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JP3361952B2 - Motor starter - Google Patents
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JP3361952B2 - Motor starter - Google Patents

Motor starter

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JP3361952B2
JP3361952B2 JP04702397A JP4702397A JP3361952B2 JP 3361952 B2 JP3361952 B2 JP 3361952B2 JP 04702397 A JP04702397 A JP 04702397A JP 4702397 A JP4702397 A JP 4702397A JP 3361952 B2 JP3361952 B2 JP 3361952B2
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、電動機の起動時に
交流電源から電動機に印加される電圧の位相を制御する
ことにより、電動機を滑らかに立ち上がらせる起動装置
であって、電動工具に用いられる整流子モータの起動装
置として好適なものに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a starting device for smoothly starting an electric motor by controlling the phase of a voltage applied to the electric motor from an AC power source at the time of starting the electric motor. The present invention relates to a device suitable as a starting device for a child motor.

【0002】[0002]

【従来の技術】電動工具には、交直両用の整流子モータ
が用いられている。この整流子モータは、起動時に突入
電流が流れる。特に、消費電力が1KWを超えるもの
は、突入電流が大きく、この突入電流により、電動工具
と同じ電源系統に接続されている他の負荷に大きな電圧
降下が発生するという問題があった。
2. Description of the Related Art Commutator motors for both alternating and direct use are used in electric tools. An inrush current flows through the commutator motor when it is started. In particular, the power consumption exceeding 1 kW has a large inrush current, and this inrush current causes a large voltage drop in another load connected to the same power supply system as the power tool.

【0003】そこで、従来、上記突入電流による影響を
防止する回路として、たとえば図3に示すものが提案さ
れている。このものでは、スイッチ60をONすると、
交流電源61から負荷62に供給される交流電流は、抵
抗R20を通って電路63へバイパスされ、このバイパ
スされたバイパス電流は、ダイオードブリッジD6によ
り整流される。続いて、その整流された電流により電解
コンデンサC20が充電され、この電解コンデンサC2
0の充電が完了すると、バイパス電流は流れなくなり、
交流電源61から負荷62に供給される交流電流は、抵
抗R20および抵抗R21を通ってコンデンサC10を
充電する。
Therefore, conventionally, for example, a circuit shown in FIG. 3 has been proposed as a circuit for preventing the influence of the inrush current. In this case, when the switch 60 is turned on,
The alternating current supplied from the alternating-current power supply 61 to the load 62 is bypassed to the electric path 63 through the resistor R20, and this bypassed bypass current is rectified by the diode bridge D6. Then, the rectified current charges the electrolytic capacitor C20, and the electrolytic capacitor C2 is charged.
When the charging of 0 is completed, the bypass current stops flowing,
The AC current supplied from the AC power supply 61 to the load 62 passes through the resistors R20 and R21 to charge the capacitor C10.

【0004】そして、コンデンサC10の両端の電圧が
トリガダイオードD5のスイッチング電圧に達すると、
トリガダイオードD5がONされるとともに、トライア
ックQ6がONされ、負荷62に電圧が印加される。以
後、トリガダイオードD5のスイッチング位相は、抵抗
R20、抵抗R21およびコンデンサC10の充電時定
数で決まる値に落ち着き、負荷62が定常で駆動され
る。
When the voltage across the capacitor C10 reaches the switching voltage of the trigger diode D5,
The trigger diode D5 is turned on, the triac Q6 is turned on, and a voltage is applied to the load 62. After that, the switching phase of the trigger diode D5 settles to a value determined by the charging time constants of the resistors R20, R21 and the capacitor C10, and the load 62 is driven steadily.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】ところで、消費電力の
大きい電動工具に用いられる整流子モータにおいて、上
述した問題を解消するためには、数秒かけて起動から定
常運転状態へ滑らかに推移する、いわゆるソフトスター
トすることが必要である。また、電動工具は、使用中に
起動および停止を頻繁に行うことが多いため、そのよう
な場合であっても、ソフトスタートできなければ意味が
ない。そこで、上記従来のものを電動工具の整流子モー
タの起動装置として用いる場合を考えると、バイパス電
流がバイパスされている時間は、電解コンデンサC20
の充電時間で定まるため、電解コンデンサC20として
数秒後に充電が完了する程度の静電容量(たとえば、3
3μF)のものを選択する必要がある。
By the way, in a commutator motor used for an electric power tool consuming a large amount of power, in order to solve the above-mentioned problems, a so-called smooth transition from startup to a steady operation state is required over several seconds. A soft start is required. In addition, since electric power tools are often started and stopped during use, even in such a case, it is meaningless unless soft start is possible. Therefore, considering the case where the above-mentioned conventional one is used as a starter device for a commutator motor of an electric tool, the time when the bypass current is bypassed is the electrolytic capacitor C20.
Since it is determined by the charging time, the electrolytic capacitor C20 has a capacitance (for example, 3
3 μF) must be selected.

【0006】しかし、電解コンデンサC20が放電を終
了していない場合には、コンデンサC10の充電電流を
バイパスできないため、スイッチ60をOFFしてから
再びONしたときにソフトスタートするためには、スイ
ッチ60をOFFしてから再びONするまでの間に電解
コンデンサC20を放電させておく必要がある。その放
電時間を短くするためには、抵抗R23の抵抗値(たと
えば、200KΩ)を小さくする必要があるが、抵抗R
23の抵抗値を小さくすると、定常運転状態においても
バイパス電流が流れるため、整流子モータに印加される
電圧が低下し、整流子モータの回転数が低下するという
問題がある。つまり、短いサイクルで、スイッチをOF
Fし、再度ONした場合であってもソフトスタートを行
うことができるようにすると、整流子モータが定格回転
数を発生できないという問題がある。さらに、静電容量
の大きいコンデンサは、外形が大きいため、始動装置の
取付スペースが大きくなるという問題もある。
However, when the electrolytic capacitor C20 has not finished discharging, the charging current of the capacitor C10 cannot be bypassed. Therefore, when the switch 60 is turned off and then turned on again, a soft start is performed. It is necessary to discharge the electrolytic capacitor C20 between the time when is turned off and the time when it is turned on again. In order to shorten the discharge time, it is necessary to reduce the resistance value of the resistor R23 (for example, 200 KΩ).
When the resistance value of 23 is reduced, the bypass current flows even in the steady operation state, so that the voltage applied to the commutator motor decreases, and the rotation speed of the commutator motor decreases. In other words, in a short cycle, open the switch
However, if the soft start can be performed even if it is turned on again, there is a problem that the commutator motor cannot generate the rated speed. Further, since the capacitor having a large capacitance has a large outer shape, there is a problem that the mounting space for the starting device becomes large.

【0007】そこで、本発明は、上記課題を解決するた
めになされたものであり、電動機が定格回転数を発生で
き、かつ、電動機の起動および停止を短いサイクルで繰
り返して行った場合であってもソフトスタートを行うこ
とができる電動機の起動装置を実現することを目的とす
る。
Therefore, the present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems, and is a case where the electric motor can generate a rated speed and the electric motor is repeatedly started and stopped in a short cycle. Also aims to realize an electric motor starter capable of performing a soft start.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するため、請求項1に記載の発明では、交流電源から
電動機に印加される電圧の位相を制御する位相制御手段
と、この位相制御手段に入力される電流をバイパスする
ことにより、前記位相制御手段により制御される位相を
遅延させる位相遅延手段とが備えられた電動機の起動装
置において、前記位相制御手段には、前記交流電源から
前記電動機に供給される電流を整流するとともに、ゲー
トにトリガ電流を入力して導通する半導体制御素子と、
この半導体制御素子へ前記トリガ電流を出力するトリガ
素子と、このトリガ素子から出力されるトリガ電流の出
力タイミングを制御する第1のコンデンサとが備えられ
ており、前記位相遅延手段には、前記第1のコンデンサ
への充電電流をバイパスするバイパス電路と、このバイ
パス電路によりバイパスされたバイパス電流を入力する
ことによりONするとともに、その入力したバイパス電
流を出力するトランジスタと、前記トランジスタから出
力されるベース電流により充電される第2のコンデンサ
と、この第2のコンデンサを放電させる放電回路とを備
えており前記トランジスタは、前記第2のコンデンサ
の充電が進むと、前記ベース電流が減少してOFFし、
前記バイパス電路に前記バイパス電流が流れなくなる
いう技術的手段を採用する。
In order to achieve the above object, the present invention provides a phase control means for controlling the phase of a voltage applied to an electric motor from an AC power source, and the phase control means according to the first aspect of the invention. In an electric motor starter provided with phase delay means for delaying the phase controlled by the phase control means by bypassing the current input to the control means, the phase control means includes the AC power supply from the AC power supply. While rectifying the current supplied to the electric motor, a semiconductor control element that conducts by inputting a trigger current to the gate,
A trigger element that outputs the trigger current to the semiconductor control element and a first capacitor that controls the output timing of the trigger current output from the trigger element are provided, and the phase delay means includes the first delay element. The bypass electric circuit which bypasses the charging current to the capacitor of No. 1 and the bypass electric current bypassed by this bypass electric circuit are inputted.
It turns on and the input bypass power
A transistor for outputting the flow, out of the said transistor
Bei a second capacitor is charged by the base current to be force, and a discharge circuit for discharging the second capacitor
And the transistor is the second capacitor
As the charging progresses, the base current decreases and turns off,
The technical means that the bypass current stops flowing in the bypass circuit is adopted.

【0009】また、請求項2に記載の発明では、請求項
1に記載の電動機の起動装置において、前記放電回路
は、前記交流電源から前記電動機に電流が供給されてい
る場合に前記第2のコンデンサの放電を禁止するととも
に、前記電流の供給が停止した場合に前記第2のコンデ
ンサを放電させるものであるという技術的手段を採用す
る。
Further, in the invention described in claim 2, in the starting device for the electric motor according to the first aspect, the discharge circuit is provided with the second electric current when the electric current is supplied from the AC power supply to the electric motor. The technical means of prohibiting the discharge of the capacitor and discharging the second capacitor when the supply of the current is stopped is adopted.

【0010】[0010]

【作用】請求項1または請求項2に記載の発明では、上
記第1のコンデンサへの充電電流は、バイパス電路によ
りバイパスされ、このバイパスされたバイパス電流は、
トランジスタに入力される。これにより、トランジスタ
のベース電流が流れ、トランジスタがONし、このトラ
ンジスタから上記バイパス電流が出力される。また、上
記ベース電流により第2のコンデンサの充電が開始され
る。つまり、第2のコンデンサは、トランジスタから出
力されるベース電流により充電されるため、静電容量が
小さくても充電時間を長くすることができる。
In the invention described in claim 1 or 2, the charging current to the first capacitor is bypassed by the bypass circuit, and the bypass current bypassed is
It is input to the transistor . Thus, the base current of the transistor <br/> flows, the transistor is turned ON, the tiger
The bypass current is output from the transistor . Also, the base current starts charging the second capacitor. That is, since the second capacitor is charged by the base current output from the transistor, the charging time can be lengthened even if the capacitance is small.

【0011】そして、第2のコンデンサの充電が進む
と、上記ベース電流が減少し、トランジスタがOFFす
る。これにより、バイパス電路にはバイパス電流が流れ
なくなり、第1のコンデンサの充電時間が短くなり、電
動機に印加される電圧の位相は、第1のコンデンサなど
により設定される時定数により制御され、電動機は定常
運転される。また、第2のコンデンサは、放電回路によ
り、放電される。この場合、第2のコンデンサは、静電
容量が小さいため、放電時間を短縮することができる。
つまり、電動機の起動および停止を短いサイクルで繰り
返して行った場合であってもソフトスタートを行うこと
ができるさらに、第2のコンデンサの外形が小さいた
め、始動装置の取付スペースを小さくすることもでき
る。
When the charging of the second capacitor proceeds, the base current decreases and the transistor turns off. As a result, the bypass current does not flow in the bypass circuit, the charging time of the first capacitor is shortened, and the phase of the voltage applied to the electric motor is controlled by the time constant set by the first capacitor or the like. Is in steady operation. Further, the second capacitor is discharged by the discharging circuit. In this case, since the second capacitor has a small electrostatic capacity, the discharge time can be shortened.
That is, the soft start can be performed even when the start and stop of the electric motor are repeated in a short cycle. Further, since the outer shape of the second capacitor is small, the mounting space for the starter can be reduced. .

【0012】特に、請求項2に記載の発明では、上記放
電回路は、交流電源から電動機に電流が供給されている
場合に第2のコンデンサの放電を禁止するものであるた
め、電動機の定常運転中において第2のコンデンサの放
電抵抗によるバイパス電流の発生を防止して電動機に印
加される電圧の損失をなくし、電動機を効率良く運転す
ることができる。しかも、上記放電回路は、電流の供給
が停止した場合に第2のコンデンサを放電させるもので
あるため、電動機の起動スイッチをOFFしたときに第
2のコンデンサを放電させて再度ソフトスタートさせる
ことができる。
In particular, according to the second aspect of the invention, since the discharge circuit inhibits the discharge of the second capacitor when the electric current is supplied from the AC power source to the electric motor, the electric motor is in steady operation. It is possible to prevent the generation of the bypass current due to the discharge resistance of the second capacitor, eliminate the loss of the voltage applied to the electric motor, and efficiently operate the electric motor. Moreover, since the discharge circuit discharges the second capacitor when the supply of current is stopped, when the start switch of the electric motor is turned off, the second capacitor can be discharged to perform a soft start again. it can.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る電動機の起動
装置(以下、起動装置と略称する)の第1実施形態につ
いて図1を参照して説明する。図1は、本第1実施形態
の起動装置の主要構成を示す回路図である。なお、以下
の各実施形態では、電動工具に用いられる交流の整流子
モータ(以下、モータと略称する)の起動装置を代表に
説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION A first embodiment of a motor starting device (hereinafter, simply referred to as a starting device) according to the present invention will be described below with reference to FIG. FIG. 1 is a circuit diagram showing the main configuration of the activation device according to the first embodiment. In each of the following embodiments, a starter for an AC commutator motor (hereinafter abbreviated as a motor) used for an electric power tool will be described as a representative.

【0014】まず、起動装置の主要構成について説明す
る。起動装置10には、モータ12の起動および停止を
行うスイッチ14と、交流電源13から供給される交流
電圧の制御を行う半導体制御素子たるトライアックQ1
と、このトライアックQ1のゲートへトリガ電流を出力
するトリガ回路20と、このトリガ回路20に備えられ
たコンデンサC3への充電電流をバイパスするバイパス
回路30と、このバイパス回路30が電流をバイパスし
ている時間を制御する遅延回路40と、この遅延回路4
0に設けられた電解コンデンサC1を放電させる放電回
路50とが備えられている。
First, the main structure of the starting device will be described. The starting device 10 includes a switch 14 for starting and stopping the motor 12, and a triac Q1 which is a semiconductor control element for controlling the AC voltage supplied from the AC power supply 13.
A trigger circuit 20 that outputs a trigger current to the gate of the triac Q1, a bypass circuit 30 that bypasses the charging current to the capacitor C3 provided in the trigger circuit 20, and a bypass circuit 30 that bypasses the current. Delay circuit 40 for controlling the time in which
And a discharge circuit 50 that discharges the electrolytic capacitor C1 provided at 0.

【0015】次に、起動装置10の動作について説明す
る。電動工具を使用する者が、スイッチ14をONする
と、交流電源13から供給される交流電流の多くは、抵
抗R1を通ってバイパス電路31によりバイパスされ、
一部は、抵抗R2を通って第1のコンデンサたるコンデ
ンサC3を充電する。上記バイパスされたバイパス電流
は、ダイオードブリッジD1により整流され、この整流
された電流は、トランジスタQ2のエミッタに入力され
る。これにより、トランジスタQ2のベース電流が流
れ、このベース電流は、抵抗R4、抵抗R5およびダイ
オードD3を通って第2のコンデンサたる電解コンデン
サC1を充電する。また、ベース電流が流れることによ
りトランジスタQ2はONし、エミッタに入力された直
流電流は、増幅された後にコレクタから出力され、抵抗
R6に流れる。
Next, the operation of the starting device 10 will be described. When the person using the electric power tool turns on the switch 14, most of the alternating current supplied from the alternating current power source 13 is bypassed by the bypass circuit 31 through the resistor R1.
A part charges the capacitor C3, which is the first capacitor, through the resistor R2. The bypassed bypass current is rectified by the diode bridge D1, and the rectified current is input to the emitter of the transistor Q2. As a result, the base current of the transistor Q2 flows, and this base current charges the electrolytic capacitor C1, which is the second capacitor, through the resistors R4, R5 and the diode D3. Further, the transistor Q2 is turned on due to the flow of the base current, and the DC current input to the emitter is amplified, output from the collector, and then flows to the resistor R6.

【0016】一方、コンデンサC3の充電により、コン
デンサC3の両端の電圧が、トリガ素子たるトリガダイ
オードD2の動作電圧に達すると、トリガダイオードD
2からトリガ電流がトライアックQ1のゲートへ出力さ
れ、トライアックQ1がONする。このトライアックQ
1のONにより、モータ12に電圧が印加され、モータ
12が回転を開始する。この場合、コンデンサC3に流
れる充電電流は小さいことから、コンデンサC3の充電
時間が長いため、トリガダイオードD2の点弧角は小さ
い。このため、トライアックQ1からモータ12に印加
される電圧の平均電圧は小さく、モータ12はゆっくり
回転する。
On the other hand, when the voltage across the capacitor C3 reaches the operating voltage of the trigger diode D2, which is the trigger element, due to the charging of the capacitor C3, the trigger diode D
A trigger current is output from 2 to the gate of the triac Q1, and the triac Q1 is turned on. This triac Q
When 1 is turned on, a voltage is applied to the motor 12 and the motor 12 starts rotating. In this case, since the charging current flowing through the capacitor C3 is small, the charging time of the capacitor C3 is long, and the firing angle of the trigger diode D2 is small. Therefore, the average voltage of the voltage applied from the triac Q1 to the motor 12 is small, and the motor 12 rotates slowly.

【0017】そして、電解コンデンサC1の充電が進む
につれてトランジスタQ2のベース電流が減少し、バイ
パス電流が減少するため、抵抗R2を通ってコンデンサ
C3を充電する電流が増大する。これにより、コンデン
サC3の充電時間が短くなり、トリガダイオードD2の
点弧角が大きくなるため、トライアックQ1からモータ
12に印加される電圧の平均電圧が大きくなり、モータ
12の回転速度が上昇する。
As the charging of the electrolytic capacitor C1 progresses, the base current of the transistor Q2 decreases and the bypass current decreases, so that the current charging the capacitor C3 through the resistor R2 increases. As a result, the charging time of the capacitor C3 is shortened and the firing angle of the trigger diode D2 is increased, so that the average voltage of the voltage applied from the triac Q1 to the motor 12 is increased and the rotation speed of the motor 12 is increased.

【0018】そして、トランジスタQ2のベース電流が
小さくなると、トランジスタQ2がOFFし、バイパス
電路31にバイパス電流が流れなくなり、抵抗R1を通
った交流電流は、抵抗R2を通ってコンデンサC3を充
電する。これにより、トリガダイオードD2の点弧角
は、抵抗R1、抵抗R2およびコンデンサC3の充電時
定数で定まる値に落ち着き、モータ12が定常運転され
る。また、抵抗R10を通ってトランジスタQ4にベー
ス電流が流れ、トランジスタQ4がONするため、ダイ
オードD4のカソード電位が、トランジスタQ3のベー
ス電位より高くなる。これにより、トランジスタQ3が
OFFするため、電解コンデンサC1の放電が阻止され
る。このため、モータ12の定常運転中において電解コ
ンデンサC1の放電抵抗によるバイパス電流の発生を防
止してモータ12を効率良く運転することができる。
When the base current of the transistor Q2 becomes small, the transistor Q2 is turned off, the bypass current does not flow in the bypass circuit 31, and the alternating current passing through the resistor R1 charges the capacitor C3 through the resistor R2. As a result, the firing angle of the trigger diode D2 settles to a value determined by the charging time constants of the resistors R1, R2, and C3, and the motor 12 operates steadily. Further, since the base current flows through the transistor Q4 through the resistor R10 and the transistor Q4 is turned on, the cathode potential of the diode D4 becomes higher than the base potential of the transistor Q3. As a result, the transistor Q3 is turned off and the discharge of the electrolytic capacitor C1 is blocked. Therefore, it is possible to prevent the generation of the bypass current due to the discharge resistance of the electrolytic capacitor C1 during the steady operation of the motor 12 and to operate the motor 12 efficiently.

【0019】次に、スイッチ14をOFFすると、電解
コンデンサC2がトランジスタQ4、抵抗R8および抵
抗R10を通して放電される。これにより、トランジス
タQ4のベース電流が減少し、トランジスタQ4がOF
Fするため、ダイオードD4のカソード電位が低下し、
電解コンデンサC1の放電電流がトランジスタQ3、ダ
イオードD4および抵抗R8に流れる。そして、トラン
ジスタQ3がONし、電解コンデンサC1は、トランジ
スタQ3および抵抗R7を通って放電される。つまり、
スイッチ14をOFFすることにより、電解コンデンサ
C1を放電させることができる。
Next, when the switch 14 is turned off, the electrolytic capacitor C2 is discharged through the transistor Q4, the resistor R8 and the resistor R10. As a result, the base current of the transistor Q4 decreases, and the transistor Q4 becomes OF
Therefore, the cathode potential of the diode D4 decreases,
The discharge current of the electrolytic capacitor C1 flows through the transistor Q3, the diode D4 and the resistor R8. Then, the transistor Q3 is turned on, and the electrolytic capacitor C1 is discharged through the transistor Q3 and the resistor R7. That is,
By turning off the switch 14, the electrolytic capacitor C1 can be discharged.

【0020】ここで、本第1実施形態では、電解コンデ
ンサC1の静電容量は、3.3μFであり、従来の電解
コンデンサC20(33μF)より1オーダー小さいた
め、従来のものよりも短時間で放電される。つまり、ス
イッチ14のOFFとONとのサイクルが短い場合であ
っても、そのOFFとONとの間に電解コンデンサC1
を放電完了させることができることから、コンデンサC
3への充電電流をバイパス電路31にバイパスすること
ができるため、再度ソフトスタートを行うことができ
る。
In the first embodiment, the capacitance of the electrolytic capacitor C1 is 3.3 μF, which is one order smaller than that of the conventional electrolytic capacitor C20 (33 μF). Is discharged. That is, even when the OFF and ON cycles of the switch 14 are short, the electrolytic capacitor C1 is placed between the OFF and ON cycles.
Of the capacitor C
Since the charging current to 3 can be bypassed to the bypass circuit 31, the soft start can be performed again.

【0021】また、本第1実施形態では、電解コンデン
サC2の静電容量は、1μFであり、コンデンサC3の
静電容量は、0.1μFである。さらに、抵抗R1ない
し抵抗R10の抵抗値は、それぞれ56KΩ、18K
Ω、470KΩ、10KΩ、220KΩ、1KΩ、47
KΩ、2.2MΩ、470KΩ、2.2MΩであり、ト
ランジスタQ2ないしトランジスタQ4は、2SA10
15(東芝製)である。そして、本発明者らの実験によ
れば、上記値の素子を用いた起動装置10を入力電圧2
30V、消費電力2KWのモータ12に用いた場合のモ
ータ12の起動から定常運転状態へ推移するまでの時
間、つまりソフトスタートに要する時間は、約3秒であ
った。また、定常運転中にスイッチ14をOFFし、再
びスイッチ14をONした場合であっても、再び約3秒
のソフトスタートを行うことができた。
In the first embodiment, the electrolytic capacitor C2 has a capacitance of 1 μF, and the capacitor C3 has a capacitance of 0.1 μF. Further, the resistance values of the resistors R1 to R10 are 56 KΩ and 18 K, respectively.
Ω, 470KΩ, 10KΩ, 220KΩ, 1KΩ, 47
KΩ, 2.2 MΩ, 470 KΩ and 2.2 MΩ, and the transistors Q2 to Q4 are 2SA10.
15 (manufactured by Toshiba). Then, according to the experiments by the present inventors, the starting device 10 using the element having the above value is used as the input voltage 2
When used for the motor 12 of 30 V and power consumption of 2 KW, the time from the start of the motor 12 to the transition to the steady operation state, that is, the time required for the soft start was about 3 seconds. Further, even when the switch 14 was turned off and turned on again during the steady operation, the soft start could be performed again for about 3 seconds.

【0022】以上のように、本第1実施形態の起動装置
10によれば、電解コンデンサC1の充電電流として、
トランジスタQ2のベース電流を用いるため、電解コン
デンサC1の静電容量が小さくても長い時間でソフトス
タートを行うことができる。しかも、スイッチ14を短
いサイクルでON、OFFを繰り返した場合であって
も、電解コンデンサC1の静電容量が小さく、OFFと
ONとの間に放電させることができるため、次のONの
ときにもソフトスタートを行うことができる。さらに、
電解コンデンサC1の外形を小さくすることができるた
め、起動装置10の取付スペースを小さくすることがで
きる。
As described above, according to the starting device 10 of the first embodiment, as the charging current of the electrolytic capacitor C1,
Since the base current of the transistor Q2 is used, soft start can be performed in a long time even if the capacitance of the electrolytic capacitor C1 is small. Moreover, even when the switch 14 is repeatedly turned on and off in a short cycle, the capacitance of the electrolytic capacitor C1 is small and can be discharged between OFF and ON. Can also do a soft start. further,
Since the outer shape of the electrolytic capacitor C1 can be reduced, the mounting space for the starting device 10 can be reduced.

【0023】次に、本発明第2実施形態の起動装置につ
いて、その主要回路構成を示す図2を参照して説明す
る。本第2実施形態の起動装置は、上記第1実施形態の
起動装置における遅延回路40および放電回路50の構
成を簡易にし、起動装置10の製造コストを下げること
ができることを特徴とする。なお、トリガ回路20およ
びバイパス回路30は、上記第1実施形態と同じ構成で
あるため、説明を省略する。
Next, a starting device according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 2 showing the main circuit configuration thereof. The activation device of the second embodiment is characterized in that the configuration of the delay circuit 40 and the discharge circuit 50 in the activation device of the first embodiment can be simplified and the manufacturing cost of the activation device 10 can be reduced. Since the trigger circuit 20 and the bypass circuit 30 have the same configurations as those in the first embodiment, the description thereof will be omitted.

【0024】図2に示すように、遅延回路70は、バイ
パス回路30に設けられたトランジスタQ2のベースに
アノードが接続されたダイオードD7を有する。このダ
イオードD7のカソードには抵抗R14が接続されてお
り、抵抗R14には電解コンデンサC4のプラス極が接
続されている。つまり、遅延回路70は、第1実施形態
の遅延回路40と比較して、抵抗R3および抵抗R4の
2つの抵抗を用いない簡易な構成になっている。
As shown in FIG. 2, the delay circuit 70 has a diode D7 whose anode is connected to the base of a transistor Q2 provided in the bypass circuit 30. A resistor R14 is connected to the cathode of the diode D7, and the positive electrode of the electrolytic capacitor C4 is connected to the resistor R14. That is, the delay circuit 70 has a simpler configuration than the delay circuit 40 of the first embodiment, without using the two resistors R3 and R4.

【0025】また、放電回路80は、抵抗R14と電解
コンデンサC4のプラス極との間にエミッタが接続され
たトランジスタQ3を有する。このトランジスタQ3の
ベースにはダイオードD8のアノードが接続されてお
り、コレクタには抵抗R15が接続されている。さら
に、放電回路80は、バイパス電流により充電される電
解コンデンサC5を有し、この電解コンデンサC5に
は、抵抗R16が並列に接続されている。つまり、放電
回路80は、第1実施形態の放電回路50と比較して、
トランジスタQ4、抵抗R8およびR10を用いない簡
易な構成になっている。
The discharge circuit 80 also has a transistor Q3 whose emitter is connected between the resistor R14 and the positive pole of the electrolytic capacitor C4. The anode of the diode D8 is connected to the base of the transistor Q3, and the resistor R15 is connected to the collector. Further, the discharging circuit 80 has an electrolytic capacitor C5 charged by a bypass current, and a resistor R16 is connected in parallel to the electrolytic capacitor C5. That is, the discharge circuit 80 has a higher power consumption than the discharge circuit 50 of the first embodiment.
It has a simple configuration without using the transistor Q4 and the resistors R8 and R10.

【0026】次に、起動装置10の動作について説明す
る。スイッチ14をONすると、交流電源13から供給
される交流電流の多くは、抵抗R11を通ってバイパス
電路31によりバイパスされ、一部は、抵抗R12を通
ってコンデンサC6を充電する。上記バイパスされたバ
イパス電流は、ダイオードブリッジD1により整流さ
れ、この整流された電流は、トランジスタQ2のエミッ
タに入力される。これにより、トランジスタQ2のベー
ス電流が流れ、このベース電流は、ダイオードD7およ
び抵抗R14を通って電解コンデンサC4を充電する。
また、ベース電流が流れることによりトランジスタQ2
はONし、エミッタに入力された電流は、増幅された後
にコレクタから出力され、抵抗R13に流れる。
Next, the operation of the starting device 10 will be described. When the switch 14 is turned on, most of the alternating current supplied from the alternating-current power supply 13 is bypassed by the bypass circuit 31 through the resistor R11, and a part thereof charges the capacitor C6 through the resistor R12. The bypassed bypass current is rectified by the diode bridge D1, and the rectified current is input to the emitter of the transistor Q2. This causes the base current of the transistor Q2 to flow, which charges the electrolytic capacitor C4 through the diode D7 and the resistor R14.
In addition, since the base current flows, the transistor Q2
Is turned on, the current input to the emitter is amplified, output from the collector, and then flows to the resistor R13.

【0027】一方、コンデンサC6の充電により、コン
デンサC6の両端の電圧が、トリガダイオードD2の動
作電圧に達すると、トリガダイオードD2からトリガ電
流がトライアックQ1のゲートへ出力され、トライアッ
クQ1がONする。このトライアックQ1のONによ
り、モータ12に電圧が印加され、モータ12が回転を
開始する。この場合、コンデンサC6の充電時間が長い
ため、トリガダイオードD2の点弧角は小さい。このた
め、トライアックQ1からモータ12に印加される電圧
の平均電圧は小さく、モータ12はゆっくり回転する。
On the other hand, when the voltage across the capacitor C6 reaches the operating voltage of the trigger diode D2 due to the charging of the capacitor C6, a trigger current is output from the trigger diode D2 to the gate of the triac Q1 and the triac Q1 is turned on. When the triac Q1 is turned on, a voltage is applied to the motor 12 and the motor 12 starts rotating. In this case, since the charging time of the capacitor C6 is long, the firing angle of the trigger diode D2 is small. Therefore, the average voltage of the voltage applied from the triac Q1 to the motor 12 is small, and the motor 12 rotates slowly.

【0028】そして、電解コンデンサC4の充電が進む
につれてトランジスタQ2のベース電流が減少し、バイ
パス電流が減少するため、抵抗R12を通ってコンデン
サC6を充電する電流が増大する。これにより、コンデ
ンサC6の充電時間が短くなり、トリガダイオードD2
の点弧角が大きくなるため、トライアックQ1からモー
タ12に印加される電圧の平均電圧が大きくなり、モー
タ12の回転速度が上昇する。
Then, as the charging of the electrolytic capacitor C4 progresses, the base current of the transistor Q2 decreases and the bypass current decreases, so that the current charging the capacitor C6 through the resistor R12 increases. As a result, the charging time of the capacitor C6 is shortened, and the trigger diode D2
Since the firing angle of is increased, the average voltage of the voltage applied from the triac Q1 to the motor 12 is increased, and the rotation speed of the motor 12 is increased.

【0029】そして、トランジスタQ2のベース電流が
小さくなると、トランジスタQ2がOFFし、バイパス
電路31にバイパス電流が流れなくなり、抵抗R11を
通った交流電流は、抵抗R12を通ってコンデンサC6
を充電する。これにより、トリガダイオードD2の点弧
角は、抵抗R11、抵抗R12およびコンデンサC6の
充電時定数で定まる値に落ち着き、モータ12が定常運
転される。また、ダイオードブリッジD1により整流さ
れた電流により、電解コンデンサC5が充電され、この
電解コンデンサC5の両端の電位(たとえば、34V)
がトランジスタQ3のエミッタ電位(たとえば、33
V)より高いため、トランジスタQ3のOFF状態が維
持され、電解コンデンサC4の放電が阻止される。この
ため、モータ12の定常運転中において電解コンデンサ
C4の放電抵抗によるバイパス電流の発生を防止してモ
ータ12を効率良く運転することができる。
When the base current of the transistor Q2 becomes small, the transistor Q2 is turned off, the bypass current does not flow in the bypass circuit 31, and the alternating current passing through the resistor R11 passes through the resistor R12 and the capacitor C6.
To charge. As a result, the firing angle of the trigger diode D2 settles to a value determined by the charging time constants of the resistors R11, R12, and the capacitor C6, and the motor 12 operates steadily. Further, the electrolytic capacitor C5 is charged by the current rectified by the diode bridge D1, and the potential across the electrolytic capacitor C5 (for example, 34 V).
Is the emitter potential of the transistor Q3 (for example, 33
V), the transistor Q3 remains off and the electrolytic capacitor C4 is prevented from discharging. Therefore, it is possible to prevent the generation of the bypass current due to the discharge resistance of the electrolytic capacitor C4 during the steady operation of the motor 12 and operate the motor 12 efficiently.

【0030】次に、スイッチ14をOFFすると、電解
コンデンサC5が抵抗R16を通して放電される。これ
により、電解コンデンサC5の両端の電位がトランジス
タQ3のエミッタ電位より小さくなるため、トランジス
タQ3がONし、電解コンデンサC4の放電電流がトラ
ンジスタQ3のエミッタから抵抗R15に流れ、電解コ
ンデンサC4が急速に放電される。これにより、スイッ
チ14のOFFとONとのサイクルが短い場合であって
も、コンデンサC6への充電電流をバイパス電路31に
バイパスすることができるため、再度ソフトスタートを
行うことができる。
Next, when the switch 14 is turned off, the electrolytic capacitor C5 is discharged through the resistor R16. As a result, the potential across the electrolytic capacitor C5 becomes smaller than the emitter potential of the transistor Q3, so that the transistor Q3 is turned on, the discharge current of the electrolytic capacitor C4 flows from the emitter of the transistor Q3 to the resistor R15, and the electrolytic capacitor C4 rapidly. Is discharged. As a result, even if the OFF and ON cycles of the switch 14 are short, the charging current to the capacitor C6 can be bypassed to the bypass circuit 31, so that the soft start can be performed again.

【0031】なお、本第2実施形態では、電解コンデン
サC4およびC5の静電容量は、それぞれ0.33μ
F、0.1μFであり、コンデンサC6の静電容量は、
0.1μFである。また、抵抗R11ないし抵抗R16
の抵抗値は、それぞれ56KΩ、39KΩ、2.7K
Ω、2.7KΩ、1KΩ、470KΩである。そして、
本発明者らは、本第2実施形態の起動装置10を上記第
1実施形態と同じ条件下で実験したところ、モータ12
の起動から定常運転状態へ推移するまでの時間、つまり
ソフトスタートに要する時間は、約3秒であった。ま
た、定常運転中にスイッチ14をOFFし、再びスイッ
チ14をONした場合であっても、再び約3秒のソフト
スタートを行うことができた。
In the second embodiment, the electrostatic capacitances of the electrolytic capacitors C4 and C5 are each 0.33 μm.
F, 0.1 μF, and the capacitance of the capacitor C6 is
It is 0.1 μF. Also, the resistors R11 to R16
Resistance values are 56KΩ, 39KΩ and 2.7KΩ, respectively.
Ω, 2.7 KΩ, 1 KΩ, 470 KΩ. And
The inventors of the present invention conducted an experiment on the starting device 10 of the second embodiment under the same conditions as the first embodiment, and found that the motor 12
It took about 3 seconds from the start-up to the steady-state operation, that is, the time required for the soft start. Further, even when the switch 14 was turned off and turned on again during the steady operation, the soft start could be performed again for about 3 seconds.

【0032】以上のように、本第2実施形態の起動装置
10によれば、第1実施形態と同様に、長い時間でソフ
トスタートを行うことができるとともに、短いサイクル
でON、OFFを繰り返した場合であっても、再度ソフ
トスタートを行うことができる。しかも、回路を構成す
る素子の数が第1実施形態の起動装置10よりも少ない
ため、その分、起動装置10の信頼性を高めることがで
きるとともに、製造時間を短縮して製造コストを低減す
ることができる。さらに、電解コンデンサCの外形を
小さくすることができるため、起動装置10の取付スペ
ースを小さくすることができる。
As described above, according to the activation device 10 of the second embodiment, as in the first embodiment, soft start can be performed for a long time, and ON / OFF is repeated in a short cycle. Even in this case, the soft start can be performed again. Moreover, since the number of elements forming the circuit is smaller than that of the starting device 10 of the first embodiment, the reliability of the starting device 10 can be improved, and the manufacturing time can be shortened and the manufacturing cost can be reduced. be able to. Furthermore, since the outer shape of the electrolytic capacitor C 4 can be reduced, the mounting space for the starting device 10 can be reduced.

【0033】なお、上記各実施形態において、ソフトス
タートに要する時間は、電解コンデンサC1、または、
電解コンデンサC4の静電容量の値を大きくするか、ト
ランジスタQ2のベース電流値を小さくすることによ
り、長くすることができ、逆に電解コンデンサC1、ま
たは、電解コンデンサC4の静電容量の値を小さくする
か、トランジスタQ2のベース電流値を大きくすること
により短くすることができる。
In each of the above embodiments, the time required for the soft start is the electrolytic capacitor C1 or
The capacitance value of the electrolytic capacitor C4 can be increased by increasing the capacitance value of the electrolytic capacitor C4 or decreasing the base current value of the transistor Q2. Conversely, the capacitance value of the electrolytic capacitor C1 or the electrolytic capacitor C4 can be increased. It can be shortened by reducing the value or increasing the base current value of the transistor Q2.

【0034】[0034]

【発明の効果】以上のように本発明の起動装置によれ
ば、電動機が定格回転数を発生でき、かつ、電動機の起
動および停止を短いサイクルで繰り返して行った場合で
あってもソフトスタートを行うことができる電動機の起
動装置を実現することができる。
As described above, according to the starting device of the present invention, the electric motor can generate the rated speed, and the soft start can be performed even when the electric motor is repeatedly started and stopped in a short cycle. It is possible to realize an electric motor starter that can be operated.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明第1実施形態の起動装置の主要構成を示
す回路図である。
FIG. 1 is a circuit diagram showing a main configuration of a starting device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明第2実施形態の起動装置の主要構成を示
す回路図である。
FIG. 2 is a circuit diagram showing a main configuration of a starting device according to a second embodiment of the present invention.

【図3】従来の突入電流を防止するための回路図であ
る。
FIG. 3 is a circuit diagram for preventing a conventional inrush current.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 起動装置 20 トリガ回路 30 バイパス回路 40,70 遅延回路 50,80 放電回路 C1,C4 電解コンデンサ D2 トリガダイオード Q1 トライアック Q2 トランジスタ 10 Starter 20 Trigger circuit 30 Bypass circuit 40,70 delay circuit 50,80 discharge circuit C1, C4 electrolytic capacitors D2 trigger diode Q1 TRIAC Q2 transistor

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H02P 1/42 H02P 7/622 H02P 7/635 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (58) Fields surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) H02P 1/42 H02P 7/622 H02P 7/635

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 交流電源から電動機に印加される電圧の
位相を制御する位相制御手段と、この位相制御手段に入
力される電流をバイパスすることにより、前記位相制御
手段により制御される位相を遅延させる位相遅延手段と
が備えられた電動機の起動装置において、 前記位相制御手段には、 前記交流電源から前記電動機に供給される電流を整流す
るとともに、ゲートにトリガ電流を入力して導通する半
導体制御素子と、 この半導体制御素子へ前記トリガ電流を出力するトリガ
素子と、 このトリガ素子から出力されるトリガ電流の出力タイミ
ングを制御する第1のコンデンサとが備えられており、 前記位相遅延手段には、 前記第1のコンデンサへの充電電流をバイパスするバイ
パス電路と、 このバイパス電路によりバイパスされたバイパス電流を
入力することによりONするとともに、その入力したバ
イパス電流を出力するトランジスタと、 前記トランジスタから出力されるベース電流により充電
される第2のコンデンサと、 この第2のコンデンサを放電させる放電回路とを備えて
おり前記トランジスタは、前記第2のコンデンサの充電が進
むと、前記ベース電流が減少してOFFし、前記バイパ
ス電路に前記バイパス電流が流れなくなる ことを特徴と
する電動機の起動装置。
1. A phase control means for controlling a phase of a voltage applied to an electric motor from an AC power source, and a phase controlled by the phase control means is delayed by bypassing a current input to the phase control means. In the starting device of the electric motor provided with a phase delaying unit, the phase control unit rectifies a current supplied from the AC power supply to the electric motor, and inputs a trigger current to a gate to conduct a semiconductor control. An element, a trigger element that outputs the trigger current to the semiconductor control element, and a first capacitor that controls the output timing of the trigger current output from the trigger element are provided, and the phase delay means is provided. A bypass circuit for bypassing the charging current to the first capacitor, and a bypass bypassed by this bypass circuit. As well as ON by inputting the flow, bar was the input
A transistor that outputs an bypass current, a second capacitor that is charged by a base current that is output from the transistor, and a discharge circuit that discharges the second capacitor are provided.
And the transistor is charging the second capacitor.
Then, the base current decreases and turns off, and
A starting device for an electric motor , wherein the bypass current does not flow in the electric circuit .
【請求項2】 前記放電回路は、 前記交流電源から前記電動機に電流が供給されている場
合に前記第2のコンデンサの放電を禁止するとともに、
前記電流の供給が停止した場合に前記第2のコンデンサ
を放電させるものであることを特徴とする請求項1に記
載の電動機の起動装置。
2. The discharging circuit inhibits discharging of the second capacitor when current is supplied from the AC power supply to the electric motor, and
The starting device for the electric motor according to claim 1, wherein the second capacitor is discharged when the supply of the current is stopped.
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