JPH06113517A - ブラシレス直流モータ - Google Patents

ブラシレス直流モータ

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Publication number
JPH06113517A
JPH06113517A JP4261360A JP26136092A JPH06113517A JP H06113517 A JPH06113517 A JP H06113517A JP 4261360 A JP4261360 A JP 4261360A JP 26136092 A JP26136092 A JP 26136092A JP H06113517 A JPH06113517 A JP H06113517A
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JP
Japan
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coil group
coil
motor
turns
brushless
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Pending
Application number
JP4261360A
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English (en)
Inventor
Hiroaki Kojima
浩明 小島
Masahiro Tanaka
正浩 田中
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Daikin Industries Ltd
Original Assignee
Daikin Industries Ltd
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Publication date
Application filed by Daikin Industries Ltd filed Critical Daikin Industries Ltd
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【目的】ブラシレス直流モータの最高回転数を高く設定
した場合でも、冷凍、冷蔵、空調等の製品負荷が小さい
時など低速運転したときに効率が低下することなく運転
できるようにする。 【構成】各相U,V,Wを第1コイル群Ua,Va,W
aと第2コイル群Ub,Vb,Wbとから形成する。そ
して、第1コイル群の両端に第1端子U1,V1,W1
と第2端子U2,V2,W2とを設け、第2コイル群
は、その一端を第1中性点N1に接続し、他端に第3端
子U3,V3,W3を設ける。また、低速回転域におい
て第2端子と第3端子とを接続して第1コイル群及び第
2コイル群,を電源線路の各相U,V,Wに直列に接続
しコイル巻き数を増大すると共に、高速回転域において
各相U,V,Wの第2端子を第2中性点N2に接続し
て、第1コイル群及び第2コイル群を電源線路の各相
U,V,Wに並列に接続する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ブラシレス直流モータ
に関するものであり、特に、圧縮機用のモータ等に使用
されるインバータ制御可能なブラシレス直流モータに関
するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、この種のブラシレス直流モータ
は、例えば実開昭64−54797号公報に示され、ま
た、図15に示されているように、スイッチ素子TU,
TV,TW,TX,TY,TZ及びダイオードDU,D
V,DW,DX,DY,DZにより構成されている直流
を交流に変換するインバータ回路Aと、該インバータ回
路Aの作動を制御する制御回路Bとを備え、直流電源が
所定の周波数の交流に変換されてブラシレス直流モータ
Cに供給され、該ブラシレス直流モータCを周波数を変
更して運転できるようにしている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
ブラシレス直流モータでは、前記インバータ回路Aでの
許容最大電圧が決まっており、この許容最大電圧により
モータの最高回転数が決定される。また、同じモータの
設計において、コイル巻き数を変更することにより最高
回転数が異なることになり、この最高回転数は、モータ
のコイル巻き数に反比例して高くなり、前記インバータ
制御をPWM方式で行う際には、図16に示すように、
最高回転数の高い巻き線仕様のモータbは、最高回転数
の低い巻き線仕様のモータaより、低速域で効率が悪く
なり、このため、最高回転数が高い巻き線仕様のものb
は、冷凍、冷蔵、空調等の製品負荷が小さい時など低速
(低周波数)で運転する場合、効率が悪くなっていたの
である。
【0004】また、最高回転数の低い巻き線仕様のモー
タを使用する場合、高速回転で運転する必要があると
き、例えば、デフロスト運転を行うときなど高速運転が
要求されるときがあっても、必要な回転数まで上げるこ
とができなかったのである。
【0005】本発明は、上記問題に鑑みて発明したもの
で、その目的の一つは、ブラシレス直流モータの最高回
転数を高く設定した場合でも、冷凍、冷蔵、空調等の製
品負荷が小さい時など低速運転したときに効率が低下す
ることなく運転できるようにするブラシレス直流モータ
を提供することにあり、他の目的として、最高回転数を
低く設定した場合でも、必要に応じて回転数を高くして
運転できるブラシレス直流モータを提供することにあ
る。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、前記目的を達
成するために、固定子における各スロットにコイルを巻
回し、インバータ制御可能としたブラシレス直流モータ
において、三相U,V,Wから成り、所定の低速回転域
の範囲内においては、各相U,V,Wにおける前記コイ
ルの巻き数を大きくし、所定の高速回転域では、前記コ
イルの巻き数を減少させるスイッチ素子を設けたのであ
る。
【0007】また、前記各相U,V,Wに第1コイル群
Ua,Va,Waと第2コイル群Ub,Vb,Wbとを
設け、前記第1コイル群Ua,Va,Waはその両端に
第1端子U1,V1,W1と第2端子U2,V2,W2
とをもち、第2コイル群Ub,Vb,Wbは、その一端
が第1中性点N1に接続され、他端には第3端子U3,
V3,W3を備え、スイッチ素子は、低速回転域におい
て前記第2端子U2,V2,W2と第3端子U3,V
3,W3とを接続して前記第1コイル群Ua,Va,W
a及び第2コイル群Ub,Vb,Wb,を電源線路の各
相U,V,Wに直列に接続しコイル巻き数を増大すると
共に、高速回転域において前記各相U,V,Wの前記第
2端子U2,V2,W2を第2中性点N2に接続して、
第1コイル群Ua,Va,Wa及び第2コイル群Ub,
Vb,Wbを電源線路の各相U,V,Wに並列に接続し
コイル巻き数を減少する切換スイッチM1,M2,M3
を備えることが好ましい。
【0008】請求項2記載の発明は、第1コイル群U
a,Va,Waのコイル巻き数と第2コイル群Ub,V
b,Wbのコイル巻き数との巻き数比を異ならしめても
よい。
【0009】また、一端に第1端子U1,V1,W1を
もつ第1コイル群Ua,Va,Waと、一端を中性点N
に接続した第2コイル群Ub,Vb,Wbとを直列に接
続して、この接続線Uc,Vc,Wcに第4端子U4,
V4,W4をもった分岐線Ud,Vd,Wdを接続する
と共に、スイッチ素子は、前記第1端子U1,V1,W
1及び第4端子U4,V4,W4の一方を電源線路の各
相U,V,Wに選択的に切換える切換スイッチM4を備
えるようにしてもよい。
【0010】請求項4記載の発明は、第1コイル群U
a,Va,Waのコイル巻き数と第2コイル群Ub,V
b,Wbのコイル巻き数との巻き数比を異ならしめても
よい。
【0011】また、固定子における各スロットにコイル
を巻回し、インバータ制御可能としたブラシレス直流モ
ータにおいて、三相U,V,Wから成り、該各相U,
V,Wにおけるコイル群Ue,Ve,Weの巻き始め側
に端子U5,V5,W5を設け、巻き終わり側に端子U
6,V6,W6を設けると共に、前記U相のコイル群U
eにおける巻き終わり側端子U6を前記W相のコイル群
Weにおける巻き始め側端子W5に、このW相のコイル
群Weにおける巻き終わり側端子W6を前記V相のコイ
ル群Veにおける巻き始め側端子V5に、このV相のコ
イル群Veにおける巻き終わり側端子V6を前記U相の
コイル群Ueにおける巻き始め側端子U5に接続するデ
ルタ結線と、前記各相U,V,Wを中性点Nに接続する
スター結線とを切換えるスイッチ素子M5,M6,M
7,M8を設けるようにしてもよい。
【0012】
【作用】請求項1記載の発明によれば、低速運転、高速
運転に合わせてコイル巻き数を変更できるので、それぞ
れの回転数に応じてモータ効率が良好な状態で運転でき
るのである。
【0013】また、請求項2記載の発明によれば、高速
運転に対応したブラシレス直流モータにおいて、冷凍、
冷蔵、空調等の製品負荷が小さい時など低速で運転する
ときには、前記第1コイル群Ua,Va,Waと前記第
2コイル群Ub,Vb,Wbとを直列に接続して各スロ
ットにおける実質的なコイル巻き数を増大して、従来の
低速に対応した最高回転数のモータと同様にできるの
で、低速時のモータ効率を向上させることができなが
ら、高速運転時には、前記第1コイル群Ua,Va,W
aと前記第2コイル群Ub,Vb,Wbとを並列に接続
してコイル巻き数を減少させて、最高回転数を高くして
運転することができるので、高速回転域においてのモー
タ効率も向上できるのである。
【0014】また、請求項3記載の発明によれば、各ス
ロットに巻回するコイルの全巻き数を一定とした場合、
高速回転域に対応させて前記第1コイル群Ua,Va,
Wa及び第2コイル群Ub,Vb,Wbを並列に接続し
たとき、モータの効率は、巻き数比を等しくした場合と
比較して巻き数比の差を大きくすればするほど効率が低
下するが、最高回転数をさらに上げることができ、主と
して低速運転でモータを運転する場合であっても、低速
運転中のモータ効率を向上させながら、必要に応じて高
速回転で運転する必要がある場合、例えば、デフロスト
運転を行うときなど高速運転が要求されるときには、そ
の高速回転に対応してモータを運転することができるの
である。
【0015】また、各スロットに巻回するコイルの全巻
き数を多く設定し、かつ、巻き数比の差も大きくしたと
きには、高速回転域に対応させて前記第1コイル群U
a,Va,Wa及び第2コイル群Ub,Vb,Wbを並
列に接続したときの最高回転数をコイルの全巻き数を少
なくしたとき(基準値)の最高回転数と等しくした場
合、高速域のモータの効率は、全巻き数を少なくして巻
き数比を等しくした場合と比較して巻き数比の差を大き
くすればするほど効率が低下するが、前記各コイル群を
直列に接続した場合には、全巻き数を多くして巻き数比
の差を大きくすればするほど低速域の効率が向上する。
従って、冷凍、冷蔵、空調等の製品負荷が大きくなった
場合に対応して最高回転数を設定したときでも、低速回
転で運転されるときが多い場合には、つまり、高速域で
の効率要求が低く低速域での効率が重視されるときに
は、良好な運転が行えるのである。
【0016】また、請求項4記載の発明によれば、高速
運転に対応したブラシレス直流モータにおいて、冷凍、
冷蔵、空調等の製品負荷が小さい時など低速で運転する
ときには、前記第1コイル群Ua,Va,Waと前記第
2コイル群Ub,Vb,Wbとを直列に接続して各スロ
ットにおける実質的なコイル巻き数を増大して、従来の
低速に対応した最高回転数と同様にできるので、低速時
のモータ効率を向上させることができながら、高速運転
時には、前記第2コイル群Ub,Vb,Wbのみを使用
してコイル巻き数を減少させて、最高回転数を高く設定
して運転することができるので、請求項2記載の発明と
比較して高速回転域においてのモータ効率は低下する
が、端子数を軽減できるので、それだけ配線の複雑化を
軽減できるのである。
【0017】また、請求項5記載の発明によれば、高速
回転域に対応させて運転するときは、前記第2コイル群
Ub,Vb,Wbのみを各相U,V,Wに接続するの
で、モータの効率は、前記第2コイル群Ub,Vb,W
bの巻き数を前記第1コイル群Ua,Va,Waの巻き
数より大きくすればするほど各コイル群の巻き数比を等
しくした場合に比べて最高回転数が低くなり高速回転域
の効率が向上するが、前記第1コイル群Ua,Va,W
aと前記第2コイル群Ub,Vb,Wbとの巻き数比を
変えるだけで、各スロットに巻回するコイルの全巻き数
を変更することなく、最高回転数を自由に設定できるの
である。
【0018】また、前記第2コイル群Ub,Vb,Wb
の巻き数を一定とし、前記第1コイル群Ua,Va,W
aの巻き数を変更した場合、つまり、各スロットに巻回
するコイルの巻き数を変更した場合、高速回転域で運転
する時は、前記第2コイル群Ub,Vb,Wbのみを各
相U,V,Wに接続するので、最高回転数は一定とな
る。ここで、前記第1コイル群Ua,Va,Waの巻き
数を前記第2コイル群Ub,Vb,Wbの巻き数より大
きくすればするほど、各コイル群の巻き数比を等しくし
た場合に比べて低速回転域の効率を向上でき、前記第1
コイル群Ua,Va,Waの巻き数を変えるだけで、最
高回転数を変えることなく、冷凍、冷蔵、空調等の製品
に合わせて、最も効率を要求される点に最大点を設定で
きるのである。
【0019】また、請求項6記載の発明によれば、ブラ
シレス直流モータがデルタ結線に接続するときに比較し
てスター結線にしたときの方が電流が小さくなりトルク
も小さくなることを利用して、高速運転に対応したブラ
シレス直流モータにおいて、冷凍、冷蔵、空調等の製品
負荷が小さい時など低速で運転するときには、前記各コ
イル群Ue,Ve,Weをスター結線に接続してモータ
効率の低下を防ぎ、また、高速の運転に切換えるときに
は、前記各コイル群Ue,Ve,Weをデルタ結線に接
続切換することにより高速時におけるモータの効率も維
持できるのである。また、スター結線からデルタ結線に
切換えるようにした場合、請求項2記載の発明と比較し
て、端子数を減らすことができるのである。
【0020】
【実施例】以下、本発明の第1実施例について図1乃至
図4に基づいて説明する。本実施例は、固定子における
各スロットにコイルを巻回し、インバータ制御可能とし
た三相U,V,Wから成るブラシレス直流モータであっ
て、図1に示すように、U相は巻き数の等しい第1コイ
ル群Uaと第2コイル群Ubとから形成して、これら第
1コイル群Uaと第2コイル群Ubとを同じスロット内
に巻回する一方、前記第1コイル群Uaに、その両端に
第1端子U1と第2端子U2とを設け、第2コイル群U
bに、その一端を第1中性点N1に接続し、他端に第3
端子U3を設けるのである。また、V相、W相について
もU相と同様に、互いに巻き数の等しい第1コイル群V
a,Waと第2コイル群Vb,Wbとから形成して、こ
れら第1コイル群Va,Waと第2コイル群Vb,Wb
とを各相についてそれぞれ同じスロット内に巻回し、前
記第1コイル群Va,Waに、その両端に第1端子V
1,W1と第2端子V2,W2とを設け、第2コイル群
Vb,Wbに、その一端を第1中性点N1に接続し、他
端に第3端子V3,W3を設けるのである。
【0021】そして、前記ブラシレス直流モータに、図
4の接続回路図に示すように、低速回転域において前記
第2端子U2,V2,W2と第3端子U3,V3,W3
とを接続して前記第1コイル群Ua,Va,Wa及び第
2コイル群Ub,Vb,Wb,を電源線路の各相U,
V,Wに直列に接続しコイル巻き数を増大すると共に、
高速回転域において前記各相U,V,Wの前記第2端子
U2,V2,W2を第2中性点N2に接続して、第1コ
イル群Ua,Va,Wa及び第2コイル群Ub,Vb,
Wbを電源線路の各相U,V,Wに並列に接続しコイル
巻き数を減少する切換スイッチM1,M2,M3から成
るスイッチ素子を設けるのである。
【0022】これら切換スイッチM1,M2,M3は、
前記ブラシレス直流モータを低速で運転する際、つま
り、低速回転域においては、前記切換スイッチM1、M
3をオフし、スイッチM2をオンして、前記第2端子U
2,V2,W2と前記第3端子U3,V3,W3とを接
続することにより、前記第1コイル群Ua,Va,Wa
及び第2コイル群Ub,Vb,Wbを図2に示すよう
に、電源線路の各相U,V,Wに直列に接続してコイル
巻き数を増大するのであり、また、前記ブラシレス直流
モータを高速で運転する時、即ち、高速回転域において
は、前記切換スイッチM1,M3をオンし、スイッチM
2をオフして前記第1端子U1,V1,W1と第3端子
U3,V3,W3とを接続することにより、前記第1コ
イル群Ua,Va,Waと第2コイル群Ub,Vb,W
bとを、図3に示すように、電源線路の各相U,V,W
に並列に接続に接続してコイル巻き数を減少するのであ
る。尚、図4に示す接続回路図のMoterはブラシレ
ス直流モータを示し、また、INVは、インバータ制御
回路を示している。
【0023】斯くして、前記ブラシレス直流モータの最
高回転数を高速運転に対応して高く設定した場合(回転
数n2)、冷凍、冷蔵、空調等の製品負荷が小さい時な
ど低速で運転するとき(回転数0からn1までの範囲
内)には、前記第1コイル群Ua,Va,Waと前記第
2コイル群Ub,Vb,Wbとを直列に接続してコイル
巻き数を増大して、従来の低速に対応した最高回転数と
同様にできるので、低速時のモータ効率を向上させるこ
とができながら、高速運転時(回転数n1において接続
切換)には、前記第1コイル群Ua,Va,Waと前記
第2コイル群Ub,Vb,Wbとを並列に接続してコイ
ル巻き数を減少させて、最高回転数を高くして運転する
ことができるので、高速回転域においてのモータ効率も
向上できるのである。
【0024】また、前記第1実施例では、前記第1コイ
ル群Ua,Va,Waと前記第2コイル群Ub,Vb,
Wbとを互いに同じ巻き数にしたが、前記第1コイル群
Ua,Va,Waと前記第2コイル群Ub,Vb,Wb
との巻き数を異ならしめるようにしてもよい。(第2実
施例)斯くするときには、高速回転域に対応させるとき
は、図6に示すように、前記第1コイル群Ua,Va,
Wa及び第2コイル群Ub,Vb,Wbを並列に接続す
るのである。このとき、モータの効率は、図7に示すよ
うに、巻き数比を等しくした場合と比較して巻き数比の
差を大きくすればするほど効率が低下するが、最高回転
数を上げていくことができるのであり、各スロット内に
巻回するコイルの巻き数が限られても、図6に示すよう
にコイルの巻き数比を変えることにより、最高回転数を
上げることができるのである。
【0025】従って、主として低速運転でモータを運転
する場合であっても、低速運転中のモータ効率を向上さ
せながら、必要に応じて高速回転で運転する必要がある
場合、例えば、デフロスト運転を行うときなど高速運転
が要求されるときには、その高速回転に対応してモータ
を運転することができるのである。
【0026】また、各スロットに巻回するコイルの全巻
き数を多く設定し、かつ、巻き数比の差も大きくしたと
きには、高速回転域に対応させて前記第1コイル群U
a,Va,Wa及び第2コイル群Ub,Vb,Wbを並
列に接続したときの最高回転数をコイルの全巻き数を少
なくしたとき(基準値)の最高回転数と等しくした場
合、高速域のモータの効率は、全巻き数を少なくして巻
き数比を等しくした場合と比較して巻き数比の差を大き
くすればするほど効率が低下するが、前記各コイル群を
直列に接続した場合には、全巻き数を多くして巻き数比
の差を大きくすればするほど低速域の効率が向上する。
従って、冷凍、冷蔵、空調等の製品負荷が大きくなった
場合に対応して最高回転数を設定したときでも、低速回
転で運転されるときが多い場合には、つまり、高速域で
の効率要求が低く低速域での効率が重視されるときに
は、良好な運転が行えるのである。
【0027】尚、前記第1実施例及び第2実施例につい
ては、結線をスター結線にて行うようにしたが、デルタ
結線について行うようにしてもよい。斯くするときも、
前記第1実施例及び第2実施例と同様の効果が得られ
る。
【0028】次に、第3実施例を図8に基づいて説明す
る。図8に示すブラシレス直流モータは、第1実施例と
同様に、U相を巻き数の等しい第1コイル群Uaと第2
コイル群Ubとから形成して、これら第1コイル群Ua
と第2コイル群Ubとを同じスロット内に巻回する一
方、前記第1コイル群Uaの一端に第1端子U1を設
け、第2コイル群Ubの一端を中性点Nに接続すると共
に、前記第1コイル群Uaと第2コイル群Ubとを直列
に接続して、この接続線Ucに第4端子U4をもった分
岐線Udを接続するのである。また、V相、W相につい
てもU相と同様に、互いに巻き数の等しい第1コイル群
Va,Waと第2コイル群Vb,Wbとから形成して、
これら第1コイル群Va,Waと第2コイル群Vb,W
bとを同じスロット内に巻回し、前記第1コイル群V
a,Waの一端に第1端子V1,W1を設け、第2コイ
ル群Vb,Wbの一端を中性点Nに接続すると共に、前
記第1コイル群Va,Waと第2コイル群Vb,Wbと
を直列に接続して、この接続線Vc,Wcに第4端子V
4,W4をもった分岐線Vd,Wdを接続するのであ
る。
【0029】そして、前記ブラシレス直流モータに、図
9の接続回路図に示すように、前記第1コイル群Ua,
Va,Waに設けた前記第1端子U1,V1,W1及び
第2コイル群Ub,Vb,Wbに設けた前記第4端子U
4,V4,W4の一方を電源線路の各相U,V,Wに選
択的に接続を切換える切換スイッチM4から成るスイッ
チ素子を設けるのであって、該切換スイッチM4は、前
記ブラシレス直流モータを低速で運転する際、つまり、
低速回転域においては、前記切換スイッチM4を前記第
1端子U1,V1,W1に接続することにより、前記第
1コイル群Ua,Va,Wa及び第2コイル群Ub,V
b,Wbを図8に示すように、電源線路の各相U,V,
Wに直列に接続してコイル巻き数を増大するのであり、
また、前記ブラシレス直流モータを高速で運転する時、
即ち、高速回転域においては、前記切換スイッチM4を
前記第4端子U4,V4,W4に接続して、前記第2コ
イル群Ub,Vb,Wbのみでモータを運転するごとく
成し、コイル巻き数を減少するのである。
【0030】斯くすることにより、前記第1実施例と同
様に、前記ブラシレス直流モータの最高回転数を高速運
転に対応して高く設定した場合(回転数n2)、冷凍、
冷蔵、空調等の製品負荷が小さい時など低速で運転する
とき(回転数0からn1までの範囲内)には、前記第1
コイル群Ua,Va,Waと前記第2コイル群Ub,V
b,Wbとを直列に接続してコイル巻き数を増大して、
従来の低速に対応した最高回転数と同様にできるので、
低速時のモータ効率を向上させることができながら、高
速運転時(回転数n1において接続切換)には、前記第
2コイル群Ub,Vb,Wbのみを使用してコイル巻き
数を減少させて、最高回転数を高くして運転することが
できるので、前記第1実施例よりコイルの抵抗が大きい
ので、該第1実施例と比較して高速回転域においてのモ
ータ効率は低下するが、端子数を軽減できるので、それ
だけ配線の複雑化を軽減できるのである。
【0031】また、前記第3実施例では、前記第1コイ
ル群Ua,Va,Waと前記第2コイル群Ub,Vb,
Wbとを互いに同じ巻き数にしたが、図10に示すよう
に前記第1コイル群Ua,Va,Waと前記第2コイル
群Ub,Vb,Wbとの巻き数を異ならしめるようにし
てもよい。(第4実施例)斯くするときには、高速回転
域に対応させるときは、図10に示すように、前記第2
コイル群Ub,Vb,Wbのみを各相U,V,Wに接続
するのである。このとき、モータの効率は、前記第2コ
イル群Ub,Vb,Wbの巻き数を前記第1コイル群U
a,Va,Waの巻き数より大きくすればするほど第3
実施例に比べ最高回転数は低くなり、高速回転域の効率
は向上するが、前記第1コイル群Ua,Va,Waと前
記第2コイル群Ub,Vb,Wbとの巻き数比を変える
だけで、各スロットに巻回するコイルの全巻き数を変更
することなく、最高回転数を自由に設定できるのであ
る。
【0032】また、前記第2コイル群Ub,Vb,Wb
の巻き数を一定とし、前記第1コイル群Ua,Va,W
aの巻き数のみを変更した場合、つまり、各スロットに
巻回するコイルの巻き数を変更した場合、高速回転域で
運転する時は、前記第2コイル群Ub,Vb,Wbのみ
を各相U,V,Wに接続するので、最高回転数は一定と
なる。ここで、前記第1コイル群Ua,Va,Waの巻
き数を前記第2コイル群Ub,Vb,Wbの巻き数より
大きくすればするほど、各コイル群の巻き数比を等しく
した場合に比べて低速回転域の効率を向上でき、前記第
1コイル群Ua,Va,Waの巻き数を変えるだけで、
最高回転数を変えることなく、冷凍、冷蔵、空調等の製
品に合わせて、最も効率を要求される点に最大点を設定
できるのである。
【0033】次に、第5実施例について図11乃至図1
4に基づいて説明する。本実施例は、固定子における各
スロットにコイルを巻回し、インバータ制御可能とした
三相U,V,Wから成るブラシレス直流モータであっ
て、図11に示すように、該各相U,V,Wにおけるコ
イル群Ue,Ve,Weの巻き始め側に端子U5,V
5,W5を設け、巻き終わり側に端子U6,V6,W6
を設けると共に、前記U相のコイル群Ueにおける巻き
終わり側端子U6を前記W相のコイル群Weにおける巻
き始め側端子W5に、このW相のコイル群Weにおける
巻き終わり側端子W6を前記V相のコイル群Veにおけ
る巻き始め側端子V5に、このV相のコイル群Veにお
ける巻き終わり側端子V6を前記U相のコイル群Ueに
おける巻き始め側端子U5に接続するデルタ結線と、図
12に示す前記各相U,V,Wを中性点Nに接続するス
ター結線とを切換えるスイッチ素子M5,M6,M7,
M8を設けるのである。
【0034】これらスイッチ素子M5,M6,M7,M
8は、図13の接続回路図に示すように、前記各コイル
群Ue,Ve,Weに設けた各端子を接続切換えするの
であって、これらスイッチ素子M5,M6,M7,M8
は、前記ブラシレス直流モータを低速で運転する際、つ
まり、低速回転域においては、前記スイッチM6,M7
をオフし、スイッチM5,M8をオンにすることによ
り、スター結線に接続し、また、前記ブラシレス直流モ
ータを高速で運転する時、即ち、高速回転域において
は、前記スイッチM6,M7をオンし、スイッチM5,
M8をオフにすることによりデルタ結線に接続するので
ある。
【0035】斯くして、前記ブラシレス直流モータをデ
ルタ結線に接続するときに比較してスター結線にしたと
きの方が電流が小さくなりトルクも小さくなることを利
用して、図14に示すように、前記ブラシレス直流モー
タの最高回転数を所定の回転数(回転数n)に設定した
とき、冷凍、冷蔵、空調等の製品負荷が小さいときなど
低速で運転するとき(回転数0からn/√3までの範囲
内)には、前記各コイル群Ue,Ve,Weをスター結
線に接続してモータ効率の低下を防ぎ、また、高速の運
転に切換えるときには、前記各コイル群Ue,Ve,W
eをデルタ結線に接続切換することにより高速時におけ
るモータの効率も維持できるのである。また、本実施例
のようにスター結線からデルタ結線に切換えるようにし
た場合、前記第1実施例と比較して、端子数を減らすこ
とができるのである。
【0036】
【発明の効果】請求項1記載の発明によれば、低速運
転、高速運転に合わせてコイル巻き数を変更できるの
で、それぞれの回転数に応じてモータ効率が良好な状態
で運転できるのである。
【0037】また、請求項2記載の発明によれば、高速
運転に対応したブラシレス直流モータにおいて、冷凍、
冷蔵、空調等の製品負荷が小さい時など低速で運転する
ときには、前記第1コイル群Ua,Va,Waと前記第
2コイル群Ub,Vb,Wbとを直列に接続して各スロ
ットにおける実質的なコイル巻き数を増大して、従来の
低速に対応した最高回転数のモータと同様にできるの
で、低速時のモータ効率を向上させることができなが
ら、高速運転時には、前記第1コイル群Ua,Va,W
aと前記第2コイル群Ub,Vb,Wbとを並列に接続
してコイル巻き数を減少させて、最高回転数を高くして
運転することができるので、高速回転域においてのモー
タ効率も向上できるのである。
【0038】また、請求項3記載の発明によれば、各ス
ロットに巻回するコイルの全巻き数を一定とした場合、
高速回転域に対応させて前記第1コイル群Ua,Va,
Wa及び第2コイル群Ub,Vb,Wbを並列に接続し
たとき、モータの効率は、巻き数比を等しくした場合と
比較して巻き数比の差を大きくすればするほど効率が低
下するが、最高回転数をさらに上げることができ、主と
して低速運転でモータを運転する場合であっても、低速
運転中のモータ効率を向上させながら、必要に応じて高
速回転で運転する必要がある場合、例えば、デフロスト
運転を行うときなど高速運転が要求されるときには、そ
の高速回転に対応してモータを運転することができるの
である。
【0039】また、各スロットに巻回するコイルの全巻
き数を多く設定し、かつ、巻き数比の差も大きくしたと
きには、高速回転域に対応させて前記第1コイル群U
a,Va,Wa及び第2コイル群Ub,Vb,Wbを並
列に接続したときの最高回転数をコイルの全巻き数を少
なくしたとき(基準値)の最高回転数と等しくした場
合、高速域のモータの効率は、全巻き数を少なくして巻
き数比を等しくした場合と比較して巻き数比の差を大き
くすればするほど効率が低下するが、前記各コイル群を
直列に接続した場合には、全巻き数を多くして巻き数比
の差を大きくすればするほど低速域の効率が向上する。
従って、冷凍、冷蔵、空調等の製品負荷が大きくなった
場合に対応して最高回転数を設定したときでも、低速回
転で運転されるときが多い場合には、つまり、高速域で
の効率要求が低く低速域での効率が重視されるときに
は、良好な運転が行えるのである。
【0040】また、請求項4記載の発明によれば、高速
運転に対応したブラシレス直流モータにおいて、冷凍、
冷蔵、空調等の製品負荷が小さい時など低速で運転する
ときには、前記第1コイル群Ua,Va,Waと前記第
2コイル群Ub,Vb,Wbとを直列に接続して各スロ
ットにおける実質的なコイル巻き数を増大して、従来の
低速に対応した最高回転数と同様にできるので、低速時
のモータ効率を向上させることができながら、高速運転
時には、前記第2コイル群Ub,Vb,Wbのみを使用
してコイル巻き数を減少させて、最高回転数を高く設定
して運転することができるので、請求項2記載の発明と
比較して高速回転域においてのモータ効率は低下する
が、端子数を軽減できるので、それだけ配線の複雑化を
軽減できるのである。
【0041】また、請求項5記載の発明によれば、高速
回転域に対応させて運転するときは、前記第2コイル群
Ub,Vb,Wbのみを各相U,V,Wに接続するの
で、モータの効率は、前記第2コイル群Ub,Vb,W
bの巻き数を前記第1コイル群Ua,Va,Waの巻き
数より大きくすればするほど各コイル群の巻き数比を等
しくした場合に比べて最高回転数が低くなり、高速回転
域の効率が向上するが、前記第1コイル群Ua,Va,
Waと前記第2コイル群Ub,Vb,Wbとの巻き数比
を変えるだけで、各スロットに巻回するコイルの全巻き
数を変更することなく、最高回転数を自由に設定できる
のである。
【0042】また、前記第2コイル群Ub,Vb,Wb
の巻き数を一定とし、前記第1コイル群Ua,Va,W
aの巻き数を変更した場合、つまり、各スロットに巻回
するコイルの巻き数を変更した場合、高速回転域で運転
する時は、前記第2コイル群Ub,Vb,Wbのみを各
相U,V,Wに接続するので、最高回転数は一定とな
る。ここで、前記第1コイル群Ua,Va,Waの巻き
数を前記第2コイル群Ub,Vb,Wbの巻き数より大
きくすればするほど、各コイル群の巻き数比を等しくし
た場合に比べて低速回転域の効率を向上でき、前記第1
コイル群Ua,Va,Waの巻き数を変えるだけで、最
高回転数を変えることなく、冷凍、冷蔵、空調等の製品
に合わせて、最も効率を要求される点に最大点を設定で
きるのである。
【0043】また、請求項6記載の発明によれば、ブラ
シレス直流モータがデルタ結線に接続するときに比較し
てスター結線にしたときの方が電流が小さくなりトルク
も小さくなることを利用して、高速運転に対応したブラ
シレス直流モータにおいて、冷凍、冷蔵、空調等の製品
負荷が小さい時など低速で運転するときには、前記各コ
イル群Ue,Ve,Weをスター結線に接続してモータ
効率の低下を防ぎ、また、高速の運転に切換えるときに
は、前記各コイル群Ue,Ve,Weをデルタ結線に接
続切換することにより高速時におけるモータの効率も維
持できるのである。また、スター結線からデルタ結線に
切換えるようにした場合、請求項2記載の発明と比較し
て、端子数を減らすことができるのである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例のブラシレス直流モータの
コイルの状態を示す説明図。
【図2】第1実施例の低速運転時における接続配線図。
【図3】第1実施例の高速運転時における接続配線図。
【図4】第1実施例の接続回路図。
【図5】第1実施例における回転数とモータ効率との関
係を示す図。
【図6】第2実施例の高速運転時における接続配線図。
【図7】第2実施例における回転数とモータ効率との関
係を示す図。
【図8】第3実施例の低速回転時における接続配線図。
【図9】第3実施例の接続回路図。
【図10】第4実施例の高速回転時における接続配線
図。
【図11】第5実施例をデルタ結線した場合の接続配線
図。
【図12】第5実施例をスター結線した場合の接続配線
図。
【図13】第5実施例の接続回路図。
【図14】第5実施例における回転数とモータ効率との
関係を示す図。
【図15】従来のブラシレス直流モータの接続回路図。
【図16】従来のブラシレス直流モータの低速運転対応
型と高速運転対応型とを回転数とモータ効率との関係か
ら比較した図。
【符号の説明】
Ua,Va,Wa 第1コイル群 Ub,Vb,Wb 第2コイル群 U1,V1,W1 第1端子 U2,V2,W2 第2端子 U3,V3,W3 第3端子 U4,V4,W4 第4端子 N1 第1中性点 N2 第2中性点 N 中性点 Uc,Vc,Wc 接続線 Ud,Vd,Wd 分岐線 M1,M2,M3,M4 切換スイッチ(スイッチ素
子) Ue,Ve,We コイル群 U5,V5,W5 巻き始め側端子 U6,V6,W6 巻き終わり側端子 M5,M6,M7,M8 スイッチ素子

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】固定子における各スロットにコイルを巻回
    し、インバータ制御可能としたブラシレス直流モータで
    あって、三相U,V,Wから成り、所定の低速回転域の
    範囲内においては、各相U,V,Wにおける前記コイル
    の巻き数を大きくし、所定の高速回転域では、前記コイ
    ルの巻き数を減少させるスイッチ素子を有していること
    を特徴とするブラシレス直流モータ。
  2. 【請求項2】各相U,V,Wに第1コイル群Ua,V
    a,Waと第2コイル群Ub,Vb,Wbとを設け、前
    記第1コイル群Ua,Va,Waはその両端に第1端子
    U1,V1,W1と第2端子U2,V2,W2とをも
    ち、第2コイル群Ub,Vb,Wbは、その一端が第1
    中性点N1に接続され、他端には第3端子U3,V3,
    W3を備え、スイッチ素子は、低速回転域において前記
    第2端子U2,V2,W2と第3端子U3,V3,W3
    とを接続して前記第1コイル群Ua,Va,Wa及び第
    2コイル群Ub,Vb,Wb,を電源線路の各相U,
    V,Wに直列に接続しコイル巻き数を増大すると共に、
    高速回転域において前記各相U,V,Wの前記第2端子
    U2,V2,W2を第2中性点N2に接続して、第1コ
    イル群Ua,Va,Wa及び第2コイル群Ub,Vb,
    Wbを電源線路の各相U,V,Wに並列に接続しコイル
    巻き数を減少する切換スイッチM1,M2,M3を備え
    ている請求項1記載のブラシレス直流モータ。
  3. 【請求項3】第1コイル群Ua,Va,Waのコイル巻
    き数と第2コイル群Ub,Vb,Wbのコイル巻き数と
    の巻き数比を異ならしめている請求項2記載のブラシレ
    ス直流モータ。
  4. 【請求項4】一端に第1端子U1,V1,W1をもつ第
    1コイル群Ua,Va,Waと、一端を中性点Nに接続
    した第2コイル群Ub,Vb,Wbとを直列に接続し
    て、この接続線Uc,Vc,Wcに第4端子U4,V
    4,W4をもった分岐線Ud,Vd,Wdを接続すると
    共に、スイッチ素子は、前記第1端子U1,V1,W1
    及び第4端子U4,V4,W4の一方を電源線路の各相
    U,V,Wに選択的に切換える切換スイッチM4を備え
    ている請求項1記載のブラシレス直流モータ。
  5. 【請求項5】第1コイル群Ua,Va,Waのコイル巻
    き数と第2コイル群Ub,Vb,Wbのコイル巻き数と
    の巻き数比を異ならしめている請求項4記載のブラシレ
    ス直流モータ。
  6. 【請求項6】固定子における各スロットにコイルを巻回
    し、インバータ制御可能としたブラシレス直流モータで
    あって、三相U,V,Wから成り、該各相U,V,Wに
    おけるコイル群Ue,Ve,Weの巻き始め側に端子U
    5,V5,W5を設け、巻き終わり側に端子U6,V
    6,W6を設けると共に、前記U相のコイル群Ueにお
    ける巻き終わり側端子U6を前記W相のコイル群Weに
    おける巻き始め側端子W5に、このW相のコイル群We
    における巻き終わり側端子W6を前記V相のコイル群V
    eにおける巻き始め側端子V5に、このV相のコイル群
    Veにおける巻き終わり側端子V6を前記U相のコイル
    群Ueにおける巻き始め側端子U5に接続するデルタ結
    線と、前記各相U,V,Wを中性点Nに接続するスター
    結線とを切換えるスイッチ素子M5,M6,M7,M8
    を設けていることを特徴するブラシレス直流モータ。
JP4261360A 1992-09-30 1992-09-30 ブラシレス直流モータ Pending JPH06113517A (ja)

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