瞬間的に閉じればよく、それによってマイクロコ
ンピュータ21に対して従来の電動機始動ソフトウェア
ルーチンを開始することを指令する。、SCR対は、三
本の供給ライン上の電圧の位相関係に従って定められた
循環順序でトリガされる。ソフトウェアルーチンは、各
SCR対がつながれている位相ラインA、B、C上の電
圧の各半サイクル中で、徐々に早い時点でSCR対16
−18の各々をトリガするように働く。最終的に、SC
R対の各々は、それらが順方向にバイアスされている供
給ライン電圧の本質的に半サイクル全体において導通す
るようにトリガされるようになる。このことが発生する
と、電動機はそれの最高速度へ本質的に到達したことに
なる。この後、SCR対はそれに付随する位相電圧の本
質的に全半サイクルに亘って、導通状態へトリガされ続
ける。
運転者は電動機を単に電力を切断するよりもより速やか
に停止させるための電動機制御装置ブレーキング機構を
始動させることができる。このブレーキング機構は、特
定の時点に電動機10へ電流パルスを供給して、負の電
動機トルクを発生させて、それによって電動機回転子を
減速させるための電磁界を発生させることを含んでいる
。このことは、11,12.13の固定子巻線のうち二
つに対する瞬間的な供給電圧の極性が、逆起電力誘起電
圧の極性と逆である(すなわち、アース電位に対して、
それらの電圧の内−つが正で、他方が負である)時に、
交流電流を供給することによって達成できることが明ら
かになった。逆起電力は、回転子の時期と、回転子が低
速になる時にその磁気によって作られる回転磁界とによ
って生ずる。
に停止させるための電動機制御装置ブレーキング機構を
始動させることができる。このブレーキング機構は、特
定の時点に電動機10へ電流パルスを供給して、負の電
動機トルクを発生させて、それによって電動機回転子を
減速させるための電磁界を発生させることを含んでいる
。このことは、11,12.13の固定子巻線のうち二
つに対する瞬間的な供給電圧の極性が、逆起電力誘起電
圧の極性と逆である(すなわち、アース電位に対して、
それらの電圧の内−つが正で、他方が負である)時に、
交流電流を供給することによって達成できることが明ら
かになった。逆起電力は、回転子の時期と、回転子が低
速になる時にその磁気によって作られる回転磁界とによ
って生ずる。
ここに用いられたように、“逆起電力電圧”とパ逆起電
力誘起電圧”という用語は、供給ラインからの電力が電
動機へ供給されていない期間に、この回転する磁界によ
って電動機の巻線に誘起される電圧を意味する。
力誘起電圧”という用語は、供給ラインからの電力が電
動機へ供給されていない期間に、この回転する磁界によ
って電動機の巻線に誘起される電圧を意味する。
特に、第1図を参照すると、第3の固定子コイル13両
端に誘起される逆起電力電圧■。は、電圧比較器22に
よって検出される。この電圧比較器の出力は、本質的に
回路アース電位に対する検出された逆起電力電圧の極性
を表している。位相ラインAとBとの間の交流供給電圧
■1.の極性は、第2の電圧比較器55によって検出さ
れる。検出器60によって検出された供給電圧Vabの
各零交差の後、マイクロコンピュータ21は二つの検出
された電圧サンプルの極性を調べる。もし極性が互いに
反対であって電動機が比較的高速度であれば、SCR対
16と17は、零交差の発生から定められた遅延時間の
後、それらのゲート電極へ与えられる短いパルスによっ
てトリガされる。この遅延時間は供給電圧のほぼ半周期
までの任意の間隔に設定することができる。遅延時間が
短くなれば電動機に与えられる電流量は増大し、またブ
レーキング効果も大きくなる。SCR対16と17はト
リガされると、電動機に対して交流供給電流I!bが零
アンペアを通過するまで電流を供給し、その零通過時点
でSCRは、マイクロコンピュータ21によって再びト
リガされるまで自動的にターンオフ状態へ入る。
端に誘起される逆起電力電圧■。は、電圧比較器22に
よって検出される。この電圧比較器の出力は、本質的に
回路アース電位に対する検出された逆起電力電圧の極性
を表している。位相ラインAとBとの間の交流供給電圧
■1.の極性は、第2の電圧比較器55によって検出さ
れる。検出器60によって検出された供給電圧Vabの
各零交差の後、マイクロコンピュータ21は二つの検出
された電圧サンプルの極性を調べる。もし極性が互いに
反対であって電動機が比較的高速度であれば、SCR対
16と17は、零交差の発生から定められた遅延時間の
後、それらのゲート電極へ与えられる短いパルスによっ
てトリガされる。この遅延時間は供給電圧のほぼ半周期
までの任意の間隔に設定することができる。遅延時間が
短くなれば電動機に与えられる電流量は増大し、またブ
レーキング効果も大きくなる。SCR対16と17はト
リガされると、電動機に対して交流供給電流I!bが零
アンペアを通過するまで電流を供給し、その零通過時点
でSCRは、マイクロコンピュータ21によって再びト
リガされるまで自動的にターンオフ状態へ入る。
電動機10が減速すると、固定子巻線13に誘起される
逆起電力電圧■。と供給ライン電圧Vabとの間の位相
関係は変化する。その結果、その位相ラインAとBに対
する第1と第2のSCR対16と17はよりしばしばト
リガされるようになリ、それによってブレーキング力が
増大する。第2A図の波形■と■は、第1と第2の固定
子巻線11と12を流れる電流1ml+を、ブレーキン
グによって除々に減速していく二つの段階で、概念的に
示したものである。ここに示されたものとは異なる他の
波形パターンもあり得ることは理解されるであろう。
逆起電力電圧■。と供給ライン電圧Vabとの間の位相
関係は変化する。その結果、その位相ラインAとBに対
する第1と第2のSCR対16と17はよりしばしばト
リガされるようになリ、それによってブレーキング力が
増大する。第2A図の波形■と■は、第1と第2の固定
子巻線11と12を流れる電流1ml+を、ブレーキン
グによって除々に減速していく二つの段階で、概念的に
示したものである。ここに示されたものとは異なる他の
波形パターンもあり得ることは理解されるであろう。
電流波形Iで、SCHの第1と第2の対16と17は供
給ライン電圧vabの正の半サイクル間でたまたまトリ
ガされたものである。電動機がそれの最高運転速度の約
50%まで減速すると、波形■に示されたように、正の
半サイクルトリガ間の負の半サイクルにおいてもしばし
ば付加的なトリガが発生するようになる。この時点で、
位相ラインAとBに対するSCRは交流供給電圧の各第
3半サイクル毎にトリガされるようになる。この状態が
発生することは電動機速度が約50%に減速したことを
示すことになる。
給ライン電圧vabの正の半サイクル間でたまたまトリ
ガされたものである。電動機がそれの最高運転速度の約
50%まで減速すると、波形■に示されたように、正の
半サイクルトリガ間の負の半サイクルにおいてもしばし
ば付加的なトリガが発生するようになる。この時点で、
位相ラインAとBに対するSCRは交流供給電圧の各第
3半サイクル毎にトリガされるようになる。この状態が
発生することは電動機速度が約50%に減速したことを
示すことになる。
この程度の減速が起こると、マイクロコンピュータ21
は、第1と第2のSCR対1対表67のトリガから、位
相BとCの供給ラインに対する第2と第3のSCR対1
対表78を用いて固定子巻線12と13へ電動機を減速
するための電力の供給を行うことへと切り替えを行う。
は、第1と第2のSCR対1対表67のトリガから、位
相BとCの供給ラインに対する第2と第3のSCR対1
対表78を用いて固定子巻線12と13へ電動機を減速
するための電力の供給を行うことへと切り替えを行う。
第1と第2の固定子巻線11と12へ電力を供給し続け
ることは、場合によっては、正の電動機トルクを爆発的
に発生させることを引き起こすのであるが、固定子巻線
を変更することによってその爆発を回避することができ
る。しかし、何時箱2と第3の固定子巻線へ電力を供給
すべきかを決定するために、それらの巻線に付随する位
相ラインBとCの間の電圧の極性と逆起電力電圧極性と
を比較しなければならない。
ることは、場合によっては、正の電動機トルクを爆発的
に発生させることを引き起こすのであるが、固定子巻線
を変更することによってその爆発を回避することができ
る。しかし、何時箱2と第3の固定子巻線へ電力を供給
すべきかを決定するために、それらの巻線に付随する位
相ラインBとCの間の電圧の極性と逆起電力電圧極性と
を比較しなければならない。
引き続き電動機10を減速してゆくことによって、第2
B図に示されたように供給ライン電圧Vbcの各サイク
ル中に、位相ラインBとCのSCRがトリガされるよう
になる。この波形は正の半サイクル中でのトリガを示し
ているが、この後者のトリガの発生は正の半サイクルで
も、負の半サイクルでもよい。SCH対が供給電圧の各
半サイクルでトリガされるようになると、電動機10は
完全な停止に非常に近づいており、その後短い時間でS
CRトリガは終了できる。これとは異なる電動機停止検
出のい(つかの方法の一つ、例えば米国特許出願第(1
7/343.439号に述べられた方法を、電動機への
電力の供給を停止すべき時点を決定するために用いるこ
ともできる。
B図に示されたように供給ライン電圧Vbcの各サイク
ル中に、位相ラインBとCのSCRがトリガされるよう
になる。この波形は正の半サイクル中でのトリガを示し
ているが、この後者のトリガの発生は正の半サイクルで
も、負の半サイクルでもよい。SCH対が供給電圧の各
半サイクルでトリガされるようになると、電動機10は
完全な停止に非常に近づいており、その後短い時間でS
CRトリガは終了できる。これとは異なる電動機停止検
出のい(つかの方法の一つ、例えば米国特許出願第(1
7/343.439号に述べられた方法を、電動機への
電力の供給を停止すべき時点を決定するために用いるこ
ともできる。
電動機を停止させる本発明の機構は、第1図に示された
制御装置20のマイクロコンピュータ21用のソフトウ
ェアルーチンとして組み込まれている。第3A図を共に
参照すると、このソフトウェアルーチンは、マイクワコ
ンピュータ21がこのルーチンで使用する変数と計数器
の値を含むメモリ位置を初期化する工程100から始ま
っている。初期化が完了すると、マイクロコンピュータ
21は、工程104において第1の零交差検出器58か
らの入力をチエツクし、位相ラインAとBとの間の電圧
が零交差したかどうかを決定する。
制御装置20のマイクロコンピュータ21用のソフトウ
ェアルーチンとして組み込まれている。第3A図を共に
参照すると、このソフトウェアルーチンは、マイクワコ
ンピュータ21がこのルーチンで使用する変数と計数器
の値を含むメモリ位置を初期化する工程100から始ま
っている。初期化が完了すると、マイクロコンピュータ
21は、工程104において第1の零交差検出器58か
らの入力をチエツクし、位相ラインAとBとの間の電圧
が零交差したかどうかを決定する。
もしこの零交差が発生していなければ、プログラム実行
は、この第1の零交差検出器58のチエツクを繰り返す
ループに入る。
は、この第1の零交差検出器58のチエツクを繰り返す
ループに入る。
この電圧交差が発生した時はいつでも、マイクロコンピ
ュータ21は、工程1(16において、それの間隔タイ
マの現在の値(TIME)をTVOと名付けたメモリ位
置ヘロードし、その零交差が発生した時刻を記憶させる
。工程10Bにおいて、(第1の電圧比較器55によっ
て検出される)AとBの位相ライン間の瞬間的な電圧の
極性がマイクロコンピュータのメモリへ記憶される。工
程110において、記憶されている零交差時刻TVOに
一定の遅延時間が付加されて、負の電動機トルクを発生
させるためにAとBの位相ラインにつながるSCR対1
対表67をトリガすべき時刻(TFIRE)が決定され
る。遅延時間が短ければ、電圧の半サイクル中でより早
い時点でSCRのトリガが行われ、ブレーキングも強く
なる。以前のトリガによってSCRを流れる交流電流が
零まで減少し、そのSCRがターンオフすることを保証
するための最小の遅延が与えられている。
ュータ21は、工程1(16において、それの間隔タイ
マの現在の値(TIME)をTVOと名付けたメモリ位
置ヘロードし、その零交差が発生した時刻を記憶させる
。工程10Bにおいて、(第1の電圧比較器55によっ
て検出される)AとBの位相ライン間の瞬間的な電圧の
極性がマイクロコンピュータのメモリへ記憶される。工
程110において、記憶されている零交差時刻TVOに
一定の遅延時間が付加されて、負の電動機トルクを発生
させるためにAとBの位相ラインにつながるSCR対1
対表67をトリガすべき時刻(TFIRE)が決定され
る。遅延時間が短ければ、電圧の半サイクル中でより早
い時点でSCRのトリガが行われ、ブレーキングも強く
なる。以前のトリガによってSCRを流れる交流電流が
零まで減少し、そのSCRがターンオフすることを保証
するための最小の遅延が与えられている。
この後、工程112において、マイクロコンビュータ2
1のタイマの値(TIME)がトリガ時刻(TFIRE
)と繰り返し比較される。SCRをトリガすべき時刻が
到達すると、プログラム実行は工[114へ進み、そこ
でマイクロコンピュータ21は、電圧比較器22からの
入力レベルを調べて、第3の固定子巻線13両端に誘起
される逆起電力電圧■。の極性を検出する。逆起電力誘
起電圧の検出は時刻(TFIRE)に発生して、それが
SCRのトリガの前であるので、その電圧は供給源から
の電流が電動機10を通って流れていない時に検出され
たことになる。このことは、第3の固定子巻線13両端
で検出される電圧が逆起電力のみによって生じており、
固定子巻線11と12を通って流れる供給電流I。の誘
導結合によるものではないことを保証する。
1のタイマの値(TIME)がトリガ時刻(TFIRE
)と繰り返し比較される。SCRをトリガすべき時刻が
到達すると、プログラム実行は工[114へ進み、そこ
でマイクロコンピュータ21は、電圧比較器22からの
入力レベルを調べて、第3の固定子巻線13両端に誘起
される逆起電力電圧■。の極性を検出する。逆起電力誘
起電圧の検出は時刻(TFIRE)に発生して、それが
SCRのトリガの前であるので、その電圧は供給源から
の電流が電動機10を通って流れていない時に検出され
たことになる。このことは、第3の固定子巻線13両端
で検出される電圧が逆起電力のみによって生じており、
固定子巻線11と12を通って流れる供給電流I。の誘
導結合によるものではないことを保証する。
プログラム実行は工程116へ進み、そこでは検出され
た逆起電力電圧■。の極性が、以前に工程108で記憶
された位相ラインAとBとの間の電圧V、l、の極性と
比較される。もしこれらの極性が同じであれば、すなわ
ちアース電位に対して両電圧が正であるか、あるいは両
電圧が負であれば、工程11Bにおいて、マイクロコン
ピュータメモリ中の半サイクル計数器が増分される。こ
の計数器は供給電圧の半サイクルの数、従ってSCRの
トリガ間の時間間隔量を表にして保持する。次にプログ
ラム実行は工程104へ戻り、次の供給電圧交差を待つ
。
た逆起電力電圧■。の極性が、以前に工程108で記憶
された位相ラインAとBとの間の電圧V、l、の極性と
比較される。もしこれらの極性が同じであれば、すなわ
ちアース電位に対して両電圧が正であるか、あるいは両
電圧が負であれば、工程11Bにおいて、マイクロコン
ピュータメモリ中の半サイクル計数器が増分される。こ
の計数器は供給電圧の半サイクルの数、従ってSCRの
トリガ間の時間間隔量を表にして保持する。次にプログ
ラム実行は工程104へ戻り、次の供給電圧交差を待つ
。
しかし、もし検出された逆起電力電圧の極性が、位相ラ
インAとBとの間の電圧Vmbの極性と逆であれば、プ
ログラムの実行は工程120へ進む。
インAとBとの間の電圧Vmbの極性と逆であれば、プ
ログラムの実行は工程120へ進む。
そこにおいて、第1と第2のSCR対16と17にはそ
れらのゲート電極へ、マイクロコンピュータ21によっ
て短いパルスが、出力ライン26と27および変圧器3
1と32を経由して供給されて、トリガが行われる。こ
のトリガによって対16.17中の順バイアスされたS
CRは導通し、それによって第1と第2の固定子コイル
11と12を通して電流I。が送り込まれる。この電流
I ahは電磁界を発生させ、それは回転子からの磁界
と相互作用して回転子を減速させる。特に、SCR対1
6と17は、この電磁界の相互作用が電動機中に負のト
ルクを発生する時にトリガされる。−旦トリガされると
、SCRは交流電流I。
れらのゲート電極へ、マイクロコンピュータ21によっ
て短いパルスが、出力ライン26と27および変圧器3
1と32を経由して供給されて、トリガが行われる。こ
のトリガによって対16.17中の順バイアスされたS
CRは導通し、それによって第1と第2の固定子コイル
11と12を通して電流I。が送り込まれる。この電流
I ahは電磁界を発生させ、それは回転子からの磁界
と相互作用して回転子を減速させる。特に、SCR対1
6と17は、この電磁界の相互作用が電動機中に負のト
ルクを発生する時にトリガされる。−旦トリガされると
、SCRは交流電流I。
が零になるまで導通状態を保つ。次にSCRはターンオ
フし、再びトリガされるまでそのままとなる。
フし、再びトリガされるまでそのままとなる。
SCHのトリガに続いて、マイクロコンピュータ21は
SCRが供給ライン電圧の第3半サイクル毎にトリガさ
れているかを決定する。この状態は、半サイクル計数器
が、工程122において読み出された時に値2を有して
いることによって、示される。電動機ブレーキングが開
始される時には、比較的高速度のために供給電圧の数サ
イクル毎に一回指定された電圧極性関係が発生する。従
って、工程122において半サイクル計数器を調べれば
、それは2よりも大きい値を有しているであろう。この
場合には、プログラム実行は工程124へ進み、そこに
おいて、プログラム実行が工程104へ戻って位相ライ
ンAとBとの間の電圧■1bの次の零交差を待ち始める
前に、半サイクル計数器が零ヘリセットされる。
SCRが供給ライン電圧の第3半サイクル毎にトリガさ
れているかを決定する。この状態は、半サイクル計数器
が、工程122において読み出された時に値2を有して
いることによって、示される。電動機ブレーキングが開
始される時には、比較的高速度のために供給電圧の数サ
イクル毎に一回指定された電圧極性関係が発生する。従
って、工程122において半サイクル計数器を調べれば
、それは2よりも大きい値を有しているであろう。この
場合には、プログラム実行は工程124へ進み、そこに
おいて、プログラム実行が工程104へ戻って位相ライ
ンAとBとの間の電圧■1bの次の零交差を待ち始める
前に、半サイクル計数器が零ヘリセットされる。
ついには、電動機10はブレーキングが始まる前の電動
機の最高速度の約50%にまで減速する。
機の最高速度の約50%にまで減速する。
この時点では、第2A図の波形■に示されたように、位
相ラインAとBの間の電圧の各第3半サイクル毎に第1
と第2のSCR対16と17がトリガされている。この
ことが最初に発生すると、最後に電圧■。と逆起電力電
圧■。が逆極性を有していた時以来、工程118での計
数器の2の増分が行われているので、工程122で調べ
られる半サイクル計数器の値は2に等しいであろう。工
程122で半サイクル計数器が2に等しくなると、プロ
グラム実行は工程126へ分岐し、そこで半サイクル計
数器は零ヘリセットされる。
相ラインAとBの間の電圧の各第3半サイクル毎に第1
と第2のSCR対16と17がトリガされている。この
ことが最初に発生すると、最後に電圧■。と逆起電力電
圧■。が逆極性を有していた時以来、工程118での計
数器の2の増分が行われているので、工程122で調べ
られる半サイクル計数器の値は2に等しいであろう。工
程122で半サイクル計数器が2に等しくなると、プロ
グラム実行は工程126へ分岐し、そこで半サイクル計
数器は零ヘリセットされる。
上に述べたように第3の固定子巻線13で検出された逆
起電力に応答して第1と第2の固定子巻線11と12へ
電流を供給させるようにSCRをトリガすることは、高
速の電動機速度においてブレーキングの間での負のトル
クを発生させることにつながる。しかしこの電流供給に
よって、時にはより低速で正のトルクを爆発的に発生す
ることがある。従って中間速度において、更に電動機速
度を減少させるために、第2と第3の固定子巻線12と
13へ、BとCの供給ラインから電流を供給するように
切り替えることが行われる。好適実施例では、この遷移
が行われる中間速度は、電動機の最高速度の約50%で
ある。このおよその速度は、第1と第2のSCR対16
と17が供給電圧の第3半サイクル毎にトリガされるこ
とで分かる。しかし、この遷移は別の中間速度で行われ
てもよいし、またその速度の検出を別の方法で行っても
よい。例えば、マイクロコンピュータタイマ等のタイマ
を用いて5CR)リガ間隔を計測してもよい。この間隔
が与えられた長さ(例えば25ミリ秒)以下になれば遷
移が起こるようにしてもよい。
起電力に応答して第1と第2の固定子巻線11と12へ
電流を供給させるようにSCRをトリガすることは、高
速の電動機速度においてブレーキングの間での負のトル
クを発生させることにつながる。しかしこの電流供給に
よって、時にはより低速で正のトルクを爆発的に発生す
ることがある。従って中間速度において、更に電動機速
度を減少させるために、第2と第3の固定子巻線12と
13へ、BとCの供給ラインから電流を供給するように
切り替えることが行われる。好適実施例では、この遷移
が行われる中間速度は、電動機の最高速度の約50%で
ある。このおよその速度は、第1と第2のSCR対16
と17が供給電圧の第3半サイクル毎にトリガされるこ
とで分かる。しかし、この遷移は別の中間速度で行われ
てもよいし、またその速度の検出を別の方法で行っても
よい。例えば、マイクロコンピュータタイマ等のタイマ
を用いて5CR)リガ間隔を計測してもよい。この間隔
が与えられた長さ(例えば25ミリ秒)以下になれば遷
移が起こるようにしてもよい。
この遷移において、プログラム実行は第3B図の工程1
30へ進み、そこではマイクロコンピュータが第2の零
交差検出器68からの入力をチエツクしてラインBとC
の間の電圧VMが零と交差する時点を検出する。これと
は別の方法として、異なる供給ライン間の電圧の位相が
一定の関係にあることから、電圧Vbeの零交差を電圧
V11にの零交差から決定することもできる。プログラ
ムの実行は、電圧Vbtの零交差が検出されるまで工程
130に留まる。その後直ちにマイクロコンピュータ2
1は工程132−140を実行する。これらの工程は、
何時SCRをトリガすべきかを決定する工程1(16−
114と同様のものである。
30へ進み、そこではマイクロコンピュータが第2の零
交差検出器68からの入力をチエツクしてラインBとC
の間の電圧VMが零と交差する時点を検出する。これと
は別の方法として、異なる供給ライン間の電圧の位相が
一定の関係にあることから、電圧Vbeの零交差を電圧
V11にの零交差から決定することもできる。プログラ
ムの実行は、電圧Vbtの零交差が検出されるまで工程
130に留まる。その後直ちにマイクロコンピュータ2
1は工程132−140を実行する。これらの工程は、
何時SCRをトリガすべきかを決定する工程1(16−
114と同様のものである。
しかしこの場合の工程群は位相ラインBとCの間の電圧
の極性を検出して、何時筒2と第3のSCR対1対表7
8をトリガして固定子巻線12と13へ電流を供給すべ
きかを決定する。
の極性を検出して、何時筒2と第3のSCR対1対表7
8をトリガして固定子巻線12と13へ電流を供給すべ
きかを決定する。
工程142において、M(11)Eと名付けられたフラ
ングをチエツクして、ブレーキングルーチンが、電動機
を停止にまで運ぶ過程の最終段階にあるかどうかが決定
される。初期には、このフラッグは零であり、プログラ
ムの実行は工程144へ進み、そこで逆起電力電圧■。
ングをチエツクして、ブレーキングルーチンが、電動機
を停止にまで運ぶ過程の最終段階にあるかどうかが決定
される。初期には、このフラッグは零であり、プログラ
ムの実行は工程144へ進み、そこで逆起電力電圧■。
とBとCの供給ライン間の電圧VbCとの間の極性関係
が決定される。
が決定される。
もしこれらの極性が同じであれば、半サイクル計数器が
、供給電圧Vbcの次の零交差を待つ工程130へ戻る
前に、固定146において増分される。そうでなく、も
しそれらの極性が互いに逆であれば、プログラムの実行
は工程148へ進む。
、供給電圧Vbcの次の零交差を待つ工程130へ戻る
前に、固定146において増分される。そうでなく、も
しそれらの極性が互いに逆であれば、プログラムの実行
は工程148へ進む。
プログラムの実行が進むと共に、半サイクル計数器のチ
エツクが行われる。初期には、半サイクル計数器は、5
CR)リガ間に一つ以上の半サイクルが存在するため、
1より大きい数を有しているであろう。その結果、マイ
クロコンピュータ21によるプログラムの実行は工程1
50へ進み、そこで半サイクル計数器は、工程152に
おいてBとCの位相ラインに対する第2と第3のSCR
対1対表78がトリガされる前に、リセットされる。こ
れによって第2と第3の固定子巻線12と13へ電流が
供給され、負の電動機トルクが生み出される。特にこの
電流は、固定子巻線12と13へ電流Isbが送りこま
れたのとわずかに異なる、逆の電圧極性状態検出の後の
時刻に、電動機中に電磁界を発生させる。この後者の電
流供給は、低速において回転子の回転磁界に対してより
よくタイミングを設定された電磁界を発生させる。この
結果、第2と第3の固定子巻線12と13への電流の供
給は、電動機停止の後半の部分においてブレーキング効
果を改善させる。
エツクが行われる。初期には、半サイクル計数器は、5
CR)リガ間に一つ以上の半サイクルが存在するため、
1より大きい数を有しているであろう。その結果、マイ
クロコンピュータ21によるプログラムの実行は工程1
50へ進み、そこで半サイクル計数器は、工程152に
おいてBとCの位相ラインに対する第2と第3のSCR
対1対表78がトリガされる前に、リセットされる。こ
れによって第2と第3の固定子巻線12と13へ電流が
供給され、負の電動機トルクが生み出される。特にこの
電流は、固定子巻線12と13へ電流Isbが送りこま
れたのとわずかに異なる、逆の電圧極性状態検出の後の
時刻に、電動機中に電磁界を発生させる。この後者の電
流供給は、低速において回転子の回転磁界に対してより
よくタイミングを設定された電磁界を発生させる。この
結果、第2と第3の固定子巻線12と13への電流の供
給は、電動機停止の後半の部分においてブレーキング効
果を改善させる。
結局、電動機が最高運転速度の約30%にまで減速する
と、トリガは供給電圧vbcの2半サイクル毎に(正の
半サイクル毎、あるいは負の半サイクル毎に)発生する
ようになる。これが起こると、半サイクル計数器は、そ
れがマイクロコンピュータ21によって工程148で調
べられた場合には、値1を有することになる。この時、
プログラムは連続点火モードに入り、逆起電力極性の如
何に関わらず、第2と第3のSCR対1対表78は毎供
給電圧サイクル内で点火される。SCRが2電圧サイク
ル毎にトリガされるようになった最初には、M(11)
E変数が工程154で増分される。そして遅延タイマに
は遅延時間がロードされ、工程156において、電動機
にブレーキングを与えるためにどのくらい長く電力の供
給を続けるべきかの指示を開始する。次に工程152に
おいて位相ラインBとCに対する二つのSCR対17と
18がトリガされる。
と、トリガは供給電圧vbcの2半サイクル毎に(正の
半サイクル毎、あるいは負の半サイクル毎に)発生する
ようになる。これが起こると、半サイクル計数器は、そ
れがマイクロコンピュータ21によって工程148で調
べられた場合には、値1を有することになる。この時、
プログラムは連続点火モードに入り、逆起電力極性の如
何に関わらず、第2と第3のSCR対1対表78は毎供
給電圧サイクル内で点火される。SCRが2電圧サイク
ル毎にトリガされるようになった最初には、M(11)
E変数が工程154で増分される。そして遅延タイマに
は遅延時間がロードされ、工程156において、電動機
にブレーキングを与えるためにどのくらい長く電力の供
給を続けるべきかの指示を開始する。次に工程152に
おいて位相ラインBとCに対する二つのSCR対17と
18がトリガされる。
この後、プログラム実行はいつでも、決定ブロック14
2から連続的な点火モードの技工程160へ分岐し、そ
こでは逆起電力電圧に関わらず供給電圧Vbcの正の半
サイクル毎に第2と第3のSCI?対17と18がトリ
ガされる。正の半サイクルを選んだのは任意であって、
負の半サイクルであってもよい。このプログラム分岐の
始めにおいて、マイクロコツピユータ21は電圧比較器
65の出力を調べて、BとCの位相ライン間の供給電圧
■、。が供給中性点またはアースに対して正であるかど
うかが決定される。もし供給電圧が正であれば、■程1
64へ進む前に、工程162において第2と第3のSC
R対17と18がトリガされる。
2から連続的な点火モードの技工程160へ分岐し、そ
こでは逆起電力電圧に関わらず供給電圧Vbcの正の半
サイクル毎に第2と第3のSCI?対17と18がトリ
ガされる。正の半サイクルを選んだのは任意であって、
負の半サイクルであってもよい。このプログラム分岐の
始めにおいて、マイクロコツピユータ21は電圧比較器
65の出力を調べて、BとCの位相ライン間の供給電圧
■、。が供給中性点またはアースに対して正であるかど
うかが決定される。もし供給電圧が正であれば、■程1
64へ進む前に、工程162において第2と第3のSC
R対17と18がトリガされる。
そうでなく、供給電圧V1.(の負の半サイクル内であ
れば、プログラム実行は工程160から直接工程164
へ進む。この時、遅延タイマがチエツクされて、ブレー
キング処理を終了すべきかが決定される。もし処理を続
けるべきであれば、マイクロコンピュータ21によるプ
ログラム実行は工程130へ戻る。
れば、プログラム実行は工程160から直接工程164
へ進む。この時、遅延タイマがチエツクされて、ブレー
キング処理を終了すべきかが決定される。もし処理を続
けるべきであれば、マイクロコンピュータ21によるプ
ログラム実行は工程130へ戻る。
第1図は、本発明に従った、三相電動機用の制御装置の
模式図である。 第2A図と第2B図は、交流電力の位相ライン間の電圧
と、電動機巻線間の逆起電力電圧の波形の概念図である
。 第3A図と第3B図は、電動機にブレーキ作用を及ぼす
制御装置の動作を示す流れ図である。 「参照番号」 10・・・電動機、1.1,12.13・・・固定子巻
線、14・・・サイリスクスイッチモジュール、15・
・・中性点、16,17.18・・・SCR対、20・
・・電動機制御装置、21・・・マイクロコンピュータ
、22・・・電圧比較器、23.24・・・抵抗、26
,27゜28・・・ライン、31,32.33・・・パ
ルス変圧器、34 35.36・・・抵抗、37・・・
共通節、41゜42.43・・・端子、50・・・差動
増幅器、5152.53・・・抵抗、54・・・帰還抵
抗、55・・・電圧比較器、56・・・抵抗、58・・
・零電圧交差検出器、60・・・差動増幅器、62.6
3・・・抵抗、64・・・帰還抵抗、65・・・電圧比
較器、66・・・抵抗、68・・・零電圧交差検出器、
71.72・・・手動押しボタンスイッチ、74.76
・・・抵抗。 FIG、 1
模式図である。 第2A図と第2B図は、交流電力の位相ライン間の電圧
と、電動機巻線間の逆起電力電圧の波形の概念図である
。 第3A図と第3B図は、電動機にブレーキ作用を及ぼす
制御装置の動作を示す流れ図である。 「参照番号」 10・・・電動機、1.1,12.13・・・固定子巻
線、14・・・サイリスクスイッチモジュール、15・
・・中性点、16,17.18・・・SCR対、20・
・・電動機制御装置、21・・・マイクロコンピュータ
、22・・・電圧比較器、23.24・・・抵抗、26
,27゜28・・・ライン、31,32.33・・・パ
ルス変圧器、34 35.36・・・抵抗、37・・・
共通節、41゜42.43・・・端子、50・・・差動
増幅器、5152.53・・・抵抗、54・・・帰還抵
抗、55・・・電圧比較器、56・・・抵抗、58・・
・零電圧交差検出器、60・・・差動増幅器、62.6
3・・・抵抗、64・・・帰還抵抗、65・・・電圧比
較器、66・・・抵抗、68・・・零電圧交差検出器、
71.72・・・手動押しボタンスイッチ、74.76
・・・抵抗。 FIG、 1
Claims (17)
- (1)三相A、B、Cを有する交流電圧源から電力供給
を受ける第1、第2、第3の巻線を有する電動機を制御
するための装置であって、 第1、第2、第3のスイッチ手段であって、前記スイッ
チ手段がトリガ信号によって導通させられたときには、
電源の三相A、B、Cへ、第1、第2、第3の各巻線を
つなぐようになった、スイッチ手段、 トリガ信号を前記スイッチ手段へ供給して、負の電動機
トルクを発生させるための手段、 を含み、 電動機の速度が、第1のあらかじめ定められたレベル以
上にある時に、位相AとBとの間の電圧の極性が前記第
3の巻線両端に誘起される逆起電力電圧の極性と逆極性
であった場合に応答して、トリガ信号を前記第1と第2
のスイッチ手段へ供給するようになっており、 電動機の速度が第1のあらかじめ定められたレベルより
小さい時に、位相BとCとの間の電圧の極性が前記第3
の巻線両端に誘起される逆起電力電圧の極性と逆極性で
あった場合に応答して、トリガ信号を前記第2と第3の
スイッチ手段へ供給するようになった、 装置。 - (2)第1項の装置であって、更に、電動機の速度と第
1のあらかじめ定められたレベルとの関係を検出するた
めの手段を含む、装置。 - (3)第3項の装置であって、前記関係を検出する手段
が、前記スイッチ手段へのトリガ供給の間の経過時間を
決定するための手段を含むような、装置。 - (4)第2項の装置であって、前記関係を検出するため
の第1の手段が、前記スイッチ手段へのトリガ信号供給
の間の期間内に発生する、電源からの交流電圧の半サイ
クルの数を計数するための手段を含むような、装置。 - (5)第1項の装置であって、更に、電動機の速度が第
1のあらかじめ定められたレベルよりも低速の第2のあ
らかじめ定められたレベルよりも低い時に、逆起電力電
圧の如何に関わらず、電源からの交流電圧の各サイクル
毎にトリガ信号を前記スイッチ手段の一対へ供給するた
めの第3の手段を含む、装置。 - (6)第5項の装置であって、更に、電動機の速度と第
2のあらかじめ定められたレベルとの関係を検出するた
めに、前記スイッチ手段へのトリガ信号供給の間の経過
時間を決定するための手段を含む、装置。 - (7)第5項の装置であって、更に、電動機の速度と第
2のあらかじめ定められたレベルとの関係を検出するた
めに、前記スイッチ手段へのトリガ信号供給間の期間内
に発生する、電源からの交流電圧の半サイクルの数を計
数するための手段を含む、装置。 - (8)三相A、B、Cを有する交流電圧源から電力供給
される第1、第2、第3の巻線を有する電動機の速度を
減速させるための装置であって、第1、第2、第3のス
イッチ手段であって、前記スイッチ手段が個別のトリガ
信号によって導通状態に励起された時に、電源の三相A
、B、Cへ、それぞれ第1、第2、第3の巻線をつなぐ
ようになった、スイッチ手段、 電動機の前記第3の巻線の両端に誘起される逆起電力電
圧の極性を検出するための第1の手段、電源の位相Aと
Bとの間の電圧の極性を検出するための第2の手段、 電源の位相BとCとの間の電圧の極性を検出するための
第3の手段、 前記第1と第2の検出手段に応答して、電動機の速度が
第1のあらかじめ定められたレベル以上の時に、位相A
とBとの間の電圧の極性が前記第3の巻線の両端に誘起
される逆起電力電圧の極性と逆極性である場合に応答し
て、前記第1と第2のスイッチ手段へトリガ信号を供給
するための、第1の手段、 前記第1と第3の検出手段に応答して、電動機の速度が
第1のあらかじめ定められたレベルより小さい時に、位
相BとCとの間の電圧の極性が前記第3の巻線の両端に
誘起される逆起電力電圧の極性と逆極性である場合に応
答して、前記第2と第3のスイッチ手段へトリガ信号を
供給するための、第2の手段、 を含む、装置。 - (9)第8項の装置であって、更に、電動機の速度が第
1のあらかじめ定められたレベル以上である時を検出す
るために、前記第1と第2のスイッチ手段へのトリガ信
号供給の間の経過時間を決定するための手段を含む、装
置。 - (10)第8項の装置であって、更に、電動機の速度が
第1のあらかじめ定められたレベル以上である時を検出
するために、前記電源の位相AとBとの間の交流電圧の
半サイクルの数を計数するための手段を含む、装置。 - (11)第8項の装置であって、更に、電動機の速度が
第1のあらかじめ定められたレベルよりも低速の第2の
あらかじめ定められたレベルよりも低い時に、電源の位
相BとCとの間の交流電圧の各サイクル毎に、前記第2
と第3のスイッチ手段へトリガ信号を供給するための第
3の手段を含む、装置。 - (12)第11項の装置であって、更に、電動機の速度
が第2のあらかじめ定められたレベル以上である時を検
出するために、前記第2と第3のスイッチ手段へのトリ
ガ信号供給の間の経過時間を決定するための手段を含む
、装置。 - (13)第11項の装置であって、更に、電動機の速度
が第2のあらかじめ定められたレベル以上である時を検
出するために、前記第2と第3のスイッチ手段へのトリ
ガ信号供給の間の期間に発生する、電源の位相BとCと
の間の交流電圧の半サイクルの数を計数するための手段
を含む、装置。 - (14)第1、第2、第3のスイッチ手段によって、前
記スイッチ手段がトリガ信号によって導通状態に励起さ
れている時に、交流電圧の三つの位相A、B、Cへそれ
ぞれつながれる第1、第2、第3の巻線を有する電動機
の速度を減速させるための方法であって、 前記電動機の第3の巻線の両端に誘起される逆起電力電
圧の極性を検出すること、 電源の位相AとBとの間の電圧の極性を検出すること、 電源の位相BとCとの間の電圧の極性を検出すること、 位相AとBとの間の電圧の極性が第3の巻線の両端に誘
起される逆起電力電圧の極性と逆極性であり、また電動
機の速度が第1のあらかじめ定められたレベル以上であ
る時に、前記第1と第2のスイッチ手段へトリガ信号を
供給すること、位相BとCとの間の電圧の極性が前記第
3の巻線の両端に誘起される逆起電力電圧の極性と逆極
性であり、また電動機の速度が第1のあらかじめ定めら
れたレベルよりも低い時に、前記第2と第3のスイッチ
手段へトリガ信号を供給すること、を含む、方法。 - (15)第14項の方法であって、更に、電動機の速度
と第1のあらかじめ定められたレベルとの関係を検出す
るために、前記第1と第2のスイッチ手段へのトリガ信
号供給の間の経過時間を決定すること、を含む方法。 - (16)第14項の方法であって、更に、電動機の速度
が第1のあらかじめ定められたレベルよりも低速の第2
のあらかじめ定められたレベルより低い時に、交流電圧
の各サイクル毎に、前記スイッチ手段の一対へトリガ信
号を供給すること、を含む方法。 - (17)第14項の方法であって、更に、電動機の速度
が第1のあらかじめ定められたレベルよりも低速の第2
のあらかじめ定められたレベルよりも低い時に、位相B
とCとの間の交流電圧の各サイクル毎に、前記第2と第
3のスイッチ手段へトリガ信号を供給すること、を含む
方法。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US07/514,896 US4978897A (en) | 1990-04-26 | 1990-04-26 | Motor controller with an improved stopping technique |
US514896 | 1990-04-26 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0412685A true JPH0412685A (ja) | 1992-01-17 |
Family
ID=24049137
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2336994A Pending JPH0412685A (ja) | 1990-04-26 | 1990-11-30 | 電動機制御装置 |
Country Status (9)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4978897A (ja) |
EP (1) | EP0453632B1 (ja) |
JP (1) | JPH0412685A (ja) |
KR (1) | KR100243339B1 (ja) |
AU (1) | AU626474B2 (ja) |
BR (1) | BR9006541A (ja) |
CA (1) | CA2029310C (ja) |
DE (1) | DE69021195T2 (ja) |
MX (1) | MX173436B (ja) |
Families Citing this family (19)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5506487A (en) * | 1991-03-28 | 1996-04-09 | General Electric Company | Systems and methods for driving a compressor with a motor |
US5187419A (en) * | 1991-05-06 | 1993-02-16 | Allen-Bradley Company, Inc. | Electric motor control apparatus and method |
IT1254734B (it) * | 1992-03-24 | 1995-10-10 | Faac Spa | Metodo e dispositivo per il controllo della velocita' di motori asincroni |
ES2052445B1 (es) * | 1992-12-02 | 1995-02-01 | Tigsa | Medios para la regulacion de la valvula dosificadora en comederos para ganado. |
DE4310485A1 (de) * | 1993-03-31 | 1994-10-06 | Kimo Ind Elektronik Gmbh | Verfahren zum Betrieb einer Schaltungsanordnung zur Steuerung bzw. Regelung des Anlaufens, Abbremsens und der Drehzahl eines Drehstrom-Asynchronmotors |
US5548197A (en) * | 1994-09-28 | 1996-08-20 | Allen-Bradley Company, Inc. | Method and apparatus for determining motor speed using zero crossing times |
US6227961B1 (en) | 1998-05-21 | 2001-05-08 | General Electric Company | HVAC custom control system |
CA2395500C (en) * | 1999-12-23 | 2011-01-25 | Siemens Aktiengesellschaft | Method for operating asynchronous motors and corresponding device |
US6407529B1 (en) * | 2000-05-19 | 2002-06-18 | Eaton Corporation | Method for controlling the starting of an induction motor utilizing closed loop alpha control |
US6380708B1 (en) * | 2000-05-19 | 2002-04-30 | Eaton Corporation | Method for controlling the starting of an AC induction motor |
US6420848B1 (en) * | 2000-05-19 | 2002-07-16 | Eaton Corporation | Method and controlling the starting of an AC induction motor with closed loop current control |
NL1018960C2 (nl) * | 2001-09-14 | 2003-03-17 | Holec Holland Nv | Driefasensysteem met een inschakelinrichitng voor het gecontroleerd inschakelen van een belastingsnetwerk op een driefasenvermogensbron. |
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