JPH0533692U - モータ始動回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 回路構成が簡易で低コスト、かつ、信頼性の
高いモータ始動回路を提供する。 【構成】 交流電源11の入力端子１，２間に始動コイル
３とトライアック５の直列回路を接続する。トライアッ
ク５のゲート端子７と第２の端子６との間にバイアス抵
抗体８を接続し、ゲート端子７と始動コイル３の入力端
間に正特性サーミスタ14を介設する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、単相交流誘導モータや分相モータ等のモータ始動回路に関するもの である。

【０００２】

【従来の技術】

周知のように、単相交流誘導モータや分相モータの駆動回路にはモータの定常 回転を行う主コイルと、モータの起動時のみ動作する始動コイルとを備えており 、モータの起動時にはモータ始動回路により始動コイルを駆動してモータを回転 させ、このモータの回転数が定常回転に至ったときに始動コイルを入力回路より 切り離すようにしている。

【０００３】 ところで、モータ始動回路にはモータの定常回転中にも通電が行われており、 特に、冷蔵庫等の連続長時間の運転を行うモータにあっては、始動回路の通電に よる電力損失を小さくすることが必要となる。このため、最近のモータ始動回路 にはトライアックが用いられ、電力損失をできるだけ小さくする工夫がなされて いる。

【０００４】 トライアックを用いたモータ始動回路として、特開昭61-39874号公報が知られ ている。この公報のモータ始動回路は、図５に示すように、交流電源の第１の入 力端子１と第２の入力端子２間に始動コイル３とコンデンサ４とトライアック５ を直列に接続し、トライアック５の第２の端子６とゲート端子７間にバイアス抵 抗体８を接続し、トライアック５のゲート端子７と、始動コイル３の入力端（入 力端子１側）との間にトライアック５のゲートのオンオフの制御を行うスイッチ 回路10を介設している。

【０００５】 この回路では、モータの起動時には、スイッチ回路10の動作によりトライアッ ク５のゲートを開いて始動コイル３に通電し、モータを回転起動するとともに、 モータの回転起動時から所定の時間経過してモータ回転が定常回転に至ったとき に、トライアック５のゲートを閉じて始動コイル３の動作を停止し、図示されて いない主コイルの駆動によりモータの定常回転を継続するものである。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】

しかしながら、前記従来のモータ始動回路のスイッチ回路10は、例えば、ダイ オードのブリッヂ回路やコンデンサやＳＣＲ等の様々な回路素子が複雑に組み合 わされて非常に部品点数が多く、回路コストが高価になるばかりでなく、部品点 数が多い分だけ回路動作の信頼性の上で問題が生じる。特に、冷蔵庫等のモータ は10万時間以上連続して過酷な条件下で使用されるため、信頼性が特に重視され ており、前記の如く、部品点数が多ければ多いほど信頼性の上で問題が生じるこ ととなり、このため、部品点数が少なく、信頼性の高いモータ始動回路の開発が 望まれている。

【０００７】 本考案は上記従来の課題を解決するためになされたものであり、その目的は、 電力損失が小さく、その上、部品点数が少なく、信頼性の高いモータ始動回路を 提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】

本考案は上記目的を達成するために、次のように構成されている。すなわち、 本考案は、モータの交流電源と、この交流電源の第１の入力端子に接続され、モ ータの起動時のみ動作する始動コイルと、モータの定常回転駆動を行う主コイル とを備えたモータ駆動回路に組み込まれるモータ始動回路において、このモータ 始動回路はトライアックと、バイアス抵抗体と、正特性サーミスタとを含み、ト ライアックの第１の端子は始動コイルの出力端側に、トライアックの第２の端子 は交流電源の第２の入力端子側にそれぞれ接続され、トライアックのゲートと第 ２の端子間にはバイアス抵抗体が介設されており、トライアックのゲートと始動 コイルの入力端側の間には正特性サーミスタが設けられていることを特徴として 構成されており、また、前記正特性サーミスタにはモータの回転駆動中に流れる 電流によって発熱する発熱抵抗体が熱的に合体して設けられていることも本考案 の特徴的な構成とされている。

【０００９】

【作用】

上記構成の本考案において、モータの起動時には正特性サーミスタは常温状態 にあり、抵抗値が小さいので、正特性サーミスタに大きな電流が流れ、その電流 はバイアス抵抗体に加えられる。この結果、バイアス抵抗体の両端間、つまり、 トライアックのゲート電圧が動作電圧以上に高められ、トライアックのゲートが 開かれる。そうすると、始動コイルへの通電が行われ、始動コイルの動作により モータの回転起動が行われる。このモータの回転起動後、短時間経過すると、モ ータの回転速度が高められて定常回転状態になり、このときには、正特性サーミ スタの通電電流により正特性サーミスタの温度が急激に上昇し、抵抗値も急激に 増加する。この抵抗値の増大により、正特性サーミスタを通ってバイアス抵抗体 に加えられる電流は非常に小さくなり、トライアックのゲート電圧は動作電圧よ りも低下する。これにより、トライアックのゲートが閉じられ、始動コイルの動 作が停止し、モータ駆動のコイルが始動コイルから主コイルに切り換わってモー タの定常回転が行われる。

【００１０】

【実施例】

以下、本考案の実施例を図面に基づいて説明する。なお、本実施例の説明にお いて、従来例と同一の回路部分には同一符号を付し、その詳細な重複説明は省略 する。図１には本考案に係るモータ始動回路の第１の実施例がモータ駆動回路中 に示されており、始動コイル３の入力端子は交流電源11の第１の入力端子１に、 始動コイル３の出力端子はトライアック５の第１の端子９側に接続されている。 同図において、11は実効値100 Ｖのモータの交流電源、12はモータの起動と停止 を行うスイッチ、13はモータの主コイルをそれぞれ示している。なお、コンデン サ４は省略されることもある。

【００１１】 本実施例が前記従来例と異なる特徴的なことは、従来例のスイッチ回路10の代 わりに正特性サーミスタ14を設けたことであり、それ以外の構成は前記従来例と 同様である。この正特性サーミスタ14はトライアック５のゲート端子７と始動コ イル３の入力端間に介設され、常温状態では数百Ω、この実施例では800 Ωの抵 抗値を示し、ほぼ90℃の温度状態で常温状態のときの初期抵抗値の10³ 倍、この 実施例では800 ＫΩ以上の抵抗値となるように形成されている。また、トライア ック５はゲートに掛かる電圧が１〜10Ｖでゲートをオン動作するように形成され ている。

【００１２】 この実施例は上記のように構成されており、次に、その動作を説明する。スイ ッチ12が閉じられると、交流電源11からの電流は正特性サーミスタ14に加えられ る。この正特性サーミスタ14は最初は常温の状態にあるので、図２に示すように 、800 Ωの低い抵抗値となっているため、大容量（例えば125 ｍＡ）の電流が流 れる結果、バイアス抵抗体８の両端間の電圧、つまり、トライアック５のゲート 電圧は動作電圧範囲に高められ、トライアック５のゲートが開かれる。

【００１３】 そうすると、交流電源11からの電流は始動コイル３に供給され、この始動コイ ル３の動作によりモータの回転起動が行われる。

【００１４】 前記正特性サーミスタ14は大容量の電流が通電されることから、図３に示すよ うに、通電開始時からほぼ1.0 〜1.5 秒経過後に温度が急激に上昇し、ほぼ90℃ の温度に収束する。この正特性サーミスタ14の急激な温度上昇により、正特性サ ーミスタ14の抵抗値は図２に示す如くモータの起動後ほぼ1.5 秒経過したときに 約800 ＫΩに到達して収束する。モータの起動後1.5 秒経過する間にはモータの 回転速度は定常回転の速度に至っており、前記正特性サーミスタ14の急激な抵抗 値の増加により正特性サーミスタ14を通る電流の値が非常に小さくなる結果、ト ライアック５のゲート電圧は動作電圧よりも低い例えば0.2 Ｖ以下となり、トラ イアック５のゲートが閉じられ、始動コイル３への電流供給が遮断される。この ときには、モータの回転は定常回転状態に移行しており、主コイル13の回転駆動 によってモータの定常回転が引き続き安定に行われる。そして、モータの定常回 転動作中には、正特性サーミスタ14に微小な電流が流れ続けることから、正特性 サーミスタ14はほぼ90℃の温度を維持して800 ＫΩの抵抗値を保ち、トライアッ ク５のゲートの閉動作状態を安定に維持する。

【００１５】 この実施例では、モータの定常回転動作中における正特性サーミスタ14の電力 損失は非常に小さく、モータ始動回路の電力損失を十分に小さくすることができ る。

【００１６】 本考案者はトライアック５を省略し、このトライアック５の代わりに正特性サ ーミスタ14を始動コイル３に直列に接続してモータ始動回路を形成したところ、 正特性サーミスタでの損失は３Ｗとかなり大きな損失となった。これに対し、本 実施例の如く、トライアック５と正特性サーミスタ14を組み合わせることにより 、モータ始動回路の損失を極めて小さくすることができ、特に、長期連続運転を 行う冷蔵庫等のモータ始動回路として好適である。

【００１７】 図４には本考案の第２の実施例が示されている。この実施例が前記第１の実施 例と異なる特徴的なことは、正特性サーミスタ14と熱的に合体させて発熱抵抗体 15を設けたことであり、それ以外の構成は前記第１の実施例と同様である。本実 施例では正特性サーミスタ14はセラミックスを用いて形成しており、発熱抵抗体 15はそのセラミックスの表面に抵抗パターンを印刷や蒸着等の適宜の手段を用い て形成することで、発熱抵抗体15と正特性サーミスタ14は熱的に合体されている 。そして、発熱抵抗体15の一端側は正特性サーミスタ14と始動コイル３の接続部 に接続され、発熱抵抗体15の他端側はトライアック５の第２の端子６とバイアス 抵抗体８との接続部に接続される。

【００１８】 この第２の実施例も前記第１の実施例と同様に動作してモータ起動時の回転始 動動作を行うが、モータが定常運転状態にあるときには、正特性サーミスタ14に 流れる微小な電流によって正特性サーミスタ14は発熱を継続するが、このとき、 発熱抵抗体15に流れる電流によって、発熱抵抗体15が発熱し、この発熱抵抗体15 の熱が正特性サーミスタ14に伝播され、正特性サーミスタ14の温度低下が防止さ れる。

【００１９】 この発熱抵抗体15による正特性サーミスタ14の保温に際し、発熱抵抗体15に電 流が流れることにより発熱抵抗体での電力損失が発生するが、前記保温効果によ り、抵抗値が非常に大きい正特性サーミスタ14側に流れる電流をより小さくする ことができるので正特性サーミスタ14で発生する電力損失をより小さくすること ができ、その結果として、モータ始動回路のトータルの電力損失は第１の実施例 よりも小さくすることができる。この第２の実施例における電力損失を測定した ところ、正特性サーミスタ14の電力損失は0.3 ｍＷであり、発熱抵抗体15の電力 損失は0.2 Ｗとなり、非常に小さい電力損失でもってモータ始動回路を動作させ 得ることが実証できた。

【００２０】 なお、本考案は上記各実施例に限定されることはなく、様々な実施の態様を採 り得るものである。例えば、上記各実施例では単相交流誘導モータや分相モータ を対称にして説明したが、本考案のモータ始動回路は、それ以外の各種モータの モータ始動回路として適用されるものである。

【００２１】

【考案の効果】

本考案は、トライアックのゲートと始動コイルの入力端間に正特性サーミスタ を設けるだけでトライアックの閉動作を制御するように構成したものであるから 、従来例の回路に比べ部品点数を格段に少なくすることができ、これにより、回 路動作の信頼性を高めることができるとともに、回路コストの大幅な低減化が可 能となる。

【００２２】 また、電力損失も非常に小さく、特に、長期的な連続運転を行う冷蔵庫等のモ ータ始動回路として好適である。

【００２３】 さらに、モータ始動回路は使用環境により完全密閉を図ったり樹脂注型を行う 必要が生じた場合においても、前記の如く、本考案は部品点数が非常に少なく、 特に、樹脂注型等を行うときに支障となり易いコンデンサ等の回路部品を含むこ とがないので、これら回路密閉や樹脂注型を支障なく行うことができる。

【００２４】 さらに、発熱抵抗体を正特性サーミスタに熱的に合体させた構成のものにあっ ては、発熱抵抗体により正特性サーミスタを保温することができ、これにより、 正特性サーミスタの通電電流を小さくすることができることとなり、電力損失を より小さくすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案に係るモータ始動回路の第１の実施例を
含むモータ駆動回路の回路図である。

【図２】同実施例を構成する正特性サーミスタの抵抗値
変化の特性図である。

【図３】同正特性サーミスタの温度変化の特性図であ
る。

【図４】本考案に係るモータ始動回路の第２の実施例を
含むモータ駆動回路の回路図である。

【図５】トライアックを用いた従来のモータ始動回路の
説明図である。

【符号の説明】

３ 始動コイル ５ トライアック ８ バイアス抵抗体 11 交流電源 13 主コイル 14 正特性サーミスタ 15 発熱抵抗体

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 モータの交流電源と、この交流電源の第
   １の入力端子に接続され、モータの起動時のみ動作する
   始動コイルと、モータの定常回転駆動を行う主コイルと
   を備えたモータ駆動回路に組み込まれるモータ始動回路
   において、このモータ始動回路はトライアックと、バイ
   アス抵抗体と、正特性サーミスタとを含み、トライアッ
   クの第１の端子は始動コイルの出力端側に、トライアッ
   クの第２の端子は交流電源の第２の入力端子側にそれぞ
   れ接続され、トライアックのゲートと第２の端子間には
   バイアス抵抗体が介設されており、トライアックのゲー
   トと始動コイルの入力端側の間には正特性サーミスタが
   設けられていることを特徴とするモータ始動回路。
2. 【請求項２】 正特性サーミスタにはモータの回転駆動
   中に流れる電流によって発熱する発熱抵抗体が熱的に合
   体して設けられている請求項１記載のモータ始動回路。