KR830000562B1 - 토오크 제어 전동기 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

토오크 제어 전동기

제1도는 본 발명의 바람직한 구체형을 도시한 도면.

제2도는 제1도의 구체형의 부분적 변화형을 도시한 도면.

제3도는 본 발명의 2번째 구체형을 도시한 도면.

제4도는 본 발명의 3번째 구체형을 도시한 도면.

농형(squirrel cage type)과 같은 오늘날의 유도전동기(induction motor)에는 여러가지 제약이 있다. 예를 들어서, 무거운 부하가 걸렸을 때에는 회전자(rotor)가 느려짐에 따라 과다한 전류가 흘러서, 전동기가 보조장치로 보호되지 않은 경우에는 타버리게 된다. 그러한 전동기에 있어서 과부하시의 손상을 막기위해서는 브레이크 어웨이 토오크(breakaway torque)대 러닝 토오크(running torque)비율이 커야하고, 그 결과 자속밀도는 포화 레벨보다 휠씬 낮게 유지되어야 한다.

정상동작동안의 이렇게 비교적 낮은 자속밀도는 전위입력전압의 변화에 의해 또한 필요로 하게 된다. 자속밀도가 비교적 낮게 유지되어야 하므로, 원하는 출력마력을 얻기 위해서는 전동기의 크기가 이상적인 전동기에 있어서 이론적으로 필요한 것보다 상당히 더 커야 한다. 그에 덧붙여, 그러한 전동기로부터 얻을 수 있는 출력마력은 선전압에 크게 영향을 받으며 어느 정도까지는 선주파수에 영향을 받는다. 기존의 유도 전동기에서 부딪치는 또다른 문제점은 그것들의 동작시 본래부터 있는 높은 시동전류이다. 보통 어떠한 크기의 전동기에 있어서도, 외부전류 제한장치가 사용되어야 하거나 특수하고 비싼 회전자의 설계가 채택되어야 한다.

본 발명은 고정자의 자속밀도가 최대 레벨에서 유지되는 시스템을 제공함으로써 전술한 기존 전동기의 결점을 극복하거나 줄인다. 추가로, 그 시스템은 회전자의 전류도 유도형의 기존 전동기에서 허용되는 것에 비해 큰 양으로 유지될 수 있게 한다. 도체에 생성되는 힘이 다음의 식으로 정의되므로, 주어진 1에 대해 B와 I를 최대로 함으로써 힘이 최대로 되며 따라서 전동기의 토오크와 마력이 최대로 된다는 것을 알 수 있다.

I=도체에 흐르는 전류

본 발명에 의하면 자속밀도는, 주고정자 권선과 직렬로 결합된 커패시터에 의해 고정자 코어내의 자속밀도를 조절함으로써 최대화되며, 커패시터는 커패시터에 저장된 전압이 입력전압과 결합하여 주기적으로 고정자 코어의 (전압)ㆍ(초)용량이 초과되도록 하여, 그 결과 코어가 비포화 상태로부터 포화상태로 그리고 다시 그 역으로 주기적으로 비선형적인 변화를 하게하는 값을 가진다. 고정자 코어내의 평균 자속밀도는 따라서 극히 큰 입력전류를 초래할만큼 입력전압이 높아질 위험이 없이 아주 높게 유지된다. 비록 회전자가 매우 낮은 임피던스를 가져서 회전자 전류가 최대가 되더라도 회전자로 전달할 수 있는 에너지량을 제한한다. 회전자의 인덕턴스는 기존 전동기보다 낮게 할 수 있고, 전동기 속도다 0일때 유도되는 전류는 기존의 것보다 크게 만들어질 수 있음에도, 이 전류는 정상적인 전동기 동작속도와 정상적인 부하에서 여전히 적당한 값을 가진다.

따라서, 본 발명의 전동기는 어떠한 주어진 응용에 대해서나 많은 응용에 있어서 기존의 전동기보다 훨씬 더 좋게 최적화될 수 있다. 전동기 고정자 권선과 직렬인 커패시터를 사용하고, 커패시터의 총에너지 전달의 제한효과에 의해 전동기 자기통로를 약한 포화상태로 동작시킴으로서, 그 결과 전동기는 높은 입력전압에 대해 극도로 큰 입력전류를 초래함이 없이 대부분이 선전압 조건하에서도 최대 자속밀도에서 동작할 수 있다.

이를 다시 말하면 장치의 입력전류와 자속밀도는 현재 기존 교류유도 및 다른 전동기에서 그렇듯이, 선전압과 극히 비선형 함수관계는 아닐 것이다. 본 발명에서는 전동기 권선의 인덕턴스는 전동기 고정자의 자기물질이 캐패시터를 포화시켜 방전시키기전의 에너지만큼만 흡수할 수 있다는 사실을 이용한다. 전동기 자성물질이 포화될때 커패시터는 전동기 권선과 전원의 선을 통해 방전하고 커패시터를 반대 극성으로 충전시킨다. 그러면 권선을 통하는 전류가 역으로 흐로고 커패시터가 에너지원이 되어 권선을 통해서 흐르는 전류를 유지시킨다.

이것이 입력선 전압의 극성이 바뀔때까지 계속된다. 그러면 선으로 부터의 입력전압의 (전압)ㆍ(초)가 커패시터에 의해 전동기 권선에 인가된 (전압)ㆍ(초)에 더해진다. 전동기 권선에 인가된 총 (전압)ㆍ(초)가 전동기 고정자의 권선 및 자성물질의 (전압)ㆍ(초)용량을 초과할 때까지 이것이 계속되며, 전동기의 자성물질이 다시 포화된다. 전동기 권선이 포화되었으므로 그것을 통해 커패시터가 방전하며, 선전력원이 커패시터를 다시 반대 극성으로 충전시킨다. 그러면 전류가 한번 더 전동기 권선을 통해 역방향으로 되며 커패시터가 다시 전동기 권선을 통한 전류원을 제공한다. 선전압이 다시 극성을 바꿀때까지 이것이 계속된다. 선전압 진폭이 계속 증가함에 따라 선전압의 (전압)ㆍ(초)와 커패시터의 그것을 합한 것이 다시 같은 위상이 되고 전동기 권선과 그와 관련된 자성물질의 (전압)ㆍ(초)용량이 초과될 때까지 합해진다. 권선 자성물질이 다시 포화되고 전동기 권선의 인덕턴스가 현저히 감소하여 커패시터가 다시 권선을 통해 방전하게 한다. 이 과정이 각 반주기마다 반복되고 그 결과 전동기는 최대자속 밀도에서, 결국 최대의 힘 토오크, 마력에서 동작하게 된다.

본 발명을 사용함으로써 최대 자속밀도를 얻을 수 있고 커패시터 양단의 전압이 항상 선전압보다 훨씬 더 크므로(비록 그럴 필요가 없더라도) 고정자 코어내의 자속밀도는 꽤 넓은 범위의 진폭에 걸쳐서 선전압에 대해 비교적 독립적이다. 더우기, 커패시터는 자성물질의 포화될때 전동기 권선을 통하여 과다전류가 흐르는 것을 막아준다. 왜냐하면 1/2CV²커패시터 에너지만 권선을 통해 전달될 수 있기 때문이다. 이 제한된 에너지의 전달이 과다 전류가 선으로부터 전동기 권선으로 흐르는 것을 막아준다.

이와 같은 결과로, 교류 전동기는 넓은 범위의 입력전압에 걸쳐 높은 효율로 동작하며 뛰어난 동작특성을 지니게 된다. 커패시터가 각 반주기마다 전동기 권선을 통해 전달되는 에너지의 양을 제한하므로 전동기가 타버리는 일은 보통 불가능하다. 전동기에 과부하가 걸리는 경우 발생할 수 있는 것은 단지 전동기가 속도를 잃고 전동기 입력전력이 크게 줄어들 뿐이다. 이것은 전도기가 제어된 상태로 동작하지 않아서 직렬 커패시터의 양단이 정상때보다 훨씬 낮은 전압이 걸리고 1/2CV²의 에너지 레벨이 크게 줄어들기 때문이다.

만약 고정자 코어에 주권선과 커패시터와 병렬로 연결된 보조권선이 장치된다면 더 좋은 동작특성을 얻을 수 있다는 사실이 발견되었다. 이 보조권선은 단상 전동기의 시동에 필요한 회전자계를 제공하며, 덧붙어서 휠씬 더 큰 전동기 시동토오크를 제공한다. 그리고 또 일단 전동기가 정격부하에서 정격속도까지 올려지면 보조권선이 전동기 동작에 있어 별 역할을 하지 않는다는 사실을 발견했다. 그러나 부하가 증가하면 보조권선은 다시 한번 전류를 끌어들여서 전동기 권선으로 작용하며 전동기에 추가의 토오크를 제공한다. 상당한 과부하가 걸릴경우, 전동기는 역시 과다전류에 의한 손상을 받지 않고 속도를 잃게 되지만 부하가 제거되는 즉시 전동기는 다시 원속도로 올라오게 된다. 이 보조권선은 항상 주권선보다 임피던스가 훨씬 크고, 따라서 보조권선을 통하는 전류는 (예를들어 유도전동기) 주권선의 것에 비하여 비교적 낮다.

더우기 보조권선은 입력전류를 제한해 주는데, 이는 입력전압이 증가하거나 전동기 속도가 증가함에 따라 입력전압을 초과하는 역의 e. m. f에 기인하여 이 권선이 발전기 권선으로 작용하기 시작하며 주권선에 의해 끌어들여진 전류의 일부를 상쇄시키는 전류를 발생시키기 때문이다. 물론 이것은 주권선이 전동기에 대한 일차적인 힘공급원이라는 사실에 의해 가능해진다.

이하 본 발명을 도면에 따라 상세히 설명하면 다음과 같다.

제1도는 본 발명의 구체형을 도해형태로 보인 것이다. 농형의 교류 유도 전동기가 (10)에 일반적으로 표시되어 있고 자성물질의 고정자(12)와 농형 회전자(14)를 가진 것으로 도식적으로 그려져 있다 기술에 숙련된 자들에서 분명한 바와 같이, 비록 원한다면 더 많거나 더 작은 수의 극(Pole)이 사용될 수 있지만 고정자가 4개의 극편(16), (18), (20), (22)를 가진 것으로 그려져 있다. 또한 숙련된 기술자들에게는 극의 구성이 단지 도식적으로만 그려져 있다는 것이 명백할 것이다.

대부분의 응용에 있어서, 극편(Pole Pieces)을 수축시켜 포화가 이들 지점에서만 생기게 하는 것이 아마 바람직할 것이다. 여기서는 진동기의 형태적 구성을 최적화하려는 시도는 하지 않았다. 주고정자 권선(24)는 극(16)과 (20)에 감겨져 있고, 직렬 커패시터(28)에 의해 입력단자(26)에 접속되어 있다. 커패시터(28)은 특정한 값을 가질 필요는 없지만, 그 용량이 전동기의 정상동작동안 이 커패시터와 권선(24)로 구성된 직렬회로내의 용량성 역률(capacitive power factor)을 유지하기에 충분할 만큼은 커야 한다. 보조권선(30)은 극편(18)과 (22)에 감겨있고, 권선(24)와 커패시터(28)에 병렬로 연결되어 있다. 권선(30)은 권선(24)보다 훨씬 높은 인덕턴스와 임피던스를 가지는 것이 바람직하다. 예를들면 그것은 더욱 가는 전선으로 훨씬 많은 횟수로 감은 것이 될 수 있다. 시동 커패시터(32)는 원심스위치(34)에 의해 커패시터(28) 양단에 연결되어 있다.

제1도에 보인 전동기의 동작은 위에서 상술한 바와 같다. 간단하게 말해서 교류전압이 단자(26)에 공급될때 커패시터(28)이 충전되기 시작하고 전류가 권선(24)를 통해 흐르기 시작한다. 또한 권선(24)의 1차 용량성 전류와 위상이 다른 전류가 권선(30)을 통해 흐르고 그 결과 회전자(14)를 회전하기 시작하도록 하는 회전자계가 생긴다. 이때 권선(30)에 의해 주권선(24)만큼의 상당한 양이 구동력이 생기고, 커패시터(28)은 아직 정상동작상태로 들어가지 않았다. 회전자의 속도와 역 e. m. f가 커짐에 따라 권선(24)의 유효 인덕턴스는 권선(24)가 커패시터(28)과 더불어 동작상태로 들어가게 하는 값이 된다. 바꾸어 말하면, 권선(24) 및 그와 관련된 자성물질의 유로(전압)ㆍ(초)용량이 충분히 커져서 장치의 동작이 앞서 상술된 방법으로 될 수 있게 한다. 즉 커패시터(28)이 주기적으로 충전, 방전 그리고 반대방향으로 포화상태로 전환하게 할 것이다.

회전자가 정격속도에 접근함에 따라, 보조권선(30)내의 전류는 점점 작아진다. 이 권선은 정격속도 및 정격부하와 공칭 입력전압에서 최소전류를 가지도록 설계되어 있다. 부하가 증가해야 하거나 아니면 속도가 감소하게 될 경우 권선(30)은 더욱 많은 전류를 끌어들여 다시 전동기의 구동력에 기여한다. 이와 같은 것은 과부하시 추가 토오크를 제공하므로 매우 바람직한데, 그 과부하는 만일 권선(30)이 없었다면 커패시터(28)과 권선(24)를 동작상태에서 벗어나게 하여 전동기가 멈추게 했을 것이다.

커패시터(32)는 불필요하지만 주권선(24)를 통하여 더욱 많은 전류가 흐르도록 해줌으로써 시동 토오크를 증가시켜 주는데 도움이 된다. 전동기가 미리 정해진 속도에 도달한 후에는 원심 스위치(34)가 열려서 회로로부터 커패시터(32)를 제거한다.

본 발명의 잇점은 아래의 실시예로부터 볼 수 있다. 정격이 1725RPm에서 1/4마력인 데이톤(Dayton)의 농형 유도전동기 모델 5K989A가 본 발명에 따라 70㎌의 커패시터를 주고정자 권선에 직렬로 연결함으로써 일부 변형되었다. 여기서 커패시터는 180-190볼트에서 동작한다. 시동권선은 보조권선으로서 사용되었고 입력선 양단에 직접 연결되었다. 즉, 보통 시동 권선회로내에 사용된 원심스위치가 측로연결(bypass)되었다. 이 스위치는 회로속에 120㎌의 추가 시동커패시터(제1도의 커패시터(32))를 연결하는데 사용되었다. 전동기에 대해 아무런 내부적 변형은 가해지지 않았다. 변형하기전 전동기의 효율, 즉 정격부하와 속도에서의 배출전력대 인가전력(power)의 비율은 약 35%였고 변형후 마찬가지의 속도와 부하에서 효율은 약 60%였다. 추가해서, 변형되지 않은 전동기의 큰 내부 손실때문에, 이론적으로는 효율이 더 커져야할 더 높은 출력에서의 동작이 어떠한 긴 시간동안에도 불가능한데, 이는 전동기가 과열되어 타 버릴 수 있기 때문이다. 변형된 전동기의 내부손실이 적으므로 똑같은 전동기가 상당히 높은 출력 수준에서 그에 상응하여 효율이 높아진 상태로 동작할 수 있다. 따라서 변형된 전동기는 0.4마력을 내도록 동작했고, 그 수준에서 과열됨이 없이 약 75%의 효율을 가졌다. 사실, 이러한 조건하에서 변형된 전동기내에서 소모된 전력은 정격조건하에 변형되지 않은 전동기내에서 소모된 것보다 작았다.

변형되지 않은 전동기에서는 무부하시, 120V의 입력전압에서의 입력전류는 전동기의 정격전류인 약 6.3A가 된다. 그러나 140V에서는 전류가 9.0A이상으로 상승하고 추가입력전압에 따라 급속히 상승하여 전동기가 타버릴 경우가 생긴다. 변형된 전동기는 120V의 입력에서 약 3.4A의 전류를 가지고, 140V경우에도 거의 같았으며 곡선이 그 점을 넘어서도 거의 평탄했다.

변형된 전동기의 시동 토오크는 변형되지 않은 전동기는 그것보다 약간 작았지만 80V이상의 입력전압에서는 전적으로 적합했다. 이 시동 토오크는 시동 커패시터(32)의 용량을 증가시켜 줌으로써 증가될 수 있었다. 따라서 본 발명의 전동기는, 비록 추가의 시동용량이 없더라도 모든 정상 선전압과 정상응용에서 적합한 시동 토오크를 가진다는 점에서 분상(split phase)전동기와 다르다.

똑같은 데이톤 전동기가 다시 변형되어 70㎌의 커패시터를 100㎌의 커패시터로 교환했다. 역시 커패시터는 약 180-190V에서 동작한다. 이와 같은 경우 전동기의 효율은 정격부하 및 속도에서 약 51%였고, 다시 전동기는 타버릴 위험이 없이 더 높은 출력수준에서, 즉 약 75%의 효율로 약 0.4마력에서 동작될 수 있었다. 120V에서의 입력전류는 약 5.1A였고 140V에서 약 5.3A로 올랐는데 전압이 높아감에 따라 전류의 상승은 아주 점진적이었다. 본 실시예에서 변형된 것과 같은 전동기의 시동토오크는 변형되지 않은 전동기보다 여전히 더 작았지만 실시예 1에서의 변형된 전동기보다는 컸다.

제2도는 제1도의 전동기의 변형을 보여주는데, 같은 소자에 대해서는 같은 참조번호가 사용되었다. 보는 바와 같이 원심스위치(34)는 전동기가 속도를 내게된 후 회로로부터 보조권선(30)과 시동커패시터(32)를 제거하는 작용을 한다. 이 회로는 전동기가 과부하시 속도를 잃고, 과부하 조건이 교정될 때까지는 다시 시동되지 않는 것이 바람직한 경우 사용될 수 있다.

이와 같은 경우에 원심스위치(34)는 파워(power)가 없어질 때까지는 다시 닫히지 않는 기존형태이어도 된다. 시동 커패시터(32)가 전동기의 동작에 필요없을 동안에는 전동기를 시동시키기 위해 회전자계가 생성될 수 있도록 보조권선(30)이 단상 전동기에 존재해야 한다. 일단 전동기가 커패시터(28)-권선(24)회로를 동작상태로 들어갈 수 있도록 하기에 충분한 속도를 가지면 권선(30)은 비록 일반적으로는 필요하더라도 전동기의 동작을 위해 더 이상 필요하지 않다. 단상 전동기가 예시되고 상술되는 동안 다음의 사실을 이해해야 할 것이다.

즉, 본 발명은 각 위상마다 하나의 커패시터를 장치함으로써, 삼상이나 다상 전동기와 관련하여 마찬가지로 훌륭히 사용될 수 있다. 다상 전동기의 경우에는, 시동 권선이 필요하지 않고 전술한 이유에 의해 여전히 보조권선의 사용이 유익할 것이다. 원하는 동작을 얻기 위해 단 하나의 보조권선만 요구되는 것처럼 생각되지만, 각 위상마다 하나씩인 3개의 그러한 권선이 필요하다면 사용될 수 있다.

제3도는 DC전원에 의해 구동되도록 응용되었고, 나아가서 더 빠른 속도에서 구동되어 전력 대 크기의 비가 더 크도록 응용된 본 발명의 구체형을 보여준다.

이 구체형에서 도면은 고정자를 생략하여 단순화 되어 있지만 그것은 제1도와 마찬가지로 구성되어 있음을 이해해야 한다.

시동커패시터와 원심스위치도 도면을 간단히 하기 위하여 생략되어 있으나 그것들은 보통 사용되고 있다. 다시한번 같은 참조번호가 같은 소자를 표시하고 있다. 전동기 자체에 덧붙여서, 한쌍의 실리콘 제어정류기 SCR₁과 SCR₂및 한쌍의 다이오드 D₁과 D₂그리고 전동기 제어 발진기회로(36)으로 구성된 인버어터(inverter)가 예시되어 있다.

이 인버어터는 직류전원에 연결되는 입력단자의 쌍(38)을 가지고 있다. 예시된 인버어터 전동기 회로는 자체로 정류되게 (self-commutated)되어 있다. 즉 전동기 제어 발진기 회로(36)이 SCR을 도통(turn-on)시키는 트리거 펄스를 공급하지만, 이 회로자체가 적당한 시간에 트리거 펄스를 파단(turn-off)시킨다.

전동기 제어 발진기회로(36)은 통상적으로 설계되어 있고, 잘 알려진 바와같이 출력 주파수를 희망에 따라 고정하거나 변화시킬 수 있다.

이 회로의 동작은 다음과 같다. 간단하게 하기 위해 권선(30)속의 전류는 무시되는데, 왜냐하면 그것이 나머지 회로의 동작에 별영향을 미치지 않기 때문이다. SCR₁은, 제3도에서 보인 것처럼 전류 I₁을 흐르게 하는 전동기 제어 발진기회로(36)에 의해서 도통상태로 트리거 된다.

이 경우, 권선(24)는 포화된 것으로 가정한다. 커패시터(24)가 좌측판에서 양극으로 충전되기 시작함에 따라, 권선(24)를 통과하는 전류는 이 권선과 관련된 자성물질이 포화상태를 벗어날 때까지 감소한다. 이때 커패시터(28)에 대한 충전전압은 DC전원 전압보다 커져서 권선(24)을 통해 흐르는 전류의 방향을 바꾸게 된다. 전류는 이제 제3도의 I₂에 의해 표시된 것과 같이 된다. 이 역방향 전류 I₂는 다이오드 D₁을 통해 흘러서 SCR₁을 차단시킨다. 이것은 전동기 제어 발진기회로(36)이 SCR₂를 트리거하여 도통시킬 때까지 계속 된다.

이 결과로 커패시터(24)상의 전압과 반대 극성이던 직류 전압원이 제거되며, 그 결과로서, 전원전압과 같은 전압이 앞서 권선에 의해 보였던 전압에 갑자기 더해진다. 권선(24) 양단에 인가되는 총(전압) (초)는 곧 권선(24) 및 그와 관련된 자성물질의 (전압) (초) 용량을 초과하게 되고 자성물질은 포화되어 권선(24)의 인덕턴스를 감소시킨다. 그러면 커패시터(28)이 권선(24)를 통해 방전하는데 이 전류는 제3도에서 I₃로 표시되어 있다.

커패시터(28)은 이제 반대극성으로, 즉 오른쪽만이 양으로 되는 극성으로 충전되기 시작한다. 커패시터(28)이 이와같이 새로운 반대극성으로 충전될 때, 권선(24)를 통하는 전류는 감소되며 이 결과로 그것이 포화영역을 벗어나서 더 높은 임피던스 상태로 된다. 축전기(28)의 우측판이 좌측판에 대해 양이므로 권선(24)를 통하는 전류는 역방향으로 된다. 이 전류는 제3도에서 I₄로 표시되어 있다. 그것은 다이오드 D₂를 통과해서 SCR₂를 차단시킨다.

이런 조건은 제어회로(36)이 다시 SCR₁을 트리거하여 도통시킬 때까지 계속된다. 직류전원 전압은 이제 커패시터(28)의 전압에 더해지고, 그 결과 권선(24) 및 그와 관련된 자성물질의 (전압) (초) 용량이 초과되어 그것이 다시 포화 영역으로 들어가고 흐르는 전류는 또 I₁이 된다. 그러면 그 싸이클이 계속 반복된다.

이 결과 자체로 정류되는 (self-commutating) 교류유도 전동기 인버어터는 직류 전원으로 부터 구동된다. 여기서 사용된 바와같이 교류전압이란 용어는 정상 선전압과 인버어터에 의해 극성이 주기적으로 반전되는 전압을 모두 포함하는 것으로 의도된다. 물론 전동기의 주파수는 제어회로(36)의 출력 주파수에 의해서 결정될 것이다. 전동기의 (전압) (초) 용량은 원하는 동작 주파수의 범위를 허용할 수 있는 것이어야 한다. 제어회로(36)의 출력주파수를 변화시킴으로써 직류 전원으로 부터 구동되는 전동기가, 복잡한 제어회로나 특수한 값비싼 전동기를 사용하지 않고, 속도변화가 가능할 것이 요구되는 파워설비에 사용될 수 있다. 만약 원한다면, 제어회로(36)의 주파수는 예를들면 회전속도계와 같은 적절한 속도 응답성 궤환 회로망에 의해 제어될 수 있다. 이 방법으로, 일정한 속도의 전동기가 얻어질 수 있을 것이다.

본 발명의 또 다른 구체형이 제4도에 있다. 입력 교류전압의 자승 평균치를 감지하기 위해 또, 커패시터(28)과 병렬인 추가 커패시터(28') 또는 (28")을 스위치시킬 수 있는 트라이악(TRIAC)(42) 및 (44)와 같은 적절한 스위칭 장치를 제어하기 위해 마련된 센싱회로(sensing circuit) (40)을 제외하면 이 구체형은 제1도와 같다. 이 추가 회로들은 제1도에 보인 시동 커패시터(32)와 스위치(34) 대신 또는 그에 부가적으로 사용될 수 있다. 센싱회로(40)은 입력전압의 자승평균치를 결정하고 전동기권선(24)에 연결될 커패시턴스의 크기를 조정할 수 있게 도와준다. 요구되는 커패시턴스는 입력전압의 역함수이어서 입력전압이 자승 평균치가 높을수록 요구되는 커패시턴스의 크기는 작아진다.

트라이악의 사용은, 제로전압이 크로스오우버 점에서 커패시턴스가 회로안이나 밖으로 스위치될 수 있게 해주므로 스위칭 과도현상(switching transient)이 생기지 않는다. 이런 기술로, 전동기는 어떠한 표준선전압으로도, 예를들면 일본에서 사용되는 09V로부터 유럽에서 사용되는 260V까지로 자동적으로 조정된다. 전동기는 또한 50 또는 60Hz에서 조정없이 뛰어난 동작을 할 것이다.

본 전동기의 동작에 앞서의 설명은 동작중의 물리적현상에 대해 아주 적절히 기술되었다고 믿어지지만 본 발명의 정신을 한정하도록 하는 의도는 없으며, 전동기 동작은 앞으로 더욱 적합하게 설명될 것이다.

또한 본 발명은 농형유도 전동기와 관련하여 설명하였지만 그것에만 한정되는 것이 아니라는 것을 이해해야 할 것이다. 따라서 앞에서 한 설명은 예시적이지 제한적인 것이 아니다.

Claims (1)

1. 자성물질을 포함하는 고정자와, 회전자와, 자성물질을 둘러싸고 있는 주 고정자 권선과 교류전원에 연결된 입력과 커패시터와, 전기한 입력사이의 직렬 회로내에서 캐패시터와 주 고정자 권선을 연결하는 장치로 구성되며 캐패시터가 충분한 크기의 전압으로 충전되어 AC전압에 더해질 때 전술한 자성물질 양단의 (전압) (초) 값은 자성물질의 (전압) (초) 용량보다 더 커져서 자성물질은 AC전압의 각반 주기동안 포화상태로 되는 것을 특징으로 하는 토오크 제어 전동기.

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