JPH0779595A - 直接駆動、多速度モ−タの動作状態を確立する方法および回路装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 直接駆動、多速度モ−タの動作状態を確立す
る方法および装置を提供すること。 【構成】 本発明の方法は通気配分システムにフィ−ド
バックを与えて、第１にシステム・モ−タが動作してい
るかどうかを、そして第２にどの速度巻線が選択された
かを表示する。本発明の回路デザインは、モ−タの速度
巻線間の電圧差と、第１の速度モ−タ巻線と電源との間
の電圧差を感知する。回路によって感知される電圧差は
発光ダイオ−ド（LED）が発光するかどうかを決定す
る。そのLEDの発光は、モ−タが動作しているかどうか
と、選択された速度巻線をシステム・コントロ−ラに表
示して、通気配分システム・コントロ−ラに必要なフィ
−ドバックを与える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は集中機能制御の分野に関
し、さらに詳細にはＨＶＡＣまたは二重点火速度炉シス
テムのような通気配分システムにおけるモ−タの制御に
関する。

【０００２】

【従来の技術】最近の炉デザインはほとんど通気配分の
ための直接駆動ファンを含んでいる。それらのファンは
通常ユ−ザがファンを速度を変化させて動作させること
ができるように多数の速度で使用されるようにデザイン
される。事実、集中機能制御のための多くのデザインが
速度選択機能を直接含んでいる。このタイプのシステム
の一例がＨＶＡＣシステムにおける通気配分モ−タであ
る。他の例は二重点火速度炉システムにおける二速度イ
ンデュ−サ・モ−タである。

【０００３】特定の機能を発揮するためには、これらの
システム内におけるモ−タ動作の保証が必要な場合があ
る。その一例は、２つの炉が１つダクト・システムに連
結されるツイニング・モジュ−ル・コンセプト（twinin
g module concept）である。ツイニング・モジュ−ル・
コンセプトは１つのダクト・システムでもって動作する
から、それらの炉の一方でバックフロ−が生じないよう
に適当な速度で両方の炉のファンを駆動する必要があ
る。このことは、両方のシステムが調和された空気をを
供給していなければならないことを意味するものではな
く、一方だけのシステムが完全な動作状態で必要とされ
る場合には、他方のシステムのファンを動作させるだけ
でよい。

【０００４】現在の通気配分システムは両方のファンを
動作させるように指令することができるが、両方のファ
ンが適当な速度で実際に動作しているようにするために
システム・コントロ−ラにはフィ−ドバックを与えな
い。そのシステムに対するフィ−ドバックはシステム内
の非効率性と、バックフロ−による炉の損傷を防止する
ために必要である。バックフロ−は調和された空気を住
居またはビルディングから第２の炉システム内に再度送
り込むことによって非効率的な通気配分システムを生ず
る。さらに、第２の炉システム内へのバックフロ−は第
２のファンを後方に回転させ、モ−タの始動時に炉に損
傷を生じさせるおそれがある。

【０００５】現在の方法はシステム・コントロ−ラにフ
ィ−ドバックを与えることができる。それらの方法のう
ちの第１のものは直接感知を使用するものであり、それ
はファンのブレ−ドの運動を検知するために光学的また
は磁気的感知装置を本質に用いるものである。この方法
は大規模な付加的ハ−ドウエアを必要とし、したがっ
て、通気配分システムを非常に高価なものにする。さら
に、システムが特にこの方法のためにデザインされなけ
ればならず、そのような感知装置を含むようには更新さ
れないかも知れない。これがため、直接感知方法は高価
で非効率的な手法となる。

【０００６】他の利用可能な方法は電流感知であり、そ
れは所定の電流閾値を検知するために電流変成器と抵抗
を用いるものである。直接感知と同様に、電流感知は付
加的な装置を必要とし、それがＴがめに非常に高価なフ
ィ−ドバック・オプションとなる。さらに、ことなる炉
は異なる電流で動作する異なるモ−タを使用するから、
各電流レベルに対して異なる回路が使用されなければな
らない。直接感知と同様に、この方法は非効率的であり
かつ高価である。

【０００７】

【本発明が解決しようとする課題】したがって、モ−タ
の通気配分システム・コントロ−ラにフィ−ドバックを
与える方法の必要性が存在する。この方法は、モ−タが
実際に動作していること、およびそれが正しい速度で動
作していることを表示することができなければならな
い。この方法は種々の炉デザインに適合し、効率的で、
かつ廉価でなければならない。

【０００８】本発明の広義の目的は、システム・モ−タ
が実際に動作していることを第１に表示し、かつ第２に
適切な速度巻線が選択されたことを表示する、通気配分
システム・コントロ−ラにフィ−ドバックを与える装置
を提供することである。

【０００９】本発明の他の目的は種々の炉システムに適
合し、効率的で、かつ廉価な装置を提供することであ
る。

【００１０】当業者には明らかとなるであろうこれらの
目的および他の目的は、本発明によれば２つの電圧感知
回路を付加することによって達成される。

【００１１】

【課題を解決するための手段】これらの電圧感知回路は
直接駆動、多速度モ−タの動作状態を確立する方法を与
える。すなわち、この回路はモ−タが動作しているかど
うかを表示することができ、かつどの速度巻線が選択さ
れたかを表示すことができる。このことを行うための方
法は、第１に、モ−タの速度巻線間の電圧差および第１
の速度巻線と電源との間の電圧差を感知し、そして第２
に、それらの電圧差が予め定められた閾値より大きいか
どうかを表示することよりなる。直接駆動、多速度モ−
タは少なくとも第１および第２の速度モ−タ巻線と電源
を有していると仮定される。

【００１２】第１の電圧感知回路は、モ−タの速度巻線
間の電圧差を感知し、そしてその電圧差が予め定められ
た電圧レベルより高いかどうかを表示することによっ
て、モ−タが動作しているかどうかを示す。これは、抵
抗、ダイオ−ド、および発光ダイオ−ド（LED）を利用
したフォトカプラによって行われる。この場合、これら
の部品はすべてモ−タの速度巻線間に直列に接続されて
いる。そのLEDはモ−タが動作しているかどうかを発光
によって表示する。

【００１３】第２の電圧感知回路は、高速モ−タ巻線と
電源ラインとの間の電圧差を感知し、そしてその電圧差
が予め定められた電圧レベルより高いかどうかを表示す
ることによって、どの巻線が選択されているかを示す。
この感知および表示は、抵抗、ダイオ−ド、および発光
ダイオ−ド（LED）を利用したフォトカプラによって行
われる。この場合、それらの部品は第１の速度モ−タ巻
線と電源との間に直列に接続されている。LEDの発光
は、第１の速度モ−タ巻線が電源ラインに対して電圧差
を有しており、したがってそれが選択された巻線ではな
いことを示す。

【００１４】２つの電圧感知回路を使用することによっ
て、通気配分システム・コントロ−ラにフィ−ドバック
を与え、モ−タが動作していることだけではなく、適切
な巻線が選択されたことをも表示する装置が得られる。
本発明は汎用で、効率的で、かつ廉価な装置を提供す
る。

【００１５】

【実施例】図１を参照すると、本発明の好ましい実施例
による直接駆動、多速度（ＤＤＭＳ）モ−タの基本的な
動作状態を確立するための回路構成１０が概略的に示さ
れている。図１の回路構成は、住居または仕事場の暖房
のために使用される炉のような大型の通気配分システム
の一部分である。この通気配分システムはそれがモ−タ
のオン、オフを指令することができるようにする制御回
路を具備しており、かつ回路構成１０はそのコントロ−
ラにフィ−ドバックを与えて、モ−タで動作しているか
どうかを表示する。図１に示された本発明の実施例は２
速度モ−タを表わしているが、本発明は任意の直接駆
動、多速度モ−タに適合し得るものであることを理解す
べきである。

【００１６】この回路設計は抵抗、ダイオ−ド、および
発光ダイオ−ド（LED）を用いたフォトカプラよりな
り、これらの部品はすべて直列である。これらの回路の
第１のものはモ−タの速度巻線間に接続され、そのモ−
タの速度巻線間の電圧差を感知する。この回路はモ−タ
が動作しているかどうかにつきシステムにフィ−ドバッ
クを与える。第２の回路は高速モ−タ巻線と電源ライン
との間の電圧を感知する。この回路はどの巻線が選択さ
れているかにつきシステムにフィ−ドバックを与える。

【００１７】この回路は、回路の１つが所定のレベルよ
り高い電圧を感知した場合に、LEDが発光するようにな
されている。このプロセスはモ−タが動作しているかど
うかおよび適切な巻線が選択されているかどうかをシス
テム・コントロ−ラに表示する。

【００１８】直接駆動、多速度モ−タの動作時に速度巻
線に生ずる電圧差はかなり一定している。したがって、
電圧感知デザインは、電流感知デザインとは異なり、異
なるモ−タを使用した炉に使用することができる。さら
に、電圧感知デザインは、もとの通気配分システムを更
新しながら付加されうるものである。直接感知デザイン
と異なり、通気配分システムは特に電圧感知のためにデ
ザインされる必要はない。電圧感知デザインのこれらの
性質が、電圧感知を、通気配分システム・コントロ−ラ
にフィ−ドバックを与えるための非常に適合性が良く、
効率的でありかつ廉価な方法にする。

【００１９】ＤＤＭＳモ−タがモ−タ巻線１３によって
一般的に示されている。多数の速度で動作し得るために
は、モ−タが多数の巻線を有することを必要とし、この
ことは一般にモ−タ巻線にタップを設けることによって
実現される。２速度モ−タでは、本質的に低速タップ１
４、高速タップ１６、および中性タップ１８の３つのタ
ップが存在し、それらのタップがモ−タ巻線に接続され
る。高速タップ１６はモ−タ巻線１３を、タップ１４お
よび１６間に配置されたモ−タ巻線２０と、タップ１６
および１８間に配置されたモ−タ巻線２２との２つのモ
−タ巻線に分割する。モ−タ巻線２２は高速モ−タ巻線
を表わし、モ−タ巻線２０とモ−タ巻線２２は一緒にな
って低速モ−タ巻線を表わす。速度の選択は電源電圧を
適当なタップに印加することによって行なわれる。

【００２０】この手法では、モ−タがトランスのように
作用する。すなわちノ−ド２４および２６間に印加され
る１１０ボルトの電源電圧で１つの巻線が付勢される
と、他の巻線に規格化された電圧が誘起されるであろ
う。このトランス作用は磁界の形状が正常な場合にのみ
生じ、これは電流が正常な場合、すなわち所定の回路構
成に対する予測された範囲内にある場合にのみ該当す
る。例えば、高速モ−タ巻線に電圧が印加されることが
でき、かつその巻線に十分な電流が流れると、中性に対
して上昇した電圧が低速モ−タ巻線間に検知され得る。
換言すれば、低速モ−タ巻線が付勢されると、中性に対
して低い電圧が高速モ−タ巻線に現れるであろう。いず
れにしても、中性に対する電圧は高速モ−タ巻線よりも
低速モ−タ巻線の方が常に高く、モ−タが動作している
場合には２つのモ−タ巻線間に電圧差を生ずる。回路構
成１０は、その電圧差を感知しかつシステム・コントロ
−ラにフィ−ドバックを与えてモ−タが始動したことを
確認することによってモ−タを駆動するのに十分な電流
が存在することを示すために、この誘起された電圧差を
用いる。

【００２１】ブロワ作動スイッチ２８は回路構成と通気
分配システムとの間の接続部である。システム・コント
ロ−ラがそのブロワ作動スイッチをオン、オフすること
によってモ−タに指令する。そのシステムは速度選択ス
イッチ３０の位置を変更することによってモ−タの速度
を制御することができる。そのスイッチが低速接点１５
に接続されている場合には、モ−タは低速で回転する。
そのスイッチが高速接点１７に接続されると、モ−タは
高速で回転する。

【００２２】発光ダイオ−ド（LED）およびフォトカプ
ラ対３２、抵抗３４およびダイオ−ド３６は一緒になっ
て、低速および高速モ−タ巻線間の電圧差を感知しかつ
その電圧差が予め定められた閾値より大きいがどうかを
示す手段を与える。図１に示された実施例では、抵抗３
４は3900オ−ム、1ワットの抵抗である。回路構成１０
を付勢する電源信号２５は交流（ａｃ）信号である。そ
の信号の正のサイクルだけが必要とされる。ダイオ−ド
３６は電圧信号をそれの正の半サイクルに制限するため
に設けられている。ダイオ−ド３６と直列のLEDおよび
フォトカプラ対３２は10ボルトより大きい電圧差を検知
し、その差が検知されると、LEDが発光する。

【００２３】モ−タが低速で動作している場合には、ブ
ロワ作動スイッチ２８が閉じられ、そして速度選択スイ
ッチ３０が低速接点１５に接続される。したがって、低
速タップが110ボルトの電源電圧で付勢され、そしてト
ランス作用が高速モ−タ巻線に85ボルトの電圧を誘起す
る。低速および高速モ−タ巻線間の電圧の差がLEDとフ
ォトカプラによって検知され、そして続いてLEDが発光
し、モ−タが実際に動作していることをシステム・コン
トロ−ラに表示する。

【００２４】モ−タが高速で動作している場合には、ブ
ロワ作動スイッチ２８が閉塞され、そして速度選択スイ
ッチ３０が高速接点１７に接続される。したがって、高
速タップが110ボルトの電源電圧で付勢され、トランス
作用で低速モ−タ巻線に電圧を誘起する。低速モ−タ巻
線における電圧は高速モ−タ巻線における電圧より常に
高いから、低速モ−タ巻線に誘起された電圧は約135ボ
ルトとなる。この場合にも、低速モ−タ巻線と高速モ−
タ巻線との間の電圧の差がLEDとフォトカプラによって
検知され、そしてLEDが発光し、モ−タが動作している
ことをシステム・コントロ−ラに表示する。

【００２５】モ−タが動作していない場合には、ブロワ
作動スイッチ２８が効果的に開放され、そして速度選択
スイッチが低速接点あるいは高速接点に接続されうる。
しかし、ブロワ作動スイッチが開いているから、いずれ
のタップも電源電圧では付勢されない。したがって、低
速および高速モ−タ巻線間には電圧差は現れず、LEDと
ホトカプラは電圧差を検知しない。この状況では、LED
は発光Ｓず、モ−タが動作していないことをシステム・
コントロ−ラに表示する。

【００２６】モ−タの動作に対してロックされたロ−タ
状態のような機械的な妨害が存在する場合には、あたか
もモ−タが動作しているかのように電流が回路に初期的
に流れる。モ−タは始動しないから、電源２５からの電
気的エネルギ−は機械的エネルギ−に変換されず、モ−
タ巻線がオ−バ−ヒ−トし始める。このことが起こる
と、熱的カットアウト３７が回路を開き、電流の流れを
遮断し、それによってモ−タ巻線における電圧を除去す
る。このことが生ずるまでの短い時間の間、回路１０は
モ−タが動作していることを示すが、いったん熱的カッ
トアウト３７が回路を開くと、LEDとフォトカプラが電
圧が存在しないことを感知し、LEDは発光せず、モ−タ
が動作していないことを表示する。

【００２７】図１はモ−タが動作しているかどうかを表
示する回路だけを示しているにすぎないが、図２はモ−
タが動作しているかどうかだけでなく、適切な速度巻線
が選択されたかどうかをも表示する回路構成１２を示し
ている。この２番目の機能は、例えば２つのレベルのガ
ス流量をバ−ナに給送する二重点火速度炉システムにお
いて有用である。ガスと空気の同じ混合が維持されるべ
き場合には、二重速度インデュ−サが必要とされる。す
なわち、低温点火は低速インデュ−サを必要とし、高温
点火は高速インデュ−サを必要とする。回路構成１２
は、適切な速度巻線が選択されたかどうか、およびモ−
タ電流がほぼ正常であるかどうか、すなわち予測された
範囲内にあるかどうかを表示して、適切な空気流が得ら
れるようにするために使用することができる。

【００２８】回路構成１２は図１におけるものと同一の
タップ、モ−タ巻線、スイッチ、ノ−ド、および電源を
設けられている。この構成における付加的な要素は、回
路構成１０が低速モ−タ巻線電圧を高速モ−タ巻線電圧
と比較するのと同様の態様でライン電圧を高速モ−タ巻
線電圧と比較する。回路構成１２は発光ダイオ−ド（LE
D）を利用したフォトカプラ３８、抵抗４０、およびダ
イオ−ド４２を用いて位、電源と高速モ−タ巻線との間
の電圧差を感知しかつその電圧差が予め定められた電圧
レベル以上であるかどうかを表示する手段を与える。図
２に示された本発明の実施例では、抵抗４０は3900オ−
ム、１ワット抵抗であり、そして抵抗４６は15000オ−
ム、２ワット抵抗である。ダイオ−ド４４および４２
は、ダイオ−ド３６と同様に、電圧信号をそれの半サイ
クルに制限するために用いられる。

【００２９】モ−タが低速で動作している場合には、ブ
ロワ作動スイッチ２８は閉塞され、そして速度選択スイ
ッチ３０は低速接点１５に接続される。したがって、低
速タップが110ボルトの電源電圧で付勢され、そしてト
ランス作用が高速モ−タ巻線に約85ボルトの電圧を誘起
する。この状況では、電源電圧、110ボルトと、高速モ
−タ巻線における電圧、約85ボルトとの間に電圧差が存
在する。LEDおよびフォトカプラ対３８がこの電圧差を
検知し、そしてLEDが発光し、低速モ−タ巻線が選択さ
れていることをシステム・コントロ−ラに表示する。

【００３０】モ−タが高速で動作している場合には、ブ
ロワ作動スイッチが閉塞され、そして速度選択スイッチ
３０が高速接点１７に接続される。したがって、高速タ
ップ１６が110ボルトの電源電圧で付勢され、かつ低速
巻線が約135ボルトの誘起電圧で付勢される。この状況
では、電源電圧、110ボルトと高速モ−タ巻線における
電圧、110ボルトとの間には電圧差は生じない。したが
って、LEDおよびフォトカプラ対３８は電圧差を検知せ
ず、またLEDは発光せず、高速モ−タ巻線が選択された
ことをシステム・コントロ−ラに表示する。

【００３１】したがって、回路構成１２は上述した２つ
の機能を行う。すなわち、この回路は第１にモ−タが動
作しているかどうかを、そして第２に正しい速度巻線が
選択されたかどうかをシステム・コントロ−ラに表示す
る。

【００３２】

【発明の効果】本発明によれば、汎用で、効率的で、か
つ廉価な装置でもって、モ−タが動作していることだけ
ではなく、適切な巻線が選択されたことをも表示するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の１つの実施例を概略的に示す回路図で
ある。

【図２】本発明の他の実施例を概略的に示す回路図であ
る。

【符号の説明】

１０ 回路構成 １３ モ−タ巻線 １４ 低速タップ １６ 高速タップ １８ 中性タップ ２０ モ−タ巻線 ２２ モ−タ巻線 ２４ ノ−ド ２５ 電源 ２６ ノ−ド ２８ ブロワ作動スイッチ ３０ 速度選択スイッチ ３２ フォトカプラ対 ３４ 抵抗 ３６ ダイオ−ド ３７ 熱的カットアウト １２ 回路構成 ３８ フォトカプラ ４０ 抵抗 ４２ ダイオ−ド ４４ ダイオ−ド

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも第１および第２の速度モ−タ
   巻線と、電源を有する直接駆動、多速度モ−タの動作状
   態を確立する方法であって、 （ａ）モ−タの速度巻線における第１の電圧差を感知
   し、 （ｂ）前記第１の電圧差が予め定められた閾値以上であ
   るかどうかを表示し、 （ｃ）前記モ−タの前記第１の速度モ−タ巻線と電源と
   の間の第２の電圧差を感知し、 （ｄ）前記第２の電圧差が予め定められた閾値以上であ
   るかどうかを表示することよりなる直接駆動、多速度モ
   −タの動作状態を確立する方法。
2. 【請求項２】 少なくとも第１および第２の速度モ−タ
   巻線と、電源を有する直接駆動、多速度モ−タの動作状
   態を確立する回路装置であって、 モ−タの速度巻線における第１の電圧差を感知する手段
   と、 前記モ−タの前記第１の速度モ−タ巻線と電源との間の
   第２の電圧差を感知する手段と、 前記第１および第２の電圧差が予め定められた閾値以上
   であるかどうかを表示する手段を具備した、直接駆動、
   多速度モ−タの動作状態を確立する回路装置。
3. 【請求項３】 前記感知および表示手段が、モ−タの速
   度巻線間にすべて直列に接続された第１の抵抗、第１の
   ダイオ−ド、および第１の発光ダイオ−ドを利用した第
   １のフォトカプラ、およびモ−タの第１の速度モ−タ巻
   線と電源との間に直列に接続された第２の抵抗、第２の
   ダイオ−ド、および第２の発光ダイオ−ドを利用した第
   ２のフォトカプラである請求項２の回路装置。