JPS6135791B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、冷蔵庫、ルームエアコンなどの高効
率冷媒圧縮機の始動回路において、始動特性を改
善した始動回路に関するものである。

近年省エネルギーが多方面で話題となつてお
り、冷蔵庫、ルームエアコンなどの冷凍機器にお
いても、省エネルギー化が重点となつている。こ
の一方法として、冷媒圧縮機の大幅な効率向上が
効果的であり、このため冷媒圧縮機の定格運転時
における効率向上を優先する。このため圧縮機駆
動用モータも定格運転時の効率向上を最優先に設
計点とするので、始動時性が低下してきて、電源
状態が悪いと始動不良を発生する恐れがある。こ
れら従来の冷媒圧縮機の始動回路を第１図、第２
図により説明する。１は冷媒圧縮機駆動用モータ
の主コイル、２は補助コイルである。補助コイル
２には運転用コンデンサ３を直列に接続し、この
補助コイル２と運転用コンデンサ３の直列回路を
主コイル１に並列に接続する。４は電圧リレー５
の駆動コイルであり、補助コイル２と並列に接続
する。６はモータ始動用コンデンサであり、その
一端は補助コイル２と運転用コンデンサ３の接続
点へ接続し、他端は電圧リレー５内の常閉接点５
ｂへ接続する。電圧リレー内のコモン端子５ｃは
電源線に接続する。７は冷媒圧縮機の運転スイツ
チであり、８は一般の商用電源である。この従来
の圧縮機の始動作を説明する。運転スイツチ７を
入れると、圧縮機駆動モータの主コイル１に始動
突入電流が流れると同時に、補助コイル側に流入
した突入電流は運転用コンデンサ３とモータ始動
用コンデンサ６、電圧リレー５の常閉接点５ｂに
分流して流れ、モータはコンデンサ始動形単相イ
ンダクシヨンモータとして始動する。モータの回
転数が上昇すると、補助コイルの端子間電圧が上
昇し、補助コイル２と並列に接続した電圧リレー
５の駆動コイル４に印加される電圧も上昇する。
モータを充分加速した時点の補助コイル端子間電
圧を電圧リレー５の動作電圧に設定することによ
り、電圧リレー５がオンすると電圧リレー内の接
点５ｂが開放し、モータ始動用コンデンサ６を切
り離し、運転用コンデンサ３によるコンデンサ運
転形単相インダクシヨンモータに切換える。この
ときモータ仕様は定格回転数で最大効率になるよ
うに運転用コンデンサ容量を決定する。また回転
数が０のときの初期始動トルクを大きくするた
め、始動用コンデンサ６の容量を大きくとらなけ
ればならない。始動用コンデンサ６の容量を大き
くしすぎると、モータ回転数が０のときの補助コ
イル端子間電圧が上昇し、電圧リレー５の動作電
圧を高く設定することが必要になる。一般に使用
している電圧リレーはバネの反発力に対抗して、
駆動コイルによつて発生する磁気吸引力を大きく
とることにより、リレーをオンさせ、駆動コイル
の印加電圧が小さくなり、バネ反発力の方が強く
なるとリレーはオフに復帰する。通常駆動コイル
の復帰電圧は動作オン電圧の60〜65％程度であ
る。モータの定格回転数における効率アツプを最
優先にすると、単相インダクシヨンモータの速度
―トルク特性曲線で低速回転におけるトルクにく
ぼみができ加速トルクが低下することがあるの
で、始動コンデンサ容量を大きくしている。モー
タ始動後補助コイル端子間電圧が上昇して、電圧
リレー５がオンし、モータ始動用コンデンサを切
り離した直後ではコンデンサ容量は著しく小さく
なるのでコンデンサ部分のインピーダンスが増大
し、補助コイル端子間電圧が減少する。この電圧
が電圧リレー５の復帰電圧以下になると一度オン
した電圧リレーが再びオフし、接点５ｂを閉じる
のでモータ始動用コンデンサ６が再び接続される
ことにより、電圧リレーが再びオンする。

この動作の一例を第２図によりさらに詳細に説
明する。第２図の曲線VAS（Cr＋Cs）は、運転
用コンデンサ（Cr）とモータ始動用コンデンサ
（Cs）が接続されているときの補助コイル端子間
電圧であり、VAS（Cr）は運転用コンデンサ
（Cr）のみ接続されているときの補助コイル端子
間電圧である。両者ともモータ回転数が上昇する
ほど電圧値が高くなる。始動瞬時は電圧リレー５
の常閉接点５ｂを介して、モータ始動用コンデン
サ（Cs）が接続されているので、電圧リレー駆
動コイル４にはVASOの電圧が印加される。モー
タが始動し、A₁点を電圧リレー５の動作オン電
圧に設定すると、電圧リレー駆動コイル４の印加
電圧はA₁点に相当するVAS₁でオンする。電圧リ
レー５がオンすると接点５ｂが開放し、モータ始
動用コンデンサ（Cs）を切り離すので電圧リレ
ー駆動電圧はA₁点からA₂点に移る、このときA₂
点は電圧リレー５の復帰電圧（Ｒ点）以下となる
から、電圧リレー５はオフしA₃点に移り、始動
用コンデンサ６を再度切り離したときの電圧リレ
ー駆動用コイル印加電圧が復帰電圧Ｒ点以上にな
るｒ点までA₃―A₄―A₅―A₆―A₇―ｒ点とオン、
オフ動作する、この現象は圧縮機の始動負荷が大
きい程顕著となる。以上述べたように従来の冷媒
圧縮機の始動回路では、運転用コンデンサ容量と
モータ始動用コンデンサ容量の比が大きくなる
と、始動時に電圧リレーのオン、オフが頻繁とな
り電圧リレーの接点寿命が著しく低下するという
欠陥があつた。

本発明は上記欠陥を改良するためになされたも
のである。電圧リレーの駆動コイルと直列にイン
ピーダンス素子を接続し電圧リレーがオンする補
助コイル端子間電圧を引き上げ電圧リレーがオン
したときは電圧リレー内の接点を介して始動用コ
ンデンサを切り換すと同時に、電圧リレー駆動用
コイルと直列に挿入したインピーダンス素子の電
圧分担をなくし、電圧リレー駆動用コイルの印加
電圧を復帰電圧以上に保持し、一回の動作で確実
に始動させるようにしたものである。

本発明を第３図に示す一実施例により説明す
る。従来例と同一符号のものは同一物である。９
は抵抗、リアクターなどのインピーダンス素子で
あり電圧リレー駆動用コイル４の一端と補助コイ
ル２と運転用コンデンサ３の接続点を結ぶ間に挿
入する。電圧リレー内のコモン端子５ｃは補助コ
イルと運転用コンデンサの接続点に結び、常開接
点５ａは電圧リレー駆動用コイル４の一端とイン
ピーダンス９の接続線に結ぶ、また常閉接点５ｂ
はモータ始動用コンデンサ６の一端に接続し、モ
ータ始動用コンデンサ６の他端は運転用コンデン
サ側電源線に接続する。補助コイル２と運転用コ
ンデンサ３の直列回路は主コイル１と並列に接続
する。以上のように構成したこの一実施例の動作
を第４図により説明する。圧縮機の運転スイツチ
７を入れると、モータの主コイル１に始動突入電
流が流れると同時に補助コイル２に流入した突入
電流は運転用コンデンサ３と電圧リレー５内の接
点５ｃ―５ｂを通りモータ始動用コンデンサ６に
分流して流れモータはコンデンサ始動形単相イン
ダクシヨンモータとして始動する。モータ始動後
の補助コイル端子電圧はVAS（Cr＋Cs）の曲線
上に沿つて上昇する。A₁点の電圧VAS₁は電圧リ
レーの動作オン電圧であるが、電圧リレーの駆動
コイル４には抵抗、リアクターなどのインピーダ
ンス素子９を直列に接続したので、VAS₁の電圧
はインピーダンス素子と駆動コイル４に分圧さ
れ、A₁点では動作しない。モータ回転数がさら
に上昇し、補助コイル端子電圧がB₁点になつた
とき電圧リレー駆動コイル４の端子間電圧が
VAS₁に達し、かつ、電圧リレー５がオンし、接
点５ｂを開放し、始動用コンデンサ６を切り離し
たとき補助コイル端子間電圧が電圧リレー５の復
帰電圧Ｒより高くなるようにインピーダンス素子
９のインピーダンス値を設定することにより、
B₁点からｒ点に移る。このとき同時にインピー
ダンス素子間は接点５ｃ―５ａによりシヨートす
るようにしたので、電圧リレー駆動コイルにはｒ
点に相当する電圧を印加できることにより、復帰
電圧Ｒより高い電圧を印加することができ、電圧
リレー５をオン状態に保持することができて、モ
ータを確実に始動することができる。

なお、電圧リレー５がオンしたときのインピー
ダンス素子９の分担電圧はVAS₂―VAS₁となり、
電圧リレーのオン動作後の分担電圧は０になる。
ｒ点に動作が移つた状態ではモータ始動用コンデ
ンサ６を切り離し、圧縮機はコンデンサ始動コン
デンサ運転形単相インダクシヨンモータとして運
転できる。

次に本発明の他の実施例を第５図により説明す
ると電圧リレー５′内には２つの双投スイツチを
設ける。一つのスイツチは上記実施例と同様の接
続とし、他のスイツチのコモン端子５′―２ｃは
運転用コンデンサ３を接続する電源側に接続し常
開接点５′―２ａは主コイル１とリアクター１０
の接続線に結ぶ、リアクター１０は始動突入電流
を制限する作用をなすものであり圧縮機始動後電
圧リレー５′がオンするとリアクター１０の端子
間は接点５′―２ａ〜５′―２ｃで短絡する、この
点が前記実施例と異なり一つの電圧リレー５′で
始動用コンデンサ６を切り離すと同時にインピー
ダンス素子間を短絡すし、電圧リレー５′をオン
状態に確実に保持するとともに、主コイル１と直
列に挿入した、始動突入電流制限用リアクター１
０の端子間を短絡し、始動突入電流制限する効果
がある。

さらに本発明の他の実施例を第６図により説明
すると、電圧リレー５′内に設けた常閉接点５′―
１ｂを介して電圧リレー５′の駆動コイル４′とイ
ンピーダンス素子９を直列に接続し、常開接点
５′―１ａはコンモン端子５′―２ｃと共通にし、
運転用コンデンサ３を接続する電源線に接続す
る。電圧リレー５′内の他の常閉接点５′―２ｂは
モータ始動用コンデンサ６の一端に接続するとと
もに、モータ始動用コンデンサ６の他端は補助コ
イル２と運転用コンデンサ３の接続線に結ぶ。ま
た、常開接点５′―２ａは主コイル１とリアクタ
ー１０を結ぶ線に接続する。前記実施例と異なる
のは電圧リレー５′がオンするまでは電圧リレー
駆動用コイル４′とインピーダンス素子９を直列
に接続しておき、補助コイル２の端子電圧が充分
上昇してから電圧リレー５′をオンさせ、電圧リ
レー５′がオンすると同時にインピーダンス素子
９を切り離し、電圧リレー駆動用コイル４′に電
源電圧を印加するように構成したので、電圧リレ
ー５′の復帰電圧が電源電圧以下のときは電圧リ
レー５′を電源電圧でオン状態に確実に保持する
こができるので、電圧リレーの駆動電圧設定が容
易になる効果がある。

本発明はコンデンサ始動コンデンサ運転形単相
インダクシヨンモータ内蔵圧縮機の始動回路にお
いて、モータの補助コイルと並列に、電圧リレー
駆動コイルとインピーダンス素子の直列回路を接
続し、モータ始動後は電圧リレー内の接点を介し
てモータ始動用コンデンサを切り離すと同時にイ
ンピーダンス素子の分担電圧をなくすように構成
したので、圧縮機の定格運転効率アツプを最優先
に設計したモータで、速度トルク曲線の低速回転
時にトルクのくぼみがあつてもまた、運転用コン
デンサと始動用コンデンサの容量比が大であつて
もモータ始動用コンデンサをタイミングよく切り
離すことができ、したがつて始動が確実で量産上
の効果が大である。

尚、本実施例によれば電圧リレー内の常閉接点
にモータ始動用コンデンサを接続し、常開接点間
にインピーダンス素子を接続したので、始動用コ
ンデンサ切り離し同時にインピーダンス素子間を
短絡し、補助コイル端子間電圧の落ち込みを補正
できる効果がある。

さらに本実施例によれば始動用コンデンサ切り
離しと同時に電圧リレーの駆動コイルに電源電圧
を印加するようにしたので電圧リレーの保持が容
易になり、始動を確実にする効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の圧縮機始動回路図、第２図は従
来のモータ回転数とモータ補助コイル端子間電圧
の関係を示す図、第３図は本発明の圧縮機始動回
路図、第４図は本発明による動作説明図、第５図
は本発明の他の実施例を示す始動回路、第６図は
さらに本発明の他の実施例を示す始動回路図であ
る。 １…モータ主コイル、２…モータ補助コイル、
３…運転用コンデンサ、５…電圧リレー、５′…
電圧リレー、６…モータ始動用コンデンサ、９…
インピーダンス素子、１０…リアクタ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 冷媒圧縮機駆動用モータの補助コイル端子電
   圧を検出して、モータ始動用コンデンサを切り離
   すコンデンサ始動コンデンサ運転形単相インダク
   シヨンモータの始動回路において、モータの補助
   コイルと並列に接続する電圧リレー５の駆動コイ
   ルに直列にインピーダンス素子を挿入し、モータ
   始動後は電圧リレー５内の接点を介してモータ始
   動用コンデンサを切り離すと同時に、該電圧リレ
   ー５の駆動コイルと直列に接続したインピーダン
   ス素子の電圧分担をなくし、電圧リレー５をオン
   状態に保持することを特徴とする冷媒圧縮機の始
   動回路。 ２ 電圧リレー５内の常閉接点をモータ始動用コ
   ンデンサに接続し、常開接点をモータ補助コイル
   ２とインピーダンス素子９との接続点に接続し、
   モータ始動後で電圧リレー５がオンすると電圧リ
   レー内の接点を介して、モータ始動用コンデンサ
   を切り離すと同時にインピーダンス素子の端子間
   を短絡することを特徴とする特許請求の範囲第１
   項記載の冷媒圧縮機の始動回路。 ３ 電圧リレー５′内に設けたスイツチのコモン
   端子を電圧リレー５′の駆動コイルに接続し、常
   閉接点をインピーダンス素子に、常開接点を電源
   線に接続し、モータ始動後、電圧リレー５′がオ
   ンすると電圧リレー駆動コイルと直列に接続した
   インピーダンス素子を切り離すと同時に電圧リレ
   ー駆動コイルを電源電圧で保持できるようにした
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の冷
   媒圧縮機の始動回路。