JP3435068B2 - 単相誘導電動機における安全起動装置及びその起動制御方法 - Google Patents

単相誘導電動機における安全起動装置及びその起動制御方法

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JP3435068B2 JP22292098A JP22292098A JP3435068B2 JP 3435068 B2 JP3435068 B2 JP 3435068B2 JP 22292098 A JP22292098 A JP 22292098A JP 22292098 A JP22292098 A JP 22292098A JP 3435068 B2 JP3435068 B2 JP 3435068B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、起動停止を頻繁に
繰返すような場所で使用する単相誘導電動機の安全起動
装置及びその起動制御方法に関する。
【0002】
【従来の技術】例えば医療用圧縮機には単相誘導電動機
(特にコンデンサ電動機)が用いられ、図3に示すよう
に、起動の際に補助巻線のコンデンサに並列に補助コン
デンサを追加して補助巻線の電流を増して起動トルクを
上げ、単相誘導電動機が容易に起動できるようにしてい
る。しかし、起動してからそのまま補助巻線に大きい電
流を長時間にわたって流し続けると、電動機が過熱して
焼損する場合があり、追加した補助コンデンサに開閉ス
イッチを設けて、一定時間(数十秒以内)経過後にタイ
マまたは機械的な遮断手段によりこの開閉スイッチを切
り、通常の補助巻線電流値に戻して運転を続けるように
している。また上記の方法と別に、電動機の温度上昇を
直接温度センサにより検出し、電動機の温度が上り過ぎ
る前に入力電流を切る方法が取られている。例えば電動
機の巻線内に温度ヒューズ等の感熱素子を巻き込み、過
電流による発熱により感熱素子を遮断して電源から切り
離す方法があるが、過電流による遮断には感熱素子の熱
容量により時間がかかり、感熱素子が遮断したときには
既に巻線等に損傷が生じている場合があった。また、感
熱素子によって温度ヒューズのように、そのまま繰返し
使用することができない。また、遮断した直後には過電
流により電動機の温度が高く、作業者が直接手を触れる
と火傷する恐れがある。医療用圧縮機では、通常その使
用状態が頻繁に起動停止を繰返すことが多く、その単相
誘導電動機も頻繁に起動停止を繰返す。このため開閉ス
イッチは頻繁な開閉により接点が焼付き、補助コンデン
サが接続されたままになり、補助巻線に過大電流が流れ
て電動機が過熱し焼損する事故の可能性があった。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明では、起動後に
単相誘導電動機が過電流により過熱焼損することのない
単相誘導電動機の安全起動装置を提供する。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明装置では、電源ス
イッチに電源スイッチを開閉するリレーとリレー制御回
路を設けるとともに、補助コンデンサの回路にタイマで
作動する電流センサを取付け、起動開始して一定時間経
過後に、前記開閉スイッチを開放して補助コンデンサを
切離し、さらに前記開閉スイッチ開放信号で前記タイマ
起動し一定時間経過後に、電流センサにより前記補助
コンデンサの回路を流れる電流を検知し、その検知信号
が零でない場合には、前記リレー制御回路を作動して、
前記電源スイッチを遮断する。さらに、電源スイッチに
電源スイッチを開閉するリレーとリレー制御回路を設け
るとともに、補助巻線のコンデンサと、開閉スイッチを
介して補助コンデンサとを並列に接続してなる並列コン
デンサ回路に、タイマで作動する電流センサを取付け、
起動後一定時間経過後に、開閉スイッチにより補助コン
デンサを切離し、さらに前記開閉スイッチ開放信号で
記タイマを起動し一定時間経過後に、電流センサにより
前記並列コンデンサ回路の電流を検知し、この検知した
電流と前記補助コンデンサ切離し前の電流を比較し、
知した電流が同等またはそれを上回るときに、リレー制
御回路により電源スイッチを遮断する。本発明方法で
は、電源スイッチに電源スイッチを開閉するリレーとリ
レー制御回路を設けるとともに、補助コンデンサの回路
にタイマで作動する電流センサを取付け、起動開始して
一定時間経過後に、前記開閉スイッチを開放して補助コ
ンデンサを切離すステップと、さらに前記開閉スイッチ
開放信号で前記タイマを起動し一定時間経過後に、電流
センサにより前記補助コンデンサの回路を流れる電流を
検知するステップと、補助コンデンサを流れる電流が
の場合は電動機の運転を継続し、補助コンデンサを流れ
る電流が零でない場合は前記リレー制御回路を作動して
電源スイッチを遮断し電動機を停止するステップと、を
備える。さらに、電源スイッチに電源スイッチを開閉す
るリレーとリレー制御回路を設けるとともに、補助巻線
のコンデンサと、開閉スイッチを介して補助コンデンサ
とを並列に接続してなる並列コンデンサ回路にタイマで
作動する電流センサを設け、前記電流センサにより前記
並列コンデンサ回路の電流を検知し記憶するステップ
と、起動開始して一定時間経過後に、前記開閉スイッチ
を開放して補助コンデンサを切離すステップと、さらに
前記開閉スイッチ開放信号で前記タイマを起動し一定時
間経過後に、電流センサにより前記並列コンデンサ回路
の電流を検知するステップと、当該検知した補助コンデ
ンサ切離しステップ後の電流を、前記記憶した補助コン
デンサ切離し前の電流と比較するステップと、比較した
結果、補助コンデンサ切離しステップ後の電流が切離し
前の電流と同等またはそれを上回るときに、前記リレー
制御回路を作動して電源スイッチを遮断し電動機を停止
するステップと、を備える。
【0005】
【発明の実施の形態】本発明の単相誘導電動機の安全起
動装置の詳細を図面を参照して説明する。図1は本発明
の単相誘導電動機(以下単に電動機IMとする)の実体
配線図で、中心に回転子Rを回転自在に軸支し、その外
周に固定子鉄心(図示せず)を配置し、この固定子鉄心
に主巻線Pと補助巻線Sを巻装し、それらの端末をそれ
ぞれ外に引き出す。主巻線Pの一端を電源スイッチSW
1を介して電源に接続し、主巻線Pの他端にはコンデン
サC1を介して補助巻線Sの一端を接続し、補助巻線S
の他端を電源スイッチSW1に接続する。さらに、コン
デンサC1には開閉スイッチSW2を介して補助コンデ
ンサC2をその極性を揃えて並列に配置する。補助コン
デンサC2の他端には電流センサCSを介してコンデン
サC1と補助巻線Sの接続点に連結する。安全起動装置
は、電源スイッチSW1と、開閉スイッチSW2と、そ
れらを開閉するリレーRY1、RY2と、タイマT1、
T2およびリレー制御回路RCからなる。電源スイッチ
SW1は常時オフ状態、開閉スイッチSW2は常時オン
状態とする。電流センサCSは、一例として補助コンデ
ンサC2に連なる配線にコイル状に検出線を巻回してリ
ード線を流れる電流により発生する磁束を検出して、電
流が流れているか否かを検出するものがある。
【0006】以上の構成により、外部より電源スイッチ
SW1を操作すると、リレー制御回路RCによりリレー
RY1を作動して電源スイッチSW1を投入して自己保
持し、電動機IMを起動開始する。このとき、開閉スイ
ッチSW2は導通状態で、コンデンサC1に補助コンデ
ンサC2が並列に接続され、主巻線Pおよび補助巻線S
に電流が流れ、回転子Rを回転して、電動機IMの起動
を容易にする。電動機IMの起動と同時にタイマT1が
作動開始し、所定の時間を経過してからリレーRY2を
駆動して開閉スイッチSW2を開放し、補助コンデンサ
C2を流れる電流を遮断する。この状態で電動機IMは
コンデンサC1のみで運転トルクを発生して運転を継続
する。開閉スイッチSW2の遮断と同時に、タイマT2
が作動開始し、一定時間経過後に電流センサCSにより
補助コンデンサC2を流れる電流を検知し、電流が検知
されないときはそのまま電動機IMの運転を継続し、電
流が検知されるとリレー制御回路RCによりリレーRY
1を作動して、電源スイッチSW1の自己保持を外して
電源スイッチSW1を遮断し、電動機IMを停止する。
【0007】図2は本発明の他の実施例の実体配線図
で、コンデンサC1と、開閉スイッチSW2を介して補
助コンデンサC2と並列に配置して、並列コンデンサ回
路CCを形成し、この並列コンデンサ回路CCと補助巻
線Sの間に電流センサCSを配置する。この状態で、外
部より電源スイッチSW1を操作すると、リレー制御回
路RCによりリレーRY1を作動して電源スイッチSW
1を投入して自己保持し、コンデンサC1と補助コンデ
ンサC2は並列に接続されて、主巻線Pおよび補助巻線
Sに電流が流れ、回転子Rを回転して電動機IMを起動
する。タイマT1は電源スイッチSW1の投入と同時に
作動し、所定の時間を経過すると、リレー制御回路RC
によりリレーRY2を作動して開閉スイッチSW2を遮
断する。このとき、電流センサCSにより補助巻線Sを
流れる電流を検出し、リレー制御回路RCにこの電流値
を記憶し、この電流値と開閉スイッチSW2の開放直後
の電流値と比較して、等しいかまたはそれを上回る場合
に、リレー制御回路RCを介してリレーRY1を作動し
て電源スイッチSW1を遮断し、電動機IMを停止す
る。この場合、電流センサCSは電流値をデジタル信号
により表示する電流計で、表示された電流値をリレー制
御回路RCのメモリに記憶し、既に記憶されている開閉
スイッチSW2の遮断前の電流値と比較する。
【0008】このように、電動機IMを起動してから、
一定時間経過後に開閉スイッチSW2を遮断して、補助
巻線Sに補助コンデンサC2を流れる電流を遮断して、
過大電流の持続による電動機IMの焼損を防止すること
ができる。また、電動機IMの起動停止を頻繁に繰返す
ことにより、開閉スイッチSW2の接点が焼付を生じた
としても、一定時間経過後に電流センサCSで補助巻線
Sを流れる電流を検出して、流れる電流を検出するか、
または電流が所定の電流値を越える場合に、リレー制御
回路RCを作動して電源スイッチSW1を切り電動機I
Mを停止して、電動機IMの焼損等の重大な事故を未然
に防止できる。
【0009】
【発明の効果】以上のように、請求項1、3の発明で
は、補助巻線のコンデンサC1に、開閉スイッチSW2
を介して並列に補助コンデンサC2を設けて、電動機I
Mを起動し一定時間経過してから開閉スイッチSW2を
遮断して補助コンデンサC2を切離しこの状態で運転を
継続し、前記開閉スイッチ開放信号でタイマT2を起動
一定時間経過後に補助コンデンサC2を流れる電流を
検知し、その検知信号が零でない場合には、リレー制御
回路RCによりリレーRY1を作動して電源スイッチS
W1を遮断して、コンデンサC1および補助コンデンサ
C2を流れる電流による電動機IMの過熱・焼損を未然
に防ぐことができる。また同様に請求項2、4の発明で
は、タイマT2で作動する電流センサCSにより一定時
間経過後に並列コンデンサ回路CCの電流を検知し、こ
れと補助コンデンサC2切離し前の電流を比較し、検知
した電流が同等またはそれを上回るときに、リレー制御
回路RCによりリレーRY1を作動して電源スイッチS
W1を遮断して、コンデンサC1および補助コンデンサ
C2を流れる電流による電動機IMの過熱・焼損を未然
に防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の単相誘導電動機の安全起動装置の結線
図である。
【図2】本発明の他の実施例の結線図である。
【図3】従来の安全起動装置の結線図である。
【符号の説明】
IM 単相誘導電動機 R 回転子 P 主巻線 S 補助巻線 SW1 電源スイッチ SW2 開閉スイッチ C1 コンデンサ C2 補助コンデンサ CC 並列コンデンサ回路 CS 電流センサ RY1 リレー1 RY2 リレー2 RC リレー制御回路 T1 タイマ1 T2 タイマ2
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H02P 3/18 H02P 1/44

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 補助巻線のコンデンサに、開閉スイッチ
    を介して並列に補助コンデンサを設け、電源スイッチを
    閉じて起動し、一定時間後に開閉スイッチを開いて補助
    コンデンサを切離し、運転を継続するとともに、頻繁に
    起動停止を繰り返す単相誘導電動機において、 前記電源スイッチに電源スイッチを開閉するリレーとリ
    レー制御回路を設けるとともに、前記補助コンデンサの
    回路にタイマで作動する電流センサを取付け、 起動開始して一定時間経過後に、前記開閉スイッチを開
    放して補助コンデンサを切離し、 さらに前記開閉スイッチ開放信号で前記タイマを起動
    一定時間経過後に、電流センサにより前記補助コンデン
    サの回路を流れる電流を検知し、 その検知信号が零でない場合には、前記リレー制御回路
    を作動して、前記電源スイッチを遮断してなる安全起動
    装置。
  2. 【請求項2】 補助巻線のコンデンサに、開閉スイッチ
    を介して並列に補助コンデンサを設け、電源スイッチを
    閉じて起動し、一定時間後に開閉スイッチを開いて補助
    コンデンサを切離し、運転を継続するとともに、頻繁に
    起動停止を繰り返す単相誘導電動機において、 前記電源スイッチに電源スイッチを開閉するリレーとリ
    レー制御回路を設けるとともに、前記補助巻線のコンデ
    ンサと、開閉スイッチを介して補助コンデンサとを並列
    に接続してなる並列コンデンサ回路に、タイマで作動す
    る電流センサを取付け、 起動後一定時間経過後に、前記開閉スイッチにより補助
    コンデンサを切離し、 さらに前記開閉スイッチ開放信号で前記タイマを起動
    一定時間経過後に、電流センサにより前記並列コンデン
    サ回路の電流を検知し、この検知した電流 と前記補助コンデンサ切離し前の電流
    を比較し、検知した電流が同等またはそれを上回るとき
    に、リレー制御回路により電源スイッチを遮断してなる
    安全起動装置。
  3. 【請求項3】 補助巻線のコンデンサに、開閉スイッチ
    を介して並列に補助コンデンサを設け、電源スイッチを
    閉じて起動し、一定時間後に開閉スイッチを開いて補助
    コンデンサを切離し、運転を継続するとともに、頻繁に
    起動停止を繰り返す単相誘導電動機において、 前記電源スイッチに電源スイッチを開閉するリレーとリ
    レー制御回路を設けるとともに、前記補助コンデンサの
    回路にタイマで作動する電流センサを取付けて、 起動開始して一定時間経過後に、前記開閉スイッチを開
    放して補助コンデンサを切離すステップと、 さらに前記開閉スイッチ開放信号で前記タイマを起動
    一定時間経過後に、電流センサにより前記補助コンデン
    サの回路を流れる電流を検知するステップと、 補助コンデンサを流れる電流が零の場合は電動機の運転
    を継続し、補助コンデンサを流れる電流が零でない場合
    は前記リレー制御回路を作動して電源スイッチを遮断し
    電動機を停止するステップと、を備えることを特徴とす
    る起動制御方法。
  4. 【請求項4】 補助巻線のコンデンサに、開閉スイッチ
    を介して並列に補助コンデンサを設け、電源スイッチを
    閉じて起動し、一定時間後に開閉スイッチを開いて補助
    コンデンサを切離し、運転を継続するとともに、頻繁に
    起動停止を繰り返す単相誘導電動機において、 前記電源スイッチに電源スイッチを開閉するリレーとリ
    レー制御回路を設けるとともに、前記コンデンサと開閉
    スイッチを介して補助コンデンサとを並列に配置して形
    成した並列コンデンサ回路にタイマで作動する電流セン
    サを取付けて、 前記電流センサにより前記並列コンデンサ回路の電流を
    検知し記憶するステップと、 起動開始して一定時間経過後に、前記開閉スイッチを開
    放して補助コンデンサを切離すステップと、 さらに前記開閉スイッチ開放信号で前記タイマを起動
    一定時間経過後に、電流センサにより前記並列コンデン
    サ回路の電流を検知するステップと、 当該検知した補助コンデンサ切離しステップ後の電流
    を、前記記憶した補助コンデンサ切離し前の電流と比較
    するステップと、 比較した結果、補助コンデンサ切離しステップ後の電流
    が切離し前の電流と同等またはそれを上回るときに、前
    記リレー制御回路を作動して電源スイッチを遮断し電動
    機を停止するステップと、を備えることを特徴とする起
    動制御方法。
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