JP2005073500A - Inverter-driven motor and equipment driven by inverter-driven motor - Google Patents
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Abstract
【課題】 インバータ駆動電動機の冷却効率を高めると共に小型化,高信頼性化,低廉化を図る。
【解決手段】 ケース内に収納されたインバータ2と、冷却機構9を有しインバータ2によって駆動される電動機3と、インバータ2と電動機3とを接続する配線4bと、インバータ2を構成する電気部品のうちの一部の発熱部品2bであって前記ケース外に引き出され電動機3の構成体に固定された発熱部品2bと、インバータ2と発熱部品2bとを接続する配線4cとで、インバータ駆動電動機を構成する。インバータ2を構成する発熱体がインバータ外部に引き出され電動機の冷却ファン9で冷却される構成のため、インバータを小型化でき、冷却効率が高まるため信頼性が向上し、しかも、何等特別な装置を付加する必要がないため安価に構成できる。
【選択図】 図1
PROBLEM TO BE SOLVED: To improve the cooling efficiency of an inverter drive motor and to reduce the size, reliability and cost.
SOLUTION: An inverter 2 housed in a case, an electric motor 3 having a cooling mechanism 9 and driven by the inverter 2, a wiring 4b connecting the inverter 2 and the electric motor 3, and an electric component constituting the inverter 2 Part of the heat generating component 2b, the heat generating component 2b drawn out of the case and fixed to the component of the motor 3, and the wiring 4c connecting the inverter 2 and the heat generating component 2b, and the inverter drive motor Configure. Since the heating element constituting the inverter 2 is drawn out of the inverter and cooled by the cooling fan 9 of the electric motor, the inverter can be reduced in size, the cooling efficiency is increased, the reliability is improved, and any special device can be used. Since it is not necessary to add, it can be configured at low cost.
[Selection] Figure 1
Description
本発明はインバータと該インバータで駆動される電動機とで構成されるインバータ駆動電動機に係り、特に、安価でしかも冷却性の優れたインバータ駆動電動機に関する。 The present invention relates to an inverter drive motor including an inverter and an electric motor driven by the inverter, and more particularly to an inverter drive motor that is inexpensive and excellent in cooling performance.
図8は、電動機をインバータで駆動するシステムの一般的な構成図である。電源1の出力とインバータ2の入力部が配線4aで接続され、インバータ2の出力部と電動機(モータ)3とが配線4bで接続されている。インバータ2は電源1から取り込んだ電力を所要の電力に変換しこの変換電力をモータ3に供給してモータ3を所要の回転数で駆動するようになっている。
FIG. 8 is a general configuration diagram of a system for driving an electric motor with an inverter. The output of the power source 1 and the input part of the
図7は、インバータ2の一般的な構成図である。インバータ2は、電源1から取り込んだ交流電力を直流電力に変換する整流回路部2aと、整流回路部2aで変換された直流を平滑するリアクトル2b,コンデンサ2cと、制御部2dと、平滑された直流を制御部2dからの指令に基づいた交流電力に変換する変換部2eとで構成される。
FIG. 7 is a general configuration diagram of the
図8のような構成で駆動されるモータは、その回転数が制御部2eからの指令に基づいて制御されるため、省電力を図ることが可能となる。尚、インバータで駆動される電動機に関連するものとして、例えば、特開平5−83989号公報や特開昭62−239896号公報がある。
Since the motor driven by the configuration as shown in FIG. 8 is controlled based on a command from the
電動機(モータ)で駆動する機器、例えば空調機,エアコンの室外機,ポンプ,洗濯機,ファン装置等は、省エネルギ化や制御の容易性を図るために、近年では上述したようなインバータ駆動のものが主流になってきている。これらの機器は、一方で、大出力化や小型化への要求も高く、大容量のモータ,インバータ,その他の構成部品を小さなパッケージ内に収納して構成されることが多い。 In recent years, devices driven by electric motors (motors), such as air conditioners, outdoor units of air conditioners, pumps, washing machines, fan devices, etc., have been driven by inverters as described above in order to save energy and facilitate control. Things are becoming mainstream. On the other hand, these devices are also highly demanded for higher output and smaller size, and are often configured by storing a large-capacity motor, inverter, and other components in a small package.
従来品として、インバータを電動機の背部に一体に作り込んだものがある。このようにすると、インバータの大きさと電動機の大きさを合わせたものよりも小型化を図ることができる。しかし、このように一体品にすると、コストがかさむという問題の他に、かえって省スペース化を図ることができないという問題がある。 As a conventional product, there is one in which an inverter is integrated into the back of an electric motor. If it does in this way, size reduction can be achieved rather than what combined the magnitude | size of the inverter and the magnitude | size of the electric motor. However, such an integrated product has a problem that it cannot save space in addition to the problem that the cost is increased.
それは、インバータ一体型の電動機は電動機単体よりも大型になるため、それを他の構成部品、例えばファン装置であれは羽根車などと一緒に組み合わせて1つのパッケージ内に収納させる場合、パッケージ内での納まりが悪くなり、かえって大きなパッケージが必要になってしまうからである。 This is because an inverter-integrated electric motor is larger than a single electric motor, so if it is combined with other components, such as a fan device, together with an impeller, etc., and stored in one package, This is because the package will become worse and will require a larger package.
パッケージ内にインバータ,電動機,その他の構成部品を収納する場合、個々の部品が夫々小さければ隙間なくパッケージ内に収納できるため、小さなパッケージにすることができる。しかし、一方で、1つのパッケージ内に発熱体であるインバータとこれも発熱体である電動機とを別々にして収納すると、夫々の発熱体に夫々専用の冷却機構が必要となり、夫々の発熱体の構造が大きくなってしまうという問題が生じる。 When an inverter, an electric motor, and other components are stored in a package, if each component is small, it can be stored in the package without a gap, so that a small package can be obtained. However, on the other hand, if an inverter that is a heating element and an electric motor that is also a heating element are separately housed in one package, a dedicated cooling mechanism is required for each heating element. There arises a problem that the structure becomes large.
本発明の目的は、インバータに冷却機構を設けることなく、冷却能率や信頼性が高く安価で小型のインバータ駆動電動機を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a small inverter-driven electric motor that has high cooling efficiency and reliability, is inexpensive, and is not provided with a cooling mechanism in the inverter.
上記目的は、ケース内に収納されたインバータと、冷却機構を有し前記インバータによって駆動される電動機と、前記インバータと前記電動機とを接続する第1の配線と、前記インバータを構成する電気部品のうちの一部の発熱部品であって前記ケース外に引き出され前記電動機の構成体に固定された発熱部品と、前記インバータと前記発熱部品とを接続する第2の配線とを備えて構成されることで、達成される。 The object is to provide an inverter housed in a case, a motor that has a cooling mechanism and is driven by the inverter, a first wiring that connects the inverter and the motor, and electrical components that constitute the inverter. A part of the heat generating parts, the heat generating part drawn out of the case and fixed to the constituent body of the electric motor, and the second wiring for connecting the inverter and the heat generating part are configured. This is achieved.
インバータを構成し外部に引き出された発熱部品は電動機の冷却機構により冷却されるため、インバータ本体の発熱量は小さくなってインバータ自体には冷却機構は不要となる。このため、小さなパッケージ内に収納しても冷却能率は低下せず、信頼性が高く安価で小型のインバータ駆動電動機を構成することが可能となる。 Since the heat generating components that constitute the inverter and are drawn to the outside are cooled by the cooling mechanism of the electric motor, the amount of heat generated by the inverter body is reduced, and the inverter itself does not require a cooling mechanism. For this reason, even if it is housed in a small package, the cooling efficiency does not decrease, and it is possible to configure a highly reliable, inexpensive, and small inverter-driven motor.
本発明によれば、インバータを構成する電気部品をインバータから引き出して電動機の構成体に固定あるいは電動機冷却機構の冷却作用が及ぶ場所に設置する構成としたため、インバータ自体に冷却機構を設ける必要がなく小型化を図ることができ、インバータ駆動電動機を使用する装置全体を1パッケージ内にコンパクトに収納可能となり、同じ大きさのパッケージであっても大容量の電動機を収納することが可能となり、しかも、冷却効率が高いために信頼性も向上する。更に、特別な装置を新たに設けるものではないため安価にできるという効果もある。 According to the present invention, the electric parts constituting the inverter are pulled out from the inverter and fixed to the motor structure or installed in a place where the cooling action of the motor cooling mechanism extends, so there is no need to provide a cooling mechanism in the inverter itself. It is possible to reduce the size, the entire device using the inverter-driven motor can be stored compactly in one package, and even a package of the same size can store a large capacity motor, Reliability is improved due to high cooling efficiency. Furthermore, since a special device is not newly provided, there is an effect that the cost can be reduced.
以下、本発明の一実施例を図面を参照して説明する。
図1は、本発明の第1実施形態に係るインバータ駆動電動機の構成図である。この実施形態に係るインバータ駆動電動機は、交流電源1に配線4aを介して接続されたインバータ2と、インバータ2に配線4bを介して接続された電動機3とを有する。
電動機3は、その横断面の上半分を図2(a)に示すように、円筒状のハウジング3aの両端開口部が夫々エンドブラケット3b,3cで閉塞されており、両エンドブラケット3b,3cの中心部分設けられた軸受け3d,3eにより、軸3fが回転自在に保持されている。この回転軸3fの中央部分(ハウジング3a内)には回転子3gが固設されており、ハウジング3aの内周面には固定子3hが固設されている。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a configuration diagram of an inverter-driven motor according to the first embodiment of the present invention. The inverter drive motor according to this embodiment includes an
As shown in FIG. 2 (a), the
回転軸3はその正面側(エンドブラケット3b側)ばかりでなく、背部側(エンドブラケット3c側)にも突出しており、回転軸3fの背部側突出部に冷却ファン9が嵌合され、回転軸3fの回転に伴って冷却ファン9も回転し、冷却風を発生するようになっている。この冷却風の向きをハウジング3a側に変えると共に保守員が誤って回転する冷却ファン9で怪我をしないように、エンドカバー3iが設けられている。
The rotating
本実施形態では、インバータを構成する図7に示すリアクトル2bをインバータを収納している図示しないケースから引き出し、電動機3のハウジング3a外周部に固定したケース7内にリアクトル2bを固定し、リアクトル2bとインバータ本体とは配線4cで接続してある。リアクトル2bとケース7との固定は、両者間が密着するようにするのが熱伝導の点で好ましい。
In the present embodiment, the
このようにすることで、インバータを構成する電気部品のうちかなり熱を持つ発熱体であるリアクトル2bは、鉄製のケース7が冷却風にて冷却され、また、熱伝導によりケース7の熱がハウジング3aに奪われるため、所要温度まで冷却される。また、リアクトル2bがインバータ本体から引き出されているため、インバータでの発熱量もそれだけ低下し、インバータ本体(リアクトルが引き出されたインバータ)に冷却機構を設けなくても済む。
By doing in this way, in the
従って、リアクトル2bが内蔵されずしかも冷却機構が不要なためインバータ本体の大きさを小さくでき、しかも、ケース7が取り付けられた電動機3をパッケージ内に収納する場合に、ケース7を従来はデッドスペースとなっていた場所に配置できるため(図2(b)に示すように、矩形の空間10に、円柱状の電動機3を配置した場合、矩形の4隅がデッドスペース11となるが、このデッドスペース部分にケース7が来るように配置できる。)、それだけ大容量のモータなどをパッケージ内に収納可能となる。
Therefore, since the
図2に示す実施形態では、鉄製でなる箱型の中空ケース7を電動機3のハウジング3a外周に固定すると共に、リアクトル2bを、このケース7内の上端面つまり反ハウジング3a側に固定している。これは、電動機3も発熱体であるため、電動機3の熱がリアクトル2b側に伝導するのを回避するためである。
In the embodiment shown in FIG. 2, the box-shaped
しかし、冷却ファン9が大容量のファンであり冷却率が高くて電動機3が十分に冷却されているのであれば、あるいは、電動機3自体の発熱量が小さいのであれば、図3の第2実施形態に示す様に、リアクトル2bをケース7内においてハウジング3aに密着するように固定する方が冷却効率が高くなる。
However, if the
図4は、本発明の第3実施形態に係るインバータ駆動電動機の構成図である。第1図の実施形態では、リアクトル2bをケース7内に収納して電動機3のハウジングに密着固定し、冷却風で冷却する構成とした。しかし、インバータから引き出すのはリアクトル2bに限るものではなく、他のインバータ構成部品8でもよいことはいうまでもない。
FIG. 4 is a configuration diagram of an inverter drive motor according to the third embodiment of the present invention. In the embodiment of FIG. 1, the
また、第1実施形態のように電動機3の構成体にインバータから引き出した部品を固定するのが好ましいが、電動機3の構成体はハウジング3a部分に限るものではなく、冷却風が効率的に当たる箇所であれば、どこでもよい。更に、必ずしも、電動機構成体に固定する必要もなく、電動機の冷却機構による冷却を利用できる場所であれば、離れた場所でもよい。
Moreover, although it is preferable to fix the component pulled out from the inverter to the structural body of the
図1に示す実施形態では、リアクトル2bをインバータ2から外部に引き出したが、リアクトル2bはかなりの発熱体でこれをむき出しにして配置すると作業員などが誤って手を触れ火傷する危険があるため、ケース7内に収納した。他の電気部品をインバータ2から外部に引き出して配置する場合も同様であり、その電気部品8の温度が所要温度以上に達する危険があるのであれば、図5に示すようケース7内に収納する必要があるが、法で規制される温度以上に達する虞がない電気部品であれば、図6に示すように、ケースに収納せずに配置することもできる。このようにケースを用いない場合には冷却風が、直接、電気部品8を冷却するため、冷却効率が高くなる。
In the embodiment shown in FIG. 1, the
1…電源、2…インバータ、2b…リアクトル、3…電動機(モータ)、3a
…ハウジング、3b,3c…エンドブラケット、3d,3e…軸受、3f…回転
軸、3g…回転子、3h…固定子、3i…エンドカバー、4a,4b,4c…配
線、7…電気部品収納用ケース、8…電気部品、9…冷却ファン、11…デッド
スペース。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Power supply, 2 ... Inverter, 2b ... Reactor, 3 ... Electric motor (motor), 3a
... Housing, 3b, 3c ... End bracket, 3d, 3e ... Bearing, 3f ... Rotating shaft, 3g ... Rotor, 3h ... Stator, 3i ... End cover, 4a, 4b, 4c ... Wiring, 7 ... For storing electrical components Case, 8 ... electric parts, 9 ... cooling fan, 11 ... dead space.
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