JP2686869B2 - コンデンサ駆動型誘導電動機 - Google Patents

コンデンサ駆動型誘導電動機

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JP2686869B2 JP3332820A JP33282091A JP2686869B2 JP 2686869 B2 JP2686869 B2 JP 2686869B2 JP 3332820 A JP3332820 A JP 3332820A JP 33282091 A JP33282091 A JP 33282091A JP 2686869 B2 JP2686869 B2 JP 2686869B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、単相電源で駆動される
コンデンサ駆動型誘導電動機に関するものである。
【0002】
【従来の技術】本発明に成るコンデンサ駆動型誘導電動
機は、主巻線及び補助巻線を構成する2相巻線を備え、
前記補助巻線はコンデンサを直列に接続されるものであ
るが、該コンデンサの端子電圧は通常電源電圧より高く
なるため、主巻線と補助巻線との間の電圧が電源電圧よ
り高くなる部分があり、これら両相巻線のコイル同士が
機械的接触するようなことがあると電気絶縁の破壊につ
ながる危険を生ずるために、特公昭61−55329号
に見られるように2相間に絶縁物を挿入方法が採られて
いる。図1は2相巻線コンデンサ駆動型誘導電動機の結
線状態を示す概念図で、補助巻線2が外部コンデンサ7
と直列接続されて主巻線1と並列となって単相交流電源
30に接続されている。10は上記両巻線によって付勢
されて回転する回転子を示している。図2は該誘導電動
機の主巻線1及び補助巻線2とコンデンサ7の電圧ベク
トルの関係を示すものであり、これらを参考として従来
技術の問題点を説明する。図11は従来技術に成る4極
24スロット巻線の構成を示す固定子の展開図で、並列
記述される数値は各スロットの番号を示している。主巻
線を実線で示し、端末3を巻始めとして第1のコイル1
Aはスロット4〜9に巻装され、第2のコイル1Bはス
ロット10〜15に、第3のコイル1Cはスロット16
〜21に、第4のコイル1Dはスロット22〜3に、夫
々交互に逆巻で図示のとおり順次右方向に巻進められ端
末4に至る。一方補助巻線は破線で示すもので、端末6
を巻始めとして第1のコイル2Aをスロット1〜6に巻
装され、第2のコイル2Bはスロット7〜12に、第3
のコイル2Cはスロット13〜18に、第4のコイル2
Dはスロット19〜24に夫々巻装され、主巻線と同じ
く順次右方向に巻進められ端末5に至る。このようなコ
イルの配置によると、例えば図3に示す時計方向回転の
(回転方向は端末引き出しと反対方向から見る。以下同
じ)接続では、両巻線1,2は夫々の端末3,6で接続
されて電源の一方に接続され、他方、主巻線1の端末4
は直接に、補助巻線2の端末5は直列に接続される移相
用コンデンサ7を介して電源30の他方に接続される。
【0003】この時、補助巻線2には移相用コンデンサ
7によって進相電流が流れ主巻線1との間に位相差が生
ずるので、端末3及び6で短絡されて同電位となってい
る主巻線1のコイル1Aから1B、1C、1Dと順次配
置されて夫々の磁極を形成している主巻線1の各コイル
と、コイル2Aから2B、2C、2Dと順次配置されて
夫々の磁極を形成している補助巻線2の各コイルとの間
には図12に示すように電位差が発生する。同様に図4
の反時計方向回転の接続では夫々の各コイル間の電位差
は図13に示すようになる。言い換えれば、主巻線1の
端末4に直結する第4のコイル1Dと補助巻線2の端末
5に直結する第4のコイル2Dとは移相用コンデンサ7
の両端8,9に接続されるので、主巻線1の第4コイル
1Dと補助巻線2の第4コイル2Dとの間には、前記移
相用コンデンサ7の端子電圧に相当する電位差が生ずる
ことになるが、これらコイル1Dとコイル2Dは図11
に示し詳述したように、夫々、スロット22〜3,スロ
ット19〜24に巻装されているので互いに交差し対向
するため、絶縁の面では最も危険な状態におかれている
ので、前述のように相間絶縁処理が必要となったのであ
る。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、このような手
段は、絶縁部材を別に用意する必要があり、該絶縁部材
の挿入固着のための作業工程を伴い経済的に不利である
ことは言うまでもなく、実際の作業で当該コイル同士の
接触を完全に防ぐことが容易でないことから、信頼性の
確保が困難であると言う問題もある。即ち、絶縁破壊の
防止を経済的にかつ技術的にも安心して実現する手段と
しては、交差配置される両相コイル間にかかる電圧を低
下させることか最も有効であることは明らかである。本
発明は、前記のごとき従来技術の構造での問題点を解決
する手段として、コンデンサの端子電圧を低くする方法
によらず、主巻線と補助巻線の両コイルの端末の引き出
し位置を変更することにより、両相コイル間にかかる電
位差の低減を実現しようとするものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明に成るコンデンサ
駆動型誘導電動機は、主巻線の巻始めコイルの、該主巻
線のコイルの巻進められる方向の側に、その極中心を電
気角で90度ずらせて補助巻線の巻始めコイルを交差配
置し、該補助巻線の巻始めコイルを起点として前記主巻
線のコイルの巻進められる方向と逆の方向に補助巻線を
巻進めるようにする。
【0006】
【作用】前記のような構成により互いに電位差とが大き
くなる主巻線のコイルと補助巻線のコイルとが交差しな
いように配置することにより、両相コイル間の電位差を
低減させることができる。
【0007】
【実施例】以下図面に従い本発明の構成を説明する。前
記のとおり、図1は2相巻線のコンデンサ誘導電動機の
結線状態示す概念図で、補助巻線2が移相用コンデンサ
7と直列に接続されて主巻線1と並列となって単相交流
電源30に接続されている。10は上記巻線によって付
勢されて回転する回転子をしめしている。図2は当該誘
導電動機の主巻線1及び補助巻線2と移相用コンデンサ
7の電圧ベクトルの関係を示す図である。
【0008】又、図3と図4は夫々時計方向回転と反時
計方向回転に対応する接続状態を示している。
【0009】図5は本発明に成るコンデンサ駆動型誘導
電動機の固定子の第1の実施例の展開図で、24個の巻
線スロットを備えスロットに並列記述されている数字は
スロット番号を示す連続番号であり、4極の2相巻線を
形成している。図5においては、従来技術に成る例と同
様に主巻線1は実線で補助巻線は破線で示されている。
主巻線1は、第1コイル1Aがスロット4〜9に巻装さ
れ巻始め端末3が設けられ、第2コイル1Bがスロット
10〜15に巻装され、第3コイル1Cがスロット16
〜21に巻装され、第4コイル1Dがスロット22〜3
に巻装され、第1、第2、第3及び第4の各コイルが直
列に接続され第4コイル1Dの巻終わりに端末4が設け
られている。又、補助巻線2は、第1コイル2Aがスロ
ツト12〜7に巻装され巻始め端末6が設けられ、第2
コイル2Bがスロット6〜1に巻装され、第3コイル2
Cがスロット24〜19に巻装され、第1、第2、第3
及び第4の各コイルが直列に接続され、第4コイル2D
の巻終わり端末5が設けられている。
【0010】図5に示した各コイルと端末の配置は、換
言すると主巻線1の巻始めコイル1Aの、該主巻線のコ
イルの巻進められる方向、即ち右側に補助巻線の巻始め
コイル2Aの磁極中心を前記主巻線のコイル1Aの磁極
中心に対し電気角せ90度ずらせて交差配置し、該補助
巻線の巻始めコイル2Aを起点として前記主巻線のコイ
ルの巻進められる方向と逆の方向に補助巻線を巻進める
ように構成されている。
【0011】図5に示すように構成すると、主巻線1の
第4コイル1Dはスロット22〜3に巻装され端末4が
設けられ、補助巻線2の第4コイル2Dはスロット13
〜18に巻装され端末5が設けられている。
【0012】そして図3のように時計方向回転となるよ
う接続すると、主巻線1の端末3と補助巻線2の端末6
が接続され、主巻線1の端末4と補助巻線2の端末5の
間にコンデンサ7が接続され、主巻線の端末4と端末3
に交流電源30が接続される。この図3の接続において
は、コンデンサ7の両端が接続されている主巻線1の端
末4と、補助巻線2の端末5との間の電圧が最も高くな
るが、主巻線の端末4が接続されている第4コイル1D
と補助巻線2の端末5が接続されている第4コイル2D
とが、夫々スロット22〜3とスロット13〜18に巻
装されているから互いに交差してはいない。即ち、電位
差が最大となる両相のコイル同士が交差せず離間して配
置されているから、両相のコイル間に生ずる電位差は図
6に示すようにその最大値が図12に示した従来技術の
例より低下している。
【0013】同様に図4のように反時計方向回転となる
ように接続すると、主巻線1の端末4と補助巻線2の端
末6が接続され、主巻線1の端末3と補助巻線2の端末
5との間にコンデンサ7が接続され、主巻線1の端末4
と端末3に交流電源30が接続される。この図4の接続
においては、コンデンサ7の両端が接続されている主巻
線1の端末3と、補助巻線2の端末5との間の電圧が最
も高くなるが、主巻線1の端末3が接続されている第1
コイル1Aと補助巻線2の端末5が接続されている第4
コイル2Dとが、夫々スロット4〜9とスロット13〜
18に巻装されているから互いに交差していない。即
ち、電位差が最大となる両相のコイル同士が交差せず離
間して配置されているから、両相のコイル間に生ずる電
位差は図7に示すようにその最大値が図12に示した従
来技術の例より低下している。よって図5に示す本発明
に成る固定子巻線の配置によれば、図3に示される時計
方向回転、或いは図4に示される反時計方向回転の何れ
の接続においても従来技術に成る固定子巻線に比べて両
相間の最大電位差を低下させることができる。
【0014】図8は第2の実施例の固定子の展開図で、
図5に示す第1の例と同じように並列記述されている数
字はスロット番号である。図8に示す第2の例において
は主巻線1の第1コイル1Aがスロット22〜3に巻装
され巻始め端末3が設けられ、第2コイル1Bがスロッ
ト16〜21に、第3コイル1Cがスロット10〜15
に、第4コイル1Dがスロット4〜9に夫々巻装され前
記4個のコイルが直列に接続され第4コイルの巻終わり
が端末4となっている。又、補助巻線2は、第1コイル
2Aがスロット7〜12に巻装され巻始め端末6が設け
られ、第2コイル2Bがスロット6〜1に、第3コイル
2Cがスロット24〜19に、第4コイル2Dがスロッ
ト18〜13に夫々巻装され前記4個コイルが直列に接
続され第4コイルの2Dの巻終わりが端末5となってい
る。図8に示した各コイルと端末の配置は、換言すると
主巻線1の第4コイル1Dの、該主巻線の巻進められる
方向と逆の方向に、その磁極中心が前記主巻線の第4コ
イル1Dの磁極中心より90度ずれた位置に補助巻線の
第1コイル2Aを交差配置し、該補助巻線の第1コイル
2Aを起点として前記主巻線の巻進められる方向と同じ
方向に巻進めるようにしたものである。
【0015】そして図3ように時計方向回転となるよう
に接続すると、主巻線1の端末3と補助巻線2の端末6
が接続され、主巻線1の端末4と補助巻線2の端末5と
の間にコンデンサ7が接続され、主巻線1の端末4と端
末3に交流電源30が接続されている。図3の接続にお
いては、コンデンサ7の両端が接続されている主巻線1
の端末4と補助巻線2の端末5との間の電圧が最も高く
なるが、主巻線1の端末4が接続されている第4コイル
1Dはスロット4〜9に巻装され、補助巻線2の端末2
Dはスロット18〜13に巻装されているから両コイル
が交差配置されていない。即ち、前記の第1の例と同じ
ように電位差が最大となる両相のコイル同士が交差せず
離間して配置されているから、両相の夫々のコイル間に
生ずる電位差は図9に示すように図12に示した従来例
より低下させることができる。
【0016】又、図4に示す反時計方向回転となるよう
に接続すると、主巻線1の端末4と補助巻線2の端末6
とが接続され、主巻線1の端末3と補助巻線の端末5と
の間にコンデンサ7が接続せれ、主巻線1の端末4と端
末3に交流電源30が接続せれている。図4の接続にお
いては、コンデンサ7の両端が接続されている主巻線1
の端末3と補助巻線2の端末5との間の電圧が最も高く
なるが、主巻線1の端末3が接続されている第1コイル
1Aがスロット22〜3に巻装され、補助巻線2の端末
5が接続される第4コイル2Dはスロット18〜13に
巻装されているから両コイルが交差配置されていない。
即ち、前記の第1の例と同じように電位差が最大となる
両相コイル同士が交差せす離間して配置されているか
ら、両相の夫々のコイル間に生ずる電位差は図10に示
すように図12に示した従来例より低下させることがで
きる。よって図8に示す本発明の第2の実施例による固
定子巻線の配置によれば、図3に示す時計方向回転の接
続の場合、又、図4に示す反時計方向回転の接続の場合
の何れにおいても従来の固定子巻線の配置より両相のコ
イル間の電位差を低下させることができる。なお、本発
明の実施例においては主巻線1及び補助巻線2のコイル
を全磁極分連続して巻装する構成を示したが、これらの
コイルの全部又は一部を個々に巻装した上で接続しても
同じ効果を得るものである。
【0017】
【発明の効果】本発明に成るコンデンサ駆動型誘導電動
機は、固定子巻線のコイルの配置が前記のような構成で
あるから移相用コンデンサが接続されている両相コイル
の配置を交差しないように離間することにより、交差し
て配置される他のコイル間の電位差を低下させて主巻線
と補助巻線との間の絶縁物を排除することができたの
で、コストの低減効果と共に信頼性の向上も実現できる
効果がある。因みに実施例の示す4極構造のコンデンサ
駆動型誘導電動機で両相巻線間の最大電位差を従来技術
の構成に対し88.4%とすることができた。
【図面の簡単な説明】
【図1】2相巻線より成るコンデンサ駆動型誘導電動機
の結線状態を示す概念図である。
【図2】図1に示す例の両相巻線と移相用コンデンサの
電圧の概略ベクトル図である。
【図3】2相巻線より成るコンデンサ駆動型誘導電動機
の時計方向回転の時の接続図である。
【図4】2相巻線より成るコンデンサ駆動型誘導電動機
の反時計方向回転の時の接続図である。
【図5】本発明に成る第1の例のコイルの配置の様子を
示す展開図である。
【図6】図5に示す第1の例の時計方向回転の時の各コ
イル間の電位差を示す図である。
【図7】図5に示す第1の例の反時計方向回転の時の各
コイル間の電位差を示す図である。
【図8】本発明に成る第2の例のコイルの配置の様子を
示す展開図である。
【図9】図8に示す第2の例の時計方向回転の時の各コ
イル間の電位差を示す図である。
【図10】図8に示す第2の例の反時計方向回転の時の
各コイル間の電位差を示す図である。
【図11】従来技術に成る例のコイルの配置の様子を示
す展開図である。
【図12】図12に示す従来技術の例の時計方向回転の
時の各コイル間の電位差を示す図である。
【図13】図11に示す従来技術の例の反時計方向回転
の時の各コイル間の電位差を示す図である。
【符号の説明】
1: 主巻線 1A: 主巻線の第1コイル 1B: 主巻線の第2コイル 1C: 主巻線の第3コイル 1D: 主巻線の第4コイル 2: 補助巻線 2A: 補助巻線の第1コイル 2B: 補助巻線の第2コイル 2C: 補助巻線の第3コイル 2D: 補助巻線の第4コイル 3: 主巻線の巻始め端末 4: 主巻線の巻終り端末 5: 補助巻線の巻始め端末 6: 補助巻線の巻終り端末 7: 移相用コンデンサ 8,9: 移相用コンデンサの端子 10 回転子 30 単相交流電源

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 円環状ヨークと、該円環状ヨークから放
    射状に植設された複数の歯部とより成る固定子鉄心と、
    前記歯部に4個の磁極を形成するように巻装された主巻
    線と補助巻線とより成る2相巻線とを備える固定子と、
    該固定子と空隙を介して対向し回転自在に軸支された回
    転子とより成り、単相電源により駆動され前記補助巻線
    が外部コンデンサにより位相差を与えられて励磁される
    コンデンサ駆動型誘導電動機において、主巻線の巻始め
    コイル(1A)の、該主巻線の巻進められる方向の側に
    極中心を電気角で90度ずらせて補助巻線の巻始めコイ
    ル(2A)を交差配置し、該補助巻線の巻始めコイル
    (2A)を起点として前記主巻線のコイルの巻進められ
    る方向と逆の方向に補助巻線を巻進めるようにし、かつ
    前記主巻線の巻始めコイル(1A)の端末(3)と補助
    巻線の巻き始めコイル(2A)の端末(6)とを接続
    し、主巻線の巻き終わりコイル(1D)の端末(4)と
    補助巻線の巻終わりコイル(2D)の端末(5)の間に
    コンデンサを接続し、前記主巻線の端末(3)と補助巻
    線の端末(4)に交流電源を接続するか、前記主巻線の
    端末(4)と補助巻線の端末(6)とを接続し、主巻線
    の端末(3)と補助巻線の端末(5)との間にコンデン
    サを接続し、主巻線の端末(4)と補助巻線の端末
    (3)に交流電源を接続することにより回転方向を変更
    する事が出来ること、を特徴とするコンデンサ駆動型誘
    導電動機。
  2. 【請求項2】 円環状ヨークと、該円環状ヨークから放
    射状に植設された複数の歯部とより成る固定子鉄心と、
    前記歯部に4個の磁極を形成するように巻装された主巻
    線と補助巻線とより成る2相巻線とを備える固定子と、
    該固定子と空隙を介して対向し回転自在に軸支された回
    転子とより成り、単相電源により駆動され前記補助巻線
    が外部コンデンサにより位相差を与えられて励磁される
    コンデンサ駆動型誘導電動機において、主巻線の巻終わ
    りコイル(1D)の、該主巻線の巻進められる方向と逆
    の方向の側に、その磁極中心を電気角で90度ずらせた
    位置に補助巻線の巻始めコイル(2A)を交差配置し、
    該補助巻線の巻始めコイル(2A)を起点として前記主
    巻線の巻始めコイル(1A)を基準としてその巻進めら
    れる方向と同じ方向に補助巻線を巻進めるようにし、か
    つ前記主巻線の巻始めコイル(1A)の端末(3)と補
    助巻線の巻き始めコイル(2A)の端末(6)とを接続
    し、主巻線の巻き終わりコイル(1D)の端末(4)と
    補助巻線の巻終わりコイル(2D)の端末(5)の間に
    コンデンサを接続し、前記主巻線の端末(3)と補助巻
    線の端末(4)に交流電源を接続するか、前記主巻線の
    端末(4)と補助巻線の端末(6)とを接続し、主巻線
    の端末(3)と補助巻線の端末(5)との間にコンデン
    サを接続し、主巻線の端末(4)と補助巻線の端末
    (3)に交流電源を接続することにより回転方向を変更
    する事が出来ること、を特徴とするコンデンサ駆動型誘
    導電動機。
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