JP2002369563A - 多相誘導電動機の始動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 比較的簡素な回路構成により減電圧始動を実
現し、省エネルギにも貢献し得る多相誘導電動機の始動
装置を提供する。 【解決手段】 ３相モータＩＭの始動信号の入力後、減
電圧始動期間が経過するまでの間は、タイマ制御部３０
により、電圧制御部２０ａ、２０ｂのリレー部２４が遮
断状態に制御されるので電圧制御部２０ａ、２０ｂのト
ライアック部２２により３相モータＩＭに減電圧Ｖon/o
ffが供給され、減電圧始動期間の経過後は、タイマ制御
部３０により、リレー部２４が導通状態に制御されるの
でトライアック部２２による減電圧Ｖon/offが供給され
ることなく、３相交流電源よる電圧がそのまま３相モー
タＩＭに供給される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、多相交流電源とこ
の多相交流電源により駆動される多相誘導電動機との間
に介在し、任意の２相の電圧または電流を制御すること
により、該多相誘導電動機を緩やかに始動させる多相誘
導電動機の始動装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】多相誘導電動機を始動させる方式とし
て、全電圧始動と減電圧始動とに大別されるが、前者は
直入始動であるため、始動電流が大きい反面、大きな加
速トルクが生じ、短時間で定常運転に達する。そのた
め、緩やかに始動させることが必要な電動機の場合、例
えば給水ポンプや搬送機の駆動モータの場合には急激な
圧力変動や動力変動により配管や伝達ベルト等を損傷し
得るため、一般に、全電圧始動は適さないとされてい
る。

【０００３】一方、後者の減電圧始動は、さらにスター
デルタ始動、リアクトル始動、始動補償器始動等に分類
される。スターデルタ始動は、比較的小型の電動機（例
えば３相２００Ｖの３．７ｋＷ以下）では巻線がスター
結線あるいはデルタ結線に固定されているため採用でき
ない。また、リアクトル始動は、小型軽量化のニーズに
合わないことから、小型の誘導電動機には採用されな
い。

【０００４】そのため、かかる小型の誘導電動機では、
電動機とは別個に設けられる始動補償器、つまり始動装
置によって電動機を緩やかに始動させる方式（始動補償
器始動）が一般的に採用されている。例えば、これに
は、定常運転時に必要な駆動電圧よりも低い電圧から徐
々に目的の駆動電圧に上昇させるものがあり、これによ
り電動機の始動時に加わる突入電流による急激なトルク
変動を抑制するため、始動時の衝撃や水撃を和らげるこ
とができる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述し
たような徐々に駆動電圧を上昇させる始動装置では、所
定時間を要して連続的に電圧を上昇させる必要上、当該
電圧を制御するトライアック（双方向性制御整流素子）
を簡易に制御することは困難である。即ち、トライアッ
クのゲートを制御する回路は複雑にならざるを得ず、ま
たこれに伴い部品点数も増加する。そのため、故障率の
増加を招き、ひいては製品等のコストの上昇をも招来す
るという問題がある。

【０００６】また、定常運転時にもトライアックを介し
て駆動電圧を供給するものでは、トライアックのオン抵
抗によるエネルギ損失も発生するため、電動機へのエネ
ルギ供給効率の悪化を招くという問題もある。

【０００７】本発明は、上述した課題を解決するために
なされたものであり、その目的とするところは、比較的
簡素な回路構成により減電圧始動を実現し、省エネルギ
にも貢献し得る多相誘導電動機の始動装置を提供するこ
とにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段および発明の作用・効果】
上記目的を達成するため、請求項１の多相誘導電動機の
始動装置では、多相交流電源とこの多相交流電源により
駆動される多相誘導電動機との間に介在し、任意の２相
の電圧または電流を制御することにより、該多相誘導電
動機を緩やかに始動させる多相誘導電動機の始動装置で
あって、前記任意の２相のうちのいずれか１相に直列に
接続され、前記多相誘導電動機の定常運転時の駆動電圧
よりも低い第１の所定電圧を前記多相誘導電動機に供給
する第１の双方向性制御整流素子と、前記第１の双方向
性制御整流素子に並列に接続され、該第１の双方向性制
御整流素子の入出力端子間を短絡可能に導通し得る第１
のリレースイッチと、前記任意の２相のうちの他の１相
に直列に接続され、前記多相誘導電動機の定常運転時の
駆動電圧よりも低い第２の所定電圧を前記多相誘導電動
機に供給する第２の双方向性制御整流素子と、前記第２
の双方向性制御整流素子と並列に接続され、該第２の双
方向性制御整流素子の入出力端子間を短絡可能に導通し
得る第２のリレースイッチと、前記第１の双方向性制御
整流素子、前記第１のリレースイッチ、前記第２の双方
向性制御整流素子および前記第２のリレースイッチにそ
れぞれ接続されるとともに、前記多相誘導電動機の始動
信号が入力されることにより、所定の制御信号をこれら
に出力し得る制御部と、を備え、前記制御部は、前記始
動信号の入力に基づいて所定時間が経過するまでの間、
前記第１および第２の双方向性制御整流素子を前記第１
および第２の所定電圧の供給状態に制御し、かつ、前記
第１および第２のリレースイッチを遮断状態に制御し、
前記所定時間の経過後は、前記第１および第２のリレー
スイッチを導通状態に制御することを技術的特徴とす
る。

【０００９】請求項１の発明では、第１の双方向性制御
整流素子、第１のリレースイッチ、第２の双方向性制御
整流素子、第２のリレースイッチおよび制御部を備え
る。第１の双方向性制御整流素子は、任意の２相のうち
のいずれか１相に直列に接続されて多相誘導電動機の定
常運転時の駆動電圧よりも低い第１の所定電圧を多相誘
導電動機に供給し、第１のリレースイッチは、この第１
の双方向性制御整流素子に並列に接続されて第１の双方
向性制御整流素子の入出力端子間を短絡可能に導通し得
る。また、第２の双方向性制御整流素子は、任意の２相
のうちの他の１相に直列に接続されて多相誘導電動機の
定常運転時の駆動電圧よりも低い第２の所定電圧を多相
誘導電動機に供給し、第２のリレースイッチは、この第
２の双方向性制御整流素子と並列に接続されて第２の双
方向性制御整流素子の入出力端子間を短絡可能に導通し
得る。そして、制御部は、第１の双方向性制御整流素
子、第１のリレースイッチ、第２の双方向性制御整流素
子および第２のリレースイッチにそれぞれ接続されると
ともに、多相誘導電動機の始動信号が入力されることに
より、所定の制御信号をこれらに出力し得るとともに、
始動信号の入力に基づいて所定時間が経過するまでの
間、第１および第２の双方向性制御整流素子を第１およ
び第２の所定電圧の供給状態に制御し、かつ、第１およ
び第２のリレースイッチを遮断状態に制御し、所定時間
の経過後は、第１および第２のリレースイッチを導通状
態（つまり第１および第２の双方向性制御整流素子の入
出力端子間を短絡状態）に制御する。

【００１０】即ち、多相誘導電動機の始動信号の入力
後、所定時間が経過するまでの間は、第１および第２の
リレースイッチが遮断状態に制御されるので第１および
第２の双方向性制御整流素子により多相誘導電動機に第
１および第２の所定電圧が供給され、所定時間の経過後
は、第１および第２のリレースイッチを導通状態に制御
されるので第１および第２の双方向性制御整流素子によ
る第１および第２の所定電圧が供給されることなく、多
相交流電源よる電圧がそのまま多相誘導電動機に供給さ
れる。これにより、第１の双方向性制御整流素子、第１
のリレースイッチ、第２の双方向性制御整流素子、第２
のリレースイッチおよび制御部といった簡素な構成によ
り、多相誘導電動機の始動信号の入力後から所定時間ま
では第１および第２の所定電圧を、またこの所定時間の
経過後には多相交流電源よる駆動電圧を、多相誘導電動
機に供給することができる。またこの所定時間の経過後
に供給される多相交流電源よる駆動電圧は、第１および
第２の双方向性制御整流素子を介することなく、第１お
よび第２のリレースイッチを介して供給されるので、導
通時のエネルギ損失（例えばオン抵抗によるもの）を極
力減少させることができる。したがって、比較的簡素な
回路構成により減電圧始動を実現し、省エネルギにも貢
献し得る効果がある。

【００１１】また、請求項２の多相誘導電動機の始動装
置では、請求項１において、前記制御部は、前記多相誘
導電動機の停止信号の入力に基づいて前記第１および第
２のリレースイッチを遮断状態に制御し、かつ、前記停
止信号の入力に基づいて所定時間が経過するまでの間、
前記第１および第２の双方向性制御整流素子を前記第１
および第２の所定電圧の供給状態に制御し、前記所定時
間の経過後は、前記第１および第２の双方向性制御整流
素子を遮断状態に制御することを技術的特徴とする。

【００１２】請求項２の発明では、制御部は、多相誘導
電動機の停止信号の入力に基づいて第１および第２のリ
レースイッチを遮断状態に制御し、かつ、停止信号の入
力に基づいて所定時間が経過するまでの間、第１および
第２の双方向性制御整流素子を第１および第２の所定電
圧の供給状態に制御し、所定時間の経過後は、第１およ
び第２の双方向性制御整流素子を遮断状態に制御する。

【００１３】即ち、多相誘導電動機の停止信号の入力
後、所定時間が経過するまでの間は、第１および第２の
リレースイッチが遮断状態に制御されるので第１および
第２の双方向性制御整流素子により多相誘導電動機に第
１および第２の所定電圧が供給され、所定時間の経過後
は、第１および第２の双方向性制御整流素子を遮断状態
に制御するので第１および第２の双方向性制御整流素子
による第１および第２の所定電圧の供給が中止される。
これにより、定常運転中の多相誘導電動機には、多相誘
導電動機の停止信号の入力後から所定時間までは第１お
よび第２の所定電圧を供給することができ、またこの所
定時間の経過後には駆動電圧の供給を中止すること、つ
まり減電圧停止をすることができる。したがって、比較
的簡素な回路構成により減電圧始動を実現し省エネルギ
にも貢献し得る効果に加え、比較的簡素な回路構成によ
り減電圧停止をも実現し得る効果がある。

【００１４】さらに、請求項３の多相誘導電動機の始動
装置では、請求項１または２において、前記第１の双方
向性制御整流素子による前記第１の所定電圧および前記
第２の双方向性制御整流素子による前記第２の所定電圧
の少なくとも一方は、任意に電圧値を設定可能であるこ
とを技術的特徴とする。

【００１５】請求項３の発明では、第１の双方向性制御
整流素子による第１の所定電圧および第２の双方向性制
御整流素子による第２の所定電圧の少なくとも一方は、
任意に電圧値を設定可能である。これにより、第１の双
方向性制御整流素子により供給する第１の所定電圧ある
いは第２の双方向性制御整流素子により供給する第２の
所定電圧の電圧値を任意に設定することができるので、
多相誘導電動機に供給する交流電圧の各相間のバランス
をとることができる。つまり、多相誘導電動機に発生す
るトルクを最大限に引き出すことができる。したがっ
て、上述した各効果に加え、多相誘導電動機に発生する
始動時のトルクを向上し得る効果がある。

【００１６】また、請求項４の多相誘導電動機の始動装
置では、請求項１〜３のいずれか一項において、前記制
御部は、前記多相交流電源の停電後復旧の際に始動信号
が入力されている場合、再始動信号を発生する再始動信
号発生部を備え、前記再始動信号の発生から所定時間が
経過するまでの間、前記第１および第２の双方向性制御
整流素子を前記第１および第２の所定電圧の供給状態に
制御し、かつ、前記第１および第２のリレースイッチを
遮断状態に制御し、この所定時間の経過後は、前記第１
および第２のリレースイッチを導通状態に制御すること
を技術的特徴とする。

【００１７】請求項４の発明では、多相交流電源の停電
後復旧の際に始動信号が入力されている場合、再始動信
号を発生する再始動信号発生部を備え、再始動信号の発
生から所定時間が経過するまでの間、第１および第２の
双方向性制御整流素子を第１および第２の所定電圧の供
給状態に制御し、かつ、第１および第２のリレースイッ
チを遮断状態に制御し、この所定時間の経過後は、第１
および第２のリレースイッチを導通状態に制御する。こ
れにより、多相交流電源に停電が発生してもその復旧に
よって、再始動信号発生部により再始動信号を発生する
ので、再始動信号の発生から所定時間が経過するまでの
間は、多相誘導電動機に第１および第２の所定電圧が供
給され、この所定時間の経過後は、多相誘導電動機に多
相交流電源よる電圧がそのまま多相誘導電動機に供給さ
れる。つまり、停電後の復旧により自動的に再始動し、
その場合にも減電圧始動をすることができる。また第１
の双方向性制御整流素子、第１のリレースイッチ、第２
の双方向性制御整流素子、第２のリレースイッチおよび
制御部といった簡素な構成により、構成されるので、停
電後の復旧による再始動も迅速に行うことができる。し
たがって、上述した各効果に加え、停電後の復旧でも自
動的かつ迅速に減電圧始動をし得る効果がある。

【００１８】さらに、請求項５の多相誘導電動機の始動
装置では、請求項２〜４のいずれか一項において、前記
制御部は、前記多相誘導電動機の停止信号の入力に基づ
いて前記第１および第２のリレースイッチを遮断状態に
制御し、かつ、前記停止信号の入力に基づいて所定時間
が経過するまでの間に、前記多相誘導電動機の始動信号
が再入力されたときには、始動再開信号を発生する始動
再開信号発生部を備え、前記始動再開信号の発生から所
定時間が経過するまでの間、前記第１および第２の双方
向性制御整流素子を前記第１および第２の所定電圧の供
給状態に制御し、かつ、前記第１および第２のリレース
イッチを遮断状態に制御し、この所定時間の経過後は、
前記第１および第２のリレースイッチを導通状態に制御
することを技術的特徴とする。

【００１９】請求項５の発明では、多相誘導電動機の停
止信号の入力に基づいて第１および第２のリレースイッ
チを遮断状態に制御し、かつ、停止信号の入力に基づい
て所定時間が経過するまでの間に、多相誘導電動機の始
動信号が再入力されたときには、始動再開信号を発生す
る始動再開信号発生部を備え、始動再開信号の発生から
所定時間が経過するまでの間、第１および第２の双方向
性制御整流素子を第１および第２の所定電圧の供給状態
に制御し、かつ、第１および第２のリレースイッチを遮
断状態に制御し、この所定時間の経過後は、第１および
第２のリレースイッチを導通状態に制御する。これによ
り、多相誘導電動機の停止信号が入力された後の当該所
定時間が経過するまでの間に、始動信号が再入力される
と、始動再開信号発生部により始動再開信号を発生する
ので、停止することなく、再度、自動的に減電圧始動を
することができる。したがって、上述した各効果に加
え、停止信号の入力後、当該所定時間が経過するまでの
間に始動信号が再入力されたときでも自動的かつ迅速に
減電圧始動をし得る効果がある。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の多相誘導電動機の
始動装置を、３相交流電源により駆動される３相交流モ
ータに適用した実施形態について図１〜図６を参照して
説明する。まず、図１〜図３、図５、図６に基づいて、
本実施形態に係る多相誘導電動機の始動装置（以下「始
動装置」という。）１０の構成を説明する。なお、図１
には始動装置１０の構成を示すブロック図、図２には電
圧制御部２０ａ、２０ｂの構成を示す回路図、がそれぞ
れ図示されている。また、図３には、始動装置１０によ
るトライアック制御信号およびリレー制御信号と、モー
タ供給電圧と、の時間関係を示すタイミングチャートが
図示されている。さらに、図５、図６には、Ｒ相および
Ｔ相の電流波形をオシロスコープにより観測した波形図
が図示されている。

【００２１】図１に示すように、始動装置１０は、主
に、３相交流（Ｒ相、Ｓ相、Ｔ相）のうちのＲ相に入る
電圧制御部２０ａと、同様にＴ相に入る電圧制御部２０
ｂと、タイマ制御部３０とから構成されており、３相交
流電源とこの３相交流電源により駆動される３相モータ
ＩＭとの間に介在し、Ｒ相およびＴ相の電圧または電流
を制御することにより、３相モータＩＭを緩やかに始動
させるものである。

【００２２】電圧制御部２０ａは、主に、トライアック
部２２、リレー部２４、電圧調整部２６から構成されて
おり、入力端子Ｐi および出力端子Ｐo を介して、Ｒ相
と３相モータＩＭとの間に介在している。なお、Ｔ相に
介在する電圧制御部２０ｂも、このＲ相に介在する電圧
制御部２０ａと同様に構成されている。したがって、両
者の構成、作動等を以下、特に断らない限り、まとめて
説明する。

【００２３】図２に示すように、電圧制御部２０ａ、２
０ｂは、入力端子Ｐi が３相交流電源側に、また出力端
子Ｐo が３相モータＩＭ側に、それぞれ接続されてお
り、この両端子間に、トライアック部２２、リレー部２
４、電圧調整部２６等がそれぞれ接続されている。

【００２４】トライアック部２２は、トライアックTRAC
とダイアックDIACとコネクタCN1 とから構成されてい
る。トライアックTRACは、入力端子、出力端子およびゲ
ート端子を備えており、当該入力端子が入力端子Ｐi
に、また当該出力端子が出力端子Ｐo に、さらにゲート
端子がダイアックDIACの出力端子に、それぞれ接続され
ている。そして、ダイアックDIACの残りの端子、つまり
入力端子は、２端子のコネクタCN1 の一端子に接続さ
れ、このコネクタCN1 の他端子は電圧調整部２６に接続
されている。

【００２５】このコネクタCN1 は、図示しないスイッチ
ング素子の両端に接続可能に構成されており、このスイ
ッチング素子は、外部よりタイマ制御部３０に入力され
る始動信号Ｈまたは停止信号Ｌによりタイマ制御部３０
から出力されるトライアック制御信号TRonまたはTRoff
によってオン状態あるいはオフ状態に制御されるように
構成および接続がなされている。

【００２６】このように構成することにより、コネクタ
CN1 の両端子が当該スイッチング素子によりオン状態、
つまり導通状態になると電圧調整部２６から出力される
電圧をダイアックDIACの入力端子に印加することができ
るので、この印加電圧がダイアックDIACのブレークオー
バ電圧を超えているときには、トライアックTRACのゲー
トにトリガ電圧を加えることができる。一方、コネクタ
CN1 の両端子が当該スイッチング素子によりオフ状態、
つまり遮断状態になるとダイアックDIACの入力端子に印
加されていた電圧を遮断することができるので、トライ
アックTRACにトリガ電圧が印加されるのを阻止すること
ができる。

【００２７】リレー部２４は、リレーRLY とダイオード
ＤとコネクタCN2 とから構成されている。リレーRLY
は、その接点端子の一端側が入力端子Ｐi に、同接点端
子の他端側が出力端子Ｐo に、それぞれ接続されてお
り、この接点端子はマグネットコイルの励磁により導通
状態に制御し得るように構成されている。そして、この
マグネットコイルの両端には、ダイオードＤおよびコネ
クタCN2 がそれぞれ並列に接続されている。

【００２８】このコネクタCN2 は、図示しないスイッチ
ング素子を介してリレーRLY の駆動電圧源に接続されて
おり、このスイッチング素子は、タイマ制御部３０から
出力されるリレー制御信号RLonまたはRLoff よりオン状
態あるいはオフ状態に制御されるように構成および接続
がなされている。

【００２９】このように構成することによって、当該ス
イッチング素子がオン状態になることによりコネクタCN
2 の両端子にリレーRLY の駆動電圧が印加されるので、
これによりリレーRLY のマグネットコイルに励磁電圧が
印加されてリレーRLY の接点を導通状態にすることがで
きる。一方、当該スイッチング素子がオフ状態になるこ
とにより、コネクタCN2 の両端子に印加されていた駆動
電圧が遮断されるので、マグネットコイルの励磁も消滅
しリレーRLY の接点を開放状態（遮断状態）にすること
ができる。

【００３０】なお、マグネットコイルの両端に接続され
たダイオードＤは、通電中のマグネットコイルを遮断し
たときに生じ得る逆起電力がコネクタCN2 側に印加され
ることを防止するための保護回路を構成するものであ
る。

【００３１】電圧調整部２６は、直列に接続された、抵
抗Ｒ１、可変抵抗ＶＲおよびコンデンサＣ１から構成さ
れており、可変抵抗ＶＲとコンデンサＣ１との接続点に
前述したコネクタCN1 の他端側が接続されている。この
ように直列接続された抵抗Ｒ１、可変抵抗ＶＲおよびコ
ンデンサＣ１を、入力端子Ｐi と出力端子Ｐo との間に
接続することにより、トライアックTRACが遮断状態にあ
るときには、入力端子Ｐi から抵抗Ｒ１および可変抵抗
ＶＲを介して出力端子Ｐo に向かって流れる入力電流に
よる電荷をコンデンサＣ１に蓄えることができる。つま
り、コンデンサＣ１の端子電圧がダイアックDIACのブレ
ークオーバ電圧に達するまで、コンデンサＣ１を充電す
ることができる。これによりダイアックDIACをブレーク
オーバしさらにトライアックTRACをトリガし得るトリガ
電圧を作ることができる。

【００３２】電圧調整部２６を構成する可変抵抗ＶＲ
は、コンデンサＣ１に流込む充電電流の電流量を調整可
能にするもので、具体的には後述する減電圧始動期間中
あるいは減電圧停止期間中に３相モータＩＭを駆動する
減電圧Ｖon/offを設定し得るものである。また、この可
変抵抗ＶＲによる減電圧Ｖon/offの設定により、図５お
よび図６に示すようなＲ相およびＴ相の電流波形のバラ
ツキがないように、全相の振幅を揃えることができる。
つまり、可変抵抗ＶＲを調整することにより、３相交流
波形の全相にわたってその振幅値を位相制御することが
できるので、各相間のバランスをとることができる。こ
れにより、３相モータＩＭに発生するトルクを最大限に
引き出すことができるので、始動時のトルクを向上でき
る。なお、この図５、図６に示す電流波形は、電圧制御
部２０ａ、２０ｂと３相モータＩＭとの間にシャント抵
抗を介在させ、その両端電圧をオシロスコープにより観
測し記録したものである。

【００３３】なお、入力端子Ｐi と出力端子Ｐo との間
に直列に接続されるコンデンサＣ２および抵抗Ｒ２はス
ナバ回路を構成するもので、両端子間のサージ電圧等を
吸収することによりトライアックTRACの誤点弧を防止し
得るものである。また入力端子Ｐi と出力端子Ｐo との
間に接続されるバリスタＶは、所定電圧以上の過電圧が
両端子間に印加されるのを防止するための保護回路を構
成するものである。

【００３４】図１に示すように、タイマ制御部３０は、
主に、始動タイマ部３２、停止タイマ部３４、再トリガ
発生部３６、電源部（図略）から構成されており、出力
端子TR/RL-ａを介して電圧制御部２０ａのコネクタCN1
、CN2 に、出力端子TR/RL-ｂを介して電圧制御部２０
ｂのコネクタCN1 、CN2 に、それぞれ接続されている。

【００３５】始動タイマ部３２は、タイマ制御部３０の
外部より入力端子Ｓigを介して入力される始動信号Ｈ
（例えば論理レベルＨの信号）により起動するＣＲタイ
マで、ＣＲによりタイマ時定数を調整可能なものであ
る。この始動タイマ部３２は、図３に示すように、始動
信号Ｈの入力あると、出力端子TR/RL-ａ、ｂを介して、
まずトライアック制御信号TRonを出力し、所定時間（例
えば２〜３秒）の経過後にリレー制御信号RLonを出力し
得るように構成されている。なおこの所定時間は、図３
に示す減電圧始動期間に対応する。

【００３６】停止タイマ部３４は、タイマ制御部３０の
外部より入力端子Ｓigを介して入力される停止信号Ｌ
（例えば論理レベルＬの信号）により起動するＣＲタイ
マで、始動タイマ部３２と同様にＣＲによりタイマ時定
数を調整可能なものである。この停止タイマ部３４は、
図３に示すように、停止信号Ｌの入力あると、出力端子
TR/RL-ａ、ｂを介して、まずリレー制御信号RLoff を出
力し、所定時間（例えば２〜３秒）の経過後にトライア
ック制御信号TRoff を出力し得るように構成されてい
る。なおこの所定時間は、図３に示す減電圧停止期間に
対応する。

【００３７】再トリガ発生部３６は、３相交流電源の停
電後復旧の際に始動信号Ｈが入力されている場合、再ト
リガ信号RTrg（再始動信号）を発生し、また停止信号Ｌ
の入力による減電圧始動期間に始動信号Ｈが再入力され
た場合、再トリガ信号RTrg（始動再開信号）を発生する
ものである。

【００３８】次に、始動装置１０の作動を図３および図
４に基づいて説明する。なお、図３、４には、始動装置
１０によるトライアック制御信号およびリレー制御信号
と、モータ供給電圧と、の時間関係を示すタイミングチ
ャートがそれぞれ図示されている。

【００３９】図３に示すように、まずタイマ制御部３０
の外部より入力端子Ｓigを介して始動信号Ｈが入力され
ると、タイマ制御部３０の始動タイマ部３２により、コ
ネクタCN1 のスイッチング素子にトライアック制御信号
TRonが出力される。すると電圧制御部２０ａ、２０ｂで
は、コネクタCN1 の両端子が導通状態になるので、コン
デンサＣ１の充電電圧がダイアックDIACに印加され、ダ
イアックDIACのブレークオーバ電圧を超えることによ
り、トライアックTRACのゲートにトリガ電圧が印加され
る。これにより、トライアックTRACがオン状態に制御さ
れるので、電圧制御部２０ａ、２０ｂの出力端子Ｐo 端
子、即ち３相モータＩＭに、所定の減電圧Ｖon/offを供
給する。なお、この所定の減電圧Ｖon/offは、定常運転
時の電圧（例えば２００Ｖ）よりも低い電圧（例えば１
１５Ｖ）に設定されているので、減電圧始動に移行する
ことができる。

【００４０】また、タイマ制御部３０では、始動信号Ｈ
が入力されると、始動タイマ部３２により所定時間（例
えば２〜３秒）の計時を開始する。つまり、図３に示す
減電圧始動期間の経過を計測する。そして、減電圧始動
期間が満了すると、始動タイマ部３２により、コネクタ
CN2 のスイッチング素子にリレー制御信号RLonが出力さ
れるので、リレーRLY の駆動電圧源がコネクタCN2 に供
給され、電圧制御部２０ａ、２０ｂのリレーRLY のマグ
ネットコイルに励磁電圧が印加される。これによりリレ
ーRLY の接点が導通状態になるので、トライアックTRAC
を介することなく、リレーRLY を介して３相モータＩＭ
に直接供給される。つまり、３相モータＩＭは、減電圧
始動が完了し、定常運転状態に移行する。

【００４１】次に、３相モータＩＭの定常運転の状態に
おいて、タイマ制御部３０の外部より入力端子Ｓigを介
して停止信号Ｌが入力されると、タイマ制御部３０の停
止タイマ部３４により、コネクタCN2 のスイッチング素
子にリレー制御信号RLoff が出力される。すると、それ
まで供給されていたリレーRLY の駆動電圧源の供給が中
止されるので、電圧制御部２０ａ、２０ｂのリレーRLY
のマグネットコイルに発生していた励磁が消滅し、リレ
ーRLY の接点が遮断状態になる。これにより、トライア
ックTRACの両端子は開放状態になるので、再びトライア
ックTRACによる３相モータＩＭへの所定の減電圧Ｖon/o
ffの供給が開始される。つまり、減電圧停止に移行する
ことができる。

【００４２】また、タイマ制御部３０では、停止信号Ｌ
が入力されると、停止タイマ部３４により所定時間（例
えば２〜３秒）の計時を開始する。つまり、図３に示す
減電圧停止期間の経過を計測する。そして、減電圧停止
期間が満了すると、停止タイマ部３４により、コネクタ
CN1 のスイッチング素子にトライアック制御信号TRoff
が出力される。すると、それまでトライアックTRACをト
リガしていたダイアックDIACによるブレークオーバ電圧
の供給が遮断されるので、トライアックTRACによる所定
の減電圧Ｖon/offの供給も中止される。つまり、３相モ
ータＩＭの減電圧停止が完了し、停止状態に移行する。

【００４３】ここで、再トリガ発生部３６の再トリガ信
号RTrg（始動再開信号）によって、３相モータＩＭが始
動を再開する場合について、図４を参照して説明する。
前述したように、タイマ制御部３０に停止信号Ｌが入力
されると、減電圧停止期間の経過後に３相モータＩＭは
運転を停止する。ところが、この減電圧停止期間内に、
始動信号が再度入力された場合、図４に示すように、再
トリガ信号RTrg（始動再開信号）を発生させ、再度、３
相モータＩＭを減電圧始動させるようにしたものが、こ
こで説明する再トリガ発生部３６による機能である。

【００４４】図４に示すように、タイマ制御部３０に停
止信号Ｌが入力されると、減電圧停止期間が始まり、そ
のまま始動信号Ｈがタイマ制御部３０に入力されなけれ
ば、当該減電圧停止期間の経過後、図４に示す点線αに
よるトライアック制御信号TRoff がタイマ制御部３０に
出力されてトライアックTRACによる所定の減電圧Ｖon/o
ffの供給も中止される（図４に示す点線β）。

【００４５】しかし、当該減電圧停止期間内に始動信号
Ｈがタイマ制御部３０に入力されると、再トリガ発生部
３６によって再トリガ信号RTrg（始動再開信号）が始動
タイマ部３２に入力されるので、これにより再度、始動
タイマ部３２による新たな減電圧始動期間の経過を計測
する。そしてこの新たな減電圧始動期間が満了すると、
始動タイマ部３２により、コネクタCN2 のスイッチング
素子にリレー制御信号RLonが出力されるので、リレーRL
Y の接点が導通状態になり、再度、３相モータＩＭは減
電圧始動を経て定常運転状態に移行することができる。
したがって、３相モータＩＭの停止信号Ｌの入力後、減
電圧停止期間が経過するまでの間に始動信号Ｈが再入力
されたときでも、自動的かつ迅速に減電圧始動できる。

【００４６】以上説明したように、本実施形態に係る始
動装置１０によると、電圧制御部２０ａのトライアック
TRACは、３相交流のうちのＲ相に直列に接続されて３相
モータＩＭの定常運転時の駆動電圧よりも低い減電圧Ｖ
on/offを３相モータＩＭに供給し、リレーRLY は、この
トライアックTRACに並列に接続されてトライアックTRAC
の入出力端子間を短絡可能に導通し得る。電圧制御部２
０ｂのトライアックTRACは、３相交流のうのＴ相に直列
に接続されて３相モータＩＭの定常運転時の駆動電圧よ
りも低い減電圧Ｖon/offを３相モータＩＭに供給し、リ
レーRLY は、このトライアックTRACに並列に接続されて
トライアックTRACの入出力端子間を短絡可能に導通し得
る。そして、タイマ制御部３０は、電圧制御部２０ａの
トライアックTRAC、同リレーRLY 、電圧制御部２０ｂの
トライアックTRAC、同リレーRLYにそれぞれ接続される
とともに、３相モータＩＭの始動信号Ｈが入力されるこ
とにより、トライアック制御信号TRon、リレー制御信号
RLonをこれらに出力し得るとともに、始動信号Ｈの入力
に基づいて減電圧始動期間が経過するまでの間、電圧制
御部２０ａ、２０ｂのトライアックTRACをＶon/off減電
圧の供給状態に制御し、かつ、電圧制御部２０ａ、２０
ｂのリレーRLY を遮断状態に制御し、減電圧始動期間の
経過後は、同リレーRLY を導通状態に制御する。

【００４７】即ち、３相モータＩＭの始動信号Ｈの入力
後、減電圧始動期間が経過するまでの間は、電圧制御部
２０ａ、２０ｂのリレーRLY が遮断状態に制御されるの
で電圧制御部２０ａ、２０ｂのトライアックTRACにより
３相モータＩＭに減電圧Ｖon/offが供給され、減電圧始
動期間の経過後は、同リレーRLY を導通状態に制御され
るのでトライアックTRACによる減電圧Ｖon/offが供給さ
れることなく、３相交流電源よる電圧がそのまま３相モ
ータＩＭに供給される。これにより、電圧制御部２０ａ
のトライアックTRAC、同リレーRLY 、電圧制御部２０ｂ
のトライアックTRAC、同リレーRLY およびタイマ制御部
３０といった簡素な構成により、３相モータＩＭの始動
信号Ｈの入力後から減電圧始動期間までは減電圧Ｖon/o
ffを、またこの減電圧始動期間の経過後には３相交流電
源よる駆動電圧を、３相モータＩＭに供給することがで
きる。またこの減電圧始動期間の経過後に供給される３
相交流電源よる駆動電圧は、電圧制御部２０ａ、２０ｂ
のトライアックTRACを介することなく、電圧制御部２０
ａ、２０ｂのリレーRLY を介して供給されるので、導通
時のエネルギ損失（例えばオン抵抗によるもの）を極力
減少させることができる。したがって、比較的簡素な回
路構成により減電圧始動を実現し、省エネルギにも貢献
し得る効果がある。

【００４８】また、本実施形態に係る始動装置１０によ
ると、タイマ制御部３０は、３相モータＩＭの停止信号
Ｌの入力に基づいて電圧制御部２０ａ、２０ｂのリレー
RLYを遮断状態に制御し、かつ、停止信号Ｌの入力に基
づいて減電圧停止期間が経過するまでの間、電圧制御部
２０ａ、２０ｂのトライアックTRACを減電圧Ｖon/offの
供給状態に制御し、減電圧停止期間の経過後は、電圧制
御部２０ａ、２０ｂのトライアックTRACを遮断状態に制
御する。

【００４９】即ち、３相モータＩＭの停止信号Ｌの入力
後、減電圧停止期間が経過するまでの間は、電圧制御部
２０ａ、２０ｂのリレーRLY が遮断状態に制御されるの
で電圧制御部２０ａ、２０ｂのトライアックTRACにより
３相モータＩＭに減電圧Ｖon/offが供給され、減電圧停
止期間の経過後は、トライアックTRACを遮断状態に制御
するのでトライアックTRACによる減電圧Ｖon/offの供給
が中止される。これにより、定常運転中の３相モータＩ
Ｍには、３相モータＩＭの停止信号Ｌの入力後から減電
圧停止期間までは減電圧Ｖon/offを供給することがで
き、またこの減電圧停止期間の経過後には減電圧Ｖon/o
ffの供給を中止することができる。したがって、比較的
簡素な回路構成により減電圧始動を実現し省エネルギに
も貢献し得る効果に加え、比較的簡素な回路構成により
減電圧停止をも実現し得る効果がある。

【００５０】さらに、本実施形態に係る始動装置１０に
よると、電圧制御部２０ａのトライアックTRACによる減
電圧Ｖon/offおよび電圧制御部２０ｂのトライアックTR
ACによる減電圧Ｖon/offは、電圧調整部２６により電圧
値を任意に設定可能である。これにより、３相モータＩ
Ｍに供給する交流電圧の各相間のバランスをとることが
できる。つまり、３相モータＩＭに発生するトルクを最
大限に引き出すことができる。したがって、上述した各
効果に加え、３相モータＩＭに発生する始動時のトルク
を向上し得る効果がある。

【００５１】また、本実施形態に係る始動装置１０によ
ると、３相交流電源の停電後復旧の際に始動信号Ｈが入
力されている場合、再トリガ信号（再始動信号）RTrgを
発生する再トリガ発生部３６を備え、再トリガ信号RTrg
の発生から減電圧始動期間が経過するまでの間、電圧制
御部２０ａ、２０ｂのトライアックTRACを減電圧Ｖon/o
ffの供給状態に制御し、かつ、電圧制御部２０ａ、２０
ｂのリレーRLY を遮断状態に制御し、この減電圧始動期
間の経過後は、同リレーRLY を導通状態に制御する。こ
れにより、３相交流電源に停電が発生してもその復旧に
よって、再トリガ発生部３６により再トリガ信号RTrgを
発生するので、再トリガ信号RTrgの発生から減電圧始動
期間が経過するまでの間は、３相モータＩＭに減電圧Ｖ
on/offが供給され、この減電圧始動期間の経過後は、３
相モータＩＭに３相交流電源よる電圧がそのまま３相モ
ータＩＭに供給される。つまり、停電後の復旧により自
動的に再始動し、その場合にも減電圧始動をすることが
できる。またトライアックTRAC、リレーRLY およびタイ
マ制御部３０といった簡素な構成により、構成されるの
で、停電後の復旧による再始動も迅速に行うことができ
る。したがって、上述した各効果に加え、停電後の復旧
でも自動的かつ迅速に減電圧始動をし得る効果がある。

【００５２】また、本実施形態に係る始動装置１０によ
ると、３相モータＩＭの停止信号Ｌの入力に基づいて電
圧制御部２０ａ、２０ｂのリレーRLY を遮断状態に制御
し、かつ、停止信号Ｌの入力に基づいて減電圧停止期間
が経過するまでの間に、３相モータＩＭの始動信号Ｈが
再入力されたときには、再トリガ信号RTrg（始動再開信
号）を発生する再トリガ発生部３６を備え、再トリガ信
号RTrgの発生から減電圧始動期間が経過するまでの間、
電圧制御部２０ａ、２０ｂのトライアックTRACを減電圧
Ｖon/offの供給状態に制御し、かつ、電圧制御部２０
ａ、２０ｂのリレーRLY を遮断状態に制御し、この減電
圧始動期間の経過後は、同リレーRLY を導通状態に制御
する。これにより、３相モータＩＭの停止信号Ｌが入力
された後の減電圧停止期間が経過するまでの間に、始動
信号Ｈが再入力されると、再トリガ発生部３６により再
トリガ信号RTrgを発生するので、停止することなく、再
度、自動的に減電圧始動をすることができる。したがっ
て、上述した各効果に加え、３相モータＩＭの停止信号
Ｌの入力後、減電圧停止期間が経過するまでの間に始動
信号Ｈが再入力されたときでも、自動的かつ迅速に減電
圧始動をし得る効果がある。

【００５３】なお、本実施形態では、３相交流電源のＲ
相に電圧制御部２０ａを介在させ、同Ｔ相に電圧制御部
２０ｂを介在させたが、本発明ではこれに限られること
はなく、任意の２相であればＲ相とＳ相あるいはＳ相と
Ｔ相に電圧制御部２０ａ、２０ｂを介在させても、上述
同様の作用、効果を得ることができる。

【００５４】また、本実施形態では、３相交流モータに
適用する例を説明したが、本発明はこれに限られること
はなく、多相誘導電動機であれば、例えば５相交流モー
タ等にも同様に適用することができ、上述同様の作用、
効果を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係る始動装置の構成を示
すブロック図である。

【図２】本実施形態の始動装置を構成する電圧制御部の
構成を示す回路図である。

【図３】本実施形態の始動装置によるトライアック制御
信号およびリレー制御信号と、モータ供給電圧と、の時
間関係を示すタイミングチャートである。

【図４】本実施形態の始動装置によるトライアック制御
信号およびリレー制御信号と、モータ供給電圧と、の時
間関係を示すタイミングチャートである。

【図５】Ｒ相およびＴ相の電流波形をオシロスコープに
より観測した波形図（１０mV/div、５mS/div）で、図５
(A) はＲ相、図５(B) はＴ相の電流波形である。

【図６】Ｒ相およびＴ相の電流波形をオシロスコープに
より観測した波形図（１０mV/div、０．２S/div）で、
図６(A) はＲ相、図６(B) はＴ相の電流波形である。

【符号の説明】

１０ 始動装置（多相誘導電動機の始動装
置） ２０ａ、２０ｂ 電圧制御部 ２２ トライアック部 ２４ リレー部 ２６ 電圧調整部 ３０ タイマ制御部（制御部） ３２ 始動タイマ部 ３４ 停止タイマ部 ３６ 再トリガ発生部（再始動信号発生部、
始動再開信号発生部） ＩＭ ３相モータ（多相誘導電動機） TRAC トライアック（第１の双方向性制御整
流素子、第２の双方向性制御整流素子） RLY リレー（第１のリレースイッチ、第２
のリレースイッチ） Ｖon/off 減電圧（第１の所定電圧、第２の所定
電圧） Ｈ 始動信号 Ｌ 停止信号 TRon、TRoff トライアック制御信号（所定の制御信
号） RLon、RLoff リレー制御信号（所定の制御信号） RTrg 再トリガ信号（再始動信号、始動再開
信号）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5H001 AA03 AA07 AB01 AC01 AC03 AD01

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 多相交流電源とこの多相交流電源により
   駆動される多相誘導電動機との間に介在し、任意の２相
   の電圧または電流を制御することにより、該多相誘導電
   動機を緩やかに始動させる多相誘導電動機の始動装置で
   あって、 前記任意の２相のうちのいずれか１相に直列に接続さ
   れ、前記多相誘導電動機の定常運転時の駆動電圧よりも
   低い第１の所定電圧を前記多相誘導電動機に供給する第
   １の双方向性制御整流素子と、 前記第１の双方向性制御整流素子に並列に接続され、該
   第１の双方向性制御整流素子の入出力端子間を短絡可能
   に導通し得る第１のリレースイッチと、 前記任意の２相のうちの他の１相に直列に接続され、前
   記多相誘導電動機の定常運転時の駆動電圧よりも低い第
   ２の所定電圧を前記多相誘導電動機に供給する第２の双
   方向性制御整流素子と、 前記第２の双方向性制御整流素子と並列に接続され、該
   第２の双方向性制御整流素子の入出力端子間を短絡可能
   に導通し得る第２のリレースイッチと、 前記第１の双方向性制御整流素子、前記第１のリレース
   イッチ、前記第２の双方向性制御整流素子および前記第
   ２のリレースイッチにそれぞれ接続されるとともに、前
   記多相誘導電動機の始動信号が入力されることにより、
   所定の制御信号をこれらに出力し得る制御部と、を備
   え、 前記制御部は、前記始動信号の入力に基づいて所定時間
   が経過するまでの間、前記第１および第２の双方向性制
   御整流素子を前記第１および第２の所定電圧の供給状態
   に制御し、かつ、前記第１および第２のリレースイッチ
   を遮断状態に制御し、 前記所定時間の経過後は、前記第１および第２のリレー
   スイッチを導通状態に制御することを特徴とする多相誘
   導電動機の始動装置。
2. 【請求項２】 前記制御部は、前記多相誘導電動機の停
   止信号の入力に基づいて前記第１および第２のリレース
   イッチを遮断状態に制御し、かつ、前記停止信号の入力
   に基づいて所定時間が経過するまでの間、前記第１およ
   び第２の双方向性制御整流素子を前記第１および第２の
   所定電圧の供給状態に制御し、 前記所定時間の経過後は、前記第１および第２の双方向
   性制御整流素子を遮断状態に制御することを特徴とする
   請求項１記載の多相誘導電動機の始動装置。
3. 【請求項３】 前記第１の双方向性制御整流素子による
   前記第１の所定電圧および前記第２の双方向性制御整流
   素子による前記第２の所定電圧の少なくとも一方は、任
   意に電圧値を設定可能であることを特徴とする請求項１
   または２記載の多相誘導電動機の始動装置。
4. 【請求項４】 前記制御部は、 前記多相交流電源の停電後復旧の際に始動信号が入力さ
   れている場合、再始動信号を発生する再始動信号発生部
   を備え、 前記再始動信号の発生から所定時間が経過するまでの
   間、前記第１および第２の双方向性制御整流素子を前記
   第１および第２の所定電圧の供給状態に制御し、かつ、
   前記第１および第２のリレースイッチを遮断状態に制御
   し、この所定時間の経過後は、前記第１および第２のリ
   レースイッチを導通状態に制御することを特徴とする請
   求項１〜３のいずれか一項に記載の多相誘導電動機の始
   動装置。
5. 【請求項５】 前記制御部は、 前記多相誘導電動機の停止信号の入力に基づいて前記第
   １および第２のリレースイッチを遮断状態に制御し、か
   つ、前記停止信号の入力に基づいて所定時間が経過する
   までの間に、前記多相誘導電動機の始動信号が再入力さ
   れたときには、始動再開信号を発生する始動再開信号発
   生部を備え、 前記始動再開信号の発生から所定時間が経過するまでの
   間、前記第１および第２の双方向性制御整流素子を前記
   第１および第２の所定電圧の供給状態に制御し、かつ、
   前記第１および第２のリレースイッチを遮断状態に制御
   し、この所定時間の経過後は、前記第１および第２のリ
   レースイッチを導通状態に制御することを特徴とする請
   求項２〜４のいずれか一項に記載の多相誘導電動機の始
   動装置。