(57)【要約】  複数巻線のモータ用の始動器装置が提供される。この始動器は、複数の過負荷リレーと各モータ巻線に対する別個の過負荷トリップ回路とを必要とするのではなく、単一／組み合わせ型の過負荷装置／回路によって機能し得る。マイクロコントローラ（１０２）が、適用可能な過負荷トリップ点を跡付けることができ、複数の個別の接触器（２０２、２０４）を、単一／組み合わせ型の過負荷リレー（１０４）を介して的確に制御できる。特定の実装形態として、通用電圧入力、状態の出力／報知のための真の電力特性の検出、統合ダンパー制御、および、実質的に自動化されたトリップ点の選択および／または実施を含めて、付加的および／または代替的な望ましい機能も可能になし得る。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
分離型巻線を有するモータ用の始動器システムにおいて、
モータの第１巻線用の第１制御パラメータ、および、前記モータの第２巻線用の第２制御パラメータを監視するように構成される始動器制御モジュールと、
前記モータ用の第１運転モード設定と、前記モータ用の第２運転モード設定との間を選択するためのスイッチ機構と、
前記第１運転モードの選択を指示する前記スイッチ機構に応答して、前記モータの第１巻線を選択的に付勢するように構成される第１接触器と、
前記第２運転モードの選択を指示する前記スイッチ機構に応答して、前記モータの第２巻線を選択的に付勢するように構成される第２接触器と、
前記モータに対して、
前記第１運転モードが選択される場合には、前記第１制御パラメータと合致して検出される過負荷条件に応答して、前記第１接触器を開き、かつ、
前記第２運転モードが選択される場合には、前記第２制御パラメータと合致して検出される過負荷条件に応答して、前記第２接触器を開く、
ことによって、熱的保護を提供するように構成される過負荷保護装置と、
を含む、ことを特徴とするシステム。
【請求項２】
請求項１に記載のシステムにおいて、前記スイッチ機構がユーザ選択可能なスイッチである、ことを特徴とするシステム。
【請求項３】
請求項１に記載のシステムにおいて、前記スイッチ機構が遠隔オートメーション入力信号である、ことを特徴とするシステム。
【請求項４】
請求項１に記載のシステムにおいて、前記始動器制御モジュールが、定常運転状態報知または故障報知の少なくとも一つを提供するように構成される、ことを特徴とするシステム。
【請求項５】
請求項１に記載のシステムにおいて、前記第２運転モードが前記モータを前記第１運転モードよりも遅い速度で運転する場合は、前記第１巻線を付勢する前記第１接触器に引き続いて前記第２巻線を付勢する前記第２接触器の遅れを容易にするための減速タイマをさらに含む、ことを特徴とするシステム。
【請求項６】
請求項１に記載のシステムにおいて、前記第１接触器および前記第２接触器の作動の競合を避けるための機械的なインタロックをさらに含む、ことを特徴とするシステム。
【請求項７】
請求項１に記載のシステムにおいて、前記第１制御パラメータが前記第１巻線用の第１全負荷アンペア数の定格値を含み、前記第２制御パラメータが前記第２巻線用の第２全負荷アンペア数を含む、ことを特徴とするシステム。
【請求項８】
請求項１に記載のシステムにおいて、前記始動器制御モジュールが、ライン電圧または電流の少なくとも一つを測定するように構成される計器ベースをさらに含む、ことを特徴とするシステム。
【請求項９】
分離型巻線モータ用の始動器制御装置において、
モータに供給される電流を測定するための計器ベースと、
始動器制御基板であって、
それぞれ前記モータの第１巻線および前記モータの第２巻線に対応する第１および第２操作パラメータを保存するためのマイクロプロセッサベースのメモリと、
前記第１巻線または前記第２巻線の選択を受信するための制御源入力と、
前記受信された選択に合致して前記第１巻線または前記第２巻線を選択的に付勢するための制御出力と、
前記計器ベースによって測定される対応する第１過負荷電流または第２過負荷電流に応答して、前記第１巻線または前記第２巻線のいずれかによって作動する前記モータを保護するように構成される過負荷保護回路と、
を含む始動器制御基板と、
を含む、ことを特徴とする始動器制御装置。
【請求項１０】
分離型巻線モータの制御方法において、
モータに対する第１運転モードまたは第２運転モードの選択を受け入れるステップと、
選択される前記第１運転モードに応答して、前記モータの第１巻線を付勢するために第１接触器を係合するステップであって、前記第１巻線は、前記第１運転モードに対応しかつ第１操作パラメータを有する、ステップと、
選択される前記第２運転モードに応答して、前記モータの第２巻線を付勢するために第２接触器を係合するステップであって、前記第２巻線は、前記第２運転モードに対応しかつ第２操作パラメータを有する、ステップと、
過負荷保護装置を、
前記第１運転モードが選択される場合には、前記モータを、前記第１操作パラメータと合致する過負荷から保護するために、かつ、
前記第２運転モードが選択される場合には、前記モータを、前記第２操作パラメータと合致する過負荷から保護するために、
設けるステップと、
を含む、ことを特徴とする方法。
【請求項１１】
請求項１１に記載の方法において、前記前記第１運転モードが、前記第２運転モードより高速度で前記モータを運転する場合には、選択される前記第１運転モードと、引き続く前記第２運転モードの選択との間において、前記モータの時限減速を可能にするステップをさらに含む、ことを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本出願は、２０１１年９月６日に出願された米国仮特許出願第６１／５３１，６１０号明細書の非仮出願であり、この仮出願の優先権を主張するものである。この仮出願の全体が参照によって本出願に組み込まれる。
【０００２】
著作権に関する注記
（著作権）２０１２  Ｃｅｒｕｓ  Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ。本特許文書の開示の一部分は著作権の保護を受ける資料を含んでいる。著作権所有者は、この特許文書または特許開示が米国特許商標庁の特許ファイルまたは記録に出現するとおりであれば、何人によるものであれ、そのファクシミリ再製に反対しないが、その他の点では、いずれにしても全著作権を留保する。米国連邦規則法典第３７巻（３７  ＣＦＲ）§１．７１（ｄ）、（ｅ）。
【０００３】
本出願は、モータの始動器の分野に関し、具体的には、複数の個別の運転速度および／または運転モード用に構成された分離型巻線を有するモータに対して制御および保護を提供する始動器に関する。
【背景技術】
【０００４】
ビルディングオートメーションシステム、暖房・換気および空調（ＨＶＡＣ）設備、ポンプシステム、および他の工業施設においては、モータを制御かつ保護するために、始動器または始動器機構を使用するのが一般的である。モータなどの始動器は当分野で一般的によく知られている。通常の始動器は、好ましくない運転条件が生じた場合にモータをライン電力から切り離すためのサーマルトリップ要素および接触器を含んでいる。米国電気工事規程（Ｎａｔｉｏｎａｌ  Ｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｃｏｄｅ：ＮＥＣ）は、コンビネーションスタータを、熱的過負荷保護とモータ切り離し機能とを提供する装置として等級化している。
【０００５】
伝統的な始動器の重要な構成要素は、電磁接触器および過負荷リレーを含んでいる。このような伝統的な始動器の回路は、モータの制御とモータの保護機能との両者を、制御される特定のモータ用として理想的に特別に選択されまたは校正される単一装置によって提供する。モータの運転（例えばモータの始動および停止など）は、コイルの付勢または付勢遮断によって電気機械的／電気磁気的に操作される分離型の接点を含む接触器の調節によって制御することが可能である。接点を閉じることによって、ライン電力がモータを付勢できるようになり、接点を開くとモータから電力が遮断される。
【０００６】
上記のように、始動器は、モータを好ましくない運転条件から保護するために、モータに熱的保護（すなわち過負荷保護）を提供することも可能である。伝統的な始動器は、通常、この目的のための過負荷リレーを含んでいる。過負荷条件は、機器が、電気的に未損傷の回路において、正常な全負荷電流定格値を超えて運転されるとき（例えば、導体が定格アンペア数を超えて電流を流す場合）に生じる。過負荷は、適用される電流トリップ点（所与のモータの等級に対してトリップ点を電流および時間の関数として示すトリップ曲線として表現される）を基準にした過負荷リレーによって検出される。過負荷条件が十分な長さの時間継続すると、モータ、導体または他の機器を損傷する可能性がある。「過負荷」、「過負荷保護」および「過負荷リレー」の用語は全米電機製造業者協会（Ｎａｔｉｏｎａｌ  Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ  Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅｒｓ  Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ：ＮＥＭＡ）の規格ＩＣＳ２によって定義されている。この規格は、この参照によってその全体が本出願に組み込まれる。過去においては、通常の過負荷リレーは、ヒータ／検出器要素、例えばバイメタルリレーまたは熱ヒータ要素を用いて実施されたが、最近では、電子的な過負荷装置の使用が増大している。電子的な過負荷装置は、モータに供給される電流を検出しかつ監視するために、変流器または電流センサーを含むことができる。
【０００７】
一定負荷を適用して単一の計画速度でモータを駆動する単一巻線を有する単純な電気機械的モータの場合には、制御および過負荷保護機能を備えた伝統的な始動器装置で十分であろう。しかし、モータを、複数の個別の速度で運転できる、あるいは複数の個別の運転モード（例えば始動モード／速度および／または定常運転モード／速度など）で運転できる複数の巻線を含むモータの場合には、単一の過負荷リレーを有する始動器では不十分であろう。分離型巻線モータの場合には、各モータ巻線は、それ自体の適用可能な特性を有する。従って、分離型巻線を有するモータを運転する始動器は、適正なレベルの熱的保護をモータに確実に付与するために、特定の各巻線に対して、かつ、モータの別個の個別の各運転速度／モードに対して、別個の巻線ごとに、過負荷リレーと対応する過負荷トリップ回路とを用いることが必要である。このようなシステムは、嵩張る設備および／または面倒な設備を必要とし、機器の入手、設置および保守管理における複雑さとコストの増大とをもたらすことになる。
【発明の概要】
【０００８】
始動器は当分野でよく知られているが、本発明の実施形態は、従来型の提供製品および伝統的な設備について本出願人が発見した問題点を解決する新規かつ非自明の改善策を提示する。本発明の実施形態は、単一の始動器ハウジングの中に集約されると共に統合された新規かつ非自明の機能を提供できる。従って、大幅なコスト節減と、簡素化された設備／運転と、従来型の始動器に対するその他の利点および／または改善とを提供する。本出願に合致する始動器は、広範囲の分離型巻線モータまたは商業的に入手し得る構成可能巻線モータの保護および制御用として用いることができる。このようなモータのいくらかはスターデルタ（Ｙ−Δ）モータ、いくらかは２速度モータ（２定常運転速度、あるいは、１始動速度および１定常運転速度のような）、等々である。しかし、本出願に合致する本発明の始動器の実施形態は、このような種々の構成可能巻線モータの実質的に任意のタイプに対して意図されている。
【０００９】
本始動器装置の有利な一態様は、それが、各モータ巻線用の複数の過負荷リレーと別個の過負荷トリップ回路とを必要としないことである。本発明の実施形態は、プログラマブルマイクロコンピュータ／マイクロコントローラを利用することによって、１つの過負荷装置のみを用いることができる。このマイクロコンピュータ／マイクロコントローラは、適用可能な過負荷状態を認識しており、複数の個別接触器を的確かつ独立に制御できる。例えば、高速または低速の定常運転速度用として、あるいは、始動条件および定常運転条件のような交互条件用として、２つ以上の接触器を、複数の巻線を有するモータに対して適切なものとして設けることができる。マイクロコントローラは、別個の各モータ巻線に対するそれぞれの速度または運転条件の特定の要求であって、対応するそれぞれのレベルの要求される過負荷保護を含む特定の要求を常に跡付けることが可能であり、モータをその特定の要求の範囲内の運転に制御できる。実施形態は、それぞれの運転状態において要求される適切なレベル過負荷保護を認識することが可能であり、適用可能な過負荷保護の要求に従って対応する接触器を適切に制御できる。
【００１０】
また、始動器の実施形態は、本出願に合致して、所与の設備に応じて、付加的におよび／または代替的に望ましい機能を含むことも可能である。分離型巻線モータの始動器において具現化されるこのような機能は、例えば、通用電圧入力、状態出力／報知用の真の電力特性検出、統合ダンパー制御、および、少なくとも部分的には始動条件および／または特定のシステムパラメータ（例えば、全負荷アンペア数（ｆｕｌｌ  ｌｏａｄ  ａｍｐｅｒａｇｅ：ＦＬＡ）、モータ等級など）に基づく実質的に自動化されたトリップ点の選択および／または実施を含むことができる。
【００１１】
本発明のさらなる態様および利点は、添付の図面を参照しながら進められる好ましい実施形態に関する以下の詳細説明から明らかになる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、請求項の主題事項に合致する始動器装置の一実施形態を示す。
【図２】図２は、請求項の主題事項に合致する始動器の実施形態用のシステム概略図の一形態を示す。
【図３】図３は、請求項の主題事項に合致する運転方法の一実施形態を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下の記述は、始動器装置、システムおよび使用方法に関わる種々の実施形態および機能を開示する。これらは、少なくとも部分的に、ビルディングオートメーション、工業システムのオートメーション、暖房・換気および空調（ＨＶＡＣ）設備のような用途、および、モータと、ポンプ、ファン、コンベヤベルトなどのようなモータで駆動する電気機械装置との制御および保護を含む用途において用いられるものである。また開示は、制限用としてではなく例示用として提示される若干の事例システムのみを示すためのものである。
【００１４】
特に、本出願の主題事項、および本明細書に記述する始動器の詳細な実施形態は、現在知られているかまたは今後開発される分離型巻線モータまたは構成可能巻線モータのいくつかの変形態様の１つまたは複数に適応させることが望ましい。当業者は、本出願の主題事項が、制御および／または保護されている分離型巻線モータの特定のタイプには無関係に適用可能であることを評価するであろう。単に２つの例であるが、スターデルタ（Ｙ−Δ）モータおよび／または２速度モータ（２定常運転速度を有するか、あるいは、１始動速度および１定常運転速度を有するかのいずれか）が、本出願の主題事項に合致する始動器の実施形態によって制御および／または保護するのに等しく適しているであろう。
【００１５】
本出願の主題事項に合致する一態様において、始動器の機能を、少なくとも部分的に、始動器制御モジュール（ｓｔａｒｔｅｒ  ｃｏｎｔｒｏｌ  ｍｏｄｕｌｅ：ＳＣＭ）と関連技術との１つまたは複数の実施形態によって可能にすることができる。ＳＣＭは、モータの制御および／または保護を協調的に容易にするために、計器のベースおよびカスタムインタフェースプリント回路基板アセンブリのような構成要素を含むことができる。ＳＣＭを含む特定の電子装置は、特別に意図された運転環境／用途に対する最適化を容易にするように、さらに適応させ、選択し、および／または構成することが可能である。これらの運転環境／用途としては、例えば、実質的に、エネルギー管理始動器（例えばＨＡＶＣ施設などのための）、ビルディングオートメーション始動器（例えば工業的な制御用途などのための）、または知能ポンプ始動器（例えばポンプ制御などのための）などがある。本明細書で用いる用語の「始動器制御モジュール」または「ＳＣＭ」は、全体として一体化された始動器制御器ではなく、実際のプリント回路基板および関連する制御基板電子装置並びに機械的インタフェースのことを言う。例えば、ＳＣＭの一実施形態は、統合された過負荷リレー、およびモータ始動器を構成するための任意の必要な電磁接触器と共に、単一の独立筐体の中に一体的に組み込むことができる。しかし、ＳＣＭの実施形態は、それを、第三者から供給される接触器、過負荷リレーおよび／または外部電流センサーなどと共に作動するスタンドアロンの構成要素として使用できるように、モジュール的に提供および／または用いることも可能である。
【００１６】
図１は、本出願の主題事項に合致する始動器制御モジュールの一実施形態を示す。特に図１を参照すると、始動器制御モジュール１００が、制御基板１０２および計器ベース１０４を含むように表現されている。図１の計器ベース１０４は、３個の電流センサーの実施形態１０６ａ〜１０６ｃを含む。制御基板１０２は、メモリ１１０と機能的に接続されたマイクロプロセッサ１０８を含むが、このメモリ１１０は、ファームウェアの命令および／またはプログラマブルメモリ領域を含むことができる。制御基板１０２は、また、ユーザインタフェースアセンブリ１１２を含むことができる。図１に表現されるユーザインタフェースアセンブの実施形態１１２は、２つのユーザ選択可能なスイッチ１１４ａおよび１１４ｂと、ユーザに始動器制御モジュール１００の現在の運転モードを指示するのに適した表示灯指示器１１６とを含む。さらに、始動器制御モジュール１００は、入力／出力配線インタフェースの単なる一例を表現する端子ボード１１８を有するように表現されている。当業者は、図１に表現されているものに追加する構成要素、その代わりの構成要素、あるいはそれより少ない構成要素を、本出願の主題事項に合致する形で使用し得ることを容易に認めるであろう。
【００１７】
さらに別の表現として、かつ説明を容易にするために、図２が、請求項の主題事項に合致する始動器の一実施形態の概略図を示す。このような始動器の実施形態用のマイクロプロセッサベースのプリント回路基板は、少なくとも部分的に所望の有利な機能を提供するために、独自にカスタマイズされたファームウェアを用いることができる。これは、ビルディングオートメーションの制御ロジックおよび通信を収納し得る始動器制御基板として具現化できる。特に図２を参照すると、３相２速度の２巻線モータ２００が３相の電力ライン２２４上で運転される。図２の始動器の実施形態は、図１のそれと類似の前記の制御基板１０２および計器ベース１０４を含む。図２に示すように、計器ベース１０４は電圧センサーおよび電流センサーを含むことができる。このような一実施形態において、電流センサーは、ライン電流を監視する変流器とすることができる（しかし、当業者は、代替的な電流検出機構も請求項の主題事項に合致する形で実施可能であることを認めるであろう）。電流センサー１０６は、電流測定信号、電圧、あるいは計量および／または過負荷保護目的に適した他の出力２２２を提供する。図２は１つの電流センサー１０６のみを表現しているが、電流は、３相の電力ライン２２４の１つまたは複数から測定可能であることが理解される。図２の計器ベース１０４は、さらに、ライン電圧監視用の電圧センサー２３２をも含む。電圧も、同様に、３相の電力ライン２２４の１つまたは複数から測定できる。このような実施形態は、広範囲の電力供給および広範囲の電圧検出を実質的に受け入れることができる。電流および電圧の両者を測定すると、本発明の主題事項に合致する実施形態が、真の電力消費を計算する能力を得ることになる。
【００１８】
図２に示す始動器の実施形態をさらに続けて参照すると、制御基板１０２は、手動―オフ―自動（ｈａｎｄ―ｏｆｆ―ａｕｔｏ）制御源スイッチ２０８および低―オフ―高（ｌｏｗ―ｏｆｆ―ｈｉｇｈ）モータ速度スイッチ２１０のようなユーザインタフェース制御器をも含むことができる。制御源スイッチ２０８は、ユーザが、手動指令による始動器の実施形態の運転、例えばモータ速度スイッチ２１０を使用することによる始動器の実施形態の運転か、あるいは、ビルディングオートメーションシステムにおいて実施される可能性があるような遠隔制御器から駆動される指令による運転のいずれかを選択することを可能にする。従って、制御基板１０２は、自動−低指令２１２、自動−高指令２１４および停止指令２１６のような複数の制御入力を受信するように構成される。また、定常運転状態信号２１８または故障信号２２０のような適切な出力信号も、制御基板１０２によって発生させることができる。
【００１９】
図２に示すような始動器の実施形態の特に有利な態様は、２速度モータ２００を、片方および／または両方の速度／モードで制御／運転および保護するための、単一の制御基板１０２の能力を含む。本出願の主題事項に合致して、分離可能な接点２２８を含む高速接触器２０２および／または分離可能な接点２３０を含む低速度接触器２０４の調整された操作を介してモータ２００を制御および保護するために、モータ制御基板１０２を用いることができる。このような実施形態の１つの実質的な利点は、複数の過負荷リレー、すなわち接触器２０２、２０４ごとに１つの過負荷リレーを使用しなければならないことを回避し得る点である。図２の始動器の実施形態に示されるように、電流測定値２２２を使用するために計器ベース１０４と一体化させ得る単一の過負荷リレーが、両方の接触器２０２、２０４を介してモータ２００に対する過負荷保護を提供することができる。制御基板１０２は、運転状態を監視し、２つの接触器を、入力信号２１２、２１４、２１６および／またはユーザインタフェーススイッチ２０８、２１０によって指示されるとおりに適切に制御する。
【００２０】
本出願の主題事項に合致する１つまたは複数の複数巻線モータの始動器の実施形態は、２つのトリップ点、すなわち電力供給されている電圧回路ごとに１つのトリップ点を保存および／または実施することが実質的に可能である。接触器は、それらが同時に付勢されることを回避できるように、協調的に、しかし独立に制御することが望ましい。一実施形態においては、制御基板１０２が制御信号出力を両接触器２０２、２０４に同時に供給することを避けるように、低速接触器２０４および高速接触器２０２を機械的インタロック２０６によって分離する。この実施形態は、また、どちらかの接触器を作動させる前に、時間遅れ（例えば０．３秒など）を実行することも可能である。これは、インタロック機構２０６における機械的な錯綜を防ぐことに役立つ。もちろん、０．３秒という遅れの例は説明目的のためのみのものである。当業者は、本出願の主題事項に合致して、より長い遅れまたはより遅い遅れをも使用し得ることを認めるであろう。さらに、時間遅れは、最終ユーザによって、調整可能／構成可能および／または排除可能にすることができるし、あるいはそうする必要はない。
【００２１】
図２をさらに続けて参照すると、制御基板１０２は、定常運転状態指示２１８を組み込み型の特徴として提供するために、状態出力リレーを含むことができる。このような実施形態は、複数態の代替的な機能に対して同じセンサーを用いることができる。例えば、電流センサー１０６を、過負荷保護および運転状態指示２１８を提供するために用いることができる。ＨＡＶＣ制御および保護のような用途においては、ベルト破断のような好ましくない状況が生起して、それに対応して電流が低下すると、状態の出力を状況指示用として提供できる。これは、対応するトリップ指令の付与を伴って、あるいはそれなしに生起し得る。また、制御基板１０２は、エネルギー管理機能を提供することも可能である。電流センサー１０６を介して監視される電流２２２と、電圧センサー２３２を介して監視される電圧とは、計器ベース１０４における電力計量を実質的に可能にする。電圧は電圧センサー２３２を介して監視できるので、定常運転状態指示２２２も真の電力（呼称電流でなく）に基づくことが可能である。電圧および電流の両者を監視することによって、より真なる電力の検出を実現できる。これによって、より厳しい許容誤差のより正確な制御が可能になり、モータ駆動に対するベルト損失などのような好ましくない事象の検出において良好な成果を挙げることができる。有利な追加的態様においては、始動器の１つまたは複数の実施形態が、組み合わせ装置において状態指示および過負荷保護の両者を提供するために、手動および／または自己校正型の過負荷装置を用いることができる。また、このような実施形態の機能は、全負荷アンペア数（ＦＬＡ）の少なくとも所定の百分率である被監視電流２２２に基づく状態報知用の自動検出をも含むことができる。ＦＬＡは、各モータ巻線用のメモリを操作する制御基板１０２に当初に供給できるか、あるいは、自己校正型の過負荷回路／リレーによって自動的に決定できる。
【００２２】
以下の記述は、２速度モータの始動器の実施形態（単なる一例として図２に示すような）のための操作方法論の一実施形態を例示する。この実施形態においては、２速度２巻線用の始動器が、前記の制御基板の１つまたは複数の特徴に基づいて設計される。特に、この始動器の実施形態は、先にモータが作動していた速度より低い速度でモータを駆動するための接触器を係合する前にモータの十分な減速を可能にするために、２つの別個のモータ全負荷電流／アンペア数設定（各巻線に対して１つ）と、２つの自動始動入力（自動低および自動高）と、１つの減速タイマ設定とを有する。
【００２３】
図３は、本出願の主題事項に合致する始動器の方法論に含まれ得るステップの一実施形態を示す。図３を特に参照すると、プロセスは、制御スイッチ３００によってどの制御源が指示されるかを決定することから開始される。ＨＯＡスイッチが手動位置３０２にあって、始動器が停止モード３０４になく（停止モードにある場合は、始動器は代わりの制御指令３４０を待機するであろう）、かつ、速度スイッチ３０６が低速３１０または高速３０８の位置に設定されている場合には、この始動器の実施形態は、その結果として、低速接触器３１２または高速接触器３１４を操作する出力を提供でき、かつ、対応する運転過負荷電流設定を、選択された巻線設定（低速巻線用の３１６および高速巻線用の３１８）に対応する値に変えることができる。実施形態は、操作される接触器の切り換えの間に過ぎ去る十分な時間の確保を補助するために（錯綜、信号の競合などを避けるために）、少なくとも部分的に、冷却タイマを使用することが可能である。適当な接触器およびトリップ点の設定が実行されると、冷却タイマをリセット３２０できる。一実施形態においては、速度スイッチ位置が、高からオフに、それから低に変えられたとすると、減速タイマ３４２が、低速接触器を係合する前に、高速スイッチの入力が無効化された時点から測定される時間遅れを提供できる。高速が再度始動されると、減速タイマをリセットできる。各設定および接触器は別個の独立回路として操作可能であるので、始動器が、１つの速度設定における過負荷条件に抵触すると、他の速度設定はそれ自体の過負荷設定でもって実行することが可能である。
【００２４】
図３をさらに続けて参照すると、ＨＯＡスイッチ３００が自動位置３２２にあって、始動器が停止モード３２４にない場合、始動器は、どの自動入力が受信されているか３２６を決定する。自動低速入力３３０または自動高速入力３２８が活性化されている場合、始動器は、それぞれ、低速接触器３３４または高速接触器３３２に対する出力を提供するように作動し、対応する適切な過負荷電流設定が用いられる（高速巻線用の３３６および低速巻線用の３３８）。接触器が選択／付勢された後、冷却タイマ３２０をリセットできる。手動設定における操作と同様に、自動設定において自動高速入力が無効化されると、低速接触器３３４を操作する前に、自動高速入力３２８が無効化された時点から測定される十分な時間遅れを提供するのを補助するために、減速タイマ３４６を少なくとも部分的に用いることができる。高速接触器３３２が再度始動されると、減速タイマをリセットできる。始動器の実施形態が選択されたいずれかの速度における過負荷条件に抵触すると、もう一方の速度を、対応するそれ自体の過負荷設定で始動することが可能である。自動モード３２２を運転する際には、始動器の実施形態は次のような一方法論を用いることができる。すなわち、ＨＯＡスイッチが自動位置３２２にあり、両自動入力３２８、３３０が活性化／受信されていると、始動器が高速接触器３３２を作動させることができ、自動高速入力が無効化されるならば／されるときに、減速タイマ３４６を作動させることになるであろう、という方法論である。
【００２５】
始動器が用いられる運転の環境または実行に少なくとも部分的に応じて、始動器の実施形態は、有利な付加的特徴のための付加的なステップを含むことができる。例えば、定常運転状態の出力は、計算されている実際の電力消費であって作動巻線のＦＬＡ設定の少なくとも所定の百分率である電力消費に基づいて活性化することができる。また、本出願の主題事項に合致する始動器は、少なくとも部分的に制御基板によって制御される有利な付加的機能を含むことができる。このような機能の単なる一例として、ＡＣまたはＤＣダンパーの制御機能を挙げることができる。
【００２６】
以上述べた実施形態の詳細に対して、本発明の基底にある原理から離れることなく多くの変更をなし得ることは、当業者にとって明らかであろう。従って、本発明の範囲は、以下の請求項によってのみ決定されるべきである。
【図１】
2014527395.tif 000003
【図２】
2014527395.tif 000004
【図３】
2014527395.tif 000005
【手続補正書】
【提出日】平成25年8月22日(2013.8.22)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本出願は、２０１１年９月６日に出願された米国仮特許出願第６１／５３１，６１０号明細書の非仮出願であり、この仮出願の優先権を主張するものである。この仮出願の全体が参照によって本出願に組み込まれる。
【０００２】
著作権に関する注記
（著作権）２０１２  Ｃｅｒｕｓ  Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ。本特許文書の開示の一部分は著作権の保護を受ける資料を含んでいる。著作権所有者は、この特許文書または特許開示が米国特許商標庁の特許ファイルまたは記録に出現するとおりであれば、何人によるものであれ、そのファクシミリ再製に反対しないが、その他の点では、いずれにしても全著作権を留保する。米国連邦規則法典第３７巻（３７  ＣＦＲ）§１．７１（ｄ）、（ｅ）。
【０００３】
本出願は、モータの始動器の分野に関し、具体的には、複数の個別の運転速度および／または運転モード用に構成された分離型巻線を有するモータに対して制御および保護を提供する始動器に関する。
【背景技術】
【０００４】
ビルディングオートメーションシステム、暖房・換気および空調（ＨＶＡＣ）設備、ポンプシステム、および他の工業施設においては、モータを制御かつ保護するために、始動器または始動器機構を使用するのが一般的である。モータなどの始動器は当分野で一般的によく知られている。通常の始動器は、好ましくない運転条件が生じた場合にモータをライン電力から切り離すためのサーマルトリップ要素および接触器を含んでいる。米国電気工事規程（Ｎａｔｉｏｎａｌ  Ｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｃｏｄｅ：ＮＥＣ）は、コンビネーションスタータを、熱的過負荷保護とモータ切り離し機能とを提供する装置として等級化している。
【０００５】
伝統的な始動器の重要な構成要素は、電磁接触器および過負荷リレーを含んでいる。このような伝統的な始動器の回路は、モータの制御とモータの保護機能との両者を、制御される特定のモータ用として理想的に特別に選択されまたは校正される単一装置によって提供する。モータの運転（例えばモータの始動および停止など）は、コイルの付勢または付勢遮断によって電気機械的／電気磁気的に操作される分離型の接点を含む接触器の調節によって制御することが可能である。接点を閉じることによって、ライン電力がモータを付勢できるようになり、接点を開くとモータから電力が遮断される。
【０００６】
上記のように、始動器は、モータを好ましくない運転条件から保護するために、モータに熱的保護（すなわち過負荷保護）を提供することも可能である。伝統的な始動器は、通常、この目的のための過負荷リレーを含んでいる。過負荷条件は、機器が、電気的に未損傷の回路において、正常な全負荷電流定格値を超えて運転されるとき（例えば、導体が定格アンペア数を超えて電流を流す場合）に生じる。過負荷は、適用される電流トリップ点（所与のモータの等級に対してトリップ点を電流および時間の関数として示すトリップ曲線として表現される）を基準にした過負荷リレーによって検出される。過負荷条件が十分な長さの時間継続すると、モータ、導体または他の機器を損傷する可能性がある。「過負荷」、「過負荷保護」および「過負荷リレー」の用語は全米電機製造業者協会（Ｎａｔｉｏｎａｌ  Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ  Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅｒｓ  Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ：ＮＥＭＡ）の規格ＩＣＳ２によって定義されている。この規格は、この参照によってその全体が本出願に組み込まれる。過去においては、通常の過負荷リレーは、ヒータ／検出器要素、例えばバイメタルリレーまたは熱ヒータ要素を用いて実施されたが、最近では、電子的な過負荷装置の使用が増大している。電子的な過負荷装置は、モータに供給される電流を検出しかつ監視するために、変流器または電流センサーを含むことができる。
【０００７】
一定負荷を適用して単一の計画速度でモータを駆動する単一巻線を有する単純な電気機械的モータの場合には、制御および過負荷保護機能を備えた伝統的な始動器装置で十分であろう。しかし、モータを、複数の個別の速度で運転できる、あるいは複数の個別の運転モード（例えば始動モード／速度および／または定常運転モード／速度など）で運転できる複数の巻線を含むモータの場合には、単一の過負荷リレーを有する始動器では不十分であろう。分離型巻線モータの場合には、各モータ巻線は、それ自体の適用可能な特性を有する。従って、分離型巻線を有するモータを運転する始動器は、適正なレベルの熱的保護をモータに確実に付与するために、特定の各巻線に対して、かつ、モータの別個の個別の各運転速度／モードに対して、別個の巻線ごとに、過負荷リレーと対応する過負荷トリップ回路とを用いることが必要である。このようなシステムは、嵩張る設備および／または面倒な設備を必要とし、機器の入手、設置および保守管理における複雑さとコストの増大とをもたらすことになる。
【発明の概要】
【０００８】
始動器は当分野でよく知られているが、本発明の実施形態は、従来型の提供製品および伝統的な設備について本出願人が発見した問題点を解決する新規かつ非自明の改善策を提示する。本発明の実施形態は、単一の始動器ハウジングの中に集約されると共に統合された新規かつ非自明の機能を提供できる。従って、大幅なコスト節減と、簡素化された設備／運転と、従来型の始動器に対するその他の利点および／または改善とを提供する。本出願に合致する始動器は、広範囲の分離型巻線モータまたは商業的に入手し得る構成可能巻線モータの保護および制御用として用いることができる。このようなモータのいくらかはスターデルタ（Ｙ−Δ）モータ、いくらかは２速度モータ（２定常運転速度、あるいは、１始動速度および１定常運転速度のような）、等々である。しかし、本出願に合致する本発明の始動器の実施形態は、このような種々の構成可能巻線モータの実質的に任意のタイプに対して意図されている。
【０００９】
本始動器装置の有利な一態様は、それが、各モータ巻線用の複数の過負荷リレーと別個の過負荷トリップ回路とを必要としないことである。本発明の実施形態は、プログラマブルマイクロコンピュータ／マイクロコントローラを利用することによって、１つの過負荷装置のみを用いることができる。このマイクロコンピュータ／マイクロコントローラは、適用可能な過負荷状態を認識しており、複数の個別接触器を的確かつ独立に制御できる。例えば、高速または低速の定常運転速度用として、あるいは、始動条件および定常運転条件のような交互条件用として、２つ以上の接触器を、複数の巻線を有するモータに対して適切なものとして設けることができる。マイクロコントローラは、別個の各モータ巻線に対するそれぞれの速度または運転条件の特定の要求であって、対応するそれぞれのレベルの要求される過負荷保護を含む特定の要求を常に跡付けることが可能であり、モータをその特定の要求の範囲内の運転に制御できる。実施形態は、それぞれの運転状態において要求される適切なレベルの過負荷保護を認識することが可能であり、適用可能な過負荷保護の要求に従って対応する接触器を適切に制御できる。
【００１０】
また、始動器の実施形態は、本出願に合致して、所与の設備に応じて、付加的におよび／または代替的に望ましい機能を含むことも可能である。分離型巻線モータの始動器において具現化されるこのような機能は、例えば、通用電圧入力、状態出力／報知用の真の電力特性検出、統合ダンパー制御、および、少なくとも部分的には始動条件および／または特定のシステムパラメータ（例えば、全負荷アンペア数（ｆｕｌｌ  ｌｏａｄ  ａｍｐｅｒａｇｅ：ＦＬＡ）、モータ等級など）に基づく実質的に自動化されたトリップ点の選択および／または実施を含むことができる。
【００１１】
本発明のさらなる態様および利点は、添付の図面を参照しながら進められる好ましい実施形態に関する以下の詳細説明から明らかになる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、請求項の主題事項に合致する始動器装置の一実施形態を示す。
【図２】図２は、請求項の主題事項に合致する始動器の実施形態用のシステム概略図の一形態を示す。
【図３】図３は、請求項の主題事項に合致する運転方法の一実施形態を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下の記述は、始動器装置、システムおよび使用方法に関わる種々の実施形態および機能を開示する。これらは、少なくとも部分的に、ビルディングオートメーション、工業システムのオートメーション、暖房・換気および空調（ＨＶＡＣ）設備のような用途、および、モータと、ポンプ、ファン、コンベヤベルトなどのようなモータで駆動する電気機械装置との制御および保護を含む用途において用いられるものである。また開示は、制限用としてではなく例示用として提示される若干のシステムの図示的実施例を示すためのものである。
【００１４】
特に、本出願の主題事項、および本明細書に記述する始動器の詳細な実施形態は、現在知られているかまたは今後開発される分離型巻線モータまたは構成可能巻線モータのいくつかの変形態様の１つまたは複数に適応させることが望ましい。当業者は、本出願の主題事項が、制御および／または保護されている分離型巻線モータの特定のタイプには無関係に適用可能であることを評価するであろう。単に２つの例であるが、スターデルタ（Ｙ−Δ）モータおよび／または２速度モータ（２定常運転速度を有するか、あるいは、１始動速度および１定常運転速度を有するかのいずれか）が、本出願の主題事項に合致する始動器の実施形態によって制御および／または保護するのに等しく適しているであろう。
【００１５】
本出願の主題事項に合致する一態様において、始動器の機能を、少なくとも部分的に、始動器制御モジュール（ｓｔａｒｔｅｒ  ｃｏｎｔｒｏｌ  ｍｏｄｕｌｅ：ＳＣＭ）と関連技術との１つまたは複数の実施形態によって可能にすることができる。ＳＣＭは、モータの制御および／または保護を協調的に容易にするために、計器のベースおよびカスタムインタフェースプリント回路基板アセンブリのような構成要素を含むことができる。ＳＣＭを含む特定の電子装置は、特別に意図された運転環境／用途に対する最適化を容易にするように、さらに適応させ、選択し、および／または構成することが可能である。これらの運転環境／用途としては、例えば、実質的に、エネルギー管理始動器（例えばＨＡＶＣ施設などのための）、ビルディングオートメーション始動器（例えば工業的な制御用途などのための）、または知能ポンプ始動器（例えばポンプ制御などのための）などがある。本明細書で用いる用語の「始動器制御モジュール」または「ＳＣＭ」は、全体として一体化された始動器制御器ではなく、実際のプリント回路基板および関連する制御基板電子装置並びに機械的インタフェースのことを言う。例えば、ＳＣＭの一実施形態は、統合された過負荷リレー、およびモータ始動器を構成するための任意の必要な電磁接触器と共に、単一の独立筐体の中に一体的に組み込むことができる。しかし、ＳＣＭの実施形態は、それを、第三者から供給される接触器、過負荷リレーおよび／または外部電流センサーなどと共に作動するスタンドアロンの構成要素として使用できるように、モジュール的に提供および／または用いることも可能である。
【００１６】
図１は、本出願の主題事項に合致する始動器制御モジュールの一実施形態を示す。特に図１を参照すると、始動器制御モジュール１００が、制御基板１０２および計器ベース１０４を含むように表現されている。図１の計器ベース１０４は、３個の電流センサーの実施形態１０６ａ〜１０６ｃを含む。制御基板１０２は、メモリ１１０と機能的に接続されたマイクロプロセッサ１０８を含むが、このメモリ１１０は、ファームウェアの命令および／またはプログラマブルメモリ領域を含むことができる。制御基板１０２は、また、ユーザインタフェースアセンブリ１１２を含むことができる。図１に表現されるユーザインタフェースアセンブの実施形態１１２は、２つのユーザ選択可能なスイッチ１１４ａおよび１１４ｂと、ユーザに始動器制御モジュール１００の現在の運転モードを指示するのに適した表示灯指示器１１６とを含む。さらに、始動器制御モジュール１００は、入力／出力配線インタフェースの単なる一例を表現する端子ボード１１８を有するように表現されている。当業者は、図１に表現されているものに追加する構成要素、その代わりの構成要素、あるいはそれより少ない構成要素を、本出願の主題事項に合致する形で使用し得ることを容易に認めるであろう。
【００１７】
さらに別の表現として、かつ説明を容易にするために、図２が、請求項の主題事項に合致する始動器の一実施形態の概略図を示す。このような始動器の実施形態用のマイクロプロセッサベースのプリント回路基板は、少なくとも部分的に所望の有利な機能を提供するために、独自にカスタマイズされたファームウェアを用いることができる。これは、ビルディングオートメーションの制御ロジックおよび通信を収納し得る始動器制御基板として具現化できる。特に図２を参照すると、３相２速度の２巻線モータ２００が３相の電力ライン２２４上で運転される。図２の始動器の実施形態は、図１のそれと類似の前記の制御基板１０２および計器ベース１０４を含む。図２に示すように、計器ベース１０４は電圧センサーおよび電流センサーを含むことができる。このような一実施形態において、電流センサーは、ライン電流を監視する変流器とすることができる（しかし、当業者は、代替的な電流検出機構も請求項の主題事項に合致する形で実施可能であることを認めるであろう）。電流センサー１０６は、電流測定信号、電圧、あるいは計量および／または過負荷保護目的に適した他の出力２２２を提供する。図２は１つの電流センサー１０６のみを表現しているが、電流は、３相の電力ライン２２４の１つまたは複数から測定可能であることが理解される。図２の計器ベース１０４は、さらに、ライン電圧監視用の電圧センサー２３２をも含む。電圧も、同様に、３相の電力ライン２２４の１つまたは複数から測定できる。このような実施形態は、広範囲の電力供給および広範囲の電圧検出を実質的に受け入れることができる。電流および電圧の両者を測定すると、本発明の主題事項に合致する実施形態が、真の電力消費を計算する能力を得ることになる。
【００１８】
図２に示す始動器の実施形態をさらに続けて参照すると、制御基板１０２は、手動―オフ―自動（ｈａｎｄ―ｏｆｆ―ａｕｔｏ）制御源スイッチ２０８および低―オフ―高（ｌｏｗ―ｏｆｆ―ｈｉｇｈ）モータ速度スイッチ２１０のようなユーザインタフェース制御器をも含むことができる。制御源スイッチ２０８は、ユーザが、手動指令による始動器の実施形態の運転、例えばモータ速度スイッチ２１０を使用することによる始動器の実施形態の運転か、あるいは、ビルディングオートメーションシステムにおいて実施される可能性があるような遠隔制御器から駆動される指令による運転のいずれかを選択することを可能にする。従って、制御基板１０２は、自動−低指令２１２、自動−高指令２１４および停止指令２１６のような複数の制御入力を受信するように構成される。また、定常運転状態信号２１８または故障信号２２０のような適切な出力信号も、制御基板１０２によって発生させることができる。
【００１９】
図２に示すような始動器の実施形態の特に有利な態様は、２速度モータ２００を、片方および／または両方の速度／モードで制御／運転および保護するための、単一の制御基板１０２の能力を含む。本出願の主題事項に合致して、分離可能な接点２２８を含む高速接触器２０２および／または分離可能な接点２３０を含む低速度接触器２０４の調整された操作を介してモータ２００を制御および保護するために、モータ制御基板１０２を用いることができる。このような実施形態の１つの実質的な利点は、複数の過負荷リレー、すなわち接触器２０２、２０４ごとに１つの過負荷リレーを使用しなければならないことを回避し得る点である。図２の始動器の実施形態に示されるように、電流測定値２２２を使用するために計器ベース１０４と一体化させ得る単一の過負荷リレーが、両方の接触器２０２、２０４を介してモータ２００に対する過負荷保護を提供することができる。制御基板１０２は、運転状態を監視し、２つの接触器を、入力信号２１２、２１４、２１６および／またはユーザインタフェーススイッチ２０８、２１０によって指示されるとおりに適切に制御する。
【００２０】
本出願の主題事項に合致する１つまたは複数の複数巻線モータの始動器の実施形態は、２つのトリップ点、すなわち電力供給されている電圧回路ごとに１つのトリップ点を保存および／または実施することが実質的に可能である。接触器は、それらが同時に付勢されることを回避できるように、協調的に、しかし独立に制御することが望ましい。一実施形態においては、制御基板１０２が制御信号出力を両接触器２０２、２０４に同時に供給することを避けるように、低速接触器２０４および高速接触器２０２を機械的インタロック２０６によって分離する。この実施形態は、また、どちらかの接触器を作動させる前に、時間遅れ（例えば０．３秒など）を実行することも可能である。これは、インタロック機構２０６における機械的な錯綜を防ぐことに役立つ。もちろん、０．３秒という遅れの例は説明目的のためのみのものである。当業者は、本出願の主題事項に合致して、より長い遅れまたはより遅い遅れをも使用し得ることを認めるであろう。さらに、時間遅れは、最終ユーザによって、調整可能／構成可能および／または排除可能にすることができるし、あるいはそうする必要はない。
【００２１】
図２をさらに続けて参照すると、制御基板１０２は、定常運転状態指示２１８を組み込み型の特徴として提供するために、状態出力リレーを含むことができる。このような実施形態は、複数態の代替的な機能に対して同じセンサーを用いることができる。例えば、電流センサー１０６を、過負荷保護および運転状態指示２１８を提供するために用いることができる。ＨＡＶＣ制御および保護のような用途においては、ベルト破断のような好ましくない状況が生起して、それに対応して電流が低下すると、状態の出力を状況指示用として提供できる。これは、対応するトリップ指令の付与を伴って、あるいはそれなしに生起し得る。また、制御基板１０２は、エネルギー管理機能を提供することも可能である。電流センサー１０６を介して監視される電流２２２と、電圧センサー２３２を介して監視される電圧とは、計器ベース１０４における電力計量を実質的に可能にする。電圧は電圧センサー２３２を介して監視できるので、定常運転状態指示２２２も真の電力（呼称電流でなく）に基づくことが可能である。電圧および電流の両者を監視することによって、より真なる電力の検出を実現できる。これによって、より厳しい許容誤差のより正確な制御が可能になり、モータ駆動に対するベルト損失などのような好ましくない事象の検出において良好な成果を挙げることができる。有利な追加的態様においては、始動器の１つまたは複数の実施形態が、組み合わせ装置において状態指示および過負荷保護の両者を提供するために、手動および／または自己校正型の過負荷装置を用いることができる。また、このような実施形態の機能は、全負荷アンペア数（ＦＬＡ）の少なくとも所定の百分率である被監視電流２２２に基づく状態報知用の自動検出をも含むことができる。ＦＬＡは、各モータ巻線用のメモリを操作する制御基板１０２に当初に供給できるか、あるいは、自己校正型の過負荷回路／リレーによって自動的に決定できる。
【００２２】
以下の記述は、２速度モータの始動器の実施形態（単なる一例として図２に示すような）のための操作方法論の一実施形態を例示する。この実施形態においては、２速度２巻線用の始動器が、前記の制御基板の１つまたは複数の特徴に基づいて設計される。特に、この始動器の実施形態は、先にモータが作動していた速度より低い速度でモータを駆動するための接触器を係合する前にモータの十分な減速を可能にするために、２つの別個のモータ全負荷電流／アンペア数設定（各巻線に対して１つ）と、２つの自動始動入力（自動低および自動高）と、１つの減速タイマ設定とを有する。
【００２３】
図３は、本出願の主題事項に合致する始動器の方法論に含まれ得るステップの一実施形態を示す。図３を特に参照すると、プロセスは、制御スイッチ３００によってどの制御源が指示されるかを決定することから開始される。ＨＯＡスイッチが手動位置３０２にあって、始動器が停止モード３０４になく（停止モードにある場合は、始動器は代わりの制御指令３４０を待機するであろう）、かつ、速度スイッチ３０６が低速３１０または高速３０８の位置に設定されている場合には、この始動器の実施形態は、その結果として、低速接触器３１２または高速接触器３１４を操作する出力を提供でき、かつ、対応する運転過負荷電流設定を、その選択された巻線設定（低速巻線用の３１６および高速巻線用の３１８）に対応する値に変えることができる。実施形態は、操作される接触器の切り換えの間に過ぎ去る十分な時間の確保を補助するために（錯綜、信号の競合などを避けるために）、少なくとも部分的に、冷却タイマを使用することが可能である。適当な接触器およびトリップ点の設定が実行されると、冷却タイマをリセット３２０できる。一実施形態においては、速度スイッチ位置が、高からオフに、それから低に変えられたとすると、減速タイマ３４２が、低速接触器を係合する前に、高速スイッチの入力が無効化された時点から測定される時間遅れを提供できる。高速が再度始動されると、減速タイマをリセットできる。各設定および接触器は別個の独立回路として操作可能であるので、始動器が、１つの速度設定における過負荷条件に抵触すると、他の速度設定はそれ自体の過負荷設定でもって実行することが可能である。
【００２４】
図３をさらに続けて参照すると、ＨＯＡスイッチ３００が自動位置３２２にあって、始動器が停止モード３２４にない場合、始動器は、どの自動入力が受信されているか３２６を決定する。自動低速入力３３０または自動高速入力３２８が活性化されている場合、始動器は、それぞれ、低速接触器３３４または高速接触器３３２に対する出力を提供するように作動し、対応する適切な過負荷電流設定が用いられる（高速巻線用の３３６および低速巻線用の３３８）。接触器が選択／付勢された後、冷却タイマ３２０をリセットできる。手動設定における操作と同様に、自動設定において自動高速入力が無効化されると、低速接触器３３４を操作する前に、自動高速入力３２８が無効化された時点から測定される十分な時間遅れを提供するのを補助するために、減速タイマ３４６を少なくとも部分的に用いることができる。高速接触器３３２が再度始動されると、減速タイマをリセットできる。始動器の実施形態が選択されたいずれかの速度における過負荷条件に抵触すると、もう一方の速度を、対応するそれ自体の過負荷設定で始動することが可能である。自動モード３２２を運転する際には、始動器の実施形態は次のような一方法論を用いることができる。すなわち、ＨＯＡスイッチが自動位置３２２にあり、両自動入力３２８、３３０が活性化／受信されていると、始動器が高速接触器３３２を作動させることができ、自動高速入力が無効化されるならば／されるときに、減速タイマ３４６を作動させることになるであろう、という方法論である。
【００２５】
始動器が用いられる運転の環境または実行に少なくとも部分的に応じて、始動器の実施形態は、有利な付加的特徴のための付加的なステップを含むことができる。例えば、定常運転状態の出力は、計算されている実際の電力消費であって作動巻線のＦＬＡ設定の少なくとも所定の百分率である電力消費に基づいて活性化することができる。また、本出願の主題事項に合致する始動器は、少なくとも部分的に制御基板によって制御される有利な付加的機能を含むことができる。このような機能の単なる一例として、ＡＣまたはＤＣダンパーの制御機能を挙げることができる。
【００２６】
以上述べた実施形態の詳細に対して、本発明の基底にある原理から離れることなく多くの変更をなし得ることは、当業者にとって明らかであろう。従って、本発明の範囲は、以下の請求項によってのみ決定されるべきである。
【手続補正２】
【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】
分離型巻線を有するモータ用の始動器システムにおいて、
モータの第１巻線用の第１制御パラメータ、および、前記モータの第２巻線用の第２制御パラメータを監視するように構成される始動器制御モジュールと、
前記モータ用の第１運転モード設定と、前記モータ用の第２運転モード設定との間を選択するためのスイッチ機構と、
前記第１運転モードの選択を指示する前記スイッチ機構に応答して、前記モータの第１巻線を選択的に付勢するように構成される第１接触器と、
前記第２運転モードの選択を指示する前記スイッチ機構に応答して、前記モータの第２巻線を選択的に付勢するように構成される第２接触器と、
前記モータに対して、
前記第１運転モードが選択される場合には、前記第１制御パラメータと合致して検出される過負荷条件に応答して、前記第１接触器を開き、かつ、
前記第２運転モードが選択される場合には、前記第２制御パラメータと合致して検出される過負荷条件に応答して、前記第２接触器を開く、
ことによって、熱的保護を提供するように構成される過負荷保護装置と、
を含む単一の筐体を備える、ことを特徴とする始動器システム。
【請求項２】
請求項１に記載のシステムにおいて、前記スイッチ機構がユーザ選択可能なスイッチである、ことを特徴とするシステム。
【請求項３】
請求項１に記載のシステムにおいて、前記スイッチ機構が遠隔オートメーション入力信号である、ことを特徴とするシステム。
【請求項４】
請求項１に記載のシステムにおいて、前記始動器制御モジュールが、定常運転状態報知または故障報知の少なくとも一つを提供するように構成される、ことを特徴とするシステム。
【請求項５】
請求項１に記載のシステムにおいて、前記第２運転モードが前記モータを前記第１運転モードよりも遅い速度で運転する場合は、前記第１巻線を付勢する前記第１接触器に引き続いて前記第２巻線を付勢する前記第２接触器の遅れを容易にするための減速タイマをさらに含む、ことを特徴とするシステム。
【請求項６】
請求項１に記載のシステムにおいて、前記第１接触器および前記第２接触器の作動の競合を避けるための機械的なインタロックをさらに含む、ことを特徴とするシステム。
【請求項７】
請求項１に記載のシステムにおいて、前記第１制御パラメータが前記第１巻線用の第１全負荷アンペア数の定格値を含み、前記第２制御パラメータが前記第２巻線用の第２全負荷アンペア数を含む、ことを特徴とするシステム。
【請求項８】
請求項１に記載のシステムにおいて、前記始動器制御モジュールが、ライン電圧または電流の少なくとも一つを測定するように構成される計器ベースをさらに含む、ことを特徴とするシステム。
【請求項９】
分離型巻線モータ用の始動器制御装置において、
モータに供給される電流を測定するための計器ベースと、
始動器制御基板であって、
それぞれ前記モータの第１巻線および前記モータの第２巻線に対応する第１および第２操作パラメータを保存するためのマイクロプロセッサベースのメモリと、
前記第１巻線または前記第２巻線の選択を受信するための制御源入力と、
前記受信された選択に合致して前記第１巻線または前記第２巻線を選択的に付勢するための制御出力と、
前記計器ベースによって測定される対応する第１過負荷電流または第２過負荷電流に応答して、前記第１巻線または前記第２巻線のいずれかによって作動する前記モータを保護するように構成される過負荷保護回路と、
を含む始動器制御基板と、
を含む単一の筐体を備える、ことを特徴とする始動器制御装置。
【請求項１０】
分離型巻線モータの制御方法において、
モータに対する第１運転モードまたは第２運転モードの選択を受け入れるステップと、
選択される前記第１運転モードに応答して、前記モータの第１巻線を付勢するために第１接触器を係合するステップであって、前記第１巻線は、前記第１運転モードに対応しかつ第１操作パラメータを有する、ステップと、
選択される前記第２運転モードに応答して、前記モータの第２巻線を付勢するために第２接触器を係合するステップであって、前記第２巻線は、前記第２運転モードに対応しかつ第２操作パラメータを有する、ステップと、
過負荷保護装置を、
前記第１運転モードが選択される場合には、前記モータを、前記第１操作パラメータと合致する過負荷から保護するために、かつ、
前記第２運転モードが選択される場合には、前記モータを、前記第２操作パラメータと合致する過負荷から保護するために、
設けるステップと、
を含む、ことを特徴とする方法。
【請求項１１】
請求項１０に記載の方法において、前記前記第１運転モードが、前記第２運転モードより高速度で前記モータを運転する場合には、選択される前記第１運転モードと、引き続く前記第２運転モードの選択との間において、前記モータの時限減速を可能にするステップをさらに含む、ことを特徴とする方法。
【請求項１２】
請求項９に記載の装置において、前記計器ベースが少なくとも１つの電流センサーを含む、ことを特徴とする装置。
【請求項１３】
請求項１２に記載の装置において、前記計器ベースが、前記モータへの真の電力の測定を容易にするために設けられる電圧センサーをさらに含む、ことを特徴とする装置。
【国際調査報告】
2014527395.tif 000006