JPH0654585A

JPH0654585A - 交流電動機駆動装置

Info

Publication number: JPH0654585A
Application number: JP4028399A
Authority: JP
Inventors: Frank E Wills; フランク・ユージーン・ウィルス; Ii Harold R Schnetzka; ハロルド・ロバート・シュネツカ，ザ・セカンド; Roy D Hoffer; ロイ・ダニエル・ホッファー
Original assignee: York International Corp
Current assignee: York International Corp
Priority date: 1991-02-15
Filing date: 1992-02-14
Publication date: 1994-02-25
Also published as: EP0499470A2; CA2060354C; ES2094288T3; KR920017340A; EP0499470A3; EP0499470B1; AU647882B2; DE69213503T2; CN1064378A; DE69213503D1; CA2060354A1; KR100283823B1; AU1091292A; US5136216A; CN1032342C

Abstract

(57)【要約】【目的】単相２巻線の誘導電動機を２相電源回路と接
続して、単相電動機の始動および運転中に最適の位相角
の電圧を提供する。【構成】単相２巻線式誘導電動機１５０の主巻線１５
２および始動巻線１５４は２相電源の第１の相電圧Ｖ_P1
および第２の相電圧Ｖ_P2の両端に接続される。巻線１５
２と１５４の間は共通巻線１５６によって接続される。
２相電源は好ましい位相角で電動機１５０を駆動する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、誘導電動機駆動システ
ムに関し、特に２相電源回路から単相２線式誘導電動機
を作動させる誘導電動機駆動システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来技術において公知であり、以下本文
においては永久分相コンデンサ（ＰＳＣ）電動機と呼
ぶ、従来の分相コンデンサ始動またはコンデンサ駆動式
単相誘導電動機は、２つの固定子巻線と、１つの「主」
巻線と、１つの「始動」巻線とを有する。図１は、一端
部で一緒に接続される主巻線１０２および始動巻線１０
４とを含む例示的なＰＳＣ電動機１００を示している。
主巻線１０２および始動巻線１０４は、電動機１００の
固定子（図示せず）に取付けられ、当技術において周知
のように電動機１００の定格速度と関連する角度、例え
ば２極の３６００ＲＰＭ電動機の場合は９０°だけ相互
に空間的に隔てられている。このようなＰＳＣ電動機
は、始動巻線１０４と直列に接続された駆動コンデンサ
１０６の如き駆動コンデンサで作動されるように設計さ
れる。電動機製造業界においては、電動機に駆動コンデ
ンサを提供せずに、コンデンサのパラメータ、例えばユ
ーザがキャパシタンスを購入して組込むことを可能にす
るに充分なキャパシタンスおよび電力定格のみを指定す
ることが典型的な慣例である。

【０００３】ＰＳＣ電動機１００の作動においては、主
巻線１０２と、始動巻線１０４および駆動コンデンサ１
０６を直列に組合わせたものとが、相互に並列に接続さ
れ、単相電源１１０に跨がって直接接続される。始動巻
線１０４はコンデンサ１０６を介して励起されるため、
始動巻線１０４に流れる電流の位相角は、電動機が運転
中巻線１０２および１０４に流れる各電流間の位相角が
９０°となるように、主巻線１０２に流れる電流に対し
て偏位している。巻線１０２および１０４における電流
間の位相角、およびこれら巻線の空間的間隔は、電動機
１００のロータ（図示せず）と誘導的に結合される回転
磁界の生成を結果として生じてロータに回転作用力を及
ぼす。

【０００４】電動機１００のロータは、回転磁界と同期
して回転しようとするが、この回転磁界を「滑り」係数
だけ遅らせて、滑り量に部分的に比例するトルクをロー
タにもたらす結果となる。

【０００５】電動機１００が始動されて定格速度まで加
速される始動期間中、電動機１００のロータに及ぼされ
る始動トルクもまた、巻線１０２および１０４に流れる
電流間の位相角の正弦と比例する。従って、始動トルク
を最大にするためには、始動中９０°の位相角を得るこ
とが必要である。しかし、電動機１００の如き単相ＰＳ
Ｃ電動機における始動トルクは、駆動コンデンサの指定
されたパラメータが始動条件ではなく運転条件に対して
のみ最適化されるため、一般に小さい。このため、駆動
コンデンサ１０６のキャパシタンスは、電動機１００の
始動中ではなく運転中に遭遇する巻線１０２、１０４の
インピーダンスに基いて製造者によって指定される。し
かし、当技術において周知のように、電動機巻線の見か
け値は、ＰＳＣ電動機の始動期間中変動し、従って始動
中と運転中とは異なる。コンデンサ１０６のキャパシタ
ンスが始動中ではなく運転中に最適化される結果とし
て、その大きさは始動のためには小さ過ぎる。この結
果、巻線１０２および１０４に流れる電流間の位相角は
始動期間中は９０°より小さくなり、始動トルクは最大
許容始動トルクより小さくなる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】始動中のコンデンサ１
０６の不充分な大きさを補償するため当技術において周
知の１つの解決法は、巻線１０４と直列の全キャパシタ
ンスを増すことにより始動巻線に流れる電流、位相角お
よび電動機１００の始動トルクを増すため、コンデンサ
１０６に跨がって始動コンデンサ１１２を接続すること
である。始動コンデンサ１１２は、一旦電動機が運転速
度に達すると、例えば遠心スイッチ、正の温度係数サー
ミスタ（ＰＴＣデバイス）あるいはリレーにより遮断さ
れる。不都合なことに、始動コンデンサ１１２の作動は
一般に電動機１００の始動トルクを改善するが、これを
用いても電動機１００の全始動期間にわたりトルクを最
大にしない。理想的には、巻線１０２および１０４の各
インピーダンスが変化する間所要の位相角を維持するた
め、始動巻線１０４と直列のキャパシタンスの大きさは
始動期間中連続的に変化させられねばならない。

【０００７】従来の単相ＰＳＣ電動機は、一般に、ファ
ン、ポンプおよびコンプレッサ等のシステム負荷を駆動
する暖房、通気および空調（ＨＶＡＣ）システムにおい
て使用される。ＨＶＡＣシステムは、例えば周囲温度、
制御環境における人間活動および制御環境における他の
装置の間欠的な運転の毎日および季節的な変動の如き種
々の要因により、広く変化する需要サイクルに曝され
る。従って、制御環境の満足できる温度を確保するため
には、ＨＶＡＣシステムは「最悪の場合」の条件を許容
する暖房および（または）冷房能力を持たねばならな
い。結果として、最悪の場合の条件以下においては、Ｈ
ＶＡＣシステムは充分な過大容量を持ち、必然的により
小さな負荷で運転される。ＰＳＣ電動機の如き電動機の
最大運転効率は通常電動機が全負荷で運転する時のみ得
られるため、より小さなＨＶＡＣシステム負荷は電動機
の非効率的な運転をもたらす結果となる。更に、電動機
がＨＶＡＣシステムの容量より小さなＨＶＡＣ負荷要件
を満たすようにオン／オフを反復することが要求される
程度により、更に著しい運転の非効率が経験される。こ
のような更に非効率な例は、電動機の頻繁な始動の運転
コスト、ならびに始動中経験される周知の熱的および機
械的な応力の結果として生じるこのような電動機の使用
寿命の短縮を含む。

【０００８】ＨＶＡＣシステムの過大容量の結果として
生じる上記の非効率を克服するための解決法は、システ
ムに対する需要を満たすようにシステム容量を変更する
ことである。ＨＶＡＣシステムの容量を変更する１つの
方法は、需要に応じてＨＶＡＣシステムの負荷を駆動す
る電動機の速度を変更することによる。ＰＳＣ電動機の
如き単相電動機により駆動されるＨＶＡＣシステム負荷
に関しては、所要の電動機速度制御を行うため、電動機
に与えられる単相電源の周波数を変更することが必要と
なろう。しかし、ＰＳＣ電動機に関しては、駆動コンデ
ンサ、例えば電動機１００のコンデンサ１０６（図１）
が例えば６０Ｈzの公称周波数での運転を含む特定の駆
動条件セットに対して最適化される。その結果、公称周
波数以外の周波数におけるＰＳＣ電動機の運転は、より
小さな最適トルクおよび非効率的な運転をもたらす結果
となる。ＰＳＣ電動機の非常に限られた速度制御が単相
電源周波数の小さな変更によって達成されるある用途が
存在するが、公称周波数からのこのような変更は、電動
機がそれにも拘わらず公称電源周波数において最適の性
能となるように設計されるため、非効率的な運転をもた
らす結果となる。

【０００９】ＨＶＡＣシステムの容量を調整するため電
動機速度を変更する従来の構成は、典型的には２相また
は３相電力がそれぞれ供給される２相または３相の電動
機を必要とする。このような多相の電動機および電源を
使用することは、一定の電圧／周波数（ボルト／ヘル
ツ）比を維持しながら、電動機に供給される電圧の周波
数を変更することにより電動機速度の変更を可能にす
る。一定のボルト／ヘルツ比を維持することは、定格ト
ルクを供給しながら空隙磁束および有効な電動機の運転
を維持することに対応する。多相電動機の使用は、例え
ば、比較的低くロックされたロータ電流、比較的高い始
動トルク、比較的低い負荷電流および単相電動機におい
て要求される始動および（または）駆動コンデンサの排
除による改善された信頼性の如き単相電動機に勝る幾つ
かの他の利点をも提供する。不都合には、このような多
相電動機は、同じ馬力定格を有する単相電動機より高価
となる。

【００１０】多相電動機を使用するこのような使途は、
一般に、電動機と路線源との間に接続された多相インバ
ータを含む電源回路により、単相または多相の路線から
の変更可能な周波数の多相電力の提供を必要とする。こ
のような構成の１つの短所は、電源回路が故障し、３相
電動機が単相の路線源から電力を受取るインバータによ
り駆動され時の如く、路線源に対して多相電動機を直接
接続することができない場合に起生する。従って、電源
回路の故障は、多相の電動機を使用するシステムの故障
および使用不能状態をもたらす結果となる。

【００１１】単相電源から給電される多相電動機に対す
るバックアップの問題に対する以前の試みは、多相電動
機を単相電源に一時的に直接接続するためのインバータ
の冗長性即ち付加的な回路装置を必要とした。しかし、
多相電源を「刺激」するため必要な別の回路装置は真に
多相の電源を提供することはなく、従って多相電動機を
最適の効率で駆動するものではない。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明の目的は、従来の
駆動システムの上記の諸問題および欠点を克服するＡＣ
電動機駆動システムの提供にある。この目的を達成する
ため、実施され本文において広く記述される如き目的に
従って、本発明は、第１の巻線と第２の巻線を持ち、第
１の巻線が第１および第２の終端および第１の巻線イン
ピーダンスを持ち、第２の巻線が第１および第２の終端
および第１のインピーダンスより大きな第２の巻線イン
ピーダンスを持つＡＣ電動機を駆動するためのＡＣ電動
機駆動システムに関するものである。本駆動システム
は、入力された電源電圧を２相のＡＣ出力電圧に変換す
る２相電源装置を含む。この２相電源装置は、共通の端
子と、第１の相出力端子と、第２の相出力端子とを有す
る。２相電源装置の共通端子は、第１および第２の巻線
の各第１の終端と接続するようになっている。この２相
電源装置の第１および第２の相端子は、それぞれ第１お
よび第２の巻線の第２の終端と接続するようになってい
る。２相電源装置は、入力された電源電圧を、電動機の
駆動のため第１、第２および共通の端子に与えられる２
相電圧に変換する。

【００１３】本発明の一実施例によれば、２相電源装置
は、パルス幅変調（ＰＷＭ）インバータ・システムを含
み、入力電源はＡＣ電源である。この駆動システムは、
入力ＡＣ電源を整流してＤＣ供給電圧を生じる装置を含
んでいる。ＰＷＭインバータ・システムは、ＤＣ電圧を
受取るため接続された入力端子と、それぞれ共通端子、
第１の相端子および第２の相端子と対応する３つの出力
端子とを含む３相インバータ回路を含んでいる。ＰＷＭ
システムはまた、３相インバータ回路に含まれてＤＣ電
圧を２相の出力電圧に変換するスイッチング装置と、２
相出力電圧の第１の相が第１の相端子と共通端子との間
に生じ、２相出力電圧の第２の相が第２の相端子と共通
端子との間に生じるように、スイッチング装置の作動を
制御するスイッチング制御信号を生じる電圧制御装置と
を含んでいる。

【００１４】本発明の別の実施例によれば、ＡＣ電動機
駆動システムが、路線導体と中立導体とを有する単相Ａ
Ｃ電源に接続するようになっている。駆動システムは、
単相電源の路線導体と接続し、単相電源を２相出力電圧
に変換するための路線端子を含む２相電源装置を含む。
この２相電源装置は、第１の相の出力端子と第２の相の
出力端子とを有する。電動機の第１および第２の巻線の
第１の終端の各々は、単相電源の中立導体と接続するた
め駆動システムの中立端子と接続されている。電動機の
第１および第２の巻線の第２の終端は、それぞれ２相電
源装置の第１および第２の相端子と接続されている。

【００１５】本発明の多の目的および利点については、
一部が以降の記述に記載され一部がこの記述から明らか
になり、あるいは本発明の実施により習得されよう。本
発明の目的および利点は、頭書の特許請求の範囲に特に
記載された要素および組合わせによって具現され達成さ
れよう。

【００１６】本明細書に含まれてその一部を構成し、本
発明の幾つかの実施例を例示する添付図面は、本発明の
原理の説明と共に、本発明の原理の説明に役立とう。

【００１７】

【実施例】まず、事例が添付図面に示される本発明の望
ましい実施例を詳細に参照する。同じ部品あるいは類似
の部品を示すため、可能な限り全図面にわたって同じ参
照番号が用いられる。

【００１８】本発明の図示された実施例によれば、２つ
の電動機巻線がそれぞれ電源回路の２相に接続されるよ
うに、ＰＳＣ電動機の如き単相２線式誘導電動機が２相
電源回路と接続される誘導電動機の駆動システムが提供
される。この電源回路は、電動機の始動および運転中電
動機の巻線電流間に最適の位相角を結果として生じる電
圧を提供するように構成され作動される。電源回路は更
に、一定のボルト／ヘルツ比を全ての運転速度において
維持しながら、単相電動機の可変速度運転を行うように
作動される。

【００１９】次に、図面において、図２は本発明の一実
施例により提供される２相電源と接続された単相２巻線
式誘導電動機１５０を略図的に示している。電動機１５
０は、２つの固定子巻線、即ち共通巻線ノード１５６で
一緒に接続される主巻線１５２および始動巻線１５４を
含む。電動機１５０の巻線１５２および１５４は、２相
電源の第１の相電圧Ｖ_P1および第２の相電圧Ｖ_P2の両端
に接続されている。この２相電源は、その間に望ましい
位相角、例えば電動機１５０の最適の性能を結果として
生じる９０°を有する相電圧Ｖ_P1およびＶ_P2を生じるよ
うに構成され作動されることが望ましい。

【００２０】電動機１５０は、駆動コンデンサは含まな
い従来のＰＳＣ電動機として提供されることが望まし
い。結果として、従来のＰＳＣ電動機の諸特徴によれ
ば、巻線１５４はより小さな導体サイズが提供され、巻
線１５４のインピーダンスが巻線１５２のインピーダン
スより大きくなるように巻線１５２より大きな巻線の巻
数を有する。従来のＰＳＣ電動機の別の特性は、ＡＣ電
源による運転中、主巻線より大きな電圧が始動巻線の両
端に加えられる。この巻線電圧の差は、一部は駆動コン
デンサを始動巻線と直列に接続する結果として生じる。
例えば、単相の２３０ＶＡＣ、６０Ｈzの電源に対して
駆動コンデンサを介して接続された従来の２３０ＶＡＣ
ＰＳＣ電動機では、主巻線の両端に加えられた電圧は
約２３０Ｖであるが、始動巻線の両端に加えられた電圧
は２０％高い、即ち２７６Ｖ程度となろう。

【００２１】巻線電圧間のこのような差により、電動機
１５０が接続される２相電源がＶ_P2＞Ｖ_P1を生じるよう
に構成され作動されることが本発明の図示した実施例の
特徴である。相電圧Ｖ_P1、Ｖ_P2の相対的な大きさは、さ
もなければ電動機１５０がその定格電圧および周波数で
始動巻線と直列の駆動コンデンサを含む従来ＰＳＣ電動
機として作動されたならば、この電動機の主巻線および
始動巻線に生じる電圧を複写するように選択されること
が望ましい。しかし、電動機１５０の可変速運転中、本
発明の駆動システムは、電圧Ｖ_P1およびＶ_P2間の比とし
て表わされる電圧の相対的な大きさが以下に述べるよう
に略々一定に維持される間、これら電圧の絶対値を変化
させて各巻線に対する略々一定のボルト／ヘルツ比を維
持する。

【００２２】本発明の図示された実施例によれば、それ
ぞれ巻線１５２、１５４に流れる電流間の位相角の差
が、従来のＰＳＣ電動機の始動巻線と直列に駆動コンデ
ンサを取付ける結果としてではなく、その間に所要の位
相角を持つ２相電圧Ｖ_P1、Ｖ_P2を生じるように２相電源
を作動させることにより制御される。電動機１５０のこ
のような動作により得られる利点は、電動機の回転速度
とは独立的に巻線電流間の選択された位相偏移を維持す
る能力である。このため、ボルト／ヘルツ比が一定に保
持される限り、始動と対応するゼロ速度を含む如何なる
速度でも通常指定されるトルク範囲を供給することを可
能にする。電動機１５０の各巻線に加えられる電圧が異
なる大きさを持つため、異なるボルト／ヘルツ比が巻線
１５２、１５４の各々に対して維持される。以下におい
て更に配置述べるように、２相電源を提供する電源回路
は、電動機の軸速度の全範囲に対して各電動機毎に一定
のボルト／ヘルツ比を維持するように構成されることが
望ましい。

【００２３】本発明による相電圧Ｖ_P1およびＶ_P2を供給
するための２相電源は、幾つかの異なる形態で提供する
ことができる。例えば、調整可能な位相偏移を生じるよ
うに共通軸で駆動される２相交流発電機または２つの単
相交流発電機として、電源を提供することができる。交
流発電機の出力電圧調整は、交流発電機の誘起電圧の調
整によって行われる。２つの単相交流発電機の場合は、
位相角は共通軸上の各交流発電機ロータの角度調整によ
り調整することができる。

【００２４】電源はまた、３相電力を２相電力に変える
ように構成された「スコット結線された」変圧器として
提供することもできる。このスコット変圧器出力の位相
角の調整は、巻線のタップを変更することにより行われ
る。周波数の調整は、入力電圧の周波数を変えることに
より行われる。

【００２５】ここでは、２相電力を電気的に生じるため
のインバータを含む電源回路として電源が提供されるこ
とが望ましい。図３は、本発明の一実施例により構成さ
れた誘導電動機駆動装置２００を示している。装置２０
０は、電動機１５０を含むように構成されることが望ま
しい。装置２００は、それぞれ単相ＡＣ電源の路線導体
および基準または中立導体と接続するための路線端子２
０２、２０４を含む。装置２００はまた、図示された極
性と直列に接続された第１の対のダイオード２０８およ
び２１０と、図示の極性と直列にかつ第１の対のダイオ
ードと並列に接続された第２の対のダイオード２１２お
よび２１４とを含む全波整流回路２０６を含む。整流回
路２０６は、正の出力端子２２０と、負の出力端子２２
２を持ち、整流回路２０６のＤＣ電圧出力をフィルタす
るため出力端子２２０、２２２に跨って接続されたコン
デンサ２２４を有する。ダイオード２０８および２１０
間のタップ・ノード２２６は路線端子２０２と接続さ
れ、ダイオード２１２および２１４間のタップ・ノード
２２８は路線端子２０４と接続されている。

【００２６】整流回路２０６は、路線端子２０２、２０
４に与えられた単相ＡＣ電圧を整流してその出力端子２
２０、２２２にＤＣ電圧を生じるため周知のように作動
する。出力端子２２０、２２２におけるＤＣ電圧の大き
さは、√２で乗じた路線端子２０２、２０４におけるＲ
ＭＳ単相電圧に略々等しい。

【００２７】装置２００は更に、以下に更に詳細に述べ
るように、電動機１５０に２相電力を生じるように接続
され作動される３相インバータ回路２３０を含む。イン
バータ回路２３０は、それぞれ直列に接続された２つの
電力スイッチング・デバイスにより形成される３つの並
列に接続されたブリッジ・インバータの足２３２、２３
４、２３６を含む。図４において、スイッチＳ₁〜Ｓ₆の
各々が、付随する逆並列導通ダイオード２４２と接続さ
れたトランジスタ、絶縁ゲート・バイポーラ・トランジ
スタ、ＦＥＴ、ＧＴＯデバイス、あるいは類似の電力ス
イッチング・デバイス２４０として提供することができ
る。再び図３において、インバータ回路２３０のブリッ
ジの足２３２、２３４、２３６は、それぞれ３極の双投
スイッチ２５０を介して電動機１５０に接続するための
タップ・ノード２４４、２４６、２４８を含む。タップ
・ノード２４４は、巻線１５４の端部と接続可能であ
り、タップ・ノード２４８は巻線１５２の端部と接続可
能であり、タップ・ノード２４６は共通巻線ノード１５
６と接続可能である。タップ・ノード２４４、２４６、
２４８はそれぞれ、インバータ回路２３０のＡ、Ｂおよ
びＣ相の出力ノードと対応し、図３にそのように示され
る。以下において更に詳細に述べるように、スイッチＳ
₁〜Ｓ₆は、これもＰＷＭ電圧を規定するための基準端子
Ｒとして働く負の出力端子２２２にに対して規定される
ノード２４４、２４６、２４８においてパルス幅変調
（ＰＷＭ）電圧を生じるように作動される。

【００２８】スイッチ２５０は、単相電源あるいはイン
バータ回路２３０の出力と接続することにより電動機１
５０の動作を可能にする。スイッチ２５０は、第１のグ
ループの端子ａ−ｂ−ｃと、第２のグループの端子ｄ−
ｅ−ｆと、第３のグループの端子ｇ−ｈ−ｉとを含む。
第１のグループの端子ａ、ｂ、ｃはそれぞれ巻線１５４
の端部、共通巻線ノード１５６および巻線１５２の端部
と接続されている。第２のグループの巻線端子ｄ、ｅ、
ｆはそれぞれタップ・ノード２４４、２４６、２４８と
接続されている。第３のグループの端子に関しては、端
子ｈおよびｉがそれぞれ路線端子２０４、２０２と直接
接続され、駆動コンデンサ２６０は端子ｇと路線端子２
０２との間に接続されている。

【００２９】スイッチ２５０が端子ａ、ｂ、ｃを端子
ｄ、ｅ、ｆとそれぞれ接続する第１の位置にある時、電
動機１５０はインバータ回路２３０の出力からの２相モ
ードで作動される。スイッチ２５０が端子ａ、ｂ、ｃを
端子ｇ、ｈ、ｉにそれぞれ接続する第２の位置にある
時、電動機１５０は単相ＡＣ電源からの単相モードで作
動される。単相作動モードの間、駆動コンデンサ２６０
は巻線１５４と路線端子２０２との間で直列で接続され
る。電動機１５０は従来のＰＳＣ電動機として設けられ
ることが望ましいため、コンデンサ２６０は、電動機１
５０が単相モードで従来のＰＳＣ電動機として作動する
ように、電動機１５０の製造者により指定される駆動コ
ンデンサ特性を持つように選択されることが望ましい。

【００３０】図５は、如何にして３相インバータ回路２
３０が電動機１５０に対して２相電力を供給するように
接続され制御され得るかを説明するためのベクトル図を
示す。図５において、３つの電圧ベクトルＶ_A、Ｖ_B、Ｖ
_Cがインバータ回路２３０のタップ・ノード２４４、２
４６、２４８に存在する電圧と対応している。図３に示
されるように、インバータ回路２３０の電動機１５０に
対する接続の結果として、電圧ベクトルＶ_AおよびＶ_B間
の差である電圧Ｖ_ABが巻線１５４に跨って印加され、図
２における電圧Ｖ_P2と対応している。電圧ベクトルＶ_C
およびＶ_B間の差である電圧Ｖ_CBが巻線１５２に跨って
印加され、図２における電圧Ｖ_P1と対応している。

【００３１】本発明の図示された実施例によれば、イン
バータ回路２３０は３相インバータ回路であるが、均衡
３相電力を生じるようには作動されない。このため、図
５に示されるように、ベクトルＶ_CはベクトルＶ_Aを１８
０°だけ遅らせ、ベクトルＶ_BはベクトルＶ_Aを１０５°
だけ進める。また、ベクトルＶ_A、Ｖ_B、Ｖ_Cは同じ大き
さを持つ。本発明によれば、更に詳細に以下に述べるよ
うに、スイッチＳ₁〜Ｓ₆の作動は、インバータ回路２３
０の２相出力を構成しかつ電動機１５０の最適性能と対
応する所要の位相角θだけ隔てられる電圧Ｖ_ABおよびＶ
_CBを生じるように制御される。

【００３２】先に述べたように、また本発明の図示され
た実施例によれば、始動巻線１５４に跨って加えられる
電圧Ｖ_ABの大きさは、主巻線１５２に跨って加えられる
電圧Ｖ_CBの大きさより大きい。ベクトルＶ_A、Ｖ_Bおよび
Ｖ_Cは同じ大きさを持つと定義されるため、電圧Ｖ_ABと
Ｖ_CB間の大きさの差はベクトル間の位相角の選択により
制御される。ここで当業者には明らかなように、ベクト
ルＶ_Bの位相角を変えてベクトルＶ_AおよびＶ_Cの相対的
位相角の大きさを一定に保持することにより、電圧Ｖ_AB
／Ｖ_CBの比は変化させることができるが、電圧Ｖ_ABとＶ
_CB間の位相角の差は一定のままである。更に、電圧Ｖ_AB
／Ｖ_CBの比およびその間の位相角の双方の変更は、３つ
のベクトルＶ_A、Ｖ_B、Ｖ_Cのどれか２つの位相および大
きさを変えることにより行うことができる。インバータ
２３０の動作周波数、従って電動機１５０の速度は、巻
線１５２、１５４の各々に対する一定のボルト／ヘルツ
比および各巻線に加えられる電圧間の所要の位相角θを
維持するため、各ベクトル間の位相関係を一定に保持し
ながら、所要の動作周波数に比例して３つの全てのベク
トルＶ_A、Ｖ_B、Ｖ_Cの大きさおよび周波数の各々を変え
ることにより変更される。

【００３３】図６は、図５に示される如くベクトル
Ｖ_A、Ｖ_B、Ｖ_Cと対応する電圧を生じるようにスイッチ
Ｓ₁〜Ｓ₆の作動を制御するための制御信号を生じ、電動
機の巻線に加えられる電圧間の位相角θが９０°である
制御回路３００のブロック図を示している。

【００３４】図７は、制御回路３００の作動中に生じる
種々の信号の波形を示す。

【００３５】次に図６においては、回路３００は、電動
機１５０の所要の作動速度を表わす外部で生じた速度制
御信号を受取るように接続された速度ランプ・レート回
路３０２を含む。速度制御信号は、検出された情報に応
答して電動機の速度を自動的に制御するため、電動機１
５０が組込まれるシステムのあるパラメータ即ち特性を
検出することにより得ることができる。

【００３６】あるいはまた、速度制御信号は、ポテンシ
ョメータの如き適当な手動調整可能な制御部により変更
することができる。回路３０２は、その出力３０４にお
ける０乃至５ボルトの正規化範囲内でこの速度制御信号
をＤＣ電圧に変換する。回路３０２の特定の構造は、速
度制御信号の性格に依存する。しかし、例えば、また制
限なく、もし速度制御信号が０乃至５ＶＤＣ信号として
生じるならば、回路３０２は低域フィルタとして構成さ
れたＲ−Ｃネットワークとして提供することができる。

【００３７】回路３０２のＤＣ電圧出力は電圧制御され
る発振器（ＶＣＯ）３０６の入力に加えられ、この発振
器がその出力３０８にＶＣＯ３０６の入力に加えられた
ＤＣ電圧と比例する周波数を有する方形波を生じる。例
えば、ＶＣＯ３０６は、それぞれ０、２．５および５ボ
ルトのＤＣ電圧入力と対応する０Ｈz、６１．４４ＫＨz
および１２２．８８ＫＨzの周波数を有する方形波出力
を生じる。ＶＣＯ３０６は、米国マサチューセッツ州Ｎ
ｏｒｗｏｏｄのＡｎａｌｏｇＤｅｖｉｃｅｓ社製のモ
デル番号ＡＤ６５４ＪＮとして提供することができる。

【００３８】ＶＣＯ３０６の出力３０８は、１２ビット
の２進カウンタ３１０の反転クロック入力と接続されて
いる。カウンタ３１０の１１のカウンタ出力端子Ｑ₁乃
至Ｑ₁ ₁のみが使用される。カウンタ３１０は、米国アリ
ゾナ州ＰｈｏｅｎｉｘのＭｏｔｏｒｏｌａ社製のモデル
番号ＭＣ７４ＨＣ４０４０Ｎとして提供できる。

【００３９】回路３００はまた、そのアドレス入力ＡＤ
₁乃至ＡＤ₁₁において出力端子Ｑ₁乃至Ｑ₁₁に与えられる
カウンタ３１０の出力を受取るように接続された２Ｋ×
８ビットのＥＥＰＲＯＭ３２０を含む。ＥＥＰＲＯＭ３
２０は、図５に関して先に述べたベクトルＶ_AおよびＶ_B
とそれぞれ対応する正弦波形Ｗ_DAおよびＷ_DBを定義する
ディジタル・データ値を含む索引テーブルを格納してい
る。特に、ＥＥＰＲＯＭ３２０は、正弦波サイクル当た
り１０２４の増分に分割されるディジタル的に加重され
た形態の波形Ｗ_DAおよびＷ_DBに対するディジタル・デー
タを格納する。ディジタル波形Ｗ_DA、Ｗ_DBに対する増分
データは、カウンタ３１０により生じる連続的なアドレ
ス値がＥＥＰＲＯＭ３２０をしてそのデータ出力Ｄ₁乃
至Ｄ₁₁に波形ＡおよびＢを表わす増分をそれぞれ記述す
るディジタル・データを生じさせるように、ＥＥＰＲＯ
Ｍ３２０の連続的なアドレス場所に交互に格納される。
ＥＥＰＲＯＭ３２０は、米国カルフォルニア州Ｓａｎｔ
ａＣｌａｒａのＮａｔｉｏｎａｌＳｅｍｉｃｏｎｄ
ｕｃｔｏｒ社製のモデル番号ＮＭＣ２７Ｃ１６Ｑとして
提供できる。

【００４０】以下に示す表１は、波形ＡおよびＢと対応
するＥＥＰＲＯＭ３２０に格納された増分データの事例
値を示す。

【００４１】表１の左側列は、それぞれＥＥＰＲＯＭ３２０の連続す
る１７番目の格納アドレスを16進数で列記している。表
１の残りの列は、これも16進数の波形データ値を列記し
ている。特に、１つのアドレスの右方の１６のデータ値
は、このアドレスに格納されたデータ値と対応してお
り、１５のデータ値がそれぞれ次の１５の連続的なアド
レスに格納されている。例えば、データ値ＢＤはアドレ
ス００Ａ０に格納されるが、データ値Ｆ０、ＢＤ、Ｆ０
等はそれぞれアドレス００Ａ１、００Ａ２、００Ａ３等
に格納される。更に、波形Ｗ_DAおよびＷ_DBに対するデー
タ値は連続する場所に交互に格納されるため、波形Ｗ_DA
に対するデータ値はアドレス００Ａ０、００Ａ２等に格
納されるが、波形Ｗ_DBに対するデータ値はアドレス００
Ａ１、００Ａ３等に格納される。

【００４２】再び図６において、ＥＥＰＲＯＭ３２０の
データ出力Ｄ₁乃至Ｄ₈は、乗算用２重ディジタル／アナ
ログ・コンバータ（ＤＡＣ）回路３３０のディジタル入
力に加えられる。ＤＡＣ回路３３０は、カウンタ３１０
のＱ₁カウンタ出力を受取るように接続されるＤＡＣ選
択入力３３２を含む。ＤＡＣ回路３３０は、ＥＥＰＲＯ
Ｍ３２０から受取るディジタル・データをアナログ形態
に変換し、このアナログ結果をＤＡＣ選択入力３３２に
与えられる２進値に応じてその出力３３４または３３６
のいずれか一方に与える。カウンタ出力Ｑ₁はカウンタ
３１０の出力の最下位ビットであるため、ＤＡＣ回路３
３０は、連続的なディジタル・データ入力と対応する連
続的な各アナログ出力をその出力３３４および３３６に
交互に与える。図示された実施例においては、電圧ベク
トルＶ_AおよびＶ_Bを表わす正弦波のアナログ波形Ａおよ
びＢがそれぞれ出力３３６、３３４に与えられる。図７
は、ＤＡＣ回路３３０の出力３３６、３３４に与えられ
る正弦波のアナログ波形ＡおよびＢを示している。図示
された実施例および表１に示したデータによれば、波形
ＡおよびＢは、ベクトルＶ_AおよびＶ_Bに関して先に述べ
たように、同じ大きさおよびその間の位相角１０５°を
有する（図５）。

【００４３】ＤＡＣ回路３３０は更に、Ｖ_REF入力３３
８において電圧スケーリング信号を受取るように接続さ
れている。電圧スケーリング信号の大きさに従って、Ｄ
ＡＣ回路３３０は、その乗算機能の演算により、電圧ス
ケーリング信号に比例してそのアナログ出力の大きさの
スケールを与える。電圧スケーリング信号は、回路３０
２の出力３０４に与えられるＤＣ電圧を受取るように接
続されたレベル・コンバータ回路３４０によって生成さ
れる。回路３４０は、電動機１５０の所要の運転速度に
比例してスケーリング信号をＤＣ電圧として生成するよ
う構成され、予め定めた一定のボルト／ヘルツ比が電動
機１５０の各巻線に与えられる電圧に対して維持できる
ようにする。その結果、例えば、ＤＡＣ回路３３０によ
り出力３３４または３３６のいずれか一方に出力される
アナログ正弦波形電圧は、回路３０２の出力３０４にお
ける０ボルト乃至５ボルトの範囲の出力電圧とそれぞれ
対応する略々０ボルト乃至２．５ボルトの範囲のピーク
ツーピーク値を持つ。回路３４０は、抵抗分割器として
提供することができる。ＤＡＣ回路３３０は、米国マサ
チューセッツ州ＮｏｒｗｏｏｄのＡｎａｌｏｇＤｅｖ
ｉｃｅｓ社製のモデル番号ＡＤ７５２８ＣＭＯＳ２重
８ビットのバッファ付き乗算ＤＡＣとして提供できる。
このモデルＤＡＣは、図示された実施例を実施するため
一緒に導通状態に結合される２つのＶ_REF入力を有す
る。

【００４４】また図６において、それぞれディジタル波
形Ｗ_DBおよびＷ_DA、およびベクトルＶ_BおよびＶ_A（図
５）と対応するＤＡＣ回路３３０の出力３３４、３３６
に与えられるアナログ波形ＢおよびＡは、従来のアナロ
グ・バッファ回路３５０、３５２を介してコンパレータ
回路３５４、３５６の第１の入力に与えられる。本発明
の図示された実施例によれば、電圧ベクトルＶ_Cは、図
５に示されるように、ベクトルＶ_Aと同じ大きさである
がベクトルＶ_Aに１８０°だけ遅れている。従って、バ
ッファ回路３５２の出力は、アナログ・インバータ回路
３５８により反転されてコンパレータ回路３６０の第１
の入力に与えられるベクトルＶ_Cを表わすアナログ波形
Ｃを生じる。波形Ｃは、図７に示される。

【００４５】回路３００は更に、その出力３７２に３角
形状の波形Ｔを生じる３角波形ジェネレータ３７０を含
む。生成された３角波形Ｔは、例えば、１．２５乃至
３．７５ボルトまで変化するピークツーピーク値と、略
々９００乃至１１００Ｈzの範囲の周波数とを有する。
３角波形Ｔの周波数は、スイッチング信号がインバータ
回路２００のスイッチＳ₁〜Ｓ₆に与えられるよう生成さ
れる周波数を決定する。３角波形ジェネレータ３７０
は、従来技術において周知の構造を有する演算増幅器お
よびコンパレータを含む回路として提供することができ
る。回路３００に関しては、３角波形Ｔが２．５ボルト
のピークツーピーク値と１０００Ｈzの周波数を有する
ことが望ましい。

【００４６】ジェネレータ３７０の出力３７２に生じる
３角波形Ｔは、コンパレータ３５４、３５６、３６０の
各々の第２の入力に与えられる。図７は、それぞれコン
パレータ３５６、３５４、３６０により受取られる如き
波形Ａ、Ｂ、Ｃの各々に重ねられる３角波形Ｔを示して
いる。コンパレータ３５４、３５６、３６０の各々は、
加えられるアナログ波形電圧Ａ、Ｂ、Ｃの大きさがそれ
ぞれ３角波形Ｔの大きさより大きいか小さいかに従っ
て、その出力において高い論理レベル電圧、例えば５ボ
ルトまたは低い論理レベル電圧、例えば０ボルトを生じ
る。その結果、各コンパレータの出力はパルス幅変調さ
れた波形を構成する。

【００４７】コンパレータ３５４、３５６、３６０によ
り出力されるパルス幅変調波形は、それぞれアンダーラ
ップおよび出力駆動回路３８０、３８２、３８４に与え
られる。回路３８０は、与えられるパルス幅変調波形と
略々同じ形状を持つ第１のスイッチ駆動信号Ｂ＋と、ス
イッチング・デバイスＳ₃（図３）を駆動するに充分な
電圧レベルを生じる。回路３８０はまた、波形Ｂ＋の論
理的補数であり、スイッチング・デバイスＳ₄（図３）
を駆動するに充分な電圧レベルを有するスイッチ駆動信
号Ｂ−を生じる論理的インバータ回路を含む。回路３８
０は更に、信号Ｂ＋およびＢ−が決してこれらが加えら
れる各スイッチング・デバイスをして同時にオンにさせ
ないことを保証し、これにより論理レベルのオフ指令と
スイッチング・デバイスによる電流の実際の遮断との間
の時間的遅れを生じるアンダーラップ回路を含む。

【００４８】回路３８２、３８４は、回路３８２がそれ
ぞれスイッチＳ₁、Ｓ₂を駆動するためのスイッチ駆動信
号Ａ＋、Ａ−を生じるように、また回路３８４がそれぞ
れスイッチＳ₅、Ｓ₆を駆動するためのスイッチ駆動信号
Ｃ＋、Ｃ−を生じるように、回路３８０と同じように構
成される。図７は、スイッチ駆動信号Ａ＋、Ｂ＋、Ｃ＋
を示している。

【００４９】インバータ回路２３０オフ制御回路３００
の動作において、回路３００は、与えられる駆動信号が
正の論理値を取る時スイッチが閉に駆動されるように、
各駆動スイッチＳ₁〜Ｓ₆に与えられるスイッチ駆動信号
Ａ＋、Ａ−、Ｂ＋、Ｂ−、Ｃ＋およびＣ−を生じる。ス
イッチＳ₁〜Ｓ₆のパルス幅変調（ＰＷＭ）された閉路の
結果、ＰＷＭ電圧が電動機１５０の巻線１５２、１５４
に与えられる。例えば、スイッチＳ₁、Ｓ₂の作動は、巻
線１５４の一端部に与えられるＰＷＭ電圧Ｖ_ARをノード
２４４に生じる結果となる。同様に、スイッチＳ₁〜Ｓ₆
の作動は、共通巻線ノード１５６および巻線１５２にそ
れぞれ与えられるＰＷＭ電圧Ｖ_BRおよびＶ_CRを生じる結
果となる。ＰＷＭ電圧Ｖ_AR、Ｖ_BRおよびＶ_CRは図７に示
され、それぞれ前に述べたベクトルＶ_A、Ｖ_B、Ｖ_C（図
５）と対応している。ＰＷＭベクトルＶ_AR、Ｖ_BRおよび
Ｖ_CRの大きさは整流回路２０６により与えられるＤＣ電
圧の大きさの関数であることが判る。

【００５０】ＰＷＭ電圧Ｖ_AR、Ｖ_BRおよびＶ_CRの電動機
１５０に対する印加は、巻線１５４、１５２の両端のＰ
ＷＭ電圧として電圧Ｖ_ABおよびＶ_CB（図５）の印加をも
たらす結果となる。図８Ａは、ＰＷＭ電圧Ｖ_AR，Ｖ_BRお
よびＶ_CRを示すが、図８ＢはＰＷＭ電圧Ｖ_BR、Ｖ_CRおよ
びＶ_CBを示す。パルス幅変調インバータ回路の周知の動
作により、電動機１５０に加えられるパルス幅変調電圧
波形は、これらが対応する正弦波形を厳密にシミュレー
トする。電動機１５０の運転速度は、速度制御信号に応
答して変更することができる。このような変更の間、一
定のボルト／ヘルツ比は、レベル・コンバータ回路３４
０により与えられる電圧スケーリング信号に従ってＤＡ
Ｃ回路３３０の乗算機能の動作により、電動機１５０の
巻線１５２、１５４の各々に加えられる電圧に対してそ
れぞれされる。更に、電動機１５０に加えられる電圧Ｖ
_ABおよびＶ_CBの大きさは可変速度運転中に変更される
が、これらの電圧間の比、即ち相対的な大きさは、電圧
ベクトルＶ_A、Ｖ_B、Ｖ_C間の相対的な位相角がＥＥＰＲ
ＯＭ３２０に格納されたデータによって固定されるた
め、一定に維持される。

【００５１】電動機１５０の始動中、定格速度での運転
が所望されるとすれば、速度制御信号は最初全速運転を
要求し得、これが電動機の巻線に跨る全電圧の初期の印
加をもたらす結果となる。これは更に、大きな電動機の
突発電流を結果として生じるおそれがある。従って、ス
イッチＳ₁〜Ｓ₆にこのような突発電流を許容するに充分
な電流定格を与えることが必要である。あるいはまた、
再び定格速度での運転が望ましいことを前提として、周
知のインバータ作動慣例によれば、定格電流以上が最初
に流れないように、速度制御信号は電動機の定格滑りに
対応する低速度、即ち定格速度の略々２〜５％を要求す
るように最初に生成することができる。次に電動機は、
速度制御信号の大きさを徐々に増加することにより定格
速度まで加速することができる。

【００５２】図９は、図６に示された制御回路３００の
別の実施例が制御回路４００として示す。制御回路４０
０は、図９に示される部分を除いて、回路３００の構造
と同じ構造を有する。回路３００と４００との間の差異
は、後者の回路が波形Ｗ_DCに対するＥＥＰＲＯＭ３２０
の増分ディジタル・データを格納して、アナログ波形Ａ
の反転により生成する代わりにアナログ波形Ｃの独立的
な生成を可能にすることである。

【００５３】図９において、制御回路４００は、ＥＥＰ
ＲＯＭ３２０からの１１ビットのディジタル・データ出
力を受取るため変換される乗算用カッド・ディジタル／
アナログ・コンバータ（ＤＡＣ）回路４０２を含んでい
る。ＤＡＣ回路４０２は、２つの選択入力４０４、４０
６からなる２ビットのＤＡＣ選択入力を含む。ＤＡＣ回
路４０２は、これがＥＥＰＲＯＭ３２０から受取るディ
ジタル・データをアナログ形態に変換して、そのＤＡＣ
選択入力４０４、４０６に与えられる２ビットの２進値
に応じて、その３つの出力４０８、４１０または４１２
の１つにアナログ出力を与える。出力４０８、４１０、
４１２は、従来のバッファ回路４１４、４１６、４１８
を介してそれぞれコンパレータ回路３５６、３５４、３
６０と接続される。ＤＡＣ回路４０２はまた、Ｖ_REF入
力４２０における電圧スケーリング信号を受取って乗算
機能を同様に行うように、またＤＡＣ回路３３０に対し
て先に述べたと同じ目的のために接続されている。ＤＡ
Ｃ回路４０２は、米国マサチューセッツ州Ｎｏｒｗｏｏ
ｄのＡｎａｌｏｇＤｅｖｉｃｅｓ社製のモデル番号Ａ
Ｄ７２２５カッド８ビットＤＡＣとして提供すること
ができる。このモデルＤＡＣは、図示された実施例を具
現するため一緒に導通するように結合される４つのＶ
_REF入力を有する。

【００５４】回路４００はまた、ＤＡＣ選択入力４０
４、４０６に与えるため一連の２ビット信号を生じるた
めのタイミング回路４３０を含む。タイミング回路４３
０は、カウンタ３１０の出力Ｑ₁乃至Ｑ₁₁を受取るよう
に接続されて、出力Ｑ₁乃至Ｑ₁₁が図示しない回路によ
りＡＮＤゲート４３２に加える前に出力Ｑ₁およびＱ₂が
反転されるＡＮＤゲート４３２を含む。回路４３０はま
た、各々がＡＮＤゲート４３２により与えられる和の出
力信号を受取るように接続されたリセット入力Ｒを持つ
フリップフロップ回路４３４、４３６を含む。ＡＮＤゲ
ート４３２の出力信号はまた、カウンタ３１０のリセッ
ト入力Ｒに与えられる。フリップフロップ４３４および
４３６の各々は、ＶＣＯ３０６の出力３０８に与えられ
る信号を反転クロック入力Ｃにおいて受取るように接続
されている。フリップフロップ４３４、４３６の各々の
反転データ出力ＱはＡＮＤゲート４４０に与えられ、そ
の出力がフリップフロップ４３４のデータ入力Ｄへ与え
られる。フリップフロップ４３４おデータ出力Ｑは、フ
リップフロップ４３６のデータ入力Ｄと、ＤＡＣ回路４
０２のＤＡＣ選択入力４０４の双方に接続される。フリ
ップフロップ４３６のデータ出力Ｑは、ＤＡＣ選択入力
４０６に接続されている。

【００５５】制御回路４００の動作において、タイミン
グ回路４３０がＤＡＣ選択入力４０４、４０６に加える
ため２ビットの論理信号００、１０、０１、００、１
０、０１、、、の反復シーケンスを生じる。図１０は、
共通の時間軸に関するＤＡＣ選択入力４０４、４０６に
加えるため、ＶＣＯ３０６およびタイミング回路４３０
により生成される信号のプロットを示している。図１０
において、ＶＣＯ３０６により生成される信号は１２
２．７６ＫＨzの周波数を有する。その結果、ＤＡＣ回
路４０２は、その出力４０８、４１０、４１２にアナロ
グ形態でアナログ波形Ａ、Ｂ、Ｃに対する増分データを
逐次生じるように制御される。図示された実施例におい
ては、ＥＥＰＲＯＭ３２０が適当な２Ｋバイトの記憶容
量を与えられるため、波形Ｗ_DA、Ｗ_DB、Ｗ_DCに対するデ
ィジタル・データが正弦サイクル当たり６８２の増分に
分割されるディジタル的に加重された形態で格納され
る。カウンタ３１０のリセット入力Ｒに与えられる和の
信号が、ＥＥＰＲＯＭ３２０のアドレスの全範囲にわた
り順序付けした後、カウンタをしてその出力をリセット
させる。

【００５６】図１１は、本発明の別の実施例により構成
された誘導電動機駆動装置５００を示している。装置５
００は、前に述べた電動機１５０を含むように構成され
ることが望ましい。装置５００は、単相ＡＣ電源の路線
導体と基準即ち中立導体に接続するための路線端子５０
２、５０４を含む。装置５００はまた、コンデンサ５１
２、５１４およびダイオード５１６、５１８からなる全
波整流電圧倍増回路５１０をも含む。コンデンサ５１
２、５１４は、その間で路線端子５０４と電動機の共通
巻線ノード１５６の双方と接続された中立端子ノード５
２０と直列に接続されている。ダイオード５１６は、図
１１に示された極性で路線端子５０２と回路５１０の正
の出力端子ノード５２２との間に接続されている。同様
に、ダイオード５１８は、図示された極性で路線端子５
０２と回路５１０の負の出力端子ノード５２４との間に
接続されている。

【００５７】整流回路５１０の動作については、加えら
れる単相ＡＣ電源の正の各半サイクルの間、路線端子５
０２における電圧が路線端子５０４における電圧に対し
て正である時、電流がダイオード５１６に流れてコンデ
ンサ５１２を充電する。路線端子５０２における電圧の
負の半サイクルの間、電流はダイオード５１８に流れて
コンデンサ５１４を充電する。回路５１０の回路素子
は、コンデンサ５１２および５１４に跨るＤＣ電圧が極
性は反対であるが大きさが等しくなるように選定される
ことが望ましい。その結果、コンデンサ５１２および５
１４は、正の出力端子ノード５２２、負の出力端子ノー
ド５２４および中立の端子ノード５２０を有する均衡さ
れたＤＣ電圧ソースを構成する。出力端子ノード５２２
または５２４のいずれか一方における電圧の大きさは、
√２で乗じられた路線端子５０２におけるＲＭＳ単相電
圧に略々等しい。

【００５８】装置５００は更に、２層電圧を生じるた
め、半ブリッジ・インバータ脚５３２、５３４からなる
インバータ回路５３０を含む。インバータの脚５３２
は、回路５１０の出力端子ノード５２２、５２４に跨っ
て直列に接続された電力スイッチング・デバイス５３
６、５３８からなっている。インバータの脚５３４は、
出力端子ノード５２２、５２４に跨って直列に接続さ
れ、これによりインバータの脚５３２と並列に接続され
た電力スイッチング・デバイス５４０、５４２からな
る。デバイス５３６、５３８、５４０、５４２は各々、
図３および図４に示されたスイッチＳ₁〜Ｓ₆に関して先
に述べたと同じ形式のものであり、それぞれ図１１に示
される如き逆並列導通ダイオードを含む。

【００５９】装置５００は更に、単相路線ソースまたは
インバータ回路５３０の出力と接続することにより、整
流回路５１０の作動を可能にする２極双投スイッチある
いはリレー５５０を含む。スイッチ５５０は、第１の対
の端子ａ−ｂ、第２の対の端子ｃ−ｄおよび第３の対の
端子ｅ−ｆを含む。スイッチ５５０の第１の対の端子
ａ、ｂはそれぞれインバータの脚５３２、５３４の中間
タップ端子ノード５５２、５５４と接続されている。ス
イッチ５５０の第３の対の端子ｅ、ｆはそれぞれ電動機
１５０の巻線１５２、１５４と接続されている。第２の
対の端子ｃ、ｄは路線端子５０２と接続され、端子ｃは
直接接続され、駆動コンデンサ５６０は端子ｄと路線端
子５０２間に接続されている。

【００６０】スイッチ５５０が端子ａ、ｂを端子ｅ、ｆ
にそれぞれ接続する第１の位置にある時、電動機１５０
はインバータ回路５３０の出力から２相モードで作動さ
せられる。スイッチ５５０が端子ｃ、ｄを端子ｅ、ｆに
接続する第２の位置にある時、電動機１５０は、単相Ａ
Ｃソースからの単相モードで作動される。単相作動モー
ドにおいては、駆動コンデンサ５６０は巻線１５４と路
線端子５０２間で直列に接続される。電動機１５０は従
来のＰＳＣ電動機として提供されることが望ましいた
め、電動機１５０が単相モードで従来のＰＳＣ電動機と
して作動するように、コンデンサ５６０は電動機１５０
の製造者により指定される駆動コンデンサ特性を持つよ
うに選定されることが望ましい。

【００６１】本発明によれば、インバータ回路５３０
は、２相作動モードの間電動機１５０に与えられる２相
パルス幅変調出力を生じるよう作動される。スイッチン
グ・デバイス５３６、５３８、５４０および５４２は、
スイッチ駆動信号Ａ＋、Ａ−、Ｂ＋、Ｂ−により作動さ
せられる。図６に示される制御回路３００は、インバー
タ回路５３０の作動を制御するため必要な駆動信号を生
じるため使用することができる。しかし、システム５０
０内部の電動機１５０の作動のためには、ＥＥＰＲＯＭ
３２０に、所要の位相角、例えば９０°をその間に持つ
アナログ波形ＡおよびＢと対応する情報を格納すること
が必要となる。即ち、タップ・ノード５５２、５５４に
生じる電圧がそれぞれ直接巻線１５２、１５４に加えら
れるため、これらの電圧間の位相角は電動機１５０の作
動のため所要の位相角でなければならない。また、アナ
ログ波形ＡおよびＢに上記の如く電動機１５０の従来の
作動と対応する異なる大きさを与えるように回路３００
を変更することも必要となろう。これを行う１つの方法
は、上記のモデル番号ＡＤ７５２８ＤＡＣのＶ_REF入
力を一緒に結合するのではなく、レベル・コンバータ３
４０により出力される電圧スケーリング信号をアナログ
波形Ｂと対応するＶ_REF入力に直接与えること、またレ
ベル・コンバータ３４０の電圧スケーリング信号出力を
減衰器を介して他のＶ_REF入力に与えることによる。こ
の減衰器は、例えば、抵抗分割回路または１．０より小
さい利得を持つ演算増幅回路として提供することができ
る。もしこの減衰が電動機巻線に与えられる電圧間の所
要の比と対応する各Ｖ_REF入力に加えられる電圧間の比
を生じるように行われるならば、ＤＡＣ３３０はその乗
算機能の作動により同じ比の大きさを有する波形を生じ
ることになる。

【００６２】更に、もし制御回路３００がインバータ回
路５３０の作動を制御するため用いられるならば、駆動
信号Ｃ＋およびＣ−を生じるため設けられる回路３００
の部分は必要でないことが判る。

【００６３】図１２は、インバータ回路５３０の作動を
制御するための望ましい制御回路６００を示している。
回路６００は、出力６０４に正弦波電圧信号を、また出
力６０６に余弦波電圧信号を生じるための正弦波ジェネ
レータ６０２を含む。ジェネレータ６０２は、所要の電
動機速度に従って生成される正弦波および余弦波の周波
数を変化させるために、回路３００に関して述べた如き
電動機速度制御信号を受取る速度制御入力６０８を含
む。ジェネレータ６０２は、米国アリゾナ州Ｔｕｃｓｏ
ｎのＢｕｒｒ−Ｂｒｏｗｎ社製のモデル番号４４２３信
号ジェネレータとして提供できる。

【００６４】電動機速度が変化する時、インバータ回路
５３０により生成される電圧に対する一定のボルト／ヘ
ルツ比を維持するため、ジェネレータ６０２により出力
６０４、６０６に生じる正弦波および余弦波の電圧信号
がそれぞれ高域フィルタ６１０、６１２に送られる。高
域フィルタ６１０、６１２は、直列接続されたコンデン
サ６１４、６１６、および並列接続された抵抗６１８、
６２０からなっている。高域フィルタ６１０、６１２の
各々は、６dＢ／オクターブのロール・オフ特性および
電動機１５０の作動周波数範囲の上限より高い遮断周波
数を有する。その結果、ジェネレータ６０２により生じ
る正弦波および余弦波の電圧信号が高域フィルタ６１
０、６１２によって正弦波／余弦波信号の周波数と反比
例する量でそれぞれ減衰される。６ｄＢ／オクターブ・
ロール・オフ特性は、周波数と電圧における変化の間の
１：１の逆の関係を生じる。このように、高域フィルタ
６１０、６１２の出力における正弦波および余弦波の電
圧信号の振幅は、それぞれジェネレータ６０２における
周波数変化と共に変化し、かつこれと正比例し、これに
より各フィルタ出力に対する一定のボルト／ヘルツ比を
達成する。上記の高域フィルタ特性と対応するコンデン
サ６１４、６１６、および抵抗６１８、６２０の例示的
な特性は、コンデンサ６１４、６１６の各々に対しては
０．１μＦ、抵抗６１８、６２０の各々に対しては１０
ＫΩである。

【００６５】再び図１２において、抵抗６１８は調整ア
ーム６２２を持つポテンショメータとして提供されるこ
とが望ましい。アーム６２２、従って高域フィルタ６１
０の出力は、コンパレータ回路６３０の第１の入力側に
接続されている。高域フィルタ６１２の出力は、コンパ
レータ回路６３２の第１の入力側に接続されている。回
路６００は更に、その３角波形信号出力を両コンパレー
タ６３０、６３２の第２の入力に与えるよう接続された
３角波形ジェネレータ６４０を含む。ジェネレータ６４
０は、図６に関して先に述べたジェネレータ３７０と同
じものでよい。コンパレータ６３０、６３２の各々は、
加えられる正弦波または余弦波の信号の大きさが加えら
れる３角波の大きさより大きいか小さいかに従ってハイ
またはローの論理レベル電圧のいずれかをその出力に生
じる。このため、コンパレータ６３０、６３２の各々に
より行われる比較および結果として生じる出力は、コン
パレータ３５４、３５６、３６０に関して先に述べ図７
に示したものと実質的に同じであり、即ち、各コンパレ
ータはパルス幅変調された制御信号を生じる。

【００６６】コンパレータ６３０、６３２の出力は、そ
れぞれアンダーラップおよび出力駆動回路６５０、６５
２に与えられ、その各々は図６に関して先に述べた回路
３８０、３８２、３８４と実質的に同じ構造および機能
を有する。その結果、回路６５０は、駆動スイッチ５３
６、５３８（図１１）の各々に対するスイッチ駆動信号
Ａ＋およびＡ−を与える。同様に、回路６５２は、駆動
スイッチ５４０、５４２（図１１）の各々に対するスイ
ッチ駆動信号Ｂ＋およびＢ−を与える。

【００６７】抵抗６１８をポテンショメータとして設け
ることで、余弦波電圧信号に対するジェネレータ６０２
により生成される正弦波電圧信号の大きさの減少を可能
にするためフィルタ６１０の設定点の調整を可能にす
る。これは、更に、コンパレータ６３０および回路６４
０によって、インバータ回路５３０をして、主巻線１５
２に与えられる巻線１５４に与えられるため生じる電圧
より小さな大きさを持つパルス幅変調電圧を生じさせる
信号の生成をもたらす結果となる。その結果、Ｖ_P2＞Ｖ
_P1（図２）となる図示された実施例の上記の特徴が実現
される。

【００６８】電動機駆動システム５００の動作において
は、本システムは、上記の如くスイッチ５５０の位置に
従って２相または単相のいずれかのモードで作動可能で
ある。２相モードでの作動中、制御回路６００は、与え
られる駆動信号が正の論理値をとる時スイッチが閉路さ
れるように、駆動スイッチ５３６、５３８、５４０、５
４２の各々に加えられるスイッチ駆動信号Ａ＋、Ａ−、
Ｂ＋およびＢ−を生じる。スイッチのパルス幅変調され
た閉路の結果、２相パルス幅変調電圧がインバータ回路
５３０により生じて、電動機１５０の巻線１５２、１５
４に与えられる。図１１に示されるように、インバータ
の脚５３２、５３４の各々により生じる電圧は、中立の
端子ノード５２０に対して定義される。更に、スイッチ
駆動信号が生成される方法に従って、電動機１５０の巻
線に与えられる電圧間の位相角差は９０°である。更
に、２相モードでの作動中、駆動システム５００は、電
動機１５０の巻線１５２、１５４の両端に加えわれるよ
う生成される電圧の各々に対して一定のボルト／ヘルツ
比を維持しながら、速度制御信号に従って電動機１５０
の速度の変化を可能にする。電動機１５０を２相モード
で始動するための配慮は、インバータ回路２００に関し
て先に述べたものと同じである。

【００６９】単相モードにおいては、電動機１５０は、
従来のＰＳＣ電動機として単相ＡＣ電源から直接作動さ
せることができる。その結果、電動機１５０は、例えイ
ンバータ回路５３０が電動機の駆動のため使用できなく
とも、作動のため使用可能な状態を維持する。

【００７０】制御回路６００を含む駆動システム５００
については２相モードで作動中９０°の位相角差を生じ
る如くに記述したが、本発明はこれに限定されるもので
はない。回路６００は、その間の所要の位相角差を持つ
２つの波形を生じるジェネレータ６０２の代わりに正弦
波ジェネレータを用いるように修正することができる。
先に述べたように、ジェネレータ６０２、またはこれと
置換されたジェネレータにより生じる正弦波間の位相角
は、電動機１５０の巻線に加えられる電圧間の位相角で
ある。

【００７１】インバータ回路２３０（図３）により生じ
る電圧の相対的な大きさはベクトルベクトルＶ_Aおよび
Ｖ_B（図５）間の位相角により制御されるが、本発明は
これに限定されるものではない。電圧の相対的大きさも
また、電動機１５０に与えられるよう生成された電圧間
の所要の相対的大きさをもたらす結果となる異なる大き
さを有する波形に対するデータをＥＥＰＲＯＭ３２０に
格納することにより制御することができる。この手法は
また、制御回路３００がインバータ回路５３０（図１
１）のスイッチング・デバイスを制御するためのスイッ
チ駆動信号を生じるようになっている場合にも使用する
ことができる。

【００７２】更に、回路３００のインバータ回路５３０
の制御を可能にする、特にＤＡＣ回路のＶ_REF入力に与
えられる異なる電圧を生じるようにレベル・コンバータ
出力の条件付けを可能にするこの回路に対する上記の修
正はまた、制御回路３００（図６）または４００（図
９）のいずれか一方によりインバータ回路２３０の制御
のため実現することができる。このような構成において
は、ディジタル的に格納された波形は全て同じ大きさを
持ち、また波形ＡおよびＢと対応するディジタル波形
間、および波形ＢおよびＣと対応するディジタル波形間
の９０°の位相角差を持つことになる。

【００７３】電動機１５０の各巻線に対して一定のボル
ト／ヘルツ比が維持される本発明の図示した実施例につ
いて記述したが、本発明はこれに限定されるものではな
い。ある電動機で駆動される負荷、例えばファンに関し
ては、負荷の大きさは回転速度と共に変化する。このよ
うな負荷の場合、回転速度の予め定めた関数として各電
動機巻線に対するボルト／ヘルツ比を変化させるのに更
に充分となろう。電動機駆動システム２００および５０
０においては、制御回路３００（図６）の制御下で作動
する時、ボルト／ヘルツ比のこのような変更は、回転速
度の予め定めた関数に従ってスケーリング信号を生じる
ようにレベル・コンバータ回路３４０を修正することに
より達成することができる。

【００７４】本発明はＨＶＡＣシステムの運転中に遭遇
する上記の諸問題を克服するものであるが、当業者に
は、本発明の利点を同様に実体化するため本発明を他の
システム用途に実施可能であることが明らかであろう。

【００７５】本発明の望ましい実施例の本文の記述は例
示および説明のために行ったものである。本発明を本文
に開示した正確な形態に限定することは意図するところ
ではなく、本文の教示に照らして変更および修正が可能
であり、本発明の実施から取得することができる。実施
例は、当業者が本発明を考えられる特定の用途に適する
ように種々の実施例および種々の変更態様で利用するこ
とを可能にするため、本発明の原理およびその実際的な
用途の説明のために選定され説明した。本発明の範囲は
頭書の特許請求の範囲およびその相等技術によって限定
されるべきものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】単相電源と接続された従来のＰＳＣ電動機を示
す概略図である。

【図２】本発明の一実施例による２相電源と接続された
電動機を示す概略図である。

【図３】本発明の一実施例により構成された電動機駆動
システムを示す図である。

【図４】図３に示されたインバータ回路に含まれる電力
スイッチング・デバイスを示す図である。

【図５】図３のインバータ回路により生じる電圧を示す
ベクトル図である。

【図６】図３のインバータ回路の作動を制御する回路の
ブロック図である。

【図７】図３および図６に示される回路の作動中生じる
電圧波形を示すグラフである。

【図８】Ａは、図３に示したインバータ回路の作動中生
じる電圧波形を示すグラフである。Ｂは、図３に示した
インバータ回路の作動中生じる電圧波形を示すグラフで
ある。

【図９】図６に示した回路の別の実施例を示すブロック
図である。

【図１０】図９に示した回路の作動中生じる電圧波形を
示すグラフである。

【図１１】本発明の別の実施例により構成された電動機
駆動システムを示す図である。

【図１２】図１１に示したシステムにおいて使用される
制御回路を示すブロック図である。

【符号の説明】

１００ＰＳＣ電動機１０２主巻線１０４始動巻線１０６駆動コンデンサ１１０単相電源１１２始動コンデンサ１５０単相２線式誘導電動機１５２主巻線１５４始動巻線１５６共通巻線ノード２００誘導電動機駆動システム２０６全波整流回路２０８ダイオード２１０ダイオード２１２ダイオード２１４ダイオード２３０３相インバータ回路２４２逆並列導通ダイオード２４４タップ・ノード２４６タップ・ノード２４８タップ・ノード２５０スイッチ２６０駆動コンデンサ３００制御回路３０２速度ランプ・レート回路３０６電圧制御発振器（ＶＣＯ）３１０２進カウンタ３２０ＥＥＰＲＯＭ３３０２重ディジタル／アナログ・コンバータ（ＤＡ
Ｃ）回路３３２ＤＡＣ選択入力３４０レベル・コンバータ回路３５０アナログ・バッファ回路３５２アナログ・バッファ回路３５４コンパレータ回路３５６コンパレータ回路３５８アナログ・インバータ回路３６０コンパレータ回路３７０３角波形ジェネレータ３８０アンダーラップおよび出力駆動回路３８２アンダーラップおよび出力駆動回路３８４アンダーラップおよび出力駆動回路４００制御回路４０２カッド・ディジタル／アナログ・コンバータ
（ＤＡＣ）回路４１４バッファ回路４１６バッファ回路４１８バッファ回路４３０タイミング回路４３２ＡＮＤゲート４３４フリップフロップ回路４３６フリップフロップ回路４４０ＡＮＤゲート５００誘導電動機駆動システム５１０全波整流電圧倍増回路５１２コンデンサ５１４コンデンサ５１６ダイオード５１８ダイオード５２０中立の端子ノード５２２正の出力端子ノード５２４負の出力端子ノード５３０インバータ回路５３６スイッチング・デバイス（駆動スイッチ）５３８スイッチング・デバイス（駆動スイッチ）５４０スイッチング・デバイス（駆動スイッチ）５４２スイッチング・デバイス（駆動スイッチ）５５０２極双投スイッチ（リレー）５５２タップ・ノード５５４タップ・ノード５６０駆動コンデンサ６００制御回路６０２正弦波ジェネレータ６１０高域フィルタ６１２高域フィルタ６１４コンデンサ６１６コンデンサ６１８抵抗６２０抵抗６３０コンパレータ回路６３２コンパレータ回路６４０３角波形ジェネレータ６５０アンダーラップおよび出力駆動回路６５２アンダーラップおよび出力駆動回路

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成４年１２月１５日

【手続補正１】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】全図

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１】

【図２】

【図３】

【図４】

【図５】

【図１０】

【図６】

【図７】

【図８】

【図１１】

【図９】

【図１２】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者ハロルド・ロバート・シュネツカ，ザ・セカンドアメリカ合衆国ペンシルバニア州17362, スプリング・グローブ，リッジ・ロード, アールディー４ボックス 4426エイ (72)発明者ロイ・ダニエル・ホッファーアメリカ合衆国ペンシルバニア州ランカスター，ハーバーヒル・ロード 457

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】第１の巻線および第２の巻線を有するＡ
Ｃ電動機を駆動するＡＣ電動機駆動装置であって、第１
の巻線は第１および第２の終端と第１の巻線インピーダ
ンスとを有し、第２の巻線は第１および第２の終端と第
１のインピーダンスより大きな第２の巻線インピーダン
スとを有するＡＣ電動機駆動装置において、入力された電源電圧を２相ＡＣ出力電圧に変換する２相
電源手段を設け、該２相電源手段は、共通端子と、第１
相出力端子と、第２相出力端子とを有し、前記共通端子は前記第１および第２の巻線の第１の終端
の各々と接続するためのものであり、前記第１相端子および前記第２相端子はそれぞれ前記第
１および第２の巻線の第２の終端と接続するためのもの
であり、これにより、前記２相電源手段が、入力電源電圧を前記
第１、第２および共通端子に与えられた２相電圧に変換
して電動機を駆動することを特徴とするＡＣ電動機駆動
装置。
【請求項２】前記２相電源手段が、前記第１相出力と
共通端子との間に第１相電圧を、前記第２相出力と共通
端子との間に第２相電圧を、また前記第１および第２の
相電圧間に予め定めた位相角関係を有する２相ＡＣ出力
電圧を生じることを特徴とする請求項１記載のＡＣ電動
機駆動装置。
【請求項３】前記２相電源手段が、前記第１相出力と
共通端子との間に第１相電圧を、前記第２相出力と共通
端子との間に第２相電圧を、１より大きい予め定めた値
を有する第１相電圧に対する第２相電圧の各大きさの比
を有する２相ＡＣ出力電圧を生じることを特徴とする請
求項１記載のＡＣ電動機駆動装置。
【請求項４】前記２相電源手段が、外部で加えられた
速度制御信号に応答して、２相ＡＣ出力電圧の周波数を
変化させることにより、速度制御信号に従ってＡＣ電動
機の回転速度を変化させることを特徴とする請求項１記
載のＡＣ電動機駆動装置。
【請求項５】前記２相電源手段が、前記第１相出力と
共通端子との間に第１相電圧を、前記第２相出力と共通
端子との間に第２相電圧を有する２相ＡＣ出力電圧を生
じ、前記２相電源手段が更に速度制御信号に応答して、第１
および第２相電圧の各大きさを変化させて、ＡＣ電動機
の第１および第２の各巻線に対する周波数に対する電圧
の実質的に一定の比を維持することを特徴とする請求項
４記載のＡＣ電動機駆動装置。
【請求項６】前記２相電源手段が、第１相電圧に対し
て第２相電圧の各大きさの予め定めた比を維持し、該予
め定めた比が１より大きいことを特徴とする請求項５記
載のＡＣ電動機駆動装置。
【請求項７】路線導体および中立導体を有する単相電
源と接続して、第１の巻線および第２の巻線を有するＡ
Ｃ電動機を駆動するためのＡＣ電動機駆動装置であっ
て、第１の巻線が第１および第２の終端と第１の巻線イ
ンピーダンスとを有し、第２の巻線が第１および第２の
終端と前記第１のインピーダンスより大きい第２の巻線
インピーダンスとを有するＡＣ電動機駆動装置におい
て、単相電源の路線導体と接続するための路線端子を含み、
単相電源を第２相出力電圧に変換する２相電源手段を設
け、該２相電源手段が、第１相出力端子と第２相出力端
子とを有し、単相電源の中立導体と接続し、かつ第１および第２の巻
線の各第１の終端と接続するための中立端子を設け、前記第１および第２の端子が、それぞれ前記第１および
第２の巻線の第２の終端と接続するためのものであり、これにより、前記２相電源手段が、単相電源から受取っ
た電力を第２相電圧に変換して電動機を駆動することを
特徴とするＡＣ電動機駆動装置。
【請求項８】前記２相電源手段が、前記第１相出力と
中立端子との間に第１相電圧を、前記第２相出力と中立
端子との間に第２相電圧を、前記第１および第２相電圧
間に予め定めた位相角関係を有する２相ＡＣ出力電圧を
生じることを特徴とする請求項７記載のＡＣ電動機駆動
装置。
【請求項９】前記２相電源手段が、前記第１相出力と
中立端子との間に第１相電圧を、前記第２相出力と中立
端子との間に第２相電圧を、１より大きい予め定めた値
を有する、第１相電圧に対する第２相電圧の各大きさの
比を有する２相ＡＣ出力電圧を生じることを特徴とする
請求項７記載のＡＣ電動機駆動装置。
【請求項１０】前記２相電源手段が、外部で加えられ
る値制御信号に応答して２相ＡＣ出力電圧の周波数を変
化させることにより、速度制御信号に従ってＡＣ電動機
の回転速度を変化させることを特徴とする請求項７記載
のＡＣ電動機駆動装置。
【請求項１１】前記２相電源手段が、前記第１相出力
と中立端子との間に第１相電圧を、前記第２相出力と中
立端子との間に第２相電圧を有する２相ＡＣ出力電圧を
生じ、前記２相電源手段が更に、速度制御信号に応答して、第
１および第２相電圧の各大きさを変化させてＡＣ電動機
の第１および第２の巻線の各々に対する周波数に対する
電圧の実質的に一定の比を維持することを特徴とする請
求項１０記載のＡＣ電動機駆動装置。
【請求項１２】前記２相電源手段が、第１相電圧に対
する第２相電圧の各大きさの予め定めた比を維持し、該
予め定めた比が１より大きいことを特徴とする請求項１
１記載のＡＣ電動機駆動装置。
【請求項１３】入力された電源電圧を２相ＡＣ出力電
圧に変換する２相電源手段を設け、該２相電源手段は、
共通端子と第１相出力端子と第２相出力端子とを有し、第１の巻線と第２の巻線とを有するＡＣ電動機を設け、前記第１の巻線が第１および第２の終端と第１の巻線イ
ンピーダンスとを有し、前記第２の巻線が、第１および第２の終端と前記第１の
インピーダンスより大きい第２の巻線インピーダンスと
を有し、前記第１および第２の巻線の各第１の終端が、前記２相
電源手段の共通端子と接続され、前記第１および第２の巻線の第２の終端が、前記２相電
源手段の前記第１相終端および前記第２相終端とそれぞ
れ接続され、これにより、前記２相電源手段が、入力された電源電圧
を前記第１、第２および共通端子に与えられる第２相電
圧に変換して前記電動機を駆動することを特徴とするＡ
Ｃ電動機駆動装置。
【請求項１４】前記２相電源手段が、パルス幅変調
（ＰＷＭ）インバータ装置を含むことを特徴とする請求
項１３記載のＡＣ電動機駆動装置。
【請求項１５】入力された電源がＡＣ電源っであり、前記駆動装置が、入力されたＡＣ電源を整流してＤＣ電
源電圧を生じる手段を含み、前記パルス幅変調インバータ装置が、ＤＣ電圧を受取るよう接続された入力端子と、それぞれ
前記共通、第１および第２の相端子とそれぞれ対応する
３つの出力端子とを含む３相インバータ回路と、前記３相インバータ回路に含まれて、ＤＣ電圧を２相出
力電圧に反転させるスイッチング手段と、スイッチング制御信号を生成して、前記２相出力電圧の
第１相が前記第１相端子および共通端子間に生成され、
前記２相出力電圧の第２相が前記第２相端子および共通
端子間に生成されるように、前記スイッチング手段の作
動をＣＲＴＬする電圧制御手段とを含むことを特徴とす
る請求項１４記載のＡＣ電動機駆動装置。
【請求項１６】前記３相インバータ回路が、並列に接
続された第１、第２および第３のインバータ・ブリッジ
脚を含み、前記スイッチング手段が、前記第１、第２および第３の
ブリッジ脚の各々に直列に接続された第１の電力スイッ
チング・デバイスと第２の電力スイッチング・デバイス
とを含み、前記３つの出力端子が、前記第１、第２およ
び第３のブリッジ脚の第１および第２の直列接続された
電力スイッチング・デバイス間にそれぞれ配置されるこ
とを特徴とする請求項１５記載のＡＣ電動機駆動装置。
【請求項１７】前記電圧制御手段が、前記電動機の所要の作動速度を表わすパルス信号周波数
を有するパルス信号を生じる発振手段と、前記発振手段と接続されて、前記パルス信号に応答して
メモリー・アドレス信号を生じる手段と、前記アドレス信号生成手段に接続されて、各アドレス信
号に応答してディジタル・データ信号を生じるメモリー
手段と、ディジタル・データ信号に応答して、第１のアナログ正
弦波形信号と第２のアナログ正弦波形信号とを生じる波
形信号生成手段とを設け、該第１および第２の正弦波形
信号はそれぞれパルス信号周波数により決定される周波
数を有し、第１の正弦波形信号を反転させて第３の正弦波形信号を
生じる手段と、固定周波数の比較信号を生じる手段と、固定周波数比較信号、および第１、第２および第３の正
弦波形信号の各々を受取るように接続され、第１、第２
および第３の正弦波加重パルス幅変調（ＰＷＭ）スイッ
チング信号を生じるコンパレータ手段と、前記第１、第２および第３のＰＷＭ信号、およびその各
論理的補数を前記スイッチング制御信号として生じ、該
第１、第２および第３のＰＷＭ信号およびその論理的補
数を与えて、第１、第２および第３のインバータ脚の前
記第１および第２の電力スイッチング・デバイスの動作
を制御する出力手段とを含むことを特徴とする請求項１
６記載のＡＣ電動機駆動装置。
【請求項１８】前記電圧制御手段が、所要の電動機運
転速度を表わす外部で生成された速度制御信号に応答し
て、前記電動機の運転速度を制御し、前記発振手段が、速度制御信号により決定されるパルス
信号の周波数を持つパルス信号を生じ、前記波形信号生成手段が、前記２相出力電圧の各位相が
実質的に一定の予め定めたボルト／ヘルツ比を有するよ
うに、速度制御信号により決定される振幅をそれぞれ持
つ第１および第２のアナログ正弦波形信号を生じること
を特徴とする請求項１７記載のＡＣ電動機駆動装置。
【請求項１９】前記波形信号生成手段が２重ディジタ
ル／アナログ・コンバータであり、前記比較信号生成手段が３角波形ジェネレータであるこ
とを特徴とする請求項１８記載のＡＣ電動機駆動装置。
【請求項２０】前記電圧制御手段が、前記電動機の所要の運転速度を表わすパルス信号周波数
を持つパルス信号を生じる発振手段と、前記発振手段と接続されて、パルス信号に応答してアド
レス信号を生じる手段と、前記アドレス生成手段と接続されて、各アドレス信号に
応答してディジタル・データ信号を生じるメモリー手段
と、前記ディジタル・データ信号に応答して、第１、第２お
よび第３の正弦波形信号を生じる波形信号生成手段とを
含み、該第１、第２および第３の正弦波形信号はそれぞ
れパルス信号周波数により決定される周波数を有し、固定周波数比較信号を生じる手段と、前記固定周波数比較信号、および前記第１、第２および
第３の正弦波形信号の各々を受取るように接続されて、
第１、第２および第３の正弦波加重パルス幅変調（ＰＷ
Ｍ）スイッチング信号を生じるコンパレータ手段と、前記第１、第２および第３のＰＷＭ信号、およびその各
論理的補数を前記スイッチング制御信号として生じ、該
第１、第２および第３のＰＷＭ信号およびその論理的補
数を与えて前記第１、第２および第３のインバータ脚の
前記第１および第２の電力スイッチング・デバイスの動
作をそれぞれ制御する出力手段とを含むことを特徴とす
る請求項１６記載のＡＣ電動機駆動装置。
【請求項２１】前記電圧制御手段は、所要の電動機運
転速度を表わす外部で生成された速度制御信号に応答し
て、前記電動機の運転速度を制御し、前記発振手段は、速度制御信号により決定されるパルス
信号周波数を持つパルス信号を生じ、前記波形信号生成手段が、前記２相出力電圧が実質的に
一定の予め定めたボルト／ヘルツ比を持つように、各々
が速度制御信号により決定される振幅を持つ第１、第２
および第３のアナログ正弦波形信号を生じることを特徴
とする請求項２０記載のＡＣ電動機駆動装置。
【請求項２２】前記波形信号生成手段が、乗算ディジ
タル／アナログ・コンバータであり、前記比較信号生成手段が３角波形ジェネレータであるこ
とを特徴とする請求項２１記載のＡＣ電動機駆動装置。
【請求項２３】前記出力手段が更に、前記第１、第２
および第３のＰＷＭ信号およびその各論理的補数を生じ
て、各ＰＷＭ信号およびその論理的補数が、それぞれ加
えられる第１および第２の電力スイッチング・デバイス
をして同時にオンにさせるようにするアンダーラップ手
段を含むことを特徴とする請求項１７または２０に記載
のＡＣ電動機駆動装置。
【請求項２４】路線導体と中立導体を有する単相ＡＣ
電源と接続するためのＡＣ電動機駆動装置において、単相電源の路線導体と接続して単相電源を２相出力電圧
に変換するための路線端子を含む２相電源手段を設け、
該２相電源手段は第１相出力端子と第２相出力端子を有
し、単相電源の中立導体と接続するための中立端子と、第１の巻線および第２の巻線を有するＡＣ電動機とを設
け、前記第１の巻線は、第１および第２の終端と、第１の巻
線インピーダンスとを有し、前記第２の巻線は、第１および第２の終端と、前記第１
のインピーダンスより大きい第２の巻線インピーダンス
とを有し、前記第１および第２の巻線の第１の各終端は前記中立端
子と接続され、前記第１および第２の巻線の第２の終端は、前記２相電
源手段の前記第１および第２の相終端とそれぞれ接続さ
れることを特徴とするＡＣ電動機駆動装置。
【請求項２５】前記２相電源手段は、単相電源を整流して、正および負の極性の端子にＤＣ電
源電圧を生じる手段と、正および負の極性の端子と接続されて、ＤＣ電源電圧を
反転して２相出力電圧を生じるパルス幅変調インバータ
手段とを含むことを特徴とする請求項２４記載のＡＣ電
動機駆動装置。
【請求項２６】前記パルス幅変調インバータ手段は、第１の半ブリッジ回路を含み、該ブリッジ回路は、正および負の極性の端子間に直列に接続された第１の電
力スイッチング・デバイスと第２の電力スイッチング・
デバイスと、直列接続された第１および第２の電力スイッチング・デ
バイス間の第１のタップ・ノードとを含み、該第１のタ
ップ・ノードは前記第１相出力端子と接続され、第２の半ブリッジ回路を含み、該ブリッジ回路は、正および負の極性の端子間に直列に接続された第３の電
力スイッチング・デバイスと第４の電力スイッチング・
デバイスと、前記直列接続された第３および第４の電力スイッチング
・デバイス間の第２のタップ・ノードとを含み、該第２
のタップ・ノードは第２相端子と接続され、前記第１、第２、第３および第４の電力スイッチング・
デバイスの動作を制御するためのスイッチング制御信号
を生じて、前記第１および第２の相端子に２相出力電圧
を生じる電圧制御手段を含むことを特徴とする請求項２
５記載のＡＣ電動機駆動装置。
【請求項２７】前記電圧制御手段は、固定周波数比較信号を生じる手段と、予め定めた相角差、および前記電動機の所要の運転速度
と対応する共通周波数を持つ第１の正弦波形信号および
第２の正弦波形信号を生成する波形信号生成手段と、前記第１の正弦波形信号および固定周波数信号を受取る
ように接続されて、第１の正弦波加重パルス幅変調（Ｐ
ＷＭ）スイッチング信号を生じる第１のコンパレータ手
段と、前記第２の正弦波形信号および固定周波数信号を受取る
ように接続されて、第２の正弦波加重パルス幅変調（Ｐ
ＷＭ）スイッチング信号を生じる第２のコンパレータ手
段と、前記第１および第２のＰＷＭ信号、およびその各論理的
補数を前記スイッチング制御信号として生じて、該第１
のＰＷＭ信号およびその論理的補数を与えて、前記第１
の半ブリッジの前記第１および第２の電力スイッチング
・デバイスをそれぞれ制御し、前記第２のＰＷＭ信号お
よびその論理的補数を与えて前記第２の半ブリッジの前
記第３および第４の電力スイッチング・デバイスをそれ
ぞれ制御する出力手段とを含むことを特徴とする請求項
２６記載のＡＣ電動機駆動装置。
【請求項２８】前記電圧制御手段が、所要の電動機運
転速度を表わす外部で生成された速度制御信号に応答し
て、該電動機の運転速度を制御し、前記波形信号生成手段が、速度制御信号により決定され
る共通周波数を持つ前記第１および第２の正弦波形信号
を生じ、前記電圧制御手段は更に、前記波形信号生成手段と前記第１のコンパレータ手段と
の間に接続されて、該第１のコンパレータ装置に与えら
れる第１の正弦波形信号の振幅および共通周波数間の実
質的に一定の比を維持するため有効な方法で、共通周波
数に従って第１の正弦波形信号の振幅を変化させる第１
のフィルタ手段と、前記波形信号生成手段と前記第２のコンパレータ手段と
の間に接続されて、該第２のコンパレータ手段に与えら
れる第２の正弦波形信号の振幅および共通周波数間の実
質的に一定の比を維持するため有効な方法で、共通周波
数に従って第２の正弦波形信号の振幅を変化させる第２
のフィルタ手段とを含むことを特徴とする請求項２７記
載のＡＣ電動機駆動装置。
【請求項２９】前記第１のフィルタ手段が、フィルタ
の設定点を調整することにより、第１の正弦波形信号の
振幅が前記第２のフィルタ手段が第２の正弦波形信号を
減衰させる量より大きな量だけ減衰させ得るように、フ
ィルタ設定点を調整する手段を含むことを特徴とする請
求項２８記載のＡＣ電動機駆動装置。
【請求項３０】前記第１および第２の正弦波形信号間
の予め定めた位相角が９０°であることを特徴とする請
求項２８記載のＡＣ電動機駆動装置。
【請求項３１】前記第１および第２のフィルタ手段の
各々が、直列接続されたコンデンサおよび並列接続され
た抵抗を含む高域フィルタであることを特徴とする請求
項２８記載のＡＣ電動機駆動装置。
【請求項３２】前記比較信号生成手段が３角波形ジェ
ネレータであることを特徴とする請求項２７記載のＡＣ
電動機駆動装置。
【請求項３３】前記電動機が永久分割コンデンサ型電
動機であり、前記第１の巻線が主巻線であり、前記第２
の巻線が始動巻線であるＡＣ電動機駆動装置において、前記主巻線および始動巻線の第２の終端とそれぞれ接続
された第１および第２のスイッチ端子と、前記第１およ
び第２の相端子とそれぞれ接続された第３および第４の
スイッチ端子と、第５および第６のスイッチ端子とを有
する２極双投（ＤＰＤＴ）スイッチを設け、前記第４のスイッチ端子は路線端子と接続され、前記第６のスイッチ端子と前記路線端子との間に接続さ
れた駆動コンデンサを設け、前記ＤＰＤＴスイッチが、単相電源または２相電源手段
のいずれか一方から作動するように前記電動機を接続す
るよう作動し得るようにすることを特徴とする請求項２
４、２５、２６または２７に記載のＡＣ電動機駆動装
置。
【請求項３４】単相ＡＣ電源の入力されたＡＣ電圧を
２相ＡＣ出力電圧に変換する２相電源手段を設け、該２
相電源手段は、共通端子と、第１相出力端子と、第２相
出力端子とを有し、単相ＡＣ電源と接続するための路線端子と中立端子と、主巻線および始動巻線を有する永久分割コンデンサ型の
誘導電動機とを設け、前記主巻線は、第１および第２の終端と、主巻線インピ
ーダンスとを有し、前記始動巻線は、第１および第２の終端と、前記主巻線
インピーダンスより大きい始動巻線インピーダンスとを
有し、前記始動巻線の第２の終端、前記主巻線および始動巻線
の第１の終端、および前記主巻線の第２の終端とそれぞ
れ接続された第１、第２および第３の端子を有する３極
双投（ＴＰＤＴ）スイッチを設け、該ＴＰＤＴスイッチ
は、前記第１の相出力、共通および第２の相出力端子と
それぞれ接続された第４、第５および第６の端子を有
し、該ＴＰＤＴスイッチの第８および第９の端子は前記
路線端子および中立入力端子とそれぞれ接続され、前記ＴＰＤＴスイッチの第７の端子と、前記第７の端子と前記路線入力端子との間に接続された
駆動コンデンサとを設け、前記ＴＰＤＴスイッチは、前記第１、第２および第３の
端子を前記第４、第５および第６の端子と２相運転モー
ドでそれぞれ接続し、前記ＴＰＤＴスイッチは、前記第１、第２および第３の
端子を前記第７、第８および第９の端子と単相運転モー
ドでそれぞれ接続し、これにより、前記２相電源手段は、入力された単相電圧
を前記第１の相出力、第２の相出力および共通端子に与
えられる２相電圧に変換し、前記ＴＰＤＴスイッチは、
前記電動機を単相電源または２相電源手段のいずれか一
方で作動させるように接続するよう動作させることがで
きることを特徴とするＡＣ電動機駆動装置。