ITTO970810A1

ITTO970810A1 - Motore elettrico azionabile a due livelli di tensione.

Info

Publication number: ITTO970810A1
Application number: IT97TO000810A
Authority: IT
Inventors: Sun Ik Jin
Original assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Priority date: 1996-09-17
Filing date: 1997-09-12
Publication date: 1999-03-12
Also published as: IT1294862B1; KR19980021560A; JPH10108425A; BR9704724A

Description

DESCRIZIONE

del brevetto per Invenzione Industriale

Precedenti dell'invenzione

La presente invenzione si riferisce ad un motore elettrico e, più in particolare, ad un .motore elettrico azionabile a due livelli di tensione, quale un livello a tensione elevata ed un livello a tensione bassa mediante una combinazione di bobine eccitatrici.

Un motore elettrico é un convertitore di coppia generale, per convertire una energia elettrica in una energia meccanica. Un motore elettrico viene suddiviso in un motore a corrente continua impiegando una tensione in corrente continua, ed un motore a corrente alternata utilizzando una tensione a corrente alternata, entrambi i quali comprendono uno statore ed un rotore ruotante entro lo statore.

Un motore elettrico viene classificato in diversi tipi, a seconda del metodo per la produzione di un campo magnetico e della progettazione fondamentale e della struttura di un indotto elettrico. Un motore a corrente continua viene classificato in un motore a flusso magnetico variabile, che produce un campo magnetico variabile mediante un avvolgimento di campo collegato ad una sorgente esterna di alimentazione ed in un motore a flusso magnetico costante, che produce un campo magnetico costante utilizzando un magnete permanente, in accordo con un metodo di eccitazione. Un motore a corrente alternata viene classificato in un motore a induzione a fase singola ed in un motore a induzione trifase, a seconda del numero delle fasi.

Come un esempio di un motore a corrente alternata, verrà descritto in seguito un motore per azionare un compressore per l'impiego in un frigorifero. Un compressore comprende una unità cilindrica per assorbire, comprimere e scaricare un refrigerante gassoso, ed un motore per azionare l’unita cilindrica, la cui struttura generale viene illustrata nella figura 10. Nella figura 10, il compressore comprende uno statore 81 formato da un nucleo di ferro, ed un rotore 82 ruotante entro lo statore 81. Bobine sono avvolte nello statore 81 per produrre un campo magnetico mediante alimentazione di una tensione di alimentazione esterna, le quali sono costituite da una bobina eccitatrice e da un bobina ausiliaria collegate in parallelo. La bobina eccitatrice forma un campo magnetico nel quale ruota costantemente il rotore 82, e la bobina ausiliaria forma un campo magnetico avente, una fase differente da quella della bobina eccitatrice, quando il motore di comando riceve una tensione di alimentazione ed incomincia a ruotare, in modo da avere una funzione di incominciare a fare ruotare il rotore 82. Esiste un gruppo 83 al disotto dello statore 81 allo scopo di collegare il compressore con la sorgente di alimentazione esterna. Un terminale 84 e _

fissato ad un lato di ' un involucro 85 del compressore mediante saldatura. Il terminale 84 comprende tre connettori 71, 72 e 73, come illustrato nelle figure 8 e 9, come una vista laterale ed una vista frontale, rispettivamente, attraverso i quali viene applicata una tensione di alimentazione.

Pertanto, nel caso di un motore elettrico convenzionale, il diametro di ciascun conduttore in una bobina utilizzata nel motore elettrico viene fabbricato in modo differente, a seconda del valore della tensione di alimentazione applicata al motore elettrico. In particolare, una bobina avente un diametro minore di ciascun conduttore viene impiegata in un ambiente a tensione elevata, mentre una bobina avente un diametro maggiore di ciascun conduttore viene impiegata in un ambiente a bassa tensione allo scopo di aumentare la quantità di corrente elettrica. Cosi, un motore elettrico, anche se questo adotta lo stesso modo, dovrebbe essere progettato e sviluppato in modo da avere una diversa specifica a seconda della tensione di alimentazione applicata al motore elettrico.

In particolare, nel caso di un motore principale per un compressore in un frigorifero, dovrebbero essere fabbricati due tipi di compressori aventi diametri rispettivamente differenti di ciascun conduttore a seconda della tensione di alimentazione, ad esempio 100 V o 200 V, il che provoca un processo di produzione complicato.

Sommario dell'invenzione

Allo scopo di risolvere i precedenti problemi, uno scopo della presente invenzione e quello di provvedere un motore elettrico azionabile a due livelli di tensione, quali livelli di tensione bassa ed elevata.

Per realizzare il suddetto scopo della presente invenzione, viene provvisto un motore elettrico comprendente uno statore nel quale è avvolta una bobina eccitatrice ed un rotore ruotante nello statore, detta bobina eccitatrice avendo prime e seconde porzioni di bobina eccitatrice; e il motore elettrico comprendendo una porzione di commutazione per effettuare il collegamento della prima e della seconda porzione della bobina sia in serie, sia in parallelo tra loro. Qui, e preferibile che la prima e la seconda porzione della bobina abbiano lo stesso diametro di ciascun conduttore e lo stesso numero di avvolgimenti. La porzione di commutazione e preferibilmente costituita da un terminale avente primi e terzi connettori collegati alle due estremità della prima porzione di bobina e secondi e quarti connettori collegati alle due estremità della seconda porzione di bobina; ed una presa di corrente collegata al terminale per collegare o scollegare ciascun connettore.

Secondo un altro aspetto della presente invenzione, viene pure provvisto un motore elettrico per azionare un compressore, comprendente uno statore nel quale sono avvolte una bobina eccitatrice ed una bobina ausiliaria, che sono collegate in parallelo ad una sorgente di alimentazione, ed un rotore ruotante nello statore , detta bobina, eccitatrice avendo una prima ed una seconda porzione di bobina eccitatrice; detta bobina ausiliaria avendo una prima ed una seconda porzione di bobina ausiliaria ed il motore elettrico di azionamento del compressore comprendendo una porzione di commutazione allo scopo di collegare la prima e la seconda porzione di bobina eccitatrice e la prima e la seconda porzione di bobina ausiliaria in serie od in parallelo tra loro, rispettivamente. Qui, é preferibile che la prima e la seconda porzione di bobina eccitatrice abbiano lo stesso diametro di ciascun conduttore e lo stesso numero di avvolgimenti. Inoltre, é preferibile che la prima e la seconda porzione di bobina ausiliaria abbiano lo stesso diametro di ciascun conduttore e lo stesso numero di avvolgimenti. La porzione di commutazione é preferibilmente costituita da un terminale avente primi e secondi connettori collegati alle due estremità della prima porzione di bobina ausiliaria, terzi e quarti connettori collegati alle due estremità della prima porzione di bobina eccitatrice, un quinto connettore collegato ad una estremità della seconda porzione di bobina eccitatrice, un sesto connettore collegato ad una estremità della seconda porzione di bobina ausiliaria, ed un connettore comune, collegato all'altra estremità della seconda porzione di bobina eccitatrice e all'altra estremità della seconda porzione di bobina ausiliaria; ed una presa essendo collegata a ciascun connettore del terminale per collegare o scollegare ciascun connettore.

Breve descrizione dei disegni

La figura l è un diagramma di collegamento degli avvolgimenti di uno statore in un motore elettrico avente sedici cave, secondo la presente invenzione;

la figura 2 è un diagramma di collegamento degli avvolgimenti di uno statore funzionante in un, ambiente a tensione elevata in un motore elettrico per azionare un compressore avente ventiquattro cave, secondo la presente invenzione;

la figura 3 é un diagramma di collegamento degli avvolgimenti di uno statore funzionante in un ambiente a bassa tensione in un motore elettrico per azionare un compressore avente ventiquattro cave, secondo la presente invenzione;

la figura 4 é un diagramma di collegamento del terminale in un motore elettrico per azionare un compressore funzionante in un ambiene a tensione elevata secondo la presente invenzione;

la figura 5 é un diagramma di collegamento del terminale in un motore elettrico per azionare un compressore funzionante in un ambiene a bassa tensione secondo la presente invenzione,

la figura 6 è una vista laterale che illustra la struttura del terminale in un motore elettrico per azionare un compressore secondo la presente invenzione; la figura 77una vista frontale che illustra la struttura del terminale in un motore elettrico per azionare un compressore secondo la presente invenzione; la figura 8 é una vista laterale della struttura del terminale in un compressore convenzionale;

la figura 9 é una vista frontale della struttura del terminale in un compressore convenzionale;

la figura 1 0 é una vista in sezione schematica parziale della struttura di un compressore in un frigorifero generico.

Descrizione dettagliata dell'invenzione

Forme di realizzazione preferite della presente invenzione verranno descritte con riferimento ai disegni allegati.

Nella figura 1, che illustra un diagramma di collegamento degli avvolgimenti di uno statore in un motore elettrico avente sedici cave secondo la presente invenzione, una bobina di uno statore comprende una prima ed una seconda porzione 120 e 1,30 di bobina aventi lo stesso diametro di ciascun conduttore e lo stesso numero di avvolgimenti, in cui la prima porzione di bobina 120 e avvolta nelle cave da 1 a 8 su un nucleo di ferro 100, e la seconda porzione di bobina 130 è avvolta nelle cave da 9 a 16 nel nucleo di ferro 100. Inoltre, vi sono connettori 111, 112, 113 e 114 per applicare allo statore una tensione di alimentazione.

Quando si intende fare funzionare in un ambiente ad elevata tensione un motore elettrico presentante il collegamento di avvolgimenti dello statore secondo la figura 1, il secondo ed il terzo connettore 112 e 113 vengono collegati l'uno all'altro e la tensione di alimentazione viene applicata tramite il primo ed il quarto connettore 111 e 114. Successivamente, la prima e la seconda porzione di bobina 120 e 130 vengono collegate in serie rispetto alla tensione di alimentazione, il che rappresenta una condizione generale di collegamento degli avvolgimenti dello statore.

Quando si intende fare funzionare il motore elettrico in un ambiente a bassa tensione, un punto di collegamento tra il primo ed il secondo connettore 111 e 112 viene collegato ad una estremità della sorgente di alimentazione, ed un punto di collegamento tra il terzo ed il quarto connettore 113 e 114 viene collegato all’altra estremità della sorgente di' alimentazione. Facendo ciò, la prima e la seconda porzione di bobina 120 e 130 risultano collegate in parallelo rispetto alla sorgente di alimentazione. Così, si ottiene io stesso effetto dell’impiego di una bobina avente un doppio diametro di ciascun conduttore.

La ragione per la quale il diametro di ciascun conduttore nella bobina viene variato nel modo precedente e perché una coppia generata nell’albero del motore elettrica e direttamente proporzionale al flusso magnetico e alla corrente dell'indotto. In particolare, ammettendo che un conduttore attraverso il quale una corrente scorre entro il flusso magnetico φ sia disposto ad una certa distanza da un centro ruotante, la relazione tra una coppia generata Tm un flusso magnetico ed una corrente ia, viene rappresentata come segue:

coefficiente' proporzionalità. Cosi, quando un motore elettrico funziona in un ambiente a bassa tensione, si dovrebbe impiegare un diametro, maggiore di ciascun conduttore rispetto a quello utilizzato in un ambiene a tensione elevata, allo scopo di creare un maggior flusso di corrente attraverso il conduttore riducendo l'impedenza della bobina.

Pertanto, il motore elettrico e provvisto di un terminale comprendente da un primo ad un quarto connettore 111, 112, 113 e 114 ed una presa collegata al terminale per il collegamento o lo scollegamento di ciascun connettore, al fine di ricevere una tensione di alimentazione alle condizioni dell'avvolgimento sopra descritte. Qui, sebbene la presa non venga illustrata nei disegni, si deve notare che le persone esperte nella tecnica le quali comprendono il concetto della presente invenzione, possono realizzare la presa in diverse modifiche e varianti. Per esempio, la presa può essere progettata in forma di una -unità di commutazione in grado di selezionare manualmente o automaticamente il collegamento di connettori nel motore elettrico a seconda della grandezza della tensione di alimentazione applicata.

La figura 2 e un diagramma di collegamento degli avvolgimenti di uno statore funzionante in ambiente a tensione elevata, ad esempio da 220 a 230 V, in un motore elettrico per azionare un compressore avente ventiquattro cave secondo la presente invenzione. Nella figura 2, le porzioni indicate a tratto pieno rappresentano bobine eccitatrici e le porzioni rappresentate a linee tratteggiate rappresentano bobine ausiliarie. Le bobine ausìliarie comprendono prime e seconde porzioni 221 e 222 di bobina ausiliaria aventi lo stesso diametro di ciascun conduttore e Io stesso numero di avvolgimenti, mentre le bobine eccitatrici comprendono prime e seconde porzioni 223 e 224 di bobina eccitatrice aventi lo stesso diametro di ciascun conduttore e lo stesso numero di avvolgimenti. Con la precedente costruzione delle bobine, la prima porzione 22 1 di bobina ausiliaria viene avvolta nelle cave da 1 a 12 di un nucleo di ferro 30, la seconda porzione 222 di bobina ausiliaria viene avvolta nelle cave da 13 a 24 di questo, la prima porzione 223 di bobina eccitatrice viene avvolta nelle cave da 7 a- 18 di questo, la seconda porzione 224 di bobina eccitatrice viene, avvolta nell3⁄4cave da 19 a 6 di questo. Inoltre, sono provvisti connettori 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37 e 38 allo scopo di applicare la tensione di alimentazione alle porzioni di bobina eccitatrice principale e alle porzioni di bobina ausiliaria.

Come illustrato nella figura 4, il secondo ed il sesto connettore 32 e 36 sono collegati tra loro e vengono utilizzati come sub-bobina o connettore di alimentazione delia bobina ausiliaria (SUB), il quarto ed il quinto connettore 34 e 35 sono collegati tra loro e vengono utilizzati come connettori di alimentazione della bobina principale o bobina eccitatrice (MAIN), e il settimo ed ottavo connettore 37 e 38 vengono collegati ed utilizzati come un connettore comune. Quando viene applicata tensione di alimentazione tra il primo connettore 31 ed il connettore comune e tra il terzo connettore 33 ed il connettore comune, la prima e la seconda porzione di bobina eccitatrice 223 e 224 e la prima e la seconda porzione 221 e 222 di bobina ausiliaria vengono collegate in serie rispetto alla sorgente di alimentazione, il che rappresenta una condizione generale di collegamento degli avvolgimenti dello statore.

La figura 3 e un diagramma di collegamento degli avvolgimenti di uno statore funzionante in ambiente a bassa tensione,, ad esempio da 110 a 150 V, in un motore elettrico per azionare un compressore avente ventiquattro cave secondo la presente invenzione. La struttura di bobine dello statore é la stessa di quella descritta con riferimento alla figura 2. Come illustrato nella figura 5, un primo ed un secondo connettore 31 e 32 sono collegati tra loro ed un terzo ed un quinto connettore 33 e 35 sono collegati tra loro. Un quarto ed da un sesto ad un ottavo connettore 34, 36, 37 e 38, sono collegati in comune ed impiegati come un connettore comune. 'La tensione di alimentazione viene applicata tra il primo ed il secondo connettore 31 e 32 ed il connettore comune, e viene applicata tra il punto di connessione tra il terzo ed il quinto connettore 33 e 35 ed il connettore comune. Facendo ciò, la prima e la seconda porzione 223 e 224 di bobina eccitatrice e la prima e la seconda porzione 221, e 222 di bobina ausiliaria vengono collegate in parallelo rispetto alla sorgente di alimentazione, il che rappresenta una condizione di connessione degli avvolgimenti .dello statore esercitante un effetto di utilizzare una bobina avente un diametro doppio di ciascun conduttore nella bobina.

Le figure 6 e 7 sono una vista laterale ed una vista frontale illustranti la struttura del terminale in un motore elettrico per azionare un compressore secondo la presente invenzione. Il terminale é costituito da sette spine. I suddescritti dal primo al sesto connettore 3 1, 32, 33, 34, 35 e 36 sono collegati dalla prima alla sesta estremità 61, 62, 63, 64, 65 e 66, rispettivamente. La settima estremità 67 nel terminale collegata ad un connettore comune tra il settimo e l'ottavo connettore 37 e 38. Così, viene utilizzata una spina collegata al terminale per collegare o scollegare ciascun connettore per effettuare i collegamenti dei connettori, come illustrato nelle figure 4 e 5.

Utilizzando il motore elettrico per azionare un compressore avente la precedente disposizione di collegamenti, si può utilizzare come tensione di funzionamento una tensione nominale di 220 V o 230 V, come pure di 110 V o 115 V. Cosi non é necessario che vengano fabbricati separatamente motori elettrici che richiedono una differente specifica nel diametro dei conduttori, a seconda della tensione applicata, come nel caso del motore elettrico per azionare un compressore in un frigorifero, il che semplifica il processo di produzione di un motore elettrico.

Come descritto precedentemente, viene provvisto un motore elettrico azionabile a due livelli di tensione, quale un livello a tensione elevata ed un livello a tensione bassa. Nel presente motore elettrico per azionare un compressore, può essere semplificato un corrispondente processo di produzione, cosi da provvedere un effetto addizionale.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Motore elettrico comprendente uno statore nel quale e avvolta una bobina eccitatrice, ed un rotore nello statore, detta bobina eccitatrice avendo prime e seconde porzioni di bobina eccitatrice, ed il motore elettrico comprendendo una porzione di commutazione per collegare la prima e la seconda porzione della bobina sia in serie, sia in parallelo tra loro.
2. Motore elettrico secondo la rivendicazione 1, in cui la prima e la seconda porzione di bobina hanno lo stesso diametro di ciascun conduttore e lo stesso numero di avvolgimenti.
3. Motore elettrico secondo la rivendicazione 1, in cui detta porzione di commutazione é costituita da un terminale avente un primo ed un terzo connettore collegati ad entrambe le estremità della prima porzione di bobina, ed un secondo ed un quarto connettore collegati ad entrambe le estremità della seconda porzione di bobina; e la presa essendo collegata al terminale per collegare e scollegare ciascun connettore.
4. Motore elettrico per azionare un compressore, comprendente uno statore nel quale sono, avvolte una bobina eccitatrice ed una bobina ausiliaria, entrambe le quali sono collegate in parallelo ad una sorgente di alimentazione, ed un rotore ruotante entro lo statore, detta bobina eccitatrice avendo prime e seconde porzioni di bobina eccitatrice;- detta bobina ausiliaria avendo prime e seconde porzioni di bobina ausiliaria; e il motore elettrico azionante il compressore comprendendo una porzione di commutazione per effettuare il collegamento della prima e della seconda porzione di bobina eccitatrice e della prima e della seconda porzione di bobina ausiliaria sia in serie, sia in parallelo tra loro, rispettivamente.
5. Motore elettrico secondo la rivendicazione 4, in cui dette prima e seconda porzione di bobina eccitatrice hanno lo stesso diametro di ciascun conduttore e lo stesso numero di avvolgimenti.
6. Motore elettrico secondo la rivendicazione 4, in cui la prima e la seconda porzione di bobina ausiliaria hanno Io stesso diametro di ciascun conduttore e lo stesso numero di avvolgimenti.
7. Motore elettrico secondo la rivendicazione 4, in cui detta porzione di commutazione é costituita da un terminale avente primi e seconda connettori collegati ad entrambe le estremità della prima porzione di bobina ausiliaria, terzi e quarti connettori collegati ad entrambe le estremità della prima porzione di bobina eccitatrice, un quinto connettore collegato ad una estremità della seconda porzione di bobina eccitatrice, un sesto connettore collegato ad una estremità della seconda porzione di bobina ausiliaria, ed un connettore comune collegato all’altra estremità della seconda porzione di bobina eccitatrice e all’altra estremità della seconda porzione di bobina ausiliaria; ed una presa che è collegata a ciascun connettore del terminale per collegare o scollegare ciascun connettore.