JPH08168292A

JPH08168292A - 誘導電動機及びそれを用いた電動車両

Info

Publication number: JPH08168292A
Application number: JP6312038A
Authority: JP
Inventors: Fumio Tajima; 文男田島; Shoichi Kawamata; 昭一川又; Taizo Miyazaki; 泰三宮崎; Ryozo Masaki; 良三正木; Nobuyoshi Muto; 信義武藤
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1994-12-15
Filing date: 1994-12-15
Publication date: 1996-06-25

Abstract

(57)【要約】【目的】ひと組の駆動巻線のインバータに短絡故障が
発生した場合にも、回転停止という事態を回避可能な信
頼性が高い誘導電動機を実現する。【構成】巻線組７₁のみの巻線が配置される領域はθ₀
〜θ₁の１２０°に対応する領域で、巻線組７₂のみの巻
線が配置される領域もθ₂〜θ₃の１２０°に対応する領
域である。巻線組７₁と７₂とが混在する領域はθ₁〜
θ₂、θ₃〜θ₀の６０°＋６０°に対応する領域であ
り、巻線組専用の領域の１／２となっている。巻線組７
₁の磁路と７₂との磁路は一部分のみ共有するが大半の部
分は別個となっており、互いに影響されない状態となっ
ている。これにより、例えば、巻線組７₂のインバータ
に短絡故障が発生しても巻線組７₂に流れる故障電流に
よる磁束の健全な巻線組７₁の発生磁束への悪影響を抑
制でき（相互誘導を抑制することができ）、健全な巻線
組７₁の発生磁束により回転子を回転することが可能と
なる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、誘導電動機に係わり、
特に、複数組の駆動巻線を有するフェールセイフの高い
誘導電動機に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、電気自動車等の電動車両に用い
られる誘導電動機は、小型軽量、高効率であるとともに
フェールセイフ、つまり安全性が要求される。この要求
に応えるものとして、一つのハウジング内に複数組の駆
動巻線を有すると共に、その複数組の駆動巻線毎に設け
られた複数のインバータで駆動する構成の電動機があ
る。このような構成の電動機の一例として、特公平４−
７２４６１号公報に記載されたものがある。

【０００３】上記公報記載の電動機は、２組の多相駆動
巻線を同一のハウジング内に有し、直流電源と、この直
流電源に接続され、回転電機の駆動巻線の組毎に設けら
れ、駆動巻線の通過電流を制御する２つのインバータ
と、これらのインバータの動作を制御する制御手段とを
備えている。

【０００４】上記公報記載の電動機の構成によれば、ひ
と組の駆動巻線のインバータを構成するスイッチング素
子がある限定された故障（例えば、スイッチング素子が
電気的に開放状態で故障）を生じても、他の組の駆動巻
線及びそのインバータにより電動機を駆動することがで
き、電動機の回転停止という事態を回避可能（フェール
セイフ）とすることができる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記従来の
誘導電動機にあっては、例えば、同一スロット内に異な
る組の駆動巻線が配置され、ひと組の駆動巻線により形
成される磁路と他の組の駆動巻線により形成される磁路
とは、共用する部分が大となっている。

【０００６】このため、ひと組の駆動巻線のインバータ
におけるスイッチング素子に短絡故障が発生した場合、
その駆動巻線には故障電流が流れ、発生する磁束により
健全な他の組の駆動巻線の発生磁束に悪影響を与えてし
まう。したがって、健全な他の組の駆動巻線に電力を供
給しても、十分な駆動トルクを発生することができず、
誘導電動機が停止してしまう可能性があった。例えば、
スイッチング素子としてＩＧＢＴ（Integrated Gate Bi
polar Transistor)等を使用した場合には、故障時にこ
のスイッチング素子が短絡状態となるため、上述のよう
な誘導電動機の停止を招く可能性が高い。

【０００７】以上のように、従来の誘導電動機において
は、２組の駆動巻線を備えていても、ひと組の駆動巻線
のインバータにおけるスイッチング素子に短絡故障が発
生した場合には、他の健全な組の駆動巻線に悪影響を与
えるため、フェールセーフとして有効に機能することが
できなかった。

【０００８】本発明の目的は、ひと組の駆動巻線のイン
バータにおけるスイッチング素子に短絡故障が発生した
場合においても、回転停止という事態を回避可能な信頼
性が高い誘導電動機を実現することである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するため、次のように構成される。複数の組に分割さ
れる複数の多相駆動巻線を有する固定部と、この固定部
に近接して配置される移動部と、複数の多相駆動巻線の
各組に設けられ、直流電源から多相駆動巻線に流れる電
流を制御する複数のスイッチング素子と、これらのスイ
ッチング素子の動作を制御する電流制御部とを備えた誘
導電動機において、複数の多相駆動巻線の各組における
駆動巻線が互いに隣接して固定部に配置される領域は、
他の組の多相駆動巻線どうしが交互に配置される領域よ
りも大である。

【００１０】また、複数の組に分割される複数の多相駆
動巻線を有する固定部と、この固定部に近接して配置さ
れる移動部と、複数の多相駆動巻線の各組に設けられ、
直流電源から多相駆動巻線に流れる電流を制御する複数
のスイッチング素子と、これらのスイッチング素子の動
作を制御する電流制御部とを備えた誘導電動機におい
て、固定部は、複数の多相駆動巻線の各組毎の配置領域
に分割され、各組の複数の多相駆動巻線は、各組毎の配
置領域内に隣接して配置される。

【００１１】好ましくは、上記誘導電動機において、移
動部は円柱状の回転子であり、固定部は、回転子のほぼ
同心円上であって、回転子の外周側に配置される円筒状
の固定子である。また、好ましくは、上記誘導電動機に
おいて、多相駆動巻線は、３相駆動巻線であり、この３
相駆動巻線が２つの組に分割される。

【００１２】また、好ましくは、上記誘導電動機におい
て、円筒状固定子の回転角１２０°に対応する第１の領
域には、３相駆動巻線の２つの組のうちの一方の組の駆
動巻線のみが配置され、円筒状固定子の回転角１２０°
に対応する第２の領域には、他方の組の駆動巻線のみが
配置され、円筒状固定子の回転角６０°に対応する第３
の領域及び回転角６０°に対応する第４の領域には、２
つの組の駆動巻線が共に配置される。

【００１３】また、好ましくは、上記誘導電動機におい
て、円筒状固定子の回転角１８０°に対応する第１の領
域には、３相駆動巻線の２つの組のうちの一方の組の駆
動巻線のみが配置され、円筒状固定子の回転角１８０°
に対応する第２の領域には、他方の組の駆動巻線のみが
配置される。

【００１４】また、好ましくは、上記誘導電動機におい
て、スイッチング素子の短絡故障を検出する検出部と、
この検出部が短絡故障を検出したことを表示する表示部
とを備える。また、好ましくは、上記誘導電動機を車両
駆動用電動機として備える電動車両。

【００１５】

【作用】誘導電動機の多相駆動巻線は、複数の組に分割
され、この分割された多相駆動巻線の組毎に複数のスイ
ッチング素子が設けられる。これにより、一つの組のス
イッチング素子に開放故障が発生しても、他の組の健全
なスイッチング素子によりその組の多相駆動巻線に動作
電流が供給され、誘導電動機の駆動が維持される。

【００１６】複数の多相駆動巻線の各組における駆動巻
線が互いに隣接して固定部に配置される領域は、他の組
の多相駆動巻線どうしが交互に配置される領域よりも大
となっているので、ひとつの組の駆動巻線が形成する磁
路と他の組の駆動巻線が形成する磁路とは、共用する部
分が少なく、互いにほぼ独立している。このため、ひと
つの組のスイッチング素子に短絡故障が発生した場合に
は、このひとつの組の駆動巻線に流れる故障電流により
発生する磁束の、健全な他の組の駆動巻線が発生する磁
束に与える影響は少ない。したがって、健全な他の組の
駆動巻線及びスイッチング素子により、誘導電動機の駆
動が維持される。

【００１７】また、固定部が、複数の多相駆動巻線の各
組毎の配置領域に分割され、各組の複数の多相駆動巻線
は、各組毎の配置領域内に隣接して配置されるように構
成すると、ひとつの組の駆動巻線が形成する磁路と他の
組の駆動巻線が形成する磁路とは、互いに独立する。こ
のため、ひとつの組のスイッチング素子に短絡故障が発
生した場合には、このひとつの組の駆動巻線に流れる故
障電流により発生する磁束の、健全な他の組の駆動巻線
が発生する磁束に与える影響は少なく、健全な他の組の
駆動巻線及びスイッチング素子により、誘導電動機の駆
動が維持される。

【００１８】そして、上述のように、いずれかの組のス
イッチング素子に短絡故障が発生した場合においても、
他の健全な組の駆動巻線により動作維持可能な誘導電動
機を、電動車両の駆動用電動機として使用すれば、電動
車両の運転効率、安全性を向上することができる。

【００１９】

【実施例】以下に、本発明の実施例を添付図面に基づい
て説明する。図１は本発明の一実施例である誘導電動機
３の概略構成図である。図１において、誘導電動機３の
固定子４には、２組の３相固定子巻線組（駆動巻線組）
７₁、７₂を備えている。そして、直流電源１Ａからの電
力がインバータ２Ａにより３相交流電流に変換され、こ
の変換された電流が固定子巻線組７₁に供給される。ま
た、直流電源１Ｂからの電力がインバータ２Ｂにより３
相交流電流に変換され、この変換された電流が固定子巻
線組７₂に供給される。固定子巻線組７₁は、Ｕ相を形成
する互いに直列接続された巻線Ｕ１₀及びＵ１₁と、Ｖ相
を形成する互いに直列接続された巻線Ｖ１₀及びＶ１
₁と、Ｗ相を形成する互いに直列接続された巻線Ｗ１₀及
びＷ１₁とを有する。そして、これらの巻線Ｕ１₀及びＵ
１₁と、Ｖ相を形成する互いに直列接続された巻線Ｖ１₀
及びＶ１₁と、Ｗ相を形成する互いに直列接続された巻
線Ｗ１₀及びＷ１₁とが、スター結線される。

【００２０】また、固定子巻線組７₂は、Ｕ相を形成す
る互いに直列接続された巻線Ｕ２₀及びＵ２₁と、Ｖ相を
形成する互いに直列接続された巻線Ｖ２₀及びＶ２₁と、
Ｗ相を形成する互いに直列接続された巻線Ｗ２₀及びＷ
２₁とを有する。そして、これらの巻線Ｕ２₀及びＵ２₁
と、Ｖ相を形成する互いに直列接続された巻線Ｖ２₀及
びＶ２₁と、Ｗ相を形成する互いに直列接続された巻線
Ｗ２₀及びＷ２₁とが、スター結線される。

【００２１】また、インバータ２Ａ及び２Ｂは、それぞ
れトランジスタとダイオードからなる複数のスイッチン
グ素子ＣＴa及びＣＴbを有し、これらのスイッチング素
子ＣＴa、ＣＴbのオンオフ動作により、巻線組７₁及び
７₂に三相交流電流が供給される。

【００２２】なお、直流電源１Ａと１Ｂとを一つとし、
一つの直流電源をインバータ２Ａ及び２Ｂ共通としても
よい。回転子５はカゴ形巻線を有する構成となってお
り、この回転子５の軸上には回転検出器（ロータリエン
コーダ）Ｅが配置されている。

【００２３】制御装置（電流制御部）１４は、外部か
ら、例えば、速度指令Ｖｓ等の信号を受け、この信号
と、エンコーダＥからの回転子５の位置及び速度を示す
信号に基づいて、スイッチング素子ＣＴa、ＣＴbに制御
信号を供給する。また、制御装置１４は、速度制御又は
トルク制御、誘導電動機を可変速運転する制御であるＶ
／Ｆ制御、ベクトル制御等が必要に応じて行われるもの
とする。

【００２４】また、故障検出部１５は、制御装置１４に
おける速度指令Ｖｓ、エンコーダＥからの速度信号等に
基づいて、インバータ２Ａ又は２Ｂが故障したか否かを
判定する。そして、故障が発生した場合には、表示手段
に信号を供給し、故障が発生したことを表示させる。

【００２５】図２は、本発明の一実施例の誘導電動機３
の一部断面図である。図２において、誘導電動機３の円
筒状の固定子４はハウジング１１と、このハウジング１
１の内周面に固定された固定子鉄心６と、この固定子鉄
心６に巻回された２組の３相の固定子巻線７（７₁、
７₂）とからなる。円柱状の回転子５はバー９、エンド
リングからなるカゴ型巻線と積層珪素鋼板からなる回転
子鉄心８からなり、さらに、シャフト１０とで構成され
る。また、シャフト１０はベアリング１３、エンドブラ
ケット１２によって回転自在に保持される。そして、固
定子４は、回転子５のほぼ同心円上であって、回転子５
の外周側に配置される。

【００２６】図３は、固定子鉄心６に巻回された固定子
巻線７の配置を説明する図である。図３において、積層
珪素鋼板で形成される固定子鉄心６は固定子鉄心歯部６
１と、固定子鉄心コア部６３とからなる。固定子鉄心歯
部６１間の固定子鉄心スロット部６２には固定子巻線７
が巻回される。

【００２７】図示した例は、４極構造、２４の固定子鉄
心スロット部６２をもつ３相誘導電動機の例である。し
たがって、毎極毎相あたりの固定子鉄心スロット部６２
の数は２となり、図で示すようにＵ相、Ｖ相、Ｗ相の固
定子巻線７がそれぞれ配置される。

【００２８】ここで、固定子巻線組７₁のＵ相の巻線
は、巻線Ｕ１₀＋からＵ１₀−へ、続いて、Ｕ１₀からＵ
１₁＋に接続され、このＵ１₁＋からＵ１₁−に接続され
る。そして、この巻線Ｕ１₁−が、固定子巻線組７₁の中
性点に接続される。また、固定子巻線組７₁のＶ相の巻
線は、巻線Ｖ１₀＋からＶ１₀−へ、続いて、Ｖ１₀から
Ｖ１₁＋に接続され、このＶ１₁＋からＶ１₁−に接続さ
れる。そして、この巻線Ｖ１₁−が、固定子巻線組７₁の
中性点に接続される。さらに、固定子巻線組７₁のＷ相
の巻線は、巻線Ｗ１₀＋からＷ１₀−へ、続いて、Ｗ１₀
からＷ１₁＋に接続され、このＷ１₁＋からＷ１₁−に接
続される。そして、この巻線Ｗ１₁−が、固定子巻線組
７₁の中性点に接続される。

【００２９】また、固定子巻線組７₂のＵ相の巻線は、
巻線Ｕ２₀＋からＵ２₀−へ、続いて、Ｕ２₀からＵ２₁＋
に接続され、このＵ２₁＋からＵ２₁−に接続される。そ
して、この巻線Ｕ２₁−が、固定子巻線組７₂の中性点に
接続される。また、固定子巻線組７₂のＶ相の巻線は、
巻線Ｖ２₀＋からＶ２₀−へ、続いて、Ｖ２₀からＶ２₁＋
に接続され、このＶ２₁＋からＶ２₁−に接続される。そ
して、この巻線Ｖ２₁−が、固定子巻線組７₂の中性点に
接続される。さらに、固定子巻線組７₂のＷ相の巻線
は、巻線Ｗ２₀＋からＷ２₀−へ、続いて、Ｗ２₀からＷ
２₁＋に接続され、このＷ２₁＋からＷ２₁−に接続され
る。そして、この巻線Ｗ２₁−が、固定子巻線組７₂の中
性点に接続される。

【００３０】この図３の例においては、固定子巻線組７
₁の１２の巻線部Ｕ１₀＋、Ｕ１₀−、Ｕ１₁＋、Ｕ１
₁−、Ｖ１₀＋、Ｖ１₀−、Ｖ１₁＋、Ｖ１₁−、Ｗ１₀＋、
Ｗ１₀−、Ｗ１₁＋、Ｗ１₁−のうち、大半の８つの巻線
部Ｖ１₀＋、Ｗ１₀−、Ｗ１₁−、Ｕ１₀＋、Ｕ１₁＋、Ｖ
１₀−、Ｖ１₁−、Ｗ１₁＋が破線θ₀からθ₁までの角度
１２０°の領域（第１の領域）に連続して配置されてい
る。

【００３１】また、固定子巻線組７₂の１２の巻線部Ｕ
２₀＋、Ｕ２₀−、Ｕ２₁＋、Ｕ２₁−、Ｖ２₀＋、Ｖ２
₀−、Ｖ２₁＋、Ｖ２₁−、Ｗ２₀＋、Ｗ２₀−、Ｗ２₁＋、
Ｗ２₁−のうち、大半の８つの巻線部Ｖ２₀＋、Ｗ２
₀−、Ｗ２₁−、Ｕ２₀＋、Ｕ２₁＋、Ｖ２₀−、Ｖ２₁−、
Ｗ２₁＋が破線θ₂からθ₃までの角度１２０°の領域
（第２の領域）に連続して配置されている。

【００３２】そして、固定子巻線組７₁及び７₂のうち
の、Ｗ２₀＋、Ｕ１₁−、Ｕ２₀−、Ｖ１₁＋が、破線θ₁
からθ₂で示す角度６０°の領域（第３の領域）に、巻
線組７₁に属する巻線と巻線組７₂に属する巻線とが交互
に配置されている。また、固定子巻線組７₁及び７₂のう
ちの、Ｗ１₀＋、Ｕ２₁−、Ｕ１₀−、Ｖ２₁＋が、破線θ
₃からθまでの角度６０°の領域（第４の領域）に、巻
線組７₁に属する巻線と巻線組７₂に属する巻線とが交互
に配置されている。

【００３３】つまり、固定子巻線組７₁のみの巻線が配
置される領域は角度１２０°に対応する領域であり、固
定子巻線組７₂のみの巻線が配置される領域も角度１２
０°に対応する領域である。これに対し、固定子巻線組
７₁と７₂との巻線が混在する領域は、角度６０°＋６０
°に対応する領域であり、それぞれの巻線組専用の領域
の１２０°／２４０°＝１／２となっている。

【００３４】したがって、固定子巻線組７₁の磁路と固
定子巻線組７₂の磁路は、一部分のみ共有するが大半の
部分は、別個となっており、互いに影響されない状態と
なっている。これにより、例えば、固定子巻線組７₂の
インバータ２Ｂに短絡故障が発生した場合、固定子巻線
組７₂に流れる故障電流により発生される磁束の、健全
な固定子巻線組７₁により発生される磁束への悪影響を
抑制することができ（相互誘導を抑制することがで
き）、この健全な固定子巻線組７₁により発生された磁
束により回転子を回転することが可能となる。

【００３５】つまり、以上説明した本発明の一実施例に
よれば、ひと組の駆動巻線のインバータにおけるスイッ
チング素子に短絡故障が発生した場合においても、回転
停止という事態を回避可能な信頼性が高い誘導電動機を
実現することができる。

【００３６】また、本発明の一実施例によれば、どちら
か一方のインバータにおけるスイッチング素子に短絡故
障が発生した場合には、これを故障検出部１５が検出
し、表示手段１６に表示するように構成したので、操作
者等の故障の認識が容易となる。

【００３７】図４は、本発明の他の実施例である誘導電
動機の固定子鉄心６に巻回された固定子巻線７の配置説
明図である。この他の実施例は、全体構成等は、図１及
び図２に示すものと同様となるので、図示及び説明は省
略する。

【００３８】図３に示した例においては、θ₁からθ₂及
びθ₀からθ₃の領域に、固定子巻線組７₁及び７₂の巻線
が混在し、磁路の一部を共有する構成となっている。こ
れに対して、図４に示す例においては、固定子巻線組７
₁と７₂とは、混在することなく配置され、互いの磁路が
分離された構成となっている。

【００３９】つまり、固定子鉄心６の破線θ₀−θ₁で２
分割される領域に巻線組７₁と７₂とが、それぞれ別個に
配置される。巻線組７₁においては、巻線Ｗ１₀−、Ｗ１
₁−、Ｕ１₀＋、Ｕ１₁＋、Ｖ１₀−、Ｖ１₁−、Ｗ１₀＋、
Ｗ１₁＋、Ｕ１₀−、Ｕ１₁−、Ｖ１₀＋、Ｖ１₁＋がθ₀か
らθ₁までの間の領域（第１の領域）に連続して配置さ
れる。また、巻線組７₂においては、巻線Ｗ２₀−、Ｗ２
₁−、Ｕ２₀＋、Ｕ２₁＋、Ｖ２₀−、Ｖ２₁−、Ｗ２₀＋、
Ｗ２₁＋、Ｕ２₀−、Ｕ２₁−、Ｖ２₀＋、Ｖ１₁＋がθ₁か
らθ₀までの間の領域（第２の領域）に連続して配置さ
れる。

【００４０】この場合、固定子巻線組７₁の一つの巻線
では、例えば、図示のようにＮ極及びＳ極を形成して、
一つの磁路を形成する。また、他方の固定子巻線組７₂
の一つの巻線では、図示のように巻線組７₁とは異なる
Ｎ極及びＳ極を形成して、一つの磁路を形成する。この
ため、固定子巻線組７₁と固定子巻線組７₂とは、相互の
磁路の干渉が無い構成となっている。

【００４１】したがって、以上説明した本発明の他の実
施例によれば、図３に示した例と同様に、ひと組の駆動
巻線のインバータにおけるスイッチング素子に短絡故障
が発生した場合においても、回転停止という事態を回避
可能な信頼性が高い誘導電動機を実現することができ
る。

【００４２】なお、本発明における誘導電動機において
は、磁極数は４極以上が必要である。つまり、２極の場
合には、一つの巻線によってＮ極及びＳ極が同時に生じ
るために一方の固定子巻線と他方の固定子巻線とを磁気
的に分離することが不可能であるためである。

【００４３】さらに、本発明における誘導電動機におい
ては、各インバータに接続される多相巻線組は、それぞ
れ２以上の偶数極を備えたことが重要である。つまり、
奇数極の場合には一方の多相巻線における対にはならな
い磁極による磁路が、他方の多相巻線の磁路と共有し、
そのために相互インダクタンスが生じる。この場合に
は、インバータの短絡故障時に、健全な多相巻線に悪影
響を与え、回転停止となる可能性がある。このため、本
発明においては、多相巻線組のそれぞれは、２以上の偶
数極を備える。

【００４４】図５は、本発明とは異なり、巻線組７₁と
７₂とを固定子鉄心６の巻線配置領域に、混在して配置
した例であり、本発明と従来技術との相違を明確にする
ための比較例を示す図である。

【００４５】図５において、固定子鉄心６には、連続し
て、Ｕ１₀＋、Ｕ２₀＋、Ｗ１₁＋、Ｗ２₁＋、Ｖ１₀＋、
Ｖ２₀＋、Ｕ１₀−、Ｕ２₀−、Ｗ１₀＋、Ｗ２₀＋、Ｖ１₀
−、Ｖ２₀−、Ｕ１₁−、Ｕ２₁−、Ｗ１₀−、Ｗ２₀−Ｖ
１₁−、Ｖ２₁−、Ｕ１₁＋、Ｕ２₁＋、Ｗ１₁−、Ｗ２
₁＋、Ｖ１₁＋、Ｖ２₁＋の順に配置してある。

【００４６】この図５の例においては、巻線組７₁及び
７₂のインバータがともに健全であるか、又はどちらか
一方のインバータのスイッチング素子が開放故障を発生
した場合には、誘導電動機の停止という事態を回避可能
である。しかしながら、この図５の例においては、巻線
組７₁が形成する磁路と巻線組７₂が形成する磁路とは、
ほぼ共用するものとなっているため、巻線組７₁又は７₂
のどちらか一方のインバータのスイッチング素子が短絡
故障を発生した場合、故障電流により発生した磁束が健
全な巻線組の発生する磁束に悪影響を及ぼしてしまう。
そして、その結果、誘導電動機が停止してしまうという
事態が発生する可能性がある。

【００４７】これに対して、図３及び図４に示した本発
明の実施例は、巻線組７₁の磁路と巻線組７₂の磁路と
は、互いにほぼ独立又は完全に独立したものとなってい
るので、巻線組７₁又は７₂のどちらか一方のインバータ
のスイッチング素子が短絡故障を発生した場合にも、故
障電流により発生した磁束の健全な巻線組の磁束への悪
影響が抑制され、誘導電動機が停止してしまうという事
態を確実に回避することができる。

【００４８】上述した本発明による誘導電動機は、電気
自動車等の電動車両の駆動用電動機として、使用する場
合に効果的である。この場合、図１における制御装置１
４にアクセルペダルの踏み込み量に応じた信号が供給さ
れ、供給された信号に従って、インバータ２Ａ及び２Ｂ
の動作が制御される。そして、誘導電動機３により電気
自動車の車軸が駆動され、走行される。

【００４９】上述した誘導電動機を車両駆動用の電動機
として、電動車両に使用すれば、複数の駆動巻線の組の
いずれかの組のスイッチング素子に短絡故障が発生した
場合においても、電動車両の走行を維持できるので、電
動車両の運転効率、安全性の向上が可能である。

【００５０】図３又は図４に示した誘導電動機が搭載さ
れた電気自動車においては、インバータ２Ａ又は２Ｂの
どちらか一方に短絡故障が発生した場合においても、上
述したように健全な巻線組により、誘導電動機を駆動す
ることが可能であるので、電気自動車の完全停止を確実
に回避することができる。

【００５１】また、上述した短絡故障が発生した場合に
は、この故障の発生が故障検出部１５により検出され、
表示手段１６に表示される。これにより、電気自動車の
運転者は、故障の発生を認識して適切な処置の実行が可
能となる。

【００５２】なお、上述した例は、本発明を回転型の誘
導電動機に適用した場合の例であるが、本発明は、回転
形の電動機に限らず、線形の誘導電動機、つまり、リニ
アモータにも適用することができる。

【００５３】また、上述した例は、本発明を３相の誘導
電動機に適用した場合の例であるが、本発明は、３相の
誘導電動機に限らず３相以上の多相の誘導電動機にも適
用可能である。

【００５４】

【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成され
ているため、次のような効果がある。複数の組に分割さ
れる複数の多相駆動巻線と、複数の多相駆動巻線の各組
に設けられる複数のスイッチング素子とを備えた誘導電
動機において、複数の多相駆動巻線の各組における駆動
巻線が互いに隣接して固定部に配置される領域は、他の
組の多相駆動巻線どうしが交互に配置される領域よりも
大である。

【００５５】これにより、ある組の駆動巻線が形成する
磁路と他の組の駆動巻線が形成する磁路とは、共用する
部分が少なく、互いにほぼ独立している。したがって、
ひと組の駆動巻線のインバータにおけるスイッチング素
子に短絡故障が発生した場合においても、回転停止とい
う事態を回避可能な信頼性が高い誘導電動機を実現する
ことができる。

【００５６】また、複数の組に分割される複数の多相駆
動巻線と、複数の多相駆動巻線の各組に設けられる複数
のスイッチング素子とを備えた誘導電動機において、固
定部は、複数の多相駆動巻線の各組毎の配置領域に分割
され、各組の複数の多相駆動巻線は、各組毎の配置領域
内に隣接して配置される。

【００５７】これにより、ある組の駆動巻線が形成する
磁路と他の組の駆動巻線が形成する磁路とは、互いにほ
ぼ独立している。したがって、ひと組の駆動巻線のイン
バータにおけるスイッチング素子に短絡故障が発生した
場合においても、回転停止という事態を回避可能な信頼
性がより高い誘導電動機を実現することができる。

【００５８】また、上述のように、ひと組のスイッチン
グ素子に短絡故障が発生した場合においても、他の健全
な組の駆動巻線により動作維持可能な誘導電動機を、電
動車両の駆動用電動機として使用すれば、電動車両の運
転効率、安全性を向上することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例である誘導電動機の概略構成
図である。

【図２】本発明の一実施例である誘導電動機の一部断面
図である。

【図３】本発明の一実施例である誘導電動機の固定子鉄
心に巻回された固定子巻線の配置を説明する図である。

【図４】本発明の他の実施例である誘導電動機の固定子
鉄心に巻回された固定子巻線の配置を説明する図であ
る。

【図５】本発明とは異なり、２つの巻線組を固定子鉄心
６の巻線配置領域に、混在して配置した例であり、本発
明と従来技術との相違を明確にするための比較例を示す
図である。

【符号の説明】

１Ａ、１Ｂ直流電源２Ａ、２Ｂインバータ３誘導電動機４固定子５回転子６固定子鉄心７₁、７₂ 固定子巻線組８回転子鉄心９回転子バー１０シャフト１１ハウジング１２エンドブラケット１３ベアリング１４制御装置１５故障検出部１６表示部６１固定子鉄心歯部６２固定子鉄心スロット部６３固定子鉄心コア部ＣＴa、ＣＴb スイッチング素子

フロントページの続き (72)発明者正木良三茨城県日立市大みか町七丁目１番１号株式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者武藤信義茨城県日立市大みか町七丁目１番１号株式会社日立製作所日立研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の組に分割される複数の多相駆動巻
線を有する固定部と、この固定部に近接して配置される
移動部と、上記複数の多相駆動巻線の各組に設けられ、
直流電源から多相駆動巻線に流れる電流を制御する複数
のスイッチング素子と、これらのスイッチング素子の動
作を制御する電流制御部とを備えた誘導電動機におい
て、上記複数の多相駆動巻線の各組における駆動巻線が互い
に隣接して固定部に配置される領域は、他の組の多相駆
動巻線どうしが交互に配置される領域よりも大であるこ
とを特徴とする誘導電動機。
【請求項２】請求項１記載の誘導電動機において、上
記移動部は円柱状の回転子であり、上記固定部は、上記
回転子のほぼ同心円上であって、回転子の外周側に配置
される円筒状の固定子であることを特徴とする誘導電動
機。
【請求項３】請求項２記載の誘導電動機において、上
記多相駆動巻線は、３相駆動巻線であり、この３相駆動
巻線が２つの組に分割されることを特徴とする誘導電動
機。
【請求項４】請求項３記載の誘導電動機において、上
記円筒状固定子の回転角１２０°に対応する第１の領域
には、３相駆動巻線の２つの組のうちの一方の組の駆動
巻線のみが配置され、上記円筒状固定子の回転角１２０
°に対応する第２の領域には、他方の組の駆動巻線のみ
が配置され、上記円筒状固定子の回転角６０°に対応す
る第３の領域及び回転角６０°に対応する第４の領域に
は、上記２つの組の駆動巻線が共に配置されることを特
徴とする誘導電動機。
【請求項５】請求項１記載の誘導電動機において、上
記スイッチング素子の短絡故障を検出する検出部と、こ
の検出部が上記短絡故障を検出したことを表示する表示
部とを備えることを特徴とする誘導電動機。
【請求項６】請求項１、２、３又は４記載の誘導電動
機を車両駆動用電動機として備えることを特徴とする電
動車両。
【請求項７】複数の組に分割される複数の多相駆動巻
線を有する固定部と、この固定部に近接して配置される
移動部と、上記複数の多相駆動巻線の各組に設けられ、
直流電源から多相駆動巻線に流れる電流を制御する複数
のスイッチング素子と、これらのスイッチング素子の動
作を制御する電流制御部とを備えた誘導電動機におい
て、上記固定部は、複数の多相駆動巻線の各組毎の配置領域
に分割され、各組の複数の多相駆動巻線は、上記各組毎
の配置領域内に隣接して配置されることを特徴とする誘
導電動機。
【請求項８】請求項７記載の誘導電動機において、上
記移動部は円柱状の回転子であり、上記固定部は、上記
回転子のほぼ同心円上であって、回転子の外周側に配置
される円筒状の固定子であることを特徴とする誘導電動
機。
【請求項９】請求項８記載の誘導電動機において、上
記多相駆動巻線は、３相駆動巻線であり、この３相駆動
巻線が２つの組に分割されることを特徴とする誘導電動
機。
【請求項１０】請求項９記載の誘導電動機において、
上記円筒状固定子の回転角１８０°に対応する第１の領
域には、３相駆動巻線の２つの組のうちの一方の組の駆
動巻線のみが配置され、上記円筒状固定子の回転角１８
０°に対応する第２の領域には、他方の組の駆動巻線の
みが配置されることを特徴とする誘導電動機。
【請求項１１】請求項７記載の誘導電動機において、
上記スイッチング素子の短絡故障を検出する検出部と、
この検出部が上記短絡故障を検出したことを表示する表
示部とを備えることを特徴とする誘導電動機。
【請求項１２】請求項７、８、９又は１０記載の誘導
電動機を車両駆動用電動機として備えることを特徴とす
る電動車両。