WO2021166122A1 - 電動機及び電動機を備えた空気調和機 - Google Patents

Abstract

インバータ回路の過電流を検出する機構を備えた電動機。回転子と、固定子と、基板と、を備え、基板は、固定子の巻線に流れる電流の方向を切り替えるインバータ回路を構成するパワートランジスタと、パワートランジスタとグランド端子との間に設けられ、インバータ回路の過電流を検出するための第１抵抗器と、パワートランジスタと第１抵抗器との間に設けられ、固定子の巻線に流れる電流を検出するための第２抵抗器と、第１抵抗器と並列に接続された定電圧ダイオードと、を備える。

Description

電動機及び電動機を備えた空気調和機

　本開示は、インバータ回路を有する電動機及び電動機を備えた空気調和機に関する。

　例えば、特許文献１では、電動機の制御方法として、相電流検出手段で検出された電流値に基づきインバータ回路を制御する方法が提案されている。また、過電流保護手段によりインバータ回路の過電流を検出し、インバータ回路を構成するパワースイッチング半導体を過電流から保護する方法が提案されている。特許文献１の構成によれば、電動機を小型化しつつ、パワースイッチング半導体に過電流が流れることによるインバータ回路の破壊を防止することができる。

特開２００５－３０４１７６号公報

　特許文献１の構成では、インバータ回路におけるアーム短絡、又は、相短絡により電動機が故障し、過電流保護手段として設けられた過電流検出用の抵抗器に大きな電流が流れると、過電流検出用の抵抗器が激しく焼損してしまう。また、過電流検出用の抵抗器から発火すると、その煙が電動機の外部へ排出されてしまう。

　本開示は、上記課題を解決するためになされたものであり、過電流を検出するための抵抗器の焼損を抑制できる電動機及び電動機を備えた空気調和機を提供することを目的とする。

　本開示に係る電動機は、回転子と、固定子と、基板と、を備え、前記基板は、前記固定子の巻線に流れる電流の方向を切り替えるインバータ回路を構成するパワートランジスタと、前記パワートランジスタとグランド端子との間に設けられ、前記インバータ回路の過電流を検出するための第１抵抗器と、前記パワートランジスタと前記第１抵抗器との間に設けられ、前記固定子の前記巻線に流れる電流を検出するための第２抵抗器と、前記第１抵抗器と並列に接続された定電圧ダイオードと、を備えたものである。

　本開示に係る電動機によれば、過電流を検出するための第１抵抗器と並列に定電圧ダイオードが接続されているため、第１抵抗器が焼損することを抑制できる。

実施の形態１に係る電動機の模式図である。 実施の形態１に係る内蔵基板の回路構成を示すブロック図である。 実施の形態１に係る増幅回路の回路構成を示すブロック図である。 実施の形態１に係る定電圧ダイオードの配置例を示す模式図である。 実施の形態１に係る第１抵抗器の配置例を示す模式図である。 実施の形態２に係る空気調和機の概略模式図である。

　以下、本実施の形態に係る電動機について説明する。なお、以下の図面では各構成部材の大きさの関係が実際のものとは異なる場合がある。また、以下の図面において、同一の符号を付したものは、同一又はこれに相当するものであり、このことは明細書の全文において共通することとする。更に、明細書全文に表わされている構成要素の形態は、あくまでも例示であって、これらの記載に限定されるものではない。

　実施の形態１．
　＜電動機の構造＞
　図１は、実施の形態１に係る電動機１の模式図である。本実施の形態に係る電動機１は、例えば、ブラシレスＤＣモータである。図１では、電動機１の構成の説明のために、一部を断面構造で示している。

　図１に示すように、電動機１は、回転軸３１が挿入された回転子３０と、回転子３０の外周に設けられた固定子２０と、回転子３０の駆動を制御する回路が搭載された内蔵基板１１と、を有する。内蔵基板１１と、固定子２０とは、モールド樹脂１２により一体に成形されている。内蔵基板１１と、固定子２０とは、モールド固定子１０を構成している。モールド固定子１０には、凹部が形成されており、モールド固定子１０の凹部に回転子３０が収容されている。回転子３０と回転軸３１との間には、回転子絶縁部３２が介在しており、回転子絶縁部３２により回転子３０と回転軸３１とが絶縁されている。

　回転軸３１の一端には、回転軸３１を支持する出力側軸受３３が設けられている。回転軸３１の他端には、他端に回転軸３１を支持する反出力側軸受３４が設けられている。反出力側軸受３４は、導電性のブラケット６０により覆われている。反出力側軸受３４の外輪は、ブラケット６０の内側に嵌め込まれている。ブラケット６０は、モールド固定子１０の凹部の開口部を塞ぐようにしてモールド固定子１０の内周部に嵌め込まれている。

　固定子２０は、円筒形状を有する。固定子２０は、回転軸３１を中心に放射状に配置された複数の固定子鉄心２１と、複数の固定子鉄心２１と一体成型されたインシュレータ２３と、複数の固定子鉄心２１のそれぞれに巻き付けられた巻線２２とを有する。固定子鉄心２１は、電磁鋼板が積層されて構成されている。巻線２２は、銅又はアルミなどの導電性線材である。巻線２２は、例えば、後述の図２に示すように、Ｕ相巻線２２Ｕ、Ｖ相巻線２２Ｖ、及び、Ｗ相巻線２２Ｗにより構成されている。以下の説明において、３相の巻線をまとめて巻線２２と称する場合がある。固定子鉄心２１と巻線２２とは、インシュレータ２３により絶縁されている。

　モールド固定子１０の凹部に収納された回転子３０は、外周面が固定子鉄心２１と対向している。回転子３０の外周面は、マグネット４０により構成されている。マグネット４０は、例えば、フェライト磁石などの永久磁石、又は、希土類磁石と熱可塑性の樹脂材料とを混合したボンド磁石を、射出成形して作製される。射出成形用の金型には、磁石が組み込まれており、配向をかけながら成形が行われる。

　内蔵基板１１は、回転軸３１の軸方向において、出力側軸受３３と固定子２０との間に配置されている。内蔵基板１１は、中心に穴が形成された円板形状を有する。内蔵基板１１の穴には、回転軸３１が挿入されている。内蔵基板１１の一面は、回転軸３１の軸方向における固定子２０の端面と対向している。内蔵基板１１の実装面は、回転軸３１の軸方向に対して垂直に配置されている。内蔵基板１１は、固定子２０とともにモールド樹脂１２により固定されている。

　内蔵基板１１には、磁気センサ５０が搭載されていてもよい。この場合には、磁気センサ５０が、固定子２０の巻線２２よりも回転軸３１に近い位置に配置されていると、固定子２０の巻線２２から発生する磁束の磁気センサ５０への影響が抑制される。磁気センサ５０としては、例えば、ホールＩＣなどのデジタル方式のもの、又は、例えば、ホール素子などのアナログ方式のものがある。ホールＩＣとしては、センサ部と増幅部とが別々の半導体チップで構成され、センサ部はシリコン以外の半導体で構成され、増幅部はシリコンで構成された非シリコン型ホールＩＣと、センサ部と増幅部とが一つのシリコン半導体チップで構成されたものとがある。非シリコン型ホールＩＣは、２つのチップが内蔵されるため、センサ中心位置がＩＣボディの中心と異なった位置に配置される。非シリコン型ホールＩＣのセンサ部は、アンチモン化インジウム（ＩｎＳｂ）などの半導体が用いられる。これらの非シリコン半導体は、シリコン半導体と比べ、感度向上、応力歪みによるオフセットを抑制できるなどの長所がある。

　内蔵基板１１に磁気センサ５０が搭載されている場合には、回転子３０のマグネット４０が、例えば、センサマグネット部とセンサマグネット部よりも外径が大きいメインマグネット部とにより構成されているとよい。センサマグネット部は磁気センサ５０に回転子３０の位置を検知させる役目を果たす。メインマグネット部は巻線２２が発生する磁束にしたがって回転子３０に回転力を生じさせる役目を果たす。マグネット４０を、回転軸３１を中心軸とする円柱と考えると、センサマグネット部の直径はメインマグネット部の直径よりも小さい。この構成により、センサマグネット部の磁極から磁束が磁気センサ５０に流入しやすくなる。図１に示す構成例では、センサマグネット部とメインマグネット部とは、マグネット４０に設けられた段差により区別できる。なお、図１に示す構成例では、マグネット４０のメインマグネット部とセンサマグネット部とが一つのマグネットにより構成された例を示しているが、メインマグネット部とセンサマグネット部とを個別のマグネットにより構成しても良い。

　内蔵基板１１には、リード線１３を電動機１の内部に取り込むためのリード口出し部１４が設けられている。リード線１３は、電動機１が搭載される上位システムと電動機１とを接続する線である。電動機１の上位システムとは、電動機１が内蔵されている機器の制御基板のことである。例えば、電動機１がエアコンに内蔵された場合、エアコンの制御基板が、電動機１の上位システムに相当する。

　＜回路構成＞
　図２は、実施の形態１に係る内蔵基板１１の回路構成を示すブロック図である。図２に示すように、内蔵基板１１は、インバータ回路を構成するパワートランジスタ８１と、コントローラ７０と、ゲートドライブ回路８２と、増幅回路７２とを備える。パワートランジスタ８１と、グランド端子Ｇとの間には、第１抵抗器７１が設けられている。パワートランジスタ８１と、第１抵抗器７１との間には、第２抵抗器７４が設けられている。第１抵抗器７１の両端には、定電圧ダイオード７３が第１抵抗器７１と並列に接続されている。コントローラ７０及び増幅回路７２は、制御用電源７８とグランド端子Ｇとの間に接続されている。

　内蔵基板１１において、パワートランジスタ８１、コントローラ７０、及び、ゲートドライブ回路８２は、例えば、１つのＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ　Ｃｉｒｃｕｉｔ）で構成されている。パワートランジスタ８１及びゲートドライブ回路８２が、１つのＩＣによりＩＰＭ（Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ　Ｐｏｗｅｒ　Ｍｏｄｕｌｅ）として構成されていてもよい。

　インバータ回路は、パワートランジスタ８１の動作により、母線電源７７から入力される直流電圧を３相の交流電圧に変換する。パワートランジスタ８１は、母線電源７７とグランド端子Ｇとの間に配置されている。パワートランジスタ８１は、例えば、各相２つずつ、全部で６つのパワートランジスタから構成されており、図示しない巻線端子を介して、３相の巻線２２Ｕ、２２Ｖ、２２Ｗに接続されている。

　具体的には、パワートランジスタ８１は、Ｕ相上アームパワートランジスタ８１Ａと、Ｖ相上アームパワートランジスタ８１Ｂと、Ｗ相上アームパワートランジスタ８１Ｃと、パワートランジスタ８１は、Ｕ相下アームパワートランジスタ８１Ｄと、Ｖ相下アームパワートランジスタ８１Ｅと、Ｗ相下アームパワートランジスタ８１Ｆと、により構成されている。

　Ｕ相上アームパワートランジスタ８１Ａと、Ｕ相下アームパワートランジスタ８１Ｄとは、Ｕ相巻線２２Ｕに接続されている。Ｖ相上アームパワートランジスタ８１Ｂと、Ｖ相下アームパワートランジスタ８１Ｅとは、Ｖ相巻線２２Ｖに接続されている。Ｗ相上アームパワートランジスタ８１Ｃと、Ｗ相下アームパワートランジスタ８１Ｆとは、Ｗ相巻線２２Ｗに接続されている。以下の説明では、各相のパワートランジスタをまとめて、パワートランジスタ８１と称する場合がある。パワートランジスタ８１は、例えば、スーパージャンクションＭＯＳＦＥＴ、プレーナＭＯＳＦＥＴ、又は、ＩＧＢＴなどである。

　第２抵抗器７４は、各相の巻線２２に流れる相電流を検出するために設けられている。第２抵抗器７４は、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相のうちの少なくとも２相の下アームパワートランジスタに接続されていればよい。図２に示す例では、第２抵抗器７４は、Ｕ相下アームパワートランジスタ８１Ｄとグランド端子Ｇとの間に設けられた第２抵抗器７４Ｕと、Ｖ相下アームパワートランジスタ８１Ｅとグランド端子Ｇとの間に設けられた第２抵抗器７４Ｖとを含む。第２抵抗器７４の抵抗値は、例えば、１Ωである。

　増幅回路７２には、第２抵抗器７４の両端の電圧が入力される。例えば、Ｕ相増幅回路７２Ｕには、第２抵抗器７４Ｕの両端の電圧が入力され、Ｖ相増幅回路７２Ｖには、第２抵抗器７４Ｖの両端の電圧が入力される。第２抵抗器７４の両端の電圧は、増幅回路７２で増幅され、コントローラ７０の相電流検出部７０Ｂに出力される。

　コントローラ７０は、相電流検出部７０Ｂで検出された電流に基づいてスイッチング信号を生成し、ゲートドライブ回路８２に出力する。相電流検出部７０Ｂは、例えば、Ａ／Ｄ変換器により構成されている。コントローラ７０は、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　Ｓｐｅｃｉｆｉｃ　Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ　Ｃｉｒｃｕｉｔ）等の専用ＩＣでもよい。コントローラ７０は、プログラムを記憶するメモリと、プログラムに従って処理を実行するＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）とを有する構成であってもよい。

　ゲートドライブ回路８２は、スイッチング信号に従って、パワートランジスタ８１をオン状態及びオフ状態に制御する。ゲートドライブ回路８２は、ゲート電極に閾値電圧よりも高い電圧を印加することでパワートランジスタ８１をオン状態にする。また、ゲートドライブ回路８２は、ゲート電極に閾値電圧よりも低い電圧を印加することでパワートランジスタ８１をオフ状態にする。

　第１抵抗器７１は、パワートランジスタ８１と、グランド端子Ｇとの間であって、第２抵抗器７４とグランド端子Ｇとの間に接続されている。第１抵抗器７１は、パワートランジスタ８１の過電流を検出するために設けられている。第１抵抗器７１の抵抗値は、例えば、１Ωである。第１抵抗器７１の両端における電圧値は、コントローラ７０の過電流検出部７０Ａに入力される。第１抵抗器７１の両端における電圧値が一定値以上であると、コントローラ７０の制御により、パワートランジスタ８１がオフ状態となる。

　第１抵抗器７１と並列に接続された定電圧ダイオード７３は、例えば、ツェナーダイオードである。定電圧ダイオード７３は、印可される電圧が降伏電圧に達するまでは電流を流さず、印可される電圧が降伏電圧よりも大きくなった場合には、定電圧ダイオード７３にかかる電圧が降伏電圧に等しくなる電流を流す特性を持つ。

　定電圧ダイオード７３が第１抵抗器７１と並列に接続されていない場合、パワートランジスタ８１において、アーム短絡又は相短絡が生じると、パワートランジスタ８１に過電流が流れるとともに、第１抵抗器７１に過電流が流れることとなる。この場合、パワートランジスタ８１は、第１抵抗器７１により保護されるが、第１抵抗器７１は保護されないため、第１抵抗器７１が過電流により焼損、又は、発火し、発煙するおそれがある。特に、第１抵抗器７１として金属皮膜抵抗が用いられている場合には、過電流による影響が顕著となる。

　定電圧ダイオード７３が第１抵抗器７１と並列に接続されている場合、定電圧ダイオード７３に印可される電圧が定電圧ダイオード７３の降伏電圧に達すると、定電圧ダイオード７３に電流が流れる。パワートランジスタ８１に過電流が生じたことで、定電圧ダイオード７３の降伏電圧に達した場合には、電流が定電圧ダイオード７３を流れるため、第１抵抗器７１の電流が一定値に維持される。これにより、第１抵抗器７１に流れる電流が過電流となることが防止され、第１抵抗器７１の焼損、発火、又は、発煙が抑制される。

＜増幅回路の構成＞
　図３は、実施の形態１に係る増幅回路７２の回路構成を示すブロック図である。図３に示すように、増幅回路７２は、オペアンプ７５、及び、増幅回路入力抵抗器７６を含む複数の抵抗器を備える。増幅回路７２には、ノイズ除去のため図示しないコンデンサも使用される。増幅回路入力抵抗器７６は、増幅回路７２の正側の第３抵抗器７６Ｐと、増幅回路７２の負側の第４抵抗器７６Ｎとを含む。

　オペアンプ７５としては、例えば、出力がレール・ツー・レール（Ｒａｉｌ－ｔｏ－Ｒａｉｌ）タイプのオペアンプを用いることができる。レール・ツー・レールタイプのオペアンプ７５では、電源電圧からグランド電圧までの範囲で出力が可能であるため、増幅回路７２が実現できる増幅率を最大にできる。また、レール・ツー・レールタイプのオペアンプ７５を用いることによりノイズ耐性がよくなり、より安定且つ高効率な制御が可能となる。

　オペアンプ７５は、例えば、出力がレール・ツー・レールタイプではないものを用いてもよい。この場合、オペアンプ７５の出力は、レール・ツー・レールタイプのオペアンプ７５の出力よりも小さいため、オペアンプ７５の入力に図示しないバイアス回路などを備えるとよい。また、この場合、オペアンプ７５からの出力電圧を増大させるため、オペアンプ７５の電源電圧を、例えば１５Ｖなどに上げ、且つ、オペアンプ７５とコントローラ７０との間の信号と、制御用電源７８との間に図示せぬダイオードを備えているとよい。

　＜電動機１の動作＞
　続いて、電動機１の動作について説明する。電動機１は、例えば、センサレス制御により回転駆動する。センサレス制御では、固定子２０の巻線２２の電流値から回転子３０のマグネット４０の磁束位置を推測し、磁極位置に応じて、６つのパワートランジスタ８１それぞれが適切なタイミングでオン状態又はオフ状態にスイッチングすることにより回転動力を得る。

　コントローラ７０は、増幅回路７２で増幅されて相電流検出部７０Ｂに入力された第２抵抗器７４の両端における電圧値から、巻線２２Ｕ及び巻線２２Ｖの相電流をそれぞれ算出し、マグネット４０の磁極位置を推測する。

　コントローラ７０は、推測したマグネット４０の磁極位置、及び、上位システムからの速度指令信号に応じてスイッチング指令を生成し、ゲートドライブ回路８２に出力する。ゲートドライブ回路８２は、コントローラ７０が出力したスイッチング指令に基づいて６つのパワートランジスタ８１をオン状態又はオフ状態としてスイッチング制御する。これにより、適切なタイミングで各相の巻線２２Ｕ、２２Ｖ、２２Ｗに電流が生じ、回転子３０が回転する。また、コントローラ７０は、相電流を検出することにより、電流を最小にする制御を行うことで、より効率の良い制御を実現することが可能である。

　コントローラ７０は、過電流検出部７０Ａに入力された第１抵抗器７１の両端における電圧値が一定値以上になると、パワートランジスタ８１に過電流が生じていると判断し、パワートランジスタ８１をオフ状態とするスイッチング信号を生成する。スイッチング信号は、ゲートドライブ回路８２に出力され、ゲートドライブ回路８２によりパワートランジスタ８１が強制的にオフ状態とされる。これにより、パワートランジスタ８１は、過電流により破壊されることから保護される。

　パワートランジスタ８１に過電流が流れ、第１抵抗器７１にも過電流が流れた場合には、第１抵抗器７１における過電流が定電圧ダイオード７３により抑制されるため、第１抵抗器７１が過電流により焼損、発火、又は、発煙することが防止される。定電圧ダイオード７３を第１抵抗器７１と並列に接続することで、第１抵抗器７１は、パワートランジスタ８１の過電流を検出しながら、過電流による焼損が回避される。

　また、定電圧ダイオード７３は、オペアンプ７５の入力側に印可されるサージ電圧を抑制する効果も有する。サージ電圧をより効果的に抑制するためには、オペアンプ７５に第３抵抗器７６Ｐが設けられているとよい。第３抵抗器７６Ｐは、オペアンプ７５の入力端子のうち第２抵抗器７４のパワートランジスタ８１側の電極と接続している増幅回路７２の正側の入力端子と、第１抵抗器７１との間に設ける。第３抵抗器７６Ｐは、ノイズ除去及びバイアス回路として機能する。第３抵抗器７６Ｐの抵抗値は、例えば、数百Ω～数ｋΩであるとよい。特に、増幅回路入力抵抗器７６に対する電流検出抵抗の比が、母線電源７７の電圧に対する制御電源の電圧、すなわち、オペアンプ７５の電源の電圧の比よりも大きいとサージ電圧抑制の効果が大きい。

　第１抵抗器７１には、巻線２２Ｕ、２２Ｖ、２２Ｗを流れる３相分の電流が流れる。従って、第２抵抗器７４が第１抵抗器７１の抵抗値の３分の１より大きいと第１抵抗器７１が激しく焼損する可能性が高い。このような場合にも、定電圧ダイオード７３が設けられていることで第１抵抗器７１の焼損を抑制できる。

　上記においては、センサレス制御により相電流を推測し、パワートランジスタ８１をスイッチングする制御方式を例に説明したが、制御方式は、相電流及び磁気センサ５０により回転子３０の磁極位置を推測する構成であってもよい。この場合も、相電流を検出することにより、電流を最小にする制御を行い、より効率の良い制御を実現することが可能である。

　また、上記において、コントローラ７０が第１抵抗器７１の両端の電圧からパワートランジスタ８１を強制的にオフ状態とするスイッチング信号を生成する構成を説明した。しかし、パワートランジスタ８１を強制的にオフ状態とするスイッチング信号は、ゲートドライブ回路８２が生成する構成であってもよい。

　また、上記において、過電流検出部７０Ａがコントローラ７０に内蔵された構成について説明したが、過電流検出部７０Ａは、ゲートドライブ回路８２に内蔵されていてもよい。

　また、上記の構成に加え、内蔵基板１１にパワートランジスタ８１の温度を検知する感温素子が搭載されていてもよい。パワートランジスタ８１は、感温素子からの信号により強制的にオフ状態とされ、過熱から保護される。

　＜定電圧ダイオード７３の配置例＞
　図４は、実施の形態１に係る定電圧ダイオード７３の配置例を示す模式図である。図４に示すように、定電圧ダイオード７３は、内蔵基板１１の面のうち、固定子２０と対向する面と反対側の面に実装することができる。これにより、定電圧ダイオード７３の放熱性を高め、定電圧ダイオード７３の破壊をより遅延させることができる。

　＜第１抵抗器７１の配置例＞
　図５は、実施の形態１に係る第１抵抗器７１の配置例を示す模式図である。図５に示すように、第１抵抗器７１が、内蔵基板１１の面のうち、リード口出し部１４が実装された面と反対側の面に配置されているとよい。第１抵抗器７１が焼損すると、炎又は煙は、固定子２０のモールド樹脂１２とリード口出し部１４との間を通って外部に出るが、図５のような配置により、炎又は煙が外部に排出されることを低減できる。

　以上説明した、本実施の形態１に係る電動機１によれば、第１抵抗器７１と並列に接続された定電圧ダイオード７３に一定値以上の電圧が印可されると、定電圧ダイオード７３に電流が流れ、第１抵抗器７１の電流は増加しない。そのため、パワートランジスタ８１におけるアーム短絡などによりパワートランジスタ８１を流れる電流が増加しても、第１抵抗器７１に過電流が流れることが抑制される。これにより、パワートランジスタ８１に過電流が生じても、パワートランジスタ８１を保護しつつ、第１抵抗器７１の焼損を回避できる。

　また、定電圧ダイオード７３を設けることにより、増幅回路７２における電圧が抑制されるため、増幅回路７２でサージ電圧が生じにくくなる。

　また、定電圧ダイオード７３によりサージ電圧が抑制されるため、増幅回路７２を構成するオペアンプとして、電源電圧からグランドまでの範囲で第２抵抗器７４の電圧値を出力することができるレール・ツー・レールタイプのオペアンプを使用できる。

　また、増幅回路７２の入力端子と、オペアンプ７５との間には、第３抵抗器７６Ｐが設けられており、第３抵抗器７６Ｐの抵抗値に対する第２抵抗器７４の抵抗値の比は、母線電源電圧に対する制御電源電圧の比よりも大きい。そのため、増幅回路７２で生じるサージ電圧が抑制される。

　また、本実施の形態１に係る電動機１は、第１抵抗器７１の抵抗値が、第２抵抗器７４の抵抗値の３分の１よりも大きい抵抗値であっても、定電圧ダイオード７３により第１抵抗器７１が発火又は発煙することが抑制される。

　また、本実施の形態１に係る電動機１は、第１抵抗器７１の焼損を回避しながら、第２抵抗器７４の抵抗値を低くして巻線２２に流れる電流の検出を容易にすることができる。

　また、本実施の形態１に係る電動機１は、定電圧ダイオード７３を、内蔵基板１１の面のうち、固定子２０と対向する面と反対側の面に設けることで、定電圧ダイオード７３の放熱性能が向上する。これにより、パワートランジスタ８１より先に定電圧ダイオード７３が熱により破壊されることが抑制される。

　また、電動機１の出力が１００Ｗ以上であっても、定電圧ダイオード７３を設けているため第１抵抗器７１の焼損を回避できる。

　また、第１抵抗器７１が、内蔵基板１１の面のうち、リード線１３が設けられた面の反対側の面に設けられているため、仮に炎又は煙が発生したとしても、炎又は煙がリード線１３を通じて排出されることが抑制される。

　実施の形態２．
　＜空気調和機への応用例＞
　図６は、実施の形態２に係る空気調和機２００の概略模式図である。図６に示すように、空気調和機２００は室内機２１０と、室内機２１０に接続される室外機２２０とを備える。室内機２１０は室内機用送風機２１３を搭載し、室外機２２０は室外機用送風機２２３を搭載している。室外機用送風機２２３及び室内機用送風機２１３は、それぞれ駆動源として実施の形態１で説明した電動機１を内蔵している。

　空気調和機２００が大型になると、モータの出力が１００Ｗ以上となる。このような場合でも、電動機１の内蔵基板１１には、第１抵抗器７１と並列に定電圧ダイオード７３が接続されているため、モータの出力の増大に伴い第１抵抗器７１が焼損し、又は、発火発煙する可能性を低減できる。特に、業務用エアコン、又は、パッケージエアコンに用いられるファンモータなどに実施の形態１に係る電動機１を搭載することで、第１抵抗器７１の焼損、又は、発火発煙の低減に顕著な効果が得られる。

　また、出力の増大は、オペアンプ７５の入力に印加されるノイズの増大も生じさせる。このような場合でも、オペアンプ７５のノイズは、定電圧ダイオード７３により低減できる。

　なお、電動機１は、空気調和機２００の他にも、例えば換気扇、家電機器、工作機などに搭載して利用することができる。

１　電動機、１０　モールド固定子、１１　内蔵基板、１２　モールド樹脂、１３　リード線、１４　リード口出し部、２０　固定子、２１　固定子鉄心、２２　巻線、２２Ｕ　Ｕ相巻線、２２Ｖ　Ｖ相巻線、２２Ｗ　Ｗ相巻線、２３　インシュレータ、３０　回転子、３１　回転軸、３２　回転子絶縁部、３３　出力側軸受、３４　反出力側軸受、４０　マグネット、５０　磁気センサ、６０　ブラケット、７０　コントローラ、７１　第１抵抗器、７２　増幅回路、７３　定電圧ダイオード、７４　第２抵抗器、７５　オペアンプ、７６　増幅回路入力抵抗器、７６Ｎ　第４抵抗器、７６Ｐ　第３抵抗器、７７　母線電源、７８　制御用電源、８１　パワートランジスタ、８１Ａ　Ｕ相上アームパワートランジスタ、８１Ｂ　Ｖ相上アームパワートランジスタ、８１Ｃ　Ｗ相上アームパワートランジスタ、８１Ｄ　Ｕ相下アームパワートランジスタ、８１Ｅ　Ｖ相下アームパワートランジスタ、８１Ｆ　Ｗ相下アームパワートランジスタ、８２　ゲートドライブ回路、２００　空気調和機、２１０　室内機、２１３　室内機用送風機、２２０　室外機、２２３　室外機用送風機、Ｇ　グランド端子。

Claims (11)

1. 　回転子と、
   　固定子と、
   　基板と、を備え、
   　前記基板は、
   　前記固定子の巻線に流れる電流の方向を切り替えるインバータ回路を構成するパワートランジスタと、
   　前記パワートランジスタとグランド端子との間に設けられ、前記インバータ回路の過電流を検出するための第１抵抗器と、
   　前記パワートランジスタと前記第１抵抗器との間に設けられ、前記固定子の前記巻線に流れる電流を検出するための第２抵抗器と、
   　前記第１抵抗器と並列に接続された定電圧ダイオードと、を備えた
   　電動機。
2. 　前記第２抵抗器の電圧値を増幅する増幅回路を更に備え、
   　前記増幅回路は、オペアンプを有する
   　請求項１に記載の電動機。
3. 　前記オペアンプが、レール・ツー・レールタイプのオペアンプである
   　請求項２に記載の電動機。
4. 　前記インバータ回路を制御するコントローラを更に備え、
   　前記コントローラと前記増幅回路とに１つの電源から電力が供給されている
   　請求項２又は３に記載の電動機。
5. 　前記増幅回路は、前記増幅回路の入力端子と、前記オペアンプとの間に、第３抵抗器を備え、
   　前記第３抵抗器の抵抗値に対する前記第２抵抗器の抵抗値の比は、母線電源の電圧に対する前記増幅回路の電源の電圧の比よりも大きい
   　請求項２～４のいずれか一項に記載の電動機。
6. 　前記第１抵抗器の抵抗値は、
   　前記第２抵抗器の抵抗値の３分の１の抵抗値よりも大きい抵抗値である
   　請求項１～５のいずれか一項に記載の電動機。
7. 　前記第２抵抗器の抵抗値は、１Ω以下である
   　請求項１～６のいずれか一項に記載の電動機。
8. 　前記基板の一面が前記固定子及び前記回転子の軸方向の端面と対向し、
   　前記基板の他面に前記定電圧ダイオードが設けられている
   　請求項１～７のいずれか一項に記載の電動機。
9. 　出力が１００Ｗ以上である
   　請求項１～８のいずれか一項に記載の電動機。
10. 　前記基板には、リード線に接続されるリード口出し部が設けられており、
    　前記基板の前記リード口出し部が設けられた面と反対側の面には、前記第１抵抗器が設けられている
    　請求項１～９のいずれか一項に記載の電動機。
11. 　請求項１～１０のいずれか一項に記載された電動機を備えた空気調和機。

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