JPS6314592B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPS6314592B2 JPS6314592B2 JP52148040A JP14804077A JPS6314592B2 JP S6314592 B2 JPS6314592 B2 JP S6314592B2 JP 52148040 A JP52148040 A JP 52148040A JP 14804077 A JP14804077 A JP 14804077A JP S6314592 B2 JPS6314592 B2 JP S6314592B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- signal
- motor
- gyro
- power supply
- gate
- Prior art date
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- Expired
Links
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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
- H02P1/00—Arrangements for starting electric motors or dynamo-electric converters
- H02P1/16—Arrangements for starting electric motors or dynamo-electric converters for starting dynamo-electric motors or dynamo-electric converters
- H02P1/54—Arrangements for starting electric motors or dynamo-electric converters for starting dynamo-electric motors or dynamo-electric converters for starting two or more dynamo-electric motors
- H02P1/58—Arrangements for starting electric motors or dynamo-electric converters for starting dynamo-electric motors or dynamo-electric converters for starting two or more dynamo-electric motors sequentially
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P1/00—Arrangements for starting electric motors or dynamo-electric converters
- H02P1/16—Arrangements for starting electric motors or dynamo-electric converters for starting dynamo-electric motors or dynamo-electric converters
- H02P1/26—Arrangements for starting electric motors or dynamo-electric converters for starting dynamo-electric motors or dynamo-electric converters for starting an individual polyphase induction motor
- H02P1/30—Arrangements for starting electric motors or dynamo-electric converters for starting dynamo-electric motors or dynamo-electric converters for starting an individual polyphase induction motor by progressive increase of frequency of supply to primary circuit of motor
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Control Of Multiple Motors (AREA)
- Motor And Converter Starters (AREA)
- Gyroscopes (AREA)
- Control Of Ac Motors In General (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は電動機(以下モータという)に関し、
特にジヤイロスコープモータに用いて特に有利で
ある改良された冷間始動装置に関する。
特にジヤイロスコープモータに用いて特に有利で
ある改良された冷間始動装置に関する。
慣性誘導用のジヤイロ安定化プラツトホームに
おいて、低温(0℃)下に短時間(2秒)でモー
タをスタートすることが多い。これは、戦闘機の
ような飛行機において2,3分以内にジヤイロコ
ンパス動作をおこなう際に迅速に立上げる必要が
あるためである。
おいて、低温(0℃)下に短時間(2秒)でモー
タをスタートすることが多い。これは、戦闘機の
ような飛行機において2,3分以内にジヤイロコ
ンパス動作をおこなう際に迅速に立上げる必要が
あるためである。
このような装置に対するもうひとつの要求はモ
ータのベアリングの使用寿命が長いものでなけれ
ばならないということである。これは即ちベアリ
ング用の潤滑油が高い粘性のものでなければなら
ないということである。この種のオイルは低温で
は更に粘性が増すので冷間始動の問題を解決する
ことが困難になつてくる。
ータのベアリングの使用寿命が長いものでなけれ
ばならないということである。これは即ちベアリ
ング用の潤滑油が高い粘性のものでなければなら
ないということである。この種のオイルは低温で
は更に粘性が増すので冷間始動の問題を解決する
ことが困難になつてくる。
これに対する従来技術による伝統的な解決は、
始動サイクル期間に高電圧を印加するように電源
をプログラムしてモータを飽和状態にし最大トル
クを得ることである。すなわち、この場合、始動
期間に通常運転電力よりもはるかに大きい最大総
合電力が得えられように電源を構成する必要があ
る。同様にモータを駆動するために直流を交流に
変換するスイツチングモジユールも高電圧が得ら
れるように構成する必要がある。
始動サイクル期間に高電圧を印加するように電源
をプログラムしてモータを飽和状態にし最大トル
クを得ることである。すなわち、この場合、始動
期間に通常運転電力よりもはるかに大きい最大総
合電力が得えられように電源を構成する必要があ
る。同様にモータを駆動するために直流を交流に
変換するスイツチングモジユールも高電圧が得ら
れるように構成する必要がある。
この従来の解決方法は一応充分なものではある
が、この解決方法が高価な材料を用い装置重量を
大きくしてはじめて得られる点に問題がある。
が、この解決方法が高価な材料を用い装置重量を
大きくしてはじめて得られる点に問題がある。
従つて電源およびスイツチングモジユールに対
する要求も最も少なくし、しかも低温急速始動が
得られる改良された冷間始動装置を提供する必要
がある。
する要求も最も少なくし、しかも低温急速始動が
得られる改良された冷間始動装置を提供する必要
がある。
本発明はこのような冷間始動装置を提供するも
ので、これを、ジヤイロモータは一般にヒステリ
シス同期形であることに着目して行なうものであ
る。平衡多相ヒステリシスモータにおいて、始動
トルクは本質的に周波数とは無関係であるが飽和
に至るまで励磁電流に依存している。通常の使用
状態では、電力を保存し且つジヤイロの加熱を低
下させるためにモータは飽和状態となる遥か前の
状態で運転される。従つて実際の始動トルクはモ
ータのコアで得られる最大始動トルクよりも極め
て小さい。ジヤイロの励磁周波数は極めて正確な
ものが要求されるので、水晶クロツクからカウン
トダウンしてジヤイロホイール周波数を設定する
のが一般である。一度必要な周波数が得られる
と、ジヤイロのモータを駆動するために直流を交
流に変換するスイツチングモジユールを制御する
のにこの周波数が用いられる。
ので、これを、ジヤイロモータは一般にヒステリ
シス同期形であることに着目して行なうものであ
る。平衡多相ヒステリシスモータにおいて、始動
トルクは本質的に周波数とは無関係であるが飽和
に至るまで励磁電流に依存している。通常の使用
状態では、電力を保存し且つジヤイロの加熱を低
下させるためにモータは飽和状態となる遥か前の
状態で運転される。従つて実際の始動トルクはモ
ータのコアで得られる最大始動トルクよりも極め
て小さい。ジヤイロの励磁周波数は極めて正確な
ものが要求されるので、水晶クロツクからカウン
トダウンしてジヤイロホイール周波数を設定する
のが一般である。一度必要な周波数が得られる
と、ジヤイロのモータを駆動するために直流を交
流に変換するスイツチングモジユールを制御する
のにこの周波数が用いられる。
本発明はこれらの事実を利用して、通常の電圧
よりも高い電圧を必要とせず、従つてより小さな
電源およびより小さい定格電圧のスイツチングモ
ジユールが使用できるようにした改良冷間始動装
置を提供するものである。本発明により、通常周
波数より低い周波数はカウントダウンロジツクを
増加することによつて得られる。例えば通常周波
数が480Hzであれば、これを分周して240Hzの周波
数を得るのである。これによると、モータインピ
ーダンスは本質的に誘導性であるので、同一電圧
に対し電流を約2倍要する。電流の増加およびト
ルクの増加はそのモータの詳細な構成に依存する
ものであることは当然であつて、例えば飽和状態
にどのくらい近づいた状態でモータが通常動作し
ているか、モータの直流インピーダンス、直流電
源の特定の制限等に依存しているのである。
よりも高い電圧を必要とせず、従つてより小さな
電源およびより小さい定格電圧のスイツチングモ
ジユールが使用できるようにした改良冷間始動装
置を提供するものである。本発明により、通常周
波数より低い周波数はカウントダウンロジツクを
増加することによつて得られる。例えば通常周波
数が480Hzであれば、これを分周して240Hzの周波
数を得るのである。これによると、モータインピ
ーダンスは本質的に誘導性であるので、同一電圧
に対し電流を約2倍要する。電流の増加およびト
ルクの増加はそのモータの詳細な構成に依存する
ものであることは当然であつて、例えば飽和状態
にどのくらい近づいた状態でモータが通常動作し
ているか、モータの直流インピーダンス、直流電
源の特定の制限等に依存しているのである。
本発明の他の特徴により、シーケンス動作が行
なわれ、1つ以上のモータの種々の相に対し電力
を順次供給している。例えば、2モータ方式にお
いては、電源は通常この2つのモータに給電する
必要があるが、始動中電源がシーケンス動作を介
して1度に1台のモータのみを給電するようにす
れば、電源は通常電流の2倍の電流でモータを給
電するのに充分な容量をもつことになりしかも必
要な始動トルクが得られる。
なわれ、1つ以上のモータの種々の相に対し電力
を順次供給している。例えば、2モータ方式にお
いては、電源は通常この2つのモータに給電する
必要があるが、始動中電源がシーケンス動作を介
して1度に1台のモータのみを給電するようにす
れば、電源は通常電流の2倍の電流でモータを給
電するのに充分な容量をもつことになりしかも必
要な始動トルクが得られる。
以下の詳細な説明から明らかになるように、本
発明では、周波数の変化およびまたはシーケンス
動作はいかなる特定の状態に対しても必要充分に
行なわれる。更に、本発明は、多相インダクシヨ
ンモータおよび突極同期モータのような他の型の
交流モータにも利用できる。また、本発明はジヤ
イロモータのみに限定されるのではなく、低温で
急速始動を必要とする他の場合にも利用できるも
のである。
発明では、周波数の変化およびまたはシーケンス
動作はいかなる特定の状態に対しても必要充分に
行なわれる。更に、本発明は、多相インダクシヨ
ンモータおよび突極同期モータのような他の型の
交流モータにも利用できる。また、本発明はジヤ
イロモータのみに限定されるのではなく、低温で
急速始動を必要とする他の場合にも利用できるも
のである。
以下、本発明を詳細に説明するが、本発明が少
なくとも2台のジヤイロを有する慣性プラツトホ
ームに用いられた場合として説明する。以下説明
を進めるために、この2台のジヤイロはバーチカ
ルジヤイロおよびアジマスジヤイロであるとし、
更にジヤイロの通常動作周波数を480Hzとする。
なくとも2台のジヤイロを有する慣性プラツトホ
ームに用いられた場合として説明する。以下説明
を進めるために、この2台のジヤイロはバーチカ
ルジヤイロおよびアジマスジヤイロであるとし、
更にジヤイロの通常動作周波数を480Hzとする。
第1図は直流電源の電圧対電流の関係を示すも
ので、この電源は限流式のものである。また第1
図は種々の動作条件に対する負荷曲線を示したも
ので、負荷曲線11,13,15は480Hzにおけ
る1つのモータ、480Hzにおける2つのモータ、
240Hzにおける1.5台のモータにそれぞれ対するも
のである。飽和が無く、また直流巻線抵抗が低い
場合は、負荷曲線13はまた240Hzにおける1つ
のモータを表わすものである。
ので、この電源は限流式のものである。また第1
図は種々の動作条件に対する負荷曲線を示したも
ので、負荷曲線11,13,15は480Hzにおけ
る1つのモータ、480Hzにおける2つのモータ、
240Hzにおける1.5台のモータにそれぞれ対するも
のである。飽和が無く、また直流巻線抵抗が低い
場合は、負荷曲線13はまた240Hzにおける1つ
のモータを表わすものである。
第2図は本発明による装置のブロツク図で、限
流直流電源17と、クロツク19と、カウント・
ダウン・ロジツク21と、シーケンサ23と、ジ
ヤイロモータ駆動ロジツク25と、ジヤイロホイ
ール給電モジユール27とをそなえている。ジヤ
イロホイール給電モジユール27の出力側には2
対の巻線が接続されている。端子L1,L2に並列
に接続したものは、バーチカルジヤイロおよびア
ジマスジヤイロにそれぞれ関連した第1位相巻線
29,31である。更に巻線33が端子L3,L4
に接続され、巻線35が端子L4,L5に接続され
ている。巻線33はバーチカルジヤイロの第2相
のもので、巻線35はアジヤスジヤイロの第2相
のものである。シーケンサ23は、1度にひとつ
だけスタートさせるためのものであつて、クロツ
ク入力に応答して一連の別々の出力を発生する簡
単なタイマである。
流直流電源17と、クロツク19と、カウント・
ダウン・ロジツク21と、シーケンサ23と、ジ
ヤイロモータ駆動ロジツク25と、ジヤイロホイ
ール給電モジユール27とをそなえている。ジヤ
イロホイール給電モジユール27の出力側には2
対の巻線が接続されている。端子L1,L2に並列
に接続したものは、バーチカルジヤイロおよびア
ジマスジヤイロにそれぞれ関連した第1位相巻線
29,31である。更に巻線33が端子L3,L4
に接続され、巻線35が端子L4,L5に接続され
ている。巻線33はバーチカルジヤイロの第2相
のもので、巻線35はアジヤスジヤイロの第2相
のものである。シーケンサ23は、1度にひとつ
だけスタートさせるためのものであつて、クロツ
ク入力に応答して一連の別々の出力を発生する簡
単なタイマである。
このシーケンサ23は、従来のスタート装置に
用いられる公知の装置であつて、本装置に電力が
供給されると直ちに出力D−10が得られるよう
になつている。シーケンサ23が温度が零度にな
つたことを示す入力(図示せず)をそなえてい
る。零度以下の温度ではヒータが用いられ始動前
に装置をウオーミングアツプするようになつてい
る。信号D−12は0〓となつた時点Xに発生す
る(これはプラツトホームが約0〓の場合に、信
号D−10が発出する時点と同一である)。信府
D−8は約X+2秒の時点で発生し、信号D−6
はX+4秒の時点で発生する。
用いられる公知の装置であつて、本装置に電力が
供給されると直ちに出力D−10が得られるよう
になつている。シーケンサ23が温度が零度にな
つたことを示す入力(図示せず)をそなえてい
る。零度以下の温度ではヒータが用いられ始動前
に装置をウオーミングアツプするようになつてい
る。信号D−12は0〓となつた時点Xに発生す
る(これはプラツトホームが約0〓の場合に、信
号D−10が発出する時点と同一である)。信府
D−8は約X+2秒の時点で発生し、信号D−6
はX+4秒の時点で発生する。
これらの出力信号D10,D12,D8および
D6は最初0ボルトで、出力時は5ボルトに上昇
し装置が動作している間はこの値を維持してい
る。これら出力信号については、他のモジユール
と関連させて詳細に説明する。
D6は最初0ボルトで、出力時は5ボルトに上昇
し装置が動作している間はこの値を維持してい
る。これら出力信号については、他のモジユール
と関連させて詳細に説明する。
カウントダウンモジユールは1群の方形波480
∠0゜,480∠180゜,480∠90゜,480∠270゜を発生す
る基準カウンタである。これら方形波の時間関係
を第3図に示す。またこれら出力はジヤイロモー
タ駆動ロジツク25に供給されるものである。こ
のロジツク25は対応出力∠0゜,∠90゜,∠180゜,
∠270゜をジヤイロホイール給電モジユール27に
出力する。このモジユール27は実際に直流電源
からの直流電力を前述した種々の巻線に供給する
ものである。このジヤイロホイール給電モジユー
ル27は直流をスイツチングして交流方形波モー
タ巻線に加わるようにしている。巻線29,3
1,33,35は2相巻線なので、第3図に示し
たタイミングはこれらの巻線に対して適切なもの
である。ジヤイロホイール給電モジユールは、基
本的にカウントダウンモジユールのような標準の
装置である。要するに本発明の始動装置はカウン
トダウンモジユール21、シーケンサ23、ジヤ
イロホイール給電モジユール27の間にジヤイロ
モータ駆動ロジツク25を加えればよいのであ
る。
∠0゜,480∠180゜,480∠90゜,480∠270゜を発生す
る基準カウンタである。これら方形波の時間関係
を第3図に示す。またこれら出力はジヤイロモー
タ駆動ロジツク25に供給されるものである。こ
のロジツク25は対応出力∠0゜,∠90゜,∠180゜,
∠270゜をジヤイロホイール給電モジユール27に
出力する。このモジユール27は実際に直流電源
からの直流電力を前述した種々の巻線に供給する
ものである。このジヤイロホイール給電モジユー
ル27は直流をスイツチングして交流方形波モー
タ巻線に加わるようにしている。巻線29,3
1,33,35は2相巻線なので、第3図に示し
たタイミングはこれらの巻線に対して適切なもの
である。ジヤイロホイール給電モジユールは、基
本的にカウントダウンモジユールのような標準の
装置である。要するに本発明の始動装置はカウン
トダウンモジユール21、シーケンサ23、ジヤ
イロホイール給電モジユール27の間にジヤイロ
モータ駆動ロジツク25を加えればよいのであ
る。
第4図はジヤイロホイール給電モジユールを更
に詳細に示したものである。巻線29,31に接
続した端子L1,L2にはブリツジ構成のスイツチ
S1〜S4が接続されている。図示したように、スイ
ツチS1,S2はその一方の端子を正母線に接続し、
スイツチS3,S4はその一方の端子を負母線(或は
接地母線)に接続している。スイツチS1,S3の残
りの端子は共に端子L1に接続されている。また
スイツチS2,S4の残りの端子は端子L2に接続さ
れている。入力∠90゜はスイツチS1,S4に対する
制御入力で、入力力∠270゜はスイツチS2,S3に対
する制御入力である。これらのスイツチは信号的
に図示されているが、実際は半導体スイツチであ
る。図から明らかなようにスイツチS2とS3とが一
緒にオンとなり、またスイツチS1,S4が一緒にオ
ンとなる。また第3図から、このようなスイツチ
ング動作によつて、巻線29,31に供給される
交流波形が得られることがわかるであろう。同様
に巻線33,35がスイツチS5〜S10によつて給
電される。ここでゲート37〜40を無視すれ
ば、すなわちこれらゲートが動作可能であるとす
れば、∠180゜信号はスイツチS7,S6,S10を制御
し、∠0゜信号スイツチはS5,S8,S9を制御する。
従つて、サイクルの∠0゜部分の間は、スイツチS5
とS8がオンとなつて巻線33を給電する。またス
イツチS8とS9とがオンで巻線35を給電する。サ
イクルの次の半分では(即ち∠180゜、スイツチS6
とS7がオンで巻線33に給電し、スイツチS6と
S10がオンで巻線35に給電する。更にもう一度、
巻線群にはこのような構成を介して全交流方形波
が供給される。以下の詳細な説明からわかるよう
に、通常動作中は、種々の480Hz信号はジヤイロ
モータ駆動ロジツク25およびジヤイロホイール
給電モジユール27を介して結合され、前記2つ
のモータを480Hzで作動する。ANDゲート37〜
40により、スイツチS5,S7は出力D−12があ
る場合にのみ応動する。またスイツチS9とS10は
出力D−8がある時にのみ応動する。第2図には
スイツチS11が図示されているが、このスイツチ
S11は、信号D−10がある時にだけ直流が給電
モジユールに供給されるように電源と給電モジユ
ールとの間に設けられたものである。
に詳細に示したものである。巻線29,31に接
続した端子L1,L2にはブリツジ構成のスイツチ
S1〜S4が接続されている。図示したように、スイ
ツチS1,S2はその一方の端子を正母線に接続し、
スイツチS3,S4はその一方の端子を負母線(或は
接地母線)に接続している。スイツチS1,S3の残
りの端子は共に端子L1に接続されている。また
スイツチS2,S4の残りの端子は端子L2に接続さ
れている。入力∠90゜はスイツチS1,S4に対する
制御入力で、入力力∠270゜はスイツチS2,S3に対
する制御入力である。これらのスイツチは信号的
に図示されているが、実際は半導体スイツチであ
る。図から明らかなようにスイツチS2とS3とが一
緒にオンとなり、またスイツチS1,S4が一緒にオ
ンとなる。また第3図から、このようなスイツチ
ング動作によつて、巻線29,31に供給される
交流波形が得られることがわかるであろう。同様
に巻線33,35がスイツチS5〜S10によつて給
電される。ここでゲート37〜40を無視すれ
ば、すなわちこれらゲートが動作可能であるとす
れば、∠180゜信号はスイツチS7,S6,S10を制御
し、∠0゜信号スイツチはS5,S8,S9を制御する。
従つて、サイクルの∠0゜部分の間は、スイツチS5
とS8がオンとなつて巻線33を給電する。またス
イツチS8とS9とがオンで巻線35を給電する。サ
イクルの次の半分では(即ち∠180゜、スイツチS6
とS7がオンで巻線33に給電し、スイツチS6と
S10がオンで巻線35に給電する。更にもう一度、
巻線群にはこのような構成を介して全交流方形波
が供給される。以下の詳細な説明からわかるよう
に、通常動作中は、種々の480Hz信号はジヤイロ
モータ駆動ロジツク25およびジヤイロホイール
給電モジユール27を介して結合され、前記2つ
のモータを480Hzで作動する。ANDゲート37〜
40により、スイツチS5,S7は出力D−12があ
る場合にのみ応動する。またスイツチS9とS10は
出力D−8がある時にのみ応動する。第2図には
スイツチS11が図示されているが、このスイツチ
S11は、信号D−10がある時にだけ直流が給電
モジユールに供給されるように電源と給電モジユ
ールとの間に設けられたものである。
第5図はジヤイロモータ駆動ロジツクを詳細に
説明したものである。シーケンサ23からの出力
に応答して、ジヤイロモータ駆動ロジツクは通常
動作中480Hzの通常周波数で、或はスタート時に
は240Hzでジヤイロホイール給電モジユールに適
切なパルスを送出する。この回路に用いたロジツ
クは、特に指定しないかぎりダイオードトランジ
スタロジツク(DTL)である。図示したように、
0゜,180゜,90゜,270゜の4つの480Hz信号が装置に
対する入力として加えられる。この装置の入力側
には2つのD型フリツプフロツプ51,53が設
けてある。各フリツプフロツプはセツト入力、ク
リア入力、D或はデータ入力と、クロツク入力を
そなえたものである。
説明したものである。シーケンサ23からの出力
に応答して、ジヤイロモータ駆動ロジツクは通常
動作中480Hzの通常周波数で、或はスタート時に
は240Hzでジヤイロホイール給電モジユールに適
切なパルスを送出する。この回路に用いたロジツ
クは、特に指定しないかぎりダイオードトランジ
スタロジツク(DTL)である。図示したように、
0゜,180゜,90゜,270゜の4つの480Hz信号が装置に
対する入力として加えられる。この装置の入力側
には2つのD型フリツプフロツプ51,53が設
けてある。各フリツプフロツプはセツト入力、ク
リア入力、D或はデータ入力と、クロツク入力を
そなえたものである。
480Hz∠0゜信号はフリツプフロツプ51のクロ
ツク入力に加えられる。このフリツプフロツプの
Q出力はD入力と接続されている。更にこの出
力はフリツプフロツプ53のD入力となつてい
る。各フリツプフロツプにおいて、クリア入力、
セツト入力は一緒に接続されており、抵抗55を
介して正供給電圧が与えられる。このような構成
において、480Hz信号は分周されてフリツプフロ
ツプ51のQ出力から信号240∠0゜を、出力か
ら信号240∠180゜を、フリツプフロツプ53のQ
出力から信号240∠90゜を、出力から信号240∠
270゜を出力する。
ツク入力に加えられる。このフリツプフロツプの
Q出力はD入力と接続されている。更にこの出
力はフリツプフロツプ53のD入力となつてい
る。各フリツプフロツプにおいて、クリア入力、
セツト入力は一緒に接続されており、抵抗55を
介して正供給電圧が与えられる。このような構成
において、480Hz信号は分周されてフリツプフロ
ツプ51のQ出力から信号240∠0゜を、出力か
ら信号240∠180゜を、フリツプフロツプ53のQ
出力から信号240∠90゜を、出力から信号240∠
270゜を出力する。
480Hzおよび240Hz信号はANDゲート56〜6
3に加えられる。信号480∠0゜はANDゲート56
のひとつの入力に加わり、信号240∠0゜はANDゲ
ート57のひとつの入力に加えられる。同様にし
てANDゲート58,59には信号480∠180゜,
240∠180゜が、ANDゲート60,61には信号
480∠90゜,240∠90゜が、ANDゲート62,63
には信号480∠270゜,240∠270゜がそれぞれ入力さ
れる。ゲート56,57の出力はORゲート65
に、ゲート58,59の出力はORゲート66
に、ゲート60,61の出力はORゲート67
に、ゲート62,63の出力はORゲート68
に、それぞれ入力される。これらORゲートの出
力は、ジヤイロホイール給電モジユール27(第
2図)へ供給される信号である。
3に加えられる。信号480∠0゜はANDゲート56
のひとつの入力に加わり、信号240∠0゜はANDゲ
ート57のひとつの入力に加えられる。同様にし
てANDゲート58,59には信号480∠180゜,
240∠180゜が、ANDゲート60,61には信号
480∠90゜,240∠90゜が、ANDゲート62,63
には信号480∠270゜,240∠270゜がそれぞれ入力さ
れる。ゲート56,57の出力はORゲート65
に、ゲート58,59の出力はORゲート66
に、ゲート60,61の出力はORゲート67
に、ゲート62,63の出力はORゲート68
に、それぞれ入力される。これらORゲートの出
力は、ジヤイロホイール給電モジユール27(第
2図)へ供給される信号である。
第5図の上方に示したものは、シーケンサ23
で制御される他のロジツクである。図示したよう
に信号D−6がインバータ70の入力である。こ
のインバータの出力は、信号D−8と共に反転
ANDゲート72の入力となり、このゲート72
の出力はシーケンサ23からの信号D−12に接
続されている。ゲート72の出力あるいは信号D
−12がゼロであれば、DTLロジツクを採用し
ているので、共通ラインはゼロレベルである。イ
ンバータ70の出力は他のインバータ73に加え
られ、このインバータ73の出力はゲート56,
58,60,62を開状態にする入力となる。イ
ンバータ73には更に他のインバータ75が接続
されており、このインバータ75の出力によりゲ
ート57,59,61,63が動作可能となる。
これらのゲート56〜63は各々第3の入力をそ
なえ、入力が接地されたインバータ77の出力に
より、この第3の入力は常に動作可能状態にあ
る。
で制御される他のロジツクである。図示したよう
に信号D−6がインバータ70の入力である。こ
のインバータの出力は、信号D−8と共に反転
ANDゲート72の入力となり、このゲート72
の出力はシーケンサ23からの信号D−12に接
続されている。ゲート72の出力あるいは信号D
−12がゼロであれば、DTLロジツクを採用し
ているので、共通ラインはゼロレベルである。イ
ンバータ70の出力は他のインバータ73に加え
られ、このインバータ73の出力はゲート56,
58,60,62を開状態にする入力となる。イ
ンバータ73には更に他のインバータ75が接続
されており、このインバータ75の出力によりゲ
ート57,59,61,63が動作可能となる。
これらのゲート56〜63は各々第3の入力をそ
なえ、入力が接地されたインバータ77の出力に
より、この第3の入力は常に動作可能状態にあ
る。
前述したように、シーケンサ23は簡単なタイ
マであり、また適切にデコードした出力で希望の
タイムシーケンスを与えるカウンタで構成したも
のであつて、最初に出力D−10を出力する。こ
の出力によりスイツチS11が閉成されてジヤイロ
ホイール給電モジユールに電力を供給する。この
時点で、出力D−12,D−8,D−6は共に
“0”である。出力D−6が“0”なので、反転
増幅器70は“1”を出力し、この出力“1”が
インバータ73で反転されて“0”となり更にイ
ンバータ75を介して“1”に戻る。従つて、ゲ
ート57,59,61,63は動作可能となり
240Hz信号を通過させる。かくして最初に240Hz信
号がスイツチS1,S4,S8,S6(第4図)に送られ
る。スイツチS11が閉じ、240Hz方形波が各スイツ
チに加えられるので、スイツチS1〜S4が作動し、
240Hz交流方形波で巻線29,31が付勢される。
この時、D−12,D−8は依然として“0”で
ある。従つて、スイツチS6,S8は動作可能である
が、他のスイツチS5,S7,S9,S10は非作動状態
であるので、巻線33,35を介する回路が完成
されず、これらの巻線は付勢されない。巻線2
9,31が付勢された後、少々(短時間)遅れて
シーケンサ23はD−12を出力する。この信号
D−12(“1”)によつて、ANDゲート37,
38が動作可能となり、スイツチS5,S7が動作可
能となる。従つて巻線33が付勢される。すなわ
ち、バーチカルジヤイロが充分に付勢され、所定
速度に至るのである。
マであり、また適切にデコードした出力で希望の
タイムシーケンスを与えるカウンタで構成したも
のであつて、最初に出力D−10を出力する。こ
の出力によりスイツチS11が閉成されてジヤイロ
ホイール給電モジユールに電力を供給する。この
時点で、出力D−12,D−8,D−6は共に
“0”である。出力D−6が“0”なので、反転
増幅器70は“1”を出力し、この出力“1”が
インバータ73で反転されて“0”となり更にイ
ンバータ75を介して“1”に戻る。従つて、ゲ
ート57,59,61,63は動作可能となり
240Hz信号を通過させる。かくして最初に240Hz信
号がスイツチS1,S4,S8,S6(第4図)に送られ
る。スイツチS11が閉じ、240Hz方形波が各スイツ
チに加えられるので、スイツチS1〜S4が作動し、
240Hz交流方形波で巻線29,31が付勢される。
この時、D−12,D−8は依然として“0”で
ある。従つて、スイツチS6,S8は動作可能である
が、他のスイツチS5,S7,S9,S10は非作動状態
であるので、巻線33,35を介する回路が完成
されず、これらの巻線は付勢されない。巻線2
9,31が付勢された後、少々(短時間)遅れて
シーケンサ23はD−12を出力する。この信号
D−12(“1”)によつて、ANDゲート37,
38が動作可能となり、スイツチS5,S7が動作可
能となる。従つて巻線33が付勢される。すなわ
ち、バーチカルジヤイロが充分に付勢され、所定
速度に至るのである。
この時点で、信号D−8はまだ“0”である。
従つて、ゲート72は入力が“1”と“0”なの
で、その出力は“1”となる。この出力がD−1
2に接続される。従つてD−12が“1”、ゲー
ト72の出力が“1”で、第2図および第4図に
図示したジヤイロホイール給電モジユールの入力
側のライン77は“1”の状態にあり、ゲート3
7,38が動作可能状態に維持される。かくして
第1のジヤイロモータが低い周波数で始動され、
全電流は240Hz負荷ラインおよび直流電源の限流
作用で制限される。ここで、シーケンサ23は出
力D−8を出力し、すなわち出力D−8は“1”
となる。
従つて、ゲート72は入力が“1”と“0”なの
で、その出力は“1”となる。この出力がD−1
2に接続される。従つてD−12が“1”、ゲー
ト72の出力が“1”で、第2図および第4図に
図示したジヤイロホイール給電モジユールの入力
側のライン77は“1”の状態にあり、ゲート3
7,38が動作可能状態に維持される。かくして
第1のジヤイロモータが低い周波数で始動され、
全電流は240Hz負荷ラインおよび直流電源の限流
作用で制限される。ここで、シーケンサ23は出
力D−8を出力し、すなわち出力D−8は“1”
となる。
この出力D−8は第5図のゲート72への入力
である。D−6は依然として“0”レベル、イン
バータ70の出力は、“1”レベルなので、ゲー
ト72の入力は共に“1”であり、従つてその出
力は“0”となる。従つて第4図のANDゲート
37,38は非動作状態となる。D−8が“1”
であるので、ANDゲート39,40は動作状態
となる。これによつてスイツチS9,S10はスイツ
チS6,S8と共に作動されて、交流方形波が巻線3
5に供給される。この条件下で、バーチカルジヤ
イロモータは240Hz単相動作となる。アジマスモ
ータは、2つの巻線31,35が付勢されるので
始動し、バーチカルモータの場合と同様に240Hz
の始動速度に達する。
である。D−6は依然として“0”レベル、イン
バータ70の出力は、“1”レベルなので、ゲー
ト72の入力は共に“1”であり、従つてその出
力は“0”となる。従つて第4図のANDゲート
37,38は非動作状態となる。D−8が“1”
であるので、ANDゲート39,40は動作状態
となる。これによつてスイツチS9,S10はスイツ
チS6,S8と共に作動されて、交流方形波が巻線3
5に供給される。この条件下で、バーチカルジヤ
イロモータは240Hz単相動作となる。アジマスモ
ータは、2つの巻線31,35が付勢されるので
始動し、バーチカルモータの場合と同様に240Hz
の始動速度に達する。
アジマスモータが所定速度に達する適切な時間
が経過した後、シーケンサ23はD−6“1”を
出力する。従つてインバータ70の出力は“0”、
ゲート72の出力は“1”となる。更に、インバ
ータ73の出力は“1”となり、一方インバータ
75の出力は“0”となる。この結果、2つの事
が発生する。ゲート37,38が再度動作可能と
なり巻線33が給電される。更に、ゲート57,
59,61,63が非動作状態となり、ゲート5
6,58,60,62が動作可能となり480Hz信
号をジヤイロホイール給電モジユールに送給す
る。第4図のスイツチすべてが動作状態で480Hz
信号が加えられているので、モータ双方が480Hz
の速度に到達する。これが始動の最終ステツプで
ある。
が経過した後、シーケンサ23はD−6“1”を
出力する。従つてインバータ70の出力は“0”、
ゲート72の出力は“1”となる。更に、インバ
ータ73の出力は“1”となり、一方インバータ
75の出力は“0”となる。この結果、2つの事
が発生する。ゲート37,38が再度動作可能と
なり巻線33が給電される。更に、ゲート57,
59,61,63が非動作状態となり、ゲート5
6,58,60,62が動作可能となり480Hz信
号をジヤイロホイール給電モジユールに送給す
る。第4図のスイツチすべてが動作状態で480Hz
信号が加えられているので、モータ双方が480Hz
の速度に到達する。これが始動の最終ステツプで
ある。
以上の記載は同期モータの始動に関するもので
あるが、本発明は他の形式のモータにも利用でき
る。例えば、典型的に言つてかご形回転子を有す
るインダクシヨンモータは極めて小さな始動トル
クしか有しないが、このようなモータは基本的に
ロータ・インピーダンスおよびロータのスリツプ
周波数の関数である速度トルク曲線を有するもの
である。このロータが同期速度に近づくにつれ
て、ロータの周波数はゼロに近づく。停動(スト
ール)時のロータ周波数はライン周波数である。
本発明による装置を利用すれば、特に最大トルク
が発生するスリツプ周波数のような低周波数で第
4図のジヤイロホイール給電モジユールを用いれ
ば、前述したモータを最大トルクで始動すること
ができる。しかもこのような動作が、通常の動作
周波数を半分にするかわりにモータの速度トルク
特性から決まる周波数で巻線を付勢するだけで得
られる。前述した実施例のように、電源の直流を
限流することによつて全電力およびトルク量が制
御される。モータ速度が増加するにつれて、ロー
タ周波数が低下しトルクがシフトする。トルクが
シフトしモータが所定速度に達すれば、周波数を
変更してトルクを最大にすることができる。従つ
てシーケンサ23をプログラムして、最良スイツ
チング点を決定する分析に基づいた速度に前述し
たモータが達するようにすることができる。ま
た、直流とスイツチングモジユールを用いれば、
あるいはスイツチング開始に用いられる速度セン
サを用いれば、帰還制御を利用することも可能で
ある。
あるが、本発明は他の形式のモータにも利用でき
る。例えば、典型的に言つてかご形回転子を有す
るインダクシヨンモータは極めて小さな始動トル
クしか有しないが、このようなモータは基本的に
ロータ・インピーダンスおよびロータのスリツプ
周波数の関数である速度トルク曲線を有するもの
である。このロータが同期速度に近づくにつれ
て、ロータの周波数はゼロに近づく。停動(スト
ール)時のロータ周波数はライン周波数である。
本発明による装置を利用すれば、特に最大トルク
が発生するスリツプ周波数のような低周波数で第
4図のジヤイロホイール給電モジユールを用いれ
ば、前述したモータを最大トルクで始動すること
ができる。しかもこのような動作が、通常の動作
周波数を半分にするかわりにモータの速度トルク
特性から決まる周波数で巻線を付勢するだけで得
られる。前述した実施例のように、電源の直流を
限流することによつて全電力およびトルク量が制
御される。モータ速度が増加するにつれて、ロー
タ周波数が低下しトルクがシフトする。トルクが
シフトしモータが所定速度に達すれば、周波数を
変更してトルクを最大にすることができる。従つ
てシーケンサ23をプログラムして、最良スイツ
チング点を決定する分析に基づいた速度に前述し
たモータが達するようにすることができる。ま
た、直流とスイツチングモジユールを用いれば、
あるいはスイツチング開始に用いられる速度セン
サを用いれば、帰還制御を利用することも可能で
ある。
突極同期モータも始動が困難である。このモー
タは始動トルクが無く、一般に極構造体と一体形
成したインダクシヨンモータ巻線によつて始動さ
れる。複合インダクシヨンモータが同期速度に近
づくにつれて、ロータの突極が同期され、スリツ
プが全くないので、インダクシヨン巻線は非活動
的なものとなる。このようなモータにおいて直流
に近い極めて低い周波数が図示した構成の単純な
突極同期モータの巻線に加えられたとすると、ロ
ータはステータ磁界と一致する。ロータの性能に
応じて周波数をゆつくり増加して巻線負荷および
摩擦に打勝つて加速するのに充分なトルクを得、
しかも同期状態にあるようにすれば、モータはゆ
つくりスタートし必要な同期速度にまで加速され
る。この種のモータはジヤイロのような場合に用
いることができるものであり、またこのようなモ
ータは一度スタートすれば場合によつてはヒステ
リシスモータよりも有用なものである。
タは始動トルクが無く、一般に極構造体と一体形
成したインダクシヨンモータ巻線によつて始動さ
れる。複合インダクシヨンモータが同期速度に近
づくにつれて、ロータの突極が同期され、スリツ
プが全くないので、インダクシヨン巻線は非活動
的なものとなる。このようなモータにおいて直流
に近い極めて低い周波数が図示した構成の単純な
突極同期モータの巻線に加えられたとすると、ロ
ータはステータ磁界と一致する。ロータの性能に
応じて周波数をゆつくり増加して巻線負荷および
摩擦に打勝つて加速するのに充分なトルクを得、
しかも同期状態にあるようにすれば、モータはゆ
つくりスタートし必要な同期速度にまで加速され
る。この種のモータはジヤイロのような場合に用
いることができるものであり、またこのようなモ
ータは一度スタートすれば場合によつてはヒステ
リシスモータよりも有用なものである。
従つて、本発明は交流モータに可変周波数をあ
たえてその始動特性を変え、通常用いられる電圧
あるいは電流以上に電圧あるいは電流を変化させ
ることなくモータを所定速度にする手段を提供す
るものである。更に本発明は電源限流特性を利用
してモータの始動電流を規制するものである。
たえてその始動特性を変え、通常用いられる電圧
あるいは電流以上に電圧あるいは電流を変化させ
ることなくモータを所定速度にする手段を提供す
るものである。更に本発明は電源限流特性を利用
してモータの始動電流を規制するものである。
第1図は本発明において用いる代表的電源の電
流電圧特性を種々のモータの動作に対する負荷曲
線として示したグラフ図、第2図は本発明の装置
のブロツク図、第3図は本発明のモータを付勢す
るのに用いる波形を示す波形図、第4図は第2図
のジヤイロ・ホイール給電モジユールのブロツク
図、第5図は第2図のジヤイロモータ駆動ロジツ
クの論理図である。 17……直流電源、19……クロツク、21…
…カウントダウン・ロジツク、23……シーケン
サ・モジユール、25……ジヤイロモータ駆動モ
ジユール、27……ジヤイロ・ホイール給電モジ
ユール、29,31,33,35……巻線、S1〜
S10……スイツチ、37〜40……ANDゲート、
51,53……フリツプフロツプ、56〜63…
…ANDゲート、65〜68……ORゲート、7
0,73,75,77……インバータ。
流電圧特性を種々のモータの動作に対する負荷曲
線として示したグラフ図、第2図は本発明の装置
のブロツク図、第3図は本発明のモータを付勢す
るのに用いる波形を示す波形図、第4図は第2図
のジヤイロ・ホイール給電モジユールのブロツク
図、第5図は第2図のジヤイロモータ駆動ロジツ
クの論理図である。 17……直流電源、19……クロツク、21…
…カウントダウン・ロジツク、23……シーケン
サ・モジユール、25……ジヤイロモータ駆動モ
ジユール、27……ジヤイロ・ホイール給電モジ
ユール、29,31,33,35……巻線、S1〜
S10……スイツチ、37〜40……ANDゲート、
51,53……フリツプフロツプ、56〜63…
…ANDゲート、65〜68……ORゲート、7
0,73,75,77……インバータ。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 クロツク信号発生手段と、 クロツクを互いに90度変位した位相を有する第
1の周波数の4つの第1信号群を形成する分周手
段と、 限流機能を有する直流電源と、 各々が2つの相巻線を有するバーチカルおよび
アジマスの2台のジヤイロモータと、 この直流電源から正負電圧入力を得、この電圧
入力を前記第1の信号を利用して方形波交流出力
に変換する方形波給電手段と、 前記第1信号群中の互いに逆位相の2つの信号
によつて前記2台のジヤイロモータの各第1位相
巻線に順、逆方向に交番的に通電することにより
交流付勢し、残りの互いに逆位相関係にある2つ
の信号によつて前記ジヤイロモータの第2位相巻
線に順、逆方向に交番的に通電することにより交
流付勢するようにしたジヤイロモータ駆動装置に
おいて、 前記第1の信号から、より低い第2の周波数で
あつて前記第1の信号と同相関係にある第2の信
号を得る手段と、 前記第1および第2の信号を入力とし、起動指
令に基き形成された4つの制御信号が順次与えら
れることにより起動段階、この起動段階に続く加
速第1段階およびこれに続く加速第2段階で前記
第2の信号を出力し、さらに最終段階で前記第1
の信号を出力する論理手段と、 前記論理手段の出力を前記両ジヤイロモータに
与える手段であつて、起動段階では前記2台のジ
ヤイロモータの各第1位相巻線に前記第2の信号
を与え、次いで前記加速第1段階では前記バーチ
カルジヤイロモータの第2位相巻線に前記第2信
号を与えて該バーチカルジヤイロモータを前記第
2の信号に対応した所定速度まで昇速し、次に前
記加速第2段階では前記バーチカルジヤイロモー
タへの前記第2信号の供給を停止して前記アジマ
スジヤイロモータの第2位相巻線に前記第2の信
号を与えて前記第2の信号に対応した所定速度に
達するようにし、更に最終段階では前記両ジヤイ
ロモータに前記第1の信号を与えて前記第1の信
号に対応した所定速度にするように経時的制御を
行う手段とをそなえたことを特徴とするジヤイロ
モータ駆動装置。 2 前記論理手段が、復数の対になつたANDゲ
ートであつて各対の第1のゲートが前記第1の周
波数の前記第1の信号のひとつを入力として有し
各対の第2のゲートが前記第2の周波数の対応す
る第2の信号を入力として有するものと、複数の
ORゲートであつて各ORゲートが組になつた
ANDゲートの出力を入力として有しその出力に
前記方形波給電手段に加えられるスイツチング波
形を提供するものと、少なくともひとつのインバ
ータとをそなえ、前記各組の第1のANDゲート
が起動指令に基いて形成された制御信号によつて
動作可能となるように接続され、前記制御信号が
前記インバータに接続され、このインバータの出
力が前記組の第2のゲートすべてに動作可能化入
力として接続された特許請求の範囲第1項記載の
ジヤイロモータ駆動装置。 3 前記経時的制御を行う手段が順次4つの制御
信号を提供する制御信号提供手段をそなえ、第1
の制御信号が前記電源を前記方形波給電手段に接
続するように結合され、第2の制御信号が前記方
形波給電手段に結合されて前記第1のモータを付
勢し、第3の制御信号が前記方形波給電手段に結
合されて前記第2のモータを付勢し、第4の制御
信号が前記ゲートおよびインバータに結合される
制御信号であつて前記方形波給電手段に結合され
前記第1および第2のモータを付勢する特許請求
の範囲第2項記載のジヤイロモータ駆動装置。
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US05/749,651 US4100466A (en) | 1976-12-10 | 1976-12-10 | Cold start system for motors |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5374214A JPS5374214A (en) | 1978-07-01 |
| JPS6314592B2 true JPS6314592B2 (ja) | 1988-03-31 |
Family
ID=25014621
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14804077A Granted JPS5374214A (en) | 1976-12-10 | 1977-12-09 | Method of starting motor and device for driving gyroomotor |
Country Status (8)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4100466A (ja) |
| JP (1) | JPS5374214A (ja) |
| CA (1) | CA1076686A (ja) |
| DE (1) | DE2755333A1 (ja) |
| FR (1) | FR2393461A1 (ja) |
| GB (1) | GB1568130A (ja) |
| NO (1) | NO148093C (ja) |
| SE (1) | SE441228B (ja) |
Families Citing this family (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4266432A (en) * | 1978-04-24 | 1981-05-12 | The Singer Company | Gyro motor control |
| DE3069643D1 (en) * | 1980-11-28 | 1984-12-20 | Ibm | Motor control system for a single phase induction motor |
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