(57)【要約】誘導モータ(10)は、制御システム(1)/誘導モータ(10)のアセンブリ、誘導モータ制御システム(1)、誘導モータ(10)を制御する方法、および、この発明の教示による誘導モータを備えるコンプレッサが開示される。その目的は、ネットワーク周波数(fac)の関数として印加される電圧の修正を可能にする制御電圧(Vc)を調整する形態だけでなく、ネットワーク供給電圧(Ｖac)の広範囲の値でモータ(10)の運転を可能にする、アセンブリ、システムおよび方法を提供することである。
2007535283.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
誘導モータ(１０)制御システム(１)/公称運転電圧(Ｖnm)持つ誘導モータ(１０)のアセンブリであり、
前記制御システム(１)は、中央処理ユニット(８)を備え、
前記中央処理ユニット(８)は、ネットワーク電圧(Ｖac)のレベルを、制御電圧(Ｖｃ)のレベルに調整し、
前記制御電圧(Ｖｃ)は、誘導モータ(１０)に印加され、
前記ネットワーク電圧(Ｖac)は、最小ネットワーク電圧(Ｖac-min)から変動し、
前記ネットワーク電圧(Ｖac)は、ネットワーク周波数(ｆac)を持ち、そして、誘導モータ(１０)は、公称運転電圧(Ｖnm)および公称運転周波数(ｆnm)に対して設計され、
誘導モータ(１０)が、最小ネットワーク電圧(Ｖac-min)より低い公称運転電圧(Ｖnm)を持ち、処理ユニット(８)がネットワーク周波数(ｆac)を測定し、そして
ネットワーク周波数(ｆac)と、公称運転周波数(ｆnm)との間に差がある時、処理ユニット(８)は、変更された公称電圧(Ｖnm-a)の値を確立し、その変更された公称電圧(Ｖnm-a)は、誘導モータ(１０)に印加され、そして、
ネットワーク周波数(ｆac)が公称運転周波数(ｆnm)に等しい時、処理ユニットは、制御電圧(Ｖｃ)の値を公称電圧(Ｖnm)のレベルに変更するように、前記アセンブリが特徴付けられるアセンブリ。
【請求項２】
変更された公称電圧(Ｖnm-a)の値が、ネットワーク周波数の関数として修正され、そして、その修正は、ネットワーク周波数(ｆac)の値と、誘導モータ(１０)の公称運転周波数(ｆnm)との間の差に比例する請求項１記載のアセンブリ。
【請求項３】
処理ユニット(８)は、ネットワーク電圧(Ｖac)の値を制御電圧(Ｖｃ)の値に減じ、この制御電圧(Ｖｃ)の値は、最小ネットワーク電圧(Ｖac-min)の値よりも低い請求項１または２に記載のアセンブリ。
【請求項４】
処理ユニット(８)は、第１および第２の電圧測定デバイス(４、１４)を備え、
第１の電圧測定デバイス(４)は、ネットワーク電圧(Ｖac)を測定し、そして、第２の電圧測定デバイス(１１)は制御電圧(Ｖｃ)を測定する請求項１〜３のいずれかに記載のアセンブリ。
【請求項５】
制御システム(１)は、中央処理ユニット(１)により制御される１組のスイッチ(６、７)を備え、その１組のスイッチ(６、７)は、
誘導モータ(１０)の回転用巻線に電気的に相互接続される回転用スイッチ(６)と、誘導モータ(１０)の起動用巻線に電気的に相互接続される起動用スイッチ(７)とを備え、
起動用巻線は、誘導モータ(１０)が起動する時に、中央処理ユニット(８)により選択的に能動化され、
中央処理ユニット(８)は、ネットワーク電圧(Ｖac)を起動用巻線と回転用巻線とに印加する請求項４記載のアセンブリ。
【請求項６】
中央処理ユニット(８)は、モータを起動するための予め設定された時間が完了した時、誘導モータ(１０)の起動巻線のスイッチ(７)をターンオフさせる命令を出す請求項５記載のアセンブリ。
【請求項７】
誘導モータ(１０)の制御システム(１)であり、ネットワーク電圧(Ｖac)に関係した中央処理ユニット(８)を備え、その中央処理ユニットは誘導モータ(１０)に関連付けられ、
誘導モータ(１０)は、公称運転電圧(Ｖｎ)を持ち、ネットワーク電圧(Ｖac)は最小ネットワーク電圧(Ｖac-min)から変動し、
誘導モータ(１０)は、ネットワーク電圧(Ｖac)から得られた制御電圧(Ｖｃ)が供給され、その制御電圧(Ｖｃ)は中央処理ユニット(８)により調整され、
誘導モータ(１０)は、公称運転電圧(Ｖnm)を持ち、
最小ネットワーク電圧(Ｖacmin)の値は、誘導モータ(１０)の公称運転電圧(Ｖnm)の値より高く、
中央処理ユニット(８)は、ネットワーク電圧(Ｖac)での変動の関数として、制御電圧(Ｖｃ)を調整し、そして、起動時に、ネットワーク電圧(Ｖac)を誘導モータ(１０)に印加するように、システムが特徴付けられるシステム。
【請求項８】
第１および第２の電圧測定デバイス(４、１１)と、
ネットワーク電圧(Ｖac)のネットワーク周波数(ｆac)を測定する周波数センサ(５)とを備え、
誘導モータ(１０)は、最小ネットワーク電圧(Ｖac-min)の値より低い公称運転電圧(Ｖnm)を持ち、
処理ユニット(８)は、ネットワーク周波数(ｆac)を測定し、
ネットワーク周波数(ｆac)と公称運転周波数(ｆnm)との間に差がある時、処理ユニット(８)は、変更された公称電圧(Ｖnm-a)の値を確立し、その変更された公称電圧(Ｖnm-a)の値は、公称周波数の関数として修正され、その修正は、ネットワーク周波数(ｆac)と誘導モータ(１０)の公称運転周波数(ｆnm)との間に差に比例し、その変更された公称電圧(Ｖnm-a)は誘導モータ(１０)に印加され、
ネットワーク周波数(ｆac)がネットワーク周波数(ｆac)に等しい時、処理ユニットは、制御電圧(Ｖｃ)の値を公称電圧(Ｖnm)のレベルに変更する請求項７記載のシステム。
【請求項９】
誘導モータ(１０)の起動用巻線に電気的に相互接続できる起動スイッチ(７)を備え、
その起動用巻線は、誘導モータ(１０)が起動する時、処理ユニット(８)により、起動スイッチ(７)で能動化され、
その処理ユニット(８)は、ネットワーク電圧(Ｖac)を起動用巻線に印加する請求項８記載のシステム。
【請求項１０】
処理ユニット(８)は、起動時間のためにネットワーク電圧(Ｖac)を印加し、その起動時間は、誘導モータ(１０)が実質的に公称回転速度となるのに十分な時間に対応する請求項９に記載のシステム。
【請求項１１】
誘導モータ(１０)を制御する方法であり、誘導モータ(１０)は、公称運転電圧(Ｖnm)および、公称周波数(ｆnm)を持ち、その誘導モータ(１０)は、ネットワーク電圧(Ｖac)を調整することによって得た制御電圧(Ｖｃ)が供給され、ネットワーク電圧(Ｖac)はネットワーク周波数(ｆac)を持ち、
ネットワーク電圧(Ｖac)、制御電圧(Ｖｃ)およびネットワーク周波数(ｆac)を測定すねステップと、
測定されたネットワーク周波数(ｆac)の値を、公称運転周波数(ｆnm)と比較するステップと、
ネットワーク周波数(ｆac)と公称運転周波数(ｆnm)との間で差がある時、変更された公称電圧(Ｖnm-a)の値を確立し、変更された公称電圧(Ｖnm-a)での制御電圧(Ｖｃ)を誘導モータ(１０)に印加するステップと、
ネットワーク周波数(ｆac)が公称運転周波数(ｆnm)に等しい時、制御電圧(Ｖｃ)を公称電圧(Ｖnm)のレベルに調整するステップとを備えた方法。
【請求項１２】
モータ(１０)を起動するステップに先立ち、ネットワーク電圧(Ｖac)に等しい制御電圧(Ｖｃ)を誘導モータ(１０)の起動用および回転用の巻線に印加するステップを備える請求項１１記載の方法。
【請求項１３】
モータ(１０)を起動するステップに先立ち、ネットワーク電圧(Ｖac)より低い制御電圧(Ｖｃ)を誘導モータ(１０)の起動用および回転用の巻線に印加するステップを備える請求項１１記載の方法。
【請求項１４】
誘導モータ(１０)の起動用巻線へのネットワーク電圧(Ｖac)の印加は、起動時間に対して維持され、その起動時間は、誘導モータが実質的に公称回転速度となるのに十分な時間に対応する請求項１２または１３に記載の方法。
【請求項１５】
請求項７から１０のいずれかの制御システム(１)を備える誘導モータ(１０)によって駆動されることを特徴とするコンプレッサ。
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
この出願は、2003年11月28日提出のブラジル特許 NO.P10305338-5を優先権主張するものであり、関連してここに開示される。
[発明の分野]
この発明は、本発明の教示に基づく誘導モータで制御されるコンプレッサに加え、誘導モータ制御システム／誘導モータのアセンブリ、誘導モータを制御するシステム、誘導モータを制御する方法に関する。
【０００２】
[従来技術の説明]
単相誘導モータは、その単純、丈夫さ、および高い性能により広く使用されている。これらは、冷蔵庫、冷凍庫、空気調和機、空調コンプレッサ、洗濯機、モータポンプ、扇風機およびいくつかの産業目的のように、一般の家庭機器に適用される。
【０００３】
公知の誘導モータは一般にかごタイプのロータおよび、２つの巻線から構成されたステータからなり、１つの巻線は、回転用巻線で他は始動用巻線である。コンプレッサの通常の動作期には、回転用巻線に交流電圧が供給され、始動用巻線は、運転開始時に一時的に供給され、ステータのギャップ内の磁場を回転させて、ロータを加速させ、そしてそれを始動させるために必要な状況をつくる。
【０００４】
磁場を回転させることは、メインの巻線に流れる電流に対して時間遅れ(好ましくは９０°に近い角度)の電流を始動コイルに供給することにより達成される。巻線に流れる電流間の時間遅れは、巻線の構造的な特性によるか、または、始動巻線と直列に外部の直列インピーダンスを装着することにより、達成される。エンジンを始動させる過程の間に、始動巻線に流れる電流の値は、かなりに高く、モータの加速を促進するために必要な時間の経過後にその電流を遮断するためのスイッチ類の使用を要求する。モータが一旦、動作するようにセットされると、回転用巻線により作成される磁場は、ロータで誘起された時宜と相互作用し、そして、モータを機能させるために必要な回転磁界を維持する。
【０００５】
更にこのタイプのモータを始動させることに関して、ステータへの単なる電圧印加では回転しないので、モータを回転させるために手段が備えられ、その結果、そのマシンは動作する。
【０００６】
誘導モータを始動させる通常の方法例は、FITZGERALD,A.E.,KINGSLEY,C.& KUSUKO,A.による Electric Machines, Ed. McGraw-Hill do Brasil, 1945 の書物に説明されている。
【０００７】
構造特性により、誘導モータは、制限された電圧および周波数の範囲内で動作しなければならない。規定電圧よりもより高い供給電圧は、巻線を過度に励起し、その結果、ギャップ内の磁場を増し、結果、ロータとステータの磁場を飽和させる。このポイントを上回って電圧が上昇すると、磁場の低い磁気抵抗により、電流が極めて急速に上昇する。他方、前記規定の電圧よりもかなり低い供給電圧は、モータの励起電流を大きく低減し、結果、シャフトで利用できるトルクを減じ、その場合、モータはそのシャフトに適用された通常の負荷をサポートできなくなり、阻止状態となる。同じような状況は、周波数の変化によっても生じる。
【０００８】
[従来技術の欠点]
単相誘導モータの開始形態に関係する限り、今日の技術でモータの始動を実現可能にするが、そのような解決は、より複雑化された構成から得られる。始動巻線と直列にキャパシタを使用する場合、モータの始動に関して良好な結果が得られるが、装備で最終的な解決にコスト高となる。
【０００９】
限定された領域のネットワークでの電圧レベルの変動の問題に関係する限り、この問題を解決するために使用される１つの方法は、広い電圧の範囲で動作する大きいサイズのモータを採用することであった。これらのモータはそれらの最大負荷以下で動作し、供給電圧に低下があっても、モータは、負荷に堪える牽引力を持つ。また、モータの丈夫さにより、より小さいモータよりも、過電流および過熱の問題を起こすことなく、より大きい過電圧を受ける。これは供給電圧の変動の問題を解決するが、大サイズおよび重量のモータの構造を必要とし、結果、コスト高となる。
【００１０】
異なる地域での変化する周波数がモータに印加されることの問題に関し、その解決は、供給電圧の異なる周波数に対して異なるモータを採用することであるが、製品および在庫の管理をより複雑にし、または、異なる供給周波数のエリアで製品の使用を妨げる。
【００１１】
現在採用される別の解決法は、給電ネットワークの種々の電圧値を選択するための“タップ”を持つモータの使用である。この解決法は、電圧変動の問題を解決するが、複数電圧のモータのタップを切り替えるための様々のパワースイッチの採用を要求する。
【００１２】
この問題を解決するための別のオプションは、モータに関連した電圧安定化器の採用である。この解決も実用性が少なく、コスト高となる。
【００１３】
[発明の目的]
この発明の目的は、本発明の教示に基づく誘導モータで制御されるコンプレッサに加え、誘導モータ制御システム／誘導モータのアセンブリ、誘導モータを制御するシステム、誘導モータを制御する方法に関し、給電ネットワークの広い範囲の電圧値でモータの運転を可能にする。
【００１４】
給電ネットワークの周波数の関数として、印加された電圧を修正できるアセンブリ、システム、方法およびコンプレッサを提供することもこの発明の目的である。
【００１５】
また、この発明の教示によれば、コンプレッサと切り離された、または結合して組立られたモータを始動させる１つの可能性は、始動用キャパシタの使用に依存して、予見される。
【００１６】
この発明の更に別の目的は、ネットワーク電圧が高い時にモータの過熱を防止して、その特性および期待される寿命を改善することである。
【００１７】
[発明の概略]
従来技術の問題を解決するために、およびこの発明の目的を達成するために、この発明のアセンブリ、システム、方法およびコンプレッサは、ネットワークの通常の値以下で動作するように設計された単相誘導モータの使用であり、その結果、常にモータに給電することを可能にし、そして、この目的のために、制御電圧の値が最低ネットワーク電圧の値より低いか、つまり、ネットワーク電圧の値が低下したことに対して十分とする。
【００１８】
負荷を始動させるために必要な最小トルクが、給電ネットワークで予想される最低電圧よりも低い電圧で達成されるように、モータのサイズが決定される。これにより、モータで供給されるトルクは、ネットワークで供給されるいかなる電圧状態にあっても、要求される最小よりも常に大きい。
【００１９】
ネットワークでの周波数変動の運転を行うために、または、モータが、そのモータの公称周波数と異なるネットワークの周波数に設置された時、そのモータを更に調整するために、モータの変更された公称電圧の確立が予測され、その結果、モータを公称電流で運転するために必要な電圧レベルの調整が用いられ、これにより、低トルク、過熱およびモータ焼損の問題を回避する。
【００２０】
この発明の目的は、誘導モータ制御システム／誘導モータのアセンブリの手段により達成され、誘導モータは公称運転電圧を有し、制御システムは、中央処理ユニットを備え、中央処理ユニットは、制御されたネットワーク電圧のレベルを調整し、制御電圧は誘導モータに印加され、ネットワーク電圧は最小のネットワーク電圧から変動し、ネットワーク電圧は、ネットワーク周波数を有し、そして、誘導モータは、公称運転電圧および公称運転周波数を有し、誘導モータは、最小のネットワーク電圧の値より低い公称運転電圧を有し、処理ユニットは、ネットワーク周波数を測定し、そして、ネットワーク周波数と公称円転周波数との間に差がある時、処理ユニットは、変更された公称電圧の値を確立し、変更された公称電圧は、誘導モータに印加され、そして、ネットワーク周波数が公称周波数に等しい時、処理ユニットは、制御電圧の値を、公称電圧のレベルに変更する。
【００２１】
また、この発明の目的は、誘導モータ制御システムの手段により達成され、
ネットワーク電圧に関係した中央処理ユニットを備え、
その処理ユニットは、誘導モータに関連し、その誘導モータは公称運転電圧を有し、ネットワーク電圧は最小のネットワーク電圧から変動し、誘導モータは、ネットワーク電圧から得た制御電圧が供給され、制御電圧は、中央処理ユニットにより調整され、誘導モータは公称運転電圧を有し、最小のネットワーク電圧の値は、誘導モータの公称運転電圧の値よりも高く、中央処理ユニットは、ネットワーク電圧の変動の関数として、制御電圧を調整し、そして、起動時に、ネットワーク電圧を誘導モータに印加する。
【００２２】
この発明の目的は、誘導モータを制御する方法の手段により更に達成され、誘導モータは公称運転電圧および公称運転周波数を持ち、誘導モータは、ネットワーク電圧の変更から得られた制御電圧が供給され、ネットワーク電圧は、ネットワーク周波数を有し、前記方法は、(a) ネットワーク電圧を測定し、制御電圧を測定し、そしてネットワーク周波数を測定するステップと、(b) 測定されたネットワーク周波数を公称運転周波数と比較し、そして、ネットワーク周波数と公称運転周波数との間に差がある時、変更された公称電圧を確立し、そして、変更された公称電圧における制御電圧を、誘導モータに印加し、そして、ネットワーク周波数が公称運転周波数に等しい時、制御電圧の値を公称電圧のレベルに調整するステップとを備える。
【００２３】
[図面の詳細な説明]
この発明は、添付した図面に示された実施例に関連してより詳しく述べる。図１で理解されるように、電気誘導モータ１０は、制御電圧Ｖｃが供給され、その電圧Ｖｃは、ネットワーク電圧Ｖacを調整して得られる。この調整を行うために、中央処理ユニット８は、組みのスイッチ６、７を制御し、このとき、前記スイッチは選択的にアクティブにされ、制御電圧Ｖｃのレベルを制御する。組みのスイッチ６、７は、誘導モータ１０の回転用巻線に電気的に接続される回転用スイッチ６と、モータ１０の起動巻線に電気的に接続された起動用スイッチ７を備える。
【００２４】
ネットワーク電圧Ｖacのレベルおよび制御電圧Ｖｃのレベルをモニターするために、第１および第２の電圧測定デバイス４、１１がそれぞれ見られ、それらの双方は、中央処理ユニット８に関係する。この電圧センサは例えば、中央処理ユニット８のアナログ入力部に印可される抵抗性分割器であってもよい。
【００２５】
更に周波数センサ５が見られ、これは、中央処理ユニット８およびネットワーク電圧Ｖacに関係する。この周波数センサ５は、ネットワーク電圧で生じた１秒あたりのサイクルのデジタルカウンタであってもよく、電圧またはいずれかの回路が、ある期間内でネットワーク電圧で実施されたサイクル数を決定する、アナログ周波数コンバータであってもよい。
【００２６】
この発明の教示によると、システム１は、モータ１０に印加された電圧と電流を測定し、そして、これらの大きさを中央処理ユニット８の手段により、調整する。ネットワーク周波数ｆacの測定に加え、モータ１０に実際に印加される制御電圧Ｖｃが測定され、それにより、この発明の教示により、モータ１０を起動させる形態に加えて、ネットワーク周波数ｆacがモータ１０の公称運転周波数ｆnmと異なる時、制御Ｖｃの値を調整できる。
【００２７】
[制御電圧Ｖｃのレベルを制御]
図２で理解できるように、ネットワーク電圧Ｖacは、最大ネットワーク電圧Ｖac-maxと、最小ネットワーク電圧Ｖac-minの予想可能な範囲内で変動する。この発明の教示によれば、図２に従って、最小ネットワーク電圧Ｖac-minよりも低い公称運転電圧Ｖnmを持つモータ１０が使用される。そのモータ１０は、公称運転電圧Ｖmnまたは、ネットワーク供給電圧Ｖacで起こる最小電圧より低い実効電圧値、つまり最小ネットワーク電圧Ｖac-min以下の電圧に機能して設計すべきである。
【００２８】
この実施例では、公称運転電圧Ｖnmは常に、最小ネットワーク電圧Ｖac-minの値以下に保たれるので、モータ１０に常に給電することが可能であり、そして、この目的のために、制御電圧Ｖｃの値を、最小ネットワーク電圧Ｖac-minの値以下とする、つまり、ネットワーク電圧Ｖacの値を回転用スイッチ６の調整により減じることは可能である。この制御システム１では、ネットワーク供給電圧Ｖacの広い範囲でモータを運転することができる。
【００２９】
[モータ１０の起動]
この発明の制御システム１に関連して運転するモータのこの適用形態から得られる利点、更に又は、最小ネットワーク電圧Ｖac-min以下となるように設計された運転電圧Ｖnmを持つ制御システム１の手段により制御されるモータのこの適用形態から得られる利点は、起動期間の間に公称電圧より高い電圧を印加することで起動トルクの増大を達成できるので、起動トルクを増すための起動キャパシタを使用する必要性がないという事実に存在する。
【００３０】
この利点は、モータ１０を起動する瞬間に、例えば、ネットワーク電圧Ｖacの同じ値で、制御電圧Ｖｃがモータ１０に印加されるように、回転用スイッチ６および起動用スイッチ７が命令される理由のために、起こる。公称運転電圧Ｖnmの値より高いネットワーク電圧Ｖacの値では、モータ１０に流れるより大きい電流ｉが保証され、起動キャパシタの使用がなくても、モータ１０のロータを回転させるのに必要なトルクを与える。また、この発明のアセンブリは、モータ１０が過大サイズになることを更に防止し、これらの設備の一部における金属コスト、サイズおよび重量を低減する。
【００３１】
決定している状態では、上で説明したように、ネットワーク電圧Ｖacは、非常に高い値を持っていて、同じ値のネットワーク電圧Ｖacでもって、制御電圧Ｖcの印加を継続するかもしれないので、モータ１０に印加される制御電圧Ｖcは単に、モータの起動期間に、モータの公称運転電圧Ｖnmより高い値に調整されるべきであるかもしれない。とにかく、中央演算処理ユニット８が常に、モータ１０の公称トルクを得るために必要な値より高い制御電圧値Ｖｃを課すことを保証するように、公称運転電圧Ｖnmの値が設計されることに気付くべきである。
【００３２】
選択的に、モータ１０のロータが公称の回転速度に達するまで、または、少なくとも公称の回転速度に実質的に近い回転速度を持つようになるまで、モータ１０の起動は、起動用および回転用の巻線に同時に励磁することにより実施され、その結果、モータ起動のために予め決定された時間が経過して、起動スイッチ７がオフにされた後であっても通常の機能は保証される。
【００３３】
[ネットワーク周波数ｆacの関数としての制御電圧Ｖｃの調整]
モータ１０が常に最適な状態になるために、中央処理ユニット８は、制御電圧Ｖｃを一定に維持するために、ネットワーク電圧Ａacでの変化の関数として、制御電圧Ｖｃを調整すべきである。これは、周波数センサ５の手段によって、ネットワーク電圧ｆacの周波数を測定することにより、実施され、その手段は、中央処理ユニット８を通じて、制御電圧Ｖｃを調整して、モータ１０を適した通常の状態に維持する。
【００３４】
従って、ネットワーク電圧Ｖacに周波数変化があれば、ネットワーク周波数ｆacの新しい値に対するそれぞれの変化によって引き起こされた、モータ１０のステータ電流ｉでの減少または増大を防止するため、制御電圧Ｖｃは、増大されるか、減少されるべきである。シャフトへの負荷の変動により引き起こされた電流変化は、コントローラにより与えられた出力電圧値に作用せず、その出力電圧値は、周波数の変化に対してのみ調整される。
【００３５】
これを行うため、モータ制御システム１／モータ１０のアセンブリは、制御システム１が絶縁されるように設計されるべきであり、その結果、処理ユニット８は、ネットワークの周波数ｆacを測定でき、そして、その測定値を、モータ運転周波数ｆnmの値と比較できる。後者のモータ運転周波数ｆnmは、使用されるべきことが意図されたモータ１０のタイプの関数として、予め確立されている。処理ユニットが、ネットワーク周波数ｆacと公称運転周波数ｆnmとの間に差を検出した時、その処理ユニット８は、公称電圧Ｖnmの新しい値(変更された公称電圧Ｖnm-aとなる)を確立すべきである。変更された公称電圧Ｖnm-aの値は、ネットワーク周波数ｆacとモータ１０の公称運転周波数fnmとの間の差に比例し、そして、モータ１０に印加される制御電圧Ｖｃは変更された公称電圧Ｖnm-aを持つ。
【００３６】
変更された公称電圧Ｖnm-aの値では、システムは、モータ１０に印加されるべき公称電圧の新しい値のために、修正された制御電圧Ｖｃを印加し、モータは、モータの公称電圧Ｖnmのレベルと比較して、区別された電圧レベルで運転する。このようにして、モータ１０の電流Ｉが、ネットワーク電圧ｆacの変化の関数として、上昇したり、下降することを防止する。
【００３７】
モータ１０に対する適切な制御を、ネットワーク周波数ｆacが一定でない状況において実現可能とすることに加え、限定されたネットワーク周波数ｆacに対して設計されたモータを、異なったネットワーク周波数ｆacである別の領域で使用することの問題が更に防止される。
【００３８】
この発明のシステムは、モータ１０の焼損またはそれの低トルクの問題を防止する。この事実は次の例によって理解できる。５０Hzのネットワーク周波数ｆacで運転するように設計されたモータ１０が、設計よりも高い６０Hzのネットワーク周波数ｆacが供給されるなら、そのモータのインピーダンスは増し、そしてモータ１０の電流ｉは減少し、結果、モータのトルクは低下する。逆の状況では、６０Hzのネットワーク周波数ｆacで運転するように設計されたモータ１０が、５０Hzのネットワーク周波数ｆacが供給されるなら、過電流ｉとなり、結果、モータは過熱し、焼損することもある。
【００３９】
[モータ１０の制御方法]
この発明のモータ制御システム１を制御するため、ネットワーク電圧Ｖac、制御電圧Ｖｃおよび、ネットワーク周波数ｆacを最初に測定するステップが見られる。
【００４０】
ネットワーク周波数ｆacの測定された値は、公称運転周波数ｆacと比較されるべきであり、公称運転周波数ｆacは、モータ１０の構成特性によって既知である。もし、ネットワーク周波数ｆacの測定された値と、公称運転周波数ｆnmとの間で差が検出されたなら、モータ１０は理想的でない状況で運転していることが結論され、そこで、モータ１０に印加される制御電圧Ｖｃは、既述したように、上昇されるか低下される。この制御電圧Ｖｃの利ベルの上昇または低下は、ステップにより実行され、処理ユニット８は、制御電圧Ｖｃに対する新しい値を確立し、変更された公称電圧Ｖna-aが出力され、そして、この時点から、モータ１０は、モータの低トルクや過熱を発生することなく、この新たな状況のネットワーク周波数ｆac下で運転する。
【００４１】
処理ユニット８が、ネットワーク周波数ｆacの値と、公称運転周波数ｆnmとの間に差がないと結論した時、制御電圧Ｖｃの値は、公称電圧Ｖnmのレベルに低下される。
【００４２】
モータ１０の起動時間でのこの発明の方法のステップに関する限り、ネットワーク電圧Ｖacに等しい、モータ起動巻線への制御電圧Ｖｃが印加され、そのような印加された電圧は、モータが公称回転速度に実質的に接近し、そして通常に回転するのに十分となる起動時間に対して維持されなければならない。
【００４３】
上述したように、決定された状況では、ネットワーク電圧Ｖacは、そのネットワーク電圧Ｖacの同じレベルで、制御電圧Ｖｃの印加を行うためには、高すぎる値を持つので、起動の間に、モータ１０に印加される制御電圧Ｖｃは、単に公称運転電圧Ｖnmよりも高い値に調整すべきである。
【００４４】
更に、この発明の教示によると、モータ１０によって駆動されるコンプレッサに、上述した制御システム１を備えるべきである。そしてそのコンプレッサは、制御システム１に関連して、または制御システムから分離して採用されてもよい。
【００４５】
好ましい実施例を述べてきたが、この発明の範囲は、他の可能な変形を包含し、付記したクレームの内容のみによって限定され、可能な等価なものを含むことが理解されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】この発明のシステムのブロック図
【図２】ネットワーク電圧の関数を示したタイムチャート
【符号の説明】
【００４７】
１  制御システム
４  電圧測定デバイス
５  周波数センサ
６  回転用スイッチ
７  起動用スイッチ
８  中央処理ユニット
１０  電気誘導モータ
１１  電圧測定デバイス
【図１】
2007535283.tif 000003
【図２】
2007535283.tif 000004
【手続補正書】
【提出日】平成17年5月16日(2005.5.16)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
誘導モータ(１０)制御システム(１)/公称運転電圧(Ｖnm)持つ単相誘導モータ(１０)のアセンブリであり、
前記制御システム(１)は、中央処理ユニット(８)を備え、
前記中央処理ユニット(８)は、ネットワーク電圧(Ｖac)のレベルを、制御電圧(Ｖｃ)のレベルに調整し、
前記制御電圧(Ｖｃ)は、誘導モータ(１０)に印加され、
前記ネットワーク電圧(Ｖac)は、最小ネットワーク電圧(Ｖac-min)から変動し、
前記ネットワーク電圧(Ｖac)は、ネットワーク周波数(ｆac)を持ち、そして、誘導モータ(１０)は、公称運転電圧(Ｖnm)および公称運転周波数(ｆnm)に対して設計され、
誘導モータ(１０)が、最小ネットワーク電圧(Ｖac-min)より低い公称運転電圧(Ｖnm)を持ち、処理ユニット(８)がネットワーク周波数(ｆac)を測定し、そして
ネットワーク周波数(ｆac)と、公称運転周波数(ｆnm)との間に差がある時、処理ユニット(８)は、変更された公称電圧(Ｖnm-a)の値を確立し、その変更された公称電圧(Ｖnm-a)は、誘導モータ(１０)に印加され、そして、
ネットワーク周波数(ｆac)が公称運転周波数(ｆnm)に等しい時、処理ユニットは、制御電圧(Ｖｃ)の値を公称電圧(Ｖnm)のレベルに変更するように、前記アセンブリが特徴付けられるアセンブリ。
【請求項２】
変更された公称電圧(Ｖnm-a)の値が、ネットワーク周波数の関数として修正され、そして、その修正は、ネットワーク周波数(ｆac)の値と、誘導モータ(１０)の公称運転周波数(ｆnm)との間の差に比例する請求項１記載のアセンブリ。
【請求項３】
処理ユニット(８)は、ネットワーク電圧(Ｖac)の値を制御電圧(Ｖｃ)の値に減じ、この制御電圧(Ｖｃ)の値は、最小ネットワーク電圧(Ｖac-min)の値よりも低い請求項１または２に記載のアセンブリ。
【請求項４】
処理ユニット(８)は、第１および第２の電圧測定デバイス(４、１４)を備え、
第１の電圧測定デバイス(４)は、ネットワーク電圧(Ｖac)を測定し、そして、第２の電圧測定デバイス(１１)は制御電圧(Ｖｃ)を測定する請求項１〜３のいずれかに記載のアセンブリ。
【請求項５】
制御システム(１)は、中央処理ユニット(１)により制御される１組のスイッチ(６、７)を備え、その１組のスイッチ(６、７)は、
誘導モータ(１０)の回転用巻線に電気的に相互接続される回転用スイッチ(６)と、誘導モータ(１０)の起動用巻線に電気的に相互接続される起動用スイッチ(７)とを備え、
起動用巻線は、誘導モータ(１０)が起動する時に、中央処理ユニット(８)により選択的に能動化され、
中央処理ユニット(８)は、ネットワーク電圧(Ｖac)を起動用巻線と回転用巻線とに印加する請求項４記載のアセンブリ。
【請求項６】
中央処理ユニット(８)は、モータを起動するための予め設定された時間が完了した時、誘導モータ(１０)の起動巻線のスイッチ(７)をターンオフさせる命令を出す請求項５記載のアセンブリ。
【請求項７】
単相誘導モータ(１０)の制御システム(１)であり、ネットワーク電圧(Ｖac)に関係した中央処理ユニット(８)を備え、その中央処理ユニットは誘導モータ(１０)に関連付けられ、
誘導モータ(１０)は、公称運転電圧(Ｖｎ)を持ち、ネットワーク電圧(Ｖac)は最小ネットワーク電圧(Ｖac-min)から変動し、
誘導モータ(１０)は、ネットワーク電圧(Ｖac)から得られた制御電圧(Ｖｃ)が供給され、その制御電圧(Ｖｃ)は中央処理ユニット(８)により調整され、
誘導モータ(１０)は、公称運転電圧(Ｖnm)を持ち、
最小ネットワーク電圧(Ｖacmin)の値は、誘導モータ(１０)の公称運転電圧(Ｖnm)の値より高く、
中央処理ユニット(８)は、ネットワーク電圧(Ｖac)での変動の関数として、制御電圧(Ｖｃ)を調整し、そして、起動時に、ネットワーク電圧(Ｖac)を誘導モータ(１０)に印加するように、システムが特徴付けられるシステム。
【請求項８】
第１および第２の電圧測定デバイス(４、１１)と、
ネットワーク電圧(Ｖac)のネットワーク周波数(ｆac)を測定する周波数センサ(５)とを備え、
誘導モータ(１０)は、最小ネットワーク電圧(Ｖac-min)の値より低い公称運転電圧(Ｖnm)を持ち、
処理ユニット(８)は、ネットワーク周波数(ｆac)を測定し、
ネットワーク周波数(ｆac)と公称運転周波数(ｆnm)との間に差がある時、処理ユニット(８)は、変更された公称電圧(Ｖnm-a)の値を確立し、その変更された公称電圧(Ｖnm-a)の値は、公称周波数の関数として修正され、その修正は、ネットワーク周波数(ｆac)と誘導モータ(１０)の公称運転周波数(ｆnm)との間に差に比例し、その変更された公称電圧(Ｖnm-a)は誘導モータ(１０)に印加され、
ネットワーク周波数(ｆac)がネットワーク周波数(ｆac)に等しい時、処理ユニットは、制御電圧(Ｖｃ)の値を公称電圧(Ｖnm)のレベルに変更する請求項７記載のシステム。
【請求項９】
誘導モータ(１０)の起動用巻線に電気的に相互接続できる起動スイッチ(７)を備え、
その起動用巻線は、誘導モータ(１０)が起動する時、処理ユニット(８)により、起動スイッチ(７)で能動化され、
その処理ユニット(８)は、ネットワーク電圧(Ｖac)を起動用巻線に印加する請求項８記載のシステム。
【請求項１０】
処理ユニット(８)は、起動時間のためにネットワーク電圧(Ｖac)を印加し、その起動時間は、誘導モータ(１０)が実質的に公称回転速度となるのに十分な時間に対応する請求項９に記載のシステム。
【請求項１１】
単相誘導モータ(１０)を制御する方法であり、誘導モータ(１０)は、公称運転電圧(Ｖnm)および、公称周波数(ｆnm)を持ち、その誘導モータ(１０)は、ネットワーク電圧(Ｖac)を調整することによって得た制御電圧(Ｖｃ)が供給され、ネットワーク電圧(Ｖac)はネットワーク周波数(ｆac)を持ち、
ネットワーク電圧(Ｖac)、制御電圧(Ｖｃ)およびネットワーク周波数(ｆac)を測定すねステップと、
測定されたネットワーク周波数(ｆac)の値を、公称運転周波数(ｆnm)と比較するステップと、
ネットワーク周波数(ｆac)と公称運転周波数(ｆnm)との間で差がある時、変更された公称電圧(Ｖnm-a)の値を確立し、変更された公称電圧(Ｖnm-a)での制御電圧(Ｖｃ)を誘導モータ(１０)に印加するステップと、
ネットワーク周波数(ｆac)が公称運転周波数(ｆnm)に等しい時、制御電圧(Ｖｃ)を公称電圧(Ｖnm)のレベルに調整するステップとを備えた方法。
【請求項１２】
モータ(１０)を起動するステップに先立ち、ネットワーク電圧(Ｖac)に等しい制御電圧(Ｖｃ)を誘導モータ(１０)の起動用および回転用の巻線に印加するステップを備える請求項１１記載の方法。
【請求項１３】
モータ(１０)を起動するステップに先立ち、ネットワーク電圧(Ｖac)より低い制御電圧(Ｖｃ)を誘導モータ(１０)の起動用および回転用の巻線に印加するステップを備える請求項１１記載の方法。
【請求項１４】
誘導モータ(１０)の起動用巻線へのネットワーク電圧(Ｖac)の印加は、起動時間に対して維持され、その起動時間は、誘導モータが実質的に公称回転速度となるのに十分な時間に対応する請求項１２または１３に記載の方法。
【請求項１５】
請求項７から１０のいずれかの制御システム(１)を備える単相誘導モータ(１０)によって駆動されることを特徴とするコンプレッサ。
【国際調査報告】
2007535283.tif 000005
2007535283.tif 000006