(57)【要約】【課題】単相交流電動機のデジタル制御器を提供する。【解決手段】マイクロコントローラユニット（MCU10）、MCU10に接続する電源回路20、ゼロクロッシング検出回路30、情報表示回路40、情報入力回路50、速度フィードバック回路60、及び電動機実行回路70を含み、電源回路、ゼロクロッシング検出回路、電動機実行回路は交流電源に接続し、速度フィードバック回路、電動機実行回路は単相交流電動機200に接続する。収集した単相交流電動機のリアルタイムの速度と設定した参考速度により閉ループ制御回路を形成し、収集した電源ゼロクロッシング信号を結合し、一定のデューティ比のパルス信号を出力することによりサイリスタの通電及び遮断を制御する。正回転、逆回転、停止等の単相交流電動機の各種回転を制御し、一定のデューティ比のパルス信号を出力することによりサイリスタの通電及び遮断を制御し、直流成分を単相交流電動機に送り制動を実現する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
マイクロコントローラユニット（MCU）、電源回路、情報表示回路、情報入力回路、速度フィードバック回路、ゼロクロッシング検出回路、及び電動機実行回路を含む単相交流電動機のデジタル制御器において、
前記電源回路は、一端を交流電源に接続し、他の一端をマイクロコントローラユニット（MCU）の電源入口に接続し、電源回路は交流を隔離変圧器に通した後、さらに整流を経て、必要電源をマイクロコントローラユニット（MCU）に給電し、
前記ゼロクロッシング検出回路は、一端を交流電源に接続し、他の一端をマイクロコントローラユニット（MCU）の第一外部遮断口に接続し、マイクロコントローラユニット（MCU）に基準のゼロ点電圧、即ちゼロクロッシング信号を送信し、
前記情報入力回路は、マイクロコントローラユニット（MCU）の情報入力口に接続し、マイクロコントローラユニット（MCU）に各種制御パラメータ信号を設定するのに用い、
前記情報表示回路は、マイクロコントローラユニット（MCU）の信号出力口に接続し、単相交流電動機の回転速度或いは機能パラメータを表示するのに用い、
前記速度フィードバック回路は、一端を単相交流電動機に接続し、他の一端をマイクロコントローラユニット（MCU）の第二外部遮断口に接続し、速度フィードバック回路は、検出した単相交流電動機の速度交流信号を矩形波信号に変換し、マイクロコントローラユニット（MCU）にリアルタイムで提供し、
前記電動機実行回路は、一端を単相交流電動機に接続し、他の一端をマイクロコントローラユニット（MCU）の第二出力口に接続し、電動機実行回路はマイクロコントローラユニット（MCU）からのパルス信号を受信し、単相交流電動機の回転或いは制動をコントロールし、電動機実行回路はさらに交流電源に接続し、
前記マイクロコントローラユニット（MCU）は、単相交流電動機が回転コマンドを実行する時、速度フィードバック回路によって得られたリアルタイム速度の交流信号と設定した参考速度に基づいて形成された閉ループ制御回路が、ゼロクロッシング検出回路によって得られたゼロクロッシング信号を結合し、一定のデューティ比のパルス信号を出力して電動機実行回路を制御し、これによって、単相交流電動機の回転速度を制御し、単相電動機が制動コマンドを実行する時は、マイクロコントローラユニット（MCU）は設定した制動等級に基づき、電源周波数の半周期のエネルギーを等面積に分配し、ゼロクロッシング検出回路により得られたゼロクロッシング信号を結合し、一定デューティ比のパルス信号を出力し電動機実行回路を制御して直流成分を実現することにより単相交流電動機の制動を制御することを特徴とする単相交流電動機のデジタル制御器。
【請求項２】
前記電動機実行回路は、制動制御ユニットと正回転制御ユニットと逆回転制御ユニットを含み、
制動制御ユニットと正回転制御ユニットと逆回転制御ユニットは、いずれもフォトカプラとサイリスタ駆動回路とサイリスタとを含み、その内、フォトカプラ、サイリスタ駆動回路及びサイリスタは順に接続し、
正回転制御ユニットのフォトカプラは、マイクロコントローラユニット（MCU）の第二出力口からの正回転信号を受信し、正回転制御ユニットのサイリスタはそれぞれ単相交流電動機主巻線U2と交流電源のL端に接続し、
逆回転制御ユニットのフォトカプラは、マイクロコントローラユニット（MCU）の第二出力口からの逆回転信号を受信し、逆回転制御ユニットのサイリスタはそれぞれ交流電動機副巻線と交流電源のL端に接続し、
制動制御ユニットのフォトカプラはマイクロコントローラユニット（MCU）の第二出力口からの制動信号を受信し、制動制御ユニットのサイリスタの一端は交流電源のL端に接続し、他の一端は二つの経路に分けて、それぞれをダイオードにタンデム接続した後、交流電動機主巻線と交流電動機副巻線に接続し、且つ制動信号は制動制御ユニットのサイリスタの一端から交流電動機主巻線と交流電動機副巻線へ順方向に出力されることにより、直流制動機能を実現することを特徴とする請求項１に記載の単相交流電動機のデジタル制御器。
【請求項３】
前記速度フィードバック回路は、順に接続するフルブリッジ整流器と増幅回路を含み、単相交流電動機の交流速度信号はフルブリッジ整流器を経た後、さらに増幅回路で矩形波信号に変換され、マイクロコントローラユニット（MCU）の第二外部遮断口に入力されることを特徴とする請求項１に記載の単相交流電動機のデジタル制御器。
【請求項４】
前記ゼロクロッシング検出回路は、順に接続する双方向フォトカプラと増幅回路を含み、交流電源は双方向フォトカプラを通過した後、さらに増幅回路で矩形波信号に変換され、マイクロコントローラユニット（MCU）の第一外部遮断口に入力されることを特徴とする請求項１に記載の単相交流電動機のデジタル制御器。
【請求項５】
前記情報表示回路は、順に接続するデジタル表示灯デコード器とデジタル表示灯を含み、マイクロコントローラユニット（MCU）はデジタル表示灯デコード器を制御してデジタル表示灯を駆動し、交流電動機の機能パラメータまたは回転速度を表示させることを特徴とする請求項１に記載の単相交流モーターのデジタル制御器。
【請求項６】
前記情報入力回路は、正回転、逆回転、停止、速度調節、メニュー設定上キーとメニュー設定下キーの合計6つのボタンを含み、前記ボタンに組み合わせて共にマイクロコントローラユニット（MCU）に対して制御パラメータ信号を入力する電子スイッチ回路をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の単相交流電動機のデジタル制御器。
【請求項７】
前記電源回路は、順に接続する隔離変圧器と整流回路を含み、交流電源は隔離変圧器を経た後、さらに整流回路を経て、必要電源をマイクロコントローラユニット（MCU）に給電することを特徴とする請求項１に記載の単相交流電動機のデジタル制御器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は交流電動機の駆動制御分野技術に関し、特に単相交流電動機のデジタル制御器に係る。
【背景技術】
【０００２】
交流電動機は、簡単な構造、低コスト、優れた機能、且つ高信頼性及び容易なメンテナンス等の特徴により、例えば家電（洗濯機、冷蔵庫、扇風機）、電動工具（ドリル等）、医療機器、自動計測器等の各業界に幅広く応用されている。
【０００３】
現在の技術において、一般に使用されている交流電動機駆動制御器には、周波数変換制御方式や電圧制御方式がある。周波数変換制御方式とは、交流周波数を調整することによって電動機の回転速度を変えるもので、可変周波数速度制御は簡単に内部インバータスイッチの順序を変えて電動機の正回転、逆回転を実現し、且つ、速度の加速、減速時間を任意に設定できるため、加速、減速時間を安定させ、起動電流を比較的小さくし、高周波数の起動及び停止を行うことができる。可変周波数速度制御は依然として制動を行い、内部のブレーキ回路によって、機械が負荷するエネルギー消耗はブレーキレジスタ上で行われる。しかし、周波数変換制御方式は三相交流電動機にのみ適用されるもので、幅広く応用される単相交流電動機には適用できず、しかも必要コストが高く、低速回転能力が弱い。
【０００４】
また、電圧制御方式は現在主に、アナログ回路方式を用いてサイリスタの通電及び遮断をコントロールし、電動機の回転速度を変えている。この種の制御方式は簡単であるが、正回転と逆回転を自動的に変えられず、急回転急停止機能を実現できない。ただ単純に回転速度を制御するだけで、速度制御の精度も高くなく、相対する機能も単一で、ユーザーの様々な要求に応えられない。よって、アナログ制御方式は強電流、弱電流を隔離できず、障害を受け易く部材が損傷し易い。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】なし
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の主な目的は、従来技術に存在する欠点に鑑み、現在の電圧制御方式の技術の欠陥を克服すべく、更に低価格で、機能上に周波数変換方式を備える特徴を有し、速度調整が更に精確な単相交流電動機のデジタル制御器を提供することにある。
また、本発明の次の目的は、強電流と弱電流の間の隔離をさらに安定させる単相交流電動機デジタル制御器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述の目的を実現するために本発明が採用する技術手段は次の通りである。
【０００８】
単相交流電動機のデジタル制御器は、マイクロコントローラユニット（MCU）、電源回路、情報表示回路、情報入力回路、速度フィードバック回路、ゼロクロッシング検出回路、電動機実行回路を含む。
【０００９】
前記電源回路の一端は交流電源に接続し、他の一端はマイクロコントローラユニット（MCU）の電源入口に接続し、電源回路は交流電源を隔離変圧器に通した後、さらに整流を経て、必要電源をマイクロコントローラユニット（MCU）に給電する。
【００１０】
前記ゼロクロッシング検出回路の一端は交流電源に接続し、他の一端はマイクロコントローラユニット（MCU）の第一外部遮断口に接続し、マイクロコントローラユニット（MCU）に基準のゼロ点電圧、即ちゼロクロッシング信号を送信する。
【００１１】
前記情報入力回路は、マイクロコントローラユニット（MCU）の情報入力口に接続し、マイクロコントローラユニット（MCU）に各種制御パラメータ信号を設定するのに用いる。
【００１２】
前記情報表示回路は、マイクロコントローラユニット（MCU）の信号出力口に接続し、単相交流電動機の回転速度或いは機能パラメータを表示するのに用いる。
【００１３】
前記速度フィードバック回路は、その一端を単相交流電動機に接続し、他の一端をマイクロコントローラユニット（MCU）の第二外部遮断口に接続し、また、速度フィードバック回路は、検出した単相交流電動機の速度交流信号を矩形波信号に変換し、マイクロコントローラユニット（MCU）にリアルタイムで提供する。
【００１４】
前記電動機実行回路は、その一端を単相交流電動機に接続し、他の一端をマイクロコントローラユニット（MCU）の第二出力口に接続する。電動機実行回路はマイクロコントローラユニット（MCU）からのパルス信号を受信し、単相交流電動機の回転或いは制動をコントロールする。尚、電動機実行回路はさらに交流電源に接続する。
【００１５】
前記マイクロコントローラユニット（MCU）は、単相交流電動機が回転コマンドを実行する時、速度フィードバック回路によって得られたリアルタイムの速度交流信号、及び設定した参考速度に基づいて形成された閉ループ制御回路が、ゼロクロッシング検出回路により得られたゼロクロッシング信号を結合し、一定のデューティ比のパルス信号を出力して電動機実行回路を制御し、これによって、単相交流電動機の回転速度を制御する。単相電動機が制動コマンドを実行する時、マイクロコントローラユニット（MCU）は設定した制動等級に基づき、等面積で電源周波数の半周期のエネルギーを分配し、ゼロクロッシング検出回路により得られたゼロクロッシング信号を結合し、一定デューティ比のパルス信号を出力し電動機実行回路を制御して直流成分を実現し、これにより単相交流電動機の制動を制御する。
【００１６】
本発明の改善点として、前記電動機実行回路には制動制御ユニットと正回転制御ユニットと逆回転制御ユニットを含む。制動制御ユニットと正回転制御ユニットと逆回転制御ユニットにはいずれもフォトカプラとサイリスタ駆動回路とサイリスタとを含む。その内、フォトカプラ、サイリスタ駆動回路及びサイリスタは順に接続する。
正回転制御ユニットのフォトカプラは、マイクロコントローラユニット（MCU）の第二出力口からの正回転信号を受信し、正回転制御ユニットのサイリスタはそれぞれ単相交流電動機主巻線U2と交流電源のL端に接続する。
逆回転制御ユニットのフォトカプラは、マイクロコントローラユニット（MCU）の第二出力口からの逆回転信号を受信し、逆回転制御ユニットのサイリスタはそれぞれ交流電動機副巻線Z2と交流電源のL端に接続する。
制動制御ユニットのフォトカプラはマイクロコントローラユニット（MCU）の第二出力口からの制動信号を受信し、制動制御ユニットのサイリスタの一端は交流電源のL端に接続し、他の一端は二つの経路に分けて、それぞれをダイオードにタンデム接続した後、交流電動機主巻線U2と交流電動機副巻線Z2に接続する。制動信号は制動制御ユニットのサイリスタの一端から交流電動機主巻線U2と交流電動機副巻線Z2へ順方向に出力され、以上により、直流制動の機能を実現する。
【００１７】
本発明の改善点として、前記速度フィードバック回路は順に接続するフルブリッジ整流器と増幅回路を含み、単相交流電動機の交流速度信号はフルブリッジ整流器を経た後、さらに増幅回路で矩形波信号に変換され、マイクロコントローラユニット（MCU）の第二外部遮断口に入る。
【００１８】
本発明の改善点として、前記ゼロクロッシング検出回路は順に接続する双方向フォトカプラと増幅回路を含む。交流電源は双方向フォトカプラを通過した後、さらに増幅回路で矩形波信号に変換され、マイクロコントローラユニット（MCU）の第一外部遮断口に入る。
【００１９】
好ましくは、前記情報表示回路は、順に接続するデジタル表示灯デコード器とデジタル表示灯を含む。マイクロコントローラユニット（MCU）はデジタル表示灯デコード器を制御してデジタル表示灯を駆動し、交流電動機の機能パラメータまたは回転速度を表示させる。
【００２０】
好ましくは、前記情報入力回路は、正回転、逆回転、停止、速度調節、メニュー設定上キーとメニュー設定下キーの合計6つのボタンを含み、前記ボタンに組み合わせて共にマイクロコントローラユニット（MCU）に対して制御パラメータ信号を入力する電子スイッチ回路をさらに含む。
【００２１】
好ましくは、前記電源回路は、順に接続する隔離変圧器と整流回路を含む。交流電源は隔離変圧器を経た後、さらに整流回路を経て、必要電源をマイクロコントローラユニット（MCU）に給電する。
【発明の効果】
【００２２】
本発明を従来技術と比較すると、本発明には顕著な長所と効果がみられる。具体的に述べると、前述の技術手段から理解できるとおり、それは主に、収集した単相交流電動機のリアルタイムの速度と参考速度により閉ループ制御回路を形成し、収集した交流電源ゼロクロッシング信号を結合し、一定のデューティ比のパルス信号を出力することによりサイリスタの通電及び遮断を制御する。このような閉ループ制御方式によって単相交流電動機の回転速度をさらに精確に、安定させて制御することができ、並びに、一定のデューティ比のパルス信号を出力することによりサイリスタの通電及び遮断を制御し、直流成分を単相交流電動機に提供して制動を行う。情報入力回路内には正回転、逆回転、停止、速度調節、メニュー設定（上下複合キー）の合計6つのボタンを備え、簡単に単相交流電動機の正回転、逆回転、加速起動時間、停止方式（自由減速、減速停止、スピード停止）、最高回転速度、最低回転速度等機能をコントロールできる。しかも、速度調節ボタンを用いて、極限速度内での単相交流電動機の無段速度調節を実現し、使用上の異なる要求に応えることができる。
情報表示回路は、各機能のパラメータ情報及びその時のリアルタイムの速度を表示する。強電流及び弱電流間ではゼロクロッシング検出回路の双方向フォトカプラ、電源回路の変圧器を用いて隔離が行われ、実行回路のフォトカプラによって互いに障害を生じさせることなく回路の更なる安定性が保証される。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の実施例の全体構造を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施例における電源回路構造を示すブロック図である。
【図３】本発明の実施例における情報表示回路構造を示すブロック図である。
【図４】本発明の実施例におけるゼロクロッシング検出回路構造を示すブロック図である。
【図５】交流電源周波数信号及びゼロクロッシング検出回路で処理された後にMCUに入力された信号の波形図である。
【図６】本発明の実施例における速度フィードバック回路構造を示すブロック図である。
【図７】単相交流電動機の交流速度信号、フルブリッジ整流器での整流後の波形図、及びMCUに入力された信号の波形図である。
【図８】本発明の実施例における電動機実行回路構造を示すブロック図である。
【図９】電源周波数信号、回転時のサイリスタの両端信号、及び制動時のサイリスタの両端信号の波形図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
本発明の構造の特徴及び効果をさらに詳しく開示するために、次に、図面を参照とした具体的な実施例を示して詳細説明を行う。
【００２５】
まず、本実施例は単相交流電動機の制御を例に挙げて説明を行う。図1には本発明の好ましい実施例の具体的な構造を示す。該単相交流電動機200のデジタル制御器100は、マイクロコントローラユニット10（以下MCU とする）、電源を供給する電源回路20、ゼロクロッシング検出回路30、情報表示回路40、情報入力回路50、速度フィードバック回路60、及び電動機実行回路70を含む。電源回路20、ゼロクロッシング検出回路30、及び電動機実行回路70はそれぞれ交流電源を入力するL端に接続する。並びに、速度フィードバック回路60及び電動機実行回路70はさらに単相交流電動機200上に接続する。
【００２６】
具体的には、図1及び図2に示すとおり、該電源回路20はMCU10の電源入口101に接続し、順に接続する隔離変圧器21と整流回路22を含む。交流電源は隔離変圧器21を経た後、さらに整流回路22を経て、MCU10に給電する。本実施例において、MCU10の正常動作電圧は2.5〜5.5Ｖの直流電流であるため、隔離変圧器21は入力電源を5Vまで下げ、また、入力電源が交流電流であるため、整流回路22は交流電流を直流電流に変換し、MCU10の使用電源要求に応えることができる。
【００２７】
図1に示すとおり、情報入力回路50はMCU10の情報入力口106に接続する。情報入力回路50は、正回転、逆回転、停止、速度調節、メニュー設定上キーとメニュー設定下キーの合計6つのボタン（未図示）を含み、MCU10に各種制御パラメータ信号を設定するために用い、前記ボタンに組み合わせて共にマイクロコントローラユニット（MCU）に対して制御パラメータ信号を入力する電子スイッチ回路をさらに含む。
【００２８】
図1及び図3に示すとおり、情報表示回路40はMCU10の信号出力口102に接続し、順に接続するデジタル表示灯デコード器41とデジタル表示灯42を含む。MCU10はデジタル表示灯デコード器を制御してデジタル表示灯42を駆動し、制御機能パラメータ信号または回転速度を表示させる。本実施例において、デジタル表示灯42は四つ設置し、それぞれの情報要求に応じて四つの表示灯及び単相交流電動機の多種状態対応を表示する。情報表示回路40にはさらに、単相交流電動機の回転状態を表示するLED灯またはミス時に点滅警告するLED灯等を含む。
【００２９】
図1及び図4に示すとおり、前記ゼロクロッシング検出回路30をMCU10の第一外部遮断口103に接続する目的は、MCU10に一つの基準を提供するためである。この基準の起点はゼロ電圧であり、下述するサイリスタ73-1、73-2、73-3の導通角の大きさはこの基準に基づくもので、即ち、交流電動機の高、中、低、微回転速度はいずれも一つの導通角に対応する。それぞれの導通角の導通時間はゼロ電圧から計算し始め、導通時間は異なるので、導通角度の大きさも異なり、それ故、電動機の回転速度も異なる。本実施例において、ゼロクロッシング検出回路30は順に接続する双方向フォトカプラ31と増幅回路32を含む。図1を合わせて見てみると、交流電源は双方向フォトカプラ31を通過した後、さらに増幅回路32で矩形波信号に変換され、MCU10の第一外部遮断口103に入る。入力される波形とMCU10に入る波形は図5に示すとおりである。矩形波信号の下降エッジが発生した時、この時の時間t1を記録し、続いて第二矩形波信号の上昇エッジが発生した時、この時の時間t2を記録し、Δt = t2-t1を算出する。また、第三矩形波信号の下降エッジが発生した時、t3+Δt/2は、即ち、この時のゼロクロッシング点である。当然ながら、ゼロクロッシング検出回路30の実現には多種ある。フルブリッジ整流器を通した後、単向フォトカプラを経て、更に増幅回路を通過するか、或いは変圧器を通した後、転送回路を通過すればよいが、これに制限されないものとする。
【００３０】
図1及び図6に示すとおり、前記速度フィードバック回路60の一端は単相交流電動機200に接続し、他の一端はMCU10の第二外部遮断口104に接続する。速度フィードバック回路60は、順に接続するフルブリッジ整流器61と増幅回路62を含む。その動作原理であるが、単相交流電動機の交流速度信号は、フルブリッジ整流器61を経た後、さらに増幅回路62で矩形波信号に変換され、MCU 10の第二外部遮断口104に入る。入力する波形及びMCU 10に入る波形図は図7に示すとおりである。二つの隣り合う矩形波の上昇エッジ間の時間△Tを算出し、これは目前の速度パルスの半周期である。単相交流電動機200の一回転が12の正弦信号を生じさせるため、△Tに基づき我々は目前の単相交電動機200の速度を得ることができる。： (△Tの単位は100usとする)     S （min/r）= (60*1000*10/12)/(2*△T) = 25000/△T。当然ながら、速度フィードバック回路60には多種あり、転送回路によって交流信号のゼロクロッシング点を直接検出するか、或いはフォトカプラを経た後に増幅回路を経てもよいが、これに制限されないものとする。
【００３１】
図1及び図8に示すとおり、前記電動機実行回路70の一端は単相交流電動機200に接続し、他の一端はMCU10の第二出力口105に接続し、制動制御ユニット71と正回転制御ユニット72と逆回転制御ユニット73を含む。制動制御ユニット71と正回転制御ユニット72と逆回転制御ユニット73にはいずれもフォトカプラ71-1、72-1、73-1とサイリスタ駆動回路71-2、72-2、73-2とサイリスタ71-3、72-3、73-3とを含む。フォトカプラ71-1、72-1、73-1、サイリスタ駆動回路71-2、72-2、73-2、及びサイリスタ71-3、72-3、73-3はそれぞれ順に接続し、該正回転制御ユニット72のフォトカプラ72−1は、MCU10の第二出力口105からの正回転信号を受信し、正回転制御ユニット72のサイリスタ72-3はそれぞれ単相交流電動機主巻線U2と交流電源のL端に接続する。逆回転制御ユニット73のフォトカプラ73−1は、MCU10の第二出力口105からの逆回転信号を受信し、逆回転制御ユニット73のサイリスタ73-3の両端はそれぞれ単相交流電動機副巻線Z2と交流電源のL端に接続する。また、制動制御ユニット71のフォトカプラ71−1はMCU10の第二出力口105からの制動信号を受信し、制動制御ユニット71のサイリスタ71-3の一端は交流電源のL端に接続し、他の一端はそれぞれをダイオード74にタンデム接続した後、単相交流電動機主巻線U2と副巻線Z2に接続する。制動信号は制動制御ユニット71のサイリスタ71-3の一端から単相交流電動機主巻線U2と副巻線Z2へ順方向に出力される。以上の通り、単相交流電動機方向だけであるため、上半周期の一部エネルギーを入力するのでなければ、下半周期の一部エネルギーを入力し、即ち、直流成分を単相交流電動機200に提供して制動機能を実行する。
【００３２】
図1、図8、図9に示す通り、単相交流電動機200が回転コマンド（例えば正回転、逆回転、加速起動、自由減速、減速停止等）を実行する時、MCU 10は速度フィードバック回路60によって得られた信号から算出された速度とユーザー設定の速度に基づいて一つの閉ループ制御回路を構成し、第一時間差△T1を得る。MCU 10はさらに、ゼロクロッシング検出回路30によって得られた信号から算出されたゼロクロッシング点に基づいてスタートする。
【００３３】
正回転が必要である時、MCU10は△T1時間に一定のデューティ比のパルス（サイリスタの通電時間の長さを保証する）正回転信号をフォトカプラ72-1に発信し、さらにサイリスタ駆動回路72-2によりサイリスタ72-3の通電を制御する。以上によって、単相交流電動機200の正回転速度が制御される。
【００３４】
逆回転が必要である時、MCU10は△T1時間に一定のデューティ比のパルス（サイリスタの通電時間の長さを保証する）逆回転信号をフォトカプラ73-3に発信し、さらにサイリスタ駆動回路73-2によりサイリスタ73-3の通電を制御する。以上によって、単相交流電動機200の逆回転速度が制御される。
【００３５】
ユーザーが加速起動時間を設定したなら、MCU10は設定に基づいて△T1を最大位置から始まり10ms周期経過毎に設定速度まで継続的に減少する。
【００３６】
ユーザーが自由減速を選択したなら、MCU10はいずれのパルス信号も電動機実行回路70に送信せず、単相交流電動機200は自ら停止する。
【００３７】
ユーザーが減速停止を選択したなら、MCU10はユーザー設定の減速時間に基づきその時の△T1時間から10ms周期経過毎に、最大位置即ち単相交流電動機200が停止するまで継続的に増大する。
【００３８】
単相交流電動機200が制動コマンドを実行した時、MCU 10は、設定した制動等級（ユーザーは要求に応じてスピード停止の強度を設定可能）に基づき、エネルギーの恒存の法則により△T2値を等面積に分配する。△T2が大きくなるほど、直流成分は弱くなり、制動能力も弱くなり、△T2が小さいほど、直流成分は強くなり、制動能力も強くなる。MCU10はゼロクロッシング検出回路30により得られた信号から算出されたゼロクロッシング点に基づきスタートし、△T2時間を経過して回転信号をフォトカプラ71-1に発信し、さらにサイリスタ駆動回路71-2を経て、サイリスタ71-3の通電を制御し、これにより、単相交流電動機200の制動を制御する。これは、単相交流電動機200に入力される電源波形が、単に上半周期の一部エネルギーでなければ、単に下半周期の一部エネルギーであり、即ち、直流成分を単相交流電動機200に送信することにより、制動機能の制御原理を実行する。
【００３９】
上述をまとめると、本発明の設計の重点は主に、単相交流電動機のリアルタイムの速度を収集し、参考速度と閉ループ制御回路を形成し、収集した電源ゼロクロッシング信号を結合し、一定のデューティ比のパルス信号を出力することによりサイリスタの通電及び遮断を制御する。このような閉ループ制御方式によって単相交流電動機の回転速度をさらに精確に、安定させることができる。情報入力回路内には正回転、逆回転、停止、速度調節、メニュー設定上キー、メニュー設定下キーの合計6つのボタンを備え、簡単に単相交流電動機の正回転、逆回転、加速起動時間、停止方式（自由減速、減速停止、スピード停止）、最高回転速度、最低回転速度等の回転機能をコントロールできる。しかも、速度調節ボタンを用いて、極限速度内での単相交流電動機の無段速度調節（任意の速度設定が可能）を実現し、使用上の異なる要求に応える。情報表示回路は、各機能のパラメータ情報及びその時のリアルタイムの速度を表示する。強電流及び弱電流間ではゼロクロッシング検出回路の双方向フォトカプラ、電源回路の変圧器が隔離を行い、実行回路のフォトカプラによって、互いが障害を生じさせることがないため、回路の更なる安定性が保証される。
【００４０】
上述は単に本発明の好ましい実施例を挙げたのみであり、本発明の技術範囲に対していずれかの制限を設けるものではない。よって、本発明の技術形態に基づいて前述の実施例に対して行った若干の修正、同等効果を備える変化、及び修飾は全て、本発明の技術手段の範囲内に含まれるものとする。
【符号の説明】
【００４１】
100：デジタル制御器、10：MCU（マイクロ制御器）、101：電源入口、102：信号出力口、103：第一外部遮断口、104：第二外部遮断口、105：第二出力口、106：情報入力口、20：電源回路、21：隔離変圧器、22：整流回路、30：ゼロクロッシング検出回路、31：双方向フォトカプラ、32：増幅回路、40：情報表示回路、41：デジタル表示灯デコード器、42：デジタル表示灯、50：情報入力回路、60：速度フィードバック回路、61：フルブリッジ整流器、62：増幅回路、70：電動機実行回路、71：制動制御ユニット、72：正回転制御ユニット、73：逆回転制御ユニット、71-1、72-1、73-1：フォトカプラ、71-2、72-2、73-2：サイリスタ駆動回路、71-3、72-3、73-3：サイリスタ、74：ダイオード、200：単相交流電動機、U2：電動機主巻線、Z2：電動機副巻線。
【図１】
2013258826.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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