JP2010130779A - モータ制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 冷却性、防塵性、交換性の優れたリアクトルの設置構造を備えたモータ制御装置を提供する。
【解決手段】モータ制御装置外郭を構成する筐体（２）と、前記筐体（２）の内部を内部回路部、ダクト部に分離する仕切り板（７）と、パワーモジュール（８）の熱を放熱する冷却フィン（６）と、前記冷却フィン（６）を冷却する冷却ファン（４）と、リアクトル（３）を有したモータ制御装置（１）において、前記仕切り板（７）は抜き穴（１２）を有しており、前記リアクトル（３）のコイル（９）、コア（１０）を前記抜き穴（１２）に挿入し、前記ダクト内に鉛直面に対して斜めに傾斜し、突出した形で配置したことを特徴とするモータ制御装置。
【選択図】 図１

Description

本発明はモータ制御装置に内蔵されるリアクトルの設置構造に関するものである。

図５は従来のモータ制御装置の側断面図である。以下、図５において、１０１は制御盤であり、１はその筐体で、左側壁２、右側壁３、天板４、底板５及び筐体１の上下方向の途中に水平に配設された仕切板６を有する。筐体１の前後面は開放されており、上記仕切板６の上下の開放部１１３、１１４は、前後に配設された扉７で閉塞されている。扉７は４辺が袋曲げされ外側に蓋板８を備え、内部が中空の二重平面部を有したものである。底板５は広範囲に通気口５Ａが設けられ、４隅にはキャスタ−９が備えられている。開放部１１３の周縁と扉７との隙間にはパッキン２５が配設されており、制御盤１０１の上部には防塵区画１１１が形成され、下部には換気区画１１２が形成されている。この換気区画１１２内には耐環境性に優れた電源変圧器４９が設置されている。

次に制御盤１０１の冷却構成の動作について説明する。スイッチングユニット５０のスイッチング動作により半導体素子５２から発生する熱の大部分は、金属基板５１からヒ−トシンク５５のベ−スプレ−ト５５Ａに熱伝導され、さらに放熱フィン５５Ｂに熱伝導される。また、ダイオ−ドモジュ−ル６１の発熱の多くはヒ−トシンク６２に熱伝導される。冷却ファン７０の運転によって、矢印ａで示すように外気は吸気口６Ａから外気流路１１５内に吸い込まれ、上記外気気流によって上記放熱フィン５５Ｂ及びヒ−トシンク６２は強制冷却され、暖められた外気は天井排気口４Ａから盤外上方に排出される。
従来のモータ制御装置では、冷却効率向上を目的として、リアクトルをダクト内に設置している（例えば、特許文献１参照）。
図５において、ダクト内に設置されたリアクトルは冷却ファンによる冷却風を直接当てることにより冷却している。また、リアクトルの端子は内部回路側に取り出されている。
特開平９−１４００１３号公報（第５−７頁、図１）

従来のモータ制御装置では、リアクトルを設置する場合、ダクト壁面に対して垂直にリアクトルを取付けているため、冷却風に対して通風抵抗が大きく、また、冷却風との接触部分も小さく、冷却風が直接当たる部分と反対側との温度差が大きいという問題もあった。
さらに、リアクトルはダクト内面から取付けるために、リアクトル交換時にダクトを通してリアクトルを取り扱わなければならず、交換時間を要するといった問題があった。

本発明は上記問題を解決するためになされたものであり、その目的は冷却性、防塵性、交換性の優れたリアクトルの設置構造を備えたモータ制御装置を提供することにある。

上記問題を解決するため、本発明は、次のように構成したのである。
本発明はモータ制御装置外郭を構成する筐体と、前記筐体の内部を内部回路部、ダクト部に分離する仕切り板と、パワーモジュールの熱を放熱する冷却フィン部と、前記冷却フィン部を冷却する冷却ファンと、リアクトルを有したモータ制御装置において、
前記仕切り板は抜き穴を有しており、前記リアクトルのコイル、コアを前記抜き穴に挿入し、前記ダクト内に鉛直面に対して斜めに傾斜し、突出した形で配置したことを特徴とするものである。
また、本発明はモータ制御装置外郭を構成する筐体と、前記筐体の内部を内部回路部、ダクト部に分離する仕切り板と、パワーモジュールの熱を放熱する冷却フィン部と、前記冷却フィン部を冷却する冷却ファンと、リアクトルを有したモータ制御装置において、前記リアクトルはコイル間、コイル取付けベース間に間隙を有し、前記仕切り板は抜き穴を有し、前記リアクトルのコイル、コアを前記抜き穴に挿入し、前記ダクト内に突出した形で配置したことを特徴とするものである。
また、本発明は請求項１または２において前記リアクトルの前記コア、コイルは前記リアクトルの取付けベース上に固定され、前記リアクトルの口出し線は前記取付けベース上の穴を通して、前記コア、コイルとは反対方向に取り出し、前記取付けベースを、前記取付け穴を覆うように取付けることにより、前記ダクト部と前記回路部を空間的に分離したことを特徴とするものである。
また、本発明は請求項１または２において前記リアクトルの口出し線はシリコンによりシールされたことを特徴とするものである。
また、本発明は請求項１において前記リアクトルはＡＣ電圧をＤＣ電圧に変換するコンバータ部の出力側に設置されるＤＣリアクトルであるとしたものである。
また、本発明は請求項１において前記リアクトルはモータ制御装置の高調波ノイズを低減するために接地するＬＣフィルタを構成する交流リアクトルである。

本発明によると、冷却性、防塵性、交換性の優れたリアクトルの設置構造を備えたモータ制御装置を提供することができる。

以下、本発明の実施の形態について図を参照して説明する。

図１は本発明のモータ制御装置の側断面図である。モータ制御装置の正面側に制御回路やパワーモジュールなどの電気回路基板から構成する内部回路を配置し、背面側は放熱
するためのダクト側とする。図において、１は一般にインバータと称されるモータ制御装置、２はモータ制御装置外郭を構成する筐体、３はリアクトル、４は冷却ファン、５はダクト（通気管）、６は冷却フィン、７は仕切り板、８はパワーモジュールを表す。パワーモジュール８はコンバータ部のパワー素子モジュールやインバータ部の主回路パワートランジスタ（ＩＧＢＴモジュール）で構成される。リアクトル３はＡＣ電圧をＤＣ電圧に変換するコンバータ部の出力側に設置されるＤＣリアクトルである。筐体２内部は仕切り板７によって、内部回路側、ダクト側に分離し、ダクト５内には、パワーモジュール８で発生した熱を放熱するための冷却フィン６を配置している。ダクト５上部に設けた冷却ファン４により、冷却フィン６に風を通すことによって、放熱を促進している。つまり平面底部から外気を吸入し、吸入した外気は冷却フィン６、リアクトル３の順に通過し、平面上部に取り付けた冷却ファン４により外部へ排熱される。
次にリアクトルの設置方法について説明する。図１においてリアクトル３は冷却フィン６の風下側に配置しており、冷却フィンと同様に、冷却ファン４で発生させた冷却風によって放熱を行っている。

図２はリアクトルの詳細取付け図を示す。図２において、９はコイル、１０はコア、１１はパッキン、１２は仕切り板７に設けられた抜き穴となる取付け穴、１４は取付けベース、１６はリアクトル３を取付ける取付けねじを示す。リアクトル３の取付けベース１４上に、コア1０、コイル９を固定し、リアクトル３の端子１５は取付けベースに対してコア１０、コイル９と反対方向であって、取付けベース１４上に設けた穴を通して取り出される。リアクトル３は、コア、コイル側を取付け穴１２に挿入する形で取付ける、このとき、取付けベース１４は取付け穴１２を完全に塞ぐ大きさで構成している。本取付け方法によって、リアクトル３と取付け穴１２との隙間を塞ぐことができるため、ダクト側から回路側への埃、オイルミストの浸入を防ぐことができる。さらに、取付け穴１２周囲にパッキン１１を使用し、図４に示すように端子取出し口をシリコン１８で完全にシールすることにより、完全な防塵、防水構造とすることも可能である。

このように、図２に示す方法でリアクトル３は仕切り板７に取付けられる、このとき、リアクトル３は、図１に示すように、ダクト５内で斜めに傾斜した方向に配置する。このことにより、通風の際の空気抵抗を減らすことができ、コイル全体に効率的に風を当てることができる。
本発明が従来技術と異なる部分は、仕切り板上に取付け穴を設け、コイル、コアを穴に挿入する形でリアクトル３を設置し、かつダクト内で斜めに配置することである。本構成にすることによって、リアクトルを効率良く冷却することができ、また、モータ制御装置の正面となる回路側からリアクトル３を着脱できるため、リアクトルの冷却性、交換性の優れたモータ制御装置を提供することができる。

図３は第２実施例の構成を示す図である。図において、９はコイル、１０はコア、１３はコイル間、およびコイル−取付けベース間の間隙１３を表す。図、２と同一名称には同一符号を付け重複する説明を省略する。
図に示すように、コア１０は四角形状で構成され、コイル９は上下コア１０上に巻かれる。コア１０は取付け金具１７を介して取付けベース上に隙間を持って固定される。リアクトル３は実施例１と同様に、仕切り板７に設けられた穴を通してダクト５内に配置する。このとき実施例１では、リアクトル３はダクト内で斜めに配置されたが、実施例２では、リアクトル３は間隙１３に対して垂直に冷却風が抜ける方向に取付けられる。
このような構成にすることによって、通風抵抗を抑え、且つ、コイル表面全体をむらなく冷却することができるため、リアクトル冷却効率の優れたモータ制御装置を提供することができる。
図４は本発明のリアクトル口出し線部を示す斜視図である。図において、３はリアクトル、１４は取り付けベース、１５はリアクトル３の二つの口出し線の端子、１８は取り付けベース１４と端子１５とが構成する隙間を塞ぐシール材であるシリコンである。このようにリアクトルの口出し線が取り付けベースと接する部分はシリコンによりシールされる。
リアクトル３はモータ制御装置のＡＣ電圧をＤＣ電圧に変換するコンバータ部の出力側に設置されるＤＣリアクトルの他にモータ制御装置の高調波ノイズを低減するために接地するＬＣフィルタを構成する交流リアクトルでもよい。

本発明の第１実施例を示すモータ制御装置の側断面図 本発明のリアクトルの設置方法を示す斜視図 第２実施例のリアクトル設置方法を示す斜視図 本発明のリアクトル口出し線部を示す斜視図 従来のモータ制御装置を示す側断面図

符号の説明

１ モータ制御装置
２ 筐体
３ リアクトル
４ 冷却ファン
５ ダクト
６ 冷却フィン
７ 仕切り板
８ パワーモジュール
９ コイル
１０ コア
１１ パッキン
１２ 取付け穴
１３ 間隙
１４ 取付けベース
１５ 端子
１６ 取付けねじ
１７ 取付け金具
１８ シリコン

Claims (6)

1. モータ制御装置外郭を構成する筐体と、前記筐体の内部を内部回路部、ダクト部に分離する仕切り板と、パワーモジュールの熱を放熱する冷却フィン部と、前記冷却フィン部を冷却する冷却ファンと、リアクトルを有したモータ制御装置において、
   前記仕切り板は抜き穴を有しており、前記リアクトルのコイル、コアを前記抜き穴に挿入し、前記ダクト内に鉛直面に対して斜めに傾斜し、突出した形で配置したことを特徴とするモータ制御装置。
2. モータ制御装置外郭を構成する筐体と、前記筐体の内部を内部回路部、ダクト部に分離する仕切り板と、パワーモジュールの熱を放熱する冷却フィン部と、前記冷却フィン部を冷却する冷却ファンと、リアクトルを有したモータ制御装置において、
   前記リアクトルはコイル間、コイル取付けベース間に間隙を有し、前記仕切り板は抜き穴を有し、前記リアクトルのコイル、コアを前記抜き穴に挿入し、前記ダクト内に突出した形で配置したことを特徴とするモータ制御装置。
3. 前記リアクトルの前記コア、コイルは前記リアクトルの取付けベース上に固定され、前記リアクトルの口出し線は前記取付けベース上の穴を通して、前記コア、コイルとは反対方向に取り出し、前記取付けベースを、前記取付け穴を覆うように取付けることにより、前記ダクト部と前記回路部を空間的に分離したことを特徴とする請求項１または２記載のモータ制御装置。
4. 前記リアクトルの口出し線はシリコンによりシールされたことを特徴とする請求項１または２に記載のモータ制御装置。
5. 前記リアクトルはＡＣ電圧をＤＣ電圧に変換するコンバータ部の出力側に設置されるＤＣリアクトルである請求項１に記載のモータ制御装置。
6. 前記リアクトルはモータ制御装置の高調波ノイズを低減するために接地するＬＣフィルタを構成する交流リアクトルである請求項１に記載のモータ制御装置。

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