JP2014515591A

JP2014515591A - 蓄電部の入力電圧を制御する方法及びシステム

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Publication number: JP2014515591A
Application number: JP2014511688A
Authority: JP
Inventors: ザネラートマルセロ; ロベルトデソウザマルコス; エレナピニシルビア
Original assignee: ワールプール，ソシエダッドアノニマ
Priority date: 2011-05-26
Filing date: 2012-05-24
Publication date: 2014-06-30
Also published as: CN103688454A; SG195174A1; WO2012159183A2; CO6842002A2; US20140232315A1; WO2012159183A3; KR20140034228A; MX2013013848A; BRPI1102466A2

Abstract

本発明は、蓄電部（５）の入力電圧（１）を制御する方法及びシステムであって、蓄電部（５）は、出力スイッチ（４）の組により、好ましくは冷却コンプレッサで使用される誘導電動機についての、１つ以上の入力電圧部（１）に対する電気部品の選択的な機構を有する。検出は、処理部（３）による直接的に又は処理部（３）に情報を提供可能なネットワークセンサ（６）により間接的に行うことができる。本発明の他の実施例では、保護センサ（７）と、蓄電部（５）のより良好な保護のため処理部（３）に情報を提供可能な制御基準値（８）とを追加する。
【選択図】図３

Description

本発明は、複数の電圧部用の、好ましくは冷却コンプレッサに使用する誘導電動機（ｉｎｄｕｃｔｉｏｎｍｏｔｏｒｓ）用の電気部品の選択機構を有する、蓄電部の入力電圧を制御する方法及びシステムに関する。

現在のところ、いくつかの国では電気エネルギーの製造販売に関して相違し、各国で電圧レベルが異なる。したがって、大半の電子装置、中でもコンピュータ、テレビ受像機、ステレオ等は、特定の電圧での完全な機能のため入力電圧の調整を可能にする自動電圧制御を備えた二電圧特性を有している。この特性は、家電製品ではまだほとんど知られてなく、その理由は、そのほとんどが機能するために電動機を必要とし、とりわけ電力と制御のような要因で現代の技術によって制限されるためである。

この点に関して、二電圧での機能を可能にするこれらの製品のいくつかでは、最終ユーザによってスイッチによる手動切替が行われ、通常、その機能のための蓄電部のコイルの機構を変更する。しかし、ほとんどユーザはこれらの機能についての具体的な知識がなく、それにより、機能が部分的に失われたり又は製品のヒューズがとんだりしてしまうような、機能的なエラーが生じることも度々ある。さらに、装置の保護のレベルによってはユーザを危険にさらす場合がある。

保証サービスによってこれらの危険を防ぎ、ユーザに対する保護を増強し、不要な保守を回避して製品メーカーに関連するイメージ（ｉｍａｇｅ）の損失を減らすために、入力電圧を装置の機能の許容可能なレベルへ自動変更することが、慣行上必須になっている。

また、単相の誘導電動機は、単純で、頑丈で及び高性能であることから冷蔵庫に広く使われている。特に、冷蔵庫、冷凍庫、エアコン、洗濯機のような各種の家電製品に適用される場合、誘導電動機は通常、かご形回転子と、通常、誘導電動機の状態（始動又は運転）に対して選択的に用いられる二つの巻線からなるコイルを有する固定子とを備える。

この点に関して、動作の最初は電動機を加速するためにより大きな動力が必要なため、始動巻線（ｓｔａｒｔｗｉｎｄｉｎｇ）には電動機の機能の最初の瞬間だけ給電されるのに対して、運転巻線（ｒｕｎｗｉｎｄｉｎｇ）にはコンプレッサ（ｃｏｍｐｒｅｓｓｏｒ）の通常動作の間交流電圧が給電される。それゆえに、電動機は特に、制限された所定の電圧範囲、典型的には、設計レベルの上下１０％を超えない変動で機能するように設計・構築される。これらの変動が１０％より大きい場合、電動機の新たな設計及び構成が必要である。

このために、この課題を解決する可能性のある試みが、二電圧システムを開示する文献に現れている。米国特許第４，４１５，９６４号明細書はこの意味での設計を記載しており、入力電圧に関係なく自動的に電圧出力を調整し、出力変圧器のコイルの機構を変更し、１１０Ｖに切替られたときにコイルを並列な構成に変えて１１０Ｖの出力をさせ、逆に、２２０Ｖに切替られたときにコイルを直列な構成に変えて１１０Ｖの出力を繰り返すことが可能なシステムを提供する。しかし、この構造において、米国特許第４，４１５，９６４号明細書は、作動している蓄電部の直接的な機構よりもむしろ出力部として変圧器を使用するため、給電される可能性のある蓄電部をその制御とともに制限している。

従来技術で考慮される付加的情報が米国第５，００１，６２３号明細書に示されており、そこでは直流の電圧出力を自動制御するシステムであるが上述の文献と同一の課題があるシステムが記載され、米国特許第７，５２８，７３４号明細書には、出力電圧を変更又は制御せずに、特定のポイントの現在の電圧が装置の機能にとって所望のものであるか否かについてユーザに警告できる入力電圧を示すシステムが記載されている。

なお、上記のすべての文献は、本発明と比較すると、莫大なエネルギー消費及び製造又は維持コストを呈する他に、給電線上の振動過渡現象（ｏｓｃｉｌｌａｔｉｏｎｔｒａｎｓｉｅｎｔｓ）及び他の障害の影響を非常に受けやすい。

したがって、本発明の目的は、コストが削減され、単純で頑丈なトポロジーの自動電圧制御のための装置であり、大規模での使用及び電圧の異なる市場に対しての所与の製品群（ｆａｍｉｌｉｙｏｆｐｒｏｄｕｃｔｓ）にとって必要なモデルの削減を可能にする装置を提供することである。

本発明の他の目的は、これらの装置に対する電気的制御を、ごくわずかなエネルギー消費にすべきことである。

本発明の更なる目的は、電気的制御は、給電網から振動過渡現象又は障害の影響を受けにくくすべきことである。

本発明の更なる目的は、電気的制御が、手動スイッチの変更の必要なく、誘導電動機又は蓄電部を自動的に調整可能にすべきことである。

本発明の他の目的は、蓄電部の電気的保護を、それらに印加される電圧、その電流及び／又は温度を監視することにより提供可能な具体的機構を提供することである。

本発明のさらに他の目的は、電動機の一体型アセンブリに対する具体的なシステムを提供することである。

本発明のある第１実施例は、蓄電部の入力電圧を制御するシステムであって、蓄電部は異なるレベルの入力電圧での動作のために選択的に作動できるコイル配置を有し、システムは、少なくとも、一つの処理部と、出力スイッチの組とを備えるシステムを示す。処理部が、入力電圧を検出し、及び、出力スイッチの組を作動させて蓄電部の選択的な作動を実行し、蓄電部が処理部によって検出された入力電圧レベルで動作するように構成される。蓄電部の入力電圧を制御するシステムは、異なる構成の処理部に入力電圧値を供給するネットワークセンサを備えることもできる。好ましくは、本システムは、誘導電動機を操作するように構成され、誘導電動機は、２２０Ｖの値の入力電圧に対して直列で作動し、又は、１１０Ｖの値の入力電圧に対して並列で作動するように変更可能なコイルの組を備える。

他の実施例において、本発明は、蓄電部の入力電圧を制御するシステムに、電流、電圧及び／又は温度に関する情報を処理部に供給可能な保護センサを付加する。システムが電流、電圧及び／又は温度の基準を処理部（ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇｕｎｉｔ）に供給可能な制御基準部（ｃｏｎｔｒｏｌｒｅｆｅｒｅｎｃｅｕｎｉｔ）を備える実施例も考慮する必要がある。

本発明は、蓄電部の入力電圧を制御する方法であって、蓄電部は異なるレベルの入力電圧での動作のために選択的に作動可能なコイル配置を有し、入力電圧を検出する第１ステップと、第１ステップで検出した入力電圧に従い、出力スイッチの組を作動させる第２ステップを含む。また、本方法は、第１ステップで検出した入力電圧のレベルで動作するように、蓄電部のコイル配置を変更する第３ステップを含む。本方法も、好ましくは誘導電動機のコイル配置を、好ましくは第１ステップの結果が２２０Ｖの値の場合には直列で作動し、第１ステップの結果が１１０Ｖの値の場合には並列で作動するように変更するために適用される。

示される蓄電部の入力電圧を制御する他の方法は、第１ステップで検出した値が基準外であるとみなす場合に蓄電部の機能を止める、蓄電部を保護する第５ステップを行うための、蓄電部の電流、電圧及び／又は温度を検出する第４ステップを含む。第４ステップは、さらに、蓄電部の特定の状態に対して以前に確定した基準値について比較するように構成されてもよい。

本発明を、図面に示す実施の形態を参照してより詳細に説明する。各図は以下を示す。
並列な機構の蓄電部を示す図である。直列な機構の蓄電部を示す図である。本発明の好ましい実施の形態における簡略化したシステムを表すブロック図である。ネットワークセンサを付加した図３の簡略化したシステムを表すブロック図である。保護センサを付加した図４の簡略化したシステムを表すブロック図である。より良好な保護のための制御基準部を付加した図５の簡略化したシステムを表すブロック図である。

図１及び図２は、異なる電圧での動作のために選択的に作動されるように構成されうる要素を備えた蓄電部（ｅｌｅｃｔｒｉｃｃｈａｒｇｅｓ）５を示す。本実施の形態の図１は、好ましくは１１０Ｖの値の入力電圧１に対する、並列な蓄電部５の機構を示す。一方、図２は、好ましくは２２０Ｖの値の入力電圧１に対する、直列な蓄電部５の機構を示す。なお、出力スイッチ４の組は、蓄電部５のこの機構を直接的に作動する。

図３は、好ましくは同一のサイズのコイルの組（ｐａｉｒ）である要素を有する蓄電部５の電圧を制御するシステムを提供する、本発明を示す。それは、異なる電圧での動作のために、図１及び図２に示すように、好ましくは電圧１１０Ｖに対しては並列に、電圧２２０Ｖに対しては直列に、選択的に作動されるように構成できる。

蓄電部５は、好ましくは本システムにより使用される単相の誘導電動機であり、誘導電動機は、回転子の他に、一つ以上の運転巻線及び一つ以上の始動巻線を有する少なくとも一つの固定子を備え、好ましくはかご形のものである。これらの誘導電動機は、引用していないが特定の構成で作ることができる他のものに加えて、制御可変速度（ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄｖａｒｉａｂｌｅｖｅｌｏｃｉｔｙ）の種類でもよい。

この点に関して、入力電圧を制御するシステムは、処理部３の機能に対してエネルギーを供給可能な直流電流源２に給電する入力電圧部１を備え、処理部３は、入力電圧部１によっても給電され、システムに印加されるこの入力電圧１の大きさを検出するように構成される。システムの検出は直接行われ、入力電圧１が直接処理部３に送られて、電圧値を計算及び規定（ｄｅｆｉｎｅ）する。

したがって、処理部３は、出力スイッチ４の組（ｓｅｔ）を選択的に作動させることができ、スイッチは好ましくは電磁スイッチ（リレー又はソレノイド（ｓｏｌｅｎｏｉｄｓ）等）又は電子制御スイッチ（静電気、ＴＲＩＡＣｓ又はトランジスタ等）を備え、入力電圧部１によって給電され、蓄電部５が検出した入力電圧１での機能に対してより良好に構成されるように、蓄電部５の機構を再構成するように作動可能である、したがって、出力スイッチ４の組が、好ましくはコイルの機構を１１０Ｖの値の入力電圧１に対しては並列に選択し、一方、コイルの機構を２２０Ｖの値の入力電圧１に対しては直列に選択する。

また、図４も直流電流源２に給電する入力電圧部１を備えるシステムを示す。直流電流源２は、処理部３の機能に対してエネルギーを供給可能である。本システムは、入力電圧１の間接的な検出を特徴とする。その理由は、処理部３が入力電圧１の値の計算及び定義（ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ）の責任を抱えたまま（ｒｅｍａｉｎｉｎｇｒｅｓｐｏｎｓｉｂｌｅｆｏｒ）で、入力電圧部１が、この入力電圧１の大きさを検出し、分析のため処理部３にこの情報を供給するネットワークセンサ６にも給電するためである。

したがって、処理部３は出力スイッチ４の組を選択的に作動させることができ、入力電圧部１によっても給電される。そして、出力スイッチ４の組は、蓄電部５が検出された入力電圧１での機能に対してより良好に構成されるように作動可能である。

同様に、図５も直流電流源２に給電する入力電圧部１を備えるシステムを示す。直流電流源２は、処理部３の機能に対してエネルギーを供給可能である。入力電圧部１もネットワークセンサ６に給電し、ネットワークセンサ６はこの電圧１の大きさを検出し、処理部３にこの情報を供給する。したがって、処理部３は、入力電圧部１によっても給電される出力スイッチ４の組を選択的に作動可能である。そして、出力スイッチ４の組は、蓄電部５が検出された入力電圧１での機能に対してより良好に構成されるように作動可能である。このシステムは外部機器（ｅｘｔｅｒｎａｌｄｅｖｉｃｅｓ）とセンサの追加をさらに含み、それらが、好ましくは蓄電部５の電圧、電流又は温度を監視することによって、装置の電気的な保護をもたらすことを可能にする。これらの保護システムは、出力部及び／又は蓄電部に接続され、蓄電部を直接作動可能であり、又は、同様の作動のため処理部３にそれらのデータを通達可能である。したがって、本発明は、システムに接続される蓄電部５のためのさらなる保護部も備える。それゆえに、これは蓄電部５に関する情報を受信して処理部３にこの情報を供給する保護センサ７である。処理部３は、蓄電部５のより大きな保護のため保護センサ７により供給された情報を用いて、作動可能又はスイッチ４の組を選択的に切り替えることが可能である。

この点に関し、図６は直流電流源２に給電する入力電圧部１を備えるシステムも示す。直流電流源２は、処理部３の機能に対してエネルギーを供給可能である。入力電圧部１もネットワークセンサ６に給電し、ネットワークセンサはこの電圧１の大きさを検出し、処理部３にこの情報を供給する。したがって、処理部３は、入力電圧部１によっても供給される出力スイッチ４の組を選択的に作動可能である。そして、出力スイッチ４の組は、蓄電部５が検出された入力電圧１での機能に対してより良好に構成されるように作動可能である。このシステムは、保護センサ７をさらに備え、保護センサは、蓄電部５に関する情報を受信し、この情報は好ましくは電流、電圧及び／又は温度の値からなり、処理部３にこの情報を供給する。処理部３は、蓄電部５の保護のため保護センサ７により供給された情報を用いて、作動可能又はスイッチ４の組を選択的に切り替えることが可能である。この構成は、メモリ等でもよい基準値部の追加も示し、これにより処理部３が保護センサ７により供給された値を基準値と関連づけ、蓄電部のより良好な保護が必要な機能を実行することができる。このように、制御基準部８は、処理部３にデータを供給し、基準制御値８を保護センサ７により供給された値と比較することにより、蓄電部５のより良好な保護をもたらす。

なお、図３のみがプロセッサに対する入力電圧の直接的なセンシング（ｄｉｒｅｃｔｓｅｎｓｉｎｇ）を保持するが、すべての構成は同様に直接的に又は間接的にモードを両方使用できる。

好ましい実施例を説明したが、本発明の範囲は他に取り得る変形例を包含すると理解すべきであり、添付の請求の範囲の内容によってのみ限定され、取り得る均等物を含む。

本発明のある第１実施例は、蓄電部の入力電圧を制御するシステムであって、蓄電部は異なるレベルの入力電圧での動作のために選択的に作動するコイル配置を有し、システムは、少なくとも、一つの処理部と、出力スイッチの組とを備え、システムは、処理部が、入力電圧を検出し、及び、出力スイッチの組を作動させて蓄電部のコイル配置を選択的に変更して、蓄電部が処理部によって検出された入力電圧レベルで動作するように構成され、システムは、電流、電圧及び／又は温度に関する情報を有する値を処理部に提供可能な保護センサと、電流、電圧及び／又は温度の基準を処理部に提供可能な制御基準部とをさらに備え、基準制御値は蓄電部の保護のために保護センサにより供給される値と比較されることを特徴とするシステムを示す。蓄電部の入力電圧を制御するシステムは、異なる構成の処理部に入力電圧値を供給するネットワークセンサを備えることもできる。好ましくは、本システムは、誘導電動機を操作するように構成され、誘導電動機は、２２０Ｖの値の入力電圧に対して直列で作動し、又は、１１０Ｖの値の入力電圧に対して並列で作動するように変更可能なコイルの組を備える。

Claims

蓄電部（５）の入力電圧（１）を制御するシステムであって、
前記蓄電部（５）は異なるレベルの入力電圧（１）での動作のために選択的に作動するコイル配置を有し、
前記システムは、少なくとも、
一つの処理部（３）と、
出力スイッチ（４）の組と、
を備え、
前記システムは、前記処理部（３）が入力電圧（１）を検出し、及び、前記出力スイッチ（４）の組を作動させて前記蓄電部（５）の選択的な作動を実行し、前記蓄電部（５）が前記処理部（３）によって検出された入力電圧レベル（１）で動作するように構成されることを特徴とするシステム。
入力電圧（１）のレベルを前記処理部（３）に供給するネットワークセンサ（６）を備えることを特徴とする、請求項１に記載の蓄電部（５）の入力電圧（１）を制御するシステム。
誘導電動機を操作するように構成されることを特徴とする、請求項１又は２に記載の蓄電部（５）の入力電圧（１）を制御するシステム。
前記誘導電動機が、２２０Ｖの値の入力電圧（１）に対して直列で作動し、又は、１１０Ｖの値の入力電圧（１）に対して並列で作動するように、変更可能なコイルの組を備えることを特徴とする、請求項３に記載の蓄電部（５）の入力電圧（１）を制御するシステム。
電流、電圧及び／又は温度に関する情報を前記処理部（３）に供給可能な保護センサ（７）を備えることを特徴とする、請求項１、２、３又は４に記載の蓄電部（５）の入力電圧（１）を制御するシステム。
電流、電圧及び／又は温度の基準を前記処理部（３）に供給可能な制御基準ユニット（８）を備えることを特徴とする、請求項５に記載の蓄電部（５）の入力電圧（１）を制御するシステム。
蓄電部（５）の入力電圧（１）を制御する方法であって、
前記蓄電部（５）は異なるレベルの入力電圧（１）での動作のために選択的に作動可能なコイル配置を有し、
ステップ１：入力電圧（１）を検出するステップと、
ステップ２：前記ステップ１で検出した入力電圧（１）に応じて出力スイッチ（４）の組を作動させるステップと、
前記ステップ１で検出した入力電圧（１）のレベルで動作するように、前記蓄電部（５）のコイル配置を変更するステップ３と、
を含むことを特徴とする方法。
入力電圧（１）の値を検出する前記ステップ１は、ネットワークセンサ（６）により実行されることを特徴とする、請求項７に記載の蓄電部（５）の入力電圧（１）を制御する方法。
前記コイル配置を変更する前記ステップ３が、誘導電動機に適用されることを特徴とする、請求項７又は８に記載の蓄電部（５）の入力電圧（１）を制御する方法。
前記ステップ３は、誘導電動機のコイルの機構を、入力電圧（１）を検出する前記ステップ１の結果が２２０Ｖの値の場合には直列で作動し、入力電圧（１）を検出する前記ステップ１の結果が１１０Ｖの値の場合には並列で作動するように、変更することを特徴とする、請求項９に記載の蓄電部（５）の入力電圧（１）を制御する方法。
蓄電部（５）の電流、電圧及び／又は温度を検出するステップ４と、
前記蓄電部（５）を保護するステップ５であって、前記ステップ４で検出した値が、前記蓄電部（５）に損傷を与える可能性がある場合に、前記蓄電部（５）の機能を止めるステップ５と、
を含むことを特徴とする、請求項７、８、９又は１０に記載の蓄電部（５）の入力電圧（１）を制御する方法。
前記ステップ５は、前記ステップ４で得られた値を、以前に確定した前記蓄電部（５）の基準値と比較し、前記の基準値と比較したときに前記ステップ４で検出した値が前記蓄電部（５）に損傷を与える可能性がある場合に、システムを保護することを特徴とする、請求項１１に記載の蓄電部（５）の入力電圧（１）を制御する方法。