(57)【要約】【課題】  誘導電動機を初期に迅速に駆動させることができ、誘導電動機を初期に迅速に駆動させた後、高効率及び低消費電力で前記誘導電動機を駆動させることのできる誘導電動機の制御器を提供する。【解決手段】  電動機の制御器は、電動機の固定子コイルと直列に連結された第１のキャパシタと、前記第１のキャパシタと並列に連結されたＰＴＣサーミスタと、から構成される。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動機の固定子コイルと直列に連結された第１のキャパシタと、
前記第１のキャパシタと並列に連結されたＰＴＣサーミスタと、
を含むことを特徴とする電動機の制御器。
【請求項２】
前記電動機に電源が初期に印加される時、前記電源は、前記ＰＴＣサーミスタのみを通して前記固定子コイルに印加されることを特徴とする請求項１に記載の電動機の制御器。
【請求項３】
前記電源が前記電動機に所定時間の間印加された後、前記電源は、前記第１のキャパシタのみを通して前記固定子コイルに印加されることを特徴とする請求項２に記載の電動機の制御器。
【請求項４】
前記ＰＴＣサーミスタと直列に連結された第２のキャパシタをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の電動機の制御器。
【請求項５】
前記第２のキャパシタの容量は、前記第１のキャパシタの容量より大きいことを特徴とする請求項４に記載の特徴とする電動機の制御器。
【請求項６】
前記電動機に電源が所定時間の間印加された後、前記電源は、前記第１のキャパシタ及び第２のキャパシタのみを通して前記固定子コイルに印加されることを特徴とする請求項５に記載の電動機の制御器。
【請求項７】
誘導電動機の固定子コイルと直列に連結された第１のキャパシタと、
前記第１のキャパシタと並列に連結されたＰＴＣサーミスタと、
を含むことを特徴とする誘導電動機の制御器。
【請求項８】
前記ＰＴＣサーミスタと直列に連結された第２のキャパシタをさらに含むことを特徴とする請求項７に記載の誘導電動機の制御器。
【請求項９】
誘導電動機の鉄心にそれぞれ巻線された固定子コイルを有する固定子と、誘導回転子と、前記固定子と前記誘導回転子間に設置される永久磁気回転子と、前記鉄心に設置されたシェーディングコイルと、を含む誘導電動機において、
前記固定子コイルと直列に連結された第１のキャパシタと、
前記第１のキャパシタと並列に連結されたＰＴＣサーミスタと、
をさらに含むことを特徴とする誘導電動機。
【請求項１０】
前記誘導電動機に電源が初期に印加される時、前記電源は、前記ＰＴＣサーミスタのみを通して前記固定子コイルに印加されることを特徴とする請求項９に記載の誘導電動機。
【請求項１１】
前記誘導電動機に前記電源が所定時間の間印加された後、前記電源は、前記第１のキャパシタのみを通して前記固定子コイルに印加されることを特徴とする請求項１０に記載の誘導電動機。
【請求項１２】
前記ＰＴＣサーミスタと直列に連結された第２のキャパシタをさらに含むことを特徴とする請求項９に記載の誘導電動機。
【請求項１３】
前記誘導電動機に前記電源が所定時間の間印加された後、前記電源は、前記第１のキャパシタ及び第２のキャパシタのみを通して前記固定子コイルに印加されることを特徴とする請求項１２に記載の誘導電動機。
【請求項１４】
前記第２のキャパシタの容量は、前記第１のキャパシタの容量より大きいことを特徴とする請求項１３に記載誘導電動機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、誘導電動機に関し、特に、誘導電動機の制御器に関する。
【背景技術】
【０００２】
図７は、従来技術による誘導電動機の構成の概略図である。
図７に示すように、従来技術による誘導電動機は、固定子１００と、誘導回転子１２０と、永久磁気回転子１５０と、回転軸１４０と、から構成される。
【０００３】
固定子１００は、誘導電動機の鉄心１１０にそれぞれ巻線された４つの固定子コイル１６０Ａ、１６０Ｂ、１６０Ｃ、１６０Ｄからなる。また、固定子１００から楕円形の回転磁界が発生するように、固定子コイル１６０Ａ、１６０Ｂ、１６０Ｃ、１６０Ｄが設置された鉄心１１０には、４つのシェーディングコイル(Shading coil)１７０Ａ、１７０Ｂ、１７０Ｃ、１７０Ｄが空間的に一定の角度で配置される。ここで、４つの固定子コイル１６０Ａ、１６０Ｂ、１６０Ｃ、１６０Ｄは、相互隣接するコイルが同一極性を有するように順次に直列に連結される。
【０００４】
永久磁気回転子１５０は、固定子１００と誘導回転子１２０間に所定の間隙を置いて設置されるリング型(ring type)の永久磁石(図示せず)と、前記リング型の永久磁石を支持する永久磁気支持部(図示せず)と、から構成される。また、回転軸１４０を中心に永久磁気回転子１５０が回転されるように、永久磁気支持部と回転軸１４０との間にベアリング１３０が設置される。
【０００５】
以下、図８を参照して、従来技術による誘導電動機の等価回路を説明する。
図８は、従来技術による誘導電動機の等価回路を示す図である。
図８に示すように、従来技術による誘導電動機の固定子コイル１６０Ａ、１６０Ｂ、１６０Ｃ、１６０Ｄは、相互直列に連結され、電源ＡＣが固定子コイル１６０Ａ、１６０Ｂ、１６０Ｃ、１６０Ｄに直接印加される。ここで、誘導電動機を高効率で運転するために、前記誘導電動機の固定子コイル１６０Ａ、１６０Ｂ、１６０Ｃ、１６０Ｄの巻線数は、高効率特性に適合するように設計される。即ち、誘導電動機を高効率で運転するために、電源ＡＣに応じて固定子コイル１６０Ａ、１６０Ｂ、１６０Ｃ、１６０Ｄの巻線数が決定される。
【０００６】
また、従来技術による誘導電動機の固定子コイル１６０Ａ、１６０Ｂ、１６０Ｃ、１６０Ｄに電源ＡＣが供給されると、固定子コイル１６０Ａ、１６０Ｂ、１６０Ｃ、１６０Ｄが磁界を発生し、固定子コイル１６０Ａ、１６０Ｂ、１６０Ｃ、１６０Ｄが発生した磁界によってシェーディングコイル１７０Ａ、１７０Ｂ、１７０Ｃ、１７０Ｄが磁界を発生する。このとき、固定子１００は、固定子コイル１６０Ａ、１６０Ｂ、１６０Ｃ、１６０Ｄが発生した磁界及びシェーディングコイル１７０Ａ、１７０Ｂ、１７０Ｃ、１７０Ｄが発生した磁界を合成した楕円形の回転磁界を発生する。
【０００７】
固定子１００から発生される楕円形の回転磁界が永久磁気回転子１５０に伝達されて永久磁気回転子１５０が回転し、永久磁気回転子１５０が回転されながら強い磁束を有する回転磁界が発生し、永久磁気回転子１５０が発生する強い磁束の回転磁界によって誘導回転子１２０が回転することにより、回転軸１４０が回転される。従って、従来技術による誘導電動機は、永久磁気回転子１５０が回転しながら発生する強い磁束の回転磁界によって誘導回転子１２０を回転させることにより、低騷音の運転が可能になる。
【０００８】
一方、従来技術による誘導電動機は、特許文献１及び２にも記載されている。
【特許文献１】米国特許第６，７００，２７０
【特許文献２】米国特許第６，４４５，０９２
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、従来技術による誘導電動機は、電源ＡＣが直列に連結された固定子コイル１６０Ａ、１６０Ｂ、１６０Ｃ、１６０Ｄに直接印加されるため、前記誘導電動機が初期に駆動する時に起磁力が低くなり、前記起磁力が低くなることにより、誘導電動機が初期に迅速に駆動されないという問題点があった。即ち、従来技術による誘導電動機は、電源が固定子コイル１６０Ａ、１６０Ｂ、１６０Ｃ、１６０Ｄに直接印加されることにより、初期起動後には高効率で駆動されるが、前記誘導電動機に初期に電源が印加される時に起磁力が低いため、迅速に駆動できないという問題点があった。例えば、初期に電圧が固定子コイル１６０Ａ、１６０Ｂ、１６０Ｃ、１６０Ｄに直接印加された時、初期起動後には高効率で駆動されるが、誘導電動機が初期に起動する時、起動に必要な電流より少ない電流が固定子コイル１６０Ａ、１６０Ｂ、１６０Ｃ、１６０Ｄに印加されるため、起磁力が低くなり、起磁力が低くなることにより、誘導電動機が初期に迅速に駆動されないという問題点があった。
【００１０】
従って、本発明の目的は、誘導電動機を初期に迅速に駆動させることのできる誘導電動機の制御器を提供することにある。
本発明の他の目的は、誘導電動機を初期に迅速に駆動させた後、高効率及び低消費電力で前記誘導電動機を駆動させることのできる誘導電動機の制御器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
このような目的を達成するための本発明による電動機の制御器は、電動機の固定子コイルと直列に連結された第１のキャパシタと、前記第１のキャパシタと並列に連結されたＰＴＣサーミスタと、から構成されることを特徴とする。
【００１２】
このような目的を達成するための本発明による電動機の制御器は、誘導電動機の固定子コイルと直列に連結された第１のキャパシタと、前記第１のキャパシタと並列に連結されたＰＴＣサーミスタと、から構成されることを特徴とする。
【００１３】
このような目的を達成するための本発明による電動機の制御器は、誘導電動機の鉄心にそれぞれ巻線された固定子コイルを有する固定子と、誘導回転子と、前記固定子と前記誘導回転子間に設置される永久磁気回転子と、前記鉄心に設置されたシェーディングコイルと、を含む誘導電動機において、前記固定子コイルと直列に連結された第１のキャパシタと、前記第１のキャパシタと並列に連結されたＰＴＣサーミスタと、をさらに含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明による誘導電動機の制御器は、初期に高い電圧を誘導電動機に印加することにより、誘導電動機を初期に迅速に駆動させることができるという効果がある。
【００１５】
また、本発明による誘導電動機の制御器は、所定時間経過後、低電圧を前記誘導電動機に印加することにより、前記誘導電動機を高効率及び低消費電力で駆動させることができるという効果がある。
【００１６】
また、本発明による誘導電動機の制御器は、所定時間経過後、低電圧で前記誘導電動機を駆動させるので、前記誘導電動機の固定子コイルの巻線数を減らすことができるという効果がある。即ち、前記固定子コイルに印加される電圧が低くなるほど、前記固定子コイルの巻線数は減少する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明による誘導電動機の制御器の望ましい実施形態を図１〜図６Ｂを参照して詳細に説明する。
本発明による誘導電動機の構造は、従来技術による誘導電動機の構造と同様であるので、これに対する詳細な説明は省略する。また、従来技術による誘導電動機の構造と同一の本発明の誘導電動機の構造に対しては、従来技術と同一の参照番号を使用する。
図１は、本発明の第１実施形態による誘導電動機の制御器の構成を示す回路図である。
図１に示すように、本発明の第１実施形態による誘導電動機の制御器は、電源端子Ａと固定子コイル２００間に直列に連結されたキャパシタ２０２と、キャパシタ２０２と並列に連結されたＰＴＣサーミスタ(Positive Temperature Coefficient(PCT) thermistor)２０１と、から構成される。ここで、固定子コイル２００は、誘導電動機の鉄心１１０にそれぞれ巻線された４つの固定子コイル１６０Ａ、１６０Ｂ、１６０Ｃ、１６０Ｄからなる。
【００１８】
以下、本発明の第１実施形態による誘導電動機の制御器の動作を詳細に説明する。
まず、電源端子Ａ、Ｂに電源ＡＣが初期に印加されると、前記電源ＡＣは、ＰＴＣサーミスタ２０１のみを通して固定子コイル２００に印加される。
【００１９】
以下、図２を参照して、ＰＴＣサーミスタ２０１の動作特性を説明する。
図２は、本発明の第１実施形態による誘導電動機の制御器に設置されたＰＴＣサーミスタの動作特性を示すグラフである。
図２に示すように、ＰＴＣサーミスタ２０１は、電源ＡＣが初期に誘導電動機に印加されると、非常に低い抵抗値を有するようになり、電源ＡＣが所定時間の間誘導電動機に印加されると、加熱されて非常に高い抵抗値を有するようになる温度特性を有している。
従って、誘導電動機に前記電源ＡＣが初期に印加される時、ＰＴＣサーミスタ２０１の抵抗値が非常に低いため、ＰＴＣサーミスタ２０１のみを通して電源が固定子コイル２００に印加される。
【００２０】
以下、図３の（Ａ）及び図３の（Ｂ）を参照して、ＰＴＣサーミスタ２０１の動作による誘導電動機の制御器の等価回路を説明する。
図３の（Ａ）及び図３の（Ｂ）は、本発明の第１実施形態による誘導電動機の制御器の等価回路を示す図である。
図３の（Ａ）に示すように、誘導電動機に電源ＡＣが初期に印加される時、ＰＴＣサーミスタ２０１の抵抗値が非常に低いため、誘導電動機の制御器の固定子コイル２００が電源端子Ａと直接連結される。
【００２１】
図３の（Ｂ）に示すように、誘導電動機に前記電源ＡＣが所定時間の間印加される時、ＰＴＣサーミスタ２０１が加熱されながらＰＴＣサーミスタ２０１が非常に高い抵抗値を有するようになるので、固定子コイル２００とキャパシタ２０２が直列 連結される。即ち、誘導電動機に前記電源ＡＣが所定時間の間印加される時、ＰＴＣサーミスタ２０１がターンオフされるので、前記電源ＡＣがキャパシタ２０２のみを通して固定子コイル２００に印加される。
【００２２】
以下、図４を参照して、前記誘導電動機の制御器の動作によって固定子コイル２００に印加される電圧に対して詳細に説明する。
図４は、本発明の第１実施形態による誘導電動機の制御器の動作によって固定子コイルに印加される電圧の変化を示すグラフである。
図４に示すように、電源Ａｃが初期に誘導電動機に供給される時、固定子コイル２００に高い電圧が印加され、前記固定子コイルに高い電圧が初期に供給されることにより、高い起磁力が発生し、前記高い起磁力によって前記誘導電動機が初期に迅速に駆動される。
また、所定時間経過後、ＰＴＣサーミスタ２０１の動作がターンオフされると、前記高い電圧がキャパシタ２０２を通じて減少し、前記減少された電圧は、固定子コイル２００に印加される。即ち、ＰＴＣサーミスタ２０１の動作がターンオフされると、固定子コイル２００に低い電圧が印加されるため、前記誘導電動機は、高効率及び低消費電力で駆動(運転)される。
【００２３】
図５は、本発明の第２実施形態による誘導電動機の制御器の構成を示す回路図である。
図５に示すように、本発明の第２実施形態による誘導電動機の制御器は、電源端子Ａと固定子コイル３００間に直列に連結された第１のキャパシタ３０２と、第１のキャパシタ３０２と並列に連結された、ＰＴＣサーミスタ３０３と第２のキャパシタ３０１を直列接続したものとから構成される。ここで、第２のキャパシタ３０１の容量は、第１のキャパシタ３０２の容量より大きい。
【００２４】
以下、本発明の第２実施形態による誘導電動機の制御器の動作を詳細に説明する。
まず、電源ＡＣが誘導電動機に初期に印加されると、ＰＴＣサーミスタ３０３の抵抗値が非常に低いため、前記電源ＡＣは、第１のキャパシタ３０２及び第２のキャパシタ３０１を通じて固定子コイル３００に印加される。即ち、第２のキャパシタ３０１と第１のキャパシタ３０２の合成容量によって高い電圧が固定子コイル３００に印加されることにより、誘導電動機が初期に迅速に駆動される。
【００２５】
以後、所定時間経過後、ＰＴＣサーミスタ３０３の動作がターンオフされると、前記電源ＡＣは、キャパシタ３０２を通じて減少し、前記減少された電圧は、固定子コイル３００に印加される。即ち、ＰＴＣサーミスタ３０３の動作がターンオフされると、固定子コイル３００に低い電圧が印加されるため、前記誘導電動機は高効率及び低消費電力で駆動(運転)される。
【００２６】
以下、図６の（Ａ）及び図６の（Ｂ）を参照して、ＰＴＣサーミスタ３０３の動作による誘導電動機の制御器の等価回路を説明する。
図６の（Ａ）及び図６の（Ｂ）は、本発明の第２実施形態による誘導電動機の制御器の等価回路を示す図である。
図６の（Ａ）に示すように、誘導電動機に前記電源ＡＣが初期に印加される時、ＰＴＣサーミスタ３０３の抵抗値が非常に低いので、ＰＴＣサーミスタ３０３の抵抗値を０とみなすことができ、相互並列に連結された第１のキャパシタ３０２及び第２のキャパシタ３０１は、固定子コイル３００に連結される。即ち、前記電源ＡＣは、相互並列に連結された第１のキャパシタ３０２及び第２のキャパシタ３０１を通じて固定子コイル３００に印加される。従って、第２のキャパシタ３０１と第１のキャパシタ３０２の合成容量によって高い電圧が固定子コイル３００に印加されるので、誘導電動機が初期に迅速に駆動される。ここで、第１のキャパシタ３０２の容量及び第２のキャパシタ３０１の容量によって固定子コイル３００に印加される電圧が比例的に増加する。
【００２７】
図６の（Ｂ）に示すように、誘導電動機に前記電源ＡＣが所定時間の間印加される時、ＰＴＣサーミスタ３０３の抵抗値が非常に高いため、ＰＴＣサーミスタ３０３の抵抗値を無限大とみなすことができ、ＰＴＣサーミスタ３０３がターンオフされることにより、第１のキャパシタ３０２が固定子コイル３００に直接連結される。即ち、前記電源ＡＣは、第１のキャパシタ３０２を通じて減少され、前記減少された電源が固定子コイル３００に印加される。従って、前記電源ＡＣが第１のキャパシタ３０２のみを通して固定子コイル３００に印加されることにより、誘導電動機が高効率及び低消費電力で駆動される。
【００２８】
一方、本発明は、固定子コイルを設計する時、キャパシタによって減少された電圧に応じて固定子コイルの巻線数を決定することが望ましい。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の第１実施形態による誘導電動機の制御器の構成を示す回路図である。
【図２】本発明の第１実施形態による誘導電動機の制御器に設置されたＰＴＣサーミスタの動作特性を示すグラフである。
【図３】（Ａ）及び（Ｂ）は本発明の第１実施形態による誘導電動機の制御器の等価回路を示す図である。
【図４】本発明の第１実施形態による誘導電動機の制御器の動作によって固定子コイルに印加される電圧の変化を示すグラフである。
【図５】本発明の第２実施形態による誘導電動機の制御器の構成を示す回路図である。
【図６】（Ａ）及び（Ｂ）は本発明の第２実施形態による誘導電動機の制御器の等価回路を示す図である。
【図７】従来技術による誘導電動機の構成を概略的に示す図である。
【図８】従来技術による誘導電動機の等価回路を示す図である。
【符号の説明】
【００３０】
２００    固定子コイル
２０１    ＰＴＣサーミスタ
２０２    キャパシタ
【図１】
2006025589.tif 000003
【図２】
2006025589.tif 000004
【図３】
2006025589.tif 000005
【図４】
2006025589.tif 000006
【図５】
2006025589.tif 000007
【図６】
2006025589.tif 000008
【図７】
2006025589.tif 000009
【図８】
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