JP2898096B2 - 無線周波放出の抑制 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、電子コントローラおよび電動機の組合わせ
を含む電気的駆動部からの無線周波エネルギの放出の抑
制方法に関し、かかる方法により動作する電気的駆動部
に関する。

電動機の速度およびトルクの如き動作特性の制御は、
一般に、高速スイッチング・モードで動作するよう構成
された半導体その他のソリッドステート・デバイスを組
込んだ電子コントローラの使用によって達成される。こ
の形式の電子コントローラの一例は、パルス幅変調（PW
M）インバータである。

前記の高速スイッチング・モード・デバイスが、例え
ば永久磁石電動機、誘導電動機およびリラクタンス・モ
ータによるACインバータ駆動部、ACまたはDCモータおよ
びスイッチド・リラクタンス・モータを備えたサーボ駆
動部の制御のためのある範囲の種類の電気的駆動部にお
いて用いられている。高速スイッチング・モード形式の
コントローラの使用により、著しい電気エネルギ損失の
ない電動機の出力電力またはトルクの平滑制御の如き色
々な所要の動作特徴を達成することが可能である。

しかし、高速スイッチング・モードの電子デバイスの
使用により達成し成る電動機の制御における柔軟性の利
点は、付近の装置に対する受入れ難い擾乱を生じるよう
に周囲環境に潜在的に侵入し得る高レベルの無線周波エ
ネルギの生成をもたらす結果となる。ある場合には、こ
の擾乱は潜在的に危険な結果を生じ得る。このことは、
新たな設備およびその設置が潜在的に危険なレベルの無
線周波放出を生じる結果にならないことを保証するよう
に確立されている電磁気の両立性規則（Electromagneti
c Compatibility Directive）89/336/EECの如き厳しい
諸規則を結果的にもたらした。

受入れ得る限度内にあるように電気的駆動部からの無
線周波放出の低減は電気的フィルタの使用によって達成
され得るが、一般に適切なフィルタは不当に高価である
か嵩が大きい。また、AC電源により、フィルタはある漏
電電流を生じ、これが電気的な安全問題を提起し、かつ
保護装置の早すぎる動作を生じることがある。無線周波
放出を生じがちな回路が慎重に接地されるかあるいは接
地されたスクリーンが設けられるように構成する如き他
の従来技術は、接地および電源システムが電気的に分離
されることが安全の理由から要求される電力回路におい
ては不可能であるかあるいは有効ではない。

本発明は、電気的駆動部からの無線周波放出の抑制の
ための改善された方法、およびかかる方法に従って動作
するようにされた電気的駆動部の提供を試みる。

本発明は、その特徴の１つによれば、高周波エネルギ
を生じる高速スイッチング手段を含む電子コントローラ
と、この電子コントローラを介して電源からの電力が供
給される電動機とを含む形式の電気的駆動部からの無線
周波放出の抑制のための方法を提供し、該方法は、電気
的駆動部の少なくとも一部から使用中放出される無線周
波エネルギを受取る電気的スクリーンを提供すること
と、該電気的スイッチングを再び前記スイッチング手段
の入力側へ電気的に接続することとを含む。

当該方法は、使用中に無線周波エネルギが放出される
電気的駆動部の少なくとも一部を実質的に完全に包囲す
る形式の電気的スクリーンの使用を含む。望ましくは、
少なくとも実質的に完全に電動機の少なくとも一部を包
囲する電気的スクリーンを使用する。

本発明はまた、高周波エネルギを生じる高速スイッチ
ング手段を含む電子コントローラと、この電子コントロ
ーラを介して電源からの電力が供給される電動機とを含
む電気的駆動部を提供し、これにおいては使用中に前記
電気的駆動部の少なくとも一部から放出される無線周波
エネルギが、前記スイッチング装置の入力側に再び接続
される電気的スクリーンにより受取られる。

望ましくは、前記スイッチング手段の入力側に再び接
続される前記電気的スクリーンが、前記電動機の少なく
とも一部により放出される無線周波エネルギを少なくと
も受取るように働く。任意ではあるが望ましくは、この
電気的スクリーンは電子コントローラにより放出される
無線周波エネルギをも受取るように働き得る。

本発明は、少なくともこの特徴において、電動機と電
子コントローラとの間に両方向の相互作用が存在するシ
ステムの形態における電気的駆動部であって、前記電動
機が、電子コントローラから受取られかつ高速スイッチ
ング手段の動作と関連する電気エネルギと、電動機内か
ら放出されかつ前記高速スイッチング手段の入力側に対
して前記電子コントローラへフィードバックされる電動
機と関連する電気的スクリーンにより受取られる無線周
波エネルギとの制御された供給によって動作し得る電気
的駆動部に関するものと見做すことができる。

前記電気的スクリーンは、従来部分が接地されないた
め実施可能かつ安全であることを前提として、ステータ
および（または）フレームおよび（または）ロータの如
き電動機の従来部分により、および（または）電子コン
トローラの従来部分によって構成される。例えば、電気
巻線は、干渉スクリーンがない構成要素（例えば、ステ
ータまたはロータのコア）に存在し、この構成要素は少
なくとも一部が電気的スクリーンとして利用される。あ
るいはまた、この電気的スクリーンは、少なくとも前記
駆動の一部から無線周波エネルギを受取るため電気的駆
動部の内部あるいは他の作用的に関連状態で設けられた
別の部材によって構成される。このため、電気的スクリ
ーンは、スクリーンとして働きかつまた電気的駆動の動
作のための別の機能を行う構造を含み、あるいはこのス
クリーンは、専ら前記電気的スクリーンとして働くよう
に設けられる構造を含む。

本発明は、電動機の１つ以上の従来部分および（また
は）遮蔽機能のため設けられた１つ以上の別の部材が単
独であるいは前記従来部分と別の部材の１つ以上の別の
一方と関連して用いられて、電動機における巻線に対す
る遮蔽を提供する。

本発明は、電気的スクリーンが、コントローラまたは
電子コントローラに対してこのコントローラにおける高
周波エネルギ生成装置の入力側における一点で電源に再
び接続されること、および結果として、スクリーンに接
続されかつ電子コントローラまたは電源に戻される漂遊
無線周波電流が電源または接地システムへ流れることを
防止されることを教示する。

本発明は更に、電子コントローラおよび電動機を含む
電気的駆動部において、少なくとも電動機が接地された
スクリーンを欠くこともある。同様に電子コントローラ
は、接地されたスクリーンを欠く。電子コントローラと
電動機との間に設けられるコントローラ出力ケーブルの
如き相互接続手段もまた接地スクリーンを欠いている。
この相互接続手段ならびに電動機（更に、任意に電子コ
ントローラも）が、無線周波電流がコントローラにおけ
る高周波生成装置の入力側における地点でスクリーンか
ら電源または電子コントローラへフィードバックできる
ように構成されたスクリーンが設けられる。

電気的駆動部は、複数のスクリーン・セクションを含
む。このセクションは、高速スイッチング手段の入力側
に再接続するため直列または並列に相互に結合され、直
列と並列の結合部の組合わせがあってもよい。１つ以上
のスクリーン・セクションには、スクリーンの別の部分
に対する複数の接続が設けられてもよい。

前記電気的スクリーンと電子コントローラあるいは前
記コントローラに対する外部電源との間にキャパシタ手
段が設けられ、これにより電気的スクリーンが外部電源
あるいは他の電気的に活性の点と直接接続されないこと
を保証する。キャパシタ手段は、電子コントローラを構
成する回路の一部でよく、あるいはその外部にあっても
よい。いずれの場合も、このキャパシタ手段は、無線周
波電流の自由な流れは許しながらスクリーンが電力回路
からの高い電位を持つことを阻止するブロッキング手段
として働く。

前記キャパシタ手段の静電容量値は、外部電源の周波
数で高インピーダンスを生じるが、無線周波放出と関連
する周波数では低インピーダンスを結果として生じるよ
うに選定される。接地されたブリード抵抗は、電気的ス
クリーンに存在する電力周波数誘導電位が小さく保持さ
れかつ著しい無線周波電流が直接接地に流れることを許
さないように、前記キャパシタ手段と関連させられる。

本発明は、150KHz乃至1GHzの範囲における無線周波放
出の抑制のため特に有効であると考えられるが、例えば
9KHz乃至2GHzあるいはそれ以上のような比較的広い範囲
にわたって無線周波放出の抑制のために用いることもで
きる。

高速スイッチング手段は、典型的には50ns乃至２μｓ
のスイッチング時間を持ち300Hz乃至20KHzの範囲内のス
イッチング周波数で動作する種類のものでよい。しか
し、この範囲外のスイッチング時間、例えば20ns以下あ
るいは10nsほどの高速度を持つ高速スイッチング手段を
用いることもでき、25KHz乃至100KHzの程度、あるいは
それ以上の如き更に高い周波数で動作させることもでき
る。

高速スイッチング手段により生じる高周波エネルギ
は、典型的には、固有でありかる電子コントローラの回
路設計により意図的に本質的に生じる周波数より高い周
波数となり、この高い周波数は無線周波数を含む広い周
波数レンジ内に該当する。高周波エネルギは、例えば電
圧および電流の非正弦波振動の故に、高速スイッチング
手段のスイッチング周波数の高調波である周波数で生起
し得る。

電子コントローラは、中間周波段、例えばDC段を持つ
種類のものでよい。

第１段が高周波エネルギを生じない２段以上を持つ電
子コントローラの場合、スクリーンは、これらの段の間
にある地点に再接続され、高周波エネルギを生じる段の
入力側にある。

特にモニター・フレームが例えば接地される必要があ
るので電気的スクリーンの少なくとも一部として使用で
きなければ、スクリーンは、電動機巻線およびこの電動
機巻線が配置される電動機のフレーム、ステータ・コア
あるいはロータ部分の如き関連する電動機構造の少なく
とも一部の間に介挿されかつこれから電気的に絶縁され
た電気的に伝導性のある層を含む。これにより、本発明
によれば、無線周波エネルギを電動機巻線から電動機フ
レーム（例えば、接地フレーム）に対する接続は、前記
配置におけるこのような電気的に伝導性のある層を欠く
従来の形態と比較して著しく抑制される。

電動機巻線と電動機の一部間の電気的スクリーンは、
ラミネート構造を呈している。このスクリーンは、２層
の絶縁材料間に挟持された導電性材料層を含む。

電動機巻線長さと直角をなす面内の横断面において考
察すると、電気的スクリーンは、前記電動機巻線を完全
に囲むように配置されることが望ましい。巻線と前記ス
クリーンとは、電動機のスロット内に略々完全に収まっ
ている。電動機のステータまたは他の部分における複数
のスロットの各々における巻線は、それぞれ電気的スク
リーンによって囲まれることが望ましい。スロット内の
巻線に対するスクリーンは、例えば、スロットから長手
方向に延長する各スクリーンの少なくとも一部によって
電気的に結合され、その結果１つのスクリーンの剥出し
部分は別のスクリーンの剥出し部分と電気的に伝導する
接触状態にある。これにより、ワイヤの結合部を提供す
る必要は避けられる。

電動機フレームからおよび（または）ロータの如き電
動機の他の部分からの端部巻線の遮蔽のために、端部巻
線スクリーンを設けることができる。

ステータまたはロータのスロット内の電動機巻線は各
々、例えばスリーブ状形態のスクリーンによって包囲さ
れ、このスリーブは絶縁材料層に隣接して配置されある
いは２層の絶縁材料間に挟持された導電性層を含むラミ
ネート材料から作られる。あるいはまた、巻線は、電動
機構造のそのままの部分と別の部材とによって遮蔽され
る。ステータまたはロータのスロット内の巻線は、一部
はこのステータまたはロータのコアの構造により、また
一部は電動機スロットに隣接しない巻線の部分にわたり
延長する例えば帯状形態の被覆スクリーンによって遮蔽
される。この被覆スクリーンはステータまたはロータの
コアと電気的に接触しており、これを介してこのスクリ
ーンは高速スイッチング手段の入力側と再接続され、あ
るいは個別に接続される。被覆スクリーンは、スリーブ
状形態のスクリーンに関して本文に述べた如きラミネー
ト構造でよく、スロットのウエッジにより所定位置に保
持される。更に別の変形では、スロットのウエッジは導
電性材料製であり、遮蔽機能を生じるために用いられ
る。

以上のことから、本発明がこれに限定されるのではな
いが、電気的スクリーンが巻線と、電動機のフレームま
たはステータまたはロータ部分の如き電動機の残りの構
造の少なくとも一部との間に配置される電動機を提供す
ることもまた理解されよう。本発明の上記の特徴によれ
ば、電気的スクリーンは、電動機の動作を制御するため
に設けられた電子コントローラに接続されることが望ま
しい。

３相AC誘導電動機は一般に使用されこの種類の電動機
に関して本発明を適用し得るが、本発明は、その用途に
おいてどんな特定の形式のACまたはDC電動機にも限定さ
れるものではない。このため、本発明は、例えばAC永久
磁石電動機およびリラクタンス・モータの如き他の電動
機にも適用することができる。

本発明は、電動機に対して、また如何なる位相数のAC
電源あるいはDC電源でも動作する種類の電動機を備える
電気的駆動部に対して適用し得る。本発明は、電源が設
備における電源、即ち電気的駆動部における電源の１つ
の電極には接続を許されない別個の接地線を持つ如何な
る状態においても適用可能である。

本発明の電気的駆動部は、電気的スクリーン（以下本
文では、コントローラ・スクリーンと呼ぶ）がコントロ
ーラの高速スイッチング手段に接近して設けられて前記
スイッチング手段により生じる無線周波エネルギを受取
り、かつ前記コントローラ・スクリーンが前記スイッチ
ング手段の入力側に接続される種類の電子コントローラ
を含む。

コントローラ・スクリーンが高速スイッチング手段の
端子に接近して、例えばこの（どれかの）端子と接地と
の間にあるように配置されることが特に望ましい。

高速スイッチング手段は、ソリッドステート・デバイ
スでよい。これは、ヒート・シンク上に置かれる種類の
ものでよく、この場合は、本発明によりコントローラ・
スクリーンが高速スイッチング手段とヒート・シンクと
の間に介挿されるものとする。

高速スイッチング手段が絶縁材料層によってヒート・
シンクから電気的に絶縁される種類の電子コントローラ
の場合には、コントローラ・スクリーンは、前記絶縁材
料層に埋設されあるいはこの層と絶縁材料の別の層との
間に挟持される導電性材料層である。この種のコントロ
ーラは、高速スイッチング手段に対する導電性ハウジン
グを持ち、このハウジングはコントローラの電力入力端
子の如き端子に接続される。

高速スイッチング手段は、無線周波エネルギを生じる
高速スイッチング手段の部分から内部で電気的に絶縁さ
れる基板を持つ形式のものでよい。この場合は、コント
ローラ・スクリーンが前記基板により構成される。電気
的な絶縁材料層は、基板スクリーンとヒート・シンクと
の間に設けられる。あるいはまた、コントローラ・スク
リーンは、基板と使用中に無線周波エネルギを生じる高
速スイッチング手段の一部との間で内部に設けられた絶
縁材料層内に埋設された導電性材料層であり、あるいは
このコントローラ・スクリーンは前記絶縁材料層と別の
絶縁材料層との間に挟持することもできる。

コントローラ・スクリーンは、高速スイッチング手段
からヒート・シンク、あるいは例えば別の典型的には接
地された構成要素に対する無線周波エネルギの直接的な
伝送に対して物理的バリアを提供するバリア層の形態に
ある。あるいはまた、このコントローラ・スクリーン
は、高速スイッチング手段を包囲する、即ち略々完全に
包含する種類のものでよい。

前記コントローラ・スクリーンは、ヒート・シンクが
電気的に活性を持つように高速スイッチング手段がヒー
ト・シンクに直接接続される種類のものでよい。この種
の電子コントローラの場合は、本発明は、高速スイッチ
ング手段がヒート・シンクから電気的に絶縁されるこ
と、またヒート・シンクがコントローラ・スクリーンと
して働く形態でヒート・シンクをスイッチング手段の電
力入力に接続されることを規定する。

本発明は更に、コントローラ・スクリーンが高速スイ
ッチング手段の電力入力側における位置で電子コントロ
ーラに接続されるべきことを教示する。この接続は、電
力線からの直接的な切換えを用いるコントローラの電力
入力端子、あるいはインバータを後置する整流器を用い
る電子コントローラの場合にはDCリンクの一方の電極に
対するものでよい。

コントローラ・スクリーンと電子コントローラの電力
入力との間の接続は、無線周波に関しては低インピーダ
ンスを生じるが電動機に対する電源周波数では高インピ
ーダンスを生じるようにキャパシタンスが選定されるキ
ャパシタを介して行われる。コントローラ・スクリーン
と接地との間には抵抗が接続されて静電位の形成を防止
する。

高速スイッチング手段の入力側と、電気的駆動部の電
気的スクリーンを含む２つ以上のスクリーン・セクショ
ン、例えばコントローラ、電動機および相互接続ケーブ
ルの１つ以上と関連するセクション、また同様に、多分
割形態であるならば電動機のスクリーン・セクションの
１つ以上のセクションとの間には、１つのコンデンサが
介挿される。

本発明の実施例については、添付図面に関して単なる
例示として以下に記述する。

図１は、本発明の第１の実施例による電気的駆動部を
輪郭で示し、 図２は、図１の電動機の縦断面、 図３は、図２の線３−３に関する概略断面図、 図４は、図１の電動機におけるステータ巻線の横断
面、 図５は、図４に示された電気的スクリーンを詳細に示
し、 図６は、図４の線６−６に関する断面、 図７は、図１の電動機のステータ・コア部分の端部の
詳細図、 図８は、図１乃至図７の実施例のスクリーン・セクシ
ョンの１つの変形を示し、 図９は、図１の電気的駆動部に対する接続変化を示
し、 図10は、本発明の第２の実施例による電気的駆動部を
輪郭で示し、 図11は、本発明の第３の実施例による電気的駆動部を
輪郭で示し、 図12は、本発明の電気的駆動部において使用される高
速スイッチング・デバイスの一部を示し、 図13は、図12のスイッチング・デバイスを組込んだ電
子コントローラを示し、 図14および図15は、図13のコントローラで使用される
代替的なスイッチング・デバイスを示し、 図16は、図12、図14または図15のデバイスを組込む別
の電子コントローラを示し、 図17は、図12、図14および図15のデバイスに対する接
続変形を示し、 図18は、本発明の別の実施例による電気的駆動部の一
部を示し、および 図19は、本発明による更に別の電気的駆動部を輪郭で
示す。

電気的駆動部（10）（図１参照）は、本発明の当実
施例においては、それ自体は公知の形式である電子コン
トローラ（12）により速度が制御されるロータ（22）を
有する３相AC誘導電動機（11）を含む。このコントロー
ラ（12）は、外部の３相電源（17）に接続されている。

電動機（11）は、以下において更に詳細に述べる電気
的スクリーンを組込む特殊構造を有する。

典型的には電動機のフレームが直接接地されて接地に
対する無線周波電流を結果として生じる従来の構成とは
対照的に、本発明の当該実施例では、電動機（11）は任
意に電気的安全を保証する目的のための接地を持つが、
このような接続は無線周波電流は伝えない。その代わ
り、この電動機は、電動機フレームの内部に、コネクタ
（13）を介して電子コントローラ（12）に接続される電
気的スクリーン（９）を有し、これにより前記スクリー
ンに結合された漂遊無線周波電流がコントローラへ戻さ
れて接地システムに流れることが阻止される。コネクタ
（13）の接続は、コントローラに対する電力入力に対し
ており、これにより前記コントローラの少なくとも一部
を形成する高速スイッチング・デバイスの入力側に対し
ている。

電動機の電気的スクリーン（９）は、全て電動機フレ
ーム（８）内にある３つの電動機スクリーン・セクショ
ンを含み、これらのセクション（図２参照）は、 （ｉ）ステータ（24）におけるスロット（19）に配置さ
れた巻線（23）に対するスクリーン組立体（14）と、 （ii）ステータ・コアの端部に対するラミネートされた
端部スクリーン（15）と、 （iii）導電性巻線の端面スクリーン（16）と、であ
る。

スクリーン組立体（14）（図４および図５参照）は、
ステータ・コア・スロット（19）内の巻線（23）を完全
に包囲して各スロットの全長に沿って延在するスリーブ
状形成部（18）を含んでいる。

図５に最も明瞭に示されるように、各スクリーン（1
4）は、２つの絶縁材料層（21）間に挟持された導電性
材料層（20）を含むラミネート構造である。このスクリ
ーン（14）は、通常はステータのスロット内のライニン
グとして提供される通常の単一の絶縁材料層に追加する
のではなくその代わりに使用される。

各スクリーン（14）は、各スロット（19）の端部を越
えて長手方向に延在して、近くのスクリーン（14）の端
部が図６に示された方法で電気的に結合されるようにす
る。このため、１対の近くのスロット（19）の端部にお
いて、スロットの外側にスクリーン（14）の近くの側壁
部（25a、25b）がそれぞれ導電性材料層（20）を露呈す
るように除去された絶縁材料層（21）を有する。内側の
絶縁材料層（21）（即ち、巻線（23）に最も近い層）は
近い側壁部対の一方（25b）から除去され、外側の絶縁
材料層（21）は側壁部対の他方（25a）から除去され
る。このため、剥出しの側壁部端部がステータ・コアの
端面（26）に対して平坦に折り曲げられると、この端面
において、一方の側壁部（25a）の絶縁材料層（21）
と、近い側壁部対の他方（25b）の絶縁材料層（21）と
の間で直接接触状態にある２つの導電性材料層（20）の
挟持構成を結果として得る。

図７は、それぞれがステータ・コアと端部巻線との間
に遮蔽を提供するための１対の遮蔽され端板（15）の一
方の一部を示している。この板（15）は、図５に関して
先に述べたように構成された電気的スクリーンを有す
る。絶縁要件に従って、導電性材料層（20）が前記端板
の一表面上に配置され、あるいはこの板の構造中に組込
まれる。

導電性巻線の端面スクリーン（16）（図２および図３
参照）もまた、実質的に図５に関して先に述べたように
構成される。絶縁要件に従って、導電性膜が端面の１つ
に配置されるか、あるいは内部層として組込まれる。端
面スクリーン（16）は、端部巻線と電動機ケーシング
（８）との間に遮蔽を提供する。

先に述べた構造においては、スクリーン・セクション
の各々が、電動機の標準的な周知の構成要素に付加され
るか、あるいは巻線とステータ・コアとの間の標準的な
単一の絶縁材料層の代わりに設けられる巻線（23）に対
するスクリーン組立体（14）の場合のように、代替の構
成要素である。

図８に関してここで述べる別の実施例においては、電
動機の標準的な周知部分を用いて少なくとも部分的にス
クリーン・セクションの１つを提供する。電動機は、図
１乃至図７に関して先に述べた電動機（11）のそれと実
質的に同じように構成される。しかし、ラミネートされ
たスリーブ状構造のスクリーン（14）に各巻線をステー
タ・コアのスロット内に提供する（図４参照）代わり
に、ステータ・コア（24）を用いてこのスクリーン・セ
クションの一部を提供し、かつ従来の絶縁材料（図示せ
ず）が巻線とステータ・コアとの間に設けられる。電動
機（11）の場合のように、ステータ・コアとフレームと
の間に絶縁が提供され、フレームは典型的には接地され
る。図２のスクリーン（16）と対応する端部巻線上にも
スクリーンが設けられる。ステータ・コアをコントロー
ラ（12）の高速スイッチング・デバイスの入力側に再接
続することにより、図８の断面に見えるように各スロッ
ト（19）の基底および側壁部は、各巻線の３つの側面を
遮蔽するように働く。各スロット（19）の口部に近い各
巻線（23）の半径方向内側は、長手方向縁部がスロット
の各側壁部と電気的に接触するよう配置された帯状導電
性スクリーン（27）によって遮蔽される。このスクリー
ン（27）は、巻線（23）から周知の方法で絶縁されたス
ロット・ウエッジ（28）により所定位置に保持される。
スクリーン（27）は、ステータ・コアを介してコントロ
ーラに再接続され、従って、図８に示されるように巻線
の４つの側面全てが遮蔽される。

相互接続ケーブル（30）（図１参照）が顕著な長さで
あり無線周波エネルギを出しやすいように電子コントロ
ーラ（12）が電動機（11）に隣接して配置されなけれ
ば、この相互接続ケーブルはスクリーンが設けられる。
このスクリーンの従来の方法での接地は、ケーブル（3
0）の電気導体とスクリーンとの間の容量を生じる結果
となり、電動機巻線と電動機の接地部との間の容量と同
じ駆動部からの無線周波放出を増す作用を持つ。この作
用を避けるか低減するためには、ケーブル（30）周囲の
前記スクリーンが、電動機のスクリーン（９）が接続さ
れる部分と同じコントローラ（12）の部分に接続される
ことが望ましい。このケーブルは、先に述べたコネクタ
（13）を介して接続する。

直接的な接続の代わりに、電動機（11）の電気的スク
リーンおよび（または）相互接続ケーブル（30）は、コ
ンデンサを介してコントローラ（12）と相互接続するこ
とができる。１つの適切な構成が図９に示される。コン
デンサ（31）が、コネクタ（13）に組込まれる。この場
合、接地とコンデンサのスクリーン側との間にブリード
抵抗（32）が任意に設けられてスクリーンに存在する電
力周波数電位が小さなことを保証し、この抵抗の値もま
た著しい無線周波電流が接地に接続されないことを保証
するように選定される。コンデンサ（31）の値は、無線
周波放出と関連する周波数では低インピーダンスを生じ
かつ電力周波数では高インピーダンスを生じるように選
定される。

本発明の第２の実施例においては、電子コントローラ
（40）（図10参照）は１つのコンデンサ（45）（また
は、例えば電圧定格の如き関連する配慮に関して更に適
切であれば、１つのコンデンサ（45）の代わりに直列に
構成された２つのコンデンサ）を組込む中間のDC周波数
段を持つ形式である。コントローラの第１の部分（41）
は、電源（39）に対する整流器として働き、第２の部分
（42）はAC電動機（43）を駆動するためのDCをACに変換
するパワートランジスタまたは他のパワー・スイッチン
グ・デバイスのアレイを含む。実質的に先に述べた方法
で電動機（43）に設けられる電気的スクリーン（９′）
は、図示の如く前記部分（41、42）間のDCリンクとして
働いて高速スイッチング部（42）に対する入力側を構成
する結線（44）を介して、コントローラに再接続され
る。

結線（44）は、図10に示されるように、電動機（43）
とコントローラ（40）との間に直接的な接続を提供す
る。あるいはまた、結線（44）は、図９のコンデンサ
（31）が図１の結線（13）に組込まれるのと類似の方法
でコンデンサ（図示せず）を組込むことができる。図10
の結線（44）に導入されるコンデンサは、同様に無線出
の周波数では低インピーダンスを生じ電力周波数では高
インピーダンスを生じるように選定された静電容量値を
有する。接地と結線（44）と関連するコンデンサのスク
リーン側との間に、図９の構成におけるブリード抵抗
（32）の提供と類似の方法でブリード抵抗（これも図示
せず）を任意に設けることができる。

図10の実施例の別の変更例が図11に示される。図10の
１つのインバータ・コンデンサ（45）がコントローラ
（40′）に直列に配置された２つのコンデンサ（45′）
により置換され、電動機（43′）のスクリーンからの結
線（44′）はこれら２つのコンデンサ（45′）の間に伸
びている。これにより、図９のコンデンサ（31）の利益
をもたらす結果となり、単にその目的のために別のコン
デンサを設ける必要はない。

電動機スクリーン（９）と、更に任意に相互接続ケー
ブル（30）のスクリーンが先に述べたようにコントロー
ラ（12、40）に再接続されることの前提に加えて、この
コントローラは、前記高速スイッチング・デバイスの入
力側でコントローラに接続されるコントローラ・スクリ
ーンと呼ばれるスクリーンにより接地から同様に遮蔽さ
れる高速スイッチング・デバイスを含む。

高速スイッチング・デバイスは、介挿絶縁層（53）に
より周知の方法でヒート・シンク（52）から外部で電気
的に絶縁される基板（51）に載置された半導体（50）
（図12参照）を含む。本発明によれば、電気的スクリー
ン（54）が基板（51）とヒート・シンク（52）との間に
設けられる。このコントローラ・スクリーンは、周知の
絶縁層（53）により基板（51）から電気的に絶縁され、
かつ別の電気的絶縁材料層（55）により接地されるヒー
ト・シンクから絶縁される。

コントローラ（12）は、電力線からの直接切換えを用
いる種類のものでよく、この場合（図13参照）コントロ
ーラ・スクリーン（54）はコネクタ（56）を介してコン
トローラの電力入力端子（57）に接続される。

高速スイッチング・デバイスが、半導体（60）が介挿
された電気的絶縁層（62）により基板（61）から絶縁さ
れる内部的に絶縁された形式のものであるならば、この
基板はコントローラ・スクリーンとして使用され、別の
電気的絶縁層（63）をコントローラ・スクリーンをヒー
ト・シンク（64）から絶縁するためその間に設けること
ができる。

内部的に絶縁された形式の高速スイッチング・デバイ
スの別の構造（図15参照）においては、基板（70）がヒ
ート・シンク（71）上に直接載置され、半導体デバイス
（72）と基板との間の従来の単一の電気的絶縁層は、単
一のスクリーン層（75）がその間に挟持された２つの電
気的絶縁層（73、74）のサンドイッチ構成により置換す
ることができる。

図14および図15の実施例では、それぞれのコントロー
ラ・スクリーン（61、75）が、図12および図13に関して
先に述べたように、コネクタ（56）を介して電力入力端
子（57）に接続される。

コントローラは、図10に関して述べた如きインバータ
部（42）が後置された整流部（41）を有する種類のもの
でよい。この場合、図12、図14および図15の高速スイッ
チング・デバイスの各コントローラ・スクリーン（54、
61、75）は、図16に示されるようにDCリンクの１つの電
極に接続される。

コントローラ・スクリーン（54、61、75）は、図13お
よび図16に示されるように高速スイッチング・デバイス
に対する入力に直接接続することができ、あるいはコン
デンサを介して相互接続してもよい。図17は、コンデン
サ（81）を含む接続構造を示す。コンデンサ（81）は、
コントローラ・スクリーン（83）に対する結線（80）と
高速スイッチング・デバイス（図示せず）に対する入力
への結線（84）との間に存在する。コンデンサ（81）
は、無線周波放出と関連する周波数では低インピーダン
スを生じ、電力周波数では高インピーダンスを生じるよ
うに選定された静電容量値を有する。ブリード抵抗（8
2）が結線（80）と接地との間に接続されて、静電位の
形成を防止するように働く。

通常は電気的な安全性のため、電動機の少なくともフ
レームが接地される必要がある。しかし、これは、電動
機の全ての接近可能部分の周囲に充分な電気的絶縁を提
供することが実際である場合には不必要である。このよ
うな場合、本発明は、電動機内部の前記の付加的遮蔽
（14、15、16）を提供することは必ずしも必要ではない
こと、および電動機の構造、あるいはステータおよび
（または）フレームおよび（または）ロータの如き適当
な部分は、この電動機構造に結合される漂遊無線周波電
流がコントローラにフィードバックされるようにコント
ローラに対して接続されることを教示する。この接続
は、例えば、図１または図10に関して述べたように直接
的でよく、あるいは例えば図９に関して述べたようにコ
ンデンサを介する間接的でもよい。

図18は、電動機（90）の周知の全部分が高速スイッチ
ング手段の入力側に再接続されるスクリーン（91）とし
て用いられる電気的駆動部の一例を示している。電気的
絶縁（92）は電動機を接地から絶縁し、出力軸（93）も
また電気的絶縁体であるセクション（94）が設けられて
いる。

図19は、電動機（101）および電子コントローラ（10
2）がケーブル（103）によって相互接続される種類の電
気的駆動部（100）を示している。電動機、コントロー
ラおよびケーブルはそれぞれスクリーン・セクション
（101′、102′、103′）が設けられ、この３つのスク
リーン・セクションはコントローラの電力入力側と接続
するコネクタ（104）により相互接続されている。典型
的には、電動機のスクリーン・セクション（101′）
は、複数のスクリーン構成要素（例えば、コアのスロッ
ト内の巻線および端部巻線に対する）を含むが、あるい
は電動機の少なくともフレーム構造で構成されてもよ
い。別の構成においでは、コネクタ（104）がコントロ
ーラ（102）における中間段に接続することが理解され
よう。

本発明により達成可能な無線周波放出の抑制の程度
は、フィルタの提供の必要を避けることになり、あるい
はこれまで必要であったよりもはるかに小さく、従って
より安価なフィルタの使用、および（または）より少な
い漏洩電流での使用を可能にすることになる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (31)優先権主張番号 ９５０３５２７．５ (32)優先日 1995年２月22日 (33)優先権主張国 イギリス（ＧＢ） (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) H02K 11/00 - 11/02

Claims (27)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】高周波エネルギを生成する高速スイッチン
   グ手段を含む電子コントローラと（12;40;40′;102）
   と、電力源からの電力が前記電子コントローラを介して
   供給される電動機（11;43;43′;101）とを備える種類の
   電気的駆動部（10）からの無線周波放出の抑制のための
   方法であって、使用中に電気的駆動部の少なくとも一部
   から放出される無線周波エネルギを受取るため、電気的
   スクリーン（9;9′;14、15、16;54、61;75;101′、10
   2′、103′）を提供することを含む方法において、 非接地状態にある前記スイッチング手段の入力側の位置
   に前記電気的スクリーンを電気的に再接続するステップ
   を含むことを特徴とする方法。
2. 【請求項２】使用中に無線周波エネルギが放出される電
   動機（11;43;43′）の一部を少なくとも実質的に完全に
   包囲する電気的スクリーン（9;9′）が使用されること
   を特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 【請求項３】前記電気的スクリーンを、スイッチング手
   段に対する電力供給の入力位置へ電気的に再接続するス
   テップを含む請求項１または２に記載の方法。
4. 【請求項４】高周波エネルギを生成する高速スイッチン
   グ手段を含む電子コントローラ（12:40;40′;102）と、
   電力源からの電力が前記電子コントローラを介して供給
   される電動機（11;43;43′;101）とを備える電気的駆動
   部（10）において、使用中に前記電気的駆動部の少なく
   とも一部から放出される無線周波エネルギが、非接地状
   態にある前記スイッチング手段の入力側の非接地位置に
   再接続されている電気的スクリーン（9;9′;14、15、1
   6;54、61;75;101′、102′、103′）により受取られる
   ことを特徴とする電気的駆動部。
5. 【請求項５】少なくとも電動機（11;43;43′;101）およ
   びコントローラ出力ケーブル（30;103）または前記電子
   コントローラと前記電動機との間に設けられた類似の相
   互接続手段が接地されたスクリーンを欠くことを特徴と
   する請求項４に記載の電気的駆動部。
6. 【請求項６】前記電気的スクリーンが、前記スイッチン
   グ手段に対する電力供給のために働くスイッチング手段
   の入力側に接続されることを特徴とする請求項４または
   ５に記載の電気的駆動部。
7. 【請求項７】前記電力源は別個の接地線を有し、該別個
   の接地線は電気的駆動部への電源の電極に接続されてい
   ないことを特徴とする請求項４から６のいずれかに記載
   の電気的駆動部。
8. 【請求項８】前記電気的スクリーンは、前記電動機の一
   部に含まれる請求項４から７のいずれかに記載の電気的
   駆動部。
9. 【請求項９】前記電気的スクリーンは、前記電気的駆動
   部の構造の一部（24;61）を含む請求項８に記載の電気
   的駆動部。
10. 【請求項１０】前記電気的スクリーンは、前記電気的駆
    動部の構造に付加される部材（14、15、16;27）を含む
    ことを特徴とする請求項４から９のいずれかに記載の電
    気的駆動部。
11. 【請求項１１】少なくとも前記電気的スクリーン（９、
    ９′）が、使用中に無線周波エネルギが放出される電動
    機（11;43;43′）の少なくとも一部を実質的に完全に包
    囲することを特徴とする請求項４から10のいずれかに記
    載の電気的駆動部。
12. 【請求項１２】前記電動機が、該電動機のフレームとス
    テータ（24）とロータ要素の少なくとも１つによって構
    成されかつ前記電動機の電気的巻線により放出される無
    線周波エネルギを受取るように配置された電気的スクリ
    ーンを組込むことを特徴とする請求項４から10のいずれ
    かに記載の電気的駆動部。
13. 【請求項１３】前記コントローラ（102）から電動機（1
    01）への電力の伝送のための相互接続手段（103）を含
    み、該相互接続手段、コントローラおよび電動機が各相
    互接続手段の少なくとも一部により放出される無線周波
    エネルギを受取るスクリーン（103′、102′、101′）
    を設けられ、コントローラおよび電動機および前記スク
    リーン（103′、102′、101′）の各々が前記高速スイ
    ッチング手段の入力側に再接続されることを特徴とする
    請求項４から12のいずれかに記載の電気的駆動部。
14. 【請求項１４】コンデンサ手段（31;45′;81）は、前記
    電気的スクリーンと電子コントローラの間、または前記
    コントローラへの外部電源と前記電気的スクリーンの間
    に設けられ、前記コンデンサ手段は、無線周波放出と関
    連する周波数では低インピーダンスを、また外部電源の
    周波数では高インピーダンスを生じる静電容量値を有す
    ることを特徴とする請求項４から13のいずれかに記載の
    電気的駆動部。
15. 【請求項１５】前記電子コントローラ（40;40′）が少
    なくとも２段（41、42）を持ち、該段の第１段（41）は
    高周波エネルギを生成しない整流器を含み、前記第２段
    は高速スイッチング装置を含み、前記電気的スクリーン
    （９′）が、高周波エネルギを生成する段（42）の入力
    側にある点における段間へ再接続されることを特徴とす
    る請求項４から14のいずれかに記載の電気的駆動部。
16. 【請求項１６】前記電気的スクリーン（14）が、少なく
    とも１つの面に隣接して絶縁材料（21）を有する導電性
    材料層を含むラミネート構造の導電性層（20）であり、
    前記電気的スクリーンが、少なくとも部分的に電動機巻
    線（23）と関連する電動機構造（24）との間に配置され
    ることを特徴とする請求項４から15のいずれかに記載の
    電気的駆動部。
17. 【請求項１７】前記電気的スクリーンが、高速スイッチ
    ング手段により生成される無線周波エネルギを受取るよ
    うに前記スイッチング手段に接近して設けられるコント
    ローラ・スクリーン（54;61;75）を含み、前記コントロ
    ーラ・スクリーンが前記スイッチング手段の入力側に接
    続される（56）ことを特徴とする請求項４から16のいず
    れかに記載の電気的駆動部。
18. 【請求項１８】前記コントローラ・スクリーンは、接地
    と高速スイッチング手段の端子との間に配置されること
    を特徴とする請求項17に記載の電気的駆動部。
19. 【請求項１９】前記高速スイッチング手段は、ヒート・
    シンク（52;64;71）に載置され、前記コントローラ・ス
    クリーン（54;61;75）が前記高速スイッチング手段とヒ
    ート・シンクとの間に介挿されて前記高速スイッチング
    手段からヒート・シンクに対する無線周波エネルギの直
    接的伝送に対する物理的バリアを提供することを特徴と
    する請求項17または18に記載の電気的駆動部。
20. 【請求項２０】前記コントローラ・スクリーンが、前記
    高速スイッチング手段を実質的に完全に包含することを
    特徴とする請求項17から19のいずれかに記載の電気的駆
    動部。
21. 【請求項２１】電動機巻線（23）により放出された無線
    周波数エネルギを受信するため、電動機巻線（23）と電
    動機フレーム（８）の間に非接地状態に配置された電気
    的スクリーン（14;24;27）と、そして非接地状態にある
    電源の位置へ無線周波数電流が帰還されるように電動機
    用の電源の入力側の位置に前記電気的スクリーンを接続
    するための該電気的スクリーンに接続された導電性伝導
    手段と、を含むことを特徴とする電動機。
22. 【請求項２２】前記電動機巻線（23）は、電動機構造の
    一部における複数のスロット（19）に置かれ、そして該
    電動機巻線は、非接地状態にある電気的スクリーン（1
    4）により各個々のスロットの中に囲まれている、こと
    を特徴とする請求項21に記載の電動機。
23. 【請求項２３】各前記スロット（19）は、前記スロット
    中の電動機巻線を囲む少なくともひとつの電気的スクリ
    ーン（14）を含む、請求項22に記載の電動機。
24. 【請求項２４】ステータ・コア（24）は、該スロットに
    関連する電気的スクリーンの一部として作用する、請求
    項22に記載の電動機。
25. 【請求項２５】スロット（19）の口部は、該スロット
    （19）の側壁に導電接触するスクリーン（27）を含む、
    請求項24に記載の電動機。
26. 【請求項２６】電気的絶縁手段（21）は、前記電気的ス
    クリーンと前記電動機の他の構造の間に与えられる、請
    求項21から25のいずれかに記載の電動機。
27. 【請求項２７】前記電気的スクリーン（14）は、電気絶
    縁層（21）の２つの層の間に挟持された導電性材料（2
    0）の積層を含む、請求項21から26のいずれかに記載の
    電動機。