JPS5872380A - 電圧と周波数とを変化できる電源 - Google Patents

電圧と周波数とを変化できる電源

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JPS5872380A
JPS5872380A JP56172402A JP17240281A JPS5872380A JP S5872380 A JPS5872380 A JP S5872380A JP 56172402 A JP56172402 A JP 56172402A JP 17240281 A JP17240281 A JP 17240281A JP S5872380 A JPS5872380 A JP S5872380A
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JP
Japan
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circuit
output
frequency
voltage
power
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JP56172402A
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English (en)
Inventor
Kikuo Shida
紫田 規久雄
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YAMABISHI DENKI KK
Original Assignee
YAMABISHI DENKI KK
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/42Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
    • H02M7/44Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/48Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Inverter Devices (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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はI:、としてモータの回転制御に使用される′
1↓L圧と周波数とが制御できる電源−に関する。
インダクションモータの回転トルクは、電圧の2乗に比
例して周波数に反比例する。従って、供給型11を低ド
させることによってモータの回転数を低ドさせることは
uf能である。しかしながら、イン々゛クン゛ヨンモー
クは、回転速度に対するトルクノノーブが垂ド特性でな
く 、f!IIち、回転数が高くなるに従ってしだいに
トルクが低下する特性でない為、電圧のみを変化して大
幅に、しかも効率よく回転数を低下できない。
この種のモータは同期速度が周波数に比例することから
周波数を低下させて回転速度を遅くする方式がよい。こ
の場合、モータの回転トルクは、周波数に反比例して電
圧の2乗に比例することから、周波数を低下させると同
時に供給電圧を低下させるのが最良の方式となる。従っ
て・モータ駆動用の電源は、出力電圧と周波数とを同時
に制御するのがよい。出力電圧は、従来の方式、゛例え
ば5CRO点弧角を制御する回路で比較的簡単に調整で
きるが、周波数の制御は決して簡単にはできない。
本発明者は、ROMを使用することによって極めて簡単
な回路で周波数を変化できるインバータを実用化した。
従って本発明の重要な目的は、出力周波数を簡単にi+
J変できると共に、周波数を変化する回路が簡単で、し
かも交流出力型JJを簡単に低歪化できる電月二と周波
数とを変化できる電源を提供するにある。
以下本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
第1図に示す電源は、入力される交流電力を直流電力に
変換する整流回路1と、この整流回路1でイケられた直
流を交流に変換するインバータ2と、インバータ2の交
流出力電力の周波数を変化させる周波数制御回路3と、
整流回路1の出力直流電力の電圧を調整する電圧側−回
路4と、この電F14制御回路4と1開披数制御回路3
とを制御する入/J回路5とを備えでいる。  ゛ 整流回路は6個の5CR5を使用した3組ブリッジ回路
で、ブリッジの出力側にLdc 7が接続されている。
この回路は、従来から多用されている整流回路で、5c
h6のf制御角を制御して、直流出力′電圧を制御する
。即ち、電源電圧に対するゲート信号の位相角である制
御角が零から大・きくなるに従って直流出力電圧は低下
される。
第2図には、3個のダイオード8と3個の5CR6をブ
リッジに接続した整流回路が示されている。この整流回
路も、第1図の整流回路1と同様に5CR5の制御角を
変えて直流出力電圧を調整する。
インバータ2は、LaCと、2個のパワートランジスタ
9が直列に接続されたものが3組並列に接続されており
、直列に接続されたトランジスタ9の中間から3相交流
出力を得る。
I−上゛に直列2坂に接続された2個のトランジスタ9
は、ベースに入力されるオン、オフ信号によって、一方
がオンのときに片方がオフとされ、直流電力を3相交流
電力に変換する。第1図のインバータハ、トランジスタ
9のフレフタが+側に、エミッタが一側に接続されてい
る。
第2図のインバータ2は、PNPとNPNのトランジス
タ9がコンプリメンタリに直列ニ接続さ 、ねたもので
、直列に接続されたトランジスタはおll:いにエミッ
タが共通に接続され、コレクタが直流電源に接続されて
いる。
インバータニは、スイッチング素子としてトランジスタ
に代ってSCRを使用することもできる。
この回路が第3図に示されている。第2図および第3図
に於て、トランジスタ9又は5CRIOは、第1図のト
ランジスタ9と同様に、−1:、fNのスイッチング素
子がオンのときに、1”12のスイッチング素トがオフ
とされる。
周波数制御回路3は、発揚周波数が変化できるり四ツク
発振回路11と、このクロック発振回路11゛の基準ク
ロックく1号を整数Nビット1、例えば8ヒツトのデジ
タル信号に変換するカウンタ12と、このカウンタ12
の8ビットデジタル信号で順番に指定されたメモリ番地
の1.0信号を出力するROM13と、このROM13
の1.0信号をインバータ2のスイッチング素子に入力
するオン、オフ回路14とを備えている。
クロック発振回路11け、クロックパルスをカウンタ1
2に送って、カウンタ12に0.1.2.3.4、・・
Φ・・遂次信号を8ビツトの2進数で発生させる。
1仮りに、ROM13の記憶容置が256ビツトで、R
OM13がサイン波を1サイクル記憶する場合、クロッ
ク発振回路が256X60、即ち、15360Hzのク
ロックパルスを発振するとき、インバータの交流出力は
60Hzとなる。
通常、イーンバータは、50又Fi60HzcD交流出
力の約10分の1、即ち5〜5Hzから50〜5QHz
の交流出力とする場合が多い。従って、クロック発振回
路は、メモリ容にが256ビツトでこれが1サイクルの
サイン波を記憶する場合、。
1280〜15360H2のクロックパルスを出すよう
に設計される。
このクロック発振回路11は、例えば、水晶発振回路を
有する゛周波数シンセサイザ、入力回路石・らの入力電
圧によって発振周波数が変化させられる電圧制御発振回
路等が使用できる。
カウンタ12は、クロックパルスが人力される度に、出
力信号に1が加算された8ビツトの2進数を出力する。
ROM1≦の記憶容けが256ビツトの場合、256番
目に0にリセットされ、0〜25508ビツト2進数を
繰り返し出力する。
ROM13は、0〜255番地までの間に、第4図に示
す如く、復調されるとサイン波となるPWM波形を記憶
する。このPWM波形は、サイン波のピーク付近で最も
パルス幅が広く、零点に近づくに従ってパルス幅が狭く
なる。3相の交流用のインバータは、120度位相差の
サイン波をROMが記憶する。
例えばROMの容置が256・ビットの場合、第5図に
示すように、1サイクルの360度が255ビツトに相
当する為、ROM13Aは実線Aで示されるように、0
〜128ビツトにプラスの半サイクル、128〜255
ビツトにマイナスの半サイクル分を記憶し、ROM13
Bは、鎖線Bの如く、85〜213ビツトにプラスの半
サイクル、170〜255〜0〜85ビット間にマイナ
スの半サイクル1.ROM13Cは、一点鎖線Cの如く
、170〜255〜0〜43ビット間にプラスの半サイ
クル、43〜170ビツト間にマイナスの半サイクルを
記憶する。
たた、ROM13の記憶する1、0信号によって得られ
るPWM波形は、これを復調するとサイン波が余波整流
された波形となる5、従って、オン、オフ回路14か、
半サイクル毎にF―丁のトランジスタ9のベース電流を
切り換える。
詞ン、オフ回路14は、ROM13の出力信号−c モ
ってインバータのスイッチング素子であるトランジスタ
9又はSCR10をオン、オフするもので、3組女流出
力用に3組のドライバ15A、15B、15“Cを有す
る。各ドライバは、ROM13の出力化+jをスイッチ
ング素子がオン、オフできる電圧と゛出力に増幅する。
ドライバの出力側にはゲート回路が接続されており、こ
のゲート回路でもって、半サイクル毎に、(、ド直列に
接続された1列目のスイッチング素子への電力供給を切
り換えて、インバータ2に交流サイン波を出/Jさせる
最1一段のドライバ15Aに接続された2組のゲート回
路16A、16Aは、−万のゲート回路16Aがカウン
タ12のθビット目でリセットされて[;段のスイッチ
ング素子にベース又はトリガ電流を供給し、もう一方の
ゲート回路16八′か128ビツト目で上段のスイッチ
ング素子にベース又はトリガ電流を供給する。従って、
−1−下に直列2段に連結されたトランジスタの中間接
続点Aは、0〜128ビット間でプラスの半サイクル、
128〜255ビツトでマイナスの半サイクルのサイン
波を出す。
2段目のドライバに接続されたゲート回路16B、16
Bは、85ビツト目で上段のスイッチング素子に、、 
213ビツト目で下段のスイッチング素子に、3段目の
ゲート回路16C,16Cは、170ビツト目で上段に
、43ビツト目で下段に切り換える。
2段目のドライバ15Bでドライブされる2列目のスイ
ッチング素子は、1列目に対して120度f、ン相の遅
れたサイン波を出し、3段目のドライバ15Cでドライ
ブされる3列目のスイッチング素r−は、更に2列目の
出力点Bに対して120度位相遅れのサイン波を出す。
入力回路5は、モータの回転数センサ、あるいは室内に
配設される温度センサ、あるいは又、手動で制御される
可変抵抗器等を有し、これ等の入力f、?号でもって、
電圧制御回路4と両波数制御回路3とを制御する。  
1仮りに、インバータの出力電圧を低−ドさせるfit
号が入力回路5に入力されたとすると、入力回路5け、
電圧制御回路4によって5CR6の制御角を大きくし、
整流回路の直流出力電圧を下けるとJ℃に、周波数制御
回路3には、クロック発振回路11の出ノエパルス周期
を長くする信号を送る。
クロックパルスの周期が長くなると、カウンタ12の出
力に1ビツト加算される時間が長くなって、ROM13
からは長い時間掛って1サイクル分のPWM波形が出力
される。ROM13の出力はドライバを介してインバー
タ2のスイッチング素子に伝達され、インバータのオン
、オフ時間が長くなって出力周波数が低下される。
I−記の如く構成された電圧と同波数とを変化できる電
源は、クロック発振回路の発振周波数を調整することに
よってROMの読み出し時間を調整し、これによってイ
ンバータの交流出力周波数を調整する為、出力周波数の
変化がいたって簡単にできると共に、その為の回路を相
当に簡素して低コスト化でき、史にROMの容量を増加
するたけで出力波形の歪を減少でき、更に又、全体の電
力効率が高くて応答速度を速くできる卓効を実現する。
【図面の簡単な説明】
第1図ないし第2同社本発明の一実施例を示す重席1の
ゾロツク線図、第3図はインバータの一例を、」りす回
路図、第4図および第5図は復調さiまたサイン半サイ
クルとPWM波形を示すグラフ、第6図は360度か2
55ビツトに相当する3相交流波形を示すグラフである
。 1・・整流回路、2・・インバータ、3・・lA9波数
制御回路、4・・電圧制御回路、5壷・入力回路、6・
・5CR17・・Ldc、8・・グイオート、9@・ト
ランジスタ、10・・SCR,11・・クロック発振回
路、12・・カウンタ、13・・ROM、14・・オン
、オフ回路、15・・ドライバ、16・・ゲート回路、 第  3  図 LaC 376− 5・合 4 (¥1 第  51図 1モリ爵地

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 (11整流素r・を有し、整流1Fは少なくとも一部か
    SCRで、このSCRの点弧角を制御することに1って
    、人/Jされる交流電力を、電圧が変化する直流電力に
    変換する整流回路と、この整流回路り出J)との間にス
    イッチング素r−か接続され、スイッチング素子をオン
    、オフして直流′電力を父lイこ電力に変換するインバ
    ータと、このイン1<−りのスイッチング素r・のオン
    、オフ時間をル1]御して交流゛市力の1.+4波数を
    変化させる周波数制御回路と、1111記整流回路のS
    CRを制御して直流電化を変化させる電圧制御回路と、
    この電圧制御回路と周波数制御回路とを制御する入力回
    路とを備えた電源において、電f1:制御回路が、入力
    回路からの人力(A号に1って17,1波数を変化させ
    られるクロック発振回路と、このクロック発振回路の出
    力を整数Nビ′チトのデジタル信号に変換するカウンタ
    と、このカウンタの出力信号でメモリ番地が指定され、
    指定されたメモリ゛番地の内容を出力するROMと、こ
    のROMの出力でインバータのスイッチング孝r−をオ
    ン、オフさせるオン、オフ回路とを備えており、ROM
    は復調されるとサイン波又はこれに近似する波形に変換
    されるPWM波形を記憶しており、クロック発振回路は
    前記の入力回路に連結されており、入力回路からクロッ
    ク発振回路に人力される信号によってクロック発振回路
    の出力周波数が変化され、これによってカウンタがRO
    Mに送るNヒットテジタル信けの時間間隔が制御されて
    ROMの記憶信号送り出し時間が変化され、スイッチン
    グ素子のオン、オフ時間が変化されて出力受流゛1[力
    の周波数が制御されるように構成された電fj−と周波
    数とを変化できる電源。 (、!)  インハークのスイッチング素f−がトラン
    ジス、り(はSCRのいJ’ilかである特許請求の範
    囲第(11f口記載の電圧と周波数とを変fLできる電
    源。 (:<+  ROMが3組あって、それぞれのROMは
    、復調されるとG741IJ差が120度のサイン波と
    なるPWM波形を記憶しており、インハークが3組女t
    7Ic電/Jを出す特許請求の範囲第(1)項記載の電
    圧と周波数と、を変化できる電源。
JP56172402A 1981-10-26 1981-10-26 電圧と周波数とを変化できる電源 Pending JPS5872380A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6152497U (ja) * 1984-09-11 1986-04-09
JPS61285078A (ja) * 1985-06-10 1986-12-15 Hitachi Ltd 電気車用電力変換器の制御装置
JPH06112835A (ja) * 1992-09-29 1994-04-22 Kanagawa Pref Gov パルス幅変調による疑似波形の交流発生回路
JP2017199585A (ja) * 2016-04-28 2017-11-02 日立アプライアンス株式会社 高周波加熱調理器

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