JPH0522915A - 自己始動形永久磁石式単相同期電動機 - Google Patents
自己始動形永久磁石式単相同期電動機Info
- Publication number
- JPH0522915A JPH0522915A JP3168143A JP16814391A JPH0522915A JP H0522915 A JPH0522915 A JP H0522915A JP 3168143 A JP3168143 A JP 3168143A JP 16814391 A JP16814391 A JP 16814391A JP H0522915 A JPH0522915 A JP H0522915A
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- JP
- Japan
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- permanent magnet
- torque
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は一般産業用その他に使用される自己
始動形永久磁石式単相同期電動機において、電機子巻線
を工夫して始動中のみ主回路の磁束密度を上げて、同期
引込みトルクを大きくすることを目的とする。 【構成】 電機子巻線のコイルの巻回数の途中から中間
タップリード線を引出し、始動中は主回路の巻回数が少
くなるように接続し、同期運転に入ると主回路の巻回数
が多くなるように接続して運転するものである。
始動形永久磁石式単相同期電動機において、電機子巻線
を工夫して始動中のみ主回路の磁束密度を上げて、同期
引込みトルクを大きくすることを目的とする。 【構成】 電機子巻線のコイルの巻回数の途中から中間
タップリード線を引出し、始動中は主回路の巻回数が少
くなるように接続し、同期運転に入ると主回路の巻回数
が多くなるように接続して運転するものである。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、一般産業用その他に使
用される自己始動形永久磁石式単相同期電動機に関す
る。
用される自己始動形永久磁石式単相同期電動機に関す
る。
【0002】
【従来の技術】自己始動形永久磁石式単相誘導電動機
は、定速度運転性および高効率性等優れた利点を有して
いる。
は、定速度運転性および高効率性等優れた利点を有して
いる。
【0003】従来の自己始動形永久磁石式単相同期電動
機の構成の一事例を図6〜図8を使用して説明する。
機の構成の一事例を図6〜図8を使用して説明する。
【0004】図6は固定子の電機子巻線の接続図を示す
ものであって、Mは主コイル、Aは補助コイル、CRは
運転用コンデンサ、CSは始動用コンデンサ、Ryは始動
用コンデンサの開閉リレーである。ここで始動中は始動
用コンデンサCSが運転用コンデンサCRと並列接続され
た状態で電源が印加され、始動完了時点で開閉リレーR
yが作動して始動用コンデンサCSが開放され、以後は補
助回路には運転用コンデンサCRのみが挿入された形で
運転される。
ものであって、Mは主コイル、Aは補助コイル、CRは
運転用コンデンサ、CSは始動用コンデンサ、Ryは始動
用コンデンサの開閉リレーである。ここで始動中は始動
用コンデンサCSが運転用コンデンサCRと並列接続され
た状態で電源が印加され、始動完了時点で開閉リレーR
yが作動して始動用コンデンサCSが開放され、以後は補
助回路には運転用コンデンサCRのみが挿入された形で
運転される。
【0005】上記した電機子巻線の構成は通常のコンデ
ンサ始動コンデンサラン形単相誘導電動機と同様であ
る。
ンサ始動コンデンサラン形単相誘導電動機と同様であ
る。
【0006】次に図7は、この電動機の回転子1の軸と
直角方向の縦断面図であり、2は回転子鉄心、3は永久
磁石、4は永久磁石間の磁気短絡防止用のスリットであ
り、5は始動用2次導体であって回転子鉄心両側面に配
設した短絡環(図示せず)と結合されている。
直角方向の縦断面図であり、2は回転子鉄心、3は永久
磁石、4は永久磁石間の磁気短絡防止用のスリットであ
り、5は始動用2次導体であって回転子鉄心両側面に配
設した短絡環(図示せず)と結合されている。
【0007】以上のように構成された自己始動形永久磁
石式単相同期電動機の作動について図8を使用して説明
する。
石式単相同期電動機の作動について図8を使用して説明
する。
【0008】図8は電動機が始動して同期運転に到るま
での回転数とトルクの関係を示す。まず固定子の電機子
巻線に電源が印加されると2相回転磁界が発生し、この
磁束が回転子1の始動用2次導体5に鎖交することによ
って導体内に誘導電流が流れ、前記磁束と作用してトル
クを生じて回転し始める。即ち本同期電動相は誘導電動
機として始動し、図8中の曲線AまたはBの如きトルク
を発生しながら回転数が上昇していく。ここで曲線Aは
電機子巻線の作る磁界の磁束密度を効率上最適な値にし
たときのトルク特性であり、曲線Bは磁束密度を高く取
った場合のトルク特性である。
での回転数とトルクの関係を示す。まず固定子の電機子
巻線に電源が印加されると2相回転磁界が発生し、この
磁束が回転子1の始動用2次導体5に鎖交することによ
って導体内に誘導電流が流れ、前記磁束と作用してトル
クを生じて回転し始める。即ち本同期電動相は誘導電動
機として始動し、図8中の曲線AまたはBの如きトルク
を発生しながら回転数が上昇していく。ここで曲線Aは
電機子巻線の作る磁界の磁束密度を効率上最適な値にし
たときのトルク特性であり、曲線Bは磁束密度を高く取
った場合のトルク特性である。
【0009】続いて、回転数が同期速度近くのNPに到
達すると、回転子1は永久磁石3の磁極によって同期速
度NSに引込まれ、以後は電源周波数に同期して同期ト
ルクTSAまたTSBを発生しながら同期運転を行うことと
なる。この際、開閉リレーR yが作動して始動用コンデ
ンサCSは開放され、補助回路には運転用コンデンサC R
のみが挿入された状態で2相運転される。
達すると、回転子1は永久磁石3の磁極によって同期速
度NSに引込まれ、以後は電源周波数に同期して同期ト
ルクTSAまたTSBを発生しながら同期運転を行うことと
なる。この際、開閉リレーR yが作動して始動用コンデ
ンサCSは開放され、補助回路には運転用コンデンサC R
のみが挿入された状態で2相運転される。
【0010】本電動機は負荷の大きさに拘らず電源周波
数に同期した定速運転が行えるとともに、永久磁石3の
発生磁束により励磁電力が不要となり高い効率を得られ
る等の大きな利点を有する。
数に同期した定速運転が行えるとともに、永久磁石3の
発生磁束により励磁電力が不要となり高い効率を得られ
る等の大きな利点を有する。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記のよ
うな構成では、所要の同期引込みトルクTPBを得るため
には電機子巻線の作る回転磁界の磁束密度を大きく取る
必要があった。
うな構成では、所要の同期引込みトルクTPBを得るため
には電機子巻線の作る回転磁界の磁束密度を大きく取る
必要があった。
【0012】即ち始動中の誘電電動機としてのトルク特
性は、単相機であるため同期速度では負のトルクを有す
ることに加え、永久磁石による制動トルクが重畳して、
同期引込みトルクが得にくいという不利さがある。
性は、単相機であるため同期速度では負のトルクを有す
ることに加え、永久磁石による制動トルクが重畳して、
同期引込みトルクが得にくいという不利さがある。
【0013】これを補うため、電子巻線の主回路の巻回
数を少くして、磁束密度を高く取り、始動中のトルク特
性を曲線Aから曲線Bに上げることにより、同期引込み
トルクをTPAから所要値TPBまで引上げるようにしてい
た。
数を少くして、磁束密度を高く取り、始動中のトルク特
性を曲線Aから曲線Bに上げることにより、同期引込み
トルクをTPAから所要値TPBまで引上げるようにしてい
た。
【0014】このとき同期トルクもTSAからTSBに上る
こととなり、TSAが既に充分な値である場合は、所要の
同期引込みTPBを得るために必要以上の同期トルクを発
生させるという無駄を生じていた。
こととなり、TSAが既に充分な値である場合は、所要の
同期引込みTPBを得るために必要以上の同期トルクを発
生させるという無駄を生じていた。
【0015】しかしながら、この磁束密度を高く取るこ
とにより、電機子巻線の回転磁界の磁束による鉄損が増
加するため、高い効率を得る上での阻害要因になるとい
う問題点を有していた。
とにより、電機子巻線の回転磁界の磁束による鉄損が増
加するため、高い効率を得る上での阻害要因になるとい
う問題点を有していた。
【0016】本発明は上記問題点に鑑み、電機子巻線を
工夫することにより、前記問題点を解決して、所要の同
期引込みトルクTPBを確保しつつ効率の高い自己始動形
永久磁石式単相同期電動機を提供しようとするものであ
る。
工夫することにより、前記問題点を解決して、所要の同
期引込みトルクTPBを確保しつつ効率の高い自己始動形
永久磁石式単相同期電動機を提供しようとするものであ
る。
【0017】
【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに、本発明の自己始動形永久磁石式単相同期電動機
は、主コイルおよび補助コイルよりなる電機子巻線を有
する固定子と、永久磁石および始動用2次導体を有する
回転子とを具備したものであって、前記電機子巻線のコ
イルの巻回数の途中から中間タップリード線を引出すと
ともに、始動中は主回路の巻回数が少くなるように接続
し、同期運転に入ると主回路の巻回数が多くなるように
接続して運転する構成とするものである。
めに、本発明の自己始動形永久磁石式単相同期電動機
は、主コイルおよび補助コイルよりなる電機子巻線を有
する固定子と、永久磁石および始動用2次導体を有する
回転子とを具備したものであって、前記電機子巻線のコ
イルの巻回数の途中から中間タップリード線を引出すと
ともに、始動中は主回路の巻回数が少くなるように接続
し、同期運転に入ると主回路の巻回数が多くなるように
接続して運転する構成とするものである。
【0018】また、電機子巻線のリード線の接続切換え
作動と始動用コンデンサの開閉作動とを1個のリレーで
行う構成をも提供するものである。
作動と始動用コンデンサの開閉作動とを1個のリレーで
行う構成をも提供するものである。
【0019】
【作用】本発明は上記した構成によって、始動中は電機
子巻線の作る磁束密度が高くなって大きなトルクが得ら
れるため、同期引込みトルクを引上げることができると
ともに、同期運転中は所要の同期トルクが取れるだけの
適正な磁束密度となるため、鉄損の増加を防ぐことがで
きて高い効率を確保することが可能となる。
子巻線の作る磁束密度が高くなって大きなトルクが得ら
れるため、同期引込みトルクを引上げることができると
ともに、同期運転中は所要の同期トルクが取れるだけの
適正な磁束密度となるため、鉄損の増加を防ぐことがで
きて高い効率を確保することが可能となる。
【0020】また、電機子巻線のリード線の接続切換え
作動と始動用コンデンサの開閉作動とを1個のリレーを
使用してまとめて行うため、部品点数が少くなるととも
に、作動の信頼性を向上させることができる。
作動と始動用コンデンサの開閉作動とを1個のリレーを
使用してまとめて行うため、部品点数が少くなるととも
に、作動の信頼性を向上させることができる。
【0021】
【実施例】以下本発明の実施例における自己始動形永久
磁石式単相同期電動機について図面を参照しながら説明
する。
磁石式単相同期電動機について図面を参照しながら説明
する。
【0022】図1は本発明の第1の実施例における電機
子巻線の接続図を示す。主コイルMの全巻数WMはWM1
とWM2とに分別されており、全巻数WMの両端のリード
線LC,LMの他に、WM1とWM2との分割点から中間タッ
プリード線LTMが引出されている。リード線LCおよび
LTMはリード線の接続切換えリレーRy1を介して電源に
接続される。ここで主コイルMの全巻回数WMは、同期
運転中所要の同期トルクTSAが得られ、且つ高い効率が
得られる適正な磁束密度になるように設定されている。
また回転子の構造は従来例と同様であり、図示は省略し
ている。
子巻線の接続図を示す。主コイルMの全巻数WMはWM1
とWM2とに分別されており、全巻数WMの両端のリード
線LC,LMの他に、WM1とWM2との分割点から中間タッ
プリード線LTMが引出されている。リード線LCおよび
LTMはリード線の接続切換えリレーRy1を介して電源に
接続される。ここで主コイルMの全巻回数WMは、同期
運転中所要の同期トルクTSAが得られ、且つ高い効率が
得られる適正な磁束密度になるように設定されている。
また回転子の構造は従来例と同様であり、図示は省略し
ている。
【0023】図1の回路の作動および目的について、そ
の回転数とトルクの関係を表すグラフである。図2をも
併用して説明する。始動中は電源はリード線の接続切換
えリレーRy1により、リード線LTMとLMとの間に印加
され、主回路の巻回数はWM1、補助回路の巻回数はWM2
+WAとなる。
の回転数とトルクの関係を表すグラフである。図2をも
併用して説明する。始動中は電源はリード線の接続切換
えリレーRy1により、リード線LTMとLMとの間に印加
され、主回路の巻回数はWM1、補助回路の巻回数はWM2
+WAとなる。
【0024】始動中は単相誘導電動機として作動する
が、その発生トルクはほぼ主回路の巻回数WM1によって
決り、いまWM1は主コイルMの全巻回数WMよりも少い
ので、磁束密度はWM/WM1の比率で大きくなる。従っ
て始動中の発生トルクは、主コイルMの全巻回数WMの
両端のリード線LCとLMに電源印加したときの図2の曲
線Aに比べて曲線Bの如く大きくなる。
が、その発生トルクはほぼ主回路の巻回数WM1によって
決り、いまWM1は主コイルMの全巻回数WMよりも少い
ので、磁束密度はWM/WM1の比率で大きくなる。従っ
て始動中の発生トルクは、主コイルMの全巻回数WMの
両端のリード線LCとLMに電源印加したときの図2の曲
線Aに比べて曲線Bの如く大きくなる。
【0025】このため同期引込みトルクはTPAから所要
のTPBまで引上げることができる。ここで巻回数WM1と
WM2の配分は所要の同期引込みトルクTPBが得られるよ
うなトルク曲線Bになるように設計されている。
のTPBまで引上げることができる。ここで巻回数WM1と
WM2の配分は所要の同期引込みトルクTPBが得られるよ
うなトルク曲線Bになるように設計されている。
【0026】始動が完了した時点で切換えリレーRy1の
作動により電源はリード線LCとLMに印加されて同期運
転されるが、主回路は全巻回数WMとなって磁束密度が
適正な値まで下がり、上述した如く所要の同期トルクT
SAを確保し、且つ高い効率が得られることとなる。従っ
て従来例の如く、所要の同期引込みトルクTSAを得るた
めに磁束密度を高く取ることによって、同期運転中にも
磁束密度が高いままとなって鉄損が増大し、効率を低下
させるという問題点を解決することができる。
作動により電源はリード線LCとLMに印加されて同期運
転されるが、主回路は全巻回数WMとなって磁束密度が
適正な値まで下がり、上述した如く所要の同期トルクT
SAを確保し、且つ高い効率が得られることとなる。従っ
て従来例の如く、所要の同期引込みトルクTSAを得るた
めに磁束密度を高く取ることによって、同期運転中にも
磁束密度が高いままとなって鉄損が増大し、効率を低下
させるという問題点を解決することができる。
【0027】尚、同期運転に入った時点で開閉リレーR
y2が作動して始動用コンデンサCSを開放し、補助回路
は運転用コンデンサCRのみが挿入された形で2相運転
されることは従来例と同様である。
y2が作動して始動用コンデンサCSを開放し、補助回路
は運転用コンデンサCRのみが挿入された形で2相運転
されることは従来例と同様である。
【0028】図3は本発明の第2の実施例を示す電機子
巻線の接続図である。本事例では補助コイルAの全巻回
数WAはWA1とWA2とに分割され、その分割点から中間
タップリード線LTAが引出されている。始動中の主回路
の巻回数は主コイルMのWMだけであり、同期運転中の主
回路の巻回数は主コイルのWMと補助コイルのWAZとの
合成となり、補助回路の巻回数は補助コイルのWA1だけ
となる。ここで、各コイルの巻回数の設定は、主コイル
Mの巻回数WMは始動中にトルク曲線Bが得られる磁束
密度になるように、補助コイルAの巻回数WA2はWMと
の合成巻回数が所要の同期トルクTSAが得られ、且つ高
い効率が得られる適正な磁束密度になるように設定さ
れ、またWA1は主回路との兼合いで、トルクや効率その
他を配慮して決められる。リード線の接続切換えリレー
Ry1および始動用コンデンサの開閉リレーRy2の作動は
前記図1の例と同様である。
巻線の接続図である。本事例では補助コイルAの全巻回
数WAはWA1とWA2とに分割され、その分割点から中間
タップリード線LTAが引出されている。始動中の主回路
の巻回数は主コイルMのWMだけであり、同期運転中の主
回路の巻回数は主コイルのWMと補助コイルのWAZとの
合成となり、補助回路の巻回数は補助コイルのWA1だけ
となる。ここで、各コイルの巻回数の設定は、主コイル
Mの巻回数WMは始動中にトルク曲線Bが得られる磁束
密度になるように、補助コイルAの巻回数WA2はWMと
の合成巻回数が所要の同期トルクTSAが得られ、且つ高
い効率が得られる適正な磁束密度になるように設定さ
れ、またWA1は主回路との兼合いで、トルクや効率その
他を配慮して決められる。リード線の接続切換えリレー
Ry1および始動用コンデンサの開閉リレーRy2の作動は
前記図1の例と同様である。
【0029】上記した図1〜図3の実施例はいずれも始
動用コンデンサCSを使用した例であるが、始動用コン
デンサCSを使用せず、運転用コンデンサCRのみを使用
する自己始動形永久磁石式単相同期電動機についても、
中間タップリード線を設けて同様の目的を達成すること
が可能であるが、図例および詳細説明は省略する。
動用コンデンサCSを使用した例であるが、始動用コン
デンサCSを使用せず、運転用コンデンサCRのみを使用
する自己始動形永久磁石式単相同期電動機についても、
中間タップリード線を設けて同様の目的を達成すること
が可能であるが、図例および詳細説明は省略する。
【0030】次に図4および図5に第3および第4の実
施例を示す。いずれも前記図1および図3におけるリー
ド線の接続切換えリレーRy1の作動と始動用コンデンサ
CSの開閉リレーRy2の作動とを1個のリレーでまとめ
て行おうとするものであり、図中では2回路リレーを使
用する場合を示している。双方の作動を1個のリレーで
まとめて行うため、部品点数を少くできるとともに作動
の信頼性を向上させることができる。
施例を示す。いずれも前記図1および図3におけるリー
ド線の接続切換えリレーRy1の作動と始動用コンデンサ
CSの開閉リレーRy2の作動とを1個のリレーでまとめ
て行おうとするものであり、図中では2回路リレーを使
用する場合を示している。双方の作動を1個のリレーで
まとめて行うため、部品点数を少くできるとともに作動
の信頼性を向上させることができる。
【0031】
【発明の効果】以上のように本発明は、主コイルおよび
補助コイルよりなる電機子巻線を有する固定子と、永久
磁石および始動用2次導体を有する回転子とを具備した
ものであって、前記電機子巻線のコイルの巻回数の途中
から中間タップリード線を引出すとともに、始動中は主
回路の巻回数が少くなるように接続し、同期運転に入る
と主回路の巻回数が多くなるように接続して運転する構
成としているため、始動中は電機子巻線の磁束密度が高
くなって大きな同期引込みトルクが確保でき、且つ同期
運転中は磁束密度が低下して適正な値となるので高い効
率を得ることができる。
補助コイルよりなる電機子巻線を有する固定子と、永久
磁石および始動用2次導体を有する回転子とを具備した
ものであって、前記電機子巻線のコイルの巻回数の途中
から中間タップリード線を引出すとともに、始動中は主
回路の巻回数が少くなるように接続し、同期運転に入る
と主回路の巻回数が多くなるように接続して運転する構
成としているため、始動中は電機子巻線の磁束密度が高
くなって大きな同期引込みトルクが確保でき、且つ同期
運転中は磁束密度が低下して適正な値となるので高い効
率を得ることができる。
【0032】また電機子巻線のリード線の接続切換え作
動と始動用コンデンサの開閉作動とを1個のリレーで行
う構成としているため、部品点数を少くできるととも
に、作動の信頼性を向上させることができる。
動と始動用コンデンサの開閉作動とを1個のリレーで行
う構成としているため、部品点数を少くできるととも
に、作動の信頼性を向上させることができる。
【図1】本発明の一実施例を示す自己始動形永久磁石式
単相同期電動機の電機子巻線の接続図
単相同期電動機の電機子巻線の接続図
【図2】本発明の一実施例の同期電動機の回転数とトル
クの関係を表すグラフ
クの関係を表すグラフ
【図3】本発明の他の実施例を示す自己始動形永久磁石
式単相同期電動機の電機子巻線の接続図
式単相同期電動機の電機子巻線の接続図
【図4】本発明の他の実施例を示す自己始動形永久磁石
式単相同期電動機の電機子巻線とリレーとを接続する回
路図
式単相同期電動機の電機子巻線とリレーとを接続する回
路図
【図5】本発明の他の実施例を示す回路図
【図6】従来の自己始動形永久磁石式単相同期電動機の
電機子巻線の接続図
電機子巻線の接続図
【図7】従来の自己始動形永久磁石式単相同期電動機の
回転子の軸と直角方向の縦断面図
回転子の軸と直角方向の縦断面図
【図8】従来の自己始動形永久磁石式単相同期電動機の
回転数とトルクの関係を表すグラフ
回転数とトルクの関係を表すグラフ
M 主コイル
A 補助コイル
WM,WM1,WM2,WA 巻回数
LTM 中間タップリード線
Claims (2)
- 【請求項1】 主コイルおよび補助コイルよりなる電機
子巻線を有する固定子と、永久磁石および始動用2次導
体を有する回転子とを具備したものであって、前記電機
子巻線のコイルの巻回数の途中から中間タップリード線
を引出すとともに、始動中は主回路の巻回数が少くなる
ように接続し、同期運転に入ると主回路の巻回数が多く
なるように接続して運転することを特徴とする自己始動
形永久磁石式単相同期電動機。 - 【請求項2】 電機子巻線のリード線の接続切換え作動
と始動用コンデンサの開閉作動とを1個のリレーで行う
ことを特徴とする請求項1記載の自己始動形永久磁石式
単相同期電動機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3168143A JPH0522915A (ja) | 1991-07-09 | 1991-07-09 | 自己始動形永久磁石式単相同期電動機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3168143A JPH0522915A (ja) | 1991-07-09 | 1991-07-09 | 自己始動形永久磁石式単相同期電動機 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0522915A true JPH0522915A (ja) | 1993-01-29 |
Family
ID=15862630
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3168143A Pending JPH0522915A (ja) | 1991-07-09 | 1991-07-09 | 自己始動形永久磁石式単相同期電動機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0522915A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1501182A3 (en) * | 2003-07-23 | 2006-09-06 | Lg Electronics Inc. | Driving circuit and method for starting hybrid induction motors |
| US8232696B2 (en) | 2008-11-07 | 2012-07-31 | Honda Motor Co., Ltd. | Coil structure, coil connection control apparatus, and magnetic electricity generator |
-
1991
- 1991-07-09 JP JP3168143A patent/JPH0522915A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1501182A3 (en) * | 2003-07-23 | 2006-09-06 | Lg Electronics Inc. | Driving circuit and method for starting hybrid induction motors |
| KR100823920B1 (ko) * | 2003-07-23 | 2008-04-22 | 엘지전자 주식회사 | 하이브리드 인덕션 모터의 구동회로 및 방법 |
| US8232696B2 (en) | 2008-11-07 | 2012-07-31 | Honda Motor Co., Ltd. | Coil structure, coil connection control apparatus, and magnetic electricity generator |
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