JPH05252708A - 単相インダクション始動形同期モータ - Google Patents
単相インダクション始動形同期モータInfo
- Publication number
- JPH05252708A JPH05252708A JP4045316A JP4531692A JPH05252708A JP H05252708 A JPH05252708 A JP H05252708A JP 4045316 A JP4045316 A JP 4045316A JP 4531692 A JP4531692 A JP 4531692A JP H05252708 A JPH05252708 A JP H05252708A
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- JP
- Japan
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- motor
- phase induction
- synchronous motor
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- synchronous
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 ８５〜９０％の高効率を安定した始動特性を
保ちつつ実現する、低コストな単相インダクション始動
形同期モータを提供する。 【構成】 主巻線１２ａをさらに巻き足したタップ巻線
１４を設け、タップ切り換えスイッチ１８ａ，１８ｂ
を、始動から同期引き込みまでの始動状態では１８ａと
して始動トルクを高め、同期引き込み後は１８ｂとして
運転効率が高い状態とする。
保ちつつ実現する、低コストな単相インダクション始動
形同期モータを提供する。 【構成】 主巻線１２ａをさらに巻き足したタップ巻線
１４を設け、タップ切り換えスイッチ１８ａ，１８ｂ
を、始動から同期引き込みまでの始動状態では１８ａと
して始動トルクを高め、同期引き込み後は１８ｂとして
運転効率が高い状態とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、二次導体と永久磁石を
併せ持つロータを備えた単相インダクション始動形同期
モータに関する。
併せ持つロータを備えた単相インダクション始動形同期
モータに関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、エアコン、冷蔵庫など、家電機器
に使用されるモータは、単相電源で運転されるにもかか
わらず、低消費電力の効率の高いモータへの要求が強く
なっている。従来家電機器のモータは、一部の用途を除
いてインダクションモータが主流であったが、最近はエ
アコン用などにブラシレスモータが採用されつつある。
ブラシレスモータは、界磁として永久磁石を使用してい
るため励磁損失がなく、インダクションモータに比較し
高効率が得られる利点がある。
に使用されるモータは、単相電源で運転されるにもかか
わらず、低消費電力の効率の高いモータへの要求が強く
なっている。従来家電機器のモータは、一部の用途を除
いてインダクションモータが主流であったが、最近はエ
アコン用などにブラシレスモータが採用されつつある。
ブラシレスモータは、界磁として永久磁石を使用してい
るため励磁損失がなく、インダクションモータに比較し
高効率が得られる利点がある。
【０００３】図４は従来の家電機器に使用されているブ
ラシレスモータの基本構成を示すブロック図である。図
４において、４１はステータで、通常三相巻線が施され
ており、インダクションモータのステータと同様の構造
である。４２はロータで界磁として永久磁石が使用され
ている。ステータ４１とロータ４２で同期モータを構成
しており、インバータ回路４５が出力する周波数に応じ
た同期速度で回転する。１０は単相商用電源である。４
４は整流回路で、単相商用電源１０の交流を直流に変換
する。４５はインバータ回路であり、整流回路４４によ
って得られた直流を適当な周波数の交流に変換する。
ラシレスモータの基本構成を示すブロック図である。図
４において、４１はステータで、通常三相巻線が施され
ており、インダクションモータのステータと同様の構造
である。４２はロータで界磁として永久磁石が使用され
ている。ステータ４１とロータ４２で同期モータを構成
しており、インバータ回路４５が出力する周波数に応じ
た同期速度で回転する。１０は単相商用電源である。４
４は整流回路で、単相商用電源１０の交流を直流に変換
する。４５はインバータ回路であり、整流回路４４によ
って得られた直流を適当な周波数の交流に変換する。
【０００４】以上のような構成により、当初は静止して
いるロータを脱調させないように徐々に回転数を上昇さ
せることで任意の回転速度を得ている。
いるロータを脱調させないように徐々に回転数を上昇さ
せることで任意の回転速度を得ている。
【０００５】このブラシレスモータは界磁に永久磁石を
用いているため励磁損失がなく８５〜９０％の高効率を
得ることができるが、従来のインダクションモータと比
較して整流回路４４やインバータ回路４５が必要とな
る。また実際に採用するに当たっては、図４の基本構成
の他に、速度制御回路などが必要となる場合が多く、コ
スト面において不利な点がある。
用いているため励磁損失がなく８５〜９０％の高効率を
得ることができるが、従来のインダクションモータと比
較して整流回路４４やインバータ回路４５が必要とな
る。また実際に採用するに当たっては、図４の基本構成
の他に、速度制御回路などが必要となる場合が多く、コ
スト面において不利な点がある。
【０００６】ブラシレスモータに代って家電機器に使用
できそうなモータとして、インダクション始動形同期モ
ータがある。このモータは、始動用の二次導体と同期運
転用の永久磁石を併せ持つロータを備えており、商用交
流電源の直接印加で始動および同期運転が可能である。
できそうなモータとして、インダクション始動形同期モ
ータがある。このモータは、始動用の二次導体と同期運
転用の永久磁石を併せ持つロータを備えており、商用交
流電源の直接印加で始動および同期運転が可能である。
【０００７】図５は三相インダクション始動形同期モー
タの基本構成を示すブロック図である。５１はステータ
で三相インダクションモータのステータの構造と同じで
ある。５２はロータで、始動用二次導体５２ａと同期運
転用の永久磁石５２ｂを備えている。５３は三相交流電
源である。ブラシレスモータと比較し、整流回路やイン
バータ回路がないので低コストにすることができる。
タの基本構成を示すブロック図である。５１はステータ
で三相インダクションモータのステータの構造と同じで
ある。５２はロータで、始動用二次導体５２ａと同期運
転用の永久磁石５２ｂを備えている。５３は三相交流電
源である。ブラシレスモータと比較し、整流回路やイン
バータ回路がないので低コストにすることができる。
【０００８】図６は家電機器に用途が多いと思われる２
極単相インダクション始動形同期モータの構成を示すブ
ロック図である。６１はステータで、家電機器用に従来
より使用されてきた単相インダクションモータのステー
タと同様の構造をしている。６２はロータで、６２ａは
アルミダイキャスト等で鋳込まれた二次導体、６２ｂは
同期運転トルクを発生する永久磁石、６３は進相用のコ
ンデンサである。
極単相インダクション始動形同期モータの構成を示すブ
ロック図である。６１はステータで、家電機器用に従来
より使用されてきた単相インダクションモータのステー
タと同様の構造をしている。６２はロータで、６２ａは
アルミダイキャスト等で鋳込まれた二次導体、６２ｂは
同期運転トルクを発生する永久磁石、６３は進相用のコ
ンデンサである。
【０００９】図７はこの２極単相インダクション始動形
同期モータのスピード−トルク特性である。７１が総合
の特性であり、７１ａは永久磁石６２ｂがないとき、す
なわち二次導体のみのインダクションモータ特性であ
り、７１ｂは二次導体６２ａがないとき、すなわち永久
磁石６２ｂのみの純粋な同期モータとしての特性であ
る。始動から同期引き込みまではインダクションモータ
として加速するが、永久磁石のみの非同期時の負のトル
ク７１ｂが同期速度に近付くほど大きくなっており、機
器の負荷がない状態でも同期引き込みは非常に難しいこ
とがわかる。これは、図５の４極モータの永久磁石５２
ｂとくらべて図６の２極モータの永久磁石６２ｂは始動
時の減磁を避けるために厚さを２倍としているので、始
動トルクを発生させるインダクション磁束のパーミアン
スが高くなり、有効始動トルクが得られないからであ
る。また別の要因としては、元来三相よりも単相の方が
始動トルクが出しにくいこともあげられる。効率面を見
ると、図７に示すスピード−トルク特性を持つ単相２極
インダクション始動形同期モータは、８５〜９０％を確
保できている。
同期モータのスピード−トルク特性である。７１が総合
の特性であり、７１ａは永久磁石６２ｂがないとき、す
なわち二次導体のみのインダクションモータ特性であ
り、７１ｂは二次導体６２ａがないとき、すなわち永久
磁石６２ｂのみの純粋な同期モータとしての特性であ
る。始動から同期引き込みまではインダクションモータ
として加速するが、永久磁石のみの非同期時の負のトル
ク７１ｂが同期速度に近付くほど大きくなっており、機
器の負荷がない状態でも同期引き込みは非常に難しいこ
とがわかる。これは、図５の４極モータの永久磁石５２
ｂとくらべて図６の２極モータの永久磁石６２ｂは始動
時の減磁を避けるために厚さを２倍としているので、始
動トルクを発生させるインダクション磁束のパーミアン
スが高くなり、有効始動トルクが得られないからであ
る。また別の要因としては、元来三相よりも単相の方が
始動トルクが出しにくいこともあげられる。効率面を見
ると、図７に示すスピード−トルク特性を持つ単相２極
インダクション始動形同期モータは、８５〜９０％を確
保できている。
【００１０】ここで、本モータに使用している永久磁石
のグレートを下げ磁束密度の低いタイプに置き換える
と、スピード−トルク特性は図８のようになる。８１が
総合の特性であり、８１ａが永久磁石６２ｂのない二次
導体のみのインダクションモータ特性であり、８１ｂが
二次導体６２ａがない永久磁石のみの純粋な同期モータ
としての特性である。図８から明らかなように、ロータ
静止時から同期引き込みまでの総合トルク特性８１は良
好となる。ただしこのときの同期運転効率は６０％程度
にまで落ち、家電機器として要求されている効率にはは
るかに届かないものとなってしまう。
のグレートを下げ磁束密度の低いタイプに置き換える
と、スピード−トルク特性は図８のようになる。８１が
総合の特性であり、８１ａが永久磁石６２ｂのない二次
導体のみのインダクションモータ特性であり、８１ｂが
二次導体６２ａがない永久磁石のみの純粋な同期モータ
としての特性である。図８から明らかなように、ロータ
静止時から同期引き込みまでの総合トルク特性８１は良
好となる。ただしこのときの同期運転効率は６０％程度
にまで落ち、家電機器として要求されている効率にはは
るかに届かないものとなってしまう。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】以上のように、家電機
器に使用されることを前提として、低コストで効率８５
〜９０％を確保できる仕様を単相・２極インダクション
始動形同期モータで満足することは、始動トルク優先で
設計すると効率値が低くなり、反対に効率値を優先して
設計すると始動トルクが出ないために困難とされてき
た。
器に使用されることを前提として、低コストで効率８５
〜９０％を確保できる仕様を単相・２極インダクション
始動形同期モータで満足することは、始動トルク優先で
設計すると効率値が低くなり、反対に効率値を優先して
設計すると始動トルクが出ないために困難とされてき
た。
【００１２】本発明は上記従来の課題を解決するもの
で、低コストでありながら、高い効率値を安定した始動
特性を保ちつつ実現できる単相インダクション始動形同
期モータを提供することを目的とする。
で、低コストでありながら、高い効率値を安定した始動
特性を保ちつつ実現できる単相インダクション始動形同
期モータを提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明の単相インダクション始動形同期モータは、ス
テータ巻回数をそれぞれ始動時、同期運転時で最適にな
るようにタップ巻線を設け、始動状態と、同期運転時で
タップを切り換えるようにした構成を有している。
に本発明の単相インダクション始動形同期モータは、ス
テータ巻回数をそれぞれ始動時、同期運転時で最適にな
るようにタップ巻線を設け、始動状態と、同期運転時で
タップを切り換えるようにした構成を有している。
【００１４】
【作用】この構成によって、単相インダクション始動形
同期モータの始動から同期引き込みまでにおいては、大
きなインダクション始動トルクが得られるステータ巻回
数となり、同期引き込みが容易にできる。また、同期引
き込み後はタップを切り換えてステータ巻回数をもっと
も運転効率の良い状態としている。
同期モータの始動から同期引き込みまでにおいては、大
きなインダクション始動トルクが得られるステータ巻回
数となり、同期引き込みが容易にできる。また、同期引
き込み後はタップを切り換えてステータ巻回数をもっと
も運転効率の良い状態としている。
【００１５】
【実施例】以下本発明の一実施例について、図面を参照
しながら説明する。図１は本発明の２極単相インダクシ
ョン始動形同期モータの結線図である。１２ａは主巻
線、１２ｂは補助巻線である。１３ａは主コイルリード
線、１３ｂは補助コイルリード線、１３ｃは共通リード
線である。共通リード線１３ｃと主コイルリード線１３
ａの間に単相電源１０が接続され、主コイルリード線１
３ａと補助コイルリード線１３ｂの間には、進相コンデ
ンサ１６が接続されている。進相コンデンサ１６は、始
動時、運転時それぞれの状態において最適な容量のもの
をリレー等で切り換えて使用することもある。１４は主
巻線１２ａにさらに重ね巻きされたタップ巻線である。
１５はタップ巻線１４から引き出されたタップコイルリ
ード線である。１８ａ，１８ｂはタップ切り換えスイッ
チである。始動から同期引き込みまでの間はタップ切り
換えスイッチは１８ａとなり、同期運転時には１８ｂと
なる。
しながら説明する。図１は本発明の２極単相インダクシ
ョン始動形同期モータの結線図である。１２ａは主巻
線、１２ｂは補助巻線である。１３ａは主コイルリード
線、１３ｂは補助コイルリード線、１３ｃは共通リード
線である。共通リード線１３ｃと主コイルリード線１３
ａの間に単相電源１０が接続され、主コイルリード線１
３ａと補助コイルリード線１３ｂの間には、進相コンデ
ンサ１６が接続されている。進相コンデンサ１６は、始
動時、運転時それぞれの状態において最適な容量のもの
をリレー等で切り換えて使用することもある。１４は主
巻線１２ａにさらに重ね巻きされたタップ巻線である。
１５はタップ巻線１４から引き出されたタップコイルリ
ード線である。１８ａ，１８ｂはタップ切り換えスイッ
チである。始動から同期引き込みまでの間はタップ切り
換えスイッチは１８ａとなり、同期運転時には１８ｂと
なる。
【００１６】図２は本発明の単相インダクション始動形
同期モータの構成を示すブロック図である。１１はステ
ータ、１７はロータ、１７ａはアルミダイキャスト等で
鋳込まれた二次導体でロータの積層コアの外周より配置
されている。１７ｂは永久磁石である。
同期モータの構成を示すブロック図である。１１はステ
ータ、１７はロータ、１７ａはアルミダイキャスト等で
鋳込まれた二次導体でロータの積層コアの外周より配置
されている。１７ｂは永久磁石である。
【００１７】図３は本発明の一実施例による２極単相イ
ンダクション始動形同期モータのスピード−トルク特性
図である。３１は始動から同期引き込みまでのトルク特
性であり、これは永久磁石のみのトルク特性３１ａと永
久磁石のない純粋なインダクションモータのトルク特性
３１ｂの和の特性になっている。３２は同期引き込み後
のトルク特性であり、３２ａは同期脱調トルクでインダ
クションモータの停動トルクに相当する。タップ巻線が
ないステータを用いた場合、同期運転時の効率を８５〜
９０％確保するためには永久磁石のない純粋なインダク
ションモータのトルク特性を図３の破線で示される３１
ｂ′のようにすることしかできず、したがって総合トル
ク特性も破線３１′のレベルしか確保することができな
いためモータを始動して同期に引き込むことは不可能で
ある。
ンダクション始動形同期モータのスピード−トルク特性
図である。３１は始動から同期引き込みまでのトルク特
性であり、これは永久磁石のみのトルク特性３１ａと永
久磁石のない純粋なインダクションモータのトルク特性
３１ｂの和の特性になっている。３２は同期引き込み後
のトルク特性であり、３２ａは同期脱調トルクでインダ
クションモータの停動トルクに相当する。タップ巻線が
ないステータを用いた場合、同期運転時の効率を８５〜
９０％確保するためには永久磁石のない純粋なインダク
ションモータのトルク特性を図３の破線で示される３１
ｂ′のようにすることしかできず、したがって総合トル
ク特性も破線３１′のレベルしか確保することができな
いためモータを始動して同期に引き込むことは不可能で
ある。
【００１８】ステータ巻線の巻数をへらして始動トルク
特性を３１のレベルに上げると同期脱調トルクは３２
ａ′のレベルになる。しかしこれは過大なステータ電流
が流れているためであり、ステータの銅損が増大し効率
は低下する。本発明の単相インダクション始動形同期モ
ータの特性とタップ巻線がない従来の単相インダクショ
ン始動形同期モータの特性を（表１）に比較して示して
いる。
特性を３１のレベルに上げると同期脱調トルクは３２
ａ′のレベルになる。しかしこれは過大なステータ電流
が流れているためであり、ステータの銅損が増大し効率
は低下する。本発明の単相インダクション始動形同期モ
ータの特性とタップ巻線がない従来の単相インダクショ
ン始動形同期モータの特性を（表１）に比較して示して
いる。
【００１９】
【表１】
【００２０】なお（表１）の従来例は、（ａ）が始動ト
ルクを確保して図３の３１の特性にした場合、（ｂ）が
同期運転時の効率を高く確保した場合である。（表１）
から明らかなように、本発明による単相インダクション
始動形同期モータは、始動トルクを問題なく確保しなが
ら、運転効率を８５〜９０％確保できるという優れた効
果が得られる。
ルクを確保して図３の３１の特性にした場合、（ｂ）が
同期運転時の効率を高く確保した場合である。（表１）
から明らかなように、本発明による単相インダクション
始動形同期モータは、始動トルクを問題なく確保しなが
ら、運転効率を８５〜９０％確保できるという優れた効
果が得られる。
【００２１】
【発明の効果】以上のように本発明の単相インダクショ
ン始動形同期モータは、ステータにタップ巻線を設けて
始動時と同期運転時の巻線仕様をそれぞれ最適に切り換
えることにより、始動から同期引き込み時まで充分なト
ルクを得ることができ、かつ８５〜９０％という高効率
を低コストで実現することができる。
ン始動形同期モータは、ステータにタップ巻線を設けて
始動時と同期運転時の巻線仕様をそれぞれ最適に切り換
えることにより、始動から同期引き込み時まで充分なト
ルクを得ることができ、かつ８５〜９０％という高効率
を低コストで実現することができる。
【図１】本発明の単相インダクション始動形同期モータ
の結線図
の結線図
【図２】本発明の単相インダクション始動形同期モータ
の構成を示すブロック図
の構成を示すブロック図
【図３】本発明の単相インダクション始動形同期モータ
のスピード−トルク特性図
のスピード−トルク特性図
【図４】従来の家電機器に使用されているブラシレスモ
ータの基本構成を示すブロック図
ータの基本構成を示すブロック図
【図５】三相インダクション始動形同期モータの基本構
成を示すブロック図
成を示すブロック図
【図６】２極単相インダクション始動形同期モータの構
成を示すブロック図
成を示すブロック図
【図７】２極単相インダクション始動形同期モータのス
ピード−トルク特性図
ピード−トルク特性図
【図８】２極単相インダクション始動形同期モータ（低
グレード永久磁石使用）のスピード−トルク特性図
グレード永久磁石使用）のスピード−トルク特性図
１２ａ 主巻線 １２ｂ 補助巻線 １４ タップ巻線 １８ａ，１８ｂ タップ切り換えスイッチ
Claims (1)
- 【請求項１】固定子巻線にタップを設け、同期引き込み
までの始動時と同期運転時とでタップを切り換えて運転
する、二次導体と永久磁石を併せ持つロータを備えた単
相インダクション始動形同期モータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4045316A JPH05252708A (ja) | 1992-03-03 | 1992-03-03 | 単相インダクション始動形同期モータ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4045316A JPH05252708A (ja) | 1992-03-03 | 1992-03-03 | 単相インダクション始動形同期モータ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05252708A true JPH05252708A (ja) | 1993-09-28 |
Family
ID=12715900
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4045316A Pending JPH05252708A (ja) | 1992-03-03 | 1992-03-03 | 単相インダクション始動形同期モータ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05252708A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0930696A1 (en) * | 1998-01-15 | 1999-07-21 | Plaset S.p.A. | A driver circuit for a synchronous, alternating-current electric motor |
| WO2010021867A3 (en) * | 2008-08-18 | 2010-05-14 | Emerson Electric Co. | Two speed induction motor with tapped auxiliary winding |
| CN106230338A (zh) * | 2016-07-25 | 2016-12-14 | 珠海凌达压缩机有限公司 | 单相电机的控制方法及电路 |
-
1992
- 1992-03-03 JP JP4045316A patent/JPH05252708A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0930696A1 (en) * | 1998-01-15 | 1999-07-21 | Plaset S.p.A. | A driver circuit for a synchronous, alternating-current electric motor |
| WO1999037014A1 (en) * | 1998-01-15 | 1999-07-22 | Plaset S.P.A. | A driver circuit for a synchronous, alternating-current electric motor |
| US6081092A (en) * | 1998-01-15 | 2000-06-27 | Plaset Spa | Driver circuit for a synchronous, alternating current electric motor |
| WO2010021867A3 (en) * | 2008-08-18 | 2010-05-14 | Emerson Electric Co. | Two speed induction motor with tapped auxiliary winding |
| US7911175B2 (en) | 2008-08-18 | 2011-03-22 | Emerson Electric Co. | Two speed induction motor with tapped auxiliary winding |
| KR101234489B1 (ko) * | 2008-08-18 | 2013-02-18 | 에머슨 일렉트릭 컴파니 | 탭 보조 권선을 갖는 2 개 속도 유도전동기 |
| CN106230338A (zh) * | 2016-07-25 | 2016-12-14 | 珠海凌达压缩机有限公司 | 单相电机的控制方法及电路 |
| CN106230338B (zh) * | 2016-07-25 | 2019-04-30 | 珠海凌达压缩机有限公司 | 单相电机的控制方法及电路 |
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