JP2916251B2 - モータの巻線装置と併用される装置 - Google Patents

モータの巻線装置と併用される装置

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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、補助起動/キャパシタ運転巻線を有するモ
ータに関し、特に、モータの動作中に回路からPTCモー
タ起動器を取外すための装置に関する。
〔従来の技術〕
永久分割キャパシタ(PSC)モータは、通常、主すな
わち運転巻線と、運転キャパシタに直列に接続された補
助すなわち起動巻線とを含む固定子巻線回路を有し、該
キャパシタおよび起動巻線は主巻線に並列に接続されて
いる。モータの起動および運転中には、主巻線および起
動巻線はモータ電源の両端間に接続され、回転子を磁気
的に励起してこれを回転せしめる。時には、低抵抗値の
正の温度係数(PTC)の抵抗起動器が運転キャパシタに
並列に配置され、モータの起動トルクを増大せしめる。
モータが所定速度を達した時、または所定時間後には、
このPTC起動器を回路から切離し、PTCを高温高抵抗のオ
フ状態に保つことにより浪費されるエネルギを節約する
と有利である。
ある従来技術においては、起動巻線は、ある機械的速
度関連装置により回路から取外された。例えば、Rathe
による特許第4,161,681号およびDeFilippis外による特
許第4,706,152号に開示されている、さらに最近の技術
においては、起動巻線に直列に正の抵抗の温度係数を有
する抵抗を配置することによって、起動巻線の効果を最
小化した。PTC抵抗は、それを流れる電流により自身を
加熱し、この加熱によって抵抗値が増大するので、起動
巻線を流れる電流は次第に減少し、主たる電流は運転キ
ャパシタを流れるようになって、モータの動作が継続さ
れる。この抵抗は、モータの設計に関する所定の時間内
に所定の最大抵抗に達するように設計される。
このような、PTC抵抗により制御される起動巻線の有
する問題は、PTC抵抗を流れる電流が決してなくなら
ず、エネルギを無駄にすることである。このことは、次
の事実から明らかである。すなわち、もし電流が完全に
遮断されたものとすると、PTC抵抗は冷えるので抵抗は
小さくなり、それを流れる電流は増大することになる。
PTC抵抗を流れる低レベル平衝電流は、最初の起動後の
標準的なモータ動作中に生じる。PTC抵抗を流れるこの
連続電流は、PTC抵抗の不必要な発熱と、モータ装置の
効率低下を伴う望ましくないワット損とを招く。
〔発明の要約〕
本発明においては、従来技術の上述の欠点が著しく軽
減され、PTC抵抗と直列に接続された起動巻線を有する
モータ巻線装置であって、モータの起動の所定時間後そ
のPTC抵抗が回路から電気的に取外され、モータが停止
するまでそのPTC抵抗が回路外に保持される該モータ巻
線装置が提供される。
簡単にいうと、主巻線と、これに並列な起動巻線回路
とを有するモータが提供され、この起動巻線回路は、PT
C抵抗とバイメタルスイッチとに直列に接続された起動
巻線を含む。さらに、キャパシタと電磁石との直列回路
が、そのPTC抵抗およびバイメタルスイッチ素子に並列
に接続されている。
動作においては、モータの起動時に主電源からの電流
が主巻線および起動巻線回路に供給される。起動巻線回
路の電流は、PTC抵抗を加熱し、その抵抗値を増大せし
める。さらに、バイメタルスイッチ素子およびPTC抵抗
を流れる電流の発熱により、PTC回路が高抵抗状態まで
加熱された後、バイメタルスイッチ素子が所定温度に達
すると、このスイッチ素子は急作動すなわち移動して、
PTC回路を開放する。
一方、正常なモータ起動時に起動巻線が必要とするよ
りも遥かに低いレベルの電流がキャパシタおよび電磁石
巻線を流れ、電磁石を付勢し、バイメタルスイッチ素子
は電磁石に引付けられたままになる。このようにして、
バイメタルスイッチ素子は、冷えた後も、スイッチの閉
成状態には復帰しない。これにより、PTC抵抗は完全に
回路から除去され、全く電流を流さなくなる。
バイメタルスイッチ素子は、電磁石の電流がなくなる
までスイッチの開放状態に保持され、電磁石の電流は、
モータの巻線への電力供給がなくなってモータが停止す
る時にのみなくなる。リレーコイルを主巻線と直列に
し、リレー接点をPTCと直列にしたリレーを用いて、モ
ータの速度に関連する所定の主巻線電流になった時、PT
Cを消勢することも行なわれたが、相異なる大きさのモ
ータに対しては相異なる電流レベルが必要になるので、
主巻線電流は使用しない方がよい。キャパシタおよび電
磁石巻線を流れる電流は、本質的にキャパシタの値によ
って制御される。このキャパシタの値は、さまざまな大
きさの冷蔵庫用圧縮機モータの場合、通常1つか2つの
固定された値となるので、大部分のPSCモータにより駆
動される冷蔵庫の圧縮機に対しては1つまたは2つの定
格の使用でよいため、PTCを開放状態に保持するのに
は、主巻線電流よりもキャパシタ運転電流を用いる方が
有利である。
本発明の第2実施例においては、バイメタルスイッチ
素子は、低電力モータ起動器において、電磁石またはリ
レーコイルの磁界に応答して移動しまた開放されうる、
マルチメタル、モノメタル、またはマルチピースの非サ
ーモスタットスイッチ素子によって置き換えられうる。
この非サーモスタットスイッチ素子は、例えば、電力
損失を最小ならしめうる電気の良導体であり且つ電磁石
またはリレーコイルの磁界に応答する磁性体であり得、
また単体、混合物、合金としての任意の金属、または金
属、混合物または合金の組合せでありうる。この実施例
においては、PTC素子の電流が減少し、キャパシタの電
流が増加すると、電磁石がスイッチ接点を開放する。
〔実施例〕
第1図には、従来技術におけるモータの巻線装置が示
されている。この回路は、線路L1およびL2で示された電
源を含む。入来電流は、バイメタル素子19とヒータ21と
を含む過負荷モータ保護回路17を通る。周囲温度と、ヒ
ータ21およびバイメタル素子19を通る過剰なモータ電流
との組合せが、バイメタル素子19を所定温度まで上昇さ
せると、バイメタル素子19は接点23から離れて、バイメ
タル素子とヒータとの間の回路を開放し、それによって
モータ巻線への回路を開放する。モータ巻線装置は、標
準的な運転巻線1と起動巻線3とを含み、PTC抵抗5と
キャパシタ9との並列回路が起動巻線3に直列に接続さ
れている。
次に、第2図には本発明のモータ巻線装置が示されて
おり、第1図と同じ素子には同じ参照番号が付せられて
いる。この装置は、第1図に関連して上述したものと同
じモータ保護回路17と、電源線路L1およびL2間に接続さ
れた主巻線1とを有する。主巻線1に対して並列に、モ
ータ起動回路が接続されており、この回路は、直列に接
続された起動/補助巻線3と、PTC抵抗5と、常態で閉
成されているバイメタルスイッチ素子7とを含み、この
スイッチ素子7上の接触素子13は、接触素子15に接触す
る。PTC抵抗5およびバイメタルスイッチ素子7に対し
て並列に、キャパシタ9および電磁石11を含む直列回路
が接続されており、電磁石11は、後述のように、バイメ
タルスイッチ素子7に対し保持磁石として作用する。
動作においては、モータの起動時に、電源線路L1およ
びL2間に電圧が印加され、それによって主巻線1および
起動/補助巻線3の双方に電流が供給される。起動巻線
3を通る電流の一部は、PTC抵抗5と、接触素子15と、
バイメタルスイッチ素子7上の接触素子13と、を通り、
PTC抵抗を加熱して、モータ始動回路の抵抗を増大せし
める。また、バイメタルスイッチ素子7を通る電流は、
これを加熱する。バイメタルスイッチ素子7に対して公
知のように設計された、また制御されるべきモータにも
関係がある、ある所定の温度において、素子7と、その
上の接触素子13とは、接触素子15から離れ、それによっ
てPTC抵抗5を経る回路を開放する。
一方、起動巻線を通る電流の他の部分は、キャパシタ
9および保持電磁石11の巻線を絶えず流れる極めて小さ
い電流となり、電磁石を付勢する。電磁石11は、バイメ
タルスイッチ素子および接触素子13および15が閉成され
ている時には、バイメタル素子7を引付けるのに必要な
磁気的引力を生じないように設計されている。しかし、
徐徐に、または急速に、バイメタルスイッチ素子7が電
磁石11に向かって移動するときは、それは最終的には電
磁石に引付けられて、そこに保持される。従って、バイ
メタルスイッチ素子7が、スイッチの閉成状態に復帰す
るまでは、PTC抵抗5を経る回路は開放されたままの状
態に留まる。この復帰が行なわれるのは、主としてモー
タがオフ状態にされることにより、電磁石11への電流が
なくなった時に限る。
上述のモータ巻線回路は、モータの始動巻線装置の発
熱を減少せしめ、また従来技術の装置に比しモータ装置
の効率を増大させるという2重の利点を有することがわ
かる。
本発明の第2実施例の低電力モータ起動器において
は、第2図のスイッチ7は、前述のスイッチによって置
き換えられうる。この実施例においては、起動後モータ
の速度が増大し、PTC素子5を通る電流よってこれが加
熱されると、PTC素子の抵抗が増大し、これを通る電流
は減少する。従って、キャパシタ9およびリレーコイル
または電磁石11を通る電流は増大し、それによって電磁
石の作る磁界強度が増大して非サーモスタットスイッチ
7を開放する。コイル11を十分な電流が流れてこの機能
を続行する限り、スイッチ7は開放状態に留まる。
以上においては、本発明を特定の実施例について説明
してきたが、本技術に精通する物ならば、これに対し多
くの変更および改変を施しうることがわかるはずであ
る。従って、特許請求の範囲は、従来技術を考慮し、全
てのそのような変更および改変を含めてできるだけ広義
に解釈されうるようにしてある。
【図面の簡単な説明】
第1図は、従来技術におけるモータ巻線装置の回路図、
第2図は、本発明のモータ起動装置の回路図である。 符号の説明 1……主巻線、3……起動/補助巻線、5……PTC抵
抗、7……バイメタルスイッチ素子、9……キャパシ
タ、11……電磁石。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 実開 昭54−33926(JP,U) 実開 昭55−56492(JP,U) 実開 昭56−94198(JP,U) 実開 昭61−13596(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H02P 1/44 H02K 17/08

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】起動巻線および主巻線を有するモータの巻
    線装置と併用される装置であって、 (イ)前記起動巻線と直列に接続される並列回路であっ
    て、該並列回路は並列に接続された第1および第2回路
    を含み、前記起動巻線および前記並列回路は前記主巻線
    と並列に接続され、 (ロ)該第1回路が正の抵抗の温度係数を有する抵抗
    と、該抵抗に直列な状態で閉成されている温度応答スイ
    ッチとを含み、 (ハ)前記第2回路が該スイッチを開放状態にラッチす
    るための電磁装置と、該電磁装置に直列なキャパシタと
    を含む、 モータの巻線装置と併用される装置。
  2. 【請求項2】起動巻線および主巻線を有するモータの巻
    線装置と併用される装置であって、 (イ)並列に接続された第1および第2回路であって、
    該並列回路が前記起動巻線に直列に接続されている該第
    1および第2回路を含み、 (ロ)該第1回路が正の抵抗の温度係数を有するPTC抵
    抗と、該抵抗に直列な、通常は閉成されている熱応答バ
    イメタルスイッチとを含み、 (ハ)前記第2回路が該熱応答バイメタルスイッチを開
    放するための電磁装置と、該電磁装置に直列なキャパシ
    タとを含む、 モータの巻線装置と併用される装置。
  3. 【請求項3】モータの巻線装置と併用される装置であっ
    て、該装置が、 (イ)第1および第2端子を有する電源と、 (ロ)該電源の該第1および第2端子間に並列に接続さ
    れた起動巻線回路および主巻線とを含み、該起動巻線回
    路が、 (ハ)前記第1端子に結合した起動巻線と、 (ニ)並列に接続された第1および第2回路であって、
    該並列回路が前記起動巻線と前記第2端子とに直列に接
    続されている該第1および第2回路と、を含み、 (ホ)前記第1回路が正の抵抗の温度係数を有する抵抗
    と、該抵抗に直列な、通常は閉成されている温度応答バ
    イメタルスイッチを含み、 (ヘ)前記第2回路がキャパシタと、該スイッチのバイ
    メタルの移動に応答して該スイッチを開放状態にラッチ
    する電磁ラッチ装置とを含む、モータの巻線装置と併用
    される装置。
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