JPS596152B2 - Single phase stationary Leonard device - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、直流電動機を可逆可変速駆動する単相静止
レオナード装置に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a single-phase stationary Leonard device for driving a DC motor at a reversible variable speed.

従来この種の装置として第１図に示すようなものがある
。第１図において、１は単相交流電源、２は直流電動機
、３はこの直流電動機２に正方向の電流を流すための制
御整流装置であつて、例えば図に示すようにサイリスタ
３１〜３４で構成されるサイリスタ整流装置（以下、正
方向サイリスタ装置と称する）である。４は同様の直流
電動機２に逆方向の電流を流すための制御整流装置であ
つて、例えば図に示すようにサイリスタ４１〜４４から
なるサイリスタ整流装置（以下、逆方向サイリスタ装置
と称する）、５は正方向サイリスタ装置３に点弧パルス
を与えるための正側点弧装置、６は逆方向サイリスタ装
置４に点弧パルスを与えるための逆側点弧装置、７は直
流電動機２を所望の速度で回転させるため、正方向サイ
リスタ装置３あるいは逆方向サイリスタ装置４の出力電
圧値を所定に保つ様に正側点弧装置５あるいは逆側点弧
装置６の点弧時点を制御する制御装置である。A conventional device of this type is shown in FIG. In FIG. 1, 1 is a single-phase AC power source, 2 is a DC motor, and 3 is a controlled rectifier for causing a positive current to flow through the DC motor 2. For example, as shown in the figure, thyristors 31 to 34 are used. This is a thyristor rectifier device (hereinafter referred to as a positive direction thyristor device) configured as shown in FIG. Reference numeral 4 denotes a control rectifier for passing a current in the opposite direction to the similar DC motor 2, for example, as shown in the figure, a thyristor rectifier including thyristors 41 to 44 (hereinafter referred to as a reverse thyristor device); is a positive ignition device for giving an ignition pulse to the forward direction thyristor device 3; 6 is a reverse ignition device for giving an ignition pulse to the reverse thyristor device 4; and 7 is a control device for controlling the DC motor 2 to a desired speed. This is a control device that controls the firing point of the positive side ignition device 5 or the reverse side ignition device 6 so as to maintain the output voltage value of the forward direction thyristor device 3 or the reverse direction thyristor device 4 at a predetermined value in order to rotate the device. .

次にこの従来装置の動作について説明する。直流電動機
２の回転速度はその端子Ａ、Ｂ間の電圧値に比例する。
また、直流電動機２は、端子Ａの側に正電圧を加えると
正方向回転し、反対に端子Ｂの側に正電圧を加えると逆
方向回転する。しかして、このように直流電動機２を回
転させるための所望の直流電圧値と、電圧方向を得るた
めの装置が２組のサイリスタ装置３および４である。こ
こで、サイリスタ装置３および４の直流出力電圧値を第
２図に基づいて説明する。いま、正方向サイリスタ装置
３に第２図ａに示すような単相交流電源１の出力電圧が
供給されている状態で、正方向サイリスタ装置３のサイ
リスタ３１，３２に第２図ｂに示すようなタイミングの
点弧パルスを、そしてサイリスタ３３，３４に第２図ｃ
に示すようなタイミングの点弧パルスをそれぞれ入力し
たとすると、上記単相交流電源１の電圧波形が整流され
て第２図ｄに示すような波形の電圧が直流電動機２の端
子Ａ，Ｂ間に与えられる。Next, the operation of this conventional device will be explained. The rotational speed of the DC motor 2 is proportional to the voltage value between its terminals A and B.
Further, the DC motor 2 rotates in the forward direction when a positive voltage is applied to the terminal A side, and rotates in the reverse direction when a positive voltage is applied to the terminal B side. Thus, the two sets of thyristor devices 3 and 4 are devices for obtaining the desired DC voltage value and voltage direction for rotating the DC motor 2. Here, the DC output voltage values of the thyristor devices 3 and 4 will be explained based on FIG. 2. Now, while the output voltage of the single-phase AC power supply 1 as shown in FIG. 2a is being supplied to the positive direction thyristor device 3, the thyristors 31 and 32 of the forward direction thyristor device 3 are supplied with the output voltage as shown in FIG. 2b. An ignition pulse with a suitable timing is applied to the thyristors 33 and 34 as shown in Fig.
Assuming that ignition pulses with timings as shown in FIG. given to.

この端子Ａ，Ｂ間の電圧波形の第２図ｄに破線で示す平
均値ＥＡＦが直流電動機２の入力電圧値となり、この入
力電圧値に応じて直流電動機２は正方向回転することに
なる。他方、逆方向サイリスタ装置４を点弧制御する場
合も同じように、逆方向サイリスタ装置４のサイリスタ
４１，４２に第２図ｅに示すようなタイミングの点弧パ
ルスを、そしてサイリスタ４３，４４に第２図ｆに示す
ようなタイミングの点弧パルスをそれぞれ入力すること
によつて、直流電動機２の端子Ａ，Ｂ間には前記第２図
ｄの逆方向の第２図ｇに示すような波形の電圧が得られ
、もつて、直流電動機２は第２図ｇに破線で示す入力電
圧値ＥＡＲに応じて反転する。The average value EAF of the voltage waveform between the terminals A and B, shown by the broken line in FIG. 2d, becomes the input voltage value of the DC motor 2, and the DC motor 2 rotates in the forward direction in accordance with this input voltage value. On the other hand, when controlling the firing of the reverse thyristor device 4, similarly, a firing pulse is applied to the thyristors 41 and 42 of the reverse direction thyristor device 4 at the timing shown in FIG. By inputting the ignition pulses with the timings shown in FIG. 2f, the voltage between the terminals A and B of the DC motor 2 is as shown in FIG. 2g in the opposite direction to FIG. A waveform voltage is obtained, and the DC motor 2 is inverted in response to the input voltage value EAR, which is indicated by the broken line in FIG. 2g.

また、この様な両方向タイプの装置では直流電動機２が
正方向サイリスタ装置３により正転中、逆方向サイリス
タ装置４で逆方向電流を流せば直流電動機２に回生制動
が加わり、急速停止させることができる。In addition, in such a bidirectional type device, when the DC motor 2 is rotating in the forward direction by the forward direction thyristor device 3, if a reverse direction current is passed through the reverse direction thyristor device 4, regenerative braking is applied to the DC motor 2, and it is possible to quickly stop the motor. can.

制動中の電流は逆方向サイリスタ装置４の出力電圧によ
り希望値に制御できる。そのときのサイリスタ４１，４
２および４３，４４にそれぞれ供給される点弧パルスの
タイミングは第２図ｈおよび第２図１で示され、直流電
動機２の端子Ａ，Ｂ間の電圧波形は第２図ｊで示され、
その平均値はＥＡＦとなる。さて、静止レオナード装置
は以上のように動作するのでスムーズな運転及び制動を
行なうには次の条件が必要である。The current during braking can be controlled to a desired value by the output voltage of the reverse thyristor device 4. Thyristor 41, 4 at that time
2 and 43, 44, respectively, are shown in FIG. 2h and FIG. 21, and the voltage waveform between terminals A and B of the DC motor 2 is shown in FIG. 2j,
The average value is EAF. Now, since the static Leonard device operates as described above, the following conditions are necessary for smooth operation and braking.

まず、当然のことであるが各サイリスタ装置３および４
の出力電圧波形の平均値が直流電動機２の定格電圧より
高いこと。次に、直流電動機２の定格電圧値付近で微小
な電圧値まで制御するためには直流電動機２の定格電圧
値以上の瞬時値の時に点弧させる必要があること。した
がつて、微小電流から重負荷電流までスムーズに運転す
るためには両条件が同時に必要である。単相レオナード
装置においては出力平均値は最大、０．９×（交流電源
電圧）で表わされる値となるが、そのときの瞬時値は低
くなるため、上記両条件を満すためには、０．７５Ｘ（
交流電源電圧）に抑えて使用しなければならず、直流電
動機の定格電圧を下げるか、あるいは電源の容量を大き
くする必要がある。したがつて、従来装置では電源の利
用率が低くなり、電動機容量に対して大容量の電源が必
要となる欠点があつた。First, of course, each thyristor device 3 and 4
The average value of the output voltage waveform of is higher than the rated voltage of the DC motor 2. Next, in order to control down to a very small voltage value near the rated voltage value of the DC motor 2, it is necessary to ignite it when the instantaneous value is higher than the rated voltage value of the DC motor 2. Therefore, both conditions are required simultaneously in order to operate smoothly from minute currents to heavy load currents. In a single-phase Leonard device, the maximum output average value is a value expressed by 0.9 x (AC power supply voltage), but the instantaneous value at that time is low, so in order to satisfy both of the above conditions, .75X (
It is necessary to lower the rated voltage of the DC motor or increase the capacity of the power supply. Therefore, the conventional device has the drawback that the utilization rate of the power source is low and that a large capacity power source is required relative to the motor capacity.

この発明は上述のような従来のものの欠点を除去するた
めになされたもので、点弧装置に改良を加えることによ
り高い電圧まで出力することのできる単相静止レオナー
ド装置を提供することを目的としている。This invention was made in order to eliminate the drawbacks of the conventional ones as described above, and its purpose is to provide a single-phase stationary Leonard device that can output up to a high voltage by improving the ignition device. There is.

以下、この発明の一実施例を第３図ないし第５図に基づ
いて詳しく説明する。Hereinafter, one embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 3 to 5.

第３図はこの発明の一実施例を示すものであつて、第１
図の回路と相違する点は、正方向サイリスタ装置３と正
側点弧装置５、および逆方向サイリスタ装置４と逆側点
弧装置６の間に正側点弧追加装置８、逆側点弧追加装置
９をそれぞれ設け、正側点弧装置５がサイリスタ３１，
３２あるいは３３，３４に点弧パルスを印加した時点か
ら所定時間経過後、サイリスタ３４あるいは３２に上記
正側点弧追加装置８から点弧パルスを印加し、逆側点弧
装置６がサイリスタ４１，４２あるいは４３，４４に点
弧パルスを印加した時点から所定時間経過後、サイリス
タ４４あるいは４２に上記逆側点弧追加装置９から点弧
パルスを印加するように構成したことである。FIG. 3 shows one embodiment of the present invention.
The difference from the circuit shown in the figure is that between the forward thyristor device 3 and the positive ignition device 5, and between the reverse thyristor device 4 and the reverse ignition device 6, there is a forward ignition additional device 8, and a reverse ignition Additional devices 9 are provided, and the positive side ignition device 5 is connected to the thyristor 31,
After a predetermined period of time has elapsed from the time when the ignition pulse is applied to the thyristor 32 or 33, 34, the ignition pulse is applied to the thyristor 34 or 32 from the above-mentioned positive side ignition addition device 8, and the reverse side ignition device 6 activates the thyristor 41, 34. The ignition pulse is applied to the thyristor 44 or 42 from the reverse ignition addition device 9 after a predetermined period of time has elapsed since the ignition pulse was applied to the thyristor 42 or 43 or 44.

次にこの発明に係る単相静止レオナード装置の動作を、
第４図の信号波形と共に説明する。Next, the operation of the single-phase stationary Leonard device according to the present invention is as follows.
This will be explained together with the signal waveform shown in FIG.

いま、正方向サイリスタ装置３に第４図ａに示すような
単相交流電源１の出力電圧が供給されている状態で、正
側点弧装置５が制御装置７の制御信号に応じて正方向サ
イリスタ装置３のサイリスタ３１および３２に第４図ｂ
に示すような点弧パルスを印加したとすると、その時点
で直流電動機２の端子Ａ，Ｂ間には電源電圧（正弦波の
一部）がかかる。そのあと、ある一定時間Ｔが経過する
と正側点弧追加装置８が第４図ｅに示すようなタイミン
グでサイリスタ３４に点弧パルスを印加するため、その
時点で直流電動機２のインダクタンスの作用によりサイ
リスタ３１と３４とが通流し、直流電動機２の端子Ａ，
Ｂ間の電圧は零となる。同様にサイリスタ３３および３
４に第４図ｄに示すような点弧パルスを印加し、ある一
定時間Ｔ後正側点弧追加装置８から第４図ｃに示すよう
なタイミングでサイリスタ３２に点弧パルスを印加する
ことによつてサイリスタ３３と３２とが通流し、もつて
端子Ａ，Ｂ間の電圧が零となる。したがつて端子Ａ，Ｂ
間の電圧波形は第４図ｆに示すようにマイナス側には電
圧が発生しない波形となり、その平均値は破線で示すＥ
ＡＦ′となる。よつて、従来の装置に比べ瞬時値〉平均
値の条件が平均値の高い所で成立し、より高い定格電圧
値の直流電動機に使用することができる。すなはち、０
．８１８×（交流電源電圧）程度の出力を得ることがで
き、電源の利用率が改善される。また、逆方向サイリス
タ装置４を点弧する場合についても上述と同様に逆側点
弧追加装置９により直流電動機２の端子Ａ，Ｂ間の電圧
波形がプラス側には電圧が出ないようにできる。Now, with the output voltage of the single-phase AC power supply 1 as shown in FIG. The thyristors 31 and 32 of the thyristor device 3 are shown in FIG.
When an ignition pulse as shown in FIG. 1 is applied, a power supply voltage (part of a sine wave) is applied between terminals A and B of the DC motor 2 at that point. After that, when a certain period of time T has elapsed, the positive side ignition additional device 8 applies an ignition pulse to the thyristor 34 at the timing shown in FIG. The thyristors 31 and 34 conduct, and the terminals A of the DC motor 2,
The voltage between B becomes zero. Similarly, thyristors 33 and 3
4, apply an ignition pulse as shown in FIG. 4 d, and after a certain period T, apply an ignition pulse to the thyristor 32 from the positive side ignition addition device 8 at the timing shown in FIG. 4 c. As a result, thyristors 33 and 32 conduct, and the voltage between terminals A and B becomes zero. Therefore, terminals A and B
The voltage waveform in between is a waveform in which no voltage is generated on the negative side as shown in Figure 4 f, and its average value is E as shown by the broken line.
It becomes AF'. Therefore, compared to conventional devices, the condition of instantaneous value>average value is satisfied where the average value is high, and the device can be used in a DC motor with a higher rated voltage value. That's 0
．． An output of approximately 818×(AC power supply voltage) can be obtained, and the utilization rate of the power supply is improved. Also, when igniting the reverse direction thyristor device 4, the voltage waveform between terminals A and B of the DC motor 2 can be prevented from appearing on the positive side by the reverse side ignition additional device 9, as described above. .

さらに、回生制動状態についても同様に逆方向サイリス
タ装置４のサイリスタ４１，４２に逆側点弧装置６から
第４図ｇに示すようなタイミングで点弧パルスを印加し
、これらサイリスタ４１，４２の点弧時点から所定時間
Ｔ経過後、逆側点弧追加装置９から第４図ｊに示すよう
な点弧パルスをサイリスタ４３に印加し、また、サイリ
スタ４３，４４に逆側点弧装置ｂから第４図１に示すよ
うなタイミングで点弧パルスを印加し、これらのサイリ
スタ４３，４４の点弧時点から所定時間Ｔ経過後、逆側
点弧追加装置９から第４図ｈに示すような点弧パルスを
サイリスタ４１に印加することによつて、直流電動機２
の端子Ａ，Ｂ間には第４図ｋに示すような波形で、平均
値がＥＡＦ′の電圧が得られ、もつて直流電動機２にス
ムーズな制動がかけられる。Furthermore, in the regenerative braking state, firing pulses are similarly applied to the thyristors 41 and 42 of the reverse direction thyristor device 4 from the reverse side ignition device 6 at the timing shown in FIG. After a predetermined time T has elapsed from the ignition point, an ignition pulse as shown in FIG. An ignition pulse is applied at the timing shown in FIG. 41, and after a predetermined time T has elapsed from the time of ignition of these thyristors 43 and 44, the reverse ignition addition device 9 generates a signal as shown in FIG. 4h. By applying an ignition pulse to the thyristor 41, the DC motor 2
A voltage with an average value of EAF' is obtained between terminals A and B with a waveform as shown in FIG.

なお、上述の実施例では単相全波整流装置の場′合につ
いて説明したが、第５図に示すようにサイリスタ３５，
３６および４５，４６からなる単相半波整流装置４Ａで
も適用でき、同様の効果を奏する。In the above embodiment, the case of a single-phase full-wave rectifier was explained, but as shown in FIG.
A single-phase half-wave rectifier 4A consisting of 36, 45, and 46 can also be applied, and the same effect can be achieved.

また、上述の実施例ではサイリスタ装置３あるいは４か
ら最大の出力を得るため所定時間Ｔを、所望の値に決定
して端子Ａ，Ｂ間にマイナスあるいはプラスの電圧が全
く現われないようにした場合について説明したが、直流
電動機２の要求によりマイナスあるいはプラスの電圧が
若干現われるようにしても良く、さらには正側及び逆側
点弧追加装置の点弧タイミングを調整してマイナスある
いはプラスの電圧の発生期間を制御できるようにしても
良い。Further, in the above embodiment, in order to obtain the maximum output from the thyristor device 3 or 4, the predetermined time T is determined to a desired value so that no negative or positive voltage appears between the terminals A and B. However, depending on the request of the DC motor 2, it may be possible to make a slight negative or positive voltage appear, and further, by adjusting the ignition timing of the positive side and reverse side ignition additional devices, a negative or positive voltage can be generated. It may also be possible to control the period of occurrence.

また、上述の実施例では一例としてサイリスタにより構
成される制御整流装置を示したが、例えばトライアツク
等であつても良い。以上の説明から明らかなように、こ
の発明に係る単相静止レオナード装置によれば、正方向
制御整流装置と正側点弧装置の間および逆方向制御整流
装置と逆側点弧装置の間にそれぞれ正側点弧追加装置お
よび逆側点弧追加装置を設け、点弧動作が開始されてか
ら所定時間経過後上記制御整流装置の所定の制御整流素
子を点弧するように構成することによつて、より高い電
圧値まで制御が可能となり、もつて容量の大きな直流電
動機に使用できる。Further, in the above-described embodiment, a controlled rectifier constituted by a thyristor was shown as an example, but a triax or the like may also be used. As is clear from the above description, according to the single-phase stationary Leonard device according to the present invention, between the forward direction control rectifier and the positive side ignition device and between the reverse direction control rectifier and the reverse side ignition device. By providing a positive side ignition additional device and a reverse side ignition additional device, respectively, and configuring to ignite a predetermined control rectifier element of the control rectifier after a predetermined time has elapsed from the start of the ignition operation. Therefore, it is possible to control up to a higher voltage value, and it can be used for a DC motor with a large capacity.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第１図は従来の単相静止レオナード装置を示すプロツク
図、第２図は第１図に示す装置の動作を説明するための
信号波形図、第３図はこの発明の実施例を示すプロツク
図、第４図は第３図に示す装置の動作を説明するための
信号波形図、第５図はこの発明の他の実施例を示すプロ
ツク図である。 図中、１は単相交流電源、２は直流電動機、３は正方向
サイリスタ装置、４は逆方向サイリスタ装置、５は正側
点弧装置、６は逆側点弧装置、８は正側点弧追加装置、
９は逆側点弧追加装置である。Fig. 1 is a block diagram showing a conventional single-phase stationary Leonard device, Fig. 2 is a signal waveform diagram for explaining the operation of the device shown in Fig. 1, and Fig. 3 is a block diagram showing an embodiment of the present invention. , FIG. 4 is a signal waveform diagram for explaining the operation of the apparatus shown in FIG. 3, and FIG. 5 is a block diagram showing another embodiment of the present invention. In the figure, 1 is a single-phase AC power supply, 2 is a DC motor, 3 is a forward thyristor device, 4 is a reverse thyristor device, 5 is a positive ignition device, 6 is a reverse ignition device, and 8 is a positive point arc addition device,
9 is a reverse side ignition addition device.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 １ 複数個の制御整流素子で構成され、互いに逆向きの
電力を直流電動機に供給する第１および第２の制御整流
装置と、これらの制御整流装置に対応してそれぞれ設け
られ、所定の時点で上記制御整流装置を点弧制御する第
１および第２の点弧装置とを備えた単相静止レオナード
装置において、上記第１の制御整流装置と第１の点弧装
置の間および上記第２の制御整流装置と第２の点弧装置
の間にそれぞれの点弧装置の信号を受けそれぞれの整流
装置の通流していない方の制御整流素子の１つに接続さ
れた第１の点弧追加装置および第２の点弧追加装置を設
け、上記第１および第２の点弧装置の点弧動作点から所
定時間経過後、上記第１および第２の制御整流装置の通
流していない方の制御整流素子の１つをそれぞれ点弧す
るようにしたことを特徴とする単相静止レオナード装置
。 ２ 第１の制御整流装置が正方向制御整流装置であり、
第２の制御整流装置が逆方向制御整流装置である特許請
求の範囲第１項記載の単相静止レオナード装置。 ３ 第１の点弧装置が正側点弧装置であり、第２の点弧
装置が逆側点弧装置である特許請求の範囲第１項記載の
単相静止レオナード装置。 ４ 第１の点弧追加装置が正側点弧追加装置であり、第
２の点弧追加装置が逆側追加装置である特許請求の範囲
第１項記載の単相静止レオナード装置。 ５ 所定時間は第１および第２の制御整流装置の出力が
零となるように設定される特許請求の範囲第１項ないし
第４項のいずれかに記載の単相静止レオナード装置。[Scope of Claims] 1. First and second controlled rectifiers that are composed of a plurality of controlled rectifiers and that supply power in opposite directions to a DC motor, and that are provided respectively corresponding to these controlled rectifiers. and a first and second ignition device for controlling the firing of the controlled rectifier at a predetermined time, wherein the first controlled rectifier and the first ignition device and between the second controlled rectifier and the second ignition device, a first control rectifier receiving the signal of the respective ignition device and connected to one of the non-conducting controlled rectifier elements of the respective rectifier. A first additional ignition device and a second additional ignition device are provided, and after a predetermined period of time has elapsed from the ignition operating points of the first and second ignition devices, the first and second control rectifiers are connected to each other. 1. A single-phase stationary Leonard device, characterized in that one of the non-current controlled rectifying elements is ignited. 2 the first controlled rectifier is a forward controlled rectifier;
2. The single phase stationary Leonard device of claim 1, wherein the second controlled rectifier is a reverse controlled rectifier. 3. The single-phase stationary Leonard device of claim 1, wherein the first ignition device is a positive ignition device and the second ignition device is a reverse ignition device. 4. The single-phase stationary Leonard device according to claim 1, wherein the first ignition addition device is a positive side ignition addition device, and the second ignition addition device is a reverse side ignition addition device. 5. The single-phase stationary Leonard device according to any one of claims 1 to 4, wherein the outputs of the first and second controlled rectifiers are set to be zero for a predetermined period of time.