(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継続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、電動機のメインコイルとサブコイルが連結された共通端子に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。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動機のメインコイルとサブコイルが連結された共通端子に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メインコイル及び前記サブ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メインコイル及び前記サブ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メインコイル及び前記サブ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】
誘導電動機のメインコイルとサブコイルが連結された共通端子に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メインコイル及びサブ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、前記メインコイルと前記サブコイル間に直列に連結されたキャパシタと、を含む誘導電動機において、
前記メインコイルとサブコイルが連結された共通端子に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メインコイル及び前記サブ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メインコイル及びサブ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メインコイル及びサブ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に記載の誘導電動機。
【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を概略的に示す断面図である。
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１４０と、回転軸１１０と、から構成される。
固定子１００は、誘導電動機の鉄心１５０にそれぞれ巻線されたメインコイル１６０Ａ、１６０Ｂとサブコイル１６０Ｃ、１６０Ｄからなる。ここで、メインコイル１６０Ａ、１６０Ｂとサブコイル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。
【０００３】
永久磁気回転子１４０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永久磁石(図示せず)と、前記リング型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１１０を中心に永久磁気回転子１４０が回転されるように、前記永久磁気支持部と前記回転軸１１０間にベアリング１３０が設置される。
【０００４】
図８は、従来技術による誘導電動機の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回路は、電源端子Ａ、Ｂに並列に連結されたメインコイル１６０Ａ、１６０Ｂ及びサブコイル１６０Ｃ、１６０Ｄと、メインコイル１６０Ａ、１６０Ｂの端子ＭＡＩＮとサブコイル１６０Ｃ、１６０Ｄの端子ＳＵＢ間に電気的に連結されるキャパシタ２００と、から構成される。
【０００５】
メインコイル１６０Ａ、１６０Ｂとサブコイル１６０Ｃ、１６０Ｄが連結される共通端子ＣＯＭは、電源端子Ａに電気的に連結され、メインコイル１６０Ａ、１６０Ｂの端子ＭＡＩＮは、電源端子Ｂに電気的に連結される。また、誘導電動機を高効率で駆動するために、誘導電動機のメインコイル１６０Ａ、１６０Ｂ及びサブコイル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駆動するために、前記電源ＡＣに応じてメインコイル１６０Ａ、１６０Ｂ及びサブコイル１６０Ｃ、１６０Ｄの巻線数が決定される。
【０００６】
以下、従来技術による誘導電動機の動作を説明する。
まず、電源端子Ａ、Ｂに電源ＡＣが供給されると、前記電源ＡＣは、メインコイル１６０Ａ、１６０Ｂに印加され、同時に、キャパシタ２００を通してサブコイル１６０Ｃ、１６０Ｄに印加される。
次に、サブコイル１６０Ｃ、１６０Ｄにキャパシタ２００によって９０度の位相差を有する進相電流が流れ、これによって、固定子１００のメインコイル１６０Ａ、１６０Ｂ及びサブコイル１６０Ｃ、１６０Ｄが回転磁界を発生する。
【０００７】
メインコイル１６０Ａ、１６０Ｂ及びサブコイル１６０Ｃ、１６０Ｄが発生する回転磁界は、永久磁気回転子１２０に伝達されて永久磁気回転子１２０を回転させる。永久磁気回転子１２０は、回転しながら回転磁界を発生し、前記回転磁界によって誘導回転子１１０が回転することにより回転軸１３０が回転される。即ち、従来技術による誘導電動機は、キャパシタ２００及びサブコイル１６０Ｃ、１６０Ｄを通じて駆動トルクを発生することによって、駆動される。
一方、従来技術による誘導電動機は、特許文献１及び特許文献２にも記載されている。
【特許文献１】米国特許第６，７００，２７０号
【特許文献２】米国特許第６，４４５，０９２号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、従来技術による誘導電動機は、電源ＡＣがサブコイル１６０Ｃ、１６０Ｄ及びメインコイル１６０Ａ、１６０Ｂに印加されることにより、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ため、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る。即ち、従来技術による誘導電動機は、初期起動後には高効率で駆動されるが、前記誘導電動機に電源が初期に印加される時に起磁力が低いため、迅速に駆動できない。
例えば、初期に電圧がサブコイル１６０Ｃ、１６０Ｄ及びメインコイル１６０Ａ、１６０Ｂに印加された時、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は、起動に必要な電流より少ない電流がサブコイル１６０Ｃ、１６０Ｄ及びメインコイル１６０Ａ、１６０Ｂに印加されるので、起磁力が低くなり、前記起磁力が低くなるため、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る。
【０００９】
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。
【００１０】
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継続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、電動機のメインコイルとサブコイルが連結された共通端子に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。
【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、誘導電動機のメインコイルとサブコイルが連結された共通端子に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。
【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メインコイル及びサブ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、前記メインコイルと前記サブコイル間に直列に連結されたキャパシタと、を含む誘導電動機において、前記メインコイルとサブコイルが連結された共通端子に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って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。
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。
【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、低電圧で前記誘導電動機を駆動させるので、前記誘導電動機のメインコイル及びサブ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、メインコイル及びサブコイルに印加される電圧が低くなるほど、前記メインコイル及びサブ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】
【００１６】
以下、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継続駆動させることができる誘導電動機の制御器の望ましい実施形態を、図１〜図６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一であるので、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、従来技術と同一参照 番号を使用する。
【００１７】
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、メインコイル１６０Ａ、１６０Ｂとサブコイル１６０Ｃ、１６０Ｄが共通連結される共通端子ＣＯＭと電源端子Ａ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 thermistor)２０１と、から構成される。
【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、電源ＡＣは、ＰＴＣサーミスタ２０１のみを通してメインコイル１６０Ａ、１６０Ｂ及びサブコイル１６０Ｃ、１６０Ｄに印加される。
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。
【００１９】
従って、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、電源ＡＣがＰＴＣサーミスタ２０１のみを通してメインコイル１６０Ａ、１６０Ｂ及びサブコイル１６０Ｃ、１６０Ｄに印加される。
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。
【００２０】
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、ＰＴＣサーミスタ２０１の抵抗値を０とみなすことができ、メインコイル１６０Ａ、１６０Ｂとサブコイル１６０Ｃ、１６０Ｄが共通連結される共通端子ＣＯＭと電源端子Ａが直接連結される。
【００２１】
図３の（Ｂ）に示すように、誘導電動機に電源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、ＰＴＣサーミスタ２０１の抵抗値が無限大とみなすことができ、メインコイル１６０Ａ、１６０Ｂとサブコイル１６０Ｃ、１６０Ｄが共通連結される共通端子ＣＯＭとキャパシタ２０２が直列連結される。即ち、誘導電動機に電源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、電源ＡＣがキャパシタ２０２のみを通してメインコイル１６０Ａ、１６０Ｂ及びサブコイル１６０Ｃ、１６０Ｄに印加される。
【００２２】
以下、図４を参照して、誘導電動機の制御器の動作によってメインコイル１６０Ａ、１６０Ｂ及びサブコイル１６０Ｃ、１６０Ｄ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メインコイル１６０Ａ、１６０Ｂ及びサブコイル１６０Ｃ、１６０Ｄに印加される電圧の変化を示すグラフである。
【００２３】
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、メインコイル１６０Ａ、１６０Ｂ及びサブコイル１６０Ｃ、１６０Ｄに高い電圧が印加され、メインコイル１６０Ａ、１６０Ｂ及びサブコイル１６０Ｃ、１６０Ｄに高い電圧が初期に供給されることによって高い起磁力が発生し、前記高い起磁力によって誘導電動機が初期に迅速に駆動される。
【００２４】
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を通して減少し、前記減少された電圧はメインコイル１６０Ａ、１６０Ｂ及びサブコイル１６０Ｃ、１６０Ｄ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、メインコイル１６０Ａ、１６０Ｂ及びサブコイル１６０Ｃ、１６０Ｄ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。
【００２５】
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、メインコイル１６０Ａ、１６０Ｂとサブコイル１６０Ｃ、１６０Ｄが共通連結される共通端子ＣＯＭと電源端子Ａとの間に連結された第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。
【００２６】
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、電源ＡＣは、第１のキャパシタ３０２及び第２のキャパシタ３０１を通してメインコイル１６０Ａ、１６０Ｂ及びサブコイル１６０Ｃ、１６０Ｄ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メインコイル１６０Ａ、１６０Ｂ及びサブコイル１６０Ｃ、１６０Ｄ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。
【００２７】
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の電圧は、キャパシタ３０２を通して減少し、前記減少された電圧は、メインコイル１６０Ａ、１６０Ｂ及びサブコイル１６０Ｃ、１６０Ｄ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、メインコイル１６０Ａ、１６０Ｂ及びサブコイル１６０Ｃ、１６０Ｄに低い電圧が印加されることによって、誘導電動機は高効率及び低消費電力で駆動(運転)される。
【００２８】
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ため、その抵抗値を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と第２のキャパシタ３０１は、メインコイル１６０Ａ、１６０Ｂとサブコイル１６０Ｃ、１６０Ｄが共通連結される共通端子ＣＯＭ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を通してメインコイル１６０Ａ、１６０Ｂ及びサブコイル１６０Ｃ、１６０Ｄ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メインコイル１６０Ａ、１６０Ｂ及びサブコイル１６０Ｃ、１６０Ｄ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。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の容量に応じてメインコイル１６０Ａ、１６０Ｂ及びサブコイル１６０Ｃ、１６０Ｄに印加される電圧が比例的に増加する。
【００２９】
図６の（Ｂ）に示すように、誘導電動機に電源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がターンオフされるようになり、よって、第１のキャパシタ３０２のみが、メインコイル１６０Ａ、１６０Ｂとサブコイル１６０Ｃ、１６０Ｄが共通連結される共通端子ＣＯＭに直接連結される。即ち、前記電源ＡＣの電圧は、第１のキャパシタ３０２を通して減圧され、前記減圧された電源電圧は、メインコイル１６０Ａ、１６０Ｂ及びサブコイル１６０Ｃ、１６０Ｄに印加される。従って、前記電源ＡＣが第１のキャパシタ３０２のみを通してメインコイル１６０Ａ、１６０Ｂ及びサブコイル１６０Ｃ、１６０Ｄ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。
【００３０】
一方、本発明は、サブコイル１６０Ｃ、１６０Ｄ及びメインコイル１６０Ａ、１６０Ｂを設計する時、キャパシタ２０２、３０２によって減少された電圧に応じてメインコイル１６０Ａ、１６０Ｂ及びサブコイル１６０Ｃ、１６０Ｄの巻線数を決定することが望ましい。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【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メインコイル及びサブ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断面図である。
【図８】従来技術による誘導電動機の回路を示す図である。
【符号の説明】
【００３２】
１６０Ａ、１６０Ｂ    メインコイル
１６０Ｃ、１６０Ｄ    サブコイル
２０１    ＰＴＣサーミスタ
２０２    キャパシタ
【図１】
2006025588.tif 000003
【図２】
2006025588.tif 000004
【図３】
2006025588.tif 000005
【図４】
2006025588.tif 000006
【図５】
2006025588.tif 000007
【図６】
2006025588.tif 000008
【図７】
2006025588.tif 000009
【図８】
2006025588.tif 000010