JPH07327384A

JPH07327384A - 電動機及びその制御回路並びに制御方法

Info

Publication number: JPH07327384A
Application number: JP7132822A
Authority: JP
Inventors: Keith Ivo Hoemann; キース・アイヴォ・ホウマン; Alan D Crapo; アラン・ディーン・クレイポ
Original assignee: Emerson Electric Co
Current assignee: Emerson Electric Co
Priority date: 1994-05-04
Filing date: 1995-05-02
Publication date: 1995-12-12
Also published as: KR950035035A; TW274158B; EP0688091A1; BR9501903A; CA2148512A1

Abstract

(57)【要約】【目的】ブラシレス永久磁石電動機を制御するための
低価格制御回路を提供する。【構成】整流回路の入口側に容量が接続される。回転
子の位置がホール効果装置により検出され、その出力が
トランジスタの導通を制御する。トランジスタの制御は
逆に整流器を制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電動機型の電動機に係
る。本発明は特にブラシレス永久磁石電動機（ＢＰＭ）
について説明されるが、ここに開示された発明の原理が
広い用途を有することは当業者にとって明かであろう。

【０００２】

【従来の技術】これ迄にも又現在に於いても尚電気的に
設計される装置を高い作動効率にて作動させることが追
及されている。かかる追及の一つは家電製品メーカーが
より効率の高い家電製品を供給しようと努力しているこ
とである。家電製品に於ける効率の改善は他の分野より
も著しい。例えば家庭用冷蔵庫の多くは少なくとも三個
の電動機を備えている。それらの電動機は冷凍システム
の圧縮機を駆動するもの、蒸発器を作動させるもの、凝
縮器を作動させるものである。従来の冷蔵庫の冷凍シス
テムの一般的な作動はよく知られている。それは圧縮機
が冷媒を蒸発器より凝縮器へ送るものである。凝縮器は
その冷媒を膨張弁を経て蒸発器へ戻す。冷媒の蒸気は高
圧にて圧縮機を出る。冷媒が凝縮器へ流入すると、高圧
のために蒸気は凝縮して液状の冷媒となる。かかる冷媒
の変態が生ずると、蒸気は熱を放出し、凝縮器を暖め
る。凝縮器は冷蔵庫の裏側にあり、その熱は冷蔵庫の周
りの空気中へ放散される。この場合凝縮器を通風機によ
り冷却させるものもある。冷媒は膨張弁にて膨張して低
圧となり、そのため出口の管内にて蒸発し、その温度が
下がる。蒸発器は冷蔵庫の内部にあり、周りから蒸発器
へ熱が流れ、冷蔵庫内を冷温にする。蒸発器について
も、これに通風機にて通風を行い、冷蔵庫の内部に冷温
の空気を分散させるものがある。

【０００３】冷蔵庫は昼夜を分かたず運転されるので、
その効率を高める努力がなされているにも拘らずその運
転費はかなりの額に上る。最近冷蔵庫のメーカーにより
冷蔵庫の効率を更に高める業界全体に亙る努力がなされ
ている。

【０００４】当業者にはよく知られているように、ブラ
シレス永久磁石電動機は一般的用途の電動機としては最
も効率の良いものである。但し切換え式リアクタンスモ
ータ（ＳＲＭ）及び制御された誘導式電動機（ＣＩＭ）
もしばしば同程度の作動性能を発揮する。電動機の寸法
については、ブラシレス永久磁石電動機が最も優れた結
果をもたらし得ることが見出されている。ブラシレス永
久磁石電動機は適当な磁性材より形成された積層構造の
コアを有する固定子組立体を含む点に於いて他の型の電
動機と同じである。コアには巻線を装着する溝が設けら
れている。永久磁石電動機を他の型の電動機より際立た
せるのは、通常回転子組立体である。他の型の電動機の
構造と異なり、ブラシレス永久磁石電動機の回転子は、
それに組み込まれた少なくとも一つの永久磁石を有して
いる。この型の電動機は固定子組立体がそのコアの部分
に回転子組立体を受け入れるための孔を有している点に
於いては他の型式の電動機のいずれとも同じであり、又
この型の電動機も他の型の電動機と同様に回転子が固定
子の外側に設けられた構造にも構成され得る。

【０００５】ブラシレス永久磁石電動機はより高い効率
を与えることとができるが、電動機を作動させるための
巻線に電気エネルギを供給するための電子回路を必要と
する。このように電動機の作動に制御回路が必要とされ
ることは、永久磁石電動機を用いることの経済性を損な
うものである。

【０００６】冷蔵庫に於ける凝縮器と蒸発器のための通
風機は従来小型で低価格のものである。これらの通風機
のための電動機の価格を低くすることは、一般にその効
率が低くなることを意味する。我々はそのような従来の
低効率の蒸発器用或いは凝縮器用電動機をここに開示さ
れた構造の電動機にここに開示した低価格で頑丈な制御
回路を用いることにより効率の高い永久磁石電動機によ
り置き換えんとするものである。

【０００７】

【発明の概要】従って本発明の一つの目的は、冷蔵庫、
特にその凝縮器の電動機に適用される経済的に製造でき
る永久磁石電動機を提供することである。

【０００８】本発明の他の一つの目的は、種々の用途に
使用できる設計の電動機を提供することである。

【０００９】本発明の他の一つの目的は、作動制御用の
低価格回路を有する構造の電動機を提供することであ
る。

【００１０】本発明の他の一つの目的は、比較的高い電
圧の電源にて作動する比較的低い電圧のブラシレス永久
磁石電動機を提供することである。

【００１１】本発明の他の一つの目的は、簡単な装置に
より電動機の作動速度を調節することができる制御装置
を提供することである。

【００１２】本発明の他の一つの目的は、電動機制御回
路に関する力率修正装置を提供することである。

【００１３】本発明のその他の目的は、以下に図面を参
照して行われる実施例についての説明より明らかとなる
であろう本発明によれば、電動機は囲いとそれに関連し
た羽根組立体とを含み、これらは電動機の制御部を構成
する電気的部品を保護するラビリンスシールを形成する
よう互いに連結され、完全に電気的に独立した電動機組
立体を提供する。本発明による電動機は回転子が固定子
より外側にある構造であってよい。羽根組立体は中央の
ハブを有し、該ハブは回転子を受け入れる寸法とされ
る。該ハブは回転子にそれと共に回転するよう取り付け
られる。羽根組立体は複数の羽根を有し、これらは前記
ハブより外方へ延在している。この電動機は囲いを有
し、この囲いは前記ハブと共に可動のシールを形成す
る。ここに開示された方法によれば電動機はねじによる
締め付け装置を要することなく組み立てられ、これによ
って電動機の構造を自動組み立てに適したものとしてい
る。

【００１４】

【実施例】図１について見ると、本発明による電動機の
一つの解図的実施例が参照符号１にて全体的に示されて
いる。この電動機は一体型の羽根組立体３、囲い４、蓋
５を含んでいる。又この電動機には、図３〜図８及び図
１０〜図１３に示されている如く、固定子組立体７、回
転子組立体８、接続用組立体９、制御用組立体１０が含
まれている。

【００１５】図６に示されている如く、固定子組立体７
は適当な磁性材より形成された複数の薄板部材１１より
構成されたコア１２を含んでいる。図５に於いては、図
示の便宜上、コア１２はその全体形状に於いて示されて
いる。かかるコア組立体が本発明のその他の実施例に於
けると同様に複数個の薄板部材より組み立てられていて
よいことは当業者にとって明かであろう。コア１２を形
成する薄板部材１１は任意の従来の方法により形成され
て良い。例えば薄板部材１１は個々に打抜き機により打
ち抜かれ、重ね合わされてよく、或いは又これらの薄板
部材は例えば米国特許第４６１３７８０号に記載されて
いる如く連続した帯に形成されてもよい。いずれにして
もこれらの薄板部材は位置決め用の切欠き１９を形成さ
れており、中央に貫通孔２７を形成するように相互に組
合される。これらの薄板部材１１は互いに重ね合わされ
て複数の極１３を郭定する。これらの極の各々は隣接す
るものどうし互いに隔置され、その間に巻線を受け入れ
る溝１４を形成している。これらの個々の極１３の周り
に従来の要領にて巻線１５が装着され或いは巻き付けら
れる。但しその前にコア１２上には絶縁材１６の注型さ
れた層が形成される。かかる絶縁材の層は任意の従来の
方法にて形成されてよい。例えばかかる絶縁材の層１６
は、コアの周りに巻線１５が装着された状態にて直に注
型により形成されてよい。図示の実施例に於いては、絶
縁材の層１６は別途形成された後、巻線とコアの間に嵌
め込まれ、その嵌込み位置に摩擦により保持される。本
発明による回転子組立体７は、概略以下に記載され又１
９９４年５月１１日付出願に係る米国特許出願第２４０
６３３／０８号に詳細に記載されている目的のために適
当な巻線の端子装置１７が絶縁材層１６の各端部の少な
くとも一つに形成されている点に於いて独特である。そ
の少なくとも一つの端部である１８は巻線１５の一つの
相の端部であり、端子装置１７に係合されている。図８
に於いては単に図示の目的で巻線１５は全体としてハッ
チングを施されている。

【００１６】回転子組立体８はカップ状部材２０を有
し、このカップ状部材は頂壁２１と環状の側壁２２とを
有している。頂壁２１は軸２４を受ける大きさの中心孔
２３を有している。軸２４は任意の従来の方法によりカ
ップ状部材２０に取り付けられる。好ましい実施例に於
いては、軸２４はその端部とカップ状部材２０の頂壁２
１との間に２５にて示されている如き適当な材料の鑄込
み片を形成することによりカップ状部材２０に永久的に
取り付けられる。かかる鑄込みは、図には示されていな
いが、これらの軸及びカップ状部材を相互に適当な関係
に保持する鑄型内にて上記の適当な材料の鑄込みを行う
ことにより達成される。上記の適当な材料とは亜鉛等で
あってよいが、必要に応じて他の材料が用いられてもよ
い。カップ状部材２０の側壁２２に沿って少なくとも一
つの永久磁石２６が取り付けられる。磁石２６は側壁２
２に任意の従来の方法により取り付けられてよい。例え
ば適当なエポキシ樹脂系の接着剤が用いられてよい。か
かる永久磁石の片の数、その湾曲した設計等は製造され
るべき電動機の性能に合わせて適当に設計される。

【００１７】羽根組立体３は中央ハブ３０とこれより外
方へ延在する複数の羽根３１とを有している。羽根３１
はハブ３０と一体的に形成されているのが好ましい。ハ
ブ３０は頂壁３２と側壁３３とを有しており、内部に室
３４を郭定している。側壁３３は厚み部分４０の外側を
なす外面３５と内側をなす内面３６とを有している。厚
み部分４０の厚みは羽根組立体３の用途に応じて適当な
構造体を与えるよう種々に変えられてよい。複数のスペ
ーサ３７が側壁３３の内面に沿って形成されている。こ
れらのスペーサはカップ状部材２０の側壁２２と係合
し、該カップ状部材と羽根組立体３とを相互に位置決め
する。スペーサ３７には半径方向内向きに突き出た突起
（鉤部）３８が形成されているのが好ましい。これらの
突起３８は以下に説明される組立て過程に於いてカップ
状部材２０の下縁２８と係合するような設計とされてい
る。しかし本発明の他の実施例に於いては種々の寸法の
カップ状部材２０を室３４内に受け入れることができる
ようスペーサ３７の寸法を変えたり或いはこれをなくし
たりして良いことは当業者にとって明かであろう。その
ような設計変更の容易さによって同じ成形型を用いて作
られた羽根組立体３を、特に追加の加工を要することな
く、種々の用途或いは寸法の電動機に適合させることが
できる。もし必要なら突起３８のみが内面３６より突き
出切るように形成されても良いことが理解されよう。

【００１８】羽根組立体３は成形された部材であり、そ
のため用途に応じてその設計を変えることが比較的容易
である。このように羽根組立体の設計や寸法に応じて全
く新しい成形型を必要とすることなく羽根のピッチや羽
根の形状を変えることができることが本発明の一つの重
要な特徴である。

【００１９】側壁３３にはその開口端に沿ってリップ部
３９が形成されている。このリップ部は以下に説明され
る如くラビリンスシール１００の一部を形成する。

【００２０】囲い４は基部５０を有し、この基部は軸線
方向に延びる側壁５１を有している。この側壁５１は円
筒状の上端部５２を有する。この上端部５２は図示の実
施例に於いては囲い４に一体に形成された端板部５３よ
り上方へ突出ている。囲い４は上端５５と下端５６とを
有し、これらの間にほぼ円筒状の容積部５４を郭定す
る。板部５３はこの容積部５４を第一の室５７と第二の
室５８とに分ける。板部５３はそれより上方へ延在する
ハブ５９を支持している。ハブ５９はその内部を通って
延在する軸線方向の開口６０を有し、この開口６０はハ
ブの内壁６１により郭定されている。この内壁６１はハ
ブ５９の両端部に形成された一対のリップ部６２及び６
３を郭定している。これらのリップ部６２、６３は一対
の軸受６４の各々を受ける寸法とされている。軸２４上
にはロックワッシャ６５が設けられ、これらの各構成部
材が組立てられたとき従来の要領にて軸２４を軸受６４
に対し位置決めし且つその位置に保持するようになって
いる。

【００２１】室５７は回路板９を受け入れる寸法とされ
ている。回路板９は一つの回路板であり、少なくともそ
の一方の面に複数の電気接続装置とそれに関連した部材
が設けられている。これらの部材は図５に符号７０にて
解図的に示されている。回路板９は中央開口６８を形成
されており、この中央開口にハブ５９が通されることに
より回路板９が室５７内にて位置決めされるようになっ
ている。板部５３は又開口４６を形成されており、この
開口を経て室５７と室５８とが連通されている。

【００２２】室５８は制御組立体１０を受け入れる寸法
とされている。制御組立体１０は符号７６にて全体的に
示された複数の部材を有する回路板７５を有する。

【００２３】図１に最もよく示されている如く、基部５
０は接続ブロック８０を郭定するよう形成されている。
接続ブロック８０は複数の雄型電気接続装置８１を受け
入れる寸法とされている。電気接続装置８１は従来の要
領にて回路板７５に取り付けられ、電動機１のための入
力接続装置を構成している。接続用組立体９０は板部５
３にあけられた孔４６を経て回路板９と回路板７５との
間に延在している。尚上述の同時出願には種々の特徴を
有する接続装置が記載されている。尚回路板７５は比較
的高圧の回路板であり、回路板９は比較的低圧の回路板
であって、これにより固定子組立体７が作動される。

【００２４】基部５０は又複数個の取り付けパッド８５
を郭定しており、これらによって電動機１が意図される
使用箇所に取り付けられる。

【００２５】蓋５は室５８を閉じる寸法とされている。
蓋５は複数の装着装置８２を有し、これらは基部５０に
形成された適当な係合部９２にスナップ式に受け入れら
れるようになっている。蓋５はその取り付け位置に取り
付けられると室５８を閉じる。尚他の型の蓋装置が用い
られてもよく、好ましい蓋装置に関する詳細は前記米国
特許出願第２４０６３３／０８号に記載されている。

【００２６】図５に示されている種々の部材が組み立て
られると、図３に示されている如く、側壁３３のリップ
部３９は基部５０の部分５２に重なり合う。これらの重
なり部は室５７及びその他の電動機内部材を電動機がそ
の用途に応じて遭遇する汚染された環境から守る可動ラ
ビリンスを形成する。

【００２７】上述の記載から明らかな通り、この電動機
１はねじやそれに類する機械的締め付け装置を一切用い
ることなく構成されている。更にこの電動機１の構造は
非常に簡単であり、多くの点に於いて自動化され得る。
カップ状部材２０と軸２４とは組合されたものとして構
成され、固定子組立体７は絶縁され囲まれている。１９
９４年５月１１日出願の米国特許出願第２４０６２９／
０８号に記載され又図６に示されている如く、巻線の端
部１８は固定子組立体７に使用されている絶縁層１６の
端子装置１７と連結されている。これによって固定子組
立体は回路板９に嵌込まれ、これによって固定子組立体
７の巻線１５と回路板９の間の電気的接続が達成され
る。同様に接続用組立体９０を用いることにより、単に
回路板７５を室５８内へ嵌込むことにより回路板７５と
接続用組立体９０の間の連結が得られる。この目的のた
めに電気的接続装置９５は接続用組立体９０を回路板７
５に対し位置決めするように板部５３と一体に形成され
てよい。回路板７５及びブロック８０を通るその延長部
に電気的接続装置８１を直に取り付けることは部材の置
き換えにより簡単に達成される。かかる構成により電動
機の製造を自動化することができる。これは従来の電動
機の構造によっては得られなかったことである。かかる
内部接続の詳細は前記米国特許出願第２４０６３３／０
８号に記載されている。

【００２８】図１０には本発明の電動機制御装置１０が
より詳細に示されている。図示の如く交流電源１０１が
端子１０２端子１０３の間に接続される。端子１０２は
容量１１０を経て全波ブリッジ整流器１０５の入力側１
０４に接続されている。端子１０３は整流器１０５の入
力端子１１２に接続されている。容量１１０は本発明の
制御装置の作動に於いて重要である。まず容量１１０は
この電動機制御装置に対し損失のないインピーダンスと
して作動する。次にこの容量は入力電圧を実質的に下げ
る作用を助ける。この入力電圧の低下により本発明の制
御装置は非常に低価格の部品を用いて構成され得る。更
にこの容量は電動機の全ての作動条件に於いて制御装置
へ流れる電流を制限し、これによって制御装置に簡単な
構成を用いることを可能にする。

【００２９】整流器１０５は従来の構造のものであり、
４個のダイオード１０６〜１０９を含んでいる。容量１
１０と整流器１０５の端子１０４の間にはヒューズ１１
１が接続されている。ヒューズ１１１は容量１１０が何
らかの理由により故障した場合に回路の他の部分に過剰
電流が流れることを阻止するための簡単な低価格のもの
である。整流器１０５は出口端１１５と１１６とを有し
ている。

【００３０】出口端１１５と１１６とは接続点１１３及
び１１４にて容量１２０に接続されている。容量１２０
は線１２１による上側レールと線１２２による下側レー
ルよりなる直流レール構成に直流バス電圧を与える。ホ
ール効果装置１２５が正のレール１２１には抵抗器１２
６を経て接続点１２３にて接続され、又負のレール１２
２には接続点１２７にて接続されている。ホール効果装
置１２５の出口側１２４は接続点１３４に接続されてい
る。接続点１３４は抵抗器１３５を経て正のレール１２
１に接続点１１８にて接続されている。接続点１３４は
抵抗器１３３を経てＮＰＮトランジスタ１３２のベース
１３１に接続されており又ＮＰＮトランジスタ１３０の
ベース１２９に接続されている。

【００３１】トランジスタ１３２のコレクタ１３６は抵
抗器１１７を経て点１１９にてレール１２１に接続され
ている。コレクタ１３６はＮＰＮトランジスタ１３８の
ベース１３７にも接続されている。トランジスタ１３２
のエミッタ１９５は負のレール１２２に点１２８にて接
続されている。

【００３２】トランジスタ１３８のエミッタ１３９はＮ
ＰＮトランジスタ１５０のベース１４９に接続されてい
る。トランジスタ１５１がトランジスタ１５０のベース
１４９とエミッタ１５２の間に接続されている。又エミ
ッタ１５２は負のレール１２２に接続点１５３にて接続
されている。

【００３３】トランジスタ１３８のコレクタ１７０は抵
抗器１７１に接続されており、該抵抗器はＮＰＮトラン
ジスタ１７５のベース１７２に接続されている。トラン
ジスタ１７５のエミッタ１７６は正のレール１２１に接
続されている。トランジスタ１７５のコレクタ１７７は
線１８０に沿ってＮＰＮトランジスタ１６０のコレクタ
１８２に接続点１９６にて接続されている。

【００３４】トランジスタ１３０のエミッタ１４５はト
ランジスタ１６０のベース１６１に接続されている。ト
ランジスタ１３０のコレクタ１６２は抵抗器１６５を経
てトランジスタ１６４のベース１６３に接続されてい
る。抵抗器１６５とトランジスタ１６４のベース１６３
と抵抗器１６８を経て接続点１６７にて正のレール１２
１に接続されている。トランジスタ１６４のエミッタ１
６９が接続点１４１にて正のレール１２１に接続されて
いる。

【００３５】トランジスタ１６４のコレクタ１３４は線
１８６に沿ってトランジスタ１５０のコレクタ１８８に
接続点１９７にて接続されている。電動機巻線１５は接
続点１９６、１９７を経て電気的に接続されている。ト
ランジスタ１６０のエミッタ１７８は負のレール１２２
に接続されている。

【００３６】トランジスタ１９０がトランジスタ１７５
のベース１７２とエミッタ１７６との間に接続されてい
る。又ダイオード１９１がトランジスタ１７５のコレク
タ１７７とエミッタ１７６の間に接続されている。

【００３７】抵抗器１９２がトランジスタ１６０のベー
ス１６１とエミッタ１７８の間に接続されている。又ダ
イオード１９３がトランジスタ１６０のエミッタ１７８
とコレクタ１８２の間に接続されている。同様にダイオ
ード１９４がトランジスタ１６４のエミッタ１６９とコ
レクタ１８４の間に接続されており、更にダイオード２
０５がトランジスタ１５０のエミッタ１５２とコレクタ
１８８の間に接続されている。抵抗器１６８、１９０、
１５１、１９２はそれぞれのトランジスタの作動を安定
化させ、該トランジスタの消灯性能を改善する。

【００３８】作動に於いては、接続点１３４に現れるホ
ール効果装置１２５からの出力信号がトランジスタ１３
２及び１３０を導通状態に偏倚させる。トランジスタ１
３０が導通するとトランジスタ１６４及びトランジスタ
１６０へベースドライヴを与える。そこで電流がレール
１２１よりトランジスタ１６４及び１線１８６を通り、
巻線１５を通り、トランジスタ１６０を経て負のレール
１２２へ流れる。電動機１のロータが回転すると、ホー
ル効果装置１２５からの出力信号が高より低へ変る。こ
の変化が起こると、トランジスタ１３０にはインバータ
として作動し、トランジスタ１３８へベースドライヴを
与える。トランジスタ１３８が導通すると、トランジス
タ１７５及び１５０がオン状態となる。そこで電流はト
ランジスタ１７５を通り、線１８０、巻線１５、トラン
ジスタ１５０を経て負のレール１２２へ流れる。同時に
トランジスタ１３０のベース１２９が低位にあると、ト
ランジスタ１３０がトランジスタ１６４よりベースドラ
イヴを除去し、巻線１５を通る電流通路を開く。かかる
サイクルが電動機１のロータが回転を続ける間繰り返さ
れる。

【００３９】制御装置１０に用いられているトランジス
タは、市場にて得られる最も安価な電子的開閉器であ
り、又ここに示された回路は、高度に信頼性のある作動
をなすものであることが当業者には明らかであろう。か
かる低価格の部品を用いることができるのは、容量１１
０により電圧が下げられているからであることが重要で
ある。

【００４０】図１１には制御装置１０のための分割バス
式の入力装置が示されている。図示の如く入力端子１０
２は容量１１０に接続され、更に接続点２２１にてダイ
オード２０１のアノード側２２０に接続されている。入
力端子１０３はアノード２０９に直接接続されている。
ダイオード２０２はそのカソード側が２２１にてダイオ
ード２０２のアノードに接続されている。ダイオード２
０２のアノード側は負のレール１２２に接続されてい
る。ダイオード２０１のカソード側は正のレール１２１
に接続されている。容量２１０が正のレール１２１とア
ノード２０９の間に接続されており、又容量２１１が接
続点２０９と負のレール１２２の間に接続されている。
これは電圧倍加装置であり、これが本発明に於いて特に
重要であることは当業者にとって明かであろう。

【００４１】図１１の回路は二つのダイオードやその効
果を用いることを排除している。このことは可能な限り
高い効率を得るために重要である。この実施例では抵抗
器１２６、１３５、１３７はＶ／２ターミナル２０８に
接続されており、その他の構成要素は上述の如く接続さ
れている。これによって制御回路の或る構成部品に対す
る電圧の要求度が低減され、装置の効率がより一層改善
される。

【００４２】制御装置１０は電動機９を作動させる上で
非常に有効であるが、図１０に示されている制御装置に
よっては電動機の速度を選択的に変えることは出来な
い。しかし図２に示されている回路を用いることにより
低価格で複数の速度を達成する永久磁石電動機が得られ
る。図１２に示されている如く、整流器１０５の入力１
０２は符号３２０にて全体的に示された容量３０１、３
０２、３０Ｎの列に接続されている。容量３０１〜３０
Ｎを整流器１０５の入力端子１０２に選択的に接続する
ことにより、レール１２１と１２２の間に与えられる電
流が変えられる。かかる電流の変化により電動機１の作
動速度が変わる。このことは本発明の一つの重要な特徴
である。これによって本発明の電動機と制御装置は多く
の用途に適用可能である。この様な容量を用いることは
冷蔵庫の用途に特に適している。この電動機制御は高度
に容量的であり、進み加減の力率成分を与える。冷蔵庫
の圧縮機は高度に流動的であり、遅れ気味の力率成分を
与える。従って本発明を用いることにより力率が修正さ
れるという予期せざる効果が得られ、この電動機制御装
置と電動機とのそれぞれを単独に用いることにより予期
される以上の運転費の低減が得られる。図１３はかかる
目的のための容量列の用法を解図的に示す。

【００４３】以上に説明し図示した本発明の実施例につ
いて種々の修正が可能であることは当業者にとって明ら
かであろう。例えば電動機組立体の外側輪郭は図示の実
施例より異なってよい。又電動機に対する取り付け装置
も他の構造のものが用いられてよい。種々の構成部品を
構成する部品の材料として上に記載したものは好ましい
ものではあるが、それらはもし望まれるなら他のものに
変えられてよい。トランジスタスイッチはそれが安価で
あることから使用されているが、もし望むなら他の型の
スイッチが用いられても良い。制御部材は一対の回路板
状に構成されているものとして記載されたが、単一の制
御板状に設けられてもよいことは当業者にとって明らか
であろう。又本発明の実施例によってはヒューズ１１１
は省略されてもよい。一方異常な電気的環境の中で本発
明の制御装置を保護すべく例えば端子１０２と１０３の
間に金属酸化物バリスタが接続されてもよい。図１１に
示されている回路に容量の列３２０が用いられても良
い。又図１３には容量の列３２０が示されているが、も
し望まれるなら単一の容量が用いられてもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による一体型の羽根を備えた電動機組立
体の一つの実施例を示す下方からの斜視図。

【図２】図１に示す電動機組立体の側面図。

【図３】図２の線３−３による断面図。

【図４】図１の電動機組立体の構造の一部を示す図であ
り、図３に示す装置の方向に対し９０°回転された状態
にある拡大断面図。

【図５】図１に示す電動機の各部を分解して示す図。

【図６】図１に示す電動機の固定子組立体の側面図。

【図７】図６の線７−７による端面図。

【図８】図６の線８−８による端面図。

【図９】図１に示す電動機に用いられている巻線の解説
図。

【図１０】図１に示された電動機と接続して用いられる
制御システムの線図。

【図１１】図１０の回路のための分割バス構造を示す線
図。

【図１２】図１に示す電動機のための複数の速度段を与
える構成を示す線図。

【図１３】本発明による一般的な電動機に接続して用い
られる構成として図１２の速度制御回路の内部接続構造
を示す線図。

【符号の説明】

１…電動機３…羽根組立体４…囲い５…蓋７…固定子組立体８…回転子組立体９…回路板１０…電動機制御装置１１…薄板部材１２…コア１３…極１４…溝１５…巻線１６…絶縁材１７…端子装置１８…端部１９…切欠き２０…カップ状部材２１…頂壁２２…側壁２４…軸２６…永久磁石２７…貫通孔２８…カップ状部材の下縁３０…ハブ３１…羽根３２…頂壁３３…側壁３４…室３５…外面３６…内面３７…スペーサ３８…突起３９…リップ部４０…厚み部分４６…孔５０…基部５１…側壁５２…上端部５３…板部５４…容積部５５…上端５６…下端５７…第一の室５８…第二の室５９…ハブ６０…開口６１…ハブの内壁６２，６３…リップ部６５…ロックワッシャ６８…中央開口７０…電気接続装置７５…回路板８０…接続ブロック８１…電気接続装置８５…パツド９０…接続用組立体９２…係合部９５…電気的接続装置１００…ラビリンスシール１０１…交流電源１０２，１０３…端子１０４…入力側端子１０５…整流器１０６，１０７，１０８，１０９…ダイオード１１０…容量１１１…ヒューズ１１３，１１４…接続点１１５，１１６…出口端１１７…抵抗器１１８…接続点１１９…点１２０…容量１２１…正のレール（上側レール）１２２…負のレール（下側レール）１２３…接続点１２４…出口側１２５…ホール効果装置１２６…抵抗器１２７…接続点１２８…点１２９，１３１…ベース１３０，１３２…ＮＰＮトランジスタ１３３…抵抗器１３４…接続点，コレクタ１３５…抵抗器１３６…コレクタ１３７…ベース，抵抗器１３８…ＮＰＮトランジスタ１３９…エミッタ１４１…接続点１４５…エミッタ１４９…ベース１５０…ＮＰＮトランジスタ１５１…抵抗器１５２…エミッタ１５３…接続点１６０…トランジスタ１６１…ベース１６２…コレクタ１６３…ベース１６４…トランジスタ１６５…抵抗器１６７…接続点１６８…抵抗器１６９…エミッタ１７０…コレクタ１７１…抵抗器１７２…ベース１７５…ＮＰＮトランジスタ１７６…エミッタ１７７…コレクタ１７８…エミッタ１８０…線１８２…コレクタ１８４…コレクタ１８６…線１８８…コレクタ１９０…抵抗器１９１…ダイオード１９２…抵抗器１９３，１９４…ダイオード１９５…エミッタ１９６，１９７，１９８…接続点２０１，２０２…ダイオード２０５…ダイオード２０８…Ｖ／２ターミナル２０９…接続点？アノード２１０，２１１…容量２２０…アノード２２１…接続点２０１，２０２…ダイオード２２０…アノード２２１…接続点３０１，３０２，３０Ｎ…容量３２０…容量の列

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】磁性材料のコアと該コアにより担持された
複数個の巻線とを含む固定子組立体と、前記固定子組立体に対し回転するよう装着された軸を含
む回転子組立体と、入口側と出口側とを有し交流電源と前記ステータ組立体
との間に接続された整流器と、前記整流器の入口側に接続され、これによって前記整流
器がその出口側に第一と第二のレール間に与える直流電
源を生ずるようにし、又該整流器の出口側の電流を制限
する作用をなす容量と、前記レールと一つの出力端との間に接続された第一と第
二の側を有する少なくとも一つのホール効果装置と、前記ホール効果装置の出口側に接続された第一の電気的
スイッチと、前記ホール効果装置の出口側に接続された第二の電気的
スイッチと、前記第一の電気的スイッチに接続された第一の対の電力
スイッチと、前記第二の電気的スイッチに接続された第二の対の電力
スイッチとを有し、前記第一及び第二の対の電力スイッチは前記巻線に接続
されて該巻線を横切る少なくとも二つの電力通路を与
え、前記第一及び第二の電気的スイッチは或る予め定め
られた順序にて前記電力通路を導通させるよう構成され
ている電動機。
【請求項２】前記スイッチの全てがトランジスタである
請求項１の電動機。
【請求項３】前記電力スイッチはＨブリッジ構造に配置
されている請求項２の電動機。
【請求項４】前記整流器の入口側に接続された複数個の
容量を含み、前記容量は前記整流器に選択的に接続され
て該整流器の出口側の電圧を変えるよう構成されている
電動機。
【請求項５】前記整流器は全波ブリッジ整流器である請
求項４の電動機。
【請求項６】前記整流器に接続された電圧倍増機を含む
請求項１の電動機。
【請求項７】前記回転子組立体が少なくとも一つの永久
磁石を含む請求項１の電動機。
【請求項８】出口側に直流バス電圧を与える整流器を経
て交流電源により直流電動機を作動させる方法して、前記交流電源の出力を前記整流器にて整流することと、前記整流器の入口に容量を接続することにより該整流器
の出口の直流電圧を制御することと、前記直流バスを横切って少なくとも一つの巻線を有する
固定子組立体と該固定子組立体と関連した回転子組立体
とを有する電動機を取付け、各々が前記巻線の少なくと
も一つを含む複数の電流通路を経て流れる電流を制御す
る制御回路により電流を制御することと、前記制御回路を作動させて電動機を作動させることを含
む方法。
【請求項９】前記整流器の入口側に複数個の容量を接続
することと、前記複数個の容量の中から選択を行って前
記整流器の出口側に於ける電圧を変えることとを含む請
求項８の方法。
【請求項１０】前記整流器に斜くなくとも三個の容量が
接続される請求項９の方法。
【請求項１１】前記整流器は全波ブリッジ整流器である
請求項１０の方法。
【請求項１２】複数個の巻線を有し該巻線が予め選択さ
れた容量にて電流を供給されるよう構成された固定子組
立体と、前記巻線に対し選択された磁気的連結状態にて
前記固定子組立体と関連する回転子組立体とを含む電動
機を交流電源により作動させることを制御する回路にし
て、一対の直流電源線と、交流電源の交流出力を整流して前記直流電源線に直流電
源を供給する手段と、前記直流電源線に前記交流電源よりも低減された電圧を
与えるべく前記整流手段の入口側に接続された容量と、前記回転子の回転位置に応じて整流信号を引き出す手段
と、前記直流電源線に接続された複数個の電流通路にして、
その各々が前記巻線の少なくとも一つに直列に接続され
る電子的整流手段を含み、前記整流信号に応答して前記
電流通路を予め定められた順序にて導通せしめるよう構
成された複数の電流通路と、前記整流器の入口側に接続されて該整流器の出口側に於
ける電圧を変える手段とを含む回路。
【請求項１３】前記整流器が全波ブリッジ整流器である
請求項１２の回路。
【請求項１４】予め選択された容量にて電気的に励起さ
れるよう構成された複数の巻線を有する固定子組立体
と、前記巻線に対し選択された磁気的連結関係に前記固
定子組立体と関連して作動する回転子組立体とを含む永
久磁石電動機を交流電源により作動させることを制御す
る回路にして、一対の入力電源線と、交流電源の出力を整流して前記入力電源線に直流電圧を
供給する手段と、前記整流手段と直列に接続されて該整流手段の出口側に
於ける電圧を前記交流電源の電圧よりも低減する容量
と、回転子の回転位置に応答して整流信号を引き出す手段
と、前記入力電源線に接続された複数個の電流通路にして、
各々は前記入力電源線を前記巻線の少なくとも一つに接
続する少なくとも一つのスイッチを含み、該スイッチは
前記整流信号に応答して前記電流通路を予め定められた
順序にて導通せしめるよう構成された複数個の電流通路
とを含み、前記容量は前記電流通路を通る電流を前記スイッチによ
り維持できる大きさに制限するよう構成されている回
路。
【請求項１５】前記スイッチはトランジスタてである請
求項１４の回路。
【請求項１６】前記整流器は全波ブリッジ整流器である
請求項１５の回路。
【請求項１７】前記整流手段は前記一対の電源線に接続
された電圧倍加手段を含む請求項１５の回路。
【請求項１８】前記整流器の入口側に選択的に接続され
該整流器の出口側の電圧を変える容量の列を含む請求項
１６の回路。
【請求項１９】前記電圧倍加装置に接続された容量列を
含む請求項１７の回路。
【請求項２０】各々が予め選択された容量にて電気的に
励起されるよう構成された複数個の巻線を有する回転子
組立体と、前記巻線に対し選択された磁気的連結状態に
て前記固定子組立体と関連して作動する回転子組立体と
を含む電動機を直流電源にて作動させることを制御する
回路にして、一対の入力電源線と、交流電源の出力を整流して前記入
力電源線に直流電圧を供給する手段と、前記整流手段に直列に接続されて該整流手段の出口側の
電圧を前記交流電源の電圧に対して低減する容量と、回転子の角度位置に応答して整流信号を引き出す手段
と、前記入力電源線に接続された複数個の電流通路にして、
各々が前記巻線の少なくとも一つに接続するための少な
くとも一つのスイッチを含み、該スイッチは前記整流信
号に応答して該電流通路を予め定められた順序にて導通
せしめるよう構成された複数個の電流通路とを含み、前記容量は前記電流通路を通る電流を前記スイッチによ
り耐えられる大きさに制限するよう構成されている回
路。
【請求項２１】前記容量に直列に接続された少なくとも
他の一つの容量を有し、該容量は回転子の速度を変える
作用をなす請求項２０の回路。