JPH08149883A - Inverter equipment - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、可変電圧可変周波数に
て交流電動機を駆動するインバータに係わり、特に交流
電動機とインバータを一体として使用するものに関す
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an inverter that drives an AC electric motor with a variable voltage and a variable frequency, and more particularly to one that uses the AC electric motor and the inverter as one body.
【０００２】[0002]
【従来の技術】交流電動機を可変電圧可変周波数にて駆
動する場合は、図８に示すインバータ装置１が用いられ
る。このインバータ装置１は、３相交流電圧を整流して
直流電圧に変換する整流回路２と、この整流回路の出力
直流電圧を平滑化する平滑コンデンサ３と、この平滑コ
ンデンサ３によって平滑化された出力直流電圧を交流電
圧に変換する複数のスイッチング素子と、この複数のス
イッチング素子４を制御する制御回路５から構成され
る。2. Description of the Related Art An inverter device 1 shown in FIG. 8 is used to drive an AC motor with a variable voltage and a variable frequency. The inverter device 1 includes a rectifier circuit 2 that rectifies a three-phase AC voltage and converts it into a DC voltage, a smoothing capacitor 3 that smoothes an output DC voltage of the rectifier circuit, and an output that is smoothed by the smoothing capacitor 3. It is composed of a plurality of switching elements that convert a DC voltage into an AC voltage and a control circuit 5 that controls the plurality of switching elements 4.
【０００３】そして、電動機６は前記複数のスイッチン
グ素子４から出力される交流電圧によって可変速駆動さ
れる。この交流電動機６からは、センサ信号線７が制御
回路５へ配線されている。前記整流回路２，平滑コンデ
ンサ３，複数のスイッチング素子４及び制御回路５は、
一つの枠内に組み込まれている。そして、前記スイッチ
ング素子４や制御回路５には、冷却フィン８，冷却ファ
ン９などが付加された図９のような外観のインバータ１
になっている。The electric motor 6 is driven at a variable speed by the AC voltage output from the plurality of switching elements 4. From this AC motor 6, a sensor signal line 7 is wired to the control circuit 5. The rectifying circuit 2, the smoothing capacitor 3, the plurality of switching elements 4 and the control circuit 5 are
It is incorporated in one frame. Then, the switching element 4 and the control circuit 5 are provided with a cooling fin 8, a cooling fan 9 and the like, and the inverter 1 having the appearance as shown in FIG.
It has become.
【０００４】また、従来はインバータの省スペース化を
図るため、電動機とインバータが一体化したものが考え
られていた。例えば、特開平６−３０５４７号公報の図
１０に示すようなインバータ一体型電動機３０では、イ
ンバータ装置１を電動機６本体に付加したものである。
このインバータ一体型電動機３０では、インバータ装置
１と電動機６との間の接続線１０が不要となり、又、配
電盤にインバータ装置１のためのスペースも不要とな
る。さらに、整流回路２，複数のスイッチング素子４，
制御回路５を冷却するためとモータ６を冷却するための
ファン８を共用化して使用することが可能であった。Conventionally, in order to save the space of the inverter, it has been considered that the electric motor and the inverter are integrated. For example, in an inverter-integrated electric motor 30 as shown in FIG. 10 of JP-A-6-30547, the inverter device 1 is added to the main body of the electric motor 6.
In this inverter-integrated electric motor 30, the connection line 10 between the inverter device 1 and the electric motor 6 is unnecessary, and the space for the inverter device 1 in the switchboard is also unnecessary. Further, the rectifier circuit 2, the plurality of switching elements 4,
It was possible to commonly use the fan 8 for cooling the control circuit 5 and for cooling the motor 6.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】前述の２つのインバー
タ装置では、インバータ装置１の主回路において、平滑
コンデンサ３は複数のスイッチング素子４等からの発熱
の影響を受けて信頼性が低下し、また寿命が短くなると
いう問題があった。又、インバータ装置１を小形化する
上で平滑コンデンサ３は、全体の容積に対して占める割
合が大きいため問題となっていた。In the above-mentioned two inverter devices, in the main circuit of the inverter device 1, the smoothing capacitor 3 is affected by the heat generated from the plurality of switching elements 4 etc., and the reliability is lowered. There was a problem that the life was shortened. Further, the smoothing capacitor 3 occupies a large proportion of the entire volume in downsizing the inverter device 1, which has been a problem.
【０００６】一方、図１０のインバータ一体型電動機３
０では、インバータ装置１が大きいため、一体化による
小形化は困難であり、さらに電動機１からの放熱によ
り、平滑コンデンサ３の信頼性が低下するなど問題点が
あった。又、電源側からインバータ１に電力を供給する
接続線は３本必要であり、加えて機械的にセンサ（図示
しない）が取り付けられた電動機６の場合、電動機６か
らインバータ装置１への検出信号線の配線が必要であっ
た。On the other hand, the inverter integrated electric motor 3 shown in FIG.
In the case of 0, since the inverter device 1 is large, it is difficult to miniaturize it by integration, and further, heat dissipation from the electric motor 1 causes a problem such that reliability of the smoothing capacitor 3 is lowered. In addition, in the case of the electric motor 6 in which a sensor (not shown) is mechanically attached in addition to the connection line for supplying electric power from the power supply side to the inverter 1, a detection signal from the electric motor 6 to the inverter device 1 is required. Wire wiring was required.
【０００７】本発明は、以上の問題を考慮してなされた
ものであって、超小形化、配線の簡略化、及び信頼性の
向上が図れるような構造のインバータ装置を提供するこ
とを目的とする。The present invention has been made in consideration of the above problems, and an object of the present invention is to provide an inverter device having a structure that can be miniaturized, wiring can be simplified, and reliability can be improved. To do.
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段】本発明によるインバータ
装置は、交流電動機を可変電圧可変周波数にて駆動する
インバータ装置であって、整流回路，平滑コンデンサか
ら成るコンバータ部と、複数のスイッチング素子と冷却
フィンと冷却ファンと制御回路から成るインバータ部に
分別し、インバータ部を電動機本体に付加することを特
徴とするものである。An inverter device according to the present invention is an inverter device for driving an AC electric motor with a variable voltage and a variable frequency, and includes a converter section composed of a rectifying circuit and a smoothing capacitor, a plurality of switching elements and a cooling unit. It is characterized in that it is divided into an inverter section composed of fins, a cooling fan and a control circuit, and the inverter section is added to the electric motor body.
【０００９】[0009]
【作用】上記インバータ装置によれば、前記コンバータ
部とインバータ部に分別し、インバータ部を電動機本体
に付加することで、平滑コンデンサの信頼性の向上、イ
ンバータの超小型化、また配線の簡略化が可能になる。According to the above-described inverter device, the converter section and the inverter section are separated and the inverter section is added to the motor body, whereby the reliability of the smoothing capacitor is improved, the inverter is miniaturized, and the wiring is simplified. Will be possible.
【００１０】[0010]
【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例につい
て説明する。本発明の請求項１に対応する第一実施例を
図１に示す。このインバータ装置の基本原理は従来技術
で述べたものと同一で、図１のインバータ装置は、コン
バータ部１１とインバータ部１２を分別した点において
図８のインバータ装置と相違する。図２に、このインバ
ータ部一体型電動機３０ａの要部構成図を示す。従来の
インバータ装置１をインバータ部１１とコンバータ部１
２を分別することで、コンバータ部１１の平滑コンデン
サ３が複数のスイッチング素子４から離れ、複数のスイ
ッチング素子４からの放熱の影響を避けることができ、
信頼性が向上し、寿命が長くなる。又、コンバータ部１
１とインバータ部１２の間の接続線１０は、３本から２
本に省略され、省スペース化も可能になる。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. 1st Example corresponding to Claim 1 of this invention is shown in FIG. The basic principle of this inverter device is the same as that described in the prior art, and the inverter device of FIG. 1 is different from the inverter device of FIG. 8 in that the converter unit 11 and the inverter unit 12 are separated. FIG. 2 shows a configuration diagram of essential parts of the inverter unit-integrated electric motor 30a. The conventional inverter device 1 includes an inverter unit 11 and a converter unit 1.
By separating the two, the smoothing capacitor 3 of the converter unit 11 is separated from the plurality of switching elements 4, and the influence of heat radiation from the plurality of switching elements 4 can be avoided.
Improves reliability and prolongs life. Also, the converter unit 1
The number of connecting wires 10 between the inverter 1 and the inverter unit 12 is 3 to 2
It will be omitted in the book, and it will be possible to save space.
【００１１】第１実施例における他の実施例１は、イン
バータ部１２と分別したコンバータ部１１を、配電盤１
３内に入れる図３の構成としてもよい。この構成にする
ことで、配電盤１３とインバータ部１２の間の接続線１
０は２本に省略でき、コンバータ部１１の省スペース化
にもなる。In another embodiment 1 of the first embodiment, the converter section 11 separated from the inverter section 12 is provided in the switchboard 1
The configuration shown in FIG. With this configuration, the connection line 1 between the switchboard 13 and the inverter unit 12
The number of 0s can be omitted to be two, and the space of the converter unit 11 can be saved.
【００１２】又、実施例１の他の実施例２は、複数のス
イッチング素子４や制御回路５を含むインバータ部１２
に、スイッチングによるサージ電圧を抑制する等の目的
で、コンデンサを付加した構成としてもよい。In addition, the second embodiment of the first embodiment is different from the first embodiment in that the inverter section 12 includes a plurality of switching elements 4 and a control circuit 5.
In addition, a capacitor may be added for the purpose of suppressing surge voltage due to switching.
【００１３】更なる他の実施例３は、高性能で安全な駆
動をするための各種センサ付きのインバータ装置の場
合、センサの配線をインバータ部を電動機本体に付加す
る。この実施により、センサの配線を省略できる効果が
ある。尚、センサは回転部に取り付けられるものではエ
ンコーダ，レゾルバ，タコジェネレータ等がある。又、
フレームに取り付けられるものでは温度センサがある。
その他にトルクセンサがある。In yet another embodiment 3, in the case of an inverter device with various sensors for high-performance and safe driving, the wiring of the sensor is added to the motor main body. This implementation has the effect that the wiring of the sensor can be omitted. If the sensor is attached to the rotating part, it may be an encoder, a resolver, a tacho generator, or the like. or,
There is a temperature sensor attached to the frame.
There is also a torque sensor.
【００１４】本発明の請求項２に対応する第２実施例を
図４に示す。図４はインバータ一体型電動機で、インバ
ータ部１２を電動機本体６から着脱可能にした着脱型構
成である。このインバータ装置においては、コンバータ
部１１を持たず、インバータ部１２を遠隔操作すること
が可能になり、広範囲でインバータの使用ができる。A second embodiment corresponding to claim 2 of the present invention is shown in FIG. FIG. 4 shows an inverter-integrated electric motor, which has a detachable structure in which the inverter unit 12 is detachable from the electric motor body 6. In this inverter device, the converter unit 11 is not provided, and the inverter unit 12 can be operated remotely, so that the inverter can be used in a wide range.
【００１５】本発明の請求項３に対応する第３実施例を
図５に示す。図５は、図４に示す着脱型構成のインバー
タ装置のインバータ部１２に、コンバータ部１１を合体
可能にした合体型構成のインバータ装置である。構成は
図９に示す従来のインバータ装置１と同じであるが、必
要に応じてコンバータ部１１とインバータ部１２を離脱
することが可能である点で相違する。A third embodiment corresponding to claim 3 of the present invention is shown in FIG. FIG. 5 is an integrated type inverter device in which the converter unit 11 can be integrated with the inverter unit 12 of the detachable inverter device shown in FIG. Although the configuration is the same as that of the conventional inverter device 1 shown in FIG. 9, it is different in that the converter unit 11 and the inverter unit 12 can be detached as necessary.
【００１６】本発明の請求項４に対応する第４実施例を
図６に示す。図６は、図１に示した一体型構造におい
て、インバータの冷却フィン８と冷却ファン９を取り外
したものである。冷却フィン８と冷却ファン９を取り外
しても、複数のスイッチング素子４で発生した熱は、電
動機６のフレームに伝達する。そして、電動機の冷却フ
ァンをインバータ装置と共用することで、スイッチング
素子の温度上昇は抑制され、インバータ独自の冷却は不
要となる。この実施により、インバータの更なる小形化
が可能となる。A fourth embodiment corresponding to claim 4 of the present invention is shown in FIG. FIG. 6 shows the integrated structure shown in FIG. 1 in which the cooling fins 8 and the cooling fan 9 of the inverter are removed. Even if the cooling fin 8 and the cooling fan 9 are removed, the heat generated in the plurality of switching elements 4 is transferred to the frame of the electric motor 6. Further, by sharing the cooling fan of the electric motor with the inverter device, the temperature rise of the switching element is suppressed, and the cooling unique to the inverter becomes unnecessary. By this implementation, the size of the inverter can be further reduced.
【００１７】本発明の請求項５に対応する第５実施例
は、第１実施例に示すインバータ装置の整流回路に、電
源回生機能の有するコンバータを付加したインバータ装
置である。電源回生機能の有するコンバータを付加する
ことにより省エネルギーで、広範囲の用途が可能なイン
バータ装置となる。A fifth embodiment corresponding to claim 5 of the present invention is an inverter device in which a converter having a power regeneration function is added to the rectifier circuit of the inverter device shown in the first embodiment. By adding a converter having a power regeneration function, the inverter device is energy-saving and can be used in a wide range of applications.
【００１８】本発明の第１実施例から第５実施例までの
すべて実施例に関して、その他の実施例として、前記コ
ンバータ部１１、インバータ部１２を各機能パーツ、そ
れらを結ぶ接続線１０を配線パーツとして設け、各パー
ツを組み合わせることで、インバータ装置の構成の変更
が簡単に、かつ自由に行うことが可能な図７に示す構成
としてもよい。With respect to all of the first to fifth embodiments of the present invention, as another embodiment, the converter section 11 and the inverter section 12 are functional parts, and the connecting line 10 connecting them is a wiring part. The configuration shown in FIG. 7 may be employed in which the configuration of the inverter device can be easily and freely changed by combining the respective parts.
【００１９】この構成において例えば、従来のインバー
タ装置は配電盤−（ａ）−（ｂ）−（ｃ）−（ａ）−電
動機の順に構成されるが、本発明が適用されるインバー
タ装置は配電盤−（ａ）−（ｂ）−（ｄ）−（ｃ）−電
動機の順に構成すればよい。本発明に適用されるインバ
ータ装置のインバータ部１２を離脱する場合は、配電盤
−（ａ）−（ｂ）−（ｃ）−（ａ）−電動機の順に構成
する。以上述べたように、共通のパーツを利用し、組み
合わせを行うことで汎用性が広がる。又、ＡＣ−ＤＣコ
ンバータのような別の装置を構成することも可能にな
る。In this configuration, for example, the conventional inverter device is constructed in the order of switchboard- (a)-(b)-(c)-(a) -motor, but the inverter device to which the present invention is applied is switchboard- (A)-(b)-(d)-(c) -electric motor may be configured in this order. When the inverter unit 12 of the inverter device applied to the present invention is removed, it is configured in the order of switchboard- (a)-(b)-(c)-(a) -motor. As described above, versatility is expanded by using common parts and combining them. It is also possible to configure another device such as an AC-DC converter.
【００２０】[0020]
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、電
動機とインバータの一体型構造として、３相の交流電動
機を可変電圧可変周波数にて駆動する場合に、インバー
タ装置をコンバータ部とインバータ部を分別すること
で、平滑コンデンサがスイッチング素子の高温にさらさ
れず、寿命が長くなり信頼性が向上する。又、インバー
タの小形化において問題になっていた平滑コンデンサを
インバータ内に設けないため、小形化が可能になる。As described above, according to the present invention, as an integrated structure of an electric motor and an inverter, when the three-phase AC electric motor is driven at a variable voltage and variable frequency, the inverter device is provided with a converter section and an inverter. By separating the parts, the smoothing capacitor is not exposed to the high temperature of the switching element, the life is extended and the reliability is improved. Further, since the smoothing capacitor, which has been a problem in miniaturizing the inverter, is not provided in the inverter, the miniaturization becomes possible.
【００２１】更に、インバータを電動機本体に付加する
ことにより、ブラシレスＤＣモータのホールセンサ信号
線やサーボモータのエンコーダ等の配線、及びモータフ
レーム温度検出用センサの信号配線が不要になる。又、
インバータ部を電動機本体に付加することにより、スイ
ッチング素子で発生した熱がモータフレームに伝達し、
スイッチング素子の温度上昇が抑制されることから、イ
ンバータ部に含まれる冷却用のファンが不要となり、電
動機及びインバータ部を同時に冷却することができる。Further, by adding the inverter to the electric motor main body, the wiring of the hall sensor signal line of the brushless DC motor, the encoder of the servo motor, etc., and the signal wiring of the motor frame temperature detecting sensor are unnecessary. or,
By adding the inverter section to the motor body, the heat generated in the switching element is transferred to the motor frame,
Since the temperature rise of the switching element is suppressed, the cooling fan included in the inverter unit is unnecessary, and the electric motor and the inverter unit can be cooled at the same time.
【００２２】そして、コンバータ部とインバータ部を分
別することで、これまで電源又は配電盤から電動機まで
３本必要であった接続線を、コンバータ部からインバー
タ部の間は２本の接続線に省略することができる。By separating the converter section and the inverter section, the connection line which has conventionally required three wires from the power supply or switchboard to the electric motor is omitted as two connection wires between the converter section and the inverter section. be able to.
【図１】本発明の第１実施例の全体構成図、FIG. 1 is an overall configuration diagram of a first embodiment of the present invention,
【図２】図１における要部構成図、FIG. 2 is a configuration diagram of main parts in FIG.
【図３】本発明の第１実施例の他の実施例を示す図１相
当図、FIG. 3 is a view corresponding to FIG. 1, showing another embodiment of the first embodiment of the present invention,
【図４】本発明の第２実施例を示す図１相当図、FIG. 4 is a view corresponding to FIG. 1 showing a second embodiment of the present invention,
【図５】本発明の第３実施例を示す図１相当図、FIG. 5 is a view corresponding to FIG. 1 showing a third embodiment of the present invention,
【図６】本発明の第４実施例を示す構成図、FIG. 6 is a configuration diagram showing a fourth embodiment of the present invention,
【図７】インバータ部，コンバータ部，コネクタを夫々
パーツにした分解図、FIG. 7 is an exploded view of the inverter part, converter part, and connector as parts,
【図８】従来例の図１相当図、FIG. 8 is a view corresponding to FIG. 1 of a conventional example,
【図９】従来のインバータ装置の斜視図、FIG. 9 is a perspective view of a conventional inverter device,
【図１０】従来の構成図。FIG. 10 is a conventional configuration diagram.
【符号の説明】 １…インバータ装置、 ２…整流回路、
３…コンデンサ、 ４…スイッチン
グ素子、５…制御回路、 ６…電
動機、１１…コンバータ部、 １２…イ
ンバータ部、１３…配電盤。[Explanation of Codes] 1 ... Inverter device, 2 ... Rectifier circuit,
3 ... Capacitor, 4 ... Switching element, 5 ... Control circuit, 6 ... Electric motor, 11 ... Converter part, 12 ... Inverter part, 13 ... Switchboard.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０２Ｍ 7/48 Ｚ 9181−5Ｈ ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Internal reference number FI technical display location H02M 7/48 Z 9181-5H
Claims (5)
複数のスイッチング素子及び制御回路から構成され前記
電動機を可変電圧可変周波数にて駆動するインバータ装
置と、このインバータ装置を前記電動機に取付けたもの
において、前記インバータ装置を、整流回路と平滑コン
デンサから成るコンバータ部と、複数のスイッチング素
子と冷却フィンと冷却ファンと制御回路から成るインバ
ータ部とで構成し、このインバータ部を電動機本体に付
加することを特徴としたインバータ装置。1. A motor, a rectifier circuit, a smoothing capacitor,
An inverter device configured by a plurality of switching elements and a control circuit to drive the electric motor at a variable voltage and a variable frequency, and a device in which the inverter device is attached to the electric motor, the inverter device including a rectifying circuit and a smoothing capacitor. An inverter device characterized in that it is configured by an inverter section including a switching section, a plurality of switching elements, a cooling fin, a cooling fan, and a control circuit, and the inverter section is added to a motor body.
を着脱可能にした請求項１記載のインバータ装置。2. The inverter device according to claim 1, wherein the inverter unit added to the motor body is detachable.
を合体可能にした請求項２記載のインバータ装置。3. The inverter device according to claim 2, wherein the converter unit can be integrated with the inverter unit.
ング素子と制御回路を冷却するための冷却フィン及び冷
却ファンを、電動機の冷却ファンと共用化した請求項１
記載のインバータ装置。4. A cooling fan and a cooling fan for cooling a plurality of switching elements and a control circuit added to the main body of the electric motor are shared with the cooling fan of the electric motor.
Inverter device described.
タを付加した請求項１記載のインバータ装置。5. The inverter device according to claim 1, wherein a converter having a power regeneration function is added to the rectifier circuit.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6283898A JPH08149883A (en) | 1994-11-18 | 1994-11-18 | Inverter equipment |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6283898A JPH08149883A (en) | 1994-11-18 | 1994-11-18 | Inverter equipment |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08149883A true JPH08149883A (en) | 1996-06-07 |
Family
ID=17671620
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6283898A Pending JPH08149883A (en) | 1994-11-18 | 1994-11-18 | Inverter equipment |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08149883A (en) |
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1994
- 1994-11-18 JP JP6283898A patent/JPH08149883A/en active Pending
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