JPH07298682A - 誘導電動機の誘導電圧低減方法、及び誘導電圧低減装置 - Google Patents

誘導電動機の誘導電圧低減方法、及び誘導電圧低減装置

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JPH07298682A
JPH07298682A JP6101742A JP10174294A JPH07298682A JP H07298682 A JPH07298682 A JP H07298682A JP 6101742 A JP6101742 A JP 6101742A JP 10174294 A JP10174294 A JP 10174294A JP H07298682 A JPH07298682 A JP H07298682A
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windings
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switching
induction motor
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厚生 中村
Yoshiyuki Hayashi
美行 林
Hisashi Maeda
尚志 前田
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 誘導電動機において高速巻線駆動時における
低速巻線に発生する誘導電圧を低減することができる誘
導電圧低減方法、及び誘導電圧低減装置を提供する。 【構成】 Ｙ結線された各相の巻線Ｃ１〜Ｃ３の巻線切
り換えにより駆動制御を行う誘導電動機において、巻線
切り換えを行う切り換え手段１，Ｓ１〜Ｓ２と、この切
り換え手段１，Ｓ１〜Ｓ２の切り換え動作を制御する制
御手段２とを具備し、制御手段２によって高速巻線駆動
時には高速巻線Ｃ１を除く巻線Ｃ２，Ｃ３を分断するよ
うに切り換え手段１，Ｓ１〜Ｓ２を制御して、分断され
た巻線Ｃ２，Ｃ３の誘導電圧の絶対値を低減する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、交流電動機の駆動方式
に関し、特に誘導電動機の低速巻線に発生する誘導電圧
を低減する方式に関する。
【０００２】
【従来の技術】誘導電動機においては、一次巻線の切り
換えによって、同じ一次電流値で、低速回転で大きなト
ルクを発生させることができる。この場合には、誘導電
動機をＹ−Ｙ結線とし、Ｕ相，Ｖ相，Ｗ相の各相の一次
巻線の全体に電流を供給する第１の端子と、各巻線の一
部のみに電流を供給する第２の端子を各巻線の中間に設
ける構成としている。そして、一次巻線の切り換えは、
低速回転時には前記第１端子からのみ電力を供給して各
巻線全体に電流を供給し、一方、高速回転時には前記第
２端子からのみ電力を供給して各巻線の一部のみに電流
を供給することにより行われ、この切り換えによって励
磁の切り換えを行っている。そして、低速回転時におい
ては、一次巻線の巻数を多くすることにより、同じ電流
値でロータ側の二次電流を増加させ、出力トルクを増大
させている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】前記の誘導電動機での
高速巻線駆動時において、電流の供給を受けない低速巻
線に誘導電圧が生じ、この誘導電圧によって巻線に絶縁
破壊が発生する恐れがあるという問題がある。図１２
は、従来のＹ結線の誘導電動機の誘導電圧を説明する図
であり、図１２において、Ｕ相，Ｖ相，Ｗ相の各相は直
列接続した高速巻線Ｃ１と低速巻線Ｃ２をＹ結線するこ
とにより構成され、高速巻線Ｃ１はそれぞれ中間端子Ｕ
２，Ｖ２，Ｗ２を持ち、低速巻線Ｃ２はそれぞれ端子Ｕ
１，Ｖ１，Ｗ１を有している。
【０００４】ここで、Ｕ相を例として誘導電圧について
説明する。高速巻線駆動時においては中間端子Ｕ２を使
用して高速巻線Ｃ１のみに電流を供給し、低速巻線Ｃ２
には電流を供給を行われない。しかしながら、低速巻線
Ｃ２には高速巻線Ｃ１に印加される電圧によって誘導電
圧が生じ、その誘導電圧は高速巻線Ｃ１と低速巻線Ｃ２
の巻数に比例する。通常、低速回転時おける出力トルク
を増大させるために低速巻線Ｃ２の巻数を高速巻線Ｃ１
の巻数より多く設定しているため、低速巻線Ｃ２に誘導
される電圧は高速巻線Ｃ１に印加される電圧よりも高く
なる。例えば、高速巻線Ｃ１に対する低速巻線Ｃ２の巻
線の比率を１：４とし、高速巻線Ｃ１への印加電圧を２
００Ｖとすると、低速巻線Ｃ２には２００（Ｖ）×４＝
８００（Ｖ）の誘導電圧が発生し、巻線に絶縁破壊が生
じる恐れがある。従来、この誘導電動機の高速巻線駆動
時における低速巻線に発生する誘導電圧に対しては、特
別な対策は行われておらず、巻線比を誘導電圧を考慮し
て設定している。そこで、本発明は前記した従来の誘導
電動機における誘導電圧の問題点を解決して、誘導電動
機において高速巻線駆動時における低速巻線に発生する
誘導電圧を低減することができる誘導電圧低減方法、及
び誘導電圧低減装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本出願の第１の発明は、
各相の巻線がＹ結線された誘導電動機の巻線切り換えに
よる駆動制御における誘導電動機の誘導電圧低減方法に
おいて、高速巻線駆動時には高速巻線を除く巻線を分断
し、高速巻線に電圧を印加し、該分断された巻線に誘導
される誘導電圧の絶対値を低減して前記目的を達成する
ものである。
【０００６】本出願の第２の発明は、Ｙ結線された各相
の巻線の巻線切り換えにより駆動制御を行う誘導電動機
において、巻線切り換えを行う切り換え手段と、この切
り換え手段の切り換え動作を制御する制御手段とを具備
し、制御手段によって高速巻線駆動時には高速巻線を除
く巻線を分断するように切り換え手段を制御して、分断
された巻線の誘導電圧の絶対値を低減して前記目的を達
成するものである。
【０００７】また、本出願の第２の発明の実施態様は、
前記第２の発明において、各相の巻線を所定巻線数比の
複数の分断巻線によって構成し、切り換え手段を構成す
る切り換えスイッチによってその分断巻線を接続し、切
り換えスイッチの開閉によって低速巻線の分断及び接続
を行うものである。
【０００８】本出願の第３の発明は、各相の巻線がＹ結
線された誘導電動機の巻線切り換えによる駆動制御にお
ける誘導電動機の誘導電圧低減方法において、高速巻線
駆動時には巻線の一部をΔ結線に切り換えることにより
高速巻線と低速巻線の巻線比を低減させることにより、
低速巻線に誘導される誘導電圧の絶対値を低減して前記
目的を達成するものである。本出願の第４の発明は、Ｙ
結線された各相の巻線の巻線切り換えにより駆動制御を
行う誘導電動機において、巻線切り換えを行う切り換え
手段と、この切り換え手段の切り換え動作を制御する制
御手段とを具備し、制御手段によっては高速巻線駆動時
には巻線の一部をΔ結線に切り換えるように切り換え手
段を制御して巻線比を低減し、低速巻線の誘導電圧の絶
対値を低減して前記目的を達成するものである。また、
本出願の第４の発明の実施態様は、前記第４の発明にお
いて、各相の巻線を所定巻線数比で巻かれた複数の分断
巻線を含み、各相の分断巻線の一端は切り換え手段を構
成する切り換えスイッチに接続され、切り換えスイッチ
の開閉によって各相の低速巻線の分断及び接続を行うこ
とによりＹ結線とΔ結線の切り換えを行うものである。
また、本出願の第２，及び４の発明の実施態様は、前記
第２，及び４の発明において、制御手段の切り換え手段
の制御は、誘導電動機の速度に応じて行うものである。
【０００９】本発明における切り換え手段は、各相の巻
線の巻線切り換えを行う機能を有する手段であって、巻
線の接続の分離，接続を行う切り換えスイッチを含むも
のであり、この切り換えスイッチは、本出願の第２の発
明においては各相の巻線を構成する複数の分断巻線の分
断，接続を行い、本出願の第４の発明においては各相の
巻線の端部の分断，接続を行うものである。さらに、切
り換え手段は他の相の巻線間の分断，接続、及び巻線と
電源間の分離，接続を行うことができるものであり、例
えば、リレー等のコンダクタによって構成することがで
きる。また、本発明における制御手段は切り換え手段の
切り換え動作を制御する機能を有する手段であって、例
えば速度検出器などから得た誘導電動機の速度に応じて
切り換え動作の内容、及び時期を設定し、切り換え手段
に制御信号を送出するものであり、例えば、処理を行う
ＣＰＵや切り換え動作の内容等を格納するメモリ等によ
って構成することができるものである。
【００１０】
【作用】本出願の第１の発明によれば、各相の巻線がＹ
結線された誘導電動機の巻線切り換えによる駆動制御に
おいて、誘導電動機の高速巻線駆動時に各相の巻線から
高速巻線を除く巻線を分断し、この分断によって高速巻
線への電圧印加によって生じる電圧誘導を分断した各巻
線単位とするものである。誘導電圧の発生を分断した各
巻線単位とすることにより、発生する誘導電圧の絶対値
を低減させることができ、この誘導電圧の低減によって
絶縁破壊を防止することができる。また、本出願の第２
の発明によれば、Ｙ結線された各相の巻線の巻線切り換
えにより駆動制御を行う誘導電動機において、制御手段
は誘導電動機の高速巻線駆動時に切り換え手段に対して
制御を行う。この制御手段の制御によって、切り換え手
段は誘導電動機の各相の巻線から高速巻線を除く巻線を
分断する。この巻線の分断は、各相の巻線を構成する所
定巻線数比で分割された複数の分断巻線を、切り換え手
段を構成する切り換えスイッチの開閉による分断，及び
接続して行うことができ、この分断によって高速巻線へ
の電圧印加によって生じる電圧誘導を分断した各分断巻
線単位とし、発生する誘導電圧の絶対値を低減させ、こ
の誘導電圧の低減によって絶縁破壊を防止することがで
きる。
【００１１】また、本出願の第３の発明によれば、各相
の巻線がＹ結線された誘導電動機の巻線切り換えによる
駆動制御において、誘導電動機の高速巻線駆動時にはＹ
結線された巻線の一部をΔ結線に切り換え、このΔ結線
によって高速巻線と低速巻線の巻線比を低減させること
により、低速巻線に誘導される誘導電圧の絶対値を低減
させることができ、この誘導電圧の低減によって絶縁破
壊を防止することができる。また、本出願の第４の発明
によれば、Ｙ結線された各相の巻線の巻線切り換えによ
り駆動制御を行う誘導電動機において、制御手段は誘導
電動機の高速巻線駆動時に切り換え手段に対して制御を
行う。この制御手段の制御によって、切り換え手段は高
速巻線駆動時において巻線の結線を変更して、巻線の一
部をΔ結線に切り換える。このＹ結線とΔ結線の切り換
えは、各相の巻線を構成する所定巻線数比で巻かれた複
数の分断巻線のうち各相の分断巻線の一端を、切り換え
手段を構成する切り換えスイッチの開閉による分断及び
接続して行うことができ、このΔ結線への切り換えによ
ってＹ結線による駆動と比較して多くの巻線を使用し、
その結果低速巻線と高速巻線の比率を低減して、低速巻
線に誘導される誘導電圧の絶対値を低減させることがで
き、この誘導電圧の低減によって絶縁破壊を防止するこ
とができる。
【００１２】
〔実施例１〕
（実施例１の構成）はじめに、実施例１の構成について
説明する。図１は、本発明の誘導電動機の誘導電圧低減
方法を実施するための実施例１の構成、及び誘導電動機
の誘導電圧低減装置の実施例１の構成を説明するブロッ
ク図である。図１に示す誘導電動機は、図示しない電源
とＹ−Ｙ巻線（スター−スター巻線）が構成される。こ
のＹ−Ｙ巻線の誘導電動機は、一般にＹ−Ｙ巻線切り換
え方式として知られる駆動方式により駆動されるもので
ある。図において、Ｃ１〜Ｃ３は誘導電動機のステータ
の巻線、１は該巻線の切り換えを行うための切り換え回
路，Ｓ１，Ｓ２は切り換えスイッチ、２は切り換え回路
１の切り換えを制御する制御回路、３は誘導電動機の回
転速度を検出する速度検出器を示している。なお、以下
では、切り換え回路１と切り換えスイッチＳ１，Ｓ２を
合わせて切り換え手段として説明する。図示する誘導電
動機の結線例は３相（Ｕ相，Ｖ相，Ｗ相）の場合を示し
ており、各相は複数に分断された巻線Ｃ１，Ｃ２，及び
Ｃ３を含んでいる。以下、Ｕ相を例として説明する。各
相の巻線Ｃ１の一端は他の相の巻線Ｃ１の端部と接続さ
れて中点を構成し、巻線Ｃ１の他端は切り換えスイッチ
Ｓ１を介して巻線Ｃ２の一端に接続されるとともに、切
り換えスイッチＳ２を介して電源（図中のＲ相）に接続
されている。さらに、巻線Ｃ２の他端は切り換えスイッ
チＳ２を介して巻線Ｃ３の一端に接続されている。そし
て、巻線Ｃ３の他端は切り換えスイッチＳ１を介して電
源側（図中のＲ相）に接続される。
【００１３】他のＶ相，及びＷ相の巻線についても前記
Ｕ相と同様に結線され、巻線Ｃ１及び低速巻線Ｃ３の端
部はそれぞれ電源側のＲ相，Ｔ相に接続されている。そ
して、この結線構成では巻線Ｃ１は高速巻線を形成し、
巻線Ｃ２，Ｃ３は低速巻線を形成している。なお、各相
の低速巻線を構成する巻線の分断の個数及び巻線数は、
誘導電動機の出力特性，及び低速巻線に発生する誘導電
圧の絶対値等の条件に応じて定めることができる。この
低速巻線の分断及び巻線数と誘導電圧との関係について
は、実施例の作用の項において説明する。各巻線間を接
続する切り換えスイッチＳ１，Ｓ２は、例えば、リレー
等のコンダクタにより構成することができ、切り換え回
路１からの切り換え信号により開閉動作を行う。図１に
おいては、この切り換え回路１から切り換えスイッチＳ
１，Ｓ２への切り換え信号を＊の符号を付した矢印によ
って示している。切り換え回路１は、前記切り換えスイ
ッチＳ１，Ｓ２とともに切り換え手段を構成しており、
切り換えスイッチＳ１，Ｓ２の切り換えにより巻線切り
換えの動作を行う回路であり、図中の切り換えスイッチ
Ｓ１及び切り換えスイッチＳ２は、同時に切り換え動作
が行われる。
【００１４】また、制御回路２は、例えば、プロセッサ
（ＣＰＵ），ＲＯＭ，ＲＡＭ等のメモリ、Ａ／Ｄ変換器
等によって構成され、電源を制御するとともに、誘導電
動機の速度に応じて前記切り換え回路１を制御する。こ
の誘導電動機の速度は、例えば、誘導電動機に取り付け
られた速度検出器３から得られる検出速度を用いること
ができる。なお、図１の構成においては、巻線Ｃ１を高
速巻線、巻線Ｃ２，Ｃ３を低速巻線とする例を示してい
るが、巻線の区分はこれに限られるものではなく、巻線
の分断の個数を異ならせることもでき、また、高速と低
速の中間の速度領域で使用する巻線を形成することもで
きる。この場合においても、少なくとも高速巻線駆動時
には、高速巻線以外の巻線を分断する構成とするもので
ある。
【００１５】（実施例１の作用）次に、前記実施例１の
構成における誘導電圧低減の作用について説明する。
【００１６】図２は前記実施例１の構成において、切り
換えスイッチＳ１をオンとし切り換えスイッチＳ２をオ
フとした場合の結線状態を示している。一方、図３は前
記実施例１の構成において、切り換えスイッチＳ１をオ
フとし、切り換えスイッチＳ２をオンとした場合の結線
状態を示している。図２の結線状態では、切り換えスイ
ッチＳ１をオンとすることによって誘導電動機の各相中
の巻線Ｃ１〜Ｃ３を直列接続し、また、切り換えスイッ
チＳ１をオンとし、切り換えスイッチＳ２をオフとする
ことによって電源からの電流を低速巻線Ｃ３の端子に供
給して、高速巻線Ｃ１と、低速巻線Ｃ２，Ｃ３を励磁し
て誘導電動機の低速巻線駆動を行う。この低速巻線駆動
においては、低速領域で高トルクを発生させる。例え
ば、高速巻線Ｃ１の巻線数を１Ｔとし、低速巻線Ｃ２，
Ｃ３の巻線数をそれぞれ２Ｔとすると、低速巻線駆動時
における巻線数は５Ｔとなり、図１１に示すように、低
速の回転数において高トルクを発生させることができ
る。
【００１７】また、図３の結線状態では、切り換えスイ
ッチＳ１をオフとすることによって誘導電動機の各相中
の巻線Ｃ１〜Ｃ３を分離して各巻線を分断し、また、切
り換えスイッチＳ１をオフとし、切り換えスイッチＳ２
をオンとすることによって電源からの電流を高速巻線Ｃ
１の端子に供給して、低速巻線駆動時にのみ使用する低
速巻線を高速巻線Ｃ１から分離した状態で高速巻線Ｃ１
のみを励磁して、誘導電動機の高速巻線駆動を行う。こ
の高速巻線駆動においては、高速領域で高トルクを発生
させる。例えば、前記のように高速巻線Ｃ１の巻線数を
１Ｔとし、低速巻線Ｃ２，Ｃ３の巻線数をそれぞれ２Ｔ
とすると、高速巻線駆動時における巻線数は高速巻線Ｃ
１の巻線数１Ｔのみとなり、図１１に示すように、高速
の回転数において高トルクを発生させることができる。
なお、図１１には巻線数が２Ｔの場合の回転数に対する
出力特性も示されている。この出力特性は、例えば、高
速巻線の巻線数を２Ｔとした場合、巻線Ｃ２のみを駆動
巻線とする場合、巻線Ｃ２の巻線数を１Ｔとし高速巻線
とともに駆動巻線とする場合等において得ることができ
る。
【００１８】次に、実施例１における各巻線の電圧状態
を説明する。図４は、各巻線における印加電圧、及び誘
導電圧を説明する図であり、図４の（ａ）は、実施例１
における巻線の電圧状態を示し、図４の（ｂ）は、従来
の誘導電動機における巻線の電圧状態を示している。な
お、図では１相分の巻線を示し、各巻線のうち巻線Ｃ１
の巻線数を１Ｔ、巻線Ｃ２，Ｃ３の巻線数をそれぞれ２
Ｔとする場合を示している。したがって、高速巻線駆動
時と電圧巻線駆動時の巻線の数はそれぞれ１Ｔ、及び５
Ｔとなる。従来の誘導電動機においては、図４の（ｂ）
に示すように、高速巻線駆動時において高速巻線Ｃ１
に、例えば、２００Ｖの駆動電圧を印加すると、高速巻
線Ｃ１以外の巻線Ｃ２，Ｃ３に誘導電圧が発生する。こ
の誘導電圧の絶対値は、巻線Ｃ２とＣ３は接続されてい
るため各巻線の巻線数の和である４Ｔに比例し、８００
Ｖが誘導されることになる。この高速巻線Ｃ１以外の巻
線Ｃ２，Ｃ３に誘導される誘導電圧の絶対値は、絶縁破
壊を起こす電圧（例えば、６００Ｖ程度）を超えること
になる。
【００１９】これに対して、本発明の実施例１において
は、図４の（ａ）に示すように、高速巻線駆動時におい
て高速巻線Ｃ１に、同様に２００Ｖの駆動電圧を印加す
ると、高速巻線Ｃ１以外の巻線Ｃ２，Ｃ３に誘導電圧が
発生する。この誘導電圧の絶対値は、巻線Ｃ２とＣ３が
分断されているため各巻線の巻線数である２Ｔに比例し
て、それぞれ４００Ｖが誘導されることになる。この高
速巻線Ｃ１以外の巻線Ｃ２，Ｃ３に誘導される誘導電圧
の絶対値は、絶縁破壊を起こす電圧（例えば、６００Ｖ
程度）以内の値であり、巻線の絶縁破壊を防止すること
ができる。そして、各相の巻線において、高速巻線を除
く巻線の分断の数、及びその分断巻線と高速巻線の巻線
数の比率は、印加する電圧値や巻線の耐絶縁破壊電圧の
値等の誘導電動機の条件に応じて、各分断巻線に発生す
る誘導電圧の絶対値が耐絶縁破壊電圧値以下となるよう
に設定することができる。
【００２０】〔実施例２〕 （実施例２の構成）次に、実施例２の構成について説明
する。図５は、本発明の誘導電動機の誘導電圧低減方法
を実施するための実施例２の構成、及び誘導電動機の誘
導電圧低減装置の実施例２の構成を説明するブロック図
である。図２に示す誘導電動機は、前記実施例１と同様
に、図示しない電源とＹ−Ｙ巻線（スター−スター巻
線）が構成される。このＹ−Ｙ巻線は、一般にＹ−Ｙ巻
線切り換え方式として知られる駆動方式により誘導電動
機を駆動するものである。図において、Ｃ１〜Ｃ３は誘
導電動機のステータの巻線、１は該Ｃ１〜Ｃ３巻線の切
り換えを行うための切り換え回路，ＭＭＣ１，ＭＭＣ２
は切り換え回路、２は切り換え回路ＭＭＣ１，ＭＭＣ２
の切り換えを制御する制御回路、３は誘導電動機の回転
速度を検出する速度検出器を示している。なお、切り換
え回路ＭＭＣ１，ＭＭＣ２は、相数に対応する切り換え
スイッチを有しており、切り換え手段を構成している。
図示する誘導電動機の結線例は３相（Ｕ相，Ｖ相，Ｗ
相）の場合を示しており、各相は複数に分断された巻線
Ｃ１，及びＣ２を含んでいる。以下、Ｕ相を例として説
明する。巻線Ｃ１の一端（Ｘ端子）は切り換え回路ＭＭ
Ｃ２に接続され、他端（Ｕ２端子）は巻線Ｃ２の一端に
接続されるとともに別の切り換え回路ＭＭＣ１に接続さ
れる。そして、巻線Ｃ２の他方の端部（Ｕ１端子）は切
り換え回路ＭＭＣ１の前記とは別の端子に接続されると
ともに電源側（図中のＲ相）に接続されている。
【００２１】他のＶ相，及びＷ相の巻線についても前記
Ｕ相と同様に結線され、巻線Ｃ２の端部（Ｕ１，Ｖ１，
Ｗ１）はそれぞれ電源側のＲ相，Ｔ相に接続されてい
る。そして、この結線構成では巻線Ｃ２は高速巻線を構
成し、巻線Ｃ１は低速巻線駆動時にのみ使用され巻線Ｃ
２とともに低速巻線を構成する。なお、各相の巻線を構
成する巻線の分断の個数及び巻線数は、誘導電動機の出
力特性，及び高速巻線駆動時に誘導される誘導電圧の絶
対値等の条件に応じて定めることができる。この巻線の
分断及び巻線数と誘導電圧との関係については、以下に
示す実施例の作用の項において説明する。
【００２２】各巻線間及び巻線と電源を接続する切り換
え回路ＭＭＣ１，ＭＭＣ２中の切り換えスイッチは、例
えば、リレー等のコンダクタにより構成することがで
き、切り換え回路１からの切り換え信号により開閉動作
を行う。そして、切り換え回路ＭＭＣ１は、電源側及び
巻線Ｃ２の端部（Ｕ１）と、巻線Ｃ２の他方の端部及び
巻線Ｃ１の端部との間（Ｕ２端子）に接続され、制御回
路２からの制御によってそれらの接続及び分離を行うも
のである。また、切り換え回路ＭＭＣ２の一方の端子は
相互接続によって短絡されており、他方の端子は巻線Ｃ
１の巻線Ｃ２と接続していない側の端部（Ｘ端子）と接
続され、制御回路２からの制御によって各相の巻線Ｃ１
の端部（Ｙ端子，Ｚ端子）の接続及び分離を行うもので
ある。切り換え回路ＭＭＣ１及びＭＭＣ２における各切
り換えスイッチの切り換えは、各切り換え回路内におい
て同時に行われる。
【００２３】また、制御回路２は、例えば、プロセッサ
（ＣＰＵ），ＲＯＭ，ＲＡＭ等のメモリ、Ａ／Ｄ変換器
等によって構成され、電源を制御するとともに、誘導電
動機の速度に応じて前記切り換え回路１を制御する。こ
の誘導電動機の速度は、例えば、誘導電動機に取り付け
られた速度検出器３から得られる検出速度を用いること
ができる。本発明の実施例２では、前記した巻線と切り
換え回路との構成により、高速巻線駆動時において、Ｙ
結線の巻線をΔ結線に結線切り換えを行うことができ、
このΔ結線によって本発明の目的を達成する。この切り
換え回路によるＹ結線の巻線のΔ結線への結線切り換え
の作用については、本実施例２の作用の項において説明
する。なお、図５の構成においては、巻線Ｃ２を高速巻
線、巻線Ｃ２を低速巻線駆動時に使用する巻線とする例
を示しているが、巻線の区分はこれに限られるものでは
なく、巻線の分断の個数を異ならせることもでき、ま
た、高速と低速の中間の速度領域で使用する巻線を形成
することもできる。この場合においても、少なくとも高
速巻線駆動時には、各相の巻線をΔ結線する構成とする
ものである。
【００２４】（実施例２の作用）次に、前記実施例２の
構成における誘導電圧低減の作用について説明する。図
６は前記実施例２の構成において、切り換え回路ＭＭＣ
１をオフとし切り換え回路ＭＭＣ２をオンとした場合の
結線状態を示し、一方、図７は前記実施例２の構成にお
いて、切り換え回路ＭＭＣ１をオンとし、切り換え回路
ＭＭＣ２をオフとした場合の結線状態を示している。以
下、Ｕ相を例にして説明する。図６の結線状態では、切
り換え回路ＭＭＣ１をオフとすることによって、巻線Ｃ
１と巻線Ｃ２の中間端子（Ｕ２端子）への電流の供給を
停止して、巻線への電流の供給は巻線Ｃ２のＵ１端子の
みとし、また、切り換え回路ＭＭＣ２をオンとすること
によって、各相の巻線Ｃ１のＸ端子，Ｙ端子，及びＺ端
子を接続して中点を形成し、高速巻線Ｃ２と、巻線Ｃ１
を励磁して誘導電動機の低速巻線駆動を行う。この低速
巻線駆動においては、前記図１１に示すように低速領域
で高トルクを発生させることができる。また、図７の結
線状態では、切り換え回路ＭＭＣ２をオフとすることに
よって、各相の巻線Ｃ１のＸ端子，Ｙ端子，及びＺ端子
の接続を分離し、また、切り換え回路ＭＭＣ１をオンと
することによって電源からの電流を巻線Ｃ２のＵ１端
子、及び巻線Ｃ２と高速巻線Ｃ１の中間端子（Ｗ２端
子）に供給して、Ｙ結線をΔ結線に結線変更し、このΔ
結線した高速巻線Ｃ２を励磁して、誘導電動機の高速巻
線駆動を行う。この高速巻線駆動においては、高速領域
で高トルクを発生させる。
【００２５】次に、実施例２における各巻線の電圧状
態、及びＹ結線からΔ結線への結線変更について説明す
る。図８は、本発明の実施例２の巻線のみの構成を示し
ており、例えば、Ｕ相の巻線においては、ＵＩ端子に高
速巻線Ｃ２の端部を接続し、Ｕ２端子に高速巻線Ｃ２の
他方の端部と巻線Ｃ１の一方の端部を接続し、さらにＸ
端子に巻線Ｃ１の他方の端部を接続している。前記図８
の巻線構成において、低速巻線駆動時における結線状態
を図９に示しす。この場合には、前記したように、切り
換え回路の動作によってＸ端子，Ｙ端子，及びＺ端子が
接続され、電源電圧はＵＩ端子及びＸ端子の間の高速巻
線Ｃ２と巻線Ｃ１に電圧が印加され、誘導電動機はＹ結
線によって駆動される。 このとき、前記した従来の誘
導電動機と同様に高速巻線駆動時と電圧巻線駆動時の巻
線の数を１Ｔ、及び５Ｔとなるように、高速巻線Ｃ２と
巻線Ｃ１の巻線数を、例えばそれぞれ２Ｔ，３Ｔとする
と、高速巻線Ｃ２と巻線Ｃ１の巻線数の比は、１．５
（＝３Ｔ／２Ｔ）となる。一方、前記図８の巻線構成に
おいて、高速巻線駆動時における結線状態を図１０に示
す。この場合には、図１０の（ａ）に示すように、切り
換え回路の動作によってＸ端子，Ｙ端子，及びＺ端子の
接続は分離され、Ｕ１端子とＷ２端子が接続されて、高
速巻線Ｃ２はΔ結線されることになる。
【００２６】図１０の（ｂ）は、図１０の（ａ）に示し
たΔ結線をＹ結線で表した電気的に等価な状態を示して
おり、Ｕ１端子及びＷ２端子に電源電圧を印加した場合
のＵ１端子と中点との間の等価巻線の巻線数は、高速巻
線の巻線数を２Ｔとすると２Ｔ／３1/2 （約１．１５
Ｔ）に対応することになる。したがって、このときの高
速巻線Ｃ２と巻線Ｃ１の巻線数の比は、約２．６（＝３
Ｔ／（２Ｔ／３1/2 ））となる。
【００２７】この高速巻線駆動時における誘導電圧を、
高速巻線駆動時と電圧巻線駆動時の巻線の数をともに１
Ｔ、及び５Ｔとした場合において、図１２に示す従来の
誘導電動機と本発明の実施例２の高速巻線駆動時の巻線
比を比較すると、従来の誘導電動機では４（＝４Ｔ／１
Ｔ）であるのに対して、本発明の実施例２では約２．６
となり、巻線比を減少させることができる。このこと
は、従来の誘導電動機においては、図４の（ｂ）に示す
ように、高速巻線駆動時において高速巻線Ｃ１に、例え
ば２００Ｖの駆動電圧を印加すると、高速巻線Ｃ１以外
の巻線Ｃ２，Ｃ３に誘導される誘導電圧の絶対値は、巻
線Ｃ２とＣ３は接続されているため各巻線の巻線数の和
である４Ｔに比例して８００Ｖとなる。この高速巻線Ｃ
１以外の巻線Ｃ２，Ｃ３に誘導される誘導電圧の絶対値
は、絶縁破壊を起こす電圧（例えば、６００Ｖ程度）を
超えることになる。
【００２８】これに対して、実施例２ではΔ結線とする
ことにより、２００Ｖの駆動電圧を印加に対して巻線Ｃ
１の誘導電圧は５２０Ｖ（＝２００×２．６）となり、
高速巻線Ｃ２以外の巻線Ｃ１に誘導される誘導電圧の絶
対値は、絶縁破壊を起こす電圧（例えば、６００Ｖ程
度）以内の値となって、巻線の絶縁破壊を防止すること
ができる。したがって、本発明の実施例２では、高速巻
線駆動時には巻線の一部をΔ結線に切り換えることによ
り高速巻線と低速巻線の巻線比を低減させ、これによっ
て低速巻線に誘導される誘導電圧の絶対値を低減させ、
巻線の絶縁破壊を防止することができる。そして、各相
の巻線において、高速巻線と該高速巻線を除く巻線の巻
線数は、印加する電圧値や巻線の耐絶縁破壊電圧の値等
の誘導電動機の条件に応じて、巻線に発生する誘導電圧
の絶対値が耐絶縁破壊電圧値以下となるように設定する
ことができる。
【００２９】
【発明の効果】以上、説明したように、本発明によれ
ば、誘導電動機において高速巻線駆動時における低速巻
線に発生する誘導電圧を低減することができる誘導電圧
低減方法、及び誘導電圧低減装置を提供することができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の誘導電動機の誘導電圧低減を実施する
ための実施例１の構成図である。
【図２】本発明の実施例１の低速時の結線状態図であ
る。
【図３】本発明の実施例１の高速時の結線状態図であ
る。
【図４】本発明の実施例１の各巻線における印加電圧、
及び誘導電圧を説明する図である。
【図５】本発明の誘導電動機の誘導電圧低減を実施する
ための実施例２の構成図である。
【図６】本発明の実施例２の低速時の結線状態図であ
る。
【図７】本発明の実施例２の高速時の結線状態図であ
る。
【図８】本発明の実施例２の巻線のみの構成図である。
【図９】本発明の実施例２の低速時の巻線の結線状態図
である。
【図１０】本発明の実施例２の高速時の巻線の結線状態
図である。
【図１１】誘導電動機の出力特性図である。
【図１２】従来のＹ結線の誘導電動機の誘導電圧を説明
する図である。
【符号の説明】
１，ＭＭＣ１，ＭＭＣ２ 切り換え回路 ２ 制御回路 ３ 速度検出器 Ｓ１，Ｓ２ 切り換えスイッチ Ｃ１〜Ｃ３ 巻線

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 各相の巻線がＹ結線された誘導電動機の
    巻線切り換えによる駆動制御において、高速巻線駆動時
    において高速巻線を除く巻線を分断し、高速巻線に電圧
    を印加し、該分断された巻線に誘導される誘導電圧の絶
    対値を低減することを特徴とする誘導電動機の誘導電圧
    低減方法。
  2. 【請求項２】 Ｙ結線された各相の巻線の巻線切り換え
    により駆動制御を行う誘導電動機において、前記巻線切
    り換えを行う切り換え手段と、前記切り換え手段の切り
    換え動作を制御する制御手段とを具備し、前記制御手段
    は高速巻線駆動時には高速巻線を除く巻線を分断するよ
    うに切り換え手段を制御することにより、分断された巻
    線の誘導電圧の絶対値を低減させることを特徴とする誘
    導電動機の誘導電圧低減装置。
  3. 【請求項３】 各相の巻線は所定巻線数比の複数の分断
    巻線を含み、該分断巻線には前記切り換え手段を構成す
    る切り換えスイッチが接続され、該切り換えスイッチの
    開閉によって各相の巻線の分断及び接続が行われる請求
    項２記載の誘導電動機の誘導電圧低減装置。
  4. 【請求項４】 各相の巻線がＹ結線された誘導電動機の
    巻線切り換えによる駆動制御において、高速巻線駆動時
    には巻線の一部をΔ結線に切り換えることにより高速巻
    線と低速巻線の巻線比を低減させ、低速巻線に誘導され
    る誘導電圧の絶対値を低減させることを特徴とする誘導
    電動機の誘導電圧低減方法。
  5. 【請求項５】 Ｙ結線された各相の巻線の巻線切り換え
    により駆動制御を行う誘導電動機において、前記巻線切
    り換えを行う切り換え手段と、前記切り換え手段の切り
    換え動作を制御する制御手段とを具備し、前記制御手段
    は高速巻線駆動時には巻線の一部をΔ結線に切り換える
    ように切り換え手段を制御することにより、低速巻線の
    誘導電圧の絶対値を低減させることを特徴とする誘導電
    動機の誘導電圧低減装置。
  6. 【請求項６】 各相の巻線は所定巻線数比で巻かれた複
    数の分断巻線を含み、各相の分断巻線の一端は前記切り
    換え手段を構成する切り換えスイッチに接続され、該切
    り換えスイッチの開閉によって各相の分断巻線の分離及
    び接続を行うことによりＹ結線とΔ結線の切り換えを行
    う請求項５記載の誘導電動機の誘導電圧低減装置。
  7. 【請求項７】 前記制御手段は、誘導電動機の速度に応
    じて切り換え手段を制御する請求項２，５記載の誘導電
    動機の誘導電圧低減装置。
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