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JPH10271891A - 交流ライン電圧に接続される消費者用機器の出力を制御するための方法及び装置 - Google Patents

交流ライン電圧に接続される消費者用機器の出力を制御するための方法及び装置

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JPH10271891A
JPH10271891A JP3267698A JP3267698A JPH10271891A JP H10271891 A JPH10271891 A JP H10271891A JP 3267698 A JP3267698 A JP 3267698A JP 3267698 A JP3267698 A JP 3267698A JP H10271891 A JPH10271891 A JP H10271891A
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JP
Japan
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firing angle
output
resistor
line voltage
controlling
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JP3267698A
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クルツ ゲルハルト
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    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P25/00Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of AC motor or by structural details
    • H02P25/02Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of AC motor or by structural details characterised by the kind of motor
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
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    • H02M1/00Details of apparatus for conversion
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    • HELECTRICITY
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    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P27/00Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage
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    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • H05B39/00Circuit arrangements or apparatus for operating incandescent light sources
    • H05B39/04Controlling
    • H05B39/08Controlling by shifting phase of trigger voltage applied to gas-filled controlling tubes also in controlled semiconductor devices
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S388/00Electricity: motor control systems
    • Y10S388/907Specific control circuit element or device
    • Y10S388/917Thyristor or scr

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  • Power Engineering (AREA)
  • Control Of Ac Motors In General (AREA)
  • Control Of Electrical Variables (AREA)
  • Control Of Multiple Motors (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 消費者用機器の電圧供給を制御する位相制御
回路についてわずかだけの回路修正で高調波成分の抜本
的な削減を実現する。 【解決手段】 交流ライン電圧に接続される消費者用機
器の、特に電気モータ等の出力を制御するための方法及
び装置であって、その出力は消費者用機器に供給される
電気交流振幅の位相制御を変化させることにより変化す
る方法及び装置を構成する。位相制御の程度を決定する
点弧角の範囲を点弧角の所定の基準値の近傍においてよ
り大きく又はより小さい方向に変化させ、その基準値を
所望の電力消費に対応させることにより、点弧角の非対
称性が時間に関して2つの全波間において生成され、こ
れにより偶数高調波がゆっくりと増加する一方で奇数高
調波が急激に減少する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は交流ライン電圧に接
続される消費者用機器の出力を制御するための方法に関
する。さらに本発明は該方法を実施するための、消費者
用機器の出力を制御するための装置に関する。
【0002】
【従来の技術】交流電圧、一般的にはライン電圧に接続
される消費者用機器の出力を制御するための装置は、種
々の形態で周知である。この装置は、通常、位相制御回
路を具備し、この位相制御回路により所望の方法で、消
費者用機器に供給される交流電気の振幅においてブロッ
ク期間(周期)または点弧角を調整し、その結果供給電
力を調整している。
【0003】この種の位相制御回路は、例えば、ドイツ
の文献 DE 33 03 126 C2から知られており、この文献は
真空クリーナの駆動モータ用のモータ制御装置において
スイッチオン時のピークを制限するための装置に関して
いる。このモータ制御装置には位相制御回路が設けられ
ている。ドイツの文献 DE 43 27 070 C1は真空クリーナ
の電力消費を調整するための装置を記載しており、この
真空クリーナにおいては真空クリーナを駆動する電気モ
ータに供給される交流電圧を、位相制御回路によって、
交流電圧の値がモータ電圧の実効値に対応するように調
整している。この目的のために使用される位相制御回路
は一般的にはトライアックを具備し、このトライアック
は消費者用機器、この場合には電気モータと直列にライ
ン電圧に接続され、且つ所望の電力に基づいて断続的な
(正弦)電圧を電気モータに供給する。
【0004】回路を実現するために考えられる可能性の
範囲は、選択的に大規模な集積化から純粋なマイクロプ
ロセッサ制御に及ぶが、位相制御用の個別部品から作ら
れる回路の場合、トライアックに対するトリガ回路にお
ける位相制御は、一般的にはポテンショメータ又はトリ
マのように調整可能な抵抗と、この調整可能な抵抗に基
づいてトライアックを点火するための充電用コンデンサ
とを具備し、その結果、点弧角を適当にシフトすること
によって、実際には全角度までの所望の中間出力を得る
ことが出来る。
【0005】周知のモータ制御回路(DE 27 02 142 A1)
の場合、2つのサイリスタが設けられ、各サイリスタは
電流の1方向に対して設けられ、互いに並列に接続され
かつ制御すべきモータと直列に接続されている。この一
方のサイリスタは通常の位相制御に関連し、他方のサイ
リスタは自動スピード制御のように、負荷の関数として
制御される。一方のサイリスタはこれにより、ポテンシ
ョメータの位置によってスピードを制御するために意図
的に(手動で予め決定された)半波角を得ることが出来
るが、他方の半波すなわち電流方向に対して責任を負う
他方のサイリスタは、電流の関数として制御されて、速
度における負荷依存性の降下を補償する。この結果、単
一の全波内で位相角が相違するようになるが、この相違
する位相角は後続の全波に対して予め決められた点弧角
だけ前方または後方にシフトすることはない。この解決
法では高調波の減少は可能ではない。何故なら与えられ
た波形において直接後続する正及び負の半波のリズム変
動が生じるためであり、かつ点弧角の負荷依存性の長期
変動が1つの半波に対してのみ、すなわち順序又は振幅
だけが異なる時間のパターンで生じるためである。
【0006】同様に、電気モータの駆動トルク又はスピ
ードを調整する装置(DE 195 36 148 A1) は位相制御及
び半波制御の組み合わせを使用し、この装置では、始め
に、点弧角が負荷の関数として増加するにつれて、位相
制御だけを所定の点弧角範囲に渡って使用し、その後要
求される電力に基づいて供給電圧の一個またはそれ以上
の半波を完全にブロックしながら、半波制御だけを使用
する。
【0007】点弧角が所定値以上に達すると、又はある
点弧角で発生した過渡なモータ振動が振動センサによっ
て検知されると、モータ制御は、位相制御と半波制御の
組み合わせによって所定数の全波をモータに供給するこ
とによって実行される。この全波は位相制御の意味にお
いてシフトした所定数の全波と交互に交替している。点
弧角を所望の角度だけ時間的に前後方向に変動させるこ
とに関しては、何らの言及もない。その全体の機能は、
次の通りである。初めに、モータを停止した状態から出
発して、モータスピードを位相制御下で専ら増加し、そ
の後モータスピードを最初自動的に且つ排他的(独占的
に)に整数個の半波列からなる半波パターンを有する低
ノイズ半波制御に切り替え、しばしば完全に電流供給を
阻止することによって中断し、その結果位相制御と同じ
スピードを提供する。
【0008】スピードをさらに増加するときだけ、点弧
角を連続的に変化させながら、若干の半波を半波パター
ンに加えて、位相制御によりモータ巻線に供給する。点
弧角が制限角度に達すると、半波パターン中の半波の数
を所望速度の関数として増加し、その一方で、位相制御
からのシフトされた半波の数を減少させる。しかしなが
ら、高調波の作動および/または高調波の数を減少させ
る可能性について、いかなる言及もなされていない。
【0009】しかしながら、この種の位相制御回路にお
けるこの点に関する最近の問題点は、消費者用機器の可
能な最大電力が増大するに伴って、制御回路を含む消費
者用機器によって生成される高調波に関して限界が予め
決定されていると言うことである。この限界は、単純な
手段によって克服することはできない。本発明が全ての
消費者用機器に適応可能であることは理解されるが、簡
単化のために、以下では真空クリーナのモータ出力を例
として挙げる。
【0010】高調波は一般に、電流及び電圧間の釣合い
が欠如している場合常に生じ、電気交直両用モータの出
力の場合、高調波は、まず電流および電圧間の2次依存
性からの第1次の近似に由来する奇数高調波として主に
形成される。付加的な高調波は位相制御自体を介して形
成される。点弧角が約90°のとき、すなわち、直列ト
ライアック電流に対する透磁率(permeability)が対応す
る点弧の結果として各半波の中央においてある程度生じ
るとき、特にこれらの高調波は顕著である。
【0011】許可される高調波成分の上述の限界は、政
府規制により決定され且つ、ヨーロッパではEMV(E
MC又は電磁両立性(互換性))標準として示され、言
及される通りかつこの程度に、許可しうるモータ出力に
対する電力の限界を表し、この電力限界は数値で表さ
れ、既知の位相制御を有する従来の電気モータでは、約
1200から1400Wである。
【0012】高価な代償によってのみ、この限界から生
じる問題を回避し且つ戦うことができる。従来では、測
定は位相角90°で且つ16個の連続する全波を参照し
て実施され、その期間中に高調波成分は所定値を越えな
い。したがって、2つのフィールドの巻線を持つモータ
を使用することにより、ハードウエア、つまり電気モー
タにより、この問題を解決することが知られている。巻
線の1つは、例えば、最大1400Wまでの電力供給が
可能であり、例えば、許される範囲内の高調波成分を有
する位相制御を介して、作動される。電力に対する要求
が増大するに伴って、もう一方のフィールド巻線が適当
な切り換え手段(マイクロスイッチ)により切り換えら
れるが、一方位相制御は完全にオフに切り換えられるの
で、第2のフィールド巻線を連続全波作動させること、
すなわち位相制御無しで、全電力、例えば、1800W
を実現することができる。当然、位相制御に帰すことが
できる高調波成分は全体が省略される。
【0013】構成が精緻なこのような測定には、相当に
高い費用を要する、追加的な資材を必要とし、その費用
の内の少なからぬものが組み立て費用により構成され、
且つ感度調整のための非常に高い電力出力範囲における
環境下で特に望まれる場合、正確な位相制御の省略が必
要である。異なる情況では、さらに種々の直接変換器(D
E 27 02 142 A1 およびDE 195 36 148 A1) が周知であ
る。これらの装置では、acまたはdc整流器は位相角
がライン周波数以下の周波数リズムで変化するように制
御される。しかしながら、この変化はサブ高調波を生成
することを目的としており、その周波数で給電される回
転フィールドモータは公称スピードの一部で作動すると
言われている。
【0014】
【発明が解決しようとする課題】したがって、本発明
は、前述の問題に対して解決策を提供することを目的と
し、さらに消費者用機器の電圧供給を制御する位相制御
回路のわずかな回路修正で高調波成分の抜本的な削減を
実現するために、交流ライン電圧に接続される消費者用
機器の電力を制御するための方法及び装置を提供するこ
とを目的とし、その結果一定の高調波限度値内で、数値
を挙げれば例えば1800Wまでの高出力を信頼性を持
って制御することが可能となる。
【0015】本発明は次の驚くべき認識に基づいてい
る。すなわち、複数の全波間の点弧角において非対称性
を慎重に生成することにより、偶数高調波だけがゆっく
りと増加するが、奇数高調波は急速に減少すると言う、
認識である。なおこれら複数の全波は、時間的に相互に
引き続いているが、しかし必ずしも相互に直接連続して
いる必要はない。
【0016】
【課題を解決するための手段】本目的、及び以下で明ら
かになる他の目的によれば、本発明の一つの特徴は、好
ましくは連続する全波(full waves)において点弧角(fir
ing angle)が所定の点弧角基準値の近辺で変化する出力
制御方法にある。なお連続する全波であることは必ずし
も必要ではないが、効果があると証明されている。
【0017】この変化即ち非対称性の導入は、換言すれ
ば、特定の実施例に適用すると、電力スイッチ(トライ
アック)を制御して好ましくは不規則に点弧することを
意味し、その結果、発生する高調波を其れ自体で部分的
に再びキャンセルすると言う効果が生じる。したがっ
て、一方で位相制御を保持しながら、最大電力まで、例
えばEMC標準である所定の限度値内に留まることがこ
とが可能となる。なお、交直両用モータ自体に由来する
高調波成分(harmonic content)は、この成分がそのまま
で電気モータの構造の形式(鉄成分)に由来するため
に、このことによって影響されず、且つ原理的に影響さ
れるはずがないということに注意すべきである。
【0018】したがって、基本的に数個のステップを追
加することにより、顕著でかつ付加的な電力増加がEM
C標準によって規定された高調波内成分で可能となる、
と言う可能性および効果が存在する。なおこれらのステ
ップは位相制御回路の範囲内に存在し、そのため消費
(電力)全体にかなりの変化を必要とすることなく、比
較的経済的な方法で、さらに、例えば、従来の家庭用電
気駆動モータに対して実現することができる。その結果
本発明は、資源の経済的な使用によって大きな効果を達
成する。
【0019】本発明のその他の特徴は、交流ライン電圧
に接続される消費者用機器の出力を制御する装置にあ
る。この装置は、消費者用機器に供給される電気振幅の
位相制御角を変化させる出力制御手段と、実際の点弧角
を所望消費電力ための点弧角基準値の近辺で変化させる
ために消費者用機器に作動的に接続される制御回路とを
具備する。この制御回路は、消費者用機器と直列に接続
されるトライアックを含む。点弧角を異ならせるための
信号は、消費者用機器に接続されるライン電圧の直後の
全波によって、トライアックに供給される。この制御回
路はさらに、トライアックと作動的に結合された点弧角
制御装置を含み、それによって、消費者用機器へ供給さ
れる電気交流振幅の複数の全波期間中において、その点
弧角制御装置は、所定の電力出力での点弧角の基準値と
比較して時間的に先行するかまたは遅延した実際の点弧
角信号を供給する。この実際の点弧角信号は、基準値か
ら等しい偏差角度で先行しまたは遅延している。
【0020】別の実施例では、付加的な並列抵抗がトラ
イアック用のトリガ回路に設けられており、そのポテン
ショメータ的な抵抗は(周期的な)変化を受ける。この
付加的な抵抗は、連続する複数の全波のリズムを参照し
て次のようにして制御される。即ちこの並列抵抗がこの
全波サイクルにおいてスイッチオンされるかスイッチオ
フされるかに依存して、既定の点弧角値だけ前方に、即
ち電力出力を大きくする方向にシフトされた点弧角は第
1の全波において与えられ、かつ、時間的に遅延した、
即ち低電力出力方向にシフトした点弧角値は次の全波に
おいて与えられる。
【0021】しかしながら上述の構成は、位相制御回路
の特別の効果の実現に関するだけであること、且つここ
で指摘した点弧角を変化させることの可能性は、大規模
集積回路、部分的ハイブリッドおよび個別回路技術で
は、多数のステップにより実現されるものであること
を、この時点で繰り返し指摘する。本発明の特徴を表す
新規な種々の特徴は、この開示に添付されかつこの開示
の一部を形成する請求の範囲において、特に指摘され
る。本発明、その作用効果およびその使用によって達成
される特別の目的の理解を容易にするために、本発明の
好ましい実施例を図示し且つ説明した図面及び記述を参
照すべきである。
【0022】
【発明の実施の形態】図1のグラフに示す、消費者用機
器のための交流供給電圧の基本的な正弦波の推移は、第
1の全波(太い実線を参照)における実際の点弧角α’
が第2の全波における点弧角α”と比べて小さく、その
結果差分角δを生じることを示している。
【0023】換言すれば、この実施例において90°で
ある基準点弧角αによる実際の電力要求に比べると、第
1の全波における小さなα’値では、出力はむしろ大き
く且つ実際には大きすぎる一方で、大きすぎる点弧角
α”を持つ第2の全波では、出力は小さく、むしろ小さ
すぎる。これは、簡単化のためであって、其れ自体当然
例えば外部からの介在によって再調整することが可能で
ある。
【0024】したがって、この実施例では、第1の点弧
角α’は60°であり、且つ第2の点弧角α”は120
°である。この差分角δはしたがって60°である。消
費者用機器に供給する交流電圧の振幅についての連続す
る複数の全波(必ずしも相互に直接後続する全波である
必要はない)での点弧角の、このような変化即ち非対称
性は、前述した認識に基づいている。即ち、全波におけ
る正および負の半波(half wave) 間よりもむしろ2個の
連続する波形間で時間に関してこのような点弧角におけ
る非対称性が生成されると、偶数高調波(even-numbered
harmonics) がゆっくりと増加し奇数高調波(odd-numbe
red harmonics)が急激に減少するという、認識である。
これは、既に述べたように当然回路によって影響される
ことがない奇数高調波を発生する傾向がある電気モータ
において、その出力制御に最適である。しかしながら全
体的には、高調波成分全体は、点弧角αの基準値から広
がっている点弧角分布における連続的な非対称性の結果
として、既に言及した調整に対する限界値条件を満たす
程度に、減少する。
【0025】点弧角α’、α”は、点弧角基準値の近傍
で、即ち時には一方の側に、時には他方の側に向かって
変化するので、当然、消費者用機器の所望の出力基準値
から逸脱することはない。すなわち、いわば、点弧角
α’、α”は前点弧及び後点弧として働き、これらの点
弧では、図2のグラフに示すように、例えば、最大90
°の点弧角の仮定基準値で、点弧角オフセット、すなわ
ち差分角δは好ましくは60°である。最大電力に接近
するにつれて、すなわち、点弧角αの基準値自身が小さ
くなればなるほど、且つ、極端な場合には、いかなる位
相制御も存在しない点弧角αが0°の場合において、差
分角δは当然ゼロに等しくなる。この場合には、しかし
ながら、位相制御回路の結果として実質的にいかなる高
調波ももはや発生しないので、点弧角変化はもはや要求
されない。同じことが点弧角αの最大基準値である電力
出力0について当てはまる。さらにこの場合、すなわ
ち、位相制御回路の1つの実施例における直列トライア
ックがもはや全くオープンしない場合、差分角δは同様
にゼロに等しくなる(図2の曲線形状を参照)。
【0026】明らかに、本発明により見いだされた原理
は次のように理解することができる:大きな点弧角(低
出力に対応する)を持つ全波において、第3高調波(thi
rd harmonic)は小さく、ゼロクロスの方向に向かって同
じ位相でシフトしている。小さな点弧角(高出力に対応
する)を持つ全波において、第3高調波は、強力である
が、反対方向に位相シフトしているので、α’及びα”
の異なる点弧角を持つ2つの全波から結果として生じる
2個の第3高調波は、ある程度自分自身をキャンセルす
ることができる。類似の考察を、その他の高調波に対し
ても適用することができるが、このその他の高調波は第
3高調波に比較して重要でなはない。
【0027】(測定例)1200Wの出力を有するモー
タの試験的な構成では、90°の基準点弧角αにおい
て、2.3Aのオリジナルな第3高調波が生じる。例え
ばα’値45°からα”値135°のように、45°の
前方および後方への点弧角オフセットの結果として、こ
の第3高調波は前述の2.3Aから1.5Aに減少す
る。なおこの場合、全負荷の下でモータ自身が1.3A
の第3高調波を生じる。同時に第4高調波は約50mA
から300mAに増加するが、この範囲ではそれ自身そ
れほど重大ではない。
【0028】これらの測定は、本発明により確実に実行
されかつ後述するように簡単な方法で実現することがで
きる、点弧角変化によって、全体の高調波成分が抜本的
に減少することを証明する。 (点弧角を非対称性とするための回路設計)図3に係る
位相制御回路の残りの部品は、電気モータとしての消費
者用機器Mと、モータMに対して双方の半波で導通する
ように切り換えられる直列トライアックTである。
【0029】従来のコンデンサCに加えて、対応する直
列ポテンショメータPがモータのトリガ回路に存在す
る。トライアックゲートは、ダイアックD及び直列抵抗
Rを経由して、コンデンサC及び直列ポテンショメータ
Pの接続点からトリガされる。別の抵抗R1がポテンシ
ョメータの抵抗と並列に接続され、かつスイッチSと直
列に接続される。スイッチSは、その閉状態では、並列
抵抗R1がポテンショメータPの抵抗値でアクティブに
なり、且つその開状態で並列抵抗R1をオフに切り換え
る。
【0030】この場合に、スイッチSは、全ての電子的
な、好ましくはトランジスタである、高速スイッチであ
り、フリップフロップFFによりトリガされ、このフリ
ップフロップFFはライン周波数の半分で抵抗R3を経
由して入力Eで周期的に切り換えられる。フリップフロ
ップFFはダイオードD1と抵抗R2の直列接続を経由
して給電される。
【0031】周知のように、トライアックは、決定され
た角度において極性及び時間に関係なく通常の位相制御
で点弧され、ここに点弧角はポテンショメータPを調整
することにより変化する。ライン周波数の半分でポテン
ショメータPの抵抗をさらに周期的に変化させることに
より(すなわち、ドイツ又はヨーロッパのライン周波数
50Hzに基づく実施例では25Hz)、スイッチSを
閉状態にした場合1つの全波における並列抵抗R1は、
電力設定ポテンショメータPに並列であり、且つスイッ
チSが開状態になると次の全波でオフに切り換えられ
る。この結果、ポテンショメータPの抵抗値が対応して
周期的に変化するに至り、且つ図1に示されるように点
弧角αは値α’又はα”に対して時間的にその前方又は
後方に向かって対応してシフトするに至るので、所望の
目的が実現される。このようにすることによって、フリ
ップフロップFFはライン周波数の半分により正のゼロ
クロスでトリガされる。
【0032】本発明は、個別部品の組み合わせを参照し
て議論した位相制御回路の実施例によって限定されるも
のではなく、またこの実施例により与えられる発明の範
囲に限定されるものでもないことは、もう一度指摘され
るべきである。むしろ、本発明はどのような回路の設計
ステップによっても且つ大規模集積回路形態において
も、例えば、高速マイクロプロセッサによっても実現さ
れ得る。目的とされる応用に依存して、点弧角α’の第
1の所定値によってより多数の全波を制御したり、数個
の全波の後においてのみ点弧角の基準値に対して反対方
向にオフセットする第2の点弧角に進むことが可能であ
る。制御される消費者用機器がこれによって、例えば、
消費者用機器により生じるノイズ変化、ライトバンク(l
ight banks) でのフリッカ等により影響されるか否か、
及びどのように影響されるかを決定するためには、経験
的なテストが適している。また、既存ライン周波数又は
電力供給設備により提供されるライン周波数について、
いかなる限定も要求されないことは言うまでもない。も
し必要ならば、他の周波数又は倍増させた周波数等を使
用することができ、これが意味ある限りにおいては、ト
ライアックの点弧を行うための時定数制御のための制御
範囲も設けられる。さらに、適切である場合、推計学的
性質を有する全ての技術的に有益な時間分布パターン
も、この場合には使用が可能である。
【0033】本発明は、一例としてのみ提供される前述
の各実施例により限定されないが、添付特許請求の範囲
により規定される保護範囲内において種々の方法で変形
が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】消費者用機器のための交流供給電圧の時間曲線
を示し、この図ではこの電圧は、実線で示すように、点
弧角αの基準値と比較して実際の点弧角が1つの全波に
おいて早く到来し且つ次の全波において遅く到来すると
いう位相制御回路によって、断続的な動作で検出され
る。
【図2】点弧角αの基準値に対する差分角δの曲線を示
す。
【図3】本発明によって消費者用機器において高調波成
分を削減するための、個別部品からなる位相回路の概略
実施例を示す図である。
【符号の説明】
M…電気モータ又は消費者用機器 T…トライアック C…コンデンサ P…ポテンショメータ D…ダイアック R、R1、R2、R3…抵抗 S…スイッチ FF…フリップフロップ D1…ダイオード

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 消費者用機器に供給される交流電気の振
    幅の位相制御を変化させ;さらに後続する全波の位相制
    御の範囲を所望の電力消費に対応する所定基準値の近傍
    のこれよりも大きな値かまたは小さな値の何れか一方に
    向けて決定するために、点弧角を変化させる;各ステッ
    プを含む、交流ライン電圧に接続される消費者用機器の
    出力を制御するための方法。
  2. 【請求項2】 偶数高調波がゆっくりと増加するに伴っ
    て奇数高調波が急峻に減少するように、2個の連続波間
    で時間に関する点弧角の非対称性を形成するステップを
    含む、請求項1に記載の交流ライン電圧に接続される消
    費者用機器の出力を制御するための方法。
  3. 【請求項3】 第1の全波においてその実際の点弧角
    が、その両半波において前記基準値に比較して小さくな
    り、さらにその直後の全波においてその実際の点弧角が
    前記基準点弧角に比べて大きくなり、その結果前記位相
    制御自体によって生成された第3高調波がそれ自身を少
    なくとも部分的にキャンセルするように、前記点弧角を
    変化させるステップを含む、請求項1に記載の交流ライ
    ン電圧に接続される消費者用機器の出力を制御するため
    の方法。
  4. 【請求項4】 前記第1の全波の実際の点弧角と後続の
    全波の点弧角は、同じ振幅だけ前記基準値の点弧角と相
    違している、請求項3に記載の交流ライン電圧に接続さ
    れる消費者用機器の出力を制御するための方法。
  5. 【請求項5】 前記点弧角を変化させるステップは、前
    記実際の点弧角を、互いに時間をおいて続く全波におい
    て、さらに推計学的に数個の全波内で反対方向への展開
    の高い可能性を有して、変化させるステップを含むもの
    である、請求項1に記載の交流ライン電圧に接続される
    消費者用機器の出力を制御するための方法。
  6. 【請求項6】 消費者用機器に供給される電気振幅の位
    相制御角を変化させるための出力制御手段と;および前
    記消費者用機器に作動的に接続され、実際の点弧角を所
    望の消費電力の点弧角の基準値近辺で変化させるための
    制御回路;とを具備する、交流ライン電圧に接続された
    消費者用機器の出力を制御するための装置。
  7. 【請求項7】 前記制御回路は、前記消費者用機器と直
    列に接続されたトライアックを含み、前記消費者用機器
    に接続されるライン電圧の直後の全波について、異なる
    点弧角信号を前記トライアックに供給する、請求項6に
    記載の交流ライン電圧に接続された消費者用機器の出力
    を制御するための装置。
  8. 【請求項8】 前記制御回路はさらに点弧角制御装置を
    含み、前記点弧角制御装置は前記トライアックに作動的
    に結合されその結果、前記消費者用機器に供給される電
    気交流振幅の全波期間において、前記点弧角制御装置
    は、所定の電力出力における点弧角の基準値と比べて、
    時間的に先行しているかあるいは遅延しているかの何れ
    かである実際の点弧角信号を前記トライアックに供給す
    る、請求項7に記載の交流ライン電圧に接続された消費
    者用機器の出力を制御するための装置。
  9. 【請求項9】 前記点弧角制御装置は、前記基準値から
    等しい角度だけ先行しあるいは遅延した実際の点弧角信
    号を供給するように作動するものである、請求項8に記
    載の交流ライン電圧に接続された消費者用機器の出力を
    制御するための装置。
  10. 【請求項10】 前記制御回路は前記トライアックに作
    動的に接続されたポテンショメータとコンデンサを含
    み、さらに、前記ライン周波数の半分でスイッチするよ
    うに作動し、前記制御回路の可変抵抗に作動的に結合さ
    れたトリガ回路と第1の抵抗とを具備し、前記トリガ回
    路は、前記第1の抵抗を一個の全波において前記ポテン
    ショメータに並列に接続し、かつ前記第1の抵抗におい
    て次の全波および後続の全波の一個においてスイッチオ
    フするように作動するスイッチを含む、請求項8に記載
    の交流ライン電圧に接続された消費者用機器の出力を制
    御するための装置。
  11. 【請求項11】 前記トリガ回路はフリップフロップを
    含む、請求項10に記載の交流ライン電圧に接続された
    消費者用機器の出力を制御するための装置。
  12. 【請求項12】 さらに、前記第1の抵抗および前記ト
    ライアックのベース間に直列に接続されたダイアックと
    第2の抵抗とを具備する、請求項10に記載の交流ライ
    ン電圧に接続された消費者用機器の出力を制御するため
    の装置。
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