JP2003284379A - 単相誘導電動機 - Google Patents
単相誘導電動機Info
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- JP2003284379A JP2003284379A JP2002081165A JP2002081165A JP2003284379A JP 2003284379 A JP2003284379 A JP 2003284379A JP 2002081165 A JP2002081165 A JP 2002081165A JP 2002081165 A JP2002081165 A JP 2002081165A JP 2003284379 A JP2003284379 A JP 2003284379A
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- switching unit
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 電動機全体を樹脂で覆うモールド・モータと
せずに、金属製のブラケットを使用しても、電動機の振
動を抑制できる単相誘導電動機を提供する。 【解決手段】 減速巻線８と補助巻線１１とコンデンサ
１２とを直列に接続し、これらを主巻線１３に並列に接
続し、主巻線１３の一端にリレー９の接点ａを、また、
減速巻線８と補助巻線１１との接続点をリレー９の接点
ｂへそれぞれ接続し、リレー９のコモン接点ｃを双方向
サイリスタ１４の出力端に接続し、主巻線１３の他端に
単相交流電源１５の一方の極を、また、単相交流電源１
５のもう一方の極を双方向サイリスタ１４の入力端に接
続した構成とする。所定の指示速度以上のときはリレー
９のコモン接点ｃを接点ａに、また、所定の指示速度以
下のときは接点ｂへ切り換え、それぞれの速度領域で双
方向サイリスタ１４による位相制御を行なう。
せずに、金属製のブラケットを使用しても、電動機の振
動を抑制できる単相誘導電動機を提供する。 【解決手段】 減速巻線８と補助巻線１１とコンデンサ
１２とを直列に接続し、これらを主巻線１３に並列に接
続し、主巻線１３の一端にリレー９の接点ａを、また、
減速巻線８と補助巻線１１との接続点をリレー９の接点
ｂへそれぞれ接続し、リレー９のコモン接点ｃを双方向
サイリスタ１４の出力端に接続し、主巻線１３の他端に
単相交流電源１５の一方の極を、また、単相交流電源１
５のもう一方の極を双方向サイリスタ１４の入力端に接
続した構成とする。所定の指示速度以上のときはリレー
９のコモン接点ｃを接点ａに、また、所定の指示速度以
下のときは接点ｂへ切り換え、それぞれの速度領域で双
方向サイリスタ１４による位相制御を行なう。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電動機に係わり、
より詳細には低回転速度で駆動したときの振動を抑制す
る単相誘導電動機に関する。
より詳細には低回転速度で駆動したときの振動を抑制す
る単相誘導電動機に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、単相誘導電動機は、図５（Ａ）に
示す位相制御型の単相誘導電動機とするか、もしくは、
図６（Ａ）に示すチョッパ型の単相誘導電動機としてい
た。図５（Ａ）に示す位相制御型の単相誘導電動機は、
補助巻線５１と直列にコンデンサ５２を接続し、これら
を主巻線５３に並列に接続し、さらに、主巻線５３の一
端にスイッチング素子である双方向サイリスタ５４の出
力端を接続し、主巻線５３の他端に単相交流電源５５の
一方の極を、また、単相交流電源５５のもう一方の極を
双方向サイリスタ５４の入力端に接続した構成となって
いる。双方向サイリスタ５４を制御する信号は回転速度
制御部５６から出力され、回転速度制御部５６へは、単
相交流電源５５のゼロクロス・ポイントを検出するゼロ
クロス検出部５７からゼロクロス信号と、図示しない機
器の制御部から指定回転速度を指示するための回転速度
指示信号とが入力されている。
示す位相制御型の単相誘導電動機とするか、もしくは、
図６（Ａ）に示すチョッパ型の単相誘導電動機としてい
た。図５（Ａ）に示す位相制御型の単相誘導電動機は、
補助巻線５１と直列にコンデンサ５２を接続し、これら
を主巻線５３に並列に接続し、さらに、主巻線５３の一
端にスイッチング素子である双方向サイリスタ５４の出
力端を接続し、主巻線５３の他端に単相交流電源５５の
一方の極を、また、単相交流電源５５のもう一方の極を
双方向サイリスタ５４の入力端に接続した構成となって
いる。双方向サイリスタ５４を制御する信号は回転速度
制御部５６から出力され、回転速度制御部５６へは、単
相交流電源５５のゼロクロス・ポイントを検出するゼロ
クロス検出部５７からゼロクロス信号と、図示しない機
器の制御部から指定回転速度を指示するための回転速度
指示信号とが入力されている。
【０００３】回転速度制御部５６は、回転速度指示信号
に従って電動機の回転速度を制御するため、単相交流電
源５５のゼロクロス・ポイントを検出し、ゼロクロス・
ポイントから所定時間だけ双方向サイリスタ５４をＯＦ
Ｆし、そして、次のゼロクロス・ポイントまで双方向サ
イリスタ５４をＯＮとする。図５（Ｂ）は、このときの
タイミングを示した図である。このように交流電圧を位
相制御することにより、結果的に主巻線５３と補助巻線
５１に供給される電圧は半サイクル毎に間欠となり、電
動機へ供給される電力が制御されることになる。従って
回転速度指示信号に対応して交流電圧を位相制御するこ
とにより電動機のトルクを変えて回転速度を制御するこ
とができる。
に従って電動機の回転速度を制御するため、単相交流電
源５５のゼロクロス・ポイントを検出し、ゼロクロス・
ポイントから所定時間だけ双方向サイリスタ５４をＯＦ
Ｆし、そして、次のゼロクロス・ポイントまで双方向サ
イリスタ５４をＯＮとする。図５（Ｂ）は、このときの
タイミングを示した図である。このように交流電圧を位
相制御することにより、結果的に主巻線５３と補助巻線
５１に供給される電圧は半サイクル毎に間欠となり、電
動機へ供給される電力が制御されることになる。従って
回転速度指示信号に対応して交流電圧を位相制御するこ
とにより電動機のトルクを変えて回転速度を制御するこ
とができる。
【０００４】しかしながら、位相制御型の単相誘導電動
機では、低速度にするためには交流電圧をＯＦＦする時
間を長くしなければならず、結果的に電動機に供給され
る交流電圧のサイン波形がくずれ、電動機の回転子が不
規則な回転となるため、金属製のブラケットを使用する
と振動が発生しやすいという問題があった。このため、
比較的ワット数の低い電動機では電動機全体を樹脂で覆
ってモールド・モータとしたり、緩衝材を用いてある程
度振動を抑えていたが、比較的ワット数の高い電動機で
は、モールド・モータとすることによる、電動機内部に
こもる発熱の問題や、電動機をリサイクルするときに樹
脂のモールドを除去するために工数がかかり、リサイク
ル率が低下するという問題があった。
機では、低速度にするためには交流電圧をＯＦＦする時
間を長くしなければならず、結果的に電動機に供給され
る交流電圧のサイン波形がくずれ、電動機の回転子が不
規則な回転となるため、金属製のブラケットを使用する
と振動が発生しやすいという問題があった。このため、
比較的ワット数の低い電動機では電動機全体を樹脂で覆
ってモールド・モータとしたり、緩衝材を用いてある程
度振動を抑えていたが、比較的ワット数の高い電動機で
は、モールド・モータとすることによる、電動機内部に
こもる発熱の問題や、電動機をリサイクルするときに樹
脂のモールドを除去するために工数がかかり、リサイク
ル率が低下するという問題があった。
【０００５】図６（Ａ）に示すチョッパ型の単相誘導電
動機は、補助巻線６１と直列にコンデンサ６２を接続
し、これらを主巻線６３に並列に接続し、さらに、主巻
線６３の一端に高速スイッチング素子で構成された高速
チョッパ部６４の出力端を接続し、主巻線６３の他端に
単相交流電源６５の一方の極を、また、単相交流電源６
５のもう一方の極を高速チョッパ部６４の入力端に接続
した構成となっている。高速チョッパ部６４を制御する
高速チョッパ部制御信号は回転速度制御部６６から出力
され、回転速度制御部６６へは、図示しない機器の制御
部から指定回転速度を指示するための回転速度指示信号
が入力されている。
動機は、補助巻線６１と直列にコンデンサ６２を接続
し、これらを主巻線６３に並列に接続し、さらに、主巻
線６３の一端に高速スイッチング素子で構成された高速
チョッパ部６４の出力端を接続し、主巻線６３の他端に
単相交流電源６５の一方の極を、また、単相交流電源６
５のもう一方の極を高速チョッパ部６４の入力端に接続
した構成となっている。高速チョッパ部６４を制御する
高速チョッパ部制御信号は回転速度制御部６６から出力
され、回転速度制御部６６へは、図示しない機器の制御
部から指定回転速度を指示するための回転速度指示信号
が入力されている。
【０００６】回転速度制御部６６は、回転速度指示信号
に従って電動機の回転速度を制御するため、回転速度指
示信号に対応してパルスのデューティ比を変化させた高
速チョッパ部制御信号を高速チョッパ部へ出力する。高
速チョッパ部ではこの信号により交流電圧を高速でＯＮ
／ＯＦＦする。図６（Ｂ）は、このときのタイミングを
示した図である。図のａとｂで示されるＯＮとＯＦＦの
時間幅がデューティ比であり、ＯＮ時間が長いほど電動
機の回転速度が早くなる。このデューティ比を変化させ
ることにより、結果的に主巻線６３と補助巻線６１とに
供給される電圧が間欠となり、電動機へ供給される電力
が制御されることになる。従って回転速度指示信号に対
応して交流電圧をＯＮ／ＯＦＦするためのデューティ比
を変化させることにより電動機のトルクを変えて回転速
度を制御することができる。
に従って電動機の回転速度を制御するため、回転速度指
示信号に対応してパルスのデューティ比を変化させた高
速チョッパ部制御信号を高速チョッパ部へ出力する。高
速チョッパ部ではこの信号により交流電圧を高速でＯＮ
／ＯＦＦする。図６（Ｂ）は、このときのタイミングを
示した図である。図のａとｂで示されるＯＮとＯＦＦの
時間幅がデューティ比であり、ＯＮ時間が長いほど電動
機の回転速度が早くなる。このデューティ比を変化させ
ることにより、結果的に主巻線６３と補助巻線６１とに
供給される電圧が間欠となり、電動機へ供給される電力
が制御されることになる。従って回転速度指示信号に対
応して交流電圧をＯＮ／ＯＦＦするためのデューティ比
を変化させることにより電動機のトルクを変えて回転速
度を制御することができる。
【０００７】しかしながら、チョッパ型の単相誘導電動
機は、電動機全体をモールドする必要がなく、一般的な
金属製のブラケットを用いても機械的な振動をある程度
抑制することが可能だが、電力損失の少ない高価なスイ
ッチング素子や、高速で交流電源をＯＮ／ＯＦＦするた
めに発生するノイズを抑えるための部品が必要であり、
結果的にコストアップとなっていた。
機は、電動機全体をモールドする必要がなく、一般的な
金属製のブラケットを用いても機械的な振動をある程度
抑制することが可能だが、電力損失の少ない高価なスイ
ッチング素子や、高速で交流電源をＯＮ／ＯＦＦするた
めに発生するノイズを抑えるための部品が必要であり、
結果的にコストアップとなっていた。
【０００８】このため、電動機全体を樹脂で覆うモール
ド・モータとせずに、リサイクルが簡単で、かつ、安価
な金属製のブラケットを使用しても、電動機の振動を抑
制できる単相誘導電動機が望まれていた。
ド・モータとせずに、リサイクルが簡単で、かつ、安価
な金属製のブラケットを使用しても、電動機の振動を抑
制できる単相誘導電動機が望まれていた。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】本発明は以上述べた問
題点を解決し、安価な金属製のブラケットを使用した電
動機であっても低回転時の振動を抑制することができる
単相誘導電動機を提供することを目的としている。
題点を解決し、安価な金属製のブラケットを使用した電
動機であっても低回転時の振動を抑制することができる
単相誘導電動機を提供することを目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記問題点を
解決するため、主巻線と補助巻線と減速巻線とを巻装し
た固定子と、中心に回転軸を備えた回転子と、同回転子
の回転軸を軸支する軸受を備え、前記固定子の両側より
取付られ、鋼板からなるブラケットとで構成され、交流
電源の一端に前記主巻線の一端とコンデンサの一端とを
接続し、前記交流電源の他端に、指示された指定回転速
度と対応させて交流電圧の位相を制御する双方向サイリ
スタやＳＳＲ（ソリッドステートリレー）などのスイッ
チング素子の入力を接続し、同スイッチング素子の出力
を接点ａまたは接点ｂとに選択して接続する切換部のコ
モン接点ｃに接続し、前記コンデンサの他端に前記補助
巻線の一端を接続し、同補助巻線の他端に前記切換部の
接点ｂと前記減速巻線の一端とを接続し、同減速巻線の
他端に前記主巻線の他端と前記切換部の接点ａとを接続
してなり、前記指定回転速度に対応して、前記スイッチ
ング素子による位相制御と前記切換部による巻線切り換
え制御とを組み合わせて速度制御する。
解決するため、主巻線と補助巻線と減速巻線とを巻装し
た固定子と、中心に回転軸を備えた回転子と、同回転子
の回転軸を軸支する軸受を備え、前記固定子の両側より
取付られ、鋼板からなるブラケットとで構成され、交流
電源の一端に前記主巻線の一端とコンデンサの一端とを
接続し、前記交流電源の他端に、指示された指定回転速
度と対応させて交流電圧の位相を制御する双方向サイリ
スタやＳＳＲ（ソリッドステートリレー）などのスイッ
チング素子の入力を接続し、同スイッチング素子の出力
を接点ａまたは接点ｂとに選択して接続する切換部のコ
モン接点ｃに接続し、前記コンデンサの他端に前記補助
巻線の一端を接続し、同補助巻線の他端に前記切換部の
接点ｂと前記減速巻線の一端とを接続し、同減速巻線の
他端に前記主巻線の他端と前記切換部の接点ａとを接続
してなり、前記指定回転速度に対応して、前記スイッチ
ング素子による位相制御と前記切換部による巻線切り換
え制御とを組み合わせて速度制御する。
【００１１】もしくは、主巻線と補助巻線と減速巻線と
を巻装した固定子と、中心に回転軸を備えた回転子と、
同回転子の回転軸を軸支する軸受を備え、前記固定子の
両側より取付られ、鋼板からなるブラケットとで構成さ
れ、交流電源の一端に前記主巻線の一端とコンデンサの
一端とを接続し、前記交流電源の他端に、指示された指
定回転速度と対応させて交流電圧の位相を制御する双方
向サイリスタやＳＳＲ（ソリッドステートリレー）など
のスイッチング素子の入力を接続し、同スイッチング素
子の出力を接点ａまたは接点ｂとに選択して接続する切
換部のコモン接点ｃに接続し、前記コンデンサの他端に
前記補助巻線の一端を接続し、同補助巻線の他端に前記
切換部の接点ｂと前記減速巻線の一端と前記主巻線の他
端とを接続し、同減速巻線の他端に前記切換部の接点ａ
を接続してなり、前記指定回転速度に対応して、前記ス
イッチング素子による位相制御と前記切換部による巻線
切り換え制御とを組み合わせて速度制御する。
を巻装した固定子と、中心に回転軸を備えた回転子と、
同回転子の回転軸を軸支する軸受を備え、前記固定子の
両側より取付られ、鋼板からなるブラケットとで構成さ
れ、交流電源の一端に前記主巻線の一端とコンデンサの
一端とを接続し、前記交流電源の他端に、指示された指
定回転速度と対応させて交流電圧の位相を制御する双方
向サイリスタやＳＳＲ（ソリッドステートリレー）など
のスイッチング素子の入力を接続し、同スイッチング素
子の出力を接点ａまたは接点ｂとに選択して接続する切
換部のコモン接点ｃに接続し、前記コンデンサの他端に
前記補助巻線の一端を接続し、同補助巻線の他端に前記
切換部の接点ｂと前記減速巻線の一端と前記主巻線の他
端とを接続し、同減速巻線の他端に前記切換部の接点ａ
を接続してなり、前記指定回転速度に対応して、前記ス
イッチング素子による位相制御と前記切換部による巻線
切り換え制御とを組み合わせて速度制御する。
【００１２】もしくは、主巻線と補助巻線と減速巻線と
を巻装した固定子と、中心に回転軸を備えた回転子と、
同回転子の回転軸を軸支する軸受を備え、前記固定子の
両側より取付られ、鋼板からなるブラケットとで構成さ
れ、交流電源の一端に前記主巻線の一端とコンデンサの
一端とを接続し、前記交流電源の他端に、指示された指
定回転速度と対応させて交流電圧の位相を制御する双方
向サイリスタやＳＳＲ（ソリッドステートリレー）など
のスイッチング素子の入力を接続し、前記コンデンサの
他端に接点ａまたは接点ｂとに選択して接続する切換部
のコモン接点ｃに接続し、前記スイッチング素子の出力
を前記補助巻線の一端に接続し、同補助巻線の他端に前
記切換部の接点ａと前記減速巻線の一端とを接続し同減
速巻線の他端に前記主巻線の他端と前記切換部の接点ｂ
とを接続してなり、前記指定回転速度に対応して、前記
スイッチング素子による位相制御と前記切換部による巻
線切り換え制御とを組み合わせて速度制御する。
を巻装した固定子と、中心に回転軸を備えた回転子と、
同回転子の回転軸を軸支する軸受を備え、前記固定子の
両側より取付られ、鋼板からなるブラケットとで構成さ
れ、交流電源の一端に前記主巻線の一端とコンデンサの
一端とを接続し、前記交流電源の他端に、指示された指
定回転速度と対応させて交流電圧の位相を制御する双方
向サイリスタやＳＳＲ（ソリッドステートリレー）など
のスイッチング素子の入力を接続し、前記コンデンサの
他端に接点ａまたは接点ｂとに選択して接続する切換部
のコモン接点ｃに接続し、前記スイッチング素子の出力
を前記補助巻線の一端に接続し、同補助巻線の他端に前
記切換部の接点ａと前記減速巻線の一端とを接続し同減
速巻線の他端に前記主巻線の他端と前記切換部の接点ｂ
とを接続してなり、前記指定回転速度に対応して、前記
スイッチング素子による位相制御と前記切換部による巻
線切り換え制御とを組み合わせて速度制御する。
【００１３】また、前記指定回転速度が所定の指示速度
となったときに、前記切換部により前記各巻線を切り換
える。
となったときに、前記切換部により前記各巻線を切り換
える。
【００１４】さらに、前記指定回転速度が低下し、前記
切換部により前記各巻線が切り換えられたとき、交流電
圧の制御された位相変化量が最小となるように前記各巻
線の定数を決定する。
切換部により前記各巻線が切り換えられたとき、交流電
圧の制御された位相変化量が最小となるように前記各巻
線の定数を決定する。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明によ
る単相誘導電動機を詳細に説明する。図１は本発明によ
る単相誘導電動機の構造を示す断面図であり、減速巻線
８と補助巻線１１と主巻線１３からなる巻線１を巻装し
た固定子２と、中心に回転軸３を備えた回転子４と、同
回転子４の回転軸３を軸支する軸受５を備え、固定子２
の両側より取付られ、鋼板からなるブラケット６とで構
成されている。
る単相誘導電動機を詳細に説明する。図１は本発明によ
る単相誘導電動機の構造を示す断面図であり、減速巻線
８と補助巻線１１と主巻線１３からなる巻線１を巻装し
た固定子２と、中心に回転軸３を備えた回転子４と、同
回転子４の回転軸３を軸支する軸受５を備え、固定子２
の両側より取付られ、鋼板からなるブラケット６とで構
成されている。
【００１６】図２（Ａ）は、本発明による単相誘導電動
機の第一の実施例を示すブロック図である。この単相誘
導電動機は位相制御型の速度制御を用いており、高速域
と低速域との２つの回転速度域を切り換えて電動機を制
御するように構成されている。図５で説明したブロック
図に比べ、減速巻線８と、これを切り換えて高速域と低
速域とを切り換えるための切換部であるリレー９が追加
されている。また、図２（Ｂ）は回転速度制御のタイミ
ングを示した図である。
機の第一の実施例を示すブロック図である。この単相誘
導電動機は位相制御型の速度制御を用いており、高速域
と低速域との２つの回転速度域を切り換えて電動機を制
御するように構成されている。図５で説明したブロック
図に比べ、減速巻線８と、これを切り換えて高速域と低
速域とを切り換えるための切換部であるリレー９が追加
されている。また、図２（Ｂ）は回転速度制御のタイミ
ングを示した図である。
【００１７】図２（Ａ）に示す位相制御型の単相誘導電
動機は、減速巻線８と補助巻線１１とコンデンサ１２と
を直列に接続し、これらを主巻線１３に並列に接続し、
さらに、主巻線１３の一端にリレー９の接点ａを、ま
た、減速巻線８と補助巻線１１との接続点をリレー９の
接点ｂへそれぞれ接続している。なお、減速巻線８と補
助巻線１１とをこの例では説明の便宜上区別して呼称し
ているが、実際は一つの補助巻線から中間タップを引き
出した構成となっている。そして、リレー９のコモン接
点ｃをスイッチング素子である双方向サイリスタ１４の
出力端に接続し、主巻線１３の他端に単相交流電源１５
の一方の極を、また、単相交流電源１５のもう一方の極
を双方向サイリスタ１４の入力端に接続した構成となっ
ている。双方向サイリスタ１４を制御する信号とリレー
９を切り換える信号とは回転速度制御部１６から出力さ
れ、回転速度制御部１６へは、単相交流電源１５のゼロ
クロス・ポイントを検出するゼロクロス検出部１７から
ゼロクロス信号と、図示しない機器の制御部から指定回
転速度を指示するための回転速度指示信号が入力されて
いる。
動機は、減速巻線８と補助巻線１１とコンデンサ１２と
を直列に接続し、これらを主巻線１３に並列に接続し、
さらに、主巻線１３の一端にリレー９の接点ａを、ま
た、減速巻線８と補助巻線１１との接続点をリレー９の
接点ｂへそれぞれ接続している。なお、減速巻線８と補
助巻線１１とをこの例では説明の便宜上区別して呼称し
ているが、実際は一つの補助巻線から中間タップを引き
出した構成となっている。そして、リレー９のコモン接
点ｃをスイッチング素子である双方向サイリスタ１４の
出力端に接続し、主巻線１３の他端に単相交流電源１５
の一方の極を、また、単相交流電源１５のもう一方の極
を双方向サイリスタ１４の入力端に接続した構成となっ
ている。双方向サイリスタ１４を制御する信号とリレー
９を切り換える信号とは回転速度制御部１６から出力さ
れ、回転速度制御部１６へは、単相交流電源１５のゼロ
クロス・ポイントを検出するゼロクロス検出部１７から
ゼロクロス信号と、図示しない機器の制御部から指定回
転速度を指示するための回転速度指示信号が入力されて
いる。
【００１８】以上の構成において、つぎにその動作を説
明する。回転速度制御部１６は、回転速度指示信号に従
って電動機の回転速度を制御するため、単相交流電源１
５のゼロクロス・ポイントを検出し、ゼロクロス・ポイ
ントから所定の時間だけ双方向サイリスタ１４をＯＦＦ
し、そして、次のゼロクロス・ポイントまで双方向サイ
リスタ１４をＯＮとする。図２（Ｂ）は、このときのタ
イミングを示した図であり、高速回転から低速回転へ移
行する時の各信号や各部の動作を示している。
明する。回転速度制御部１６は、回転速度指示信号に従
って電動機の回転速度を制御するため、単相交流電源１
５のゼロクロス・ポイントを検出し、ゼロクロス・ポイ
ントから所定の時間だけ双方向サイリスタ１４をＯＦＦ
し、そして、次のゼロクロス・ポイントまで双方向サイ
リスタ１４をＯＮとする。図２（Ｂ）は、このときのタ
イミングを示した図であり、高速回転から低速回転へ移
行する時の各信号や各部の動作を示している。
【００１９】高速域では減速巻線８が主巻線１３と直列
に接続されないように、回転速度制御部１６はリレー９
のコモン接点ｃが接点ａと接続されるように制御する。
そして、回転速度制御部１６は、入力された回転速度指
示信号に従って電動機の回転速度を制御するため、単相
交流電源１５のゼロクロス・ポイントを検出し、ゼロク
ロス・ポイントから所定の時間だけ双方向サイリスタ１
４をＯＦＦし、そして、次のゼロクロス・ポイントまで
双方向サイリスタ１４をＯＮとする。この例の場合に
は、徐々に回転速度を低下させるように指示がなされて
いるため、回転速度制御部１６は、各巻線への供給電力
を減らすため、（ｃ）の主巻線電圧の図に示すようにゼ
ロクロス・ポイントから双方向サイリスタをＯＮとする
までの時間を徐々に長くするように制御している。
に接続されないように、回転速度制御部１６はリレー９
のコモン接点ｃが接点ａと接続されるように制御する。
そして、回転速度制御部１６は、入力された回転速度指
示信号に従って電動機の回転速度を制御するため、単相
交流電源１５のゼロクロス・ポイントを検出し、ゼロク
ロス・ポイントから所定の時間だけ双方向サイリスタ１
４をＯＦＦし、そして、次のゼロクロス・ポイントまで
双方向サイリスタ１４をＯＮとする。この例の場合に
は、徐々に回転速度を低下させるように指示がなされて
いるため、回転速度制御部１６は、各巻線への供給電力
を減らすため、（ｃ）の主巻線電圧の図に示すようにゼ
ロクロス・ポイントから双方向サイリスタをＯＮとする
までの時間を徐々に長くするように制御している。
【００２０】入力される回転速度指示信号が所定の指示
速度まで低下すると、回転速度制御部１６は、高速域か
ら低速域に切り換えるため、減速巻線８が主巻線１３と
直列に接続されるように、単相交流電源１５のゼロクロ
ス・ポイントでリレー９に切り換え信号を出力し、リレ
ー９のコモン接点ｃが接点ｂと接続されるように制御す
る。同時にゼロクロス・ポイントから双方向サイリスタ
１４をＯＮとするまでの時間を所定時間（できるだけ短
時間）となるように制御する。従来の問題点である振動
を抑制するためには、位相制御された交流電圧波形がで
きるだけサイン波に近似であることが望ましいため、指
定回転速度が低下し、所定の指示速度となり、減速巻線
８を主巻線１３と直列に接続した直後、つまり、減速巻
線８を使用した低速域での最高速度の時にゼロクロス・
ポイントから双方向サイリスタ１４をＯＮとするまでの
時間ができるだけ短くてすむように、予め各巻線が設計
されている。これにより、低速域での速度変化範囲が広
がることになる。そして、その速度変化範囲の中で単相
交流電源１５の位相制御量が少ない領域を使用すること
により、振動を抑制することができる。
速度まで低下すると、回転速度制御部１６は、高速域か
ら低速域に切り換えるため、減速巻線８が主巻線１３と
直列に接続されるように、単相交流電源１５のゼロクロ
ス・ポイントでリレー９に切り換え信号を出力し、リレ
ー９のコモン接点ｃが接点ｂと接続されるように制御す
る。同時にゼロクロス・ポイントから双方向サイリスタ
１４をＯＮとするまでの時間を所定時間（できるだけ短
時間）となるように制御する。従来の問題点である振動
を抑制するためには、位相制御された交流電圧波形がで
きるだけサイン波に近似であることが望ましいため、指
定回転速度が低下し、所定の指示速度となり、減速巻線
８を主巻線１３と直列に接続した直後、つまり、減速巻
線８を使用した低速域での最高速度の時にゼロクロス・
ポイントから双方向サイリスタ１４をＯＮとするまでの
時間ができるだけ短くてすむように、予め各巻線が設計
されている。これにより、低速域での速度変化範囲が広
がることになる。そして、その速度変化範囲の中で単相
交流電源１５の位相制御量が少ない領域を使用すること
により、振動を抑制することができる。
【００２１】低速域においても高速域と同じような位相
制御が行なわれる。つまり、さらに回転速度を落とすた
めには、ゼロクロス・ポイントから双方向サイリスタ１
４をＯＮとするまでの時間を徐々に長くするように制御
している。
制御が行なわれる。つまり、さらに回転速度を落とすた
めには、ゼロクロス・ポイントから双方向サイリスタ１
４をＯＮとするまでの時間を徐々に長くするように制御
している。
【００２２】以上の説明は高速回転から低速回転へ移行
する場合であるが、低速回転から高速回転へ移行する場
合も順序が逆になる他は変わらない。つまり、リレー９
を制御して低速域に切り換え、ゼロクロス・ポイントか
ら双方向サイリスタ１４をＯＮとするまでの時間を徐々
に短くするように制御し、所定の指示速度になったらリ
レー９を制御して高速域に切り換え、同時にゼロクロス
・ポイントから双方向サイリスタ１４をＯＮとするまで
の時間を所定の時間、つまり、徐々に回転速度が上昇し
て高速域に切り換えたとき、切り替えの前後でほぼ同じ
回転速度となるように制御する。これにより、切り換え
時の回転速度の差を抑え、スムースな回転速度の制御を
行なうことができる。
する場合であるが、低速回転から高速回転へ移行する場
合も順序が逆になる他は変わらない。つまり、リレー９
を制御して低速域に切り換え、ゼロクロス・ポイントか
ら双方向サイリスタ１４をＯＮとするまでの時間を徐々
に短くするように制御し、所定の指示速度になったらリ
レー９を制御して高速域に切り換え、同時にゼロクロス
・ポイントから双方向サイリスタ１４をＯＮとするまで
の時間を所定の時間、つまり、徐々に回転速度が上昇し
て高速域に切り換えたとき、切り替えの前後でほぼ同じ
回転速度となるように制御する。これにより、切り換え
時の回転速度の差を抑え、スムースな回転速度の制御を
行なうことができる。
【００２３】このように減速巻線を切り換えて低速域と
高速域との２つの速度域を設け、さらに、それぞれの速
度域において単相交流電源の位相制御を併用することに
より、広い速度変化範囲において、振動を抑制すること
ができる。このため、従来例で使用していた電動機全体
を覆うモールドを使用せずに、一般的に使用されて安価
な鋼板を用いて電動機のブラケットを構成することがで
きる。また、この実施例では減速巻線を１つだけ用いて
２つの速度領域を切り換えているが、本願はこれに限る
ものではなく、複数の減速巻線と複数の切り換え接点を
備えた切換部とを設けて、多段階の速度領域を制御する
ようにしてもよい。これにより、１つの速度領域におい
て位相制御量を減らすことができるため、さらに振動を
抑制することができる。
高速域との２つの速度域を設け、さらに、それぞれの速
度域において単相交流電源の位相制御を併用することに
より、広い速度変化範囲において、振動を抑制すること
ができる。このため、従来例で使用していた電動機全体
を覆うモールドを使用せずに、一般的に使用されて安価
な鋼板を用いて電動機のブラケットを構成することがで
きる。また、この実施例では減速巻線を１つだけ用いて
２つの速度領域を切り換えているが、本願はこれに限る
ものではなく、複数の減速巻線と複数の切り換え接点を
備えた切換部とを設けて、多段階の速度領域を制御する
ようにしてもよい。これにより、１つの速度領域におい
て位相制御量を減らすことができるため、さらに振動を
抑制することができる。
【００２４】図３は、本発明による単相誘導電動機の第
二の実施例を示すブロック図である。図２（Ａ）との違
いは、各巻線と切換部であるリレーの結線のみであるた
め、同じ番号を付与するとともに、動作の詳細な説明を
省略する。図３に示す位相制御型の単相誘導電動機は、
補助巻線１１とコンデンサ１２とを直列に接続し、これ
らを主巻線１３に並列に接続し、さらに、主巻線１３の
一端に減速巻線８の一端を直列に接続し、減速巻線８の
他端をリレー９の接点ａに、また、減速巻線８と主巻線
１３との接続点をリレー９の接点ｂへそれぞれ接続して
いる。そして、リレー９のコモン接点ｃをスイッチング
素子である双方向サイリスタ１４の出力端に接続し、主
巻線１３の他端に単相交流電源１５の一方の極を、ま
た、単相交流電源１５のもう一方の極を双方向サイリス
タ１４の入力端に接続した構成となっている。双方向サ
イリスタ１４を制御する信号とリレー９を切り換える信
号とは回転速度制御部１６から出力され、回転速度制御
部１６へは、単相交流電源１５のゼロクロス・ポイント
を検出するゼロクロス検出部１７からゼロクロス信号
と、図示しない機器の制御部から指定回転速度を指示す
るための回転速度指示信号が入力されている。この例で
は並列に接続された主巻線１３と補助巻線１１とに対し
て直列に減速巻線８を接続することにより、主巻線１３
と補助巻線１１へ供給する電流を制限して低速回転を可
能としている。従って、リレー９のコモン接点ｃを接点
ａに接続すると低速域、コモン接点ｃを接点ｂに接続す
ると減速巻線８がバイパスされるため、高速域へそれぞ
れ切り換えることができる。
二の実施例を示すブロック図である。図２（Ａ）との違
いは、各巻線と切換部であるリレーの結線のみであるた
め、同じ番号を付与するとともに、動作の詳細な説明を
省略する。図３に示す位相制御型の単相誘導電動機は、
補助巻線１１とコンデンサ１２とを直列に接続し、これ
らを主巻線１３に並列に接続し、さらに、主巻線１３の
一端に減速巻線８の一端を直列に接続し、減速巻線８の
他端をリレー９の接点ａに、また、減速巻線８と主巻線
１３との接続点をリレー９の接点ｂへそれぞれ接続して
いる。そして、リレー９のコモン接点ｃをスイッチング
素子である双方向サイリスタ１４の出力端に接続し、主
巻線１３の他端に単相交流電源１５の一方の極を、ま
た、単相交流電源１５のもう一方の極を双方向サイリス
タ１４の入力端に接続した構成となっている。双方向サ
イリスタ１４を制御する信号とリレー９を切り換える信
号とは回転速度制御部１６から出力され、回転速度制御
部１６へは、単相交流電源１５のゼロクロス・ポイント
を検出するゼロクロス検出部１７からゼロクロス信号
と、図示しない機器の制御部から指定回転速度を指示す
るための回転速度指示信号が入力されている。この例で
は並列に接続された主巻線１３と補助巻線１１とに対し
て直列に減速巻線８を接続することにより、主巻線１３
と補助巻線１１へ供給する電流を制限して低速回転を可
能としている。従って、リレー９のコモン接点ｃを接点
ａに接続すると低速域、コモン接点ｃを接点ｂに接続す
ると減速巻線８がバイパスされるため、高速域へそれぞ
れ切り換えることができる。
【００２５】図４は、本発明による単相誘導電動機の第
三の実施例を示すブロック図である。図２（Ａ）との違
いは、各巻線と切換部であるリレーの結線のみであるた
め、同じ番号を付与するとともに、動作の詳細な説明を
省略する。図４に示す位相制御型の単相誘導電動機は、
補助巻線１１と減速巻線８と主巻線１３とを直列に接続
し、主巻線１３の開放端とコンデンサ１２の一端とを接
続し、コンデンサ１２の他端をリレー９のコモン接点ｃ
に接続している。また、リレー９の接点ａを補助巻線１
１と減速巻線８との接続点へ接続し、リレー９の接点ｂ
を減速巻線８と主巻線１３との接続点へ接続している。
なお、減速巻線８と補助巻線１１とをこの例では説明の
便宜上区別して呼称しているが、実際は一つの補助巻線
から中間タップを引き出した構成となっている。そし
て、補助巻線１１の開放端をスイッチング素子である双
方向サイリスタ１４の出力端に接続し、主巻線１３とコ
ンデンサ１２の接続点に単相交流電源１５の一方の極
を、また、単相交流電源１５のもう一方の極を双方向サ
イリスタ１４の入力端に接続した構成となっている。双
方向サイリスタ１４を制御する信号とリレー９を切り換
える信号とは回転速度制御部１６から出力され、回転速
度制御部１６へは、単相交流電源１５のゼロクロス・ポ
イントを検出するゼロクロス検出部１７からゼロクロス
信号と、図示しない機器の制御部から指定回転速度を指
示するための回転速度指示信号が入力されている。リレ
ー９のコモン接点ｃを接点ａに接続すると補助巻線１１
に減速巻線８が直列に接続されるため、低速域へ切り換
えることができる。また、コモン接点ｃを接点ｂに接続
すると減速巻線８がバイパスされるため、高速域に切り
換えることができる。
三の実施例を示すブロック図である。図２（Ａ）との違
いは、各巻線と切換部であるリレーの結線のみであるた
め、同じ番号を付与するとともに、動作の詳細な説明を
省略する。図４に示す位相制御型の単相誘導電動機は、
補助巻線１１と減速巻線８と主巻線１３とを直列に接続
し、主巻線１３の開放端とコンデンサ１２の一端とを接
続し、コンデンサ１２の他端をリレー９のコモン接点ｃ
に接続している。また、リレー９の接点ａを補助巻線１
１と減速巻線８との接続点へ接続し、リレー９の接点ｂ
を減速巻線８と主巻線１３との接続点へ接続している。
なお、減速巻線８と補助巻線１１とをこの例では説明の
便宜上区別して呼称しているが、実際は一つの補助巻線
から中間タップを引き出した構成となっている。そし
て、補助巻線１１の開放端をスイッチング素子である双
方向サイリスタ１４の出力端に接続し、主巻線１３とコ
ンデンサ１２の接続点に単相交流電源１５の一方の極
を、また、単相交流電源１５のもう一方の極を双方向サ
イリスタ１４の入力端に接続した構成となっている。双
方向サイリスタ１４を制御する信号とリレー９を切り換
える信号とは回転速度制御部１６から出力され、回転速
度制御部１６へは、単相交流電源１５のゼロクロス・ポ
イントを検出するゼロクロス検出部１７からゼロクロス
信号と、図示しない機器の制御部から指定回転速度を指
示するための回転速度指示信号が入力されている。リレ
ー９のコモン接点ｃを接点ａに接続すると補助巻線１１
に減速巻線８が直列に接続されるため、低速域へ切り換
えることができる。また、コモン接点ｃを接点ｂに接続
すると減速巻線８がバイパスされるため、高速域に切り
換えることができる。
【００２６】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
単相誘導電動機を、補助巻線と主巻線と減速巻線とを巻
装した固定子と、中心に回転軸を備えた回転子と、同回
転子の回転軸を軸支する軸受を備え、固定子の両側より
取付られ、鋼板からなるブラケットで機構を構成し、補
助巻線と主巻線との位相をずらすコンデンサと、指示さ
れた指定回転速度と対応させて入力された交流電圧の位
相を制御して各巻線に供給する双方向サイリスタやＳＳ
Ｒ（ソリッドステートリレー）などのスイッチング素子
と、各巻線の結線を切り換えて接続する切換部とで速度
制御回路を構成し、指定回転速度に対応して、スイッチ
ング素子による位相制御と切換部による巻線切り換え制
御とを組み合わせて速度制御することにより、広い速度
変化範囲において、振動を抑制することができるため、
一般的に使用されて安価な鋼板を用いて電動機のブラケ
ットを構成することができる。従ってリサイクル費用を
削減するとともに、電動機内部の発熱をブラケットを介
して外部に効率よく放熱できる。
単相誘導電動機を、補助巻線と主巻線と減速巻線とを巻
装した固定子と、中心に回転軸を備えた回転子と、同回
転子の回転軸を軸支する軸受を備え、固定子の両側より
取付られ、鋼板からなるブラケットで機構を構成し、補
助巻線と主巻線との位相をずらすコンデンサと、指示さ
れた指定回転速度と対応させて入力された交流電圧の位
相を制御して各巻線に供給する双方向サイリスタやＳＳ
Ｒ（ソリッドステートリレー）などのスイッチング素子
と、各巻線の結線を切り換えて接続する切換部とで速度
制御回路を構成し、指定回転速度に対応して、スイッチ
ング素子による位相制御と切換部による巻線切り換え制
御とを組み合わせて速度制御することにより、広い速度
変化範囲において、振動を抑制することができるため、
一般的に使用されて安価な鋼板を用いて電動機のブラケ
ットを構成することができる。従ってリサイクル費用を
削減するとともに、電動機内部の発熱をブラケットを介
して外部に効率よく放熱できる。
【図１】本発明による単相誘導電動機の構造を示す断面
図である。
図である。
【図２】本発明による単相誘導電動機の第一の実施例を
示す（Ａ）はブロック図、（Ｂ）はタイミング図であ
る。
示す（Ａ）はブロック図、（Ｂ）はタイミング図であ
る。
【図３】本発明による単相誘導電動機の第二の実施例を
示すブロック図である。
示すブロック図である。
【図４】本発明による単相誘導電動機の第三の実施例を
示すブロック図である。
示すブロック図である。
【図５】従来の単相誘導電動機を示す（Ａ）はブロック
図、（Ｂ）はタイミング図である。
図、（Ｂ）はタイミング図である。
【図６】従来の別の単相誘導電動機を示す（Ａ）はブロ
ック図、（Ｂ）はタイミング図である。
ック図、（Ｂ）はタイミング図である。
１ 巻線
２ 固定子
３ 回転軸
４ 回転子
５ 軸受
６ ブラケット
８ 減速巻線
９ リレー
１１ 補助巻線
１２ コンデンサ
１３ 主巻線
１４ 双方向サイリスタ
１５ 単相交流電源
１６ 回転速度制御部
１７ ゼロクロス検出部
Claims (5)
- 【請求項１】 主巻線と補助巻線と減速巻線とを巻装し
た固定子と、中心に回転軸を備えた回転子と、同回転子
の回転軸を軸支する軸受を備え、前記固定子の両側より
取付られ、鋼板からなるブラケットとで構成され、 交流電源の一端に前記主巻線の一端とコンデンサの一端
とを接続し、前記交流電源の他端に、指示された指定回
転速度と対応させて交流電圧の位相を制御する双方向サ
イリスタやＳＳＲ（ソリッドステートリレー）などのス
イッチング素子の入力を接続し、同スイッチング素子の
出力を接点ａまたは接点ｂとに選択して接続する切換部
のコモン接点ｃに接続し、前記コンデンサの他端に前記
補助巻線の一端を接続し、同補助巻線の他端に前記切換
部の接点ｂと前記減速巻線の一端とを接続し、同減速巻
線の他端に前記主巻線の他端と前記切換部の接点ａとを
接続してなり、 前記指定回転速度に対応して、前記スイッチング素子に
よる位相制御と前記切換部による巻線切り換え制御とを
組み合わせて速度制御してなることを特徴とする単相誘
導電動機。 - 【請求項２】 主巻線と補助巻線と減速巻線とを巻装し
た固定子と、中心に回転軸を備えた回転子と、同回転子
の回転軸を軸支する軸受を備え、前記固定子の両側より
取付られ、鋼板からなるブラケットと構成され、 交流電源の一端に前記主巻線の一端とコンデンサの一端
とを接続し、前記交流電源の他端に、指示された指定回
転速度と対応させて交流電圧の位相を制御する双方向サ
イリスタやＳＳＲ（ソリッドステートリレー）などのス
イッチング素子の入力を接続し、同スイッチング素子の
出力を接点ａまたは接点ｂとに選択して接続する切換部
のコモン接点ｃに接続し、前記コンデンサの他端に前記
補助巻線の一端を接続し、同補助巻線の他端に前記切換
部の接点ｂと前記減速巻線の一端と前記主巻線の他端と
を接続し、同減速巻線の他端に前記切換部の接点ａを接
続してなり、 前記指定回転速度に対応して、前記スイッチング素子に
よる位相制御と前記切換部による巻線切り換え制御とを
組み合わせて速度制御してなることを特徴とする単相誘
導電動機。 - 【請求項３】 主巻線と補助巻線と減速巻線とを巻装し
た固定子と、中心に回転軸を備えた回転子と、同回転子
の回転軸を軸支する軸受を備え、前記固定子の両側より
取付られ、鋼板からなるブラケットとで構成され、 交流電源の一端に前記主巻線の一端とコンデンサの一端
とを接続し、前記交流電源の他端に、指示された指定回
転速度と対応させて交流電圧の位相を制御する双方向サ
イリスタやＳＳＲ（ソリッドステートリレー）などのス
イッチング素子の入力を接続し、前記コンデンサの他端
に接点ａまたは接点ｂとに選択して接続する切換部のコ
モン接点ｃに接続し、前記スイッチング素子の出力を前
記補助巻線の一端に接続し、同補助巻線の他端に前記切
換部の接点ａと前記減速巻線の一端とを接続し同減速巻
線の他端に前記主巻線の他端と前記切換部の接点ｂとを
接続してなり、 前記指定回転速度に対応して、前記スイッチング素子に
よる位相制御と前記切換部による巻線切り換え制御とを
組み合わせて速度制御してなることを特徴とする単相誘
導電動機。 - 【請求項４】 前記指定回転速度が所定の指示速度とな
ったときに、前記切換部により前記各巻線が切り換えら
れてなることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいず
れかに記載の単相誘導電動機。 - 【請求項５】 前記指定回転速度が低下し、前記切換部
により前記各巻線が切り換えられたとき、交流電圧の制
御された位相変化量が最小となるように前記各巻線の定
数が決定されてなることを特徴とする請求項４記載の単
相誘導電動機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002081165A JP2003284379A (ja) | 2002-03-22 | 2002-03-22 | 単相誘導電動機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002081165A JP2003284379A (ja) | 2002-03-22 | 2002-03-22 | 単相誘導電動機 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003284379A true JP2003284379A (ja) | 2003-10-03 |
Family
ID=29229913
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002081165A Pending JP2003284379A (ja) | 2002-03-22 | 2002-03-22 | 単相誘導電動機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003284379A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005057773A1 (en) * | 2003-12-11 | 2005-06-23 | Whirlpool S.A. | Starting system for a single-phase induction motor |
| CN105591585A (zh) * | 2014-11-04 | 2016-05-18 | 海信（山东）空调有限公司 | 一种交流电机的调速装置、交流电机及用电设备 |
-
2002
- 2002-03-22 JP JP2002081165A patent/JP2003284379A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005057773A1 (en) * | 2003-12-11 | 2005-06-23 | Whirlpool S.A. | Starting system for a single-phase induction motor |
| JP2007514394A (ja) * | 2003-12-11 | 2007-05-31 | ワールプール・エシ・ア | 単相誘導モータの始動システム |
| US7501785B2 (en) | 2003-12-11 | 2009-03-10 | Whirlpool S.A. | Starting system for a single-phase induction motor |
| JP4723510B2 (ja) * | 2003-12-11 | 2011-07-13 | ワールプール・エシ・ア | 単相誘導モータの始動システム |
| KR101119549B1 (ko) * | 2003-12-11 | 2012-02-28 | 월풀 에스.에이. | 단상 유도 전동기의 시동 시스템 |
| CN105591585A (zh) * | 2014-11-04 | 2016-05-18 | 海信（山东）空调有限公司 | 一种交流电机的调速装置、交流电机及用电设备 |
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