JPH10174276A - モータの保護装置 - Google Patents

モータの保護装置

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JPH10174276A
JPH10174276A JP32638796A JP32638796A JPH10174276A JP H10174276 A JPH10174276 A JP H10174276A JP 32638796 A JP32638796 A JP 32638796A JP 32638796 A JP32638796 A JP 32638796A JP H10174276 A JPH10174276 A JP H10174276A
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JP
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motor
temperature
inverter
rotation speed
stator winding
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JP32638796A
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English (en)
Inventor
Tadahito Igami
忠人 居上
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Panasonic Holdings Corp
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 インバータ制御で効率よく運転するときの簡
単で安価、かつ小型化できるモータの保護装置を提供す
る。 【解決手段】 センサ磁石2とホールIC3とで構成し
た回転速度検出手段によりモータ1の回転速度を検出す
るとともに、1つの温度検出手段4によりステータ巻線
6の近傍温度を検出してインバータ7にフィードバック
し、回転速度が所定回転速度以下である状態が所定時間
以上に継続するとき、インバータ7からモータ1への通
電を停止し、また、温度検出手段4が所定温度以上を検
出したときにも通電を停止する。ロータがロック、また
は過負荷による低回転速度が継続するときに異常と判断
して通電を停止することによりステータ巻線6の温度上
昇を未然に防止するとともに、前記異常状態が繰り返さ
れてステータ巻線6の温度が次第に上昇したときにも通
電を停止してステータ巻線6が焼損する事態を防止す
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、空気調和器(以
下、エアコンと称す)の室内機および室外機などに使用
されるモータの保護装置に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、エアコンの室内機および室外機な
どに使用されるファン用のモータについて、市場の省エ
ネルギーの要望により高効率化の取り組みや騒音低減の
取り組みが盛んに行われている。
【0003】図3は従来のエアコンの室外機のファン用
のモータの速度制御手段を示す回路図である。図におい
て、9は主として単相誘導電動機などのモータ、10は
モータ9のステータ巻線、11はステータ巻線10に近
接して取り付けられている温度プロテクタ、12はモー
タ9に印加される電圧を可変する2方向性3端子サイリ
スタ(以下、単に双方向サイリスタと称す)、13は交
流電源である。
【0004】上記構成においてその動作を説明する。モ
ータ9を運転させた状態において、ロータが何らかの理
由でロック、または過負荷による低速運転が行われた場
合、モータ9に流れる電流は通常回転しているときに比
較して大きな電流値となる。さらに、通常回転時のファ
ンによる冷却効果はこの場合には発揮されず、ステータ
巻線10の温度が急速に上昇する。その結果、ステータ
巻線10に近接して取り付けられた温度プロテクタ11
が動作し、ステータ巻線10と交流電源13との間のラ
インが遮断され、電流が流れなくなってステータ巻線1
0の焼損が防止される。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】このような従来の双方
向サイリスタを用いたエアコンの室外機のモータの速度
制御手段では、周波数を変えることができないととも
に、日本国内で使用する場合、50Hz地域と60Hz地域
とで同一モータを使用するため、図4に示したように、
その回転速度−トルク特性は、50Hz時の特性がA、6
0Hz時の特性がB、ファン特性がFとなり、実際の回転
速度はそれぞれaとbとで示したように、トルクが最大
となる回転速度より低い、効率のあまり良くない回転速
度の領域で動作させており、消費電力が大きい。なお、
一般的に、最高効率となる回転速度は最大トルクの回転
速度と同期回転速度との間にある。
【0006】上記の課題を解決するために、エアコンの
室内機および室外機のファン用のモータにインバータ制
御の3相誘導電動機を用いると、その回転速度は、図5
の回転速度−トルク特性に示したように、つねに最大ト
ルクの回転速度と同期回転速度との間の効率のよい回転
速度で使用することができ、消費電力を小さくすること
ができる。
【0007】しかし、3相誘導電動機に保護回路として
温度プロテクタを取り付ける場合には3つのステータ巻
線のうちの2つのステータ巻線に取り付けなければなら
ず、コストアップとなるとともに、ステータ寸法が温度
プロテクタおよび結線部などにより大きくなると言う問
題が発生する。
【0008】本発明は上記の課題を解決するもので、簡
単な構成で3相誘導電動機のステータ巻線の焼損を防止
できるモータの保護装置を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】請求項1に係わる本発明
は、モータの回転速度検出手段と、前記モータのステー
タ巻線の近傍温度を検出する温度検出手段を設けたプリ
ント配線板を、前記ステータ巻線と前記モータの内端面
間に配置し、前記モータの回転速度が所定回転速度以下
である状態が所定時間以上に継続したときにインバータ
から前記モータへの通電を停止し、また、前記温度検出
手段が所定の値以上の温度を検出したときにも前記イン
バータへの通電を停止するようにしたモータの保護装置
である。
【0010】これにより、モータをインバータ制御で効
率よく運転するとともに、ロータがロック、または過負
荷により低速回転を継続したときにインバータからモー
タへの通電を停止してステータ巻線の温度上昇を未然に
防止し、また、ステータ巻線の近傍温度が上昇したとき
にインバータからモータへの通電を停止して、ロックま
たは過負荷による低速運転が繰り返されてステータ巻線
の温度が次第に上昇した場合にステータ巻線が焼損する
事態を防止する。
【0011】請求項2に係わる本発明は、モータの回転
速度検出手段と、前記モータのステータ巻線の近傍温度
を検出する温度検出手段と、前記温度検出手段が所定温
度以上を検出したときに前記回転速度検出手段の出力を
リセット状態にするリセット手段を設けたプリント配線
板を、前記モータのステータ巻線とモータの内端面間に
配置し、前記モータの回転速度が所定回転速度以下であ
る状態が所定時間以上継続したとき、インバータから前
記モータへの通電を停止するようにしたモータの保護装
置である。
【0012】これにより、モータをインバータ制御で効
率よく運転するとともに、ロータがロック、または過負
荷により低速回転を継続したときにインバータからモー
タへの通電を停止してステータ巻線の温度上昇を未然に
防止し、また、ステータ巻線の近傍温度が上昇したと
き、温度検出手段はリセット手段により回転速度検出手
段の出力をリセットして0回転信号を与えることにより
インバータからモータへの通電を停止し、ロックまたは
過負荷による低速運転が繰り返されてステータ巻線の温
度が次第に上昇した場合にステータ巻線が焼損する事態
を防止する。また、温度検出手段の出力を直接にインバ
ータへフィードバックしないので、インバータへの配線
を不要にするとともに、従来のインバータをそのまま流
用できる。
【0013】
【発明の実施の形態】請求項1または請求項2に係わる
本発明において、回転速度検出手段はモータの回転速度
を検出する手段であれば限定されないが、たとえばセン
サ磁石とホールICとで構成できる。この出力をインバ
ータにフィードバックして回転速度制御に用いるが、所
定回転速度以下の状態が所定時間以上に継続したときに
はモータへの通電を停止するように設定する。また、温
度検出手段はモータのステータ巻線の近傍温度を検出す
る手段であれば限定されないが、たとえばサーミスタに
より構成できる。
【0014】上記の回転速度検出手段と温度検出手段と
をプリント配線板に設け、そのプリント配線板をステー
タ巻線とモータの内端面との間に設定し、とくに前記温
度検出手段が前記ステータ巻線の温度上昇を検出できる
ように設定する。この温度検出手段の出力をインバータ
にフィードバックし、所定温度以上になったとき、たと
えば前記インバータの出力段を遮断するように設定す
る。
【0015】また、請求項2に係わる本発明において、
リセット手段は前記温度検出手段が所定温度以上を検出
したとき前記回転速度検出手段が0回転速度を出力する
ようにリセットする手段を意味し、たとえば前記回転速
度検出手段の出力を前記温度検出手段の所定温度以上の
出力により遮断するトランジスタで実現できる。
【0016】
【実施例】
(実施例1)以下、本発明のモータの保護装置の実施例
1について図面を参照しながら説明する。図1は本実施
例の構成を示す回路図である。図において、1は3相誘
導電動機であるモータ、2はセンサ磁石、3はホールI
C、4はサーミスタを用いた温度検出手段、5はホール
IC3と温度検出手段4が設けられているプリント配線
板、6はステータ巻線である。センサ磁石2とホールI
C3とは回転速度検出手段を構成する。また、7はモー
タ1を駆動するインバータであり、ホールIC3の出力
信号を検知し、モータ1が所定の時間以上で、かつ所定
の回転速度以下の状態が継続したときには、インバータ
7からモータ1への通電を停止する機能と、温度検出手
段4の出力信号を検知し、温度が所定の温度以上となっ
たときにはモータ1への通電を停止する機能とを備えて
いる。
【0017】上記構成においてその動作を説明する。モ
ータ1のロータが何らかの理由でロック、または過負荷
による低速運転が行われた場合には、従来例と同様に、
モータ1には通常回転しているときに比較して大きな電
流が流れるとともに、ファンによる冷却効果が発揮され
ず、ステータ巻線6の温度が急速に上昇する。その結
果、ステータ巻線6に近接して取り付けられたサーミス
タを用いた温度検出手段4が動作することにより、その
出力信号がインバータ7にフィードバックされ、モータ
1への通電を停止する機能が動作し、電流が遮断されて
流れなくなり、ステータ巻線6の焼損を防止することが
できる。
【0018】なお、所定の回転速度以下の状態が継続し
たときにインバータ7からモータ1への通電を停止する
機能は、ロータが何らかの理由でロック、または過負荷
による低速運転が継続的に行われる異常状態を早期に発
見し、ステータ巻線6の温度上昇を未然に防止するため
の機能であり、温度検出手段4による保護は異常状態の
繰り返し時の保護機能となる。
【0019】以上のように本実施例によれば、モータ1
をインバータ7により効率よく運転できるとともに、モ
ータ1の回転速度が所定回転速度以下で継続するときに
はインバータ7からモータ1への通電を停止することに
より、異常状態に対応して早急に電流を遮断してステー
タ巻線6の温度上昇を未然に防止し、また、1つの温度
検出手段4によりステータ巻線6の温度上昇を検知した
場合にもモータ1への通電を停止することにより、異常
状態が繰り返されたときにステータ巻線6の温度上昇に
よる焼損を防止することができ、簡単な構成でモータの
保護装置を実現することができる。
【0020】(実施例2)以下、本発明のモータの保護
装置の実施例2について図面を参照しながら説明する。
図2は本実施例の構成を示す回路図である。なお、実施
例1と同じ構成要素には同一番号を付与して詳細な説明
を省略する。図において、8はトランジスタであり、温
度検出手段4の出力信号によりホールIC3の出力信号
を遮断することによりセット状態にする機能を備えてい
る。なお、ホールIC3の出力信号を検知し、モータが
所定の時間以上で、かつ所定の回転速度以下の状態が継
続したときには、インバータ7からモータ1への通電を
停止する機能は実施例1と同じであり、ロータが何らか
の理由でロック、または過負荷による低速運転が継続的
に行われる異常状態を早期に発見し、ステータ巻線6の
温度上昇を未然に防止する。また、温度検出手段4によ
る保護は異常状態の繰り返し時の保護機能についても実
施例1と同様である。
【0021】以上の構成において、ロータが何らかの理
由でロックまたは過負荷による低速運転が行われた場合
には、従来例と同様に、モータには通常回転していると
きに比較して大きな電流が流れるとともに、ファンによ
る冷却効果が発揮されず、ステータ巻線の温度は急速に
上昇する。このとき、ステータ巻線に近接して取り付け
られたサーミスタを用いた温度検出手段4が動作するこ
とによりトランジスタ8はホールIC3の出力信号を遮
断してリセット状態にする。これにより、インバータ7
では回転速度が0回転として判断し、この状態が所定の
時間継続されることとなるため、モータ1が所定の時間
以上で、かつ所定の回転速度以下の状態が継続したとき
にはインバータ7からモータ1への通電を停止する機能
が動作し、モータ電流が遮断され、ステータ巻線6の焼
損を防止することができる。
【0022】以上のように本実施例によれば、モータ1
をインバータ7により効率よく運転できるとともに、モ
ータ1の回転速度が所定回転速度以下で継続するときに
はインバータ7からモータ1への通電を停止することに
より、異常状態に対応して早急に電流を遮断してステー
タ巻線6の温度上昇を未然に防止し、また、1つの温度
検出手段4によりステータ巻線6の温度上昇を検知し、
その検出出力によりトランジスタ8を介してホールIC
3の出力をリセットして0回転を出力させ、モータ1へ
の通電を停止することにより、異常状態が繰り返された
ときにステータ巻線6の温度上昇による焼損を防止する
ことができる。この場合、ホールIC3の出力は直接に
インバータ7にフィードバックしないので、インバータ
7への配線が不要になるとともに、インバータ7も従来
構成のままで流用することができ、さらに簡単な構成で
モータの保護装置を実現することができる。
【0023】
【発明の効果】請求項1に係わる本発明は、モータの回
転速度検出手段と、前記モータのステータ巻線の近傍温
度を検出する温度検出手段を設けたプリント配線板を、
前記ステータ巻線と前記モータの内端面間に配置し、前
記モータの回転速度が所定回転速度以下である状態が所
定時間以上に継続したときにインバータから前記モータ
への通電を停止し、また、前記温度検出手段が所定の値
以上の温度を検出したときにも前記インバータへの通電
を停止するようにしたモータの保護装置とすることによ
り、モータをインバータ制御で効率よく運転できるとと
もに、ロータがロック、または過負荷により低速回転を
継続したときにインバータからモータへの通電を停止し
てステータ巻線の温度上昇を未然に防止し、また、ステ
ータ巻線の近傍温度が上昇したときにインバータからモ
ータへの通電を停止して、ロックまたは過負荷による低
速運転が繰り返されてステータ巻線の温度が次第に上昇
した場合にステータ巻線が焼損する事態を防止すること
ができる。また、温度検出手段は1個で済むので構成が
簡単で、モータの小型化も可能である。
【0024】請求項2に係わる本発明は、モータの回転
速度検出手段と、前記モータのステータ巻線の近傍温度
を検出する温度検出手段と、前記温度検出手段が所定温
度以上を検出したときに前記回転速度検出手段の出力を
リセット状態にするリセット手段を設けたプリント配線
板を、前記モータのステータ巻線とモータの内端面間に
配置し、前記モータの回転速度が所定回転速度以下であ
る状態が所定時間以上継続したとき、インバータから前
記モータへの通電を停止するようにしたモータの保護装
置とすることにより、モータをインバータ制御で効率よ
く運転できるとともに、ロータがロック、または過負荷
により低速回転を継続したときにインバータからモータ
への通電を停止してステータ巻線の温度上昇を未然に防
止し、また、ステータ巻線の近傍温度が上昇したとき、
温度検出手段はリセット手段により回転速度検出手段の
出力をリセットして0回転信号を与えることによりイン
バータからモータへの通電を停止し、ロックまたは過負
荷による低速運転が繰り返されてステータ巻線の温度が
次第に上昇した場合にステータ巻線が焼損する事態を防
止することができる。また、温度検出手段が1個で済む
ので構成が簡単で小型化が可能であるとともに、温度検
出手段の出力を直接にインバータへフィードバックしな
いのでインバータへの配線も不要であり、従来のインバ
ータをそのまま流用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のモータの保護装置の実施例1の構成を
示す回路図
【図2】本発明のモータの保護装置の実施例2の構成を
示す回路図
【図3】従来のモータの保護装置の構成を示す回路図
【図4】モータを電源周波数50Hzと60Hzとに使い分
けて運転したときのトルク−回転速度の関係を示す特性
【図5】モータをインバータ制御で運転したときのトル
ク−回転速度の関係を示す特性図
【符号の説明】
1 モータ 2 センサ磁石(回転速度検出手段) 3 ホールIC(回転速度検出手段) 4 温度検出手段 5 プリント配線板 6 ステータ巻線 7 インバータ 8 トランジスタ(リセット手段)

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】インバータにより運転されるモータにおい
    て、前記モータの回転速度を検出する回転速度検出手段
    と、前記モータのステータ巻線の近傍温度を検出する温
    度検出手段とをプリント配線板に設け、前記プリント配
    線板を前記モータの内端面と前記ステータ巻線との間に
    配置し、前記モータの回転速度が所定回転速度以下であ
    る状態が所定の時間以上に継続したときに前記インバー
    タから前記モータへの通電を停止し、また、前記温度検
    出手段の出力を前記インバータにフィードバックし、前
    記温度検出手段が所定値以上の温度を検出したときに
    も、前記インバータから前記モータへの通電を停止する
    ようにしたモータの保護装置。
  2. 【請求項2】インバータにより運転されるモータにおい
    て、前記モータの回転速度を検出する回転速度検出手段
    と、前記モータのステータ巻線の近傍温度を検出する温
    度検出手段と、前記温度検出手段が所定値異常の温度を
    検出したときに前記回転速度検出手段の出力をリセット
    状態にするリセット手段とをプリント配線板に設け、前
    記プリント配線板を前記モータの内端面とステータ巻線
    との間に配置し、前記モータの回転速度が所定回転速度
    以下である状態が所定時間以上に継続したときに前記イ
    ンバータから前記モータへの通電を停止するとともに、
    前記温度検出手段が所定値以上の温度を検出したときに
    は前記リセット手段が前記回転速度検出手段の出力をリ
    セットすることにより前記モータへの通電を停止させる
    ようにしたモータの保護装置。
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