WO2024075282A1 - 電動機および制御装置 - Google Patents

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WO2024075282A1
WO2024075282A1 PCT/JP2022/037642 JP2022037642W WO2024075282A1 WO 2024075282 A1 WO2024075282 A1 WO 2024075282A1 JP 2022037642 W JP2022037642 W JP 2022037642W WO 2024075282 A1 WO2024075282 A1 WO 2024075282A1
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winding
phase
windings
thermistor
stator core
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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P29/00—Arrangements for regulating or controlling electric motors, appropriate for both AC and DC motors
    • H02P29/60—Controlling or determining the temperature of the motor or of the drive
    • H02P29/64—Controlling or determining the temperature of the winding
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K11/00—Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection
    • H02K11/20—Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection for measuring, monitoring, testing, protecting or switching
    • H02K11/25—Devices for sensing temperature, or actuated thereby

Definitions

  • This disclosure relates to an electric motor and a control device.
  • a technique in which the temperature of the windings is measured by a temperature sensor, and the electric motor is stopped if the temperature exceeds a predetermined temperature (for example, Patent Document 1).
  • a thermistor or a thermostat is used as the temperature sensor.
  • the electric motor disclosed herein comprises a stator core, a first winding wound around the stator core and constituting a first phase, a second winding wound around the stator core and constituting a second phase different from the first phase, a thermistor attached to the first winding, and a thermostat connected in series to the thermistor and attached to the second winding.
  • the control device disclosed herein includes a detection unit that detects a combined resistance between the resistance of a thermistor that is wound around the stator core of an electric motor and attached to a first winding that forms a first phase, and the resistance of a thermostat that is wound around the stator core and attached to a second winding that forms a second phase different from the first phase and is connected in series with the thermistor, and an output unit that outputs an alarm when the value of the combined resistance detected by the detection unit is equal to or greater than a first reference value or equal to or less than a second reference value.
  • FIG. 2 is a diagram for explaining an electric motor.
  • FIG. 4 is a schematic diagram showing an example of a manner in which a thermistor and a thermostat are attached to each winding. 4 is a graph showing an example of temperature characteristics of a thermistor and a thermostat.
  • FIG. 4 is a schematic diagram showing an example of a manner in which a thermistor and a thermostat are attached to each winding.
  • FIG. 4 is a schematic diagram showing an example of a manner in which a thermistor and a thermostat are attached to each winding.
  • FIG. 4 is a schematic diagram showing an example of a manner in which a thermistor and a thermostat are attached to each winding.
  • FIG. 2 is a block diagram showing an example of a hardware configuration of a control device.
  • based on XX means “based on at least XX,” and includes cases where it is based on other elements in addition to XX. Furthermore, “based on XX” is not limited to cases where XX is used directly, but also includes cases where it is based on XX that has been calculated or processed. "XX” is any element (for example, any information).
  • FIG. 1 is a diagram for explaining an electric motor.
  • the electric motor 1 is, for example, a three-phase AC motor.
  • the electric motor 1 is not limited to a three-phase AC motor, and may be a single-phase AC motor.
  • the electric motor 1 may also be a DC motor.
  • the DC motor is, for example, a brushless DC (Direct Current) motor. Note that, hereinafter, each embodiment will be described using a three-phase AC motor.
  • the electric motor 1 includes a stator 2 and a rotor 3.
  • the stator 2 includes a stator core 21 and a plurality of windings 22.
  • the plurality of windings 22 include, for example, a first winding 221a, a second winding 222a, and a third winding 223a.
  • the stator core 21 is formed, for example, by stacking multiple electromagnetic steel sheets.
  • the electromagnetic steel sheets are processed into a predetermined shape, for example, by press working.
  • the stator core 21 includes a circular ring-shaped yoke 211 and multiple teeth 212 that protrude from the inner periphery of the yoke 211 toward the central axis of the stator core 21.
  • the first winding 221a is wound around the teeth 212 of the stator core 21.
  • the first winding 221a is made of, for example, copper wire.
  • the first winding 221a is a winding that forms a first phase.
  • the first phase is, for example, a U-phase.
  • the second winding 222a is wound around the teeth 212 of the stator core 21.
  • the second winding 222a is made of, for example, a copper wire.
  • the second winding 222a is a winding that forms a second phase different from the first phase.
  • the second phase is, for example, a V phase.
  • the third winding 223a is wound around the teeth 212 of the stator core 21.
  • the third winding 223a is made of, for example, a copper wire.
  • the third winding 223a is a winding that forms a third phase different from the first phase and the second phase.
  • the third phase is, for example, the W phase.
  • the rotor 3 includes, for example, a permanent magnet 31.
  • the rotor 3 rotates due to the magnetic force acting between the stator 2 and the rotor 3.
  • the stator 2 further includes a thermistor (not shown) and a thermostat (not shown).
  • the thermistor is an electronic component whose resistance value changes in response to changes in temperature.
  • the thermistor is, for example, an NTC (negative temperature coefficient) thermistor.
  • An NTC thermistor is a thermistor whose resistance value decreases gradually as the temperature increases.
  • the thermistor may be a PTC (positive temperature coefficient) thermistor.
  • a PTC thermistor is a thermistor whose resistance increases with increasing temperature.
  • a thermostat is an electronic component whose resistance is 0 ⁇ below a certain temperature, and whose resistance becomes infinite above that temperature.
  • a thermostat is a switch that is on below a certain temperature and off above that temperature.
  • FIG. 2 is a schematic diagram showing an example of how the thermistor and thermostat are attached to each winding.
  • the thermistor 5 and thermostat 6 are fixed to each winding by adhesive.
  • the thermistor 5 and thermostat 6 may be fixed to each winding by means of fasteners other than adhesive.
  • the electric motor 1 includes a first winding 221a forming a first phase and a second winding 222a forming a second phase different from the first phase.
  • the first phase is, for example, a U-phase.
  • the second phase is, for example, a V-phase.
  • the thermistor 5 is attached to the first winding 221a.
  • the thermostat 6 is attached to the second winding 222a.
  • the winding to which the thermistor 5 is attached is the first winding 221a.
  • the winding to which the thermostat 6 is attached is the second winding 222a.
  • the motor 1 further includes one or more first sub-windings 221b forming a first phase and one or more second sub-windings 222b forming a second phase.
  • the one or more first sub-windings 221b are one or more windings that have the same phase as the first winding 221a and to which neither a thermistor 5 nor a thermostat 6 is attached.
  • the one or more second sub-windings 222b are one or more windings that have the same phase as the second winding 222a and to which neither a thermistor 5 nor a thermostat 6 is attached.
  • the one or more first sub-windings 221b together with the first winding 221a, form a row of windings that are continuous in the circumferential direction of the stator core 21.
  • the first winding 221a and the one or more first sub-windings 221b are continuously arranged in the circumferential direction of the stator core 21 to form a first row.
  • two first sub-windings 221b are arranged side by side in the circumferential direction of the stator core 21 together with the first winding 221a.
  • the one or more second secondary windings 222b together with the second winding 222a, form a row of windings that are continuous in the circumferential direction of the stator core 21.
  • the second winding 222a and the one or more second secondary windings 222b are continuously arranged in the circumferential direction of the stator core 21 to form a second row.
  • two second secondary windings 222b are arranged side by side in the circumferential direction of the stator core 21 together with the second winding 222a.
  • the motor 1 further includes a plurality of windings 22 forming a third phase.
  • the third phase is, for example, the W phase.
  • the plurality of windings 22 forming the third phase form a row of windings that is continuous in the circumferential direction of the stator core 21.
  • the thermistor 5 and thermostat 6 are not attached to the plurality of windings 22 forming the third phase.
  • the thermostat 6 is connected in series to the thermistor 5.
  • the temperature of the first winding 221a and the temperature of the second winding 222a are measured based on the combined resistance of the thermistor 5 and the thermostat 6.
  • FIG. 3 is a graph showing an example of the temperature characteristics of thermistor 5 and thermostat 6 attached to first winding 221a and second winding 222a, respectively.
  • the curve showing the decrease in resistance value as temperature increases is the line showing the temperature characteristics of thermistor 5.
  • the line showing the temperature characteristics of thermostat 6 is drawn so that the resistance is 0 [ ⁇ ] when the temperature is below a certain temperature T [°C] and becomes infinite when the temperature exceeds the certain temperature T [°C].
  • a resistance of 0 [ ⁇ ] does not have to be strictly 0 [ ⁇ ], but may be any resistance close to 0 [ ⁇ ].
  • the resistance value of thermostat 6 below the certain temperature T [°C] is, for example, the resistance value of copper.
  • the value of the combined resistance is the same as the resistance value of the thermistor 5. This is because the resistance value of the thermostat 6 is 0 [ ⁇ ] unless it is infinite. Therefore, when the value of the combined resistance is less than the first reference value R1 [ ⁇ ], the temperature of the first winding 221a can be measured based on the value of the combined resistance. For example, it is possible to measure the temperature of the first winding 221a in real time while the electric motor 1 is running.
  • the temperature of the first winding 221a will be equal to or greater than the predetermined temperature T [°C]. In other words, the first winding 221a is overheated. In this case, the supply of power to the motor 1 may be stopped. Also, as described below, an alarm may be output.
  • the temperature of the thermostat 6 is equal to or greater than the predetermined temperature T [°C].
  • the second winding 222a is overheating.
  • the supply of power to the motor 1 may be stopped. Also, as described below, an alarm may be output.
  • FIG. 4 is a schematic diagram showing an example of a manner in which the thermistor 5 and the thermostat 6 are attached to the respective windings.
  • the electric motor 1 includes a first winding 221a forming a first phase, a second winding 222a forming a second phase different from the first phase, and a third winding 223a forming a third phase different from the first phase and the second phase.
  • the first phase is, for example, a U phase.
  • the second phase is, for example, a V phase.
  • the third phase is, for example, a W phase.
  • Thermistor 5 is attached to the second winding 222a.
  • the winding to which the thermistor 5 is attached is the second winding 222a.
  • Thermostat 6 is attached to the first winding 221a and the third winding 223a.
  • the winding to which the thermostat 6 is attached is the first winding 221a and the third winding 223a.
  • the motor 1 further includes one or more first sub-windings 221b forming a first phase, one or more second sub-windings 222b forming a second phase, and one or more third sub-windings 223b forming a third phase.
  • the one or more first sub-windings 221b are one or more windings that have the same phase as the first winding 221a and to which neither a thermistor 5 nor a thermostat 6 is attached.
  • the one or more second sub-windings 222b are one or more windings that have the same phase as the second winding 222a and to which neither a thermistor 5 nor a thermostat 6 is attached.
  • the one or more third sub-windings 223b are one or more windings that have the same phase as the third winding 223a and to which neither a thermistor 5 nor a thermostat 6 is attached.
  • the one or more first sub-windings 221b together with the first winding 221a, form a row of windings that are continuous in the circumferential direction of the stator core 21.
  • the first winding 221a and the one or more first sub-windings 221b are continuously arranged in the circumferential direction of the stator core 21 to form a first row.
  • two first sub-windings 221b are arranged side by side in the circumferential direction of the stator core 21 together with the first winding 221a.
  • the one or more second secondary windings 222b together with the second winding 222a, form a row of windings that are continuous in the circumferential direction of the stator core 21.
  • the second winding 222a and the one or more second secondary windings 222b are continuously arranged in the circumferential direction of the stator core 21 to form a second row.
  • two second secondary windings 222b are arranged side by side in the circumferential direction of the stator core 21 together with the second winding 222a.
  • the one or more third secondary windings 223b together with the third winding 223a, form a row of windings that are continuous in the circumferential direction of the stator core 21.
  • the third winding 223a and the one or more third secondary windings 223b are continuously arranged in the circumferential direction of the stator core 21 to form a third row.
  • two third secondary windings 223b are arranged side by side in the circumferential direction of the stator core 21 together with the third winding 223a.
  • the two thermostats 6 are connected in series with the thermistor 5.
  • the two thermostats 6 are also connected in series with each other.
  • the temperatures of the first winding 221a, the second winding 222a, and the third winding 223a are measured based on the combined resistance of the thermistor 5 and the two thermostats 6.
  • the value of the combined resistance is the same as the resistance of the thermistor 5. This is because the resistance of the thermostat 6 is 0 [ ⁇ ] unless it is infinite. Therefore, when the value of the combined resistance is less than the first reference value R1 [ ⁇ ], the temperature of the second winding 222a can be measured based on the value of the combined resistance. For example, it is possible to measure the temperature of the second winding 222a in real time while the electric motor 1 is running.
  • the temperature of the second winding 222a will be equal to or greater than the predetermined temperature T [°C]. In other words, the second winding 222a is overheated. In this case, the supply of power to the motor 1 may be stopped.
  • the temperature of at least one of the two thermostats 6 is equal to or greater than the predetermined temperature T [°C].
  • T the predetermined temperature
  • FIG. 5 is a schematic diagram showing an example of a manner in which the thermistor 5 and the thermostat 6 are attached to the respective windings.
  • the electric motor 1 includes a first winding 221a forming a first phase and a second winding 222a forming a second phase different from the first phase.
  • the first phase is, for example, a U-phase.
  • the second phase is, for example, a V-phase.
  • the thermistor 5 is attached to the first winding 221a.
  • the thermostat 6 is attached to the second winding 222a.
  • the winding to which the thermistor 5 is attached is the first winding 221a.
  • the winding to which the thermostat 6 is attached is the second winding 222a.
  • the motor 1 further includes one or more first sub-windings 221b forming a first phase and one or more second sub-windings 222b forming a second phase.
  • the one or more first sub-windings 221b are one or more windings that have the same phase as the first winding 221a and to which neither a thermistor 5 nor a thermostat 6 is attached.
  • the one or more second sub-windings 222b are one or more windings that have the same phase as the second winding 222a and to which neither a thermistor 5 nor a thermostat 6 is attached.
  • the one or more first sub-windings 221b together with the first winding 221a, form a row of windings that are continuous in the circumferential direction of the stator core 21.
  • the first winding 221a and the one or more first sub-windings 221b are arranged continuously in the circumferential direction of the stator core 21 to form a first row.
  • first winding 221a is arranged in the center of the first row.
  • center means that the same number of first sub-windings 221b are arranged on both sides of the first winding 221a in the circumferential direction of the stator core 21.
  • the total number of the first winding 221a and the one or more first sub-windings 221b is three, one first sub-winding 221b is arranged on each side of the first winding 221a.
  • the number of first sub-windings 221b arranged on both sides of the first winding 221a in the circumferential direction of the stator core 21 does not necessarily have to be strictly the same.
  • the first winding 221a may be any one of the two windings closer to the center.
  • one first sub-winding 221b is arranged on one side of the first winding 221a, and two first sub-windings 221b are arranged on the other side. This case also falls within the concept of the first winding 221a being arranged in the center of the first row.
  • the one or more second sub-windings 222b together with the second winding 222a, form a row of windings that are continuous in the circumferential direction of the stator core 21.
  • the second winding 222a and the one or more second sub-windings 222b are arranged continuously in the circumferential direction of the stator core 21 to form a second row.
  • the second winding 222a is arranged in the center of the second row.
  • center means that the same number of second sub-windings 222b are arranged on both sides of the second winding 222a in the circumferential direction of the stator core 21.
  • the number of second sub-windings 222b arranged on both sides of the second winding 222a in the circumferential direction of the stator core 21 does not necessarily have to be strictly the same.
  • the second winding 222a may be any one of the two windings closer to the center. This case is also included in the concept that the second winding 222a is arranged in the center of the second row.
  • the motor 1 further includes a plurality of windings 22 forming a third phase.
  • the third phase is, for example, the W phase.
  • the plurality of windings 22 form a row of windings that are continuous in the circumferential direction of the stator core 21.
  • the thermistor 5 and thermostat 6 are not attached to the plurality of windings 22 forming the third phase.
  • the thermostat 6 is connected in series with the thermistor 5.
  • the temperature of the first winding 221a and the temperature of the second winding 222a are measured based on the combined resistance of the thermistor 5 and the thermostat 6.
  • the value of the combined resistance is approximately the same as the resistance of thermistor 5. This is because the resistance of thermostat 6 is 0 [ ⁇ ] unless it is infinite. Therefore, when the value of the combined resistance is less than the first reference value R1 [ ⁇ ], the temperature of first winding 221a can be measured based on the value of the combined resistance.
  • the temperature of the first winding 221a will be equal to or greater than the predetermined temperature T [°C]. In other words, the first winding 221a is overheated. In this case, the supply of power to the motor 1 may be stopped.
  • the first winding 221a to which the thermistor 5 is attached is positioned in the center of the first row. Therefore, if only the winding 22 that constitutes the first phase is overheated, this overheating can be detected more reliably.
  • the temperature of the thermostat 6 is equal to or greater than the predetermined temperature T [°C].
  • the second winding 222a is overheated. In this case, for example, the supply of power to the motor 1 may be stopped.
  • the second winding 222a to which the thermostat 6 is attached is positioned in the center of the second row. Therefore, if only the winding 22 constituting the second phase is overheated, this overheating can be detected more reliably.
  • FIG. 6 is a schematic diagram showing an example of a manner in which the thermistor 5 and the thermostat 6 are attached to the respective windings.
  • the electric motor 1 includes a first winding 221a forming a first phase, a second winding 222a forming a second phase different from the first phase, and a third winding 223a forming a third phase different from the first phase and the second phase.
  • the first phase is, for example, a U phase.
  • the second phase is, for example, a V phase.
  • the third phase is, for example, a W phase.
  • Thermistor 5 is attached to the second winding 222a.
  • the winding to which the thermistor 5 is attached is the second winding 222a.
  • Thermostat 6 is attached to the first winding 221a and the third winding 223a.
  • the winding to which the thermostat 6 is attached is the first winding 221a and the third winding 223a.
  • the motor 1 further includes one or more first sub-windings 221b forming a first phase, one or more second sub-windings 222b forming a second phase, and one or more third sub-windings 223b forming a third phase.
  • the meaning of the one or more first secondary windings 221b and the one or more second secondary windings 222b is as described above.
  • the one or more third secondary windings 223b are one or more windings that have the same phase as the third winding 223a and to which neither thermistor 5 nor thermostat 6 is attached.
  • the one or more first sub-windings 221b together with the first winding 221a, form a row of windings that are continuous in the circumferential direction of the stator core 21.
  • the first winding 221a and the one or more first sub-windings 221b are continuously arranged in the circumferential direction of the stator core 21 to form a first row.
  • the first winding 221a is arranged in the center of the first row.
  • the one or more second sub-windings 222b together with the second winding 222a, form a row of windings that are continuous in the circumferential direction of the stator core 21.
  • the second winding 222a and the one or more second sub-windings 222b are continuously arranged in the circumferential direction of the stator core 21 to form a second row.
  • the second winding 222a is also arranged in the center of the second row.
  • the one or more third sub-windings 223b together with the third winding 223a, form a row of windings that are continuous in the circumferential direction of the stator core 21.
  • the third winding 223a and the one or more third sub-windings 223b are continuously arranged in the circumferential direction of the stator core 21 to form a third row.
  • the third winding 223a is also arranged in the center of the third row.
  • center means that the same number of third sub-windings 223b are arranged on both sides of the third winding 223a in the circumferential direction of the stator core 21.
  • the number of third sub-windings 223b arranged on both sides of the third winding 223a in the circumferential direction of the stator core 21 does not necessarily have to be strictly the same.
  • the third winding 223a may be any one of the two windings 22 closer to the center. This case also falls within the concept of the third winding 223a being arranged in the center of the third row.
  • the two thermostats 6 are connected in series with the thermistor 5.
  • the two thermostats 6 are also connected in series with each other.
  • the temperatures of the first winding 221a, the second winding 222a, and the third winding 223a are measured based on the combined resistance of the thermistor 5 and the two thermostats 6.
  • the value of the combined resistance is the same as the resistance of thermistor 5. This is because the resistance of thermostat 6 is 0 [ ⁇ ] unless it is infinite. Therefore, when the value of the combined resistance is less than the first reference value R1 [ ⁇ ], the temperature of second winding 222a can be measured based on the value of the combined resistance.
  • the temperature of the second winding 222a will be equal to or greater than the predetermined temperature T [°C]. In other words, the second winding 222a is overheated. In this case, the supply of power to the motor 1 may be stopped.
  • the second winding 222a to which the thermistor 5 is attached is positioned in the center of the second row. Therefore, if only the winding 22 constituting the second phase is overheated, this overheating can be detected more reliably.
  • the temperature of at least one of the two thermostats 6 is equal to or greater than the predetermined temperature T [°C]. In other words, at least one of the first winding 221a and the third winding 223a is overheated. In this case, the supply of power to the electric motor 1 may be stopped.
  • the first winding 221a and the third winding 223a to which the thermostat 6 is attached are disposed in the center of the first row and the third row, respectively. Therefore, if only the winding 22 constituting the first phase or only the winding 22 constituting the third phase is overheated, this can be detected more reliably.
  • the control device is, for example, a control device that controls the electric motor 1.
  • the electric motor 1 is at least one of the electric motors 1 disclosed in the first to fourth embodiments described above.
  • FIG. 7 is a block diagram showing an example of the hardware configuration of a control device.
  • the control device 10 is, for example, a numerical control device that controls industrial machinery.
  • the control device 10 may be a computer such as a PC (Personal Computer), a server, or a tablet terminal.
  • the control device 10 comprises a hardware processor 11, a bus 12, a ROM (Read Only Memory) 13, a RAM (Random Access Memory) 14, a non-volatile memory 15, and an interface 16.
  • the hardware processor 11 is a processor that controls the entire control device 10 in accordance with a system program.
  • the hardware processor 11 reads the system program stored in the ROM 13 via the bus 12, and performs various processes based on the system program.
  • the hardware processor 11 is, for example, a CPU (Central Processing Unit) or an electronic circuit.
  • the bus 12 is a communication path that connects each piece of hardware in the control device 10 to each other. Each piece of hardware in the control device 10 exchanges data via the bus 12.
  • ROM 13 is a storage device that stores system programs and the like for controlling the entire control device 10.
  • ROM 13 is a computer-readable storage medium.
  • RAM 14 is a storage device that temporarily stores various data. RAM 14 functions as a working area for the hardware processor 11 to process various data.
  • the non-volatile memory 15 is a storage device that retains data even when the control device 10 is turned off and no power is being supplied to the control device 10.
  • the non-volatile memory 15 is a computer-readable storage medium.
  • the non-volatile memory 15 is composed of, for example, a battery-backed memory or an SSD (Solid State Drive).
  • the interface 16 connects the bus 12 to the electric motor 1.
  • the control device 10 transmits and receives data to and from the electric motor 1 via the interface 16.
  • FIG. 8 is a block diagram showing an example of the functions of the control device 10.
  • the control device 10 includes, for example, a control unit 101, a detection unit 102, and an output unit 103.
  • the control unit 101, the detection unit 102, and the output unit 103 are realized, for example, by the hardware processor 11 performing calculations using a system program stored in the ROM 13 and various data stored in the non-volatile memory 15.
  • the control unit 101 controls the operation of the electric motor 1, for example, based on an operating program stored in a memory unit (not shown).
  • the detection unit 102 detects the combined resistance of the thermistor 5 and the thermostat 6.
  • the thermistor 5 is attached to a first winding 221a that is wound around the stator core 21 of the motor 1 and forms a first phase, for example.
  • the thermostat 6 is attached to a second winding 222a that is wound around the stator core 21 and forms a second phase different from the first phase.
  • the thermostat 6 is also connected in series with the thermistor 5.
  • the output unit 103 outputs an alarm when the value of the combined resistance detected by the detection unit 102 becomes equal to or greater than a first reference value or equal to or less than a second reference value.
  • the output unit 103 outputs the alarm to, for example, a display device (not shown) included in the control device 10.
  • the output unit 103 may output the alarm using a rotating light connected to the control device 10.
  • the control unit 101 stops the operation of the electric motor 1.
  • FIG. 9 is a flowchart showing an example of processing executed by the control device 10.
  • the control unit 101 of the control device 10 executes control of the electric motor 1 (step S1).
  • the detection unit 102 detects the combined resistance of the thermistor 5 and thermostat 6 (step S2).
  • the detection unit 102 determines whether the value of the combined resistance satisfies a predetermined condition (step S3). Specifically, the detection unit 102 determines whether the value of the combined resistance is equal to or greater than a first reference value or equal to or less than a second reference value.
  • the detection unit 102 continues to detect the combined resistance.
  • step S3 If the combined resistance satisfies the predetermined condition (Yes in step S3), the output unit 103 outputs an alarm (step S4). Furthermore, the control unit 101 stops the operation of the electric motor 1 (step S5), and the process ends.
  • the electric motor 1 includes a stator core 21, a first winding 221a wound around the stator core 21 and constituting a first phase, a second winding 222a wound around the stator core 21 and constituting a second phase different from the first phase, a thermistor 5 attached to the first winding 221a, and a thermostat 6 connected in series to the thermistor 5 and attached to the second winding 222a.
  • the overheating can be detected. Furthermore, since the thermistor 5 and the thermostat 6 are connected in series, the wiring can be prevented from becoming complicated.
  • the motor 1 further includes one or more first sub-windings 221b forming a first phase, where the first winding 221a and the one or more first sub-windings 221b are continuously arranged in the circumferential direction of the stator core 21 to form a first row, and the first winding 221a is arranged in the center of the first row.
  • the motor 1 further includes one or more second sub-windings 222b forming a second phase, where the second winding 222a and the one or more second sub-windings 222b are continuously arranged in the circumferential direction of the stator core 21 to form a second row, and the second winding 222a is arranged in the center of the second row.
  • the temperature will be highest near the center of the first row.
  • the temperature near both ends of the first row will be relatively low due to the influence of the surrounding temperature. Therefore, by arranging the first winding 221a in the center of the first row, if the winding 22 forming the first phase overheats, the overheating can be detected early.
  • the second winding 222a in the center of the second row if the winding 22 forming the second phase overheats, the overheating can be detected early.
  • the control device 10 also includes a detection unit 102 that detects a combined resistance between the resistance of a thermistor 5 that is wound around the stator core 21 of the electric motor 1 and attached to a first winding 221a that forms a first phase, and the resistance of a thermostat 6 that is wound around the stator core 21 and attached to a second winding 222a that forms a second phase different from the first phase and is connected in series with the thermistor 5, and an output unit 103 that outputs an alarm when the value of the combined resistance detected by the detection unit 102 becomes equal to or greater than a first reference value or equal to or less than a second reference value.
  • control device 10 can detect overheating even if only the first winding 221a or the second winding 222a is overheated.
  • detection unit 102 can notify the operator at an early stage that it has detected overheating.
  • An electric motor comprising: a stator core; a first winding wound around the stator core and constituting a first phase; a second winding wound around the stator core and constituting a second phase different from the first phase; a thermistor attached to the first winding; and a thermostat connected in series to the thermistor and attached to the second winding.
  • Appendix [2] the electric motor according to appendix [1], further including one or more first sub-windings forming the first phase, the first winding and the one or more first sub-windings being continuously arranged in a circumferential direction of the stator core to form a first row, and the first winding being arranged in a center of the first row.
  • Appendix [3] The electric motor according to appendix [1] or [2], further including one or more second secondary windings forming the second phase, the second winding and the one or more second secondary windings being continuously disposed in a circumferential direction of the stator core to form a second row, and the second winding being disposed in a center of the second row.
  • Appendix [4] a control device comprising: a detection unit that detects a combined resistance of a thermistor attached to a first winding wound around a stator core of an electric motor and forming a first phase, and a thermostat that is wound around the stator core and attached to a second winding forming a second phase different from the first phase and is connected in series with the thermistor; and an output unit that outputs an alarm when the value of the combined resistance detected by the detection unit becomes equal to or greater than a first reference value or equal to or less than a second reference value.

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Abstract

電動機が、ステータコアと、ステータコアに巻回され、第１の相をなす第１の巻線と、ステータコアに巻回され、第１の相とは異なる第２の相をなす第２の巻線と、第１の巻線に取り付けられるサーミスタと、サーミスタに直列に接続され、かつ、第２の巻線に取り付けられるサーモスタットと、を備える。

Description

電動機および制御装置
　本開示は、電動機および制御装置に関する。
　従来、電動機の巻線が過熱して焼損するのを防ぐために、温度センサによって巻線の温度を測定し、温度が所定の温度を超えた場合に電動機を停止させる技術が知られている（例えば、特許文献１）。温度センサには、例えば、サーミスタ、またはサーモスタットが用いられる。
国際公開第２０１８／０２１０４３号
　しかし、１つの相の巻線にだけに温度センサが取り付けられている場合、温度センサが取り付けられていない他の相の巻線の温度を測定することができない。したがって、他の相の巻線だけが過熱した場合に、当該巻線が過熱していることを検出できない。
　一方、各相の巻線にそれぞれ温度センサが取り付けられると、温度センサの配線が複雑化する。さらに、温度検出回路も温度センサの数だけ必要となる。その結果、電動機、および制御装置の装置構成が複雑化する。そのため、単純な装置構成で複数の相の巻線の温度を測定できる技術が求められる。
　本開示の電動機は、ステータコアと、ステータコアに巻回され、第１の相をなす第１の巻線と、ステータコアに巻回され、第１の相とは異なる第２の相をなす第２の巻線と、第１の巻線に取り付けられるサーミスタと、サーミスタに直列に接続され、かつ、第２の巻線に取り付けられるサーモスタットと、を備える。
　本開示の制御装置は、電動機のステータコアに巻回されて第１の相をなす第１の巻線に取り付けられるサーミスタの抵抗と、ステータコアに巻回されて第１の相とは異なる第２の相をなす第２の巻線に取り付けられ、かつ、サーミスタと直列に接続されるサーモスタットの抵抗との合成抵抗を検出する検出部と、検出部によって検出される合成抵抗の値が第１の基準値以上または第２の基準値以下となった場合にアラームを出力する出力部と、を備える。
電動機を説明するための図である。 サーミスタとサーモスタットの各巻線への取り付け態様の一例を示す概略図である。 サーミスタおよびサーモスタットの温度特性の一例を示すグラフである。 サーミスタとサーモスタットの各巻線への取り付け態様の一例を示す概略図である。 サーミスタとサーモスタットの各巻線への取り付け態様の一例を示す概略図である。 サーミスタとサーモスタットの各巻線への取り付け態様の一例を示す概略図である。 制御装置のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。 制御装置の機能の一例を示すブロック図である。 制御装置が実行する処理の一例を示すフローチャートである。
　以下、本開示の一の実施形態に係る電動機、および制御装置について図面を参照して説明する。なお、以下の説明では、同一または類似の機能を有する構成に同一の符号を付す。そして、それら構成の重複する説明は、省略する場合がある。
　本願でいう「ＸＸに基づく」とは、「少なくともＸＸに基づく」ことを意味し、ＸＸに加えて別の要素に基づく場合も含む。また、「ＸＸに基づく」とは、ＸＸを直接に用いる場合に限定されず、ＸＸに対して演算や加工が行われたものに基づく場合も含む。「ＸＸ」は、任意の要素（例えば、任意の情報）である。
〈第１の実施形態〉
　図１は、電動機を説明するための図である。電動機１は、例えば、３相交流用電動機である。電動機１は、３相交流用電動機に限らず、単相交流用電動機であってもよい。また、電動機１は、直流用電動機であってもよい。直流用電動機は、例えば、ブラシレスDC（Direct Current）電動機である。なお、以下では、３相交流用電動機を用いて各実施形態を説明する。
　電動機１は、ステータ２と、ロータ３とを備える。ステータ２は、ステータコア２１と、複数の巻線２２とを備える。複数の巻線２２は、例えば、第１の巻線２２１ａと、第２の巻線２２２ａと、第３の巻線２２３ａとを含む。
　ステータコア２１は、例えば、複数の電磁鋼板が積層されて形成される。電磁鋼板は、例えば、プレス加工によって所定の形状に加工される。ステータコア２１は、円環形状のヨーク２１１と、ヨーク２１１の内周部からステータコア２１の中心軸に向かって突出する複数のティース２１２とを備える。
　第１の巻線２２１ａは、ステータコア２１のティース２１２に巻回される。第１の巻線２２１ａは、例えば、銅線によって構成される。第１の巻線２２１ａは、第１の相をなす巻線である。第１の相は、例えば、Ｕ相である。
　第２の巻線２２２ａは、ステータコア２１のティース２１２に巻回される。第２の巻線２２２ａは、例えば、銅線によって構成される。第２の巻線２２２ａは、第１の相とは異なる第２の相をなす巻線である。第２の相は、例えば、Ｖ相である。
　第３の巻線２２３ａは、ステータコア２１のティース２１２に巻回される。第３の巻線２２３ａは、例えば、銅線によって構成される。第３の巻線２２３ａは、第１の相および第２の相とは異なる第３の相をなす巻線である。第３の相は、例えば、Ｗ相である。
　ロータ３は、例えば、永久磁石３１を含む。ロータ３は、ステータ２とロータ３との間に作用する磁力によって回転する。
　ステータ２は、さらに、サーミスタ（不図示）と、サーモスタット（不図示）とを含む。サーミスタは、温度変化に応じて抵抗値が変化する電子部品である。サーミスタは、例えば、NTC（negative temperature coefficient）サーミスタである。NTCサーミスタは、温度の上昇に対して緩やかに抵抗値が減少するサーミスタである。
　サーミスタは、PTC（positive temperature coefficient）サーミスタであってもよい。PTCサーミスタは、温度の上昇に対して抵抗値が増大するサーミスタである。
　サーモスタットは、所定の温度以下では、抵抗の値が０［Ω］であり、所定の温度を超えると抵抗の値が無限大となる電子部品である。言い換えれば、サーモスタットは、所定の温度以下では入り状態となり、所定の温度を超えると切り状態となるスイッチである。
　図２は、サーミスタとサーモスタットの各巻線への取り付け態様の一例を示す概略図である。サーミスタ５およびサーモスタット６は、それぞれ、接着剤によって各巻線に固定される。サーミスタ５およびサーモスタット６は、接着剤に限らず固定具などを用いて、各巻線に固定されてもよい。
　電動機１は、第１の相をなす第１の巻線２２１ａと、第１の相とは異なる第２の相をなす第２の巻線２２２ａとを含む。第１の相は、例えば、Ｕ相である。第２の相は、例えば、Ｖ相である。
　サーミスタ５は、第１の巻線２２１ａに取り付けられる。サーモスタット６は、第２の巻線２２２ａに取り付けられる。言い換えれば、サーミスタ５が取り付けられる巻線が第１の巻線２２１ａである。また、サーモスタット６が取り付けられる巻線が第２の巻線２２２ａである。
　電動機１は、さらに、第１の相をなす１または複数の第１の副巻線２２１ｂと、第２の相をなす１または複数の第２の副巻線２２２ｂとを含む。１または複数の第１の副巻線２２１ｂとは、第１の巻線２２１ａと同じ相をなし、かつ、サーミスタ５もサーモスタット６も取り付けられない１または複数の巻線である。また、１または複数の第２の副巻線２２２ｂとは、第２の巻線２２２ａと同じ相をなし、かつ、サーミスタ５もサーモスタット６も取り付けられない１または複数の巻線である。
　１または複数の第１の副巻線２２１ｂは、第１の巻線２２１ａとともに、ステータコア２１の円周方向に連続した巻線の列を形成する。言い換えれば、第１の巻線２２１ａおよび１または複数の第１の副巻線２２１ｂは、ステータコア２１の円周方向に連続して配置されて第１の列をなしている。図２に示す例では、２つの第１の副巻線２２１ｂが、第１の巻線２２１ａとともにステータコア２１の円周方向に並べて配置されている。
　１または複数の第２の副巻線２２２ｂは、第２の巻線２２２ａとともに、ステータコア２１の円周方向に連続した巻線の列を形成する。言い換えれば、第２の巻線２２２ａおよび１または複数の第２の副巻線２２２ｂは、ステータコア２１の円周方向に連続して配置されて第２の列をなしている。図２に示す例では、２つの第２の副巻線２２２ｂが、第２の巻線２２２ａとともにステータコア２１の円周方向に並べて配置されている。
　電動機１は、さらに、第３の相をなす複数の巻線２２を含む。第３の相は、例えば、Ｗ相である。第３の相をなす複数の巻線２２は、ステータコア２１の円周方向に連続した巻線の列を形成する。第３の相をなす複数の巻線２２には、サーミスタ５およびサーモスタット６は取り付けられていない。
　サーモスタット６は、サーミスタ５に直列に接続される。第１の巻線２２１ａの温度と第２の巻線２２２ａの温度は、サーミスタ５の抵抗とサーモスタット６の抵抗との合成抵抗に基づいて測定される。
　図３は、第１の巻線２２１ａおよび第２の巻線２２２ａにそれぞれ取り付けられるサーミスタ５およびサーモスタット６の温度特性の一例を示すグラフである。温度の上昇とともに抵抗値が低下していることを示す曲線がサーミスタ５の温度特性を示す線である。一方、温度が所定の温度Ｔ［℃］以下では抵抗が０［Ω］であり、温度が所定の温度Ｔ［℃］を超えると抵抗が無限大になるように描かれた線がサーモスタット６の温度特性を示す線である。ここで、抵抗が０［Ω］とは、厳密に０［Ω］である必要はなく、０［Ω］に近い抵抗であればよい。所定の温度Ｔ［℃］以下におけるサーモスタット６の抵抗値は、例えば、銅の抵抗値である。
　合成抵抗の値が所定の第１の基準値Ｒ１［Ω］未満である場合、合成抵抗の値はサーミスタ５の抵抗の値と同じである。サーモスタット６の抵抗の値は、無限大でなければ０［Ω］であるためである。したがって、合成抵抗の値が第１の基準値Ｒ１［Ω］未満である場合、合成抵抗の値に基づいて、第１の巻線２２１ａの温度を測定することができる。例えば、電動機１の駆動中に、第１の巻線２２１ａの温度をリアルタイムで計測することが可能である。
　ただし、合成抵抗の値が第２の基準値Ｒ２［Ω］以下では、第１の巻線２２１ａの温度が所定の温度Ｔ［℃］以上となる。すなわち、第１の巻線２２１ａが過熱している。この場合、電動機１への電力の供給が停止されてもよい。また、後述するように、アラームが出力されてもよい。
　合成抵抗の値が第１の基準値Ｒ１［Ω］以上、すなわち、無限大となった場合、サーモスタット６の温度が所定の温度Ｔ［℃］以上となっている。つまり、第２の巻線２２２ａが過熱している。この場合、電動機１への電力の供給が停止されてもよい。また、後述するように、アラームが出力されてもよい。
〈第２の実施形態〉
　図４は、サーミスタ５とサーモスタット６の各巻線への取り付け態様の一例を示す概略図である。
　電動機１は、第１の相をなす第１の巻線２２１ａと、第１の相とは異なる第２の相をなす第２の巻線２２２ａと、第１の相および第２の相とは異なる第３の相をなす第３の巻線２２３ａとを含む。第１の相は、例えば、Ｕ相である。第２の相は、例えば、Ｖ相である。第３の相は、例えば、Ｗ相である。
　サーミスタ５は、第２の巻線２２２ａに取り付けられる。言い換えれば、サーミスタ５が取り付けられる巻線が第２の巻線２２２ａである。サーモスタット６は、第１の巻線２２１ａと第３の巻線２２３ａに取り付けられる。言い換えれば、サーモスタット６が取り付けられる巻線が第１の巻線２２１ａと第３の巻線２２３ａである。
　電動機１は、さらに、第１の相をなす１または複数の第１の副巻線２２１ｂと、第２の相をなす１または複数の第２の副巻線２２２ｂと、第３の相をなす１または複数の第３の副巻線２２３ｂとを含む。
　１または複数の第１の副巻線２２１ｂとは、第１の巻線２２１ａと同じ相をなし、かつ、サーミスタ５もサーモスタット６も取り付けられない１または複数の巻線である。１または複数の第２の副巻線２２２ｂとは、第２の巻線２２２ａと同じ相をなし、かつ、サーミスタ５もサーモスタット６も取り付けられない１または複数の巻線である。１または複数の第３の副巻線２２３ｂとは、第３の巻線２２３ａと同じ相をなし、かつ、サーミスタ５もサーモスタット６も取り付けられない１または複数の巻線である。
　１または複数の第１の副巻線２２１ｂは、第１の巻線２２１ａとともに、ステータコア２１の円周方向に連続した巻線の列を形成する。言い換えれば、第１の巻線２２１ａおよび１または複数の第１の副巻線２２１ｂは、ステータコア２１の円周方向に連続して配置されて第１の列をなす。図４に示す例では、２つの第１の副巻線２２１ｂが、第１の巻線２２１ａとともにステータコア２１の円周方向に並べて配置されている。
　１または複数の第２の副巻線２２２ｂは、第２の巻線２２２ａとともに、ステータコア２１の円周方向に連続した巻線の列を形成する。言い換えれば、第２の巻線２２２ａおよび１または複数の第２の副巻線２２２ｂは、ステータコア２１の円周方向に連続して配置されて第２の列をなす。図４に示す例では、２つの第２の副巻線２２２ｂが、第２の巻線２２２ａとともにステータコア２１の円周方向に並べて配置されている。
　１または複数の第３の副巻線２２３ｂは、第３の巻線２２３ａとともに、ステータコア２１の円周方向に連続した巻線の列を形成する。言い換えれば、第３の巻線２２３ａおよび１または複数の第３の副巻線２２３ｂは、ステータコア２１の円周方向に連続して配置されて第３の列をなす。図４に示す例では、２つの第３の副巻線２２３ｂが、第３の巻線２２３ａとともにステータコア２１の円周方向に並べて配置されている。
　２つのサーモスタット６は、サーミスタ５と直列に接続される。なお、２つのサーモスタット６も互いに直列に接続される。第１の巻線２２１ａの温度、第２の巻線２２２ａの温度、および第３の巻線２２３ａの温度は、サーミスタ５の抵抗と２つのサーモスタット６の抵抗との合成抵抗に基づいて測定される。
　合成抵抗の値が第１の基準値Ｒ１［Ω］未満である場合、合成抵抗の値はサーミスタ５の抵抗の値と同じである。サーモスタット６の抵抗は、無限大でなければ０［Ω］であるためである。したがって、合成抵抗の値が第１の基準値Ｒ１［Ω］未満である場合、合成抵抗の値に基づいて、第２の巻線２２２ａの温度を測定することができる。例えば、電動機１の駆動中に、第２の巻線２２２ａの温度をリアルタイムで計測することが可能である。
　ただし、合成抵抗の値が第２の基準値Ｒ２［Ω］以下では、第２の巻線２２２ａの温度が所定の温度Ｔ［℃］以上となる。すなわち、第２の巻線２２２ａが過熱している。この場合、電動機１への電力の供給が停止されてもよい。
　合成抵抗の値が第１の基準値Ｒ１［Ω］以上、すなわち、無限大となった場合は、２つサーモスタット６のうちの少なくともいずれかの温度が所定の温度Ｔ［℃］以上となっている。つまり、第１の巻線２２１ａおよび第３の巻線２２３ａの少なくともいずれかが過熱している。この場合、例えば、電動機１への電力の供給が停止されてもよい。
〈第３の実施形態〉
　図５は、サーミスタ５とサーモスタット６の各巻線への取り付け態様の一例を示す概略図である。
　電動機１は、第１の相をなす第１の巻線２２１ａと、第１の相とは異なる第２の相をなす第２の巻線２２２ａとを含む。第１の相は、例えば、Ｕ相である。第２の相は、例えば、Ｖ相である。
　サーミスタ５は、第１の巻線２２１ａに取り付けられる。サーモスタット６は、第２の巻線２２２ａに取り付けられる。言い換えれば、サーミスタ５が取り付けられる巻線が第１の巻線２２１ａである。また、サーモスタット６が取り付けられる巻線が第２の巻線２２２ａである。
　電動機１は、さらに、第１の相をなす１または複数の第１の副巻線２２１ｂと、第２の相をなす１または複数の第２の副巻線２２２ｂとを含む。１または複数の第１の副巻線２２１ｂとは、第１の巻線２２１ａと同じ相をなし、かつ、サーミスタ５もサーモスタット６も取り付けられない１または複数の巻線である。１または複数の第２の副巻線２２２ｂとは、第２の巻線２２２ａと同じ相をなし、かつ、サーミスタ５もサーモスタット６も取り付けられない１または複数の巻線である。
　１または複数の第１の副巻線２２１ｂは、第１の巻線２２１ａとともに、ステータコア２１の円周方向に連続した巻線の列を形成する。言い換えれば、第１の巻線２２１ａおよび１または複数の第１の副巻線２２１ｂは、ステータコア２１の円周方向に連続して配置されて第１の列をなしている。
　さらに、第１の巻線２２１ａは、第１の列の中央に配置される。ここで、中央とは、ステータコア２１の円周方向において、第１の巻線２２１ａの両側に同数の第１の副巻線２２１ｂが配置されることを意味する。例えば、第１の巻線２２１ａと１または複数の第１の副巻線２２１ｂとの合計数が３つである場合、第１の巻線２２１ａの両側には、それぞれ１つの第１の副巻線２２１ｂが配置される。
　ただし、ステータコア２１の円周方向において、第１の巻線２２１ａの両側に配置される第１の副巻線２２１ｂの数は、必ずしも厳密に同数である必要はない。例えば、第１の巻線２２１ａと第１の副巻線２２１ｂとの合計数が４つである場合、第１の巻線２２１ａは、中央寄りの２つの巻線のうちのいずれかであればよい。すなわち、第１の巻線２２１ａの一方側には、１つの第１の副巻線２２１ｂが配置され、他方側には、２つの第１の副巻線２２１ｂが配置される。この場合も、第１の巻線２２１ａが第１の列の中央に配置されるという概念に含まれる。
　１または複数の第２の副巻線２２２ｂは、第２の巻線２２２ａとともに、ステータコア２１の円周方向に連続した巻線の列を形成する。言い換えれば、第２の巻線２２２ａおよび１または複数の第２の副巻線２２２ｂは、ステータコア２１の円周方向に連続して配置されて第２の列をなしている。
　さらに、第２の巻線２２２ａは、第２の列の中央に配置される。ここで、中央とは、ステータコア２１の円周方向において、第２の巻線２２２ａの両側に同数の第２の副巻線２２２ｂが配置されることを意味する。ただし、ステータコア２１の円周方向において、第２の巻線２２２ａの両側に配置される第２の副巻線２２２ｂの数は、必ずしも厳密に同数である必要はない。例えば、第２の巻線２２２ａと第２の副巻線２２２ｂとの合計数が４つである場合、第２の巻線２２２ａは、中央寄りの２つの巻線のうちのいずれかであればよい。この場合も、第２の巻線２２２ａが第２の列の中央に配置されるという概念に含まれる。
　電動機１は、さらに、第３の相をなす複数の巻線２２を含む。第３の相は、例えば、Ｗ相である。複数の巻線２２は、ステータコア２１の円周方向に連続した巻線の列を形成する。第３の相をなす複数の巻線２２には、サーミスタ５およびサーモスタット６は取り付けられていない。
　サーモスタット６は、サーミスタ５と直列に接続される。第１の巻線２２１ａの温度と第２の巻線２２２ａの温度は、サーミスタ５の抵抗とサーモスタット６の抵抗との合成抵抗に基づいて測定される。
　合成抵抗の値が第１の基準値Ｒ１［Ω］未満である場合、合成抵抗の値は、サーミスタ５の抵抗の値とほぼ同じである。サーモスタット６の抵抗は、無限大でなければ０［Ω］であるためである。したがって、合成抵抗の値が第１の基準値Ｒ１［Ω］未満である場合、合成抵抗の値に基づいて、第１の巻線２２１ａの温度を測定することができる。
　ただし、合成抵抗の値が第２の基準値Ｒ２［Ω］以下では、第１の巻線２２１ａの温度が所定の温度Ｔ［℃］以上となる。すなわち、第１の巻線２２１ａが過熱している。この場合、電動機１への電力の供給が停止されてもよい。
　本実施形態において、サーミスタ５が取り付けられる第１の巻線２２１ａは、第１の列の中央に配置される。そのため、第１の相をなす巻線２２だけが過熱している場合に、より確実にこの加熱を検出することができる。
　合成抵抗の値が第１の基準値Ｒ１［Ω］以上、すなわち、無限大となった場合は、サーモスタット６の温度が所定の温度Ｔ［℃］以上となっている。すなわち、第２の巻線２２２ａが過熱している。この場合、例えば、電動機１への電力の供給が停止されてもよい。
　本実施形態において、サーモスタット６が取り付けられる第２の巻線２２２ａは、第２の列の中央に配置される。そのため、第２の相をなす巻線２２だけが過熱している場合に、より確実にこの加熱を検出することができる。
〈第４の実施形態〉
　図６は、サーミスタ５とサーモスタット６の各巻線への取り付け態様の一例を示す概略図である。
　電動機１は、第１の相をなす第１の巻線２２１ａと、第１の相とは異なる第２の相をなす第２の巻線２２２ａと、第１の相および第２の相とは異なる第３の相をなす第３の巻線２２３ａとを含む。第１の相は、例えば、Ｕ相である。第２の相は、例えば、Ｖ相である。第３の相は、例えば、Ｗ相である。
　サーミスタ５は、第２の巻線２２２ａに取り付けられる。言い換えれば、サーミスタ５が取り付けられる巻線が第２の巻線２２２ａである。サーモスタット６は、第１の巻線２２１ａと第３の巻線２２３ａに取り付けられる。言い換えれば、サーモスタット６が取り付けられる巻線が第１の巻線２２１ａと第３の巻線２２３ａである。
　電動機１は、さらに、第１の相をなす１または複数の第１の副巻線２２１ｂと、第２の相をなす１または複数の第２の副巻線２２２ｂと、第３の相をなす１または複数の第３の副巻線２２３ｂとを含む。
　１または複数の第１の副巻線２２１ｂ、および、１または複数の第２の副巻線２２２ｂの意味は、上述したとおりである。１または複数の第３の副巻線２２３ｂとは、第３の巻線２２３ａと同じ相をなし、かつ、サーミスタ５もサーモスタット６も取り付けられない１または複数の巻線である。
　１または複数の第１の副巻線２２１ｂは、第１の巻線２２１ａとともに、ステータコア２１の円周方向に連続した巻線の列を形成する。言い換えれば、第１の巻線２２１ａおよび１または複数の第１の副巻線２２１ｂは、ステータコア２１の円周方向に連続して配置されて第１の列をなしている。また、第１の巻線２２１ａは、第１の列の中央に配置される。
　１または複数の第２の副巻線２２２ｂは、第２の巻線２２２ａとともに、ステータコア２１の円周方向に連続した巻線の列を形成する。言い換えれば、第２の巻線２２２ａおよび１または複数の第２の副巻線２２２ｂは、ステータコア２１の円周方向に連続して配置されて第２の列をなしている。また、第２の巻線２２２ａは、第２の列の中央に配置される
　１または複数の第３の副巻線２２３ｂは、第３の巻線２２３ａとともに、ステータコア２１の円周方向に連続した巻線の列を形成する。言い換えれば、第３の巻線２２３ａおよび１または複数の第３の副巻線２２３ｂは、ステータコア２１の円周方向に連続して配置されて第３の列をなしている。また、第３の巻線２２３ａは、第３の列の中央に配置される。
　ここで、中央とは、ステータコア２１の円周方向において、第３の巻線２２３ａの両側に同数の第３の副巻線２２３ｂが配置されることを意味する。ただし、ステータコア２１の円周方向において、第３の巻線２２３ａの両側に配置される第３の副巻線２２３ｂの数は、必ずしも厳密に同数である必要はない。例えば、第３の巻線２２３ａと第３の副巻線２２３ｂとの合計数が４つである場合、第３の巻線２２３ａは、中央寄りの２つの巻線２２のうちのいずれかであればよい。この場合も、第３の巻線２２３ａが第３の列の中央に配置されるという概念に含まれる。
　２つのサーモスタット６は、サーミスタ５と直列に接続される。なお、２つのサーモスタット６も互いに直列に接続される。第１の巻線２２１ａ、第２の巻線２２２ａ、および第３の巻線２２３ａの温度は、サーミスタ５の抵抗と２つのサーモスタット６の抵抗との合成抵抗に基づいて測定される。
　合成抵抗の値が第１の基準値Ｒ１［Ω］未満である場合、合成抵抗の値はサーミスタ５の抵抗の値と同じである。サーモスタット６の抵抗は、無限大でなければ０［Ω］であるためである。したがって、合成抵抗の値が第１の基準値Ｒ１［Ω］未満である場合、合成抵抗の値に基づいて、第２の巻線２２２ａの温度を測定することができる。
　ただし、合成抵抗の値が第２の値Ｒ２［Ω］以下では、第２の巻線２２２ａの温度が所定の温度Ｔ［℃］以上となる。すなわち、第２の巻線２２２ａが過熱している。この場合、電動機１への電力の供給が停止されてもよい。
　本実施形態において、サーミスタ５が取り付けられる第２の巻線２２２ａは、第２の列の中央に配置される。そのため、第２の相をなす巻線２２だけが過熱している場合に、より確実にこの加熱を検出することができる。
　合成抵抗の値が第１の基準値Ｒ１［Ω］以上、すなわち、無限大となった場合は、２つサーモスタット６のうちの少なくともいずれかの温度が所定の温度Ｔ［℃］以上となっている。すなわち、第１の巻線２２１ａおよび第３の巻線２２３ａの少なくともいずれかが過熱している。この場合、電動機１への電力の供給が停止されてもよい。
　本実施形態において、サーモスタット６が取り付けられる第１の巻線２２１ａおよび第３の巻線２２３ａは、それぞれ、第１の列および第３の列の中央に配置される。そのため、第１の相をなす巻線２２だけが過熱している場合、または第３の相をなす巻線２２だけが過熱している場合に、より確実にこれを検出することができる。
〈第５の実施形態〉
　次に、電動機１から検出される温度が所定の温度を超えた場合にアラームを出力する制御装置について説明する。制御装置は、例えば、電動機１の制御を行う制御装置である。電動機１は、上述した第１の実施形態～第４の実施形態で開示された電動機１の少なくともいずれかである。
　図７は、制御装置のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。制御装置１０は、例えば、産業機械を制御する数値制御装置である。制御装置１０は、PC（Personal Computer）、サーバ、タブレット端末などのコンピュータであってもよい。
　制御装置１０は、ハードウェアプロセッサ１１と、バス１２と、ROM（Read Only Memory）１３と、RAM（Random Access Memory）１４と、不揮発性メモリ１５と、インタフェース１６とを備える。
　ハードウェアプロセッサ１１は、システムプログラムに従って制御装置１０全体を制御するプロセッサである。ハードウェアプロセッサ１１は、バス１２を介してROM１３に格納されたシステムプログラムなどを読み出し、システムプログラムに基づいて各種処理を行う。ハードウェアプロセッサ１１は、例えば、CPU（Central Processing Unit）、または電子回路である。
　バス１２は、制御装置１０内の各ハードウェアを互いに接続する通信路である。制御装置１０内の各ハードウェアはバス１２を介してデータをやり取りする。
　ROM１３は、制御装置１０全体を制御するためのシステムプログラムなどを記憶する記憶装置である。ROM１３は、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体である。
　RAM１４は、各種データを一時的に記憶する記憶装置である。RAM１４は、ハードウェアプロセッサ１１が各種データを処理するための作業領域として機能する。
　不揮発性メモリ１５は、制御装置１０の電源が切られ、制御装置１０に電力が供給されていない状態でもデータを保持する記憶装置である。不揮発性メモリ１５は、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体である。不揮発性メモリ１５は、例えば、バッテリでバックアップされたメモリ、または、SSD（Solid State Drive）で構成される。
　インタフェース１６は、バス１２と電動機１とを接続する。制御装置１０は、インタフェース１６を介して電動機１との間でデータの送信および受信を行う。
　図８は、制御装置１０の機能の一例を示すブロック図である。制御装置１０は、例えば、制御部１０１と、検出部１０２と、出力部１０３と備える。制御部１０１、検出部１０２、および出力部１０３は、例えば、ハードウェアプロセッサ１１が、ROM１３に記憶されているシステムプログラム、および不揮発性メモリ１５に記憶されている各種データを用いて演算処理することにより実現される。
　制御部１０１は、例えば、記憶部（不図示）に記憶された動作プログラムに基づいて、電動機１の動作を制御する。
　検出部１０２は、サーミスタ５の抵抗と、サーモスタット６の抵抗との合成抵抗を検出する。サーミスタ５は、例えば、電動機１のステータコア２１に巻回されて第１の相をなす第１の巻線２２１ａに取り付けられる。サーモスタット６は、ステータコア２１に巻回されて第１の相とは異なる第２の相をなす第２の巻線２２２ａに取り付けられる。また、サーモスタット６は、サーミスタ５と直列に接続される。
　出力部１０３は、検出部１０２によって検出される合成抵抗の値が第１の基準値以上または第２の基準値以下となった場合にアラームを出力する。出力部１０３は、例えば、制御装置１０が有する表示装置（不図示）にアラームを出力する。出力部１０３は、制御装置１０に接続された回転灯を用いてアラームを出力してもよい。
　また、検出部１０２によって検出される合成抵抗の値が第１の基準値以上または第２の基準値以下となった場合、制御部１０１は、電動機１の動作を停止させる。
　図９は、制御装置１０が実行する処理の一例を示すフローチャートである。制御装置１０は、まず、制御部１０１が電動機１の制御を実行する（ステップS1）。
　次に、検出部１０２が、サーミスタ５とサーモスタット６の合成抵抗を検出する（ステップS2）。次に、検出部１０２が、合成抵抗の値が所定の条件を満たすか否か判断する（ステップS3）。具体的には、検出部１０２は、合成抵抗の値が第１の基準値以上または第２の基準値以下となったか否かを判断する。
　合成抵抗が所定の条件を満たさない場合（ステップS3においてNoの場合）、検出部１０２は、そのまま合成抵抗の検出を続ける。
　合成抵抗が所定の条件を満たす場合（ステップS3においてYesの場合）、出力部１０３は、アラームを出力する（ステップS4）。さらに、制御部１０１が、電動機１の動作を停止させて（ステップS5）、処理が終了する。
　以上説明したように、電動機１が、ステータコア２１と、ステータコア２１に巻回され、第１の相をなす第１の巻線２２１ａと、ステータコア２１に巻回され、第１の相とは異なる第２の相をなす第２の巻線２２２ａと、第１の巻線２２１ａに取り付けられるサーミスタ５と、サーミスタ５に直列に接続され、かつ、第２の巻線２２２ａに取り付けられるサーモスタット６と、を備える。
　したがって、第１の巻線２２１ａ、および第２の巻線２２２ａのいずれかのみが過熱した場合であっても、その過熱を検出することができる。さらに、サーミスタ５とサーモスタット６とが直列に接続されているため、配線が複雑化することを防ぐことができる。
　また、電動機１は、第１の相をなす１または複数の第１の副巻線２２１ｂをさらに含み、第１の巻線２２１ａおよび１または複数の第１の副巻線２２１ｂは、ステータコア２１の円周方向に連続して配置されて第１の列をなし、第１の巻線２２１ａは、第１の列の中央に配置される。また、電動機１は、第２の相をなす１または複数の第２の副巻線２２２ｂをさらに含み、第２の巻線２２２ａおよび１または複数の第２の副巻線２２２ｂは、ステータコア２１の円周方向に連続して配置されて第２の列をなし、第２の巻線２２２ａは、第２の列の中央に配置される。
　例えば、第１の相をなす巻線２２のみが過熱した場合、第１の列の中央付近が最も温度が高くなる。一方、第１の列の両端付近の温度は、周辺温度の影響により、相対的に低くなる。そのため、第１の巻線２２１ａが第１の列の中央に配置されることにより、第１の相をなす巻線２２が過熱した場合に、早期にその過熱を検出することができる。同様に、第２の巻線２２２ａが第２の列の中央に配置されることにより、第２の相をなす巻線２２が過熱した場合に、早期にその過熱を検出することができる。
　また、制御装置１０が、電動機１のステータコア２１に巻回されて第１の相をなす第１の巻線２２１ａに取り付けられるサーミスタ５の抵抗と、ステータコア２１に巻回されて第１の相とは異なる第２の相をなす第２の巻線２２２ａに取り付けられ、かつ、サーミスタ５と直列に接続されるサーモスタット６の抵抗との合成抵抗を検出する検出部１０２と、検出部１０２によって検出される合成抵抗の値が第１の基準値以上または第２の基準値以下となった場合にアラームを出力する出力部１０３と、を備える。
　したがって、制御装置１０は、第１の巻線２２１ａ、および第２の巻線２２２ａのいずれかのみが過熱した場合であっても、その過熱を検出することができる。また、検出部１０２が過熱を検出したことを、作業者に早期に通知することができる。
　本開示について詳述したが、本開示は上述した個々の実施形態に限定されるものではない。これらの実施形態は、本開示の要旨を逸脱しない範囲で、または、請求の範囲に記載された内容とその均等物から導き出される本開示の要旨を逸脱しない範囲で、種々の追加、置き換え、変更、部分的削除等が可能である。また、これらの実施形態は、組み合わせて実施することもできる。例えば、上述した実施形態において、各動作の順序や各処理の順序は、一例として示したものであり、これらに限定されるものではない。また、上述した実施形態の説明に数値または数式が用いられている場合も同様である。
　以下に、本開示の実施形態に係る付記を示す。
付記［１］
　ステータコアと、前記ステータコアに巻回され、第１の相をなす第１の巻線と、前記ステータコアに巻回され、前記第１の相とは異なる第２の相をなす第２の巻線と、前記第１の巻線に取り付けられるサーミスタと、前記サーミスタに直列に接続され、かつ、前記第２の巻線に取り付けられるサーモスタットと、を備える電動機。
付記［２］
　前記第１の相をなす１または複数の第１の副巻線をさらに含み、前記第１の巻線および前記１または複数の第１の副巻線は、前記ステータコアの円周方向に連続して配置されて第１の列をなし、前記第１の巻線は、前記第１の列の中央に配置される付記［１］に記載の電動機。
付記［３］
　前記第２の相をなす１または複数の第２の副巻線をさらに含み、前記第２の巻線および前記１または複数の第２の副巻線は、前記ステータコアの円周方向に連続して配置されて第２の列をなし、前記第２の巻線は、前記第２の列の中央に配置される付記［１］または［２］に記載の電動機。
付記［４］
　電動機のステータコアに巻回されて第１の相をなす第１の巻線に取り付けられるサーミスタの抵抗と、前記ステータコアに巻回されて前記第１の相とは異なる第２の相をなす第２の巻線に取り付けられ、かつ、前記サーミスタと直列に接続されるサーモスタットの抵抗との合成抵抗を検出する検出部と、前記検出部によって検出される前記合成抵抗の値が第１の基準値以上または第２の基準値以下となった場合にアラームを出力する出力部と、を備える制御装置。
　　１　　　　　　　電動機
　　２　　　　　　　ステータ
　　２１　　　　　　ステータコア
　　２１１　　　　　ヨーク
　　２１２　　　　　ティース
　　２２　　　　　　巻線
　　２２１ａ　　　　第１の巻線
　　２２１ｂ　　　　第１の副巻線
　　２２２ａ　　　　第２の巻線
　　２２２ｂ　　　　第２の副巻線
　　２２３ａ　　　　第３の巻線
　　２２３ｂ　　　　第３の副巻線
　　３　　　　　　　ロータ
　　３１　　　　　　永久磁石
　　５　　　　　　　サーミスタ
　　６　　　　　　　サーモスタット
　　１０　　　　　　制御装置
　　１１　　　　　　ハードウェアプロセッサ
　　１２　　　　　　バス
　　１３　　　　　　ROM
　　１４　　　　　　RAM
　　１５　　　　　　不揮発性メモリ
　　１６　　　　　　インタフェース
　　１０１　　　　　制御部
　　１０２　　　　　検出部
　　１０３　　　　　出力部

Claims (4)

  1. 　ステータコアと、
    　前記ステータコアに巻回され、第１の相をなす第１の巻線と、
    　前記ステータコアに巻回され、前記第１の相とは異なる第２の相をなす第２の巻線と、
    　前記第１の巻線に取り付けられるサーミスタと、
    　前記サーミスタに直列に接続され、かつ、前記第２の巻線に取り付けられるサーモスタットと、
    を備える電動機。
  2. 　前記第１の相をなす１または複数の第１の副巻線をさらに含み、
    　前記第１の巻線および前記１または複数の第１の副巻線は、前記ステータコアの円周方向に連続して配置されて第１の列をなし、前記第１の巻線は、前記第１の列の中央に配置される請求項１に記載の電動機。
  3. 　前記第２の相をなす１または複数の第２の副巻線をさらに含み、
    　前記第２の巻線および前記１または複数の第２の副巻線は、前記ステータコアの円周方向に連続して配置されて第２の列をなし、前記第２の巻線は、前記第２の列の中央に配置される請求項１または２に記載の電動機。
  4. 　電動機のステータコアに巻回されて第１の相をなす第１の巻線に取り付けられるサーミスタの抵抗と、前記ステータコアに巻回されて前記第１の相とは異なる第２の相をなす第２の巻線に取り付けられ、かつ、前記サーミスタと直列に接続されるサーモスタットの抵抗との合成抵抗を検出する検出部と、
    　前記検出部によって検出される前記合成抵抗の値が第１の基準値以上または第２の基準値以下となった場合にアラームを出力する出力部と、
    を備える制御装置。
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