JPH08251959A - 電動機用始動リレーの消費電力削減装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 既存の装置に簡単に適用できると共に、信頼
性も向上させた電動機用始動リレーの消費電力削減装置
を提供する。 【構成】 正の抵抗温度係数を有する補助抵抗素子１２
や双方向性三端子サイリスタ１１などから成る電力削減
リレー２１を、始動リレー１に対して直列に接続すると
共に、電力削減リレー２１を単相誘導電動機２から離間
して設置する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、正の抵抗温度係数（Ｐ
ＴＣ）を有する抵抗素子から成る電動機用始動リレーの
消費電力を削減する消費電力削減装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来この種始動リレーは、家庭用冷蔵庫
などの圧縮機を駆動する単相誘導電動機に用いられ、例
えば特開平５−１５１７８号公報（Ｈ０２Ｐ１／４２）
に示される如く、正の抵抗温度係数を有する抵抗素子を
所定の容器に収納して構成されている。

【０００３】そして、前記抵抗素子を単相誘導電動機の
補助巻線に電気的に接続する。抵抗素子は、或る温度以
上に熱せられると抵抗率が急激に増加する材料で構成さ
れており、この単相誘導電動機の始動時には低抵抗率
で、補助巻線に大きな始動電流を流して始動させる。そ
の後、抵抗素子は自らに流れる電流によって自己発熱
し、高抵抗率となって補助巻線に流れる電流を低減させ
るものである。

【０００４】次に、図６を参照しながら従来より使用さ
れている係る一般的な始動リレー１を用いた単相誘導電
動機２の電気回路を説明する。単相誘導電動機２は図示
しない冷蔵庫の冷媒回路を構成する圧縮機を駆動するモ
ータであり、主巻線Ｍと補助巻線Ａとから構成されてい
る。そして、主巻線Ｍ及び補助巻線Ａの一端は温度ヒュ
ーズ３から成るプロテクタ４を介して単相交流１００Ｖ
電源ＡＣに接続される。

【０００５】単相誘導電動機２の主巻線Ｍの他端は電源
ＡＣに接続されるが、補助巻線Ａは前述の始動リレー１
を介して電源ＡＣに接続される。この始動リレー１は前
述同様の正の抵抗温度係数を有する抵抗素子（以下、主
抵抗素子と称する）６から構成されており、前述の圧縮
機のケースに取り付けられる。主抵抗素子６は例えばチ
タン酸バリウムセラミックなどから構成され、所定の温
度に上昇するとその抵抗率が急激に上昇する特性を備え
ている。また、この主抵抗素子６には運転コンデンサ７
が並列に接続され、前記圧縮機とは離間した位置の冷蔵
庫の筐体に取り付けられている。

【０００６】以上の構成で、単相誘導電動機２の始動時
には始動リレー１の主抵抗素子６の温度は低く、低抵抗
率であるため、補助巻線Ａには大きな始動電流が流れて
単相誘導電動機２は始動される。その後、主抵抗素子６
は自らに流れる電流によって自己発熱し、高抵抗率とな
って補助巻線Ａに流れる電流を低減させる。そして、運
転中は運転コンデンサ７による補助巻線電流と主巻線電
流との位相差によって単相誘導電動機２は運転されるも
のであった。

【０００７】ここで、近年単相誘導電動機２の運転中に
おける上記主抵抗素子６の消費電力を削減するリレーが
開発されている。図７に係る従来の電力削減リレー１０
０を用いた単相誘導電動機２の電気回路を示す。尚、こ
の図において図６と同一符号で示すものは同一とする。

【０００８】この場合の電力削減リレー１００は、前述
の主抵抗素子６と、スイッチング手段としての双方向性
三端子サイリスタ１１と、この双方向性三端子サイリス
タ１１をトリガするために前記主抵抗素子６と同様に正
の抵抗温度係数を有する補助抵抗素子１２と、双方向性
三端子サイリスタ１１の保護用抵抗１３とを予め配線し
てケース１０１内に収納することにより一体に構成され
ている。

【０００９】前記双方向性三端子サイリスタ１１は主抵
抗素子６に対して直列に接続されると共に、補助抵抗素
子１２は双方向性三端子サイリスタ１１のゲートと補助
巻線Ａとの間に接続される。また、抵抗１３は双方向性
三端子サイリスタ１１のゲートと電源ＡＣ間に接続さ
れ、係る電力削減リレー１００は従来の始動リレー１と
同様に圧縮機のケースに取り付けられる。

【００１０】そして、単相誘導電動機２の始動時には主
抵抗素子６及び補助抵抗素子１２の温度は何れも低く、
低抵抗率であるため、補助抵抗素子１２を通して双方向
性三端子サイリスタ１１のゲートに２０ｍｍＡ〜５０ｍ
ｍＡのトリガ電流が流れる。これによって、双方向性三
端子サイリスタ１１がＯＮ（導通）し、補助巻線Ａには
大きな始動電流が流れて単相誘導電動機２は始動され
る。

【００１１】その後、前述同様に主抵抗素子６は自らに
流れる電流によって自己発熱し、高温・高抵抗率となっ
て補助巻線Ａに流れる電流を低減させる。このとき、補
助抵抗素子１２も自らに流れるトリガ電流によって同様
に自己発熱し、高温・高抵抗率となるため、双方向性三
端子サイリスタ１１のゲート電流は減少する。そして、
ゲート電流が非トリガ電流値まで低下すると、双方向性
三端子サイリスタがＯＦＦ（非導通）するため、主抵抗
素子６に流れる電流も遮断される（補助抵抗素子１２の
温度上昇は主抵抗素子６の抵抗率上昇に伴う印可電圧の
上昇によって加速される）。以後は、同様に運転コンデ
ンサ７による補助巻線電流と主巻線電流との位相差によ
って単相誘導電動機２は運転される。

【００１２】このように、始動後の運転中は主抵抗素子
６への通電が双方向性三端子サイリスタ１１によって遮
断されるので、主抵抗素子６における消費電力（ワット
ロス）が削減される効果を奏するものであった（尚、補
助抵抗素子１２における消費電力は主抵抗素子６に比し
て著しく小さい）。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】このように従来の電力
削減リレー１００は、主抵抗素子６と一体化されて始動
リレーとしての機能も備えるものであったため、消費電
力の削減機能のみを後に付加することによって圧縮機用
単相誘導電動機の入力調整を行おうとすると、既存の始
動リレーを撤去しなければならなくなり、無用なコスト
の高騰を生じるなど、汎用性に乏しいものであった。

【００１４】また、上述の如く通常の始動リレーと同様
に圧縮機のケースに取り付けられていたため、圧縮機及
び単相誘導電動機が発生する振動や熱によって双方向性
三端子サイリスタ１１や抵抗１３が破損（これらは熱や
振動に弱い）してしまう問題もあった。

【００１５】本発明は、係る従来の技術的課題を解決す
るために成されたものであり、既存の装置に簡単に適用
できると共に、信頼性も向上させた電動機用始動リレー
の消費電力削減装置を提供することを目的とする。

【００１６】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明の消費電
力削減装置は、正の抵抗温度係数を有する抵抗素子から
成る始動リレーを補助巻線に接続して成る電動機に適用
され、正の抵抗温度係数を有する補助抵抗素子やスイッ
チング手段などから成る電力削減リレーを、始動リレー
に対して直列に接続すると共に、電力削減リレーを電動
機から離間して設置したものである。

【００１７】請求項２の発明の消費電力削減装置は、正
の抵抗温度係数を有する抵抗素子から成る始動リレーを
補助巻線に接続して成る電動機に適用され、正の抵抗温
度係数を有する補助抵抗素子やスイッチング手段などか
ら一体に構成され、接続用の端子を備えた電力削減リレ
ーを設け、前記端子により電力削減リレーを始動リレー
に対して直列に接続すると共に、電力削減リレーを電動
機から離間して設置したものである。

【００１８】請求項３の発明の消費電力削減装置は、正
の抵抗温度係数を有する抵抗素子から成る始動リレーを
補助巻線に接続して成る電動機に適用され、電動機から
離間して配置され、接続用の端子を有した運転コンデン
サと、正の抵抗温度係数を有する補助抵抗素子やスイッ
チング手段などから一体に構成され、接続用の端子及び
端子受けを有した電力削減リレーを設け、この電力削減
リレーを運転コンデンサに取り付け、電力削減リレーの
端子受けに運転コンデンサの端子を接続すると共に、電
力削減リレーの端子により電力削減リレーを始動リレー
に対して直列に接続し、且つ、運転コンデンサを補助巻
線に接続したものである。

【００１９】

【作用】請求項１の発明の電動機用始動リレーの消費電
力削減装置によれば、正の抵抗温度係数を有する補助抵
抗素子やスイッチング手段などから成る電力削減リレー
を、始動リレーに対して直列に接続するようにしたの
で、既存の始動リレーを用いた回路に付加して使用する
ことができる。従って、汎用性に富み、コストの高騰を
抑制することが可能となる。

【００２０】また、電力削減リレーは電動機から離間し
て設置しているので、振動や熱に弱いスイッチング手段
などを電動機の発生する振動や熱から保護することが可
能となり、故障の発生を低減させて信頼性を向上させる
ことができるものである。

【００２１】請求項２の発明の電動機用始動リレーの消
費電力削減装置によれば、上記に加えて電力削減リレー
に端子を設け、この端子により始動リレーに直列に接続
するようにしたので、電力削減リレーの取付作業性が著
しく容易となる。

【００２２】請求項３の発明の電動機用始動リレーの消
費電力削減装置によれば、正の抵抗温度係数を有する補
助抵抗素子やスイッチング手段などから成る電力削減リ
レーを、始動リレーに対して直列に接続するようにした
ので、既存の始動リレーを用いた回路に付加して使用す
ることができる。従って、汎用性に富み、コストの高騰
を抑制することが可能となる。

【００２３】また、電力削減リレーは電動機から離間し
て配置された運転コンデンサに取り付けるようにしたの
で、振動や熱に弱いスイッチング手段などを電動機の発
生する振動や熱から保護することが可能となり、故障の
発生を低減させて信頼性を向上させることができる。

【００２４】特に、電力削減リレーの端子受けに運転コ
ンデンサの端子を接続し、電力削減リレーの端子により
それを始動リレーに対して直列に接続することで、運転
コンデンサも電動機の補助巻線に接続することができる
ので、運転コンデンサを使用した電動機において、電力
削減リレーの取付作業性が著しく容易となるものであ
る。

【００２５】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づき詳述す
る。図１は本発明の実施例の電力削減リレー２１を用い
た単相誘導電動機２の電気回路、図２は電力削減リレー
２１と運転コンデンサ７の正面図、図３は同側面図、図
４は同平面図、図５は電力削減リレー２１を切断した電
力削減リレー２１と運転コンデンサ７の分解正面図であ
る。尚、各図中において図６及び図７と同一符号は同一
のものとする。

【００２６】本発明が適用される単相誘導電動機２は、
同じく図示しない冷蔵庫の冷媒回路を構成する圧縮機を
駆動するモータであり、主巻線Ｍと補助巻線Ａとから構
成されている。そして、主巻線Ｍ及び補助巻線Ａの一端
は温度ヒューズ３から成るプロテクタ４を介して単相交
流１００Ｖ電源ＡＣに接続される。

【００２７】単相誘導電動機２の主巻線Ｍの他端は電源
ＡＣに接続されるが、補助巻線Ａには前述の始動リレー
１が接続されている。この始動リレー１は前述同様の正
の抵抗温度係数を有する主抵抗素子６から構成されてお
り、前述の圧縮機のケースに取り付けられている。この
主抵抗素子６は同様にチタン酸バリウムセラミックなど
から構成され、所定の温度に上昇するとその抵抗率が急
激に上昇する特性を備えている。

【００２８】一方、７は前述の運転コンデンサである
が、図２〜図５に示すようにケース２２に収納されてお
り、このケース２２の上面には２本の接続用端子２３、
２３が突出して設けられている。このケース２２の上面
周縁には外側に張り出した鍔部２４が一体に形成されて
おり、前面下部からは固定片２６が一体に突出形成され
ている。そして、運転コンデンサ７はこの固定片２６に
より、前記単相誘導電動機２が内蔵された図示しない圧
縮機から離間した位置のこれも図示しない冷蔵庫の筐体
に配置取付されている。

【００２９】他方、２１は本発明の電力削減リレーであ
り、前述のスイッチング手段としての双方向性三端子サ
イリスタ１１と、この双方向性三端子サイリスタ１１を
トリガするために同様の正の抵抗温度係数を有する補助
抵抗素子１２と、双方向性三端子サイリスタ１１の保護
用抵抗１３とを予め配線し、ケース２７内に収納するこ
とによって一体に構成されている。

【００３０】このケース２７の下面周縁内側には係合爪
２８が形成されており、ケース２７内には下面に端子受
け３１を備えた３本の接続用端子３２、３２、３２が埋
設されており、何れも上方に突出している。

【００３１】そして、係る電力削減リレー２１の端子受
け３１、３１に運転コンデンサ７の端子２３、２３を挿
入して電気的に接続し、係合爪２８を鍔部２４に係合さ
せることによって電力削減リレー２１のケース２７を運
転コンデンサ７のケース２２に固定する。そして、端子
３２、３２、３２を用いて図１に示す如く単相誘導電動
機２の回路に配線接続する。

【００３２】即ち、係る端子３２、３２、３２による接
続によって、前記双方向性三端子サイリスタ１１は主抵
抗素子６と電源ＡＣ間に直列に接続されると共に、補助
抵抗素子１２は双方向性三端子サイリスタ１１のゲート
と補助巻線Ａとの間に接続される。また、抵抗１３は双
方向性三端子サイリスタ１１のゲートと電源ＡＣ間に接
続され、運転コンデンサ７は補助巻線Ａと電源ＡＣ間に
接続される。

【００３３】そして、単相誘導電動機２の始動時には主
抵抗素子６及び補助抵抗素子１２の温度は何れも低く、
低抵抗率であるため、補助抵抗素子１２を通して双方向
性三端子サイリスタ１１のゲートに２０ｍｍＡ〜５０ｍ
ｍＡのトリガ電流が流れる。これによって、双方向性三
端子サイリスタ１１がＯＮ（導通）し、補助巻線Ａには
大きな始動電流が流れて単相誘導電動機２は始動され
る。

【００３４】その後、前述同様に主抵抗素子６は自らに
流れる電流によって自己発熱し、高温・高抵抗率となっ
て補助巻線Ａに流れる電流を低減させる。このとき、補
助抵抗素子１２も自らに流れるトリガ電流によって同様
に自己発熱し、高温・高抵抗率となるため、双方向性三
端子サイリスタ１１のゲート電流は減少する。そして、
ゲート電流が非トリガ電流値まで低下すると、双方向性
三端子サイリスタがＯＦＦ（非導通）するため、主抵抗
素子６に流れる電流も遮断される（補助抵抗素子１２の
温度上昇は主抵抗素子６の抵抗率上昇に伴う印可電圧の
上昇によって加速される）。以後は、同様に運転コンデ
ンサ７による補助巻線電流と主巻線電流との位相差によ
って単相誘導電動機２は運転される。

【００３５】このように、始動後の運転中は主抵抗素子
６への通電が双方向性三端子サイリスタ１１によって遮
断されるので、主抵抗素子６における消費電力（ワット
ロス）が削減される効果を奏するものであった（尚、補
助抵抗素子１２における消費電力は主抵抗素子６に比し
て著しく小さい）。

【００３６】即ち、本発明では補助抵抗素子１２、双方
向性三端子サイリスタ１１、抵抗１３から成る電力削減
リレー２１を、始動リレー１に対して直列に接続するよ
うにしたので、既存の始動リレー１を用いた回路に付加
して使用することができる。従って、汎用性に富み、コ
ストの高騰を抑制することが可能となる。

【００３７】また、電力削減リレー２１のケース２７は
単相誘導電動機２及び圧縮機から離間して配置された運
転コンデンサ７のケース２２に取り付けるようにしたの
で、振動や熱に弱い双方向性三端子サイリスタ１１や抵
抗１３を単相誘導電動機２や圧縮機の発生する振動や熱
から保護することが可能となり、故障の発生を低減させ
て信頼性を向上させることができる。

【００３８】特に、電力削減リレー２１の端子受け３
１、３１に運転コンデンサ７の端子２３、２３を接続
し、電力削減リレー２１の端子３２、３２、３２により
それを始動リレー１に対して直列に接続することで、運
転コンデンサ７も単相誘導電動機２の補助巻線Ａに接続
することができるので、電力削減リレー２１の取付作業
性が著しく容易となる。

【００３９】

【発明の効果】以上詳述した如く請求項１の発明によれ
ば、正の抵抗温度係数を有する補助抵抗素子やスイッチ
ング手段などから成る電力削減リレーを、始動リレーに
対して直列に接続するようにしたので、既存の始動リレ
ーを用いた回路に付加して使用することができる。従っ
て、汎用性に富み、コストの高騰を抑制することが可能
となる。

【００４０】また、電力削減リレーは電動機から離間し
て設置しているので、振動や熱に弱いスイッチング手段
などを電動機の発生する振動や熱から保護することが可
能となり、故障の発生を低減させて信頼性を向上させる
ことができるものである。

【００４１】請求項２の発明によれば、上記に加えて電
力削減リレーに端子を設け、この端子により始動リレー
に直列に接続するようにしたので、電力削減リレーの取
付作業性が著しく容易となる。

【００４２】請求項３の発明によれば、正の抵抗温度係
数を有する補助抵抗素子やスイッチング手段などから成
る電力削減リレーを、始動リレーに対して直列に接続す
るようにしたので、既存の始動リレーを用いた回路に付
加して使用することができる。従って、汎用性に富み、
コストの高騰を抑制することが可能となる。

【００４３】また、電力削減リレーは電動機から離間し
て配置された運転コンデンサに取り付けるようにしたの
で、振動や熱に弱いスイッチング手段などを電動機の発
生する振動や熱から保護することが可能となり、故障の
発生を低減させて信頼性を向上させることができる。

【００４４】特に、電力削減リレーの端子受けに運転コ
ンデンサの端子を接続し、電力削減リレーの端子により
それを始動リレーに対して直列に接続することで、運転
コンデンサも電動機の補助巻線に接続することができる
ので、運転コンデンサを使用した電動機において、電力
削減リレーの取付作業性が著しく容易となるものであ
る。

【００４５】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例の電力削減リレーを用いた単相
誘導電動機の電気回路図である。

【図２】電力削減リレーと運転コンデンサの正面図であ
る。

【図３】電力削減リレーと運転コンデンサの側面図であ
る。

【図４】電力削減リレーと運転コンデンサの平面図であ
る。

【図５】電力削減リレーを切断した電力削減リレーと運
転コンデンサの分解正面図である。

【図６】従来の単相誘導電動機の電気回路図である。

【図７】もう一つの従来の単相誘導電動機の電気回路図
である。

【符号の説明】

１ 始動リレー ２ 単相誘導電動機 ７ 運転コンデンサ ６ 主抵抗素子 １１ 双方向性三端子サイリスタ（スイッチング手段） １２ 補助抵抗素子 １３ 抵抗 ２１ 電力削減リレー ２７ ケース ２３、３２ 端子 ３１ 端子受け

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 正の抵抗温度係数を有する抵抗素子から
   成る始動リレーを補助巻線に接続して成る電動機におい
   て、 正の抵抗温度係数を有する補助抵抗素子やスイッチング
   手段などから成る電力削減リレーを、前記始動リレーに
   対して直列に接続すると共に、前記電力削減リレーを前
   記電動機から離間して設置したことを特徴とする電動機
   用始動リレーの消費電力削減装置。
2. 【請求項２】 正の抵抗温度係数を有する抵抗素子から
   成る始動リレーを補助巻線に接続して成る電動機におい
   て、 正の抵抗温度係数を有する補助抵抗素子やスイッチング
   手段などから一体に構成され、接続用の端子を備えた電
   力削減リレーを設け、前記端子により電力削減リレーを
   前記始動リレーに対して直列に接続すると共に、前記電
   力削減リレーを前記電動機から離間して設置したことを
   特徴とする電動機用始動リレーの消費電力削減装置。
3. 【請求項３】 正の抵抗温度係数を有する抵抗素子から
   成る始動リレーを補助巻線に接続して成る電動機におい
   て、 前記電動機から離間して配置され、接続用の端子を有し
   た運転コンデンサと、正の抵抗温度係数を有する補助抵
   抗素子やスイッチング手段などから一体に構成され、接
   続用の端子及び端子受けを有した電力削減リレーを設
   け、この電力削減リレーを前記運転コンデンサに取り付
   け、電力削減リレーの端子受けに運転コンデンサの端子
   を接続すると共に、前記電力削減リレーの端子により電
   力削減リレーを前記始動リレーに対して直列に接続し、
   且つ、前記運転コンデンサを前記補助巻線に接続したこ
   とを特徴とする電動機用始動リレーの消費電力削減装
   置。