JPH09163794A - 電動機の駆動装置 - Google Patents
電動機の駆動装置Info
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- JPH09163794A JPH09163794A JP7344520A JP34452095A JPH09163794A JP H09163794 A JPH09163794 A JP H09163794A JP 7344520 A JP7344520 A JP 7344520A JP 34452095 A JP34452095 A JP 34452095A JP H09163794 A JPH09163794 A JP H09163794A
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- winding
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 単相誘導電動機において、回転速度を調整可
能とした駆動装置を提供すること。 【解決手段】 固定子側に少なくとも２組の巻線(4),
(5) を備えた単相誘導電動機(1) において、交流電源
(2) からの交流出力を整流する整流回路(6) と、整流回
路(6) からの直流出力から所定の周波数の第１出力を得
て前記の少なくとも１組の巻線(4) に出力し、前記第１
出力と所定の位相差の第２出力を前記直流出力から得て
残りの組の巻線(5) に出力する周波数変換回路(7) を備
えたこと。
能とした駆動装置を提供すること。 【解決手段】 固定子側に少なくとも２組の巻線(4),
(5) を備えた単相誘導電動機(1) において、交流電源
(2) からの交流出力を整流する整流回路(6) と、整流回
路(6) からの直流出力から所定の周波数の第１出力を得
て前記の少なくとも１組の巻線(4) に出力し、前記第１
出力と所定の位相差の第２出力を前記直流出力から得て
残りの組の巻線(5) に出力する周波数変換回路(7) を備
えたこと。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、単相誘導電動機
の駆動方法に関するもので、詳細には、分相型の単相誘
導電動機において、回転速度を調整可能とした駆動方法
に関する。
の駆動方法に関するもので、詳細には、分相型の単相誘
導電動機において、回転速度を調整可能とした駆動方法
に関する。
【０００２】
【従来の技術】誘導電動機は、固定子に交流電圧を加
え、電磁誘導によって回転子に電流を流してトルクを生
じさせる交流電動機であって、構造が簡便であり、安価
であることから多方面に用いられている。ところで、誘
導電動機には、三相交流を用いた三相誘導電動機と、単
相交流を用いた単相誘導電動機とがある。前者は、固定
子によって回転磁界が生じるため起動は容易であるが、
後者は、固定子によって生じる磁界が交番磁界であるの
で起動時にはどちらかの方向に起動トルクを発生させる
必要がある。単相誘導電動機においては、この起動トル
クを発生させる方法として、従来から種々の方法が提案
されている。例えば、分相型単相誘導電動機は、固定子
の巻線（主極巻線）の他に、この主極巻線と位相をずら
せて補助巻線を設け、この補助巻線に抵抗を直列に挿入
して電源に接続したもので、更にこの一種のコンデンサ
電動機は、前記の抵抗の代わりにコンデンサを前記補助
巻線に直列に挿入したものである。このように、補助巻
線を設けてこれと直列に抵抗やコンデンサを接続するこ
とにより、主極巻線の電流の位相と補助巻線の電流の位
相とを異ならせて回転磁界を得ることによって起動トル
クを発生させている。
え、電磁誘導によって回転子に電流を流してトルクを生
じさせる交流電動機であって、構造が簡便であり、安価
であることから多方面に用いられている。ところで、誘
導電動機には、三相交流を用いた三相誘導電動機と、単
相交流を用いた単相誘導電動機とがある。前者は、固定
子によって回転磁界が生じるため起動は容易であるが、
後者は、固定子によって生じる磁界が交番磁界であるの
で起動時にはどちらかの方向に起動トルクを発生させる
必要がある。単相誘導電動機においては、この起動トル
クを発生させる方法として、従来から種々の方法が提案
されている。例えば、分相型単相誘導電動機は、固定子
の巻線（主極巻線）の他に、この主極巻線と位相をずら
せて補助巻線を設け、この補助巻線に抵抗を直列に挿入
して電源に接続したもので、更にこの一種のコンデンサ
電動機は、前記の抵抗の代わりにコンデンサを前記補助
巻線に直列に挿入したものである。このように、補助巻
線を設けてこれと直列に抵抗やコンデンサを接続するこ
とにより、主極巻線の電流の位相と補助巻線の電流の位
相とを異ならせて回転磁界を得ることによって起動トル
クを発生させている。
【０００３】さて、以上のような単相誘導電動機におい
て、回転数の制御を行う必要がある場合、電源の周波数
を変える方法、固定子の極数を外部接続を変更して変え
る方法、巻線型においては滑りを変える方法が考えられ
るが、一般には、インバータ装置を用いて電源の周波数
を変更する方法が採られる。この場合、三相誘導電動機
であれば、３相出力のインバータ装置を用いることによ
って容易に行える。しかし、単相誘導電動機では、前記
インバータ装置の出力には高周波成分が含まれるため、
この高周波成分によってコンデンサーが過熱する等、性
能の劣化が激しく、焼損する場合もある。そのため、従
来、この種の単相誘導電動機は、インバータ装置による
速度調整はできないとされていた。
て、回転数の制御を行う必要がある場合、電源の周波数
を変える方法、固定子の極数を外部接続を変更して変え
る方法、巻線型においては滑りを変える方法が考えられ
るが、一般には、インバータ装置を用いて電源の周波数
を変更する方法が採られる。この場合、三相誘導電動機
であれば、３相出力のインバータ装置を用いることによ
って容易に行える。しかし、単相誘導電動機では、前記
インバータ装置の出力には高周波成分が含まれるため、
この高周波成分によってコンデンサーが過熱する等、性
能の劣化が激しく、焼損する場合もある。そのため、従
来、この種の単相誘導電動機は、インバータ装置による
速度調整はできないとされていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】この発明が解決しよう
とする課題は、単相誘導電動機において、回転速度を調
整可能としたインバータ式の駆動装置を提供することで
ある。
とする課題は、単相誘導電動機において、回転速度を調
整可能としたインバータ式の駆動装置を提供することで
ある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】この発明は、上述の課題
を解決するためになされたものであって、固定子側に少
なくとも２組の巻線を備えた単相誘導電動機において、
交流電源からの交流出力を整流する整流回路と、整流回
路からの直流出力から所定の周波数の第１出力を得て前
記の少なくとも１組の巻線に出力し、前記第１出力と所
定の位相差の第２出力を前記直流出力から得て残りの組
の巻線に出力する周波数変換回路を備えたことを第１の
特徴とし、前記周波数変換回路からの第１出力と第２出
力との位相差を、夫々の出力を印加する巻線の組の電気
的な位相差と略同等に設定したことを第２の特徴とし、
更に、前記周波数変換回路からの第１出力と第２出力と
がＶ／ｆ制御されることを第３の特徴とする。
を解決するためになされたものであって、固定子側に少
なくとも２組の巻線を備えた単相誘導電動機において、
交流電源からの交流出力を整流する整流回路と、整流回
路からの直流出力から所定の周波数の第１出力を得て前
記の少なくとも１組の巻線に出力し、前記第１出力と所
定の位相差の第２出力を前記直流出力から得て残りの組
の巻線に出力する周波数変換回路を備えたことを第１の
特徴とし、前記周波数変換回路からの第１出力と第２出
力との位相差を、夫々の出力を印加する巻線の組の電気
的な位相差と略同等に設定したことを第２の特徴とし、
更に、前記周波数変換回路からの第１出力と第２出力と
がＶ／ｆ制御されることを第３の特徴とする。
【０００６】
【発明の実施の形態】この発明は、単相誘導電動機に適
用し、この電動機の回転速度の調整を含む制御を行うも
のである。この発明でいう単相誘導電動機は、分相型単
相誘導電動機のように、固定子側に少なくとも２組の巻
線を備えたもので、各組の巻線は、すべて同じものであ
っても、また、部分的に巻数等の異なるものであっても
よい。尚、電動機の回転子の形式については、この種の
電動機において一般的なかご型回転子に限らず、巻線式
回転子のものについても適用できる。
用し、この電動機の回転速度の調整を含む制御を行うも
のである。この発明でいう単相誘導電動機は、分相型単
相誘導電動機のように、固定子側に少なくとも２組の巻
線を備えたもので、各組の巻線は、すべて同じものであ
っても、また、部分的に巻数等の異なるものであっても
よい。尚、電動機の回転子の形式については、この種の
電動機において一般的なかご型回転子に限らず、巻線式
回転子のものについても適用できる。
【０００７】さて、この発明の実施の形態の基本的な構
成は、前述の単相誘導電動機の駆動を、交流電源からの
交流出力を整流する整流回路と、整流回路からの直流出
力から所定の周波数の第１出力を得て前記の少なくとも
１組の巻線に出力し、前記直流出力から前記第１出力と
所定の位相差の第２出力を得て、残りの組の巻線に出力
する周波数変換回路を備えた駆動装置によって行うこと
である。駆動装置の整流回路に接続する交流電源は、単
相の交流電源を電源とするほか、三相の交流電源であっ
てもよい。前記駆動装置は、これらの第１、第２出力の
出力値（電流、電圧）や、両者間の位相差を調整するこ
とにより、起動トルクの調整が行える上に、力率の改善
も行うことができ、これらの各出力の周波数を調整する
ことにより、前記電動機の回転数を調整することができ
る。
成は、前述の単相誘導電動機の駆動を、交流電源からの
交流出力を整流する整流回路と、整流回路からの直流出
力から所定の周波数の第１出力を得て前記の少なくとも
１組の巻線に出力し、前記直流出力から前記第１出力と
所定の位相差の第２出力を得て、残りの組の巻線に出力
する周波数変換回路を備えた駆動装置によって行うこと
である。駆動装置の整流回路に接続する交流電源は、単
相の交流電源を電源とするほか、三相の交流電源であっ
てもよい。前記駆動装置は、これらの第１、第２出力の
出力値（電流、電圧）や、両者間の位相差を調整するこ
とにより、起動トルクの調整が行える上に、力率の改善
も行うことができ、これらの各出力の周波数を調整する
ことにより、前記電動機の回転数を調整することができ
る。
【０００８】ここで、前記第１出力と第２出力の位相差
を、夫々の出力を印加する巻線の組の電気的な位相差と
略同等に設定することにより、固定子によって最適な２
相の回転磁界を得ることができ、起動トルクを大きくと
ることができる。更に、第１出力と第２出力とをＶ／ｆ
制御、即ち、電動機に印加される電圧を周波数に比例さ
せて制御することにより、電動機の起動時に過大な電流
が固定子の巻線に流れ込むのを防止できるため、電動機
の起動時の必要電流を低減することができ、また、起動
時の電源電圧の変動を軽減できる。
を、夫々の出力を印加する巻線の組の電気的な位相差と
略同等に設定することにより、固定子によって最適な２
相の回転磁界を得ることができ、起動トルクを大きくと
ることができる。更に、第１出力と第２出力とをＶ／ｆ
制御、即ち、電動機に印加される電圧を周波数に比例さ
せて制御することにより、電動機の起動時に過大な電流
が固定子の巻線に流れ込むのを防止できるため、電動機
の起動時の必要電流を低減することができ、また、起動
時の電源電圧の変動を軽減できる。
【０００９】そして、この駆動装置によれば、単相の誘
導電動機の回転速度の調整を可能とすることにより、電
源周波数の違いに応じて、所定の定格を満足するために
設計を変更する必要が無くなる。例えば、送風機や、給
水ポンプ，真空ポンプ等のポンプ類等のように、回転数
がそのまま性能に影響する回転機器の駆動装置として用
いる場合である。この場合、ベルトコンベア等のように
特に大きな起動トルクの必要なものに比べて、比較的起
動トルクの小さな回転機器に適用するのが好ましい。
導電動機の回転速度の調整を可能とすることにより、電
源周波数の違いに応じて、所定の定格を満足するために
設計を変更する必要が無くなる。例えば、送風機や、給
水ポンプ，真空ポンプ等のポンプ類等のように、回転数
がそのまま性能に影響する回転機器の駆動装置として用
いる場合である。この場合、ベルトコンベア等のように
特に大きな起動トルクの必要なものに比べて、比較的起
動トルクの小さな回転機器に適用するのが好ましい。
【００１０】この発明における周波数変換回路は、その
周波数の変換に際しての形式は、限定されず、例えば、
電圧，或は電流の周波数を変換するものでもよく、その
具体的手法としては、パルス振幅変調方式（ＰＡＭ），
パルス幅変調方式（ＰＷＭ）等の変調方式を採用する。
周波数の変換に際しての形式は、限定されず、例えば、
電圧，或は電流の周波数を変換するものでもよく、その
具体的手法としては、パルス振幅変調方式（ＰＡＭ），
パルス幅変調方式（ＰＷＭ）等の変調方式を採用する。
【００１１】
【実施例】以下、この発明の具体的実施例を図面を参照
しながら説明する。尚、図１は、この発明に係る電動機
の制御方法を適用した具体的な一実施例を示す説明図、
図２は、図１に示す周波数変換回路における動作を説明
するための図面、図３は、図１に示す周波数変換回路に
おけるスイッチング素子の動作タイミングを説明するた
めの図面、図４は、図１に示す電動機に印加する第１，
第２出力のＶ／ｆ特性を説明するための図面である。
しながら説明する。尚、図１は、この発明に係る電動機
の制御方法を適用した具体的な一実施例を示す説明図、
図２は、図１に示す周波数変換回路における動作を説明
するための図面、図３は、図１に示す周波数変換回路に
おけるスイッチング素子の動作タイミングを説明するた
めの図面、図４は、図１に示す電動機に印加する第１，
第２出力のＶ／ｆ特性を説明するための図面である。
【００１２】図１において、電動機(1) は、駆動装置
(2) を介して交流電源(3) に接続してある。前記電動機
(1) は、図では模式的に示しているが、分相型単相誘導
電動機である。この電動機(1) は、固定子として主極巻
線(4) を備え、更に、この主極巻線(4) とは別に所定の
位相差（例えば９０°）でもって配置した補助巻線(5)
を備えている。また、交流電源(3) は、この実施例で
は、単相交流の商用電源としてある。
(2) を介して交流電源(3) に接続してある。前記電動機
(1) は、図では模式的に示しているが、分相型単相誘導
電動機である。この電動機(1) は、固定子として主極巻
線(4) を備え、更に、この主極巻線(4) とは別に所定の
位相差（例えば９０°）でもって配置した補助巻線(5)
を備えている。また、交流電源(3) は、この実施例で
は、単相交流の商用電源としてある。
【００１３】前記駆動装置(2) は、前記交流電源(3) か
らの交流出力を直流出力に変換する整流回路(6) と、こ
の直流出力から所定の交流出力に変換するための周波数
変換回路(7) とを備えている。前記整流回路(6) は、整
流素子(8) の後段に、チョークコイル(9) 又はコンデン
サ(10)とからなる平滑回路(11)を備えており、前記整流
素子(8) によって整流されて得た直流出力から、リプル
成分を除去する構成としてある。前記周波数変換回路
(7) は、直列接続した２個１組のスイッチング素子(Tr)
からなる直列回路と２つのダイオード素子(D) からなる
直列回路とを並列接続し、この並列接続した回路を３
組、前記整流回路(6) の出力端子(12)，(13)間に接続し
たものである。ここで、前記２つのスイッチング素子(T
r)からなる直列回路と２つのダイオード素子(D) からな
る直列回路における導通方向は、互いに逆向きとなって
いる。そして、周波数変換回路(7) の出力は、前記各組
の２つのスイッチング素子(Tr)の間と２つのダイオード
素子(D) との間を短絡させた位置に接続した出力端子(1
4)(15)(16)から得る。そして、第１出力端子(14)と第２
出力端子(15)との組は前記主極巻線(4) に、第２出力端
子(15)と第３出力端子(16)との組は前記補助巻線(5) に
接続してある。即ち、第１出力端子(14)と第２出力端子
(15)との間に表れる出力を第１出力、第２出力端子(15)
と第３出力端子(16)との間に表れる出力が第２出力であ
る。
らの交流出力を直流出力に変換する整流回路(6) と、こ
の直流出力から所定の交流出力に変換するための周波数
変換回路(7) とを備えている。前記整流回路(6) は、整
流素子(8) の後段に、チョークコイル(9) 又はコンデン
サ(10)とからなる平滑回路(11)を備えており、前記整流
素子(8) によって整流されて得た直流出力から、リプル
成分を除去する構成としてある。前記周波数変換回路
(7) は、直列接続した２個１組のスイッチング素子(Tr)
からなる直列回路と２つのダイオード素子(D) からなる
直列回路とを並列接続し、この並列接続した回路を３
組、前記整流回路(6) の出力端子(12)，(13)間に接続し
たものである。ここで、前記２つのスイッチング素子(T
r)からなる直列回路と２つのダイオード素子(D) からな
る直列回路における導通方向は、互いに逆向きとなって
いる。そして、周波数変換回路(7) の出力は、前記各組
の２つのスイッチング素子(Tr)の間と２つのダイオード
素子(D) との間を短絡させた位置に接続した出力端子(1
4)(15)(16)から得る。そして、第１出力端子(14)と第２
出力端子(15)との組は前記主極巻線(4) に、第２出力端
子(15)と第３出力端子(16)との組は前記補助巻線(5) に
接続してある。即ち、第１出力端子(14)と第２出力端子
(15)との間に表れる出力を第１出力、第２出力端子(15)
と第３出力端子(16)との間に表れる出力が第２出力であ
る。
【００１４】この構成において、前記周波数変換回路
(7) の各スイッチング素子(Tr)を適宜の切替え動作する
ことにより、一定の高さのパルス波が所定の間隔で所定
期間毎に、また、適宜の周期で極性を反転させて、主極
巻線(4) 、及び補助巻線(5) に出力される。このパルス
波は、擬似的に正弦波形であり、前記のパルス波の出力
間隔を各スイッチング素子(Tr)を切替え動作のタイミン
グを適宜選択することにより、所望の周波数の交流出力
を得ることができ、しかも、第１出力と第２出力の位相
差を変化させることができる。
(7) の各スイッチング素子(Tr)を適宜の切替え動作する
ことにより、一定の高さのパルス波が所定の間隔で所定
期間毎に、また、適宜の周期で極性を反転させて、主極
巻線(4) 、及び補助巻線(5) に出力される。このパルス
波は、擬似的に正弦波形であり、前記のパルス波の出力
間隔を各スイッチング素子(Tr)を切替え動作のタイミン
グを適宜選択することにより、所望の周波数の交流出力
を得ることができ、しかも、第１出力と第２出力の位相
差を変化させることができる。
【００１５】ここで、前記の周波数変換回路(7) の動作
について図２，３を参照しながら説明する。尚、以下の
説明では、各スイッチング素子(Tr)を図面の上段右側か
ら下段左側の順に(Tr1),(Tr2),…,(Tr6)として説明す
る。尚、図３の最上段及びこの次の段に示す第１出力及
び第２出力の波形は、インバータから出力される出力波
（パルス波）を正弦波に置き換えたものを示し、以下、
各段は、各スイッチング素子(Tr1),(Tr2),…,(Tr6)のス
イッチングのタイミングを示す。先ず、主極巻線(4) に
図３の最上段に示す位相の第１出力を印加し、補助巻線
(5) に図３の次の段に示す位相の第２出力を印加するも
のとして説明する。この例では、前述同様に第２出力の
位相は第１出力に比べて９０°遅れたものとしている。
先ず、図３に示すように、第１，第２出力の１サイクル
分を９０°毎の４つの区間を順に区間I ，区間II，区間
III ，区間IVとする。区間I において、図２(a) に示す
ように、主極巻線(4) に正方向に通電し、補助巻線(5)
に逆方向に通電するためには、スイッチング素子(Tr1),
(Tr2),(Tr5),(Tr6) をオンとし、他のスイッチング素子
(Tr3),(Tr4) をオフとする。区間IIにおいて、図２(b)
に示すように、主極巻線(4) 、及び補助巻線(5) に正方
向に通電するためには、スイッチング素子(Tr1),(Tr3),
(Tr5) をオンとし、他のスイッチング素子(Tr2),(Tr4),
(Tr6) をオフとする。区間III において、図２(c) に示
すように、主極巻線(4) に逆方向に通電し、補助巻線
(5) に正方向に通電するためには、スイッチング素子(T
r2),(Tr3),(Tr4),(Tr5) をオンとし、他のスイッチング
素子(Tr1),(Tr6) をオフとする。区間IVにおいて、図２
(d) に示すように、主極巻線(4) 、及び補助巻線(5) に
逆方向に通電するためには、スイッチング素子(Tr2),(T
r4),(Tr6) をオンとし、他のスイッチング素子(Tr1),(T
r3),(Tr5) をオフとする。ここで、区間I ，区間III に
おいては、直列に配置された状態のスイッチング素子(T
r2),(Tr5) が同時にオンとなるため、この区間において
は、図３に示すように何れか一方がオンとなるように時
分割して制御することにより、短絡するのを防止してい
る。以下、この手順を繰り返すことにより、互いに９０
°位相の異なる第１，第２出力を得る。また、第１，第
２出力の出力周波数を制御するには、前記区間I 〜IVの
１サイクルの時間を短縮すればよく、出力電圧を制御す
るには、各サイクル内における前記各スイッチング素子
(Tr1),(Tr2),…,(Tr6)のオン時間、オフ時間を調整する
ことによって行う。尚、ここで、各ダイオード素子
(D1),(D2),…,(D6) は、電動機(1) の回生電力を直流回
路側（即ち、平滑回路(11)、整流回路(6) の側）に還流
させるための回生制動用のダイオードとして機能する。
について図２，３を参照しながら説明する。尚、以下の
説明では、各スイッチング素子(Tr)を図面の上段右側か
ら下段左側の順に(Tr1),(Tr2),…,(Tr6)として説明す
る。尚、図３の最上段及びこの次の段に示す第１出力及
び第２出力の波形は、インバータから出力される出力波
（パルス波）を正弦波に置き換えたものを示し、以下、
各段は、各スイッチング素子(Tr1),(Tr2),…,(Tr6)のス
イッチングのタイミングを示す。先ず、主極巻線(4) に
図３の最上段に示す位相の第１出力を印加し、補助巻線
(5) に図３の次の段に示す位相の第２出力を印加するも
のとして説明する。この例では、前述同様に第２出力の
位相は第１出力に比べて９０°遅れたものとしている。
先ず、図３に示すように、第１，第２出力の１サイクル
分を９０°毎の４つの区間を順に区間I ，区間II，区間
III ，区間IVとする。区間I において、図２(a) に示す
ように、主極巻線(4) に正方向に通電し、補助巻線(5)
に逆方向に通電するためには、スイッチング素子(Tr1),
(Tr2),(Tr5),(Tr6) をオンとし、他のスイッチング素子
(Tr3),(Tr4) をオフとする。区間IIにおいて、図２(b)
に示すように、主極巻線(4) 、及び補助巻線(5) に正方
向に通電するためには、スイッチング素子(Tr1),(Tr3),
(Tr5) をオンとし、他のスイッチング素子(Tr2),(Tr4),
(Tr6) をオフとする。区間III において、図２(c) に示
すように、主極巻線(4) に逆方向に通電し、補助巻線
(5) に正方向に通電するためには、スイッチング素子(T
r2),(Tr3),(Tr4),(Tr5) をオンとし、他のスイッチング
素子(Tr1),(Tr6) をオフとする。区間IVにおいて、図２
(d) に示すように、主極巻線(4) 、及び補助巻線(5) に
逆方向に通電するためには、スイッチング素子(Tr2),(T
r4),(Tr6) をオンとし、他のスイッチング素子(Tr1),(T
r3),(Tr5) をオフとする。ここで、区間I ，区間III に
おいては、直列に配置された状態のスイッチング素子(T
r2),(Tr5) が同時にオンとなるため、この区間において
は、図３に示すように何れか一方がオンとなるように時
分割して制御することにより、短絡するのを防止してい
る。以下、この手順を繰り返すことにより、互いに９０
°位相の異なる第１，第２出力を得る。また、第１，第
２出力の出力周波数を制御するには、前記区間I 〜IVの
１サイクルの時間を短縮すればよく、出力電圧を制御す
るには、各サイクル内における前記各スイッチング素子
(Tr1),(Tr2),…,(Tr6)のオン時間、オフ時間を調整する
ことによって行う。尚、ここで、各ダイオード素子
(D1),(D2),…,(D6) は、電動機(1) の回生電力を直流回
路側（即ち、平滑回路(11)、整流回路(6) の側）に還流
させるための回生制動用のダイオードとして機能する。
【００１６】このように周波数変換回路(7) により、前
記第１出力と第２出力の周波数を変更することにより、
前記電動機(1) の回転数を自在に調整することができ、
電源周波数の違いに応じて、所定の定格を満足するため
に電動機(1) によって駆動される機器の設計を変更する
必要が無くなる。また、この構成により、電動機(1) の
高速回転が容易に達成できるので、高速回転化のために
電動機の固定子の極数を減少する等の変更の必要がなく
なり、電動機(1) によって駆動される回転機器、例えば
送風機やポンプ装置等の小型化が達成できる。
記第１出力と第２出力の周波数を変更することにより、
前記電動機(1) の回転数を自在に調整することができ、
電源周波数の違いに応じて、所定の定格を満足するため
に電動機(1) によって駆動される機器の設計を変更する
必要が無くなる。また、この構成により、電動機(1) の
高速回転が容易に達成できるので、高速回転化のために
電動機の固定子の極数を減少する等の変更の必要がなく
なり、電動機(1) によって駆動される回転機器、例えば
送風機やポンプ装置等の小型化が達成できる。
【００１７】ここで、前記第１出力と第２出力との位相
差を、前記主極巻線(4) と補助巻線(5) との位相差と同
様に９０°とすると、主極巻線(4) と補助巻線(5) によ
る磁界は、最適な二相の回転磁界となり、起動トルクも
大きく騒音も少なくなる。更に、起動後においては、力
率の改善も行える。このように第１出力と第２出力との
位相差を９０°とし、第１出力の最大値（前記電動機の
定格電圧に該当）を交流電源(3) の電源電圧と同等とし
た場合、第２出力の最大値はこれより小さく、前記電源
電圧の（π／２−１）倍程度となる（図４参照）が、前
記のような分相型単相誘導電動機においては、印加され
る電圧にこのように差が生じたとしても運転には全く支
障はない。因みに、コンデンサ起動型単相誘導電動機に
おいては、起動後所定の回転速度まで上昇すると起動用
コンデンサを接続している巻線への通電を停止してい
る。従って、前記第１出力が最大値となる周波数（基底
周波数）の（π／２−１）倍以下の周波数において、電
動機(1) の停止状態からの第１出力と第２出力の出力電
圧を、周波数に比例させて同じ電圧となるように周波数
変換回路(7) を作動させることにより、電動機(1) の起
動を滑らかに、かつ、安全に行なうことができる。即
ち、周波数変換回路(7) により第１出力と第２出力の各
電圧を周波数に比例させて制御（即ち、Ｖ／ｆ制御）す
ることにより、電動機(1) の各巻線(4),(5) に過大な電
流が流れ込むのを防止できるため、電動機(1) の起動時
の必要電流を低減することができ、また、起動時の電源
電圧の変動を軽減できる。尚、ここで、前記基底周波数
とは、前記電動機(1) に定格電圧を与えるべき定格の周
波数である。また、前記第２出力の電圧が最大値となる
周波数、即ち、基底周波数の（π／２−１）倍の周波数
以上では、第２出力の電圧を一定（交流電源の定格電圧
の（π／２−１））倍とし、第１出力をそのまま周波数
に比例させて増加させることにより、前記電動機(1) を
滑らかに所定の回転数（定格電圧に対応する回転数）で
運転することができる。ここで、第１出力と第２出力の
電圧値が異なって支障のない理由は前述のとおりであ
る。尚、この実施例においては、交流電源(3) の定格電
圧と前記電動機(1) に加える第１出力の電圧とを同一と
したため、第２出力の最大電圧は、（π／２−１）倍と
なるが、前記電動機(1) の定格電圧が前記電源電圧の
（π／２−１）倍以下の場合には、第１出力と第２出力
の最大電圧を同じ電圧とすることができる。
差を、前記主極巻線(4) と補助巻線(5) との位相差と同
様に９０°とすると、主極巻線(4) と補助巻線(5) によ
る磁界は、最適な二相の回転磁界となり、起動トルクも
大きく騒音も少なくなる。更に、起動後においては、力
率の改善も行える。このように第１出力と第２出力との
位相差を９０°とし、第１出力の最大値（前記電動機の
定格電圧に該当）を交流電源(3) の電源電圧と同等とし
た場合、第２出力の最大値はこれより小さく、前記電源
電圧の（π／２−１）倍程度となる（図４参照）が、前
記のような分相型単相誘導電動機においては、印加され
る電圧にこのように差が生じたとしても運転には全く支
障はない。因みに、コンデンサ起動型単相誘導電動機に
おいては、起動後所定の回転速度まで上昇すると起動用
コンデンサを接続している巻線への通電を停止してい
る。従って、前記第１出力が最大値となる周波数（基底
周波数）の（π／２−１）倍以下の周波数において、電
動機(1) の停止状態からの第１出力と第２出力の出力電
圧を、周波数に比例させて同じ電圧となるように周波数
変換回路(7) を作動させることにより、電動機(1) の起
動を滑らかに、かつ、安全に行なうことができる。即
ち、周波数変換回路(7) により第１出力と第２出力の各
電圧を周波数に比例させて制御（即ち、Ｖ／ｆ制御）す
ることにより、電動機(1) の各巻線(4),(5) に過大な電
流が流れ込むのを防止できるため、電動機(1) の起動時
の必要電流を低減することができ、また、起動時の電源
電圧の変動を軽減できる。尚、ここで、前記基底周波数
とは、前記電動機(1) に定格電圧を与えるべき定格の周
波数である。また、前記第２出力の電圧が最大値となる
周波数、即ち、基底周波数の（π／２−１）倍の周波数
以上では、第２出力の電圧を一定（交流電源の定格電圧
の（π／２−１））倍とし、第１出力をそのまま周波数
に比例させて増加させることにより、前記電動機(1) を
滑らかに所定の回転数（定格電圧に対応する回転数）で
運転することができる。ここで、第１出力と第２出力の
電圧値が異なって支障のない理由は前述のとおりであ
る。尚、この実施例においては、交流電源(3) の定格電
圧と前記電動機(1) に加える第１出力の電圧とを同一と
したため、第２出力の最大電圧は、（π／２−１）倍と
なるが、前記電動機(1) の定格電圧が前記電源電圧の
（π／２−１）倍以下の場合には、第１出力と第２出力
の最大電圧を同じ電圧とすることができる。
【００１８】
【発明の効果】以上説明したように、この発明に係る電
動機の駆動方法によれば、電動機の主極巻線と補助巻線
に印加する第１出力と第２出力の電流の周波数を変更す
ることにより、回転数の調整を容易に行うことができ
る。また、電源周波数の違いに応じて、所定の定格を満
足するために設計を変更する必要が無く、電動機の共通
化が図れる。更に、電動機の高速回転が容易に達成でき
るので、高速回転化のために電動機の固定子の極数を減
少する等の変更の必要がなくなり、電動機(1) によって
駆動される回転機器、例えば送風機やポンプ装置等の小
型化が達成できる。加えて、電動機の起動時の必要電流
を低減することができ、また、起動時の電源電圧の変動
を軽減できる。以上のように、単相の誘導電動機の回転
速度の調整を可能とすることにより、電源周波数の違い
に応じて、所定の定格を満足するために設計を変更する
必要が無く、例えば、送風機や、給水ポンプ，真空ポン
プ等のポンプ類等のように、回転数がそのまま性能に影
響する回転機器の駆動装置として用いる場合に好適であ
る。
動機の駆動方法によれば、電動機の主極巻線と補助巻線
に印加する第１出力と第２出力の電流の周波数を変更す
ることにより、回転数の調整を容易に行うことができ
る。また、電源周波数の違いに応じて、所定の定格を満
足するために設計を変更する必要が無く、電動機の共通
化が図れる。更に、電動機の高速回転が容易に達成でき
るので、高速回転化のために電動機の固定子の極数を減
少する等の変更の必要がなくなり、電動機(1) によって
駆動される回転機器、例えば送風機やポンプ装置等の小
型化が達成できる。加えて、電動機の起動時の必要電流
を低減することができ、また、起動時の電源電圧の変動
を軽減できる。以上のように、単相の誘導電動機の回転
速度の調整を可能とすることにより、電源周波数の違い
に応じて、所定の定格を満足するために設計を変更する
必要が無く、例えば、送風機や、給水ポンプ，真空ポン
プ等のポンプ類等のように、回転数がそのまま性能に影
響する回転機器の駆動装置として用いる場合に好適であ
る。
【図１】この発明に係る電動機の駆動方法を適用した具
体的な一実施例を示す説明図である。
体的な一実施例を示す説明図である。
【図２】図１に示す周波数変換回路における動作を説明
するための図面である。
するための図面である。
【図３】図１に示す周波数変換回路におけるスイッチン
グ素子の動作タイミングを説明するための図面である。
グ素子の動作タイミングを説明するための図面である。
【図４】図１に示す電動機に印加する第１，第２出力の
Ｖ／ｆ特性を説明するための図面である。
Ｖ／ｆ特性を説明するための図面である。
【符号の説明】 (1) 電動機 (2) 駆動回路 (3) 交流電源 (4) 主極巻線（巻線） (5) 補助巻線（巻線） (6) 整流回路 (7) 周波数変換回路
Claims (4)
- 【請求項１】 固定子側に少なくとも２組の巻線(4),
(5) を備えた単相誘導電動機(1) において、交流電源
(3) からの交流出力を整流する整流回路(6) と、整流回
路(6) からの直流出力から所定の周波数の第１出力を得
て前記の少なくとも１組の巻線(4) に出力し、前記第１
出力と所定の位相差の第２出力を前記直流出力から得て
残りの組の巻線(5) に出力する周波数変換回路(7) を備
えたことを特徴とする電動機の駆動装置。 - 【請求項２】 前記周波数変換回路(7) からの第１出力
と第２出力との位相差を、夫々の出力を印加する巻線の
組の電気的な位相差と略同等に設定したことを特徴とす
る請求項１記載の電動機の駆動装置。 - 【請求項３】 前記周波数変換回路(7) からの第１出力
と第２出力とがＶ／ｆ制御されることを特徴とする請求
項１、または請求項２記載の電動機の駆動装置。 - 【請求項４】 前記単相誘導電動機(1) が、回転機器を
駆動するための電動機であることを特徴とする請求項１
乃至請求項３の何れかに記載の電動機の駆動装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7344520A JPH09163794A (ja) | 1995-12-04 | 1995-12-04 | 電動機の駆動装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7344520A JPH09163794A (ja) | 1995-12-04 | 1995-12-04 | 電動機の駆動装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09163794A true JPH09163794A (ja) | 1997-06-20 |
Family
ID=18369918
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7344520A Pending JPH09163794A (ja) | 1995-12-04 | 1995-12-04 | 電動機の駆動装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09163794A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009535011A (ja) * | 2006-04-26 | 2009-09-24 | ビュベンドルフ， ソシエテ アノニム | 建物の開閉用の電動システム |
| CN108512480A (zh) * | 2018-05-30 | 2018-09-07 | 艾欧史密斯(中国)热水器有限公司 | 水泵控制电路、水泵、燃气热水装置及控制方法 |
| CN113783476A (zh) * | 2021-09-16 | 2021-12-10 | 深圳市海浦蒙特科技有限公司 | 一种单相电机控制方法、装置及系统 |
-
1995
- 1995-12-04 JP JP7344520A patent/JPH09163794A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009535011A (ja) * | 2006-04-26 | 2009-09-24 | ビュベンドルフ， ソシエテ アノニム | 建物の開閉用の電動システム |
| CN108512480A (zh) * | 2018-05-30 | 2018-09-07 | 艾欧史密斯(中国)热水器有限公司 | 水泵控制电路、水泵、燃气热水装置及控制方法 |
| CN113783476A (zh) * | 2021-09-16 | 2021-12-10 | 深圳市海浦蒙特科技有限公司 | 一种单相电机控制方法、装置及系统 |
| CN113783476B (zh) * | 2021-09-16 | 2024-04-05 | 深圳市海浦蒙特科技有限公司 | 一种单相电机控制方法、装置及系统 |
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