JP6083356B2

JP6083356B2 - Inverter-integrated electric motor

Info

Publication number: JP6083356B2
Application number: JP2013174156A
Authority: JP
Inventors: 稔久田重田; 英俊海田; 金子　貴之; 貴之金子
Original assignee: Fuji Electric Co Ltd
Current assignee: Fuji Electric Co Ltd
Priority date: 2013-08-26
Filing date: 2013-08-26
Publication date: 2017-02-22
Anticipated expiration: 2033-08-26
Also published as: JP2015043646A

Description

本発明は、電動機本体と、この電動機本体を駆動するインバータ装置とが一体化されてなるインバータ一体型電動機に係り、特に、インバータ装置で電動機本体を駆動している際にインバータ装置が故障した場合であっても、電動機本体を交流電源（商用電源）で直接駆動することを可能とするインバータ一体型電動機に関する。 The present invention relates to an inverter-integrated electric motor in which an electric motor main body and an inverter device that drives the electric motor main body are integrated, and in particular, when the inverter device fails when the electric motor main body is driven by the inverter device. Even so, the present invention relates to an inverter-integrated electric motor that enables the electric motor main body to be directly driven by an AC power supply (commercial power supply).

従来、インバータ装置で電動機本体を駆動するシステムにおいて、電動機本体とインバータ装置とは、別体部品とされるとともに相互が離隔して配置され、互いを電気的に接続するための高電圧ケーブルや制御線などを必要としていた。そのため、必然的に複雑なシステム構成となり、コスト上昇を招く等の問題があった。このような問題点に対し、例えば特許文献１ないし２には、電動機本体とインバータ装置とが一体化されてなるインバータ一体型電動機が開示されている。 Conventionally, in a system that drives an electric motor main body with an inverter device, the electric motor main body and the inverter device are separate parts and are arranged apart from each other, and a high voltage cable and control for electrically connecting each other I needed a line. For this reason, there is a problem that the system configuration is inevitably complicated and the cost increases. For such problems, for example, Patent Documents 1 and 2 disclose an inverter-integrated electric motor in which an electric motor main body and an inverter device are integrated.

例えば特許文献１には、電動機本体と、インバータ等からなる制御装置とを備え、インバータ装置を電動機本体に固定することで一体化する構成が開示されている。特許文献１に記載の技術のように、電動機本体とインバータ等からなる制御装置とを一体化することで、互いを電気的に接続する配線を減らすことができ、また、装置ごとに用意していた冷却装置を一つに集約できるため、コストダウンや信頼性の向上が期待できる。 For example, Patent Document 1 discloses a configuration in which an electric motor main body and a control device including an inverter or the like are provided, and the inverter device is integrated by being fixed to the electric motor main body. As in the technique described in Patent Document 1, by integrating the motor body and the control device including the inverter, the wiring for electrically connecting each other can be reduced, and each device is prepared. As a result, it is possible to reduce costs and improve reliability.

特開２００７−３０６７４１号公報JP 2007-306741 A 特開平１１−８９９７号公報（段落０００６）Japanese Patent Laid-Open No. 11-8997 (paragraph 0006)

しかしながら、特許文献１に記載の技術のように、インバータ装置を電動機本体に固定することで一体化した場合、インバータ装置が故障したときには、インバータ装置だけでなく電動機本体をも交換する必要がある。また、電動機本体が正常であってもインバータ装置が故障してしまうとシステムが停止してしまうという問題がある。
これに対し、例えば上記特許文献２には、予めインバータのシステムを二系統用意するような冗長化設計を行う技術が開示されている。インバータのシステムを二系統用意すれば、一のインバータが故障した場合であっても、他のインバータによって電動機本体を駆動することができるため、システム停止を防止することができる。しかし、このような冗長化設計であると、システムを二系統用意した分だけコストが増すという問題があり、また、装置のサイズも大きくなるため、インバータ一体型電動機とすることによるコンパクト化の利点が減るという問題がある。 However, when the inverter device is integrated by being fixed to the electric motor body as in the technique described in Patent Document 1, when the inverter device fails, it is necessary to replace not only the inverter device but also the electric motor main body. Further, there is a problem that even if the motor body is normal, the system stops if the inverter device fails.
On the other hand, for example, Patent Document 2 discloses a technique for performing a redundant design in which two systems of inverters are prepared in advance. If two systems of inverters are prepared, even if one inverter fails, the motor main body can be driven by another inverter, so that the system can be prevented from being stopped. However, with such a redundant design, there is a problem that the cost increases by the provision of two systems, and the size of the device also increases, so the advantage of compactness by using an inverter-integrated electric motor There is a problem that decreases.

また、特許文献２には、インバータ装置が自身の故障を検知し、自身内部のスイッチを交流電源に自動的に切り換える構成も開示されている。しかし、このような構成であると、電動機本体を継続して運転することはできるものの、自身内部のスイッチを交流電源に切り換えるものなので、故障したインバータ装置自体は依然として電動機本体に固定されたままの状態であり、仮に簡単に修理可能な故障であっても、別途のインバータ装置を用意しなければ、故障したインバータ装置を取り外して修理することができず、結局、システムを停止しなければ本来のインバータ機能を復旧することができないという問題がある。 Patent Document 2 also discloses a configuration in which the inverter device detects its own failure and automatically switches its internal switch to an AC power supply. However, with such a configuration, although the motor main body can be continuously operated, the switch inside itself is switched to the AC power source, so the failed inverter device itself is still fixed to the motor main body. Even if it is a failure that can be easily repaired, it is impossible to remove and repair the failed inverter device unless a separate inverter device is prepared. There is a problem that the inverter function cannot be restored.

そこで、本発明は、このような問題点に着目してなされたものであり、インバータ装置が故障した場合に、システム停止を防止するとともに、故障したインバータ装置を取り外して修理または交換可能とし、さらに、複数系統の冗長化を行う場合に比べてコストダウン可能であり、また、装置のサイズも可及的にコンパクト化し得るインバータ一体型電動機を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention has been made paying attention to such a problem, and when the inverter device fails, the system is prevented from being stopped, and the failed inverter device can be removed and repaired or replaced. It is an object of the present invention to provide an inverter-integrated electric motor that can be reduced in cost as compared with the case where redundancy of a plurality of systems is performed and that can reduce the size of the device as much as possible.

上記課題を解決するために、本発明の一態様に係るインバータ一体型電動機は、電力が供給される入力部を有する電動機本体と、交流電源の出力部から入力端子に入力される電力を任意の電圧・周波数の電力に変換し出力端子から前記入力部に入力して前記電動機本体を駆動するインバータ装置とが一体化されたインバータ一体型電動機であって、前記電動機本体およびインバータ装置を内部に収容するとともに前記インバータ装置を内部の所定位置に着脱可能な収容部と、該収容部の所定位置に対する前記インバータ装置の着脱状態に応じて前記電動機本体を駆動する電力を前記インバータ装置からの供給と前記交流電源からの供給とのいずれかに切換える駆動電力切換え手段とを有し、前記駆動電力切換え手段は、前記インバータ装置が前記収容部の所定位置にあるときは、前記電動機本体を駆動する電力を前記インバータ装置から供給させ、前記インバータ装置が前記収容部の所定位置から移動したときは、前記電動機本体を駆動する電力を前記交流電源から供給させることを特徴とする。 In order to solve the above problems, an inverter-integrated electric motor according to one aspect of the present invention includes an electric motor main body having an input unit to which electric power is supplied, and electric power input to an input terminal from an output unit of an AC power supply. An inverter-integrated electric motor integrated with an inverter device that converts the voltage / frequency power into an input terminal from an output terminal and drives the electric motor main body, and accommodates the electric motor main body and the inverter device inside In addition, a housing part that allows the inverter device to be attached to and detached from a predetermined position in the interior, supply power from the inverter device to drive the electric motor body according to the attachment and detachment state of the inverter device with respect to the predetermined position of the housing part, and Drive power switching means for switching to any one of the supply from the AC power source, the drive power switching means, the inverter device When it is in a predetermined position of the housing portion, power for driving the electric motor body is supplied from the inverter device, and when the inverter device is moved from a predetermined position of the housing portion, electric power for driving the electric motor body is supplied. It is made to supply from the said alternating current power supply.

ここで、本発明の一態様に係るインバータ一体型電動機において、前記出力部が移動可能に構成され、前記駆動電力切換え手段は、前記インバータ装置が前記収容部の所定位置にあるときには、前記出力部を前記入力部から離隔する方向に移動を許容することで、前記入力端子と前記出力部とを接続させるとともに前記出力端子と前記入力部とを接続させ、前記インバータ装置が前記収容部の所定位置から移動したときには、前記出力部を前記入力部に当接する方向に移動させて前記入力部に接続させることは好ましい。 Here, in the inverter-integrated electric motor according to one aspect of the present invention, the output unit is configured to be movable, and the drive power switching unit is configured to output the output unit when the inverter device is at a predetermined position of the housing unit. Is allowed to move in a direction away from the input unit, thereby connecting the input terminal and the output unit, connecting the output terminal and the input unit, and the inverter device is located at a predetermined position of the housing unit. It is preferable that the output unit is moved in a direction in contact with the input unit to be connected to the input unit.

また、本発明の一態様に係るインバータ一体型電動機において、前記入力部と前記出力部とは互いに対向配置されるとともに前記出力部が互いの対向方向に移動可能に構成され、前記インバータ装置は、前記収容部の所定位置の着脱状態に応じて、前記対向する入力部と出力部との間に前記入力端子および前記出力端子が挿抜されるようになっており、前記駆動電力切換え手段は、前記出力部を前記入力部と当接する方向に付勢する当接付勢手段を有し、前記インバータ装置が前記収容部の所定位置にあるときには、前記出力部を前記入力部から離隔する方向に前記当接付勢手段が収縮して弾性エネルギーが蓄えられ、前記インバータ装置が前記収容部の所定位置から移動したときには、前記出力部を前記入力部に当接する方向に前記当接付勢手段が伸長して弾性エネルギーを放出することによって前記出力部と前記入力部とを接続させることは好ましい。 Further, in the inverter-integrated electric motor according to one aspect of the present invention, the input unit and the output unit are arranged to face each other and the output unit is configured to be movable in the mutually facing direction. The input terminal and the output terminal are inserted / removed between the opposed input unit and output unit according to the attachment / detachment state at a predetermined position of the housing unit, and the drive power switching means A contact urging means for urging the output unit in a direction in which the output unit abuts the input unit; and when the inverter device is in a predetermined position of the housing unit, the output unit is separated from the input unit. When the contact urging means contracts and elastic energy is stored, and the inverter device moves from a predetermined position of the housing portion, the output portion is contacted in the direction in which the output portion contacts the input portion. Thereby connecting the input portion and the output portion by means extends releasing elastic energy preferred.

また、本発明の一態様に係るインバータ一体型電動機において、前記インバータ装置の故障の有無を監視して故障があったときに故障信号を出力する故障検出部と、該故障検出部の故障信号に基づいて前記インバータ装置を前記収容部の所定位置から離脱させる離脱手段とを更に備え、前記離脱手段は、前記故障信号が出力されていないときには、前記インバータ装置を前記収容部の所定位置に保持し、前記故障信号が出力されたときには、前記インバータ装置を前記収容部の所定位置から離脱させることは好ましい。 Further, in the inverter-integrated electric motor according to one aspect of the present invention, the failure detection unit that monitors the presence or absence of a failure of the inverter device and outputs a failure signal when there is a failure, and the failure signal of the failure detection unit And a detaching means for detaching the inverter device from a predetermined position of the housing portion, and the detaching means holds the inverter device at a predetermined position of the housing portion when the failure signal is not output. When the failure signal is output, it is preferable that the inverter device is detached from a predetermined position of the housing portion.

また、本発明の一態様に係るインバータ一体型電動機において、前記離脱手段は、前記インバータ装置を前記収容部の所定位置から離脱する方向に付勢する離脱付勢手段と、前記故障信号の出力に応じて前記収容部の所定位置での前記インバータ装置の位置の保持およびその解除をする保持解除手段とを有し、前記故障信号が出力されていないときには、前記保持解除手段が前記インバータ装置を前記収容部の所定位置に拘束するとともに前記離脱付勢手段が収縮状態とされて弾性エネルギーが蓄えられ、前記故障信号が出力されたときには、前記保持解除手段が前記収容部の所定位置での拘束を解除するとともに前記離脱付勢手段が伸長して弾性エネルギーを放出することによって前記インバータ装置を前記収容部の所定位置から離脱させることは好ましい。 Further, in the inverter-integrated electric motor according to one aspect of the present invention, the detachment unit includes a detachment urging unit that urges the inverter device in a direction to detach from the predetermined position of the housing portion, and an output of the failure signal. And holding release means for holding and releasing the position of the inverter device at a predetermined position of the accommodating portion, and when the failure signal is not output, the holding release means causes the inverter device to When the release biasing means is contracted and elastic energy is stored and the failure signal is output, the holding release means restrains the storage part at the predetermined position. The inverter device is released from a predetermined position of the housing portion by releasing and releasing the elastic energy while releasing the biasing means. It is preferable.

本発明によれば、駆動電力切換え手段を有し、この駆動電力切換え手段は、インバータ装置が収容部の所定位置にあるときは、電動機本体を駆動する電力をインバータ装置から供給させ、インバータ装置が収容部の所定位置から移動したときは、電動機本体を駆動する電力を交流電源から直接供給させるので、インバータ装置が故障した場合に、インバータ装置を収容部の所定位置から移動したときに、電動機本体の入力部に交流電源を自動的に接続して電動機本体を駆動することができる。そのため、インバータ装置が故障した場合であっても、電動機本体が駆動するシステムの停止を防止することができる。 According to the present invention, the driving power switching means includes the driving power switching means. When the inverter apparatus is at a predetermined position of the housing portion, the driving power switching means is configured to supply power for driving the motor body from the inverter apparatus. When the inverter unit is moved from a predetermined position of the housing portion, the electric power for driving the motor body is directly supplied from the AC power source. Therefore, when the inverter device fails, the motor body is moved when the inverter device is moved from the predetermined position of the housing portion. An AC power supply can be automatically connected to the input section of the motor to drive the motor body. Therefore, even if the inverter device fails, it is possible to prevent the system driven by the motor main body from being stopped.

そして、本発明によれば、インバータ装置が収容部の所定位置に着脱可能なので、電動機本体を継続して運転しつつも、故障したインバータ装置を所定位置から取り外すことができる。そのため、故障したインバータ装置を所定位置から取り外して修理または交換可能であり、別途のインバータ装置を用意しないときでも、本来のインバータ機能を復旧することができる。さらに、本発明によれば、システム冗長化として二系統分のインバータを用意する必要がないため、複数系統の冗長化を行う場合に比べてコストダウンすることができ、また、装置のサイズも可及的にコンパクト化することができる。 And according to this invention, since the inverter apparatus can be attached or detached to the predetermined position of an accommodating part, the failed inverter apparatus can be removed from a predetermined position, operating a motor main body continuously. Therefore, the failed inverter device can be removed from the predetermined position for repair or replacement, and the original inverter function can be restored even when a separate inverter device is not prepared. Furthermore, according to the present invention, since it is not necessary to prepare two inverters for system redundancy, the cost can be reduced as compared with the case of redundancy of a plurality of systems, and the size of the apparatus is also possible. It can be made as compact as possible.

本発明に係るインバータ一体型電動機の第一実施形態の構成を示す模式図である。It is a mimetic diagram showing composition of a first embodiment of an inverter integrated electric motor concerning the present invention. 本発明に係るインバータ一体型電動機の第一実施形態の構成（絶縁例）を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the structure (insulation example) of 1st embodiment of the inverter integrated motor which concerns on this invention. 本発明に係るインバータ一体型電動機の第一実施形態の機械的動作（インバータ装置からの電力供給（同図（ａ））→交流電源からの電力供給（同図（ｂ）））の例を示す模式図である。An example of mechanical operation of the first embodiment of an inverter-integrated electric motor according to the present invention (power supply from an inverter device (FIG. (A)) → power supply from an AC power supply (FIG. (B))) is shown. It is a schematic diagram. 本発明に係るインバータ一体型電動機の第二実施形態の構成を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the structure of 2nd embodiment of the inverter integrated motor which concerns on this invention. 本発明に係るインバータ一体型電動機の第二実施形態の機械的動作（インバータ装置からの電力供給（同図（ａ））→異状発生時（同図（ｂ））→離脱動作（同図（ｃ））→交流電源からの電力供給（同図（ｄ）））の例を示す模式図である。Mechanical operation of the second embodiment of the inverter-integrated electric motor according to the present invention (power supply from the inverter device (FIG. (A)) → occurrence of abnormality (FIG. (B)) → detachment operation (FIG. (C) )) → It is a schematic diagram showing an example of power supply from an AC power supply ((d) of the same figure).

以下、本発明の実施形態について図面を適宜参照しつつ説明する。
［第一実施形態］
図１に、本発明に係るインバータ一体型電動機の第一実施形態の構成を模式図にて示す。同図に示すように、第一実施形態のインバータ一体型電動機１０は、電動機本体３と、インバータ装置４と、これら電動機本体３およびインバータ装置４を自身内部に収容するとともに、インバータ装置４を自身内の所定位置に着脱可能な収容部６とを有する。なお、電動機本体３とインバータ装置４のそれぞれは、必要な機構部材が収容部材（筐体）内に収容されユニット化されている。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings as appropriate.
[First embodiment]
FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration of a first embodiment of an inverter-integrated electric motor according to the present invention. As shown in the figure, the inverter-integrated electric motor 10 of the first embodiment accommodates the electric motor main body 3, the inverter device 4, the electric motor main body 3 and the inverter device 4 therein, and the inverter device 4 itself. It has the accommodating part 6 which can be attached or detached in the predetermined position inside. Note that each of the electric motor main body 3 and the inverter device 4 is unitized by housing necessary mechanism members in a housing member (housing).

電動機本体３は、自身の電動機巻線端子（不図示）に接続された入力部５を有する。インバータ装置４は、入力端子２ａと出力端子２ｂを有し、インバータ装置４が収容部６の所定位置（図１に示す位置）にあるときには、入力端子２ａは交流電源（商用電源）１の出力部８に接続されるとともに、出力端子２ｂは電動機本体３の入力部５に接続されるようになっている。そして、インバータ装置４は、交流電源１の出力部８から入力端子２ａに入力される電力を任意の電圧・周波数の電力に変換し出力端子２ｂから電動機本体３の入力部５に入力して電動機本体３を駆動可能とされている。
さらに、このインバータ一体型電動機１０は、収容部６の所定位置に対するインバータ装置４の着脱状態に応じて、電動機本体３を駆動する電力をインバータ装置４から交流電源１からの直接供給に切換える駆動電力切換え手段を備えている。 The electric motor main body 3 has an input section 5 connected to its own electric motor winding terminal (not shown). The inverter device 4 has an input terminal 2 a and an output terminal 2 b, and when the inverter device 4 is at a predetermined position (position shown in FIG. 1) of the housing portion 6, the input terminal 2 a is an output of the AC power source (commercial power source) 1. The output terminal 2 b is connected to the input unit 5 of the electric motor body 3 while being connected to the unit 8. The inverter device 4 converts the electric power input from the output unit 8 of the AC power supply 1 to the input terminal 2a into electric power having an arbitrary voltage and frequency, and inputs the electric power from the output terminal 2b to the input unit 5 of the electric motor main body 3 to input the electric motor. The main body 3 can be driven.
Further, the inverter-integrated electric motor 10 has a driving power for switching the electric power for driving the electric motor main body 3 from the inverter device 4 to the direct supply from the AC power source 1 in accordance with the attachment / detachment state of the inverter device 4 with respect to a predetermined position of the housing portion 6. Switching means is provided.

詳しくは、本実施形態の例では、電動機本体３は、収容部６の基部（同図での下部）に収容され、電動機本体３の入力部５は、収容部６内での上方側に位置している。交流電源１は収容部６の外部にあり、交流電源１の出力部８のみが収容部６の内部まで延設されている。電動機本体３の入力部５と交流電源１の出力部８とは、収容部６の内部の位置で互いに対向配置されている。ここで、交流電源１の出力部８は、電動機本体３の入力部５との対向方向に移動可能に構成されている。出力部８を移動させる構造としては、例えばバネ材料によって出力部８を形成し、そのバネの弾性変形の範囲で出力部８を入力部５との対向方向に移動させることができる。あるいは、機械的なスライド手段によって出力部８を入力部５との対向方向にスライド移動可能に構成してもよい。 Specifically, in the example of the present embodiment, the electric motor main body 3 is accommodated in the base portion (lower part in the figure) of the accommodating portion 6, and the input portion 5 of the electric motor main body 3 is positioned on the upper side in the accommodating portion 6. doing. The AC power source 1 is outside the housing unit 6, and only the output unit 8 of the AC power source 1 extends to the inside of the housing unit 6. The input unit 5 of the electric motor body 3 and the output unit 8 of the AC power supply 1 are disposed to face each other at a position inside the housing unit 6. Here, the output unit 8 of the AC power source 1 is configured to be movable in a direction facing the input unit 5 of the electric motor body 3. As a structure for moving the output unit 8, for example, the output unit 8 can be formed of a spring material, and the output unit 8 can be moved in a direction facing the input unit 5 within a range of elastic deformation of the spring. Alternatively, the output unit 8 may be configured to be slidable in the direction facing the input unit 5 by mechanical sliding means.

また、インバータ装置４は、収容部６内での電動機本体３の上部に配置されるとともに、同図において左右方向を移動方向（同図の符号Ｓ参照）として、電動機本体５上面に設けられた不図示の案内レールに沿ってスライド移動可能に装着されることで収容部６の所定位置に着脱可能とされている。インバータ装置４の入出力端子２ａ、２ｂは、必要な絶縁距離を保って互いに並設されるとともにインバータ装置４が着脱される移動方向Ｓに沿って延設されており、収容部６の所定位置の着脱状態に応じて、対向する入力部６と出力部８との間に自身の入力端子２ａおよび出力端子２ｂが挿抜されるようになっている。 Further, the inverter device 4 is disposed on the upper surface of the electric motor body 3 in the housing portion 6 and is provided on the upper surface of the electric motor body 5 with the left-right direction as the movement direction (see reference numeral S in the same figure). By being slidably mounted along a guide rail (not shown), it can be attached to and detached from a predetermined position of the housing portion 6. The input / output terminals 2a and 2b of the inverter device 4 are arranged in parallel with each other while maintaining a necessary insulation distance, and are extended along the moving direction S in which the inverter device 4 is attached / detached. The input terminal 2a and the output terminal 2b are inserted / extracted between the input section 6 and the output section 8 facing each other according to the attachment / detachment state.

そして、上記駆動電力切換え手段は、交流電源１の出力部８を電動機本体３の入力部５と当接する方向に付勢する当接付勢手段としてのバネ７を有する。同図の例では、バネ７には円筒コイルばねを用いている。バネ７は、交流電源１の出力部８と収容部６の内壁面との間に配設され、バネ７の両端部が出力部８の上面と収容部６の内壁面とにそれぞれ固定されている。なお、インバータ装置４の入出力端子２ａ、２ｂ間の絶縁距離が足りない場合や、交流電源１とバネ７との間に絶縁が必要な場合は、図２に符号１２ａ、１２ｂで示すように、出力端子２ａ、２ｂ同士の間（符号１２ａ）や、バネ７と出力部８の上面との接続部（符号１２ｂ）などに絶縁体を使用することで対策する。 The drive power switching means has a spring 7 as a contact urging means that urges the output portion 8 of the AC power source 1 in a direction to contact the input portion 5 of the electric motor body 3. In the example of the figure, a cylindrical coil spring is used as the spring 7. The spring 7 is disposed between the output portion 8 of the AC power source 1 and the inner wall surface of the housing portion 6, and both end portions of the spring 7 are fixed to the upper surface of the output portion 8 and the inner wall surface of the housing portion 6, respectively. Yes. In addition, when the insulation distance between the input / output terminals 2a and 2b of the inverter device 4 is insufficient, or when insulation is required between the AC power source 1 and the spring 7, as indicated by reference numerals 12a and 12b in FIG. Measures are taken by using an insulator between the output terminals 2a and 2b (reference numeral 12a), a connecting portion (reference numeral 12b) between the spring 7 and the upper surface of the output portion 8, and the like.

次に、上記第一実施形態のインバータ一体型電動機１０での駆動電力切換え動作、およびその作用効果について図３を参照しつつ説明する。
このインバータ一体型電動機１０は、図３（ａ）に示すように、インバータ装置４が収容部６の所定位置にあるときは、対向する交流電源１の出力部８と電動機本体５の入力部５との間に、インバータ装置４の入出力端子２ａ、２ｂが挿入された状態にある。これにより、インバータ装置４は、交流電源１の出力部８から入力端子２ａに入力される電力を任意の電圧・周波数の電力に変換し出力端子２ｂから電動機本体３の入力部５に入力して電動機本体３を任意の電圧・周波数の電力にて駆動する。 Next, the drive power switching operation and its operation and effects in the inverter-integrated electric motor 10 of the first embodiment will be described with reference to FIG.
As shown in FIG. 3A, the inverter-integrated electric motor 10 includes an output unit 8 of the AC power source 1 and an input unit 5 of the electric motor body 5 that face each other when the inverter device 4 is in a predetermined position of the housing unit 6. The input / output terminals 2a and 2b of the inverter device 4 are inserted between the two. As a result, the inverter device 4 converts the power input from the output unit 8 of the AC power source 1 to the input terminal 2a into power of an arbitrary voltage and frequency, and inputs the power from the output terminal 2b to the input unit 5 of the electric motor body 3. The electric motor body 3 is driven with electric power having an arbitrary voltage and frequency.

このとき、上記駆動電力切換え手段は、電動機本体３を駆動する電力をインバータ装置３から供給させるように動作する。つまり、インバータ装置４が所定位置にあるときは、交流電源１の出力部８は、介装された入出力端子２ａ、２ｂにより電動機本体３の入力部５から離隔方向に移動し、これに伴い交流電源１の出力部８を電動機本体３の入力部５から離隔する方向にバネ７が収縮して弾性エネルギーを蓄えた状態とされる。 At this time, the drive power switching means operates to supply power for driving the electric motor body 3 from the inverter device 3. That is, when the inverter device 4 is in a predetermined position, the output unit 8 of the AC power source 1 moves in the direction away from the input unit 5 of the electric motor body 3 by the intervening input / output terminals 2a and 2b. The spring 7 is contracted in a direction in which the output unit 8 of the AC power source 1 is separated from the input unit 5 of the electric motor main body 3 to store elastic energy.

これに対し、図３（ｂ）に示すように、インバータ装置４が収容部６の所定位置から移動したとき（この例では、交流電源１とは反対方向にスライド移動（Ｓ）したとき）は、対向する交流電源１の出力部８と電動機本体３の入力部５との間からインバータ装置４の入出力端子２ａ、２ｂが抜き出される。このとき、上記駆動電力切換え手段は、電動機本体３を駆動する電力を交流電源１から直接供給させるように動作する。つまり、インバータ装置４が所定位置から移動して未接続状態になったときは、交流電源１の出力部８を電動機本体３の入力部５に当接する方向にバネ７が伸長して弾性エネルギーを放出することによって交流電源１の出力部８と電動機本体３の入力部５とを接続させる（同図での符号Ｖに示す矢印参照）。これにより、電動機本体３を交流電源１により直接駆動することができる。 On the other hand, as shown in FIG. 3B, when the inverter device 4 is moved from a predetermined position of the housing portion 6 (in this example, when it is slid in the opposite direction to the AC power source 1 (S)). The input / output terminals 2a and 2b of the inverter device 4 are extracted from between the output part 8 of the AC power supply 1 and the input part 5 of the electric motor body 3 facing each other. At this time, the drive power switching means operates to directly supply power for driving the electric motor body 3 from the AC power source 1. That is, when the inverter device 4 is moved from a predetermined position and is not connected, the spring 7 expands in a direction in which the output unit 8 of the AC power source 1 is brought into contact with the input unit 5 of the electric motor main body 3 and elastic energy is supplied. By discharging, the output unit 8 of the AC power source 1 and the input unit 5 of the electric motor body 3 are connected (see the arrow indicated by the symbol V in the figure). Thereby, the electric motor main body 3 can be directly driven by the AC power source 1.

このように、このインバータ一体型電動機１０によれば、駆動電力切換え手段を有し、この駆動電力切換え手段は、インバータ装置４が収容部の所定位置にあるときは、電動機本体３を駆動する電力をインバータ装置４から供給させ、インバータ装置４が収容部の所定位置から移動したときは、電動機本体３を駆動する電力を交流電源１から直接供給させるので、インバータ装置４が故障した場合に、インバータ装置４を収容部の所定位置から移動したときに、電動機本体３の入力部５に交流電源（商用電源）１を自動的に接続して電動機本体３を駆動することができる。そのため、インバータ装置４が故障した場合であっても、電動機本体３が駆動するシステムの停止を防止することができる。 Thus, according to this inverter-integrated electric motor 10, it has a drive power switching means, and this drive power switching means is a power for driving the motor main body 3 when the inverter device 4 is at a predetermined position of the housing portion. Is supplied from the inverter device 4, and when the inverter device 4 is moved from a predetermined position of the housing portion, the power for driving the electric motor body 3 is directly supplied from the AC power source 1. When the device 4 is moved from a predetermined position of the housing unit, the AC main body 3 can be driven by automatically connecting the AC power source (commercial power source) 1 to the input unit 5 of the electric motor body 3. Therefore, even if the inverter device 4 fails, it is possible to prevent the system driven by the electric motor body 3 from being stopped.

そして、このインバータ一体型電動機１０によれば、インバータ装置４が収容部の所定位置に対して着脱可能なので、電動機本体３を継続して運転しつつも、故障したインバータ装置４を所定位置から取り外すことができる。そのため、故障したインバータ装置４を所定位置から取り外して修理または交換可能であり、別途のインバータ装置４を用意しないときでも、本来のインバータ機能を復旧することができる。さらに、このインバータ一体型電動機１０によれば、電動機本体３をインバータ装置４で駆動するシステムと交流電源（商用電源）で駆動するシステムとを一つの装置で実現でき、また、システム冗長化として二系統分のインバータを用意する必要がないため、複数系統の冗長化を行う場合に比べてコストダウンすることができ、また、装置のサイズも可及的にコンパクト化することができる。 According to the inverter-integrated electric motor 10, since the inverter device 4 is detachable from a predetermined position of the housing portion, the failed inverter device 4 is removed from the predetermined position while the electric motor main body 3 is continuously operated. be able to. Therefore, the failed inverter device 4 can be removed or repaired or replaced from a predetermined position, and the original inverter function can be restored even when the separate inverter device 4 is not prepared. Furthermore, according to the inverter-integrated electric motor 10, the system in which the motor main body 3 is driven by the inverter device 4 and the system in which the AC power source (commercial power supply) is driven can be realized by a single device. Since it is not necessary to prepare inverters for the systems, the cost can be reduced as compared with the case where a plurality of systems are made redundant, and the size of the apparatus can be made as compact as possible.

［第二実施形態］
図４に、本発明に係るインバータ一体型電動機の第二実施形態の構成を模式図にて示す。なお、この第二実施形態での説明は、上記第一実施形態との相違点について主に説明し、同様の構成については同一の符号を付すとともに、その説明を適宜省略する。
同図に示すように、第二実施形態のインバータ一体型電動機２０は、上記第一実施形態に対し、更に、インバータ装置４の故障の有無を監視し故障があったときに故障信号Ｆを出力する故障検出部９と、この故障検出部９の故障信号Ｆに基づいてインバータ装置４を収容部６の所定位置から離脱させる離脱手段１１，１４とを備えている。 [Second Embodiment]
In FIG. 4, the structure of 2nd embodiment of the inverter integrated motor which concerns on this invention is shown with a schematic diagram. In the description of the second embodiment, differences from the first embodiment will be mainly described, and the same components will be denoted by the same reference numerals and the description thereof will be omitted as appropriate.
As shown in the figure, the inverter-integrated electric motor 20 of the second embodiment further monitors the presence or absence of a failure of the inverter device 4 and outputs a failure signal F when there is a failure compared to the first embodiment. And a detaching means 11 and 14 for detaching the inverter device 4 from a predetermined position of the accommodating portion 6 based on a failure signal F of the failure detecting portion 9.

本実施形態の離脱手段は、故障信号Ｆの出力に応じて収容部６の所定位置でのインバータ装置４の位置の保持およびその解除をする保持解除手段としての電磁ソレノイド部１１と、インバータ装置４を収容部６の所定位置から離脱する方向に付勢する離脱付勢手段としてのバネ１４とを有している。なお、この例では、バネ１４は円筒コイルばねである。
故障検出部９は、マイクロコンピュータ等を含み、インバータ装置４の近傍に設けられるとともに着脱可能なコネクタ（不図示）を介して電気的に接続され、インバータ装置４の出力状態等から故障の有無を監視し、故障があったと判定したときに故障信号Ｆを電磁ソレノイド部１１に出力するようになっている。 The separation means of the present embodiment includes an electromagnetic solenoid unit 11 as a holding release means for holding and releasing the position of the inverter device 4 at a predetermined position of the housing portion 6 according to the output of the failure signal F, and the inverter device 4. And a spring 14 as detachment urging means that urges the housing portion 6 in a direction of detaching from the predetermined position of the housing portion 6. In this example, the spring 14 is a cylindrical coil spring.
The failure detection unit 9 includes a microcomputer or the like, is provided in the vicinity of the inverter device 4 and is electrically connected via a detachable connector (not shown). A failure signal F is output to the electromagnetic solenoid unit 11 when monitoring and determining that there is a failure.

電磁ソレノイド部１１は、インバータ装置４の位置の保持およびその解除をするために進退可能な電磁ソレノイドを有している。電磁ソレノイドの進退方向は、同図の例ではインバータ装置４のスライド移動方向Ｓと直交方向（同図での上下方向）とされている。そして、電磁ソレノイド部１１は、故障検出部９から故障信号Ｆが出力されていないとき（換言すれば、自身に故障信号Ｆが入力されていないとき）には、内蔵する電磁ソレノイドのプランジャが突出状態とされ、これによりインバータ装置４を後方（同図左側）から支持することで収容部６の所定位置に拘束する。このとき、上記バネ１４は収縮状態とされて弾性エネルギーが蓄えられた状態となっている。 The electromagnetic solenoid unit 11 has an electromagnetic solenoid that can be advanced and retracted to hold and release the position of the inverter device 4. The forward / backward direction of the electromagnetic solenoid is the direction orthogonal to the slide movement direction S of the inverter device 4 in the example shown in the figure (the vertical direction in the figure). When the failure signal F is not output from the failure detection unit 9 (in other words, when the failure signal F is not input to the electromagnetic solenoid unit 11), the plunger of the built-in electromagnetic solenoid protrudes. Thus, the inverter device 4 is supported from the rear (left side in the figure), thereby being restrained to a predetermined position of the housing portion 6. At this time, the spring 14 is in a contracted state and stores elastic energy.

一方、故障検出部９から故障信号Ｆが出力されたとき（自身に故障信号Ｆが入力されたとき）には、内蔵する電磁ソレノイドのプランジャが吸引状態とされることでインバータ装置４の支持が解かれ、バネ１４が伸長して弾性エネルギーを放出することによってインバータ装置４を上記スライド移動方向Ｓに沿って押圧して収容部６の所定位置から離脱させるようになっている。 On the other hand, when the failure signal F is output from the failure detection unit 9 (when the failure signal F is input to itself), the plunger of the built-in electromagnetic solenoid is brought into a suction state to support the inverter device 4. When the spring 14 is unwound and releases elastic energy, the inverter device 4 is pressed along the slide movement direction S to be separated from the predetermined position of the housing portion 6.

次に、上記第二実施形態のインバータ一体型電動機２０での故障監視に基づく駆動電力切換え動作、およびその作用効果について図５を参照しつつ説明する。
上記第一実施形態同様、このインバータ一体型電動機２０は、図５（ａ）に示すように、インバータ装置４が収容部６の所定位置にあるときは、対向する交流電源１の出力部８と電動機本体３の入力部５との間に、インバータ装置４の入出力端子２ａ、２ｂが挿入され、電動機本体３を駆動する電力はインバータ装置４から供給される。インバータ装置４が所定位置にあるときは、バネ７とバネ１４がいずれも収縮して弾性エネルギーを蓄えた状態である。 Next, the drive power switching operation based on the failure monitoring in the inverter-integrated electric motor 20 of the second embodiment, and the function and effect thereof will be described with reference to FIG.
As in the first embodiment, the inverter-integrated electric motor 20 includes the output unit 8 of the opposing AC power supply 1 when the inverter device 4 is in a predetermined position of the housing unit 6 as shown in FIG. Input / output terminals 2 a and 2 b of the inverter device 4 are inserted between the input unit 5 of the electric motor main body 3, and electric power for driving the electric motor main body 3 is supplied from the inverter device 4. When the inverter device 4 is in a predetermined position, the spring 7 and the spring 14 are both contracted to store elastic energy.

今、インバータ装置４の出力状態等に異常が生じた場合、図５（ｂ）に示すように、故障検出部９が故障を検出し、故障信号Ｆが電磁ソレノイド部１１に出力される。これにより、図５（ｃ）に示すように、故障信号Ｆを受けた電磁ソレノイド部１１はインバータ装置４の支持を解き（同図での符号Ｕに示す矢印参照）、バネ１４が上記スライド移動方向Ｓに伸長されてインバータ装置４が収容部６の所定位置から自動的に離脱する。そのため、対向する交流電源１の出力部８と電動機本体３の入力部５との間から、インバータ装置４の入出力端子２ａ、２ｂが抜き出される。 If an abnormality occurs in the output state of the inverter device 4 or the like, the failure detection unit 9 detects a failure and a failure signal F is output to the electromagnetic solenoid unit 11 as shown in FIG. As a result, as shown in FIG. 5C, the electromagnetic solenoid unit 11 that has received the failure signal F releases the support of the inverter device 4 (see the arrow indicated by the symbol U in FIG. 5), and the spring 14 slides. The inverter device 4 is automatically detached from the predetermined position of the accommodating portion 6 by being extended in the direction S. Therefore, the input / output terminals 2a and 2b of the inverter device 4 are extracted from between the output part 8 of the AC power supply 1 and the input part 5 of the electric motor body 3 which face each other.

インバータ装置４が所定位置から離脱すると、図５（ｄ）に示すように、交流電源１の出力部８を電動機本体３の入力部５に当接する方向にバネ７が伸長して交流電源１の出力部８と電動機本体３の入力部５とを自動的に接続させる（同図での符号Ｖに示す矢印参照）。これにより、電動機本体３が交流電源１により直接駆動される。
このように、第二実施形態のインバータ一体型電動機２０によれば、上記第一実施形態同様の作用効果に加え、インバータ装置４が故障した場合、自動的にインバータ装置４を所定位置から移動して交流電源１を電動機本体３に自動的に接続することができる。よって、インバータ装置４で電動機本体３を駆動している際に、インバータ装置４が故障しても、即座にインバータ装置４の接続を解除して、電動機本体３を交流電源（商用電源）で駆動できるため、システムの停止を可及的速やかに防止することができる。 When the inverter device 4 is disengaged from the predetermined position, as shown in FIG. 5 (d), the spring 7 extends in a direction in which the output portion 8 of the AC power supply 1 is brought into contact with the input portion 5 of the electric motor body 3, thereby The output unit 8 and the input unit 5 of the electric motor main body 3 are automatically connected (see the arrow indicated by the symbol V in the figure). Thereby, the electric motor main body 3 is directly driven by the AC power source 1.
Thus, according to the inverter-integrated electric motor 20 of the second embodiment, in addition to the same effects as the first embodiment, when the inverter device 4 fails, the inverter device 4 is automatically moved from a predetermined position. Thus, the AC power source 1 can be automatically connected to the electric motor body 3. Therefore, when the inverter main body 3 is driven by the inverter device 4, even if the inverter device 4 fails, the connection of the inverter device 4 is immediately released and the electric motor main body 3 is driven by an AC power source (commercial power source). Therefore, it is possible to prevent the system from being stopped as quickly as possible.

なお、本発明に係るインバータ一体型電動機は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しなければ種々の変形が可能であることは勿論である。
例えば、上記実施形態では、当接付勢手段としてのバネ７、離脱付勢手段としてのバネ１４として、円筒コイルばねを例示し、また、弾性エネルギーを収縮状態で蓄えるとともに伸長して放出する構成例で説明したが、これに限らず、当接付勢手段および離脱付勢手段には種々の弾性部材や機械的押圧作動可能な構成を適用できる。また、弾性部材を用いる場合に、弾性エネルギーを伸長状態で蓄えるとともに収縮して放出するように構成することもできる。 Note that the inverter-integrated electric motor according to the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
For example, in the above-described embodiment, a cylindrical coil spring is exemplified as the spring 7 as the contact urging means and the spring 14 as the detachment urging means, and elastic energy is stored in a contracted state and is expanded and released. Although it demonstrated by the example, not only this but the structure which can be act | operated by various elastic members and mechanical pressing is applicable to a contact | abutting biasing means and a detaching biasing means. Moreover, when using an elastic member, it can also be comprised so that elastic energy may be stored in an expanded state and contracted and released.

また、例えば上記実施形態では、交流電源１の出力部８と電動機本体３の入力部５とが対向配置され、これらの間に、インバータ装置４の入出力端子２ａ、２ｂが挿抜されることで、電動機本体３を駆動する電力をインバータ装置４から交流電源１からの直接供給に切換える構成例を示したが、これに限定されず、本発明は、収容部の所定位置に対するインバータ装置の着脱状態に応じ、電動機本体を駆動する電力をインバータ装置から交流電源からの直接供給に切換え可能であれば、出力部８、入力部５、およびインバータ装置４の入出力端子２ａ、２ｂ等の配置位置や移動方向を適宜変更することができる。 For example, in the said embodiment, the output part 8 of AC power supply 1 and the input part 5 of the electric motor main body 3 are opposingly arranged, and the input / output terminals 2a and 2b of the inverter apparatus 4 are inserted / extracted among these. Although the configuration example in which the electric power for driving the electric motor body 3 is switched from the inverter device 4 to the direct supply from the AC power source 1 is shown, the present invention is not limited to this, and the present invention is an attachment / detachment state of the inverter device with respect to a predetermined position of the housing If the electric power for driving the motor body can be switched from the inverter device to the direct supply from the AC power source, the arrangement positions of the output unit 8, the input unit 5, the input / output terminals 2 a and 2 b of the inverter device 4, etc. The moving direction can be changed as appropriate.

１交流電源
２ａ入力端子
２ｂ出力端子
３電動機本体
４インバータ装置
５（電動機本体の）入力部
６収容部
７バネ（当接付勢手段、駆動電力切換え手段）
８（交流電源の）出力部
９故障検出部
１０インバータ一体型電動機（第一実施形態）
１１電磁ソレノイド部（保持解除手段、離脱手段）
１２ａ、１２ｂ絶縁体
１４バネ（離脱付勢手段、離脱手段）
２０インバータ一体型電動機（第二実施形態）
Ｆ故障信号 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 AC power supply 2a Input terminal 2b Output terminal 3 Electric motor main body 4 Inverter device 5 (Motor main body) input part 6 Accommodating part 7 Spring (abutment biasing means, drive power switching means)
8 (AC power supply) output unit 9 Failure detection unit 10 Inverter-integrated electric motor (first embodiment)
11 Electromagnetic solenoid (holding release means, detachment means)
12a, 12b Insulator 14 Spring (detachment urging means, detachment means)
20 Inverter-integrated electric motor (second embodiment)
F Fault signal

Claims

An electric motor main body having an input unit to which electric power is supplied, and electric power input to an input terminal from an output unit of an AC power source is converted into electric power of an arbitrary voltage and frequency and input from the output terminal to the input unit to the electric motor main body An inverter-integrated electric motor integrated with an inverter device for driving
The electric motor main body and the inverter device are accommodated in the interior, and the electric motor main body is driven in accordance with an accommodating portion in which the inverter device can be attached to and detached from a predetermined position in the interior, and an attachment / detachment state of the inverter device with respect to the predetermined position of the accommodating portion. Drive power switching means for switching power to one of supply from the inverter device and supply from the AC power supply,
When the inverter device is in a predetermined position of the housing portion, the drive power switching means supplies power for driving the electric motor body from the inverter device, and the inverter device has moved from the predetermined position of the housing portion. The inverter-integrated electric motor is characterized in that power for driving the electric motor body is supplied from the AC power source.

The output unit is configured to be movable,
The drive power switching unit connects the input terminal and the output unit by allowing the output unit to move away from the input unit when the inverter device is at a predetermined position of the housing unit. The output terminal and the input unit are connected to each other, and when the inverter device is moved from a predetermined position of the housing unit, the output unit is moved in a direction in contact with the input unit and connected to the input unit. The inverter-integrated electric motor according to claim 1.

The input unit and the output unit are arranged so as to face each other and the output unit is configured to be movable in a direction facing each other.
The inverter device is configured such that the input terminal and the output terminal are inserted / removed between the opposed input unit and the output unit according to the attachment / detachment state of the storage unit at a predetermined position, and the driving power The switching means includes contact urging means for urging the output unit in a direction to contact the input unit, and when the inverter device is at a predetermined position of the housing unit, the output unit is connected to the input unit. When the contact urging means contracts in the separating direction and elastic energy is stored, and the inverter device moves from a predetermined position of the housing portion, the contact in the direction in which the output portion contacts the input portion. The inverter-integrated electric motor according to claim 2, wherein the output unit and the input unit are connected by the biasing means extending to release elastic energy.

A failure detection unit that monitors the presence or absence of a failure of the inverter device and outputs a failure signal when there is a failure, and causes the inverter device to leave the predetermined position of the housing unit based on the failure signal of the failure detection unit Detaching means,
The detaching means holds the inverter device in a predetermined position of the housing portion when the failure signal is not output, and detaches the inverter device from a predetermined position of the housing portion when the failure signal is output. The inverter-integrated electric motor according to any one of claims 1 to 3, wherein the electric motor is integrated with an inverter.

The detaching means includes detachment urging means for urging the inverter device in a direction to detach from the predetermined position of the accommodating portion, and the position of the inverter device at the predetermined position of the accommodating portion according to the output of the failure signal. Holding and releasing means for holding and releasing the
When the failure signal is not output, the holding release means restrains the inverter device at a predetermined position of the housing portion, and the detachment biasing means is contracted to store elastic energy, and the failure signal is When output, the holding release means releases the restraint at the predetermined position of the housing portion, and the detachment biasing means expands to release elastic energy, thereby releasing the inverter device from the predetermined position of the housing portion. The inverter-integrated electric motor according to claim 4, wherein the inverter-integrated electric motor is separated.