JP2002171777A - 三相誘導電動機のスターデルタ始動装置及び同機のスターデルタ始動法 - Google Patents
三相誘導電動機のスターデルタ始動装置及び同機のスターデルタ始動法Info
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- JP2002171777A JP2002171777A JP2000361306A JP2000361306A JP2002171777A JP 2002171777 A JP2002171777 A JP 2002171777A JP 2000361306 A JP2000361306 A JP 2000361306A JP 2000361306 A JP2000361306 A JP 2000361306A JP 2002171777 A JP2002171777 A JP 2002171777A
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】 大きな突入電流が発生せず、装置の低コスト
化を図ることかできるようにする。 【構成】 三相誘導電動機ＩＭの通電・非通電を切り換
えるための開閉器１と、固定子巻線UX,VY,WZをスター結
線にするための開閉器２と、固定子巻線UX,VY,WZをデル
タ結線にするための開閉器３と、三相誘導電動機ＩＭを
スター結線で始動させた後、デルタ結線に切り換えて全
電圧運転させるべく開閉器１、２等の開閉を制御するシ
ーケンス回路５と、固定子巻線UXのU 側端子と固定子巻
線VYのY 側端子との間、固定子巻線VYのV 側端子と固定
子巻線WZのZ 側端子との間、固定子巻線WZのW 側端子と
固定子巻線UXのX 側端子との間に各々設けられた非線型
素子としての飽和リアクトル４Ｒ、４Ｓ、４Ｔとを備え
た基本構成となっている。
化を図ることかできるようにする。 【構成】 三相誘導電動機ＩＭの通電・非通電を切り換
えるための開閉器１と、固定子巻線UX,VY,WZをスター結
線にするための開閉器２と、固定子巻線UX,VY,WZをデル
タ結線にするための開閉器３と、三相誘導電動機ＩＭを
スター結線で始動させた後、デルタ結線に切り換えて全
電圧運転させるべく開閉器１、２等の開閉を制御するシ
ーケンス回路５と、固定子巻線UXのU 側端子と固定子巻
線VYのY 側端子との間、固定子巻線VYのV 側端子と固定
子巻線WZのZ 側端子との間、固定子巻線WZのW 側端子と
固定子巻線UXのX 側端子との間に各々設けられた非線型
素子としての飽和リアクトル４Ｒ、４Ｓ、４Ｔとを備え
た基本構成となっている。
Description
【０００１】
【発明が属する技術分野】本発明は三相誘導電動機を始
動させるのに使用される三相誘導電動機のスターデルタ
始動装置及び同機のスターデルタ始動法に関する。
動させるのに使用される三相誘導電動機のスターデルタ
始動装置及び同機のスターデルタ始動法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の三相誘導電動機のスターデルタ始
動装置は図７に示す基本構成となっている。図中１、２
及び３は開閉器、ＩＭは三相誘導電動機、Ｐは商用の三
相電源である。なお、開閉器１、２及び３は図外のシー
ケンサにより開閉制御される。三相電源Ｐから供給され
る各相電圧をＥとする。
動装置は図７に示す基本構成となっている。図中１、２
及び３は開閉器、ＩＭは三相誘導電動機、Ｐは商用の三
相電源である。なお、開閉器１、２及び３は図外のシー
ケンサにより開閉制御される。三相電源Ｐから供給され
る各相電圧をＥとする。
【０００３】三相誘導電動機ＩＭの停止時には、開閉器
２が閉状態に、開閉器３が開状態にされている。このと
き三相誘導電動機ＩＭの固定子巻線UX,VY,WZがスター結
線された状態となる。そして、開閉器２を閉状態にする
と、固定子巻線UX,VY,WZにＥ／√3 の電圧が各々印加さ
れ、三相誘導電動機ＩＭが始動する。
２が閉状態に、開閉器３が開状態にされている。このと
き三相誘導電動機ＩＭの固定子巻線UX,VY,WZがスター結
線された状態となる。そして、開閉器２を閉状態にする
と、固定子巻線UX,VY,WZにＥ／√3 の電圧が各々印加さ
れ、三相誘導電動機ＩＭが始動する。
【０００４】三相誘導電動機ＩＭが始動して一定期間経
過すると、開閉器２が開状態、開閉器３が閉状態にさ
れ、固定子巻線UX,VY,WZがスター結線からデルタ結線に
切り換えられる。その結果、固定子巻線UX,VY,WZの各相
電圧がＥに上昇し、三相誘導電動機ＩＭが全電圧運転さ
れる。
過すると、開閉器２が開状態、開閉器３が閉状態にさ
れ、固定子巻線UX,VY,WZがスター結線からデルタ結線に
切り換えられる。その結果、固定子巻線UX,VY,WZの各相
電圧がＥに上昇し、三相誘導電動機ＩＭが全電圧運転さ
れる。
【０００５】このようなスターデルタ始動装置の代わり
に図８に示すようなクローズド始動装置が用いられる場
合もある。スターデルタ始動装置と大きく異なるのは開
閉器１０及び抵抗器１１が追加されており、固定子巻線
UX,VY,WZがスター結線からデルタ結線に移行する際に開
閉器１０を所定時間だけ閉状態させるようになっている
点である。
に図８に示すようなクローズド始動装置が用いられる場
合もある。スターデルタ始動装置と大きく異なるのは開
閉器１０及び抵抗器１１が追加されており、固定子巻線
UX,VY,WZがスター結線からデルタ結線に移行する際に開
閉器１０を所定時間だけ閉状態させるようになっている
点である。
【０００６】また、三相誘導電動機をソストスタートさ
せる場合、図７及び図８に示すような装置が使用され
ず、三相電源と三相誘導電動機との間に設けたトライア
ック等の半導体素子を制御し、三相誘導電動機に供給す
べき各相電圧を０からＥまで徐々に上昇させる基本構成
のソフトスタート装置が一般的に使用される。
せる場合、図７及び図８に示すような装置が使用され
ず、三相電源と三相誘導電動機との間に設けたトライア
ック等の半導体素子を制御し、三相誘導電動機に供給す
べき各相電圧を０からＥまで徐々に上昇させる基本構成
のソフトスタート装置が一般的に使用される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図７に
示すスターデルタ始動装置による場合、スター結線から
デルタ結線に移行する際、モータ結線が一時的に切り離
されることから、過渡現象により大きな突入電流が発生
するという本質的な欠点がある。また、条件によっては
全電圧始動電流より大きな電流が流れることもあり、商
用電源Ｐの電圧が低下したり、レベルの大きなノイズが
発生し、周辺機器に悪影響を及ぼすことになる。スター
デルタ始動法は本来的に直列リアクタ法、始動補償器法
等の始動法に比べてトルク効率が高く、低コストである
という特徴を有しているが、突入電流の問題があること
から、適用電動機としては小型のものに止まっているの
が現状である。
示すスターデルタ始動装置による場合、スター結線から
デルタ結線に移行する際、モータ結線が一時的に切り離
されることから、過渡現象により大きな突入電流が発生
するという本質的な欠点がある。また、条件によっては
全電圧始動電流より大きな電流が流れることもあり、商
用電源Ｐの電圧が低下したり、レベルの大きなノイズが
発生し、周辺機器に悪影響を及ぼすことになる。スター
デルタ始動法は本来的に直列リアクタ法、始動補償器法
等の始動法に比べてトルク効率が高く、低コストである
という特徴を有しているが、突入電流の問題があること
から、適用電動機としては小型のものに止まっているの
が現状である。
【０００８】もっとも、図８に示すクローズド始動装置
による場合、スター結線からデルタ結線に移行する際の
突入電流が抵抗器１１により抑制されることから、突入
電流の問題は一応解消される。ところが、開閉器１０及
び抵抗器１１が含められて以上、スターデルタ始動装置
に比べると構成が複雑となり、装置自体がコスト高にな
るという欠点がある。また、次のように抵抗器１１の選
定が難しいという問題も指摘されている。
による場合、スター結線からデルタ結線に移行する際の
突入電流が抵抗器１１により抑制されることから、突入
電流の問題は一応解消される。ところが、開閉器１０及
び抵抗器１１が含められて以上、スターデルタ始動装置
に比べると構成が複雑となり、装置自体がコスト高にな
るという欠点がある。また、次のように抵抗器１１の選
定が難しいという問題も指摘されている。
【０００９】即ち、抵抗器１１として大きい抵抗値のも
のを選定すると、スター結線時の突入電流を低減するこ
とが可能となるものの、スター結線された固定子巻線U
X,VY,WZから抵抗器１１を介したデルタ結線への移行時
の突入電流が大きくなる。これとは逆に、小さな抵抗値
のものを選定すると、スター結線時の突入電流が大きく
なるものの、デルタ結線された固定子巻線UX,VY,WZから
抵抗器１１を介したデルタ結線への移行時の突入電流が
小さくなる。要するに、両者の兼ね合いを見て、抵抗器
１１の抵抗値を選定することが必要となり、設計が困難
であるという点で、装置の低コスト化を妨げる要因とな
っている。
のを選定すると、スター結線時の突入電流を低減するこ
とが可能となるものの、スター結線された固定子巻線U
X,VY,WZから抵抗器１１を介したデルタ結線への移行時
の突入電流が大きくなる。これとは逆に、小さな抵抗値
のものを選定すると、スター結線時の突入電流が大きく
なるものの、デルタ結線された固定子巻線UX,VY,WZから
抵抗器１１を介したデルタ結線への移行時の突入電流が
小さくなる。要するに、両者の兼ね合いを見て、抵抗器
１１の抵抗値を選定することが必要となり、設計が困難
であるという点で、装置の低コスト化を妨げる要因とな
っている。
【００１０】また、上記したようなソフトスタート装置
による場合、モータ結線が常に一定であることから、突
入電流の問題がなく、開閉器の数も少なくて済むという
メリットがある。ところが、たとえ小型の三相誘導電動
機であっても始動に数十秒の時間を要することから、定
格の大きな半導体素子を使用することが必要不可欠にな
り、低コスト化を図ることが困難という欠点がある。加
えて、定格の大きな半導体素子に合わせて放熱板等につ
いても大型のものが必要となり、装置自体の小型化を図
ることが困難となっている。
による場合、モータ結線が常に一定であることから、突
入電流の問題がなく、開閉器の数も少なくて済むという
メリットがある。ところが、たとえ小型の三相誘導電動
機であっても始動に数十秒の時間を要することから、定
格の大きな半導体素子を使用することが必要不可欠にな
り、低コスト化を図ることが困難という欠点がある。加
えて、定格の大きな半導体素子に合わせて放熱板等につ
いても大型のものが必要となり、装置自体の小型化を図
ることが困難となっている。
【００１１】本発明は上記した事情の下で創作されたも
のであり、その主たる目的とするところは、大きな突入
電流が発生せず、装置の低コスト化を図ることも可能な
三相誘導電動機のスターデルタ始動装置及び同機のスタ
ーデルタ始動法を提供することにある。
のであり、その主たる目的とするところは、大きな突入
電流が発生せず、装置の低コスト化を図ることも可能な
三相誘導電動機のスターデルタ始動装置及び同機のスタ
ーデルタ始動法を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明の三相誘導電動機
のスターデルタ始動装置は、三相電源の電圧をＥ、三相
誘導電動機の固定子巻線UX,VY,WZの各インピーダンスを
Ｚ0 とするとき、固定子巻線UX,VY,WZをスター結線にす
るための第１の開閉器と、固定子巻線UX,VY,WZをデルタ
結線にするための第２の開閉器と、三相誘導電動機をス
ター結線で始動させた後、デルタ結線に切り換えて全電
圧運転させるべく第１、第２の開閉器の開閉を制御する
シーケンス回路と、固定子巻線UXのU 側端子と固定子巻
線VYのY側端子との間、固定子巻線VYのV 側端子と固定
子巻線WZのZ 側端子との間、固定子巻線WZのW 側端子と
固定子巻線UXのX 側端子との間に各々設けられたインピ
ーダンスがＺである非線型素子とを具備しており、非線
型素子は、その両端にＥ／√３が印加されているときに
は高インピーダンス（Ｚ≫Ｚ0 ）であるが、Ｅに近い電
圧が印加されているときには低インピーダンス（Ｚ≪Ｚ
0 ）に変化するような特性を有していることを特徴とし
ている。非線形素子の例としては、飽和リアクトル等が
ある。
のスターデルタ始動装置は、三相電源の電圧をＥ、三相
誘導電動機の固定子巻線UX,VY,WZの各インピーダンスを
Ｚ0 とするとき、固定子巻線UX,VY,WZをスター結線にす
るための第１の開閉器と、固定子巻線UX,VY,WZをデルタ
結線にするための第２の開閉器と、三相誘導電動機をス
ター結線で始動させた後、デルタ結線に切り換えて全電
圧運転させるべく第１、第２の開閉器の開閉を制御する
シーケンス回路と、固定子巻線UXのU 側端子と固定子巻
線VYのY側端子との間、固定子巻線VYのV 側端子と固定
子巻線WZのZ 側端子との間、固定子巻線WZのW 側端子と
固定子巻線UXのX 側端子との間に各々設けられたインピ
ーダンスがＺである非線型素子とを具備しており、非線
型素子は、その両端にＥ／√３が印加されているときに
は高インピーダンス（Ｚ≫Ｚ0 ）であるが、Ｅに近い電
圧が印加されているときには低インピーダンス（Ｚ≪Ｚ
0 ）に変化するような特性を有していることを特徴とし
ている。非線形素子の例としては、飽和リアクトル等が
ある。
【００１３】このような構成による場合、第１の開閉器
が閉状態、第２の開閉器が開状態、即ち、三相誘導電動
機の固定子巻線UX,VY,WZがスター結線である状態で、電
源電圧Ｅが通電される。固定子巻線UX,VY,WZにはＥ／√
３の各相電圧が印加される。三相誘導電動機のトルクが
負荷トルクを上回ったところで同機が始動する。このと
き非線形素子は固定子巻線UX,VY,WZに並列に接続されて
いることから、非線形素子の両端にはＥ／√３の電圧が
印加され、非線形素子は高インピーダンスとなる。よっ
て、固定子巻線UX,VY,WZには大きな電流が流れるもの
の、各非線形素子には殆ど電流が流れない。
が閉状態、第２の開閉器が開状態、即ち、三相誘導電動
機の固定子巻線UX,VY,WZがスター結線である状態で、電
源電圧Ｅが通電される。固定子巻線UX,VY,WZにはＥ／√
３の各相電圧が印加される。三相誘導電動機のトルクが
負荷トルクを上回ったところで同機が始動する。このと
き非線形素子は固定子巻線UX,VY,WZに並列に接続されて
いることから、非線形素子の両端にはＥ／√３の電圧が
印加され、非線形素子は高インピーダンスとなる。よっ
て、固定子巻線UX,VY,WZには大きな電流が流れるもの
の、各非線形素子には殆ど電流が流れない。
【００１４】そして、第１の開閉器が開状態にされた
後、第２の開閉器が閉状態にされ、固定子巻線UX,VY,WZ
がスター結線からデルタ結線に切り換えられる。固定子
巻線UX,VY,WZにはＥの各相電圧が印加されることから、
同機が全電圧運転される。
後、第２の開閉器が閉状態にされ、固定子巻線UX,VY,WZ
がスター結線からデルタ結線に切り換えられる。固定子
巻線UX,VY,WZにはＥの各相電圧が印加されることから、
同機が全電圧運転される。
【００１５】固定子巻線UX,VY,WZがスター結線からデル
タ結線に切り換えられる過程で、第１の開閉器が開状態
にされると、各非線形素子に固定子巻線UX,VY,WZが直列
に接続され、モータ結線が切り離されないことから、大
きな突入電流が発生しない。第１の開閉器が開状態にさ
れた時点で、非線形素子の両端にはＥに近い電圧が印加
され、非線形素子は低インピーダンスに変化する。その
結果、非線形素子の逆降下電圧が非常に小さくなり、固
定子巻線UX,VY,WZにはＥに近い各相電圧が印加される。
タ結線に切り換えられる過程で、第１の開閉器が開状態
にされると、各非線形素子に固定子巻線UX,VY,WZが直列
に接続され、モータ結線が切り離されないことから、大
きな突入電流が発生しない。第１の開閉器が開状態にさ
れた時点で、非線形素子の両端にはＥに近い電圧が印加
され、非線形素子は低インピーダンスに変化する。その
結果、非線形素子の逆降下電圧が非常に小さくなり、固
定子巻線UX,VY,WZにはＥに近い各相電圧が印加される。
【００１６】次いで第２の開閉器が閉状態にされると、
第２の開閉器により非線形素子が短絡され、固定子巻線
UX,VY,WZが完全なデルタ結線となる。非線形素子が短絡
される以上、非線形素子に電流が流れない。よって、三
相誘導電動機の始動時も含めて、非線形素子が異常発熱
するようなことがない。
第２の開閉器により非線形素子が短絡され、固定子巻線
UX,VY,WZが完全なデルタ結線となる。非線形素子が短絡
される以上、非線形素子に電流が流れない。よって、三
相誘導電動機の始動時も含めて、非線形素子が異常発熱
するようなことがない。
【００１７】また、非線形素子の代わりに電圧／電流制
御素子を用いるようにし、第１の開閉器が閉状態、第２
の開閉器が開状態であるときには電圧／電流制御素子が
高インピーダンス、第１、第２の開閉器が開状態である
ときには電圧／電流制御素子が低インピーダンスとなる
ように同素子を制御する制御回路を備えた構成にしても
良い。この場合も上記と同様の動作となる。電圧／電流
制御素子の例としては、トライアック、サイリスタ、ト
ランジスタ、ＦＥＥ等がある。
御素子を用いるようにし、第１の開閉器が閉状態、第２
の開閉器が開状態であるときには電圧／電流制御素子が
高インピーダンス、第１、第２の開閉器が開状態である
ときには電圧／電流制御素子が低インピーダンスとなる
ように同素子を制御する制御回路を備えた構成にしても
良い。この場合も上記と同様の動作となる。電圧／電流
制御素子の例としては、トライアック、サイリスタ、ト
ランジスタ、ＦＥＥ等がある。
【００１８】より好ましくは、制御回路において、第１
の開閉器が閉状態、第２の開閉器が開状態であるときに
は電圧／電流制御素子が高インピーダンス、第１、第２
の開閉器が開状態であるときには、固定子巻線UX,VY,WZ
に印加される各相電圧がＥ／√３からＥに徐々に上昇す
るように電圧／電流制御素子を制御する構成にすること
が望ましい。なぜなら、三相誘導電動機がソフトスター
トさせることが可能となるからである。
の開閉器が閉状態、第２の開閉器が開状態であるときに
は電圧／電流制御素子が高インピーダンス、第１、第２
の開閉器が開状態であるときには、固定子巻線UX,VY,WZ
に印加される各相電圧がＥ／√３からＥに徐々に上昇す
るように電圧／電流制御素子を制御する構成にすること
が望ましい。なぜなら、三相誘導電動機がソフトスター
トさせることが可能となるからである。
【００１９】本発明の別の三相誘導電動機のスターデル
タ始動装置は、三相誘導電動機の固定子巻線UX,VY,WZに
直列接続されており且つ固定子巻線UX,VY,WZに印加する
各相電圧を調節する電圧／電流制御素子と、固定子巻線
UX,VY,WZ及び電圧／電流制御素子をスター結線にするた
めの第１の開閉器と、固定子巻線UX,VY,WZ及び電圧／電
流制御素子をデルタ結線にするための第２の開閉器と、
第１、第２の開閉器及び電圧／電流制御素子を制御する
制御装置とを具備しており、制御装置は、第１の開閉器
を閉状態、第２の開閉器を開状態にした状態で、固定子
巻線UX,VY,WZの各相電圧が０から上昇するように電圧／
電流制御素子を制御し、各相電圧が略Ｅ／√３に達した
ところで電圧／電流制御素子をオフにするとともに第１
の開閉器を閉状態にし、直ぐに第２の開閉器を開状態に
し、その後、固定子巻線UX,VY,WZの各相電圧がＥ／√３
からＥにまで上昇するように電圧／電流制御素子を制御
する構成となっていることを特徴としている。
タ始動装置は、三相誘導電動機の固定子巻線UX,VY,WZに
直列接続されており且つ固定子巻線UX,VY,WZに印加する
各相電圧を調節する電圧／電流制御素子と、固定子巻線
UX,VY,WZ及び電圧／電流制御素子をスター結線にするた
めの第１の開閉器と、固定子巻線UX,VY,WZ及び電圧／電
流制御素子をデルタ結線にするための第２の開閉器と、
第１、第２の開閉器及び電圧／電流制御素子を制御する
制御装置とを具備しており、制御装置は、第１の開閉器
を閉状態、第２の開閉器を開状態にした状態で、固定子
巻線UX,VY,WZの各相電圧が０から上昇するように電圧／
電流制御素子を制御し、各相電圧が略Ｅ／√３に達した
ところで電圧／電流制御素子をオフにするとともに第１
の開閉器を閉状態にし、直ぐに第２の開閉器を開状態に
し、その後、固定子巻線UX,VY,WZの各相電圧がＥ／√３
からＥにまで上昇するように電圧／電流制御素子を制御
する構成となっていることを特徴としている。
【００２０】このような構成による場合、第１の開閉器
が閉状態、第２の開閉器が開状態、即ち、三相誘導電動
機の固定子巻線UX,VY,WZ及び電圧／電流制御素子がスタ
ー結線である状態で、電源電圧Ｅが通電されるが、固定
子巻線UX,VY,WZに印加される各相電圧は電圧／電流制御
素子により調整されており、その結果、０から徐々に上
昇する。その後、各相電圧が略Ｅ／√３に達したところ
で電圧／電流制御素子がオフにされるとともに第１の開
閉器を閉状態され、直ぐに第２の開閉器を開状態にされ
る。即ち、固定子巻線UX,VY,WZ等がスター結線からデル
タ結線に切り換えられる。その後、固定子巻線UX,VY,WZ
に印加される各相電圧は電圧／電流制御素子により再び
調整され、Ｅ／√３からＥにまで上昇する。この結果、
三相誘導電動機がソフトスタートした後、全電圧運転さ
れる。
が閉状態、第２の開閉器が開状態、即ち、三相誘導電動
機の固定子巻線UX,VY,WZ及び電圧／電流制御素子がスタ
ー結線である状態で、電源電圧Ｅが通電されるが、固定
子巻線UX,VY,WZに印加される各相電圧は電圧／電流制御
素子により調整されており、その結果、０から徐々に上
昇する。その後、各相電圧が略Ｅ／√３に達したところ
で電圧／電流制御素子がオフにされるとともに第１の開
閉器を閉状態され、直ぐに第２の開閉器を開状態にされ
る。即ち、固定子巻線UX,VY,WZ等がスター結線からデル
タ結線に切り換えられる。その後、固定子巻線UX,VY,WZ
に印加される各相電圧は電圧／電流制御素子により再び
調整され、Ｅ／√３からＥにまで上昇する。この結果、
三相誘導電動機がソフトスタートした後、全電圧運転さ
れる。
【００２１】固定子巻線UX,VY,WZがスター結線からデル
タ結線に切り換えられる過程で、第１の開閉器が開状態
にされると、固定子巻線UX,VY,WZの中性点が開放される
ものの、このとき電圧／電流制御素子がオフにされてい
ることから、大きな突入電流が発生することはない。
タ結線に切り換えられる過程で、第１の開閉器が開状態
にされると、固定子巻線UX,VY,WZの中性点が開放される
ものの、このとき電圧／電流制御素子がオフにされてい
ることから、大きな突入電流が発生することはない。
【００２２】より好ましくは、電圧／電流制御素子と並
列接続されており且つ同素子を短絡するための第３の開
閉器を備えており、制御装置は、固定子巻線UX,VY,WZの
各相電圧が略Ｅ／√３からＥに達したところで電圧／電
流制御素子が短絡されるように第３の開閉器を制御する
構成にすることが望ましい。なぜなら、全電圧運転時に
は電圧／電流制御素子が短絡され、電圧／電流制御素子
を切り離すことができるからである。
列接続されており且つ同素子を短絡するための第３の開
閉器を備えており、制御装置は、固定子巻線UX,VY,WZの
各相電圧が略Ｅ／√３からＥに達したところで電圧／電
流制御素子が短絡されるように第３の開閉器を制御する
構成にすることが望ましい。なぜなら、全電圧運転時に
は電圧／電流制御素子が短絡され、電圧／電流制御素子
を切り離すことができるからである。
【００２３】本発明の三相誘導電動機のスターデルタ始
動法は、上記スターデルタ始動装置を用いて三相誘導電
動機を始動させるようにしたことを特徴としている。
動法は、上記スターデルタ始動装置を用いて三相誘導電
動機を始動させるようにしたことを特徴としている。
【００２４】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。図１は三相誘導電動機のスターデ
ルタ始動装置の回路図、図２は同装置の飽和リアクトル
の電圧−電流特性を示すグラフ、図３は同装置の動作を
説明するための図であって、飽和リアクトルと同機の固
定子巻線との接続関係を示す模式図、図４は同装置の変
形例を説明するための図である。
を参照して説明する。図１は三相誘導電動機のスターデ
ルタ始動装置の回路図、図２は同装置の飽和リアクトル
の電圧−電流特性を示すグラフ、図３は同装置の動作を
説明するための図であって、飽和リアクトルと同機の固
定子巻線との接続関係を示す模式図、図４は同装置の変
形例を説明するための図である。
【００２５】ここに掲げる三相誘導電動機のスターデル
タ始動装置は、図１に示すように、三相電源Ｐと三相誘
導電動機ＩＭとの間に設けられており、スイッチＳＷが
ＯＮにされると、三相誘導電動機ＩＭの固定子巻線UX,V
Y,WZをスター結線で始動させた後、スター結線をデルタ
結線に切り換えて全電圧運転させる装置である。
タ始動装置は、図１に示すように、三相電源Ｐと三相誘
導電動機ＩＭとの間に設けられており、スイッチＳＷが
ＯＮにされると、三相誘導電動機ＩＭの固定子巻線UX,V
Y,WZをスター結線で始動させた後、スター結線をデルタ
結線に切り換えて全電圧運転させる装置である。
【００２６】同装置は、三相誘導電動機ＩＭの通電・非
通電を切り換えるための開閉器１と、固定子巻線UX,VY,
WZをスター結線にするための開閉器２（第１の開閉器に
相当する）と、固定子巻線UX,VY,WZをデルタ結線にする
ための開閉器３（第２の開閉器に相当する）と、三相誘
導電動機ＩＭをスター結線で始動させた後、デルタ結線
に切り換えて全電圧運転させるべく開閉器１、２、３の
開閉を制御するシーケンス回路５と、固定子巻線UXのU
側端子と固定子巻線VYのY 側端子との間、固定子巻線VY
のV 側端子と固定子巻線WZのZ 側端子との間、固定子巻
線WZのW 側端子と固定子巻線UXのX 側端子との間に各々
設けられた非線型素子としての飽和リアクトル４Ｒ、４
Ｓ、４Ｔとを備えた基本構成となっている。
通電を切り換えるための開閉器１と、固定子巻線UX,VY,
WZをスター結線にするための開閉器２（第１の開閉器に
相当する）と、固定子巻線UX,VY,WZをデルタ結線にする
ための開閉器３（第２の開閉器に相当する）と、三相誘
導電動機ＩＭをスター結線で始動させた後、デルタ結線
に切り換えて全電圧運転させるべく開閉器１、２、３の
開閉を制御するシーケンス回路５と、固定子巻線UXのU
側端子と固定子巻線VYのY 側端子との間、固定子巻線VY
のV 側端子と固定子巻線WZのZ 側端子との間、固定子巻
線WZのW 側端子と固定子巻線UXのX 側端子との間に各々
設けられた非線型素子としての飽和リアクトル４Ｒ、４
Ｓ、４Ｔとを備えた基本構成となっている。
【００２７】なお、三相電源Ｐの電源電圧をＥ、固定子
巻線UX,VY,WZの各インピーダンスをＺ0 、非線型素子の
インピーダンスをＺとして表すものとする。
巻線UX,VY,WZの各インピーダンスをＺ0 、非線型素子の
インピーダンスをＺとして表すものとする。
【００２８】同装置において最も特徴的であるのは非線
型素子としての飽和リアクトル４であり、その両端にＥ
／√３が印加されているときには高インピーダンス（Ｚ
≫Ｚ 0 ）であるが、Ｅに近い電圧が印加されているとき
には低インピーダンス（Ｚ≪Ｚ0 ）に変化するような特
性を有している点である。以下、各構成部について説明
する。
型素子としての飽和リアクトル４であり、その両端にＥ
／√３が印加されているときには高インピーダンス（Ｚ
≫Ｚ 0 ）であるが、Ｅに近い電圧が印加されているとき
には低インピーダンス（Ｚ≪Ｚ0 ）に変化するような特
性を有している点である。以下、各構成部について説明
する。
【００２９】開閉器１、２、３はここでは電磁リレーを
用いており、シーケンス回路５から出力された信号α、
γ、βに応じて各々開閉するようになっている。開閉器
１及び開閉器３についてはノーマルオープンタイプ、開
閉器２についてはノーマルクローズタイプのものを用い
ている。
用いており、シーケンス回路５から出力された信号α、
γ、βに応じて各々開閉するようになっている。開閉器
１及び開閉器３についてはノーマルオープンタイプ、開
閉器２についてはノーマルクローズタイプのものを用い
ている。
【００３０】シーケンス回路５は、スイッチＳＷがＯＮ
にされると、開閉器１、２、３を次のようなシーケンス
に従って開閉させるための信号α、γ、βを生成する構
成となっている。まず、開閉器１を閉状態にする。そし
て所定期間Ｔ経過後、開閉器２を開状態にし、直ぐに開
閉器３を閉状態にする。ここでは期間Ｔについては一定
であるが、三相誘導電動機ＩＭに接続される負荷の種類
に応じて設定可能にすることが望ましく、固定子巻線U
X,VY,WZに印加される各相電圧や三相誘導電動機ＩＭの
回転数を検出し、この検出結果に応じて可変にするよう
にしても良い。
にされると、開閉器１、２、３を次のようなシーケンス
に従って開閉させるための信号α、γ、βを生成する構
成となっている。まず、開閉器１を閉状態にする。そし
て所定期間Ｔ経過後、開閉器２を開状態にし、直ぐに開
閉器３を閉状態にする。ここでは期間Ｔについては一定
であるが、三相誘導電動機ＩＭに接続される負荷の種類
に応じて設定可能にすることが望ましく、固定子巻線U
X,VY,WZに印加される各相電圧や三相誘導電動機ＩＭの
回転数を検出し、この検出結果に応じて可変にするよう
にしても良い。
【００３１】飽和リアクトル４は図２に示すような電圧
−電流特性を有している。その巻線や鉄心断面積等は、
飽和リアクトル４の両端にＥに近い電圧が印加されてい
るときには、完全に飽和し、少なくともＥ／√３が印加
されているときには飽和しないように設計すると良い。
−電流特性を有している。その巻線や鉄心断面積等は、
飽和リアクトル４の両端にＥに近い電圧が印加されてい
るときには、完全に飽和し、少なくともＥ／√３が印加
されているときには飽和しないように設計すると良い。
【００３２】以上のように構成された同装置の動作につ
いて、図１及び図３を参照して説明する。
いて、図１及び図３を参照して説明する。
【００３３】まず、スイッチＳＷをオンにすると、開閉
器１が閉状態にされ、三相誘導電動機ＩＭに電源電圧Ｅ
が通電される。開閉器２が閉状態、開閉器３が開状態で
あることから、三相誘導電動機ＩＭの固定子巻線UX,VY,
WZは図３（ａ）に示すようにスター結線である。飽和リ
アクトル４Ｒ，４Ｓ，４Ｔは固定子巻線UX,VY,WZに並列
に接続されている。よって、固定子巻線UX,VY,WZ及び飽
和リアクトル４Ｒ，４Ｓ，４ＴにはＥ／√3 の各相電圧
が印加され、三相誘導電動機ＩＭの発生トルクか負荷ト
ルクを上回った時点で同機が始動する。このときの飽和
リアクトル４は高インピーダンス（Ｚ0 ≪Ｚ）である。
よって、固定子巻線UX,VY,WZには大きな始動電流が流れ
るが、固定子巻線UX,VY,WZには殆ど電流が流れない。
器１が閉状態にされ、三相誘導電動機ＩＭに電源電圧Ｅ
が通電される。開閉器２が閉状態、開閉器３が開状態で
あることから、三相誘導電動機ＩＭの固定子巻線UX,VY,
WZは図３（ａ）に示すようにスター結線である。飽和リ
アクトル４Ｒ，４Ｓ，４Ｔは固定子巻線UX,VY,WZに並列
に接続されている。よって、固定子巻線UX,VY,WZ及び飽
和リアクトル４Ｒ，４Ｓ，４ＴにはＥ／√3 の各相電圧
が印加され、三相誘導電動機ＩＭの発生トルクか負荷ト
ルクを上回った時点で同機が始動する。このときの飽和
リアクトル４は高インピーダンス（Ｚ0 ≪Ｚ）である。
よって、固定子巻線UX,VY,WZには大きな始動電流が流れ
るが、固定子巻線UX,VY,WZには殆ど電流が流れない。
【００３４】スイッチＳＷがオンにされた時間Ｔを経過
すると、開閉器２が開状態にされ、直ぐに開閉器３が閉
状態にされる。即ち、固定子巻線UX,VY,WZがスター結線
からデルタ結線に切り換えられる。固定子巻線UX,VY,WZ
の結線は図３（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示す順番で順次
変化する。よって、固定子巻線UX,VY,WZにはＥの各相電
圧が印加されることから、三相誘導電動機ＩＭが全電圧
運転される。
すると、開閉器２が開状態にされ、直ぐに開閉器３が閉
状態にされる。即ち、固定子巻線UX,VY,WZがスター結線
からデルタ結線に切り換えられる。固定子巻線UX,VY,WZ
の結線は図３（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示す順番で順次
変化する。よって、固定子巻線UX,VY,WZにはＥの各相電
圧が印加されることから、三相誘導電動機ＩＭが全電圧
運転される。
【００３５】固定子巻線UX,VY,WZがスター結線からデル
タ結線に切り換えられる過程で、開閉器２が開状態にさ
れると、固定子巻線UX,VY,WZの結線は図３（ｂ）に示す
ように変化する。飽和リアクトル４Ｒ，４Ｓ，４Ｔは固
定子巻線UX,VY,WZに直列に接続されており、モータ結線
が切り離されないことから、大きな突入電流が発生する
ことはない。
タ結線に切り換えられる過程で、開閉器２が開状態にさ
れると、固定子巻線UX,VY,WZの結線は図３（ｂ）に示す
ように変化する。飽和リアクトル４Ｒ，４Ｓ，４Ｔは固
定子巻線UX,VY,WZに直列に接続されており、モータ結線
が切り離されないことから、大きな突入電流が発生する
ことはない。
【００３６】また、開閉器２が開状態にされた時点で、
飽和リアクトル４の両端にはＥに近い電圧が印加され、
飽和リアクトル４は低インピーダンスに変化する。その
結果、飽和リアクトル４の逆降下電圧が非常に小さくな
り、固定子巻線UX,VY,WZにはＥに近い各相電圧が印加さ
れる。
飽和リアクトル４の両端にはＥに近い電圧が印加され、
飽和リアクトル４は低インピーダンスに変化する。その
結果、飽和リアクトル４の逆降下電圧が非常に小さくな
り、固定子巻線UX,VY,WZにはＥに近い各相電圧が印加さ
れる。
【００３７】次いで開閉器３が閉状態にされると、開閉
器３により飽和リアクトル４が短絡され、図３（ｃ）に
示すように固定子巻線UX,VY,WZが完全なデルタ結線とな
る。飽和リアクトル４が短絡される以上、飽和リアクト
ル４に電流は流れない。よって、三相誘導電動機の始動
時も含めて、飽和リアクトル４が異常発熱するようなこ
とはない。
器３により飽和リアクトル４が短絡され、図３（ｃ）に
示すように固定子巻線UX,VY,WZが完全なデルタ結線とな
る。飽和リアクトル４が短絡される以上、飽和リアクト
ル４に電流は流れない。よって、三相誘導電動機の始動
時も含めて、飽和リアクトル４が異常発熱するようなこ
とはない。
【００３８】このように図７に示す従来のスターデルタ
始動装置に飽和リアクトル４を追加するという僅かな設
計変更だけで大きな突入電流が発生しなくなる。開閉器
１、２、３を開閉させるためのシーケンスについても何
ら設計変更する必要がない。突入電流の問題が解消され
たことから、三相誘導電動機ＩＭが大型であっても、三
相電源Ｐの電圧が瞬間的に低下したり、レベルの大きな
ノイズが発生せず、周辺機器に悪影響を及ぼすことがな
くなる。また、図８に示す従来のクローズド始動装置に
おいて必要であった抵抗器１１を投入するための開閉器
１０が不要となり、従来装置に比べて全体の構成が非常
に簡単になり、低コスト化を図ることが可能となる。
始動装置に飽和リアクトル４を追加するという僅かな設
計変更だけで大きな突入電流が発生しなくなる。開閉器
１、２、３を開閉させるためのシーケンスについても何
ら設計変更する必要がない。突入電流の問題が解消され
たことから、三相誘導電動機ＩＭが大型であっても、三
相電源Ｐの電圧が瞬間的に低下したり、レベルの大きな
ノイズが発生せず、周辺機器に悪影響を及ぼすことがな
くなる。また、図８に示す従来のクローズド始動装置に
おいて必要であった抵抗器１１を投入するための開閉器
１０が不要となり、従来装置に比べて全体の構成が非常
に簡単になり、低コスト化を図ることが可能となる。
【００３９】同装置において使用される非線型素子とし
ては、その両端にＥ／√３が印加されているときには高
インピーダンス（Ｚ≫Ｚ0 ）であるが、Ｅに近い電圧が
印加されているときには低インピーダンス（Ｚ≪Ｚ0 ）
に変化するような特性を有する限り、どのような素子を
用いてもかまわない。受動素子だけなく、図４に示すよ
うに能動素子である電圧／電流制御素子に置き換えるこ
とも可能である。
ては、その両端にＥ／√３が印加されているときには高
インピーダンス（Ｚ≫Ｚ0 ）であるが、Ｅに近い電圧が
印加されているときには低インピーダンス（Ｚ≪Ｚ0 ）
に変化するような特性を有する限り、どのような素子を
用いてもかまわない。受動素子だけなく、図４に示すよ
うに能動素子である電圧／電流制御素子に置き換えるこ
とも可能である。
【００４０】図４に示す同装置の変形例は電圧／電流制
御素子としてトライアックを用いている。なお、トライ
アック６の実効的なインピーダンスをＺ1 で表すとす
る。
御素子としてトライアックを用いている。なお、トライ
アック６の実効的なインピーダンスをＺ1 で表すとす
る。
【００４１】図１に示す装置と異なるのは、飽和リアク
トル４の代わりにトライアック６を用いるようにし、開
閉器２が閉状態、開閉器３が開状態であるときには、ト
ライアック６が高インピーダンス（Ｚ1 ≫Ｚ0 ）、開閉
器２、開閉器がともに開状態であるときには、トライア
ック６が低インピーダンス（Ｚ1 ≪Ｚ0 ）となるように
トライアック６を制御する制御回路７を備えている点だ
けである。
トル４の代わりにトライアック６を用いるようにし、開
閉器２が閉状態、開閉器３が開状態であるときには、ト
ライアック６が高インピーダンス（Ｚ1 ≫Ｚ0 ）、開閉
器２、開閉器がともに開状態であるときには、トライア
ック６が低インピーダンス（Ｚ1 ≪Ｚ0 ）となるように
トライアック６を制御する制御回路７を備えている点だ
けである。
【００４２】制御回路７は、トライアック６のゲートに
与えるべき三相電圧Ｅに同期したパルス信号εを各々生
成する回路であって、シーケンス回路５にて生成された
信号β、γ等に応じてパルス信号εの導通角を変化させ
る基本構成となっている。
与えるべき三相電圧Ｅに同期したパルス信号εを各々生
成する回路であって、シーケンス回路５にて生成された
信号β、γ等に応じてパルス信号εの導通角を変化させ
る基本構成となっている。
【００４３】具体的には、固定子巻線UX,VY,WZがスター
結線されていることを信号β、γが示すときは（結線に
ついては図３（ａ）参照）、トライアック６が高インピ
ーダンス（Ｚ1 ≫Ｚ0 ）となるように導通角の大きなパ
ルス信号εを出力し、固定子巻線UX,VY,WZがトライアッ
ク６とともにデルタ結線されていることを示すときは
（結線については図３（ｂ）参照）、トライアック６が
低インピーダンス（Ｚ1≪Ｚ0 ）となるようにパルス信
号εの導通角を小さくする。
結線されていることを信号β、γが示すときは（結線に
ついては図３（ａ）参照）、トライアック６が高インピ
ーダンス（Ｚ1 ≫Ｚ0 ）となるように導通角の大きなパ
ルス信号εを出力し、固定子巻線UX,VY,WZがトライアッ
ク６とともにデルタ結線されていることを示すときは
（結線については図３（ｂ）参照）、トライアック６が
低インピーダンス（Ｚ1≪Ｚ0 ）となるようにパルス信
号εの導通角を小さくする。
【００４４】図１に示す装置においては、飽和リアクト
ル４のインピーダンスが印加電圧に応じて自ら変化した
が、図４に示す装置においては、トライアック６のイン
ピーダンスを制御回路７により変化させるようになって
いる。インピーダンスの変化するパターン自体は両装置
とも基本的に何ら変わらないので、図４に示す装置も図
１に示す装置と同様の動作となる。
ル４のインピーダンスが印加電圧に応じて自ら変化した
が、図４に示す装置においては、トライアック６のイン
ピーダンスを制御回路７により変化させるようになって
いる。インピーダンスの変化するパターン自体は両装置
とも基本的に何ら変わらないので、図４に示す装置も図
１に示す装置と同様の動作となる。
【００４５】この場合、制御回路７が別途必要になるも
のの、制御回路７及びトライアック６により固定子巻線
UX,VY,WZに印加する電圧を調整するようにすれば、三相
誘導電動機ＩＭをソフトスタートさせることが可能とな
る。
のの、制御回路７及びトライアック６により固定子巻線
UX,VY,WZに印加する電圧を調整するようにすれば、三相
誘導電動機ＩＭをソフトスタートさせることが可能とな
る。
【００４６】これには、制御回路７に対して次のように
設計変更することが必要になる。即ち、開閉器２、開閉
器３がともに開状態であるときに、固定子巻線UX,VY,WZ
に印加される各相電圧がＥ／√３からＥに上昇するよう
にトライアック６を制御する構成にする。具体的には、
固定子巻線UX,VY,WZがトライアック６とともにデルタ結
線されていることを示すときは（結線については図３
（ｂ）参照）、パルス信号εの導通角が小さくなる方向
に徐々に変化させるようする。
設計変更することが必要になる。即ち、開閉器２、開閉
器３がともに開状態であるときに、固定子巻線UX,VY,WZ
に印加される各相電圧がＥ／√３からＥに上昇するよう
にトライアック６を制御する構成にする。具体的には、
固定子巻線UX,VY,WZがトライアック６とともにデルタ結
線されていることを示すときは（結線については図３
（ｂ）参照）、パルス信号εの導通角が小さくなる方向
に徐々に変化させるようする。
【００４７】なお、開閉器３が閉状態にされると、開閉
器３によりトライアック６が短絡されるという点は、図
１に示す装置と同様であるものの、固定子巻線UX,VY,WZ
に印加される各相電圧がＥ／√３からＥに徐々に上昇す
るようにしているので、開閉器２を開状態にした時点か
ら開閉器３を閉状態にするまでの時間は、図１に示す装
置に比べて当然に長く設定することが必要になる。
器３によりトライアック６が短絡されるという点は、図
１に示す装置と同様であるものの、固定子巻線UX,VY,WZ
に印加される各相電圧がＥ／√３からＥに徐々に上昇す
るようにしているので、開閉器２を開状態にした時点か
ら開閉器３を閉状態にするまでの時間は、図１に示す装
置に比べて当然に長く設定することが必要になる。
【００４８】このような変形例による場合、スイッチＳ
Ｗがオンにされると、固定子巻線UX,VY,WZにはＥ／√3
の各相電圧が印加される。その後はＥまで徐々に上昇す
ることから、三相誘導電動機ＩＭがソフトスタートし、
その後、全電圧運転されることになる。
Ｗがオンにされると、固定子巻線UX,VY,WZにはＥ／√3
の各相電圧が印加される。その後はＥまで徐々に上昇す
ることから、三相誘導電動機ＩＭがソフトスタートし、
その後、全電圧運転されることになる。
【００４９】この場合のトライアック６については、次
に述べる理由により従来のソフトスタート装置で使用さ
れているものに比べて非常に小さな定格のものを使用す
ることが可能である。即ち、固定子巻線UX,VY,WZがスタ
ー結線である状態で三相誘導電動機ＩＭが始動し、始動
電流自体が従来のソフトスタート装置に比べて１／√3
の大きさであり（ジュール熱は電流の二乗に比例す
る）、トライアック６に電流が流れているのは、固定子
巻線UX,VY,WZがスター結線からデルタ結線に移行する期
間のみで、従来のソフトスタート装置に比べて非常に短
いからである。
に述べる理由により従来のソフトスタート装置で使用さ
れているものに比べて非常に小さな定格のものを使用す
ることが可能である。即ち、固定子巻線UX,VY,WZがスタ
ー結線である状態で三相誘導電動機ＩＭが始動し、始動
電流自体が従来のソフトスタート装置に比べて１／√3
の大きさであり（ジュール熱は電流の二乗に比例す
る）、トライアック６に電流が流れているのは、固定子
巻線UX,VY,WZがスター結線からデルタ結線に移行する期
間のみで、従来のソフトスタート装置に比べて非常に短
いからである。
【００５０】このようにトライアック６として定格の小
さなものを使用することができることから、装置の低コ
スト化を図ることが可能となる。また、放熱板等につい
ても小型のもので良いことから、装置自体の小型化を図
ることも可能となる。
さなものを使用することができることから、装置の低コ
スト化を図ることが可能となる。また、放熱板等につい
ても小型のもので良いことから、装置自体の小型化を図
ることも可能となる。
【００５１】加えて、従来のソフトスタート装置に比べ
て低始動電流で三相誘導電動機ＩＭをソフトスタートさ
せることが可能となる。よって、始動電流が同一である
とすれば、始動トルクが大きく、三相誘導電動機ＩＭが
早く始動することになり、負荷の適用範囲が広くなる。
これらの点で高性能化を図ることも可能となる。
て低始動電流で三相誘導電動機ＩＭをソフトスタートさ
せることが可能となる。よって、始動電流が同一である
とすれば、始動トルクが大きく、三相誘導電動機ＩＭが
早く始動することになり、負荷の適用範囲が広くなる。
これらの点で高性能化を図ることも可能となる。
【００５２】なお、電圧／制御素子としてのトライアッ
ク６の代わりに、サイリスタ、ＦＥＴ、トランジスタ等
の半導体素子を用いるようにしてもかまわない。
ク６の代わりに、サイリスタ、ＦＥＴ、トランジスタ等
の半導体素子を用いるようにしてもかまわない。
【００５３】次に、本発明の別の実施の形態を図５を参
照して説明する。図５は三相誘導電動機のスターデルタ
始動装置の回路図である。図１に示す装置と同一の構成
部品については同一の部品番号を付すものとする。
照して説明する。図５は三相誘導電動機のスターデルタ
始動装置の回路図である。図１に示す装置と同一の構成
部品については同一の部品番号を付すものとする。
【００５４】ここに掲げる三相誘導電動機のスターデル
タ始動装置は、三相誘導電動機ＩＭの固定子巻線UX,VY,
WZに直列接続されており且つ固定子巻線UX,VY,WZに印加
する各相電圧を調節する電圧／電流制御素子としてのト
ライアック８と、三相誘導電動機ＩＭへの通電／非通電
を切り換えるための開閉器１と、固定子巻線UX,VY,WZ及
びトライアック８をスター結線にするための開閉器２
（第１の開閉器に相当する）と、固定子巻線UX,VY,WZ及
びトライアック８をデルタ結線にするための開閉器３
（第２の開閉器に相当する）と、開閉器１、２、３及び
トライアック８を制御する制御装置９とを具備してい
る。
タ始動装置は、三相誘導電動機ＩＭの固定子巻線UX,VY,
WZに直列接続されており且つ固定子巻線UX,VY,WZに印加
する各相電圧を調節する電圧／電流制御素子としてのト
ライアック８と、三相誘導電動機ＩＭへの通電／非通電
を切り換えるための開閉器１と、固定子巻線UX,VY,WZ及
びトライアック８をスター結線にするための開閉器２
（第１の開閉器に相当する）と、固定子巻線UX,VY,WZ及
びトライアック８をデルタ結線にするための開閉器３
（第２の開閉器に相当する）と、開閉器１、２、３及び
トライアック８を制御する制御装置９とを具備してい
る。
【００５５】制御装置９は、スイッチＳＷがオンにされ
ると、開閉器２を閉状態、開閉器３を開状態にした状態
で、固定子巻線UX,VY,WZの各相電圧が０から上昇するよ
うにトライアック８を制御し、各相電圧が略Ｅ／√３に
達したところでトライアック８をオフにするとともに開
閉器２を閉状態にし、直ぐに開閉器３を開状態にし、そ
の後、固定子巻線UX,VY,WZの各相電圧がＥ／√３からＥ
にまで上昇するようにトライアック８を制御する構成と
なっている。
ると、開閉器２を閉状態、開閉器３を開状態にした状態
で、固定子巻線UX,VY,WZの各相電圧が０から上昇するよ
うにトライアック８を制御し、各相電圧が略Ｅ／√３に
達したところでトライアック８をオフにするとともに開
閉器２を閉状態にし、直ぐに開閉器３を開状態にし、そ
の後、固定子巻線UX,VY,WZの各相電圧がＥ／√３からＥ
にまで上昇するようにトライアック８を制御する構成と
なっている。
【００５６】具体的には、制御装置９としてマイコンを
利用しており、シーケンス回路５と同様に開閉器１、
２、３を開閉させるための信号α、γ、βを生成する一
方、制御回路７と同様に、トライアック８のゲートに与
えるべき三相電圧Ｅに同期したパルス信号εを各々生成
し、パルス信号εの導通角を徐々に小さくさせるように
なっている。
利用しており、シーケンス回路５と同様に開閉器１、
２、３を開閉させるための信号α、γ、βを生成する一
方、制御回路７と同様に、トライアック８のゲートに与
えるべき三相電圧Ｅに同期したパルス信号εを各々生成
し、パルス信号εの導通角を徐々に小さくさせるように
なっている。
【００５７】ここでは三相誘導電動機ＩＭに接続された
負荷が定負荷であり、固定子巻線UX,VY,WZの各相電圧が
０から略Ｅ／√３に達するまでの要する時間Ｔ1 が一定
であることを前提にしている。スイッチＳＷがオンにさ
れてからタイマーを作動させて、タイマーが時間Ｔ1 経
過したことを示したときに、各相電圧が０から略Ｅ／√
３に達したとして、トライアック８をオフにするように
している。ただ、定負荷でないときには、固定子巻線U
X,VY,WZに印加される各相電圧を検出し、この検出結果
を制御装置９に入力するようにすると良い。
負荷が定負荷であり、固定子巻線UX,VY,WZの各相電圧が
０から略Ｅ／√３に達するまでの要する時間Ｔ1 が一定
であることを前提にしている。スイッチＳＷがオンにさ
れてからタイマーを作動させて、タイマーが時間Ｔ1 経
過したことを示したときに、各相電圧が０から略Ｅ／√
３に達したとして、トライアック８をオフにするように
している。ただ、定負荷でないときには、固定子巻線U
X,VY,WZに印加される各相電圧を検出し、この検出結果
を制御装置９に入力するようにすると良い。
【００５８】以上のように構成された同装置の動作につ
いて説明する。まず、スイッチＳＷをオンにすると、開
閉器１が閉状態にされ、三相誘導電動機ＩＭに電源電圧
Ｅが通電される。開閉器２が閉状態、開閉器３が開状態
であることから、固定子巻線UX,VY,WZ及びトライアック
８Ｒ、８Ｓ、８Ｔはスター結線となっている。この状態
で、固定子巻線UX,VY,WZに印加される各相電圧がトライ
アック８Ｒ、８Ｓ、８Ｔにより調整され、その結果、０
から徐々に上昇する。
いて説明する。まず、スイッチＳＷをオンにすると、開
閉器１が閉状態にされ、三相誘導電動機ＩＭに電源電圧
Ｅが通電される。開閉器２が閉状態、開閉器３が開状態
であることから、固定子巻線UX,VY,WZ及びトライアック
８Ｒ、８Ｓ、８Ｔはスター結線となっている。この状態
で、固定子巻線UX,VY,WZに印加される各相電圧がトライ
アック８Ｒ、８Ｓ、８Ｔにより調整され、その結果、０
から徐々に上昇する。
【００５９】その後、各相電圧が略Ｅ／√３に達したと
ころでトライアック８がオフにされるとともに開閉器２
がを閉状態され、直ぐに開閉器３が開状態にされる。即
ち、固定子巻線UX,VY,WZ及びトライアック８Ｒ、８Ｓ、
８Ｔがスター結線からデルタ結線に切り換えられる。そ
の後、固定子巻線UX,VY,WZに印加される各相電圧はトラ
イアック８Ｒ、８Ｓ、８Ｔにより再び調整され、Ｅ／√
３からＥにまで上昇する。この結果、三相誘導電動機が
ソフトスタートした後、全電圧運転される。
ころでトライアック８がオフにされるとともに開閉器２
がを閉状態され、直ぐに開閉器３が開状態にされる。即
ち、固定子巻線UX,VY,WZ及びトライアック８Ｒ、８Ｓ、
８Ｔがスター結線からデルタ結線に切り換えられる。そ
の後、固定子巻線UX,VY,WZに印加される各相電圧はトラ
イアック８Ｒ、８Ｓ、８Ｔにより再び調整され、Ｅ／√
３からＥにまで上昇する。この結果、三相誘導電動機が
ソフトスタートした後、全電圧運転される。
【００６０】固定子巻線UX,VY,WZ等がスター結線からデ
ルタ結線に切り換えられる過程で、開閉器２が開状態に
されると、固定子巻線UX,VY,WZの中性点が開放されるも
のの、このときトライアック８がオフにされていること
から、大きな突入電流が発生することはない。また、固
定子巻線UX,VY,WZに印加される各相電圧がトライアック
８により０からＥの範囲で調節されていることから、円
滑なソフトスタートが実現されることになる。
ルタ結線に切り換えられる過程で、開閉器２が開状態に
されると、固定子巻線UX,VY,WZの中性点が開放されるも
のの、このときトライアック８がオフにされていること
から、大きな突入電流が発生することはない。また、固
定子巻線UX,VY,WZに印加される各相電圧がトライアック
８により０からＥの範囲で調節されていることから、円
滑なソフトスタートが実現されることになる。
【００６１】また、この場合のトライアック８について
も、固定子巻線UX,VY,WZがスター結線である状態で三相
誘導電動機ＩＭが始動し、始動電流自体が従来のソフト
スタート装置に比べて１／√3 の大きさであることか
ら、従来のソフトスタート装置で使用されているものに
比べて小さな定格のものを使用することが可能である。
よって、低コスト化及び小型化を図ることが可能とな
る。
も、固定子巻線UX,VY,WZがスター結線である状態で三相
誘導電動機ＩＭが始動し、始動電流自体が従来のソフト
スタート装置に比べて１／√3 の大きさであることか
ら、従来のソフトスタート装置で使用されているものに
比べて小さな定格のものを使用することが可能である。
よって、低コスト化及び小型化を図ることが可能とな
る。
【００６２】同装置の変形例として、図６に示すように
トライアック８と並列接続されており且つ同素子を短絡
するための開閉器４（第３の開閉器に相当する）を備え
るようにしても良い。この場合、制御装置９は、開閉器
１、２、３を開閉制御するための信号α、γ、βに加え
て、開閉器４を開閉制御するための信号μを生成し、固
定子巻線UX,VY,WZの各相電圧が略Ｅ／√３からＥに達し
たところでトライアック８が短絡されるように開閉器４
を制御する構成にする。
トライアック８と並列接続されており且つ同素子を短絡
するための開閉器４（第３の開閉器に相当する）を備え
るようにしても良い。この場合、制御装置９は、開閉器
１、２、３を開閉制御するための信号α、γ、βに加え
て、開閉器４を開閉制御するための信号μを生成し、固
定子巻線UX,VY,WZの各相電圧が略Ｅ／√３からＥに達し
たところでトライアック８が短絡されるように開閉器４
を制御する構成にする。
【００６３】この変形例による場合、全電圧運転時には
トライアック８が短絡され、トライアック８が切り離さ
れる。よって、全電圧運転時にトライアック８に電流が
流れ図、その長寿命化を図ることが可能となる。
トライアック８が短絡され、トライアック８が切り離さ
れる。よって、全電圧運転時にトライアック８に電流が
流れ図、その長寿命化を図ることが可能となる。
【００６４】なお、電圧／制御素子としてのトライアッ
ク８の代わりに、サイリスタ、ＦＥＴ、トランジスタ等
の半導体素子を用いるようにしてもかまわない。
ク８の代わりに、サイリスタ、ＦＥＴ、トランジスタ等
の半導体素子を用いるようにしてもかまわない。
【００６５】
【発明の効果】以上、本発明の請求項１、２に係る三相
誘導電動機のスターデルタ始動装置による場合、固定子
巻線UX,VY,WZがスター結線からデルタ結線に切り換えら
れる過程で、モータ結線が非線形素子により切り離され
ない構成となっているので、大きな突入電流が発生しな
い。よって、三相電源の電圧が瞬間的に低下したり、レ
ベルの大きなノイズが発生せず、周辺機器に悪影響を及
ぼすことがなくなり、従来のスターデルタ始動装置とは
異なり、大型の電動機にも適用可能である。しかも固定
子巻線UX,VY,WZがスター結線からデルタ結線に切り換え
られると、非線形素子が高インピーダンスから低インピ
ーダンスに変化するだけでなく、全電圧運転時に短絡さ
れる構成となっているので、始動時も含めて非線形素子
が異常発熱することもない。従来のクローズド始動装置
において必要であった抵抗器を投入するための開閉器が
不要となり、全体の構成が非常に簡単になり、低コスト
化を図ることが可能となる。
誘導電動機のスターデルタ始動装置による場合、固定子
巻線UX,VY,WZがスター結線からデルタ結線に切り換えら
れる過程で、モータ結線が非線形素子により切り離され
ない構成となっているので、大きな突入電流が発生しな
い。よって、三相電源の電圧が瞬間的に低下したり、レ
ベルの大きなノイズが発生せず、周辺機器に悪影響を及
ぼすことがなくなり、従来のスターデルタ始動装置とは
異なり、大型の電動機にも適用可能である。しかも固定
子巻線UX,VY,WZがスター結線からデルタ結線に切り換え
られると、非線形素子が高インピーダンスから低インピ
ーダンスに変化するだけでなく、全電圧運転時に短絡さ
れる構成となっているので、始動時も含めて非線形素子
が異常発熱することもない。従来のクローズド始動装置
において必要であった抵抗器を投入するための開閉器が
不要となり、全体の構成が非常に簡単になり、低コスト
化を図ることが可能となる。
【００６６】本発明の請求項３に係る三相誘導電動機の
スターデルタ始動装置による場合、非線形素子が電圧／
電流制御用素子に置き換えられ、上記と同様の動作をす
る構成となっていので、請求項１、２と同様の効果を奏
する。
スターデルタ始動装置による場合、非線形素子が電圧／
電流制御用素子に置き換えられ、上記と同様の動作をす
る構成となっていので、請求項１、２と同様の効果を奏
する。
【００６７】本発明の請求項４に係る三相誘導電動機の
スターデルタ始動装置による場合、三相誘導電動機がソ
フトスタートした後、全電圧運転させる構成となってい
るので、上記したメリットに加えて、装置の高性能化を
図ることが可能となる。また、従来のソフトスタート装
置に比べて小さい定格の電圧／電流制御用素子を使用す
ることが可能である。なぜなら、固定子巻線UX,VY,WZが
スター結線である状態で三相誘導電動機が始動し、始動
電流自体が従来のソフトスタート装置に比べて１／√3
の大きさであり、電圧／電流制御素子に電流が流れてい
るのは、固定子巻線UX,VY,WZがスター結線からデルタ結
線に移行する期間のみで、従来のソフトスタート装置に
比べて非常に短いからである。よって、装置の小型化及
び低コスト化を図ることが可能となる。更に、従来のソ
フトスタート装置に比べて低始動電流で三相誘導電動機
がソフトスタートすることから、この点でも高性能化を
図ることが可能となる。
スターデルタ始動装置による場合、三相誘導電動機がソ
フトスタートした後、全電圧運転させる構成となってい
るので、上記したメリットに加えて、装置の高性能化を
図ることが可能となる。また、従来のソフトスタート装
置に比べて小さい定格の電圧／電流制御用素子を使用す
ることが可能である。なぜなら、固定子巻線UX,VY,WZが
スター結線である状態で三相誘導電動機が始動し、始動
電流自体が従来のソフトスタート装置に比べて１／√3
の大きさであり、電圧／電流制御素子に電流が流れてい
るのは、固定子巻線UX,VY,WZがスター結線からデルタ結
線に移行する期間のみで、従来のソフトスタート装置に
比べて非常に短いからである。よって、装置の小型化及
び低コスト化を図ることが可能となる。更に、従来のソ
フトスタート装置に比べて低始動電流で三相誘導電動機
がソフトスタートすることから、この点でも高性能化を
図ることが可能となる。
【００６８】本発明の請求項５に係る三相誘導電動機の
スターデルタ始動装置による場合、電流／電圧制御素子
により三相誘導電動機の固定子巻線UX,VY,WZの各相電圧
を調整して同機をソフトスタートさせるものの、固定子
巻線UX,VY,WZがスター結線である状態で同機を始動させ
る構成となっているので、上記と同様の理由により従来
のソフトスタート装置に比べて小さい定格の電圧／電流
制御用素子を使用することが可能となる。よって、装置
の小型化及び低コスト化を図ることが可能となる。しか
も固定子巻線UX,VY,WZがスター結線からデルタ結線に切
り換えられる過程で、モータ結線が一時的に切り離され
るが、このとき電圧／電流制御用素子がオフであること
から、大きな突入電流が発生することもない。
スターデルタ始動装置による場合、電流／電圧制御素子
により三相誘導電動機の固定子巻線UX,VY,WZの各相電圧
を調整して同機をソフトスタートさせるものの、固定子
巻線UX,VY,WZがスター結線である状態で同機を始動させ
る構成となっているので、上記と同様の理由により従来
のソフトスタート装置に比べて小さい定格の電圧／電流
制御用素子を使用することが可能となる。よって、装置
の小型化及び低コスト化を図ることが可能となる。しか
も固定子巻線UX,VY,WZがスター結線からデルタ結線に切
り換えられる過程で、モータ結線が一時的に切り離され
るが、このとき電圧／電流制御用素子がオフであること
から、大きな突入電流が発生することもない。
【００６９】本発明の請求項６に係る三相誘導電動機の
スターデルタ始動装置による場合、全電圧運転時に電圧
／電流制御用素子が短絡されて切り離される構成となっ
ているので、電圧／電流制御用素子の寿命を延ばすこと
が可能となる。
スターデルタ始動装置による場合、全電圧運転時に電圧
／電流制御用素子が短絡されて切り離される構成となっ
ているので、電圧／電流制御用素子の寿命を延ばすこと
が可能となる。
【００７０】本発明の請求項７に係る三相誘導電動機の
スターデルタ始動法による場合、上記装置を用いて三相
誘導電動機を始動させるようにしたので、上記と同様の
メリットを奏する。
スターデルタ始動法による場合、上記装置を用いて三相
誘導電動機を始動させるようにしたので、上記と同様の
メリットを奏する。
【図１】本発明の実施の形態を説明するための図であっ
て、三相誘導電動機のスターデルタ始動装置の回路図で
ある。
て、三相誘導電動機のスターデルタ始動装置の回路図で
ある。
【図２】同装置の飽和リアクトルの電圧−電流特性を示
すグラフである。
すグラフである。
【図３】同装置の動作を説明するための図であって、飽
和リアクトルと同機の固定子巻線との接続関係を示す模
式図である。
和リアクトルと同機の固定子巻線との接続関係を示す模
式図である。
【図４】同装置の変形例を説明するための回路図であ
る。
る。
【図５】本発明の別の実施の形態を説明するための図で
あって、三相誘導電動機のスターデルタ始動装置の回路
図である。
あって、三相誘導電動機のスターデルタ始動装置の回路
図である。
【図６】同装置の変形例を説明するための回路図であ
る。
る。
【図７】従来のスターデルタ始動装置の回路図である。
【図８】従来のクローズド始動装置の図である。
Ｐ 三相電源 ＩＭ 三相誘導電動機 UX,VY,WZ 固定子巻線 １，２，３ 開閉器 ４ 飽和リアクトル ５ シーケンス回路
Claims (7)
- 【請求項１】 三相電源の電圧をＥ、三相誘導電動機の
固定子巻線UX,VY,WZの各インピーダンスをＺ0 とすると
き、固定子巻線UX,VY,WZをスター結線にするための第１
の開閉器と、固定子巻線UX,VY,WZをデルタ結線にするた
めの第２の開閉器と、三相誘導電動機をスター結線で始
動させた後、デルタ結線に切り換えて全電圧運転させる
べく第１、第２の開閉器の開閉を制御するシーケンス回
路と、固定子巻線UXのU 側端子と固定子巻線VYのY 側端
子との間、固定子巻線VYのV 側端子と固定子巻線WZのZ
側端子との間、固定子巻線WZのW 側端子と固定子巻線UX
のX 側端子との間に各々設けられたインピーダンスがＺ
である非線型素子とを具備しており、非線型素子は、そ
の両端にＥ／√３が印加されているときには高インピー
ダンス（Ｚ≫Ｚ0 ）であるが、Ｅに近い電圧が印加され
ているときには低インピーダンス（Ｚ≪Ｚ0 ）に変化す
るような特性を有していることを特徴とする三相誘導電
動機のスターデルタ始動装置。 - 【請求項２】 請求項１記載の三相誘導電動機のスター
デルタ始動装置において、前記非線形素子として飽和リ
アクトルを用いたことを特徴とする三相誘導電動機のス
ターデルタ始動装置。 - 【請求項３】 請求項１記載の三相誘導電動機のスター
デルタ始動装置において、前記非線形素子の代わりに電
圧／電流制御素子を用いるようにし、第１の開閉器が閉
状態、第２の開閉器が開状態であるときには電圧／電流
制御素子が高インピーダンス、第１、第２の開閉器が開
状態であるときには電圧／電流制御素子が低インピーダ
ンスとなるように同素子を制御する制御回路を備えたこ
とを特徴とする三相誘導電動機のスターデルタ始動装
置。 - 【請求項４】 請求項１記載の三相誘導電動機のスター
デルタ始動装置において、前記非線形素子の代わりに電
圧／電流制御素子を用いるようにし、第１の開閉器が閉
状態、第２の開閉器が開状態であるときには電圧／電流
制御素子が高インピーダンス、第１、第２の開閉器が開
状態であるときには、固定子巻線UX,VY,WZに印加される
各相電圧がＥ／√３からＥに徐々に上昇するように電圧
／電流制御素子を制御する構成となっていることを特徴
とする三相誘導電動機のスターデルタ始動装置。 - 【請求項５】 三相電源の電圧をＥとするとき、三相誘
導電動機の固定子巻線UX,VY,WZに直列接続されており且
つ固定子巻線UX,VY,WZに印加する各相電圧を調節する電
圧／電流制御素子と、固定子巻線UX,VY,WZ及び電圧／電
流制御素子をスター結線にするための第１の開閉器と、
固定子巻線UX,VY,WZ及び電圧／電流制御素子をデルタ結
線にするための第２の開閉器と、第１、第２の開閉器及
び電圧／電流制御素子を制御する制御装置とを具備して
おり、制御装置は、第１の開閉器を閉状態、第２の開閉
器を開状態にした状態で、固定子巻線UX,VY,WZの各相電
圧が０から上昇するように電圧／電流制御素子を制御
し、各相電圧が略Ｅ／√３に達したところで電圧／電流
制御素子をオフにするとともに第１の開閉器を閉状態に
し、直ぐに第２の開閉器を開状態にし、その後、固定子
巻線UX,VY,WZの各相電圧がＥ／√３からＥにまで上昇す
るように電圧／電流制御素子を制御する構成となってい
ることを特徴とする三相誘導電動機のスターデルタ始動
装置。 - 【請求項６】 請求項５記載の三相誘導電動機のスター
デルタ始動装置において、前記電圧／電流制御素子と並
列接続されており且つ同素子を短絡するための第３の開
閉器を備えており、前記制御装置は、固定子巻線UX,VY,
WZの各相電圧が略Ｅ／√３からＥに達したところで前記
電圧／電流制御素子が短絡されるように第３の開閉器を
制御する構成となっていることを特徴とする三相誘導電
動機のスターデルタ始動装置。 - 【請求項７】 請求項１、２、３、４、５又は６の三相
誘導電動機のスターデルタ始動装置を用いて三相誘導電
動機を始動させるようにしたことを特徴とする三相誘導
電動機のスターデルタ始動法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000361306A JP2002171777A (ja) | 2000-11-28 | 2000-11-28 | 三相誘導電動機のスターデルタ始動装置及び同機のスターデルタ始動法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000361306A JP2002171777A (ja) | 2000-11-28 | 2000-11-28 | 三相誘導電動機のスターデルタ始動装置及び同機のスターデルタ始動法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002171777A true JP2002171777A (ja) | 2002-06-14 |
Family
ID=18832758
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000361306A Pending JP2002171777A (ja) | 2000-11-28 | 2000-11-28 | 三相誘導電動機のスターデルタ始動装置及び同機のスターデルタ始動法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002171777A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105262376A (zh) * | 2015-10-20 | 2016-01-20 | 珠海格力电器股份有限公司 | 用于三相电机的星三角启动电路及其启动方法 |
| CN110995065A (zh) * | 2018-09-04 | 2020-04-10 | Abb瑞士股份有限公司 | 用于同步电机的电动机启动器 |
-
2000
- 2000-11-28 JP JP2000361306A patent/JP2002171777A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105262376A (zh) * | 2015-10-20 | 2016-01-20 | 珠海格力电器股份有限公司 | 用于三相电机的星三角启动电路及其启动方法 |
| CN105262376B (zh) * | 2015-10-20 | 2018-04-13 | 珠海格力电器股份有限公司 | 用于三相电机的星三角启动电路及其启动方法 |
| CN110995065A (zh) * | 2018-09-04 | 2020-04-10 | Abb瑞士股份有限公司 | 用于同步电机的电动机启动器 |
| CN110995065B (zh) * | 2018-09-04 | 2023-08-22 | Abb瑞士股份有限公司 | 同步电机、电动机启动器和用于启动同步电机的方法 |
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