JPH118997A - 制御装置内蔵型電動機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 長時間ライン停止することなく、インバータ
のメンテナンスを行えるようにすることを課題とする。 【解決手段】 商用電源１０からインバータ５０Ａを介
して電動機２０に電力を供給する第１電力供給系と、商
用電源１０から直接電動機２０に電力を供給する第２電
力供給系とを用意しておき、インバータ５０Ａにおい
て、第１電力供給系により電力供給を行っている際に故
障判定手段５６により故障が発生したか否かを判定し
て、故障が発生したという判定結果が得られた場合にス
イッチ５７ａ，５７ｂを操作して電動機２０に対する電
力供給系を第１電力供給系から第２電力供給系に切り替
える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、制御装置内蔵型
電動機に関し、詳細には、可変速制御装置であるインバ
ータなどで可変速運転を行う制御装置内蔵型電動機に関
する。

【０００２】

【従来の技術】図１０は従来の制御装置内蔵型電動機を
示すブロック図である。図１０に示した制御装置内蔵型
電動機は、商用電源１０、電動機２０、および制御装置
であるインバータ８０とから構成される。インバータ８
０は、商用電源１０とは電源線１１で接続され、電動機
２０とは電源線１２で接続される。インバータ８０が電
動機２０を可変速駆動するために与えられる操作量は電
圧, 電流, 周波数となる。インバータ８０は、交流の商
用電源１０を一旦直流に逆変換するコンバータ部８１、
その直流を可変周波数の交流に変換するインバータ部８
２、および装置内の制御を行う制御回路８３で構成され
る。

【０００３】つぎに、動作について説明する。図１０に
示した制御装置内蔵型電動機では、インバータ８０は商
用電源１０より交流電流の供給を受けると、コンバータ
部８１により一旦直流に変換してから続く後段のインバ
ータ部８２により再度交流に戻し、その交流電力を電動
機２０に供給する。インバータ部８２における直流−交
流変換は、制御回路８３の制御に従って実施される。

【０００４】続いて、上記電動機２０の具体的な構造例
について説明する。図１１は従来の全閉外扇形の電動機
の代表的構造を示す側断面図である。図１１において、
２１はステータコア、２２はステータコアに巻線された
コイル、２３はステータコア２１を内周に勘合させたフ
レーム、２４はフレーム２３に打込まれたステータコア
２１を固定する打込みねじである。そして、２５はロー
タ、２６はロータ２５を支持するブラケット、２７はロ
ータ２５に結合されたファン、２８はファン２７を保護
するカバーである。このカバー２８は、電動機２０の運
転中、ロータ軸と一緒に回転するファン２７からの風で
フレーム２３の外周を冷却する。

【０００５】電動機２０はコイル２２に電流を流し発生
する回転磁界によりトルクを発生する機構のためコイル
２２は発熱体である。コイル２２は耐熱絶縁等級により
温度上昇限度が定められている。例えば、三相電源で駆
動する４００Ｗ程度の全閉外扇形小型電動機で一般的な
Ｅ種絶縁の場合、温度上昇限度は７５℃であり運転時の
周囲温度を規格上一般的な４０℃ではコイル２２は１１
５℃と非常に高温となる。従って、一例として電動機内
気温で６０〜７０℃やステータコア外周の電動機表面で
８０〜９０℃となることがある。

【０００６】電動機２０を可変速する場合には、図１０
に示したように、インバータ８０，電動機２０をそれぞ
れ別々に設置し、電源線１１，１２をそれぞれ介して接
続させることで、モータ２０を運転することができる。
インバータ８０を制御盤内に設置すれば、設置環境が良
好になることから、制御基板周囲の空気が外気と通気す
る開放形が一般的である。

【０００７】一方、電動機２０は風雨にさらされる屋外
や屋内でも工作機械などの近傍など油，ほこり，湿気，
床振動などの設置環境は良いとは言えないところにも設
置されるので、その電動機２０の形状として全閉外扇形
が多く採用される。したがって、工場内に設置される制
御盤は密閉型の手元現場操作盤となり、工場現場に設置
されるインバータは内気と外気が流通している一般的な
開放型ではなく密閉型を用いることになる。なお、密閉
型インバータの場合には、放熱が悪いので、冷却フィン
を冷却ファンで冷却するか、冷却フィンを大型化して冷
却性を向上させる必要があった。

【０００８】インバータ８０を電動機２０内に内蔵する
場合には、図１２に示す構成が採用されている。図１１
に示した構成との相違部分は、図１２において、ファン
２７を配置させた室内にパワー部回路と制御回路を一体
化したインバータ８０を設けた構成である。このインバ
ータ８０は、フレーム２３に取付られた放熱板３０に取
り付けられている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】従来の電動機は上記の
ように構成されているので、インバータ８０が故障した
際に、電動機２０の運転を中断あるいはフリーラン停止
する場合があり、その復旧のため、一旦停止した電動機
２０をインバータ電源から商用電源１０に切替えて再起
動することなどが考えられていた。ところが、無人運転
ラインや工作機等の加工途中で電動機２０を停止させた
場合には、その停止により受ける損失が大きい装置では
バックアップ用の制御盤を設ける等で対処するしかな
く、システムが高価になるという問題点があった。

【００１０】また、インバータ８０が故障した場合に
は、電動機２０をインバータ電源から商用電源１０に切
替えて再起動運転し、インバータ８０の異常内容を解除
した後、再度商用電源１０をインバータ電源に切替える
ため、搬送ラインや加工ライン等の作業を一旦停止する
必要があるという問題点があり、また、インバータ８０
が故障した際に電動機２０をインバータ電源から商用電
源１０に切替えて再起動運転することは、一定速運転の
みしかできないという問題点があった。

【００１１】また、電動機２０の回転軸に直結した冷却
手段の場合には、モータの回転数が遅くなると、冷却風
量も少なくなるため冷却効果も低下するという問題点が
あった。

【００１２】また、インバータ８０を内蔵する電動機２
０においては、モータ部とインバータ部とを共通の冷却
手段で冷却すると、装置全体の寸法が大きくなるという
問題点や、インバータ部の寸法が大きくなるとモータ部
の冷却性が悪化するという問題点があった。

【００１３】この発明は、上述した従来例による問題点
を解消するため、長時間ライン停止することなく、制御
装置のメンテナンスをすることが可能な制御装置内蔵型
電動機を得ることを第１の目的とする。

【００１４】また、この発明は、無人運転に適したシス
テムを構築することが可能な制御装置内蔵型電動機を得
ることを第２の目的とする。

【００１５】また、この発明は、制御装置の故障の際に
も電動機の能力をフルに発揮することが可能な制御装置
内蔵型電動機を得ることを第３の目的とする。

【００１６】また、この発明は、電動機の回転数に関係
なく低速運転時も定トルク運転することが可能な制御装
置内蔵型電動機を得ることを第４の目的とする。

【００１７】また、この発明は、電動機内に制御装置を
内蔵しても電動機として小型化を実現することが可能な
制御装置内蔵型電動機を得ることを第５の目的とする。

【００１８】また、この発明は、電動機内に制御装置を
内蔵しても冷却効率を良好に保持することが可能な制御
装置内蔵型電動機を得ることを第６の目的とする。

【００１９】なお、近似技術として、例えば、特開昭６
１−１６１９９２号公報および同６３−８０７９７号公
報がある。上述した特開昭６１−１６１９９２号公報と
同６３−８０７９７号公報とは、いずれも電動機内に制
御装置を内蔵させた構成ではなく、通常のシステムトリ
ップの防止などを目的とするものである。

【００２０】

【課題を解決するための手段】上述した課題を解決し、
目的を達成するため、この発明に係る制御装置内蔵型電
動機によれば、商用電源から供給される電力を受けて機
械動力を発生する誘導形の電動機内にパワー部回路と制
御回路とを有するインバータを内蔵させた制御装置内蔵
型電動機において、前記商用電源から前記インバータを
介して前記電動機に電力を供給する第１電力供給系と前
記電動機に対する電力供給系を前記商用電源から直接前
記電動機に電力を供給する第２電力供給系とのいずれか
一方に切り替える切替手段と、前記第１電力供給系によ
り電力供給を行っている際に前記インバータに故障が発
生したか否かを判定する故障判定手段と、を備え、前記
切替手段は、前記故障判定手段により故障が発生したと
いう判定結果が得られた場合に前記電動機に対する電力
供給系を前記第１電力供給系から前記第２電力供給系に
切り替えることを特徴とする。

【００２１】この発明によれば、商用電源からインバー
タを介して電動機に電力を供給する第１電力供給系によ
り電力供給を行っている際に前記インバータに故障が発
生したか否かを判定して、故障が発生したという判定結
果が得られた場合に電動機に対する電力供給系を第１電
力供給系から商用電源から直接電動機に電力を供給する
第２電力供給系に切り替えるようにしたので、電動機へ
の電源供給が途絶えることはなく、継続して電動機を運
転することができ、これによって、長時間ライン停止す
ることなく、インバータのメンテナンスをすることが可
能である。

【００２２】つぎの発明に係る制御装置内蔵型電動機
は、商用電源から供給される電力を受けて機械動力を発
生する誘導形の電動機内にパワー部回路と制御回路とを
有するインバータを内蔵させた制御装置内蔵型電動機に
おいて、前記商用電源から前記インバータを介して前記
電動機に電力を供給している際に前記インバータに異常
が発生した場合、前記インバータの出力を停止する出力
停止手段と、前記出力停止手段により前記インバータの
出力を停止している際に前記インバータの異常が解除さ
れた場合、前記インバータの出力を復帰させる自動復帰
手段と、を備えたことを特徴とする。

【００２３】この発明によれば、商用電源からインバー
タを介して電動機に電力を供給している際にインバータ
に異常が発生した場合、そのインバータの出力を停止
し、その後にインバータの異常が解除された場合には、
インバータの出力を復帰させるようにしたので、インバ
ータによる電源供給を自動的に復帰させることができ、
これによって、無人運転に適したシステムを構築するこ
とが可能である。

【００２４】つぎの発明に係る制御装置内蔵型電動機
は、商用電源から供給される電力を受けて機械動力を発
生する誘導形の電動機内に内蔵され、かつパワー部回路
と制御回路とを有するインバータと、前記電動機内に内
蔵され、かつパワー部回路と制御回路とを有するバック
アップ用のインバータとを備えた制御装置内蔵型電動機
であって、前記電動機に対する電力供給系を前記商用電
源から前記インバータを介して前記電動機に電力を供給
する第１電力供給系と前記商用電源から前記バックアッ
プ用のインバータを介して前記電動機に電力を供給する
第２電力供給系とのいずれか一方に切り替える切替手段
と、前記第１電力供給系により電力供給を行っている際
に前記インバータに故障が発生した場合、前記電動機に
対する電力供給系として前記バックアップ用のインバー
タを選択する選択手段と、を備え、前記切替手段は、前
記選択手段により前記バックアップ用のインバータが選
択された場合に前記電動機に対する電力供給系を前記第
１電力供給系から前記第２電力供給系に切り替えること
を特徴とする。

【００２５】この発明によれば、商用電源からインバー
タを介して電動機に電力を供給する第１電力供給系によ
り電力供給を行っている際にインバータに故障が発生し
た場合、電動機に対する電力供給系としてバックアップ
用のインバータを選択して、電動機に対する電力供給系
を第１電力供給系から商用電源からバックアップ用のイ
ンバータを介して電動機に電力を供給する第２電力供給
系に切り替えるようにしたので、電動機への電源供給が
途絶えることはなく、継続して電動機を運転することが
でき、これによって、インバータの故障の際にも電動機
の能力をフルに発揮することが可能である。

【００２６】つぎの発明に係る制御装置内蔵型電動機
は、前記電動機内に冷却手段が設けられ、前記冷却手段
は前記電動機の回転軸とは直結しない構造であることを
特徴とする。

【００２７】この発明によれば、電動機内において冷却
手段を電動機の回転軸とは直結しない構造にしたので、
電動機の回転数が低下して冷却風量が少なくなることは
なく、これによって、電動機の回転数に関係なく低速運
転時も定トルク運転することが容易になる。

【００２８】つぎの発明に係る制御装置内蔵型電動機
は、前記電動機は、全閉自冷形であり、前記インバータ
のみ冷却することを特徴とする。

【００２９】この発明によれば、全閉自冷形の電動機に
おいてインバータのみ冷却するようにしたので、モータ
とインバータとを共通の冷却手段で冷却することはな
く、これによって、インバータを内蔵した電動機すなわ
ち制御装置内蔵型電動機としての小型化が可能となる。

【００３０】つぎの発明に係る制御装置内蔵型電動機
は、前記電動機は、反負荷側の軸受を支えるブラケット
とフレームをアルミなど金属材料で一体成形したフレー
ムに固定子鉄心を焼ばめ等で固定し、反負荷側の回転軸
に冷却手段を取付けた全閉外扇形であり、前記パワー部
回路は反負荷側の軸受を支える前記ブラケットと前記冷
却手段間に取付けられ、前記制御回路は前記フレームの
側面に設置されたことを特徴とする。

【００３１】この発明によれば、インバータにおいて、
パワー部回路を反負荷側の軸受を支えるブラケットと冷
却手段の間に取付け、制御回路をフレームの側面に設置
したので、モータとインバータとを共通の冷却手段で冷
却することはなく、これによって、電動機の冷却効率が
よくなり、冷却効果を向上することが可能である。

【００３２】

【発明の実施の形態】以下に添付図面を参照して、この
発明に係る制御装置内蔵型電動機の好適な実施の形態に
ついて詳細に説明する。

【００３３】（実施の形態１）まず、構成について説明
する。図１はこの発明の実施の形態１による制御装置内
蔵型電動機を示すブロック図である。図１に示した制御
装置内蔵型電動機は、商用電源１０からの電源入力構
造、電動機２０、および制御装置であるインバータ５０
Ａにより構成される。商用電源１０および電動機２０は
従来と同様のものであり、電源線１１，１２を介してイ
ンバータ５０Ａに接続される。インバータ５０Ａが電動
機２０を可変速駆動するために与えられる操作量は電
圧，電流，周波数である。

【００３４】インバータ５０Ａは、交流の商用電源１０
を一旦直流に逆変換するコンバータ部５１、直流を可変
周波数の交流に変換するインバータ部５２、インバータ
部５２をコントロールする演算手段５３、インバータ５
０Ａ自身の故障を判定する故障判定手段５６、およびそ
の故障判定手段５６の判定情報によりインバータ電源装
置（インバータ経由の供給）と商用電源装置（商用電源
１０から直接の供給）とを自動的に切替えるスイッチ５
７ａ，５７ｂにより構成される。なお、上述した演算手
段５３および故障判定手段５６は、いずれもＭＰＵによ
る処理としてもよく、あるいはそれぞれ制御回路もしく
は一体の制御回路で構成してもよい。

【００３５】つぎに、動作について説明する。図２は実
施の形態１による動作を説明するフローチャートであ
る。図１に示した制御装置内蔵型電動機では、インバー
タ５０Ａは、商用電源１０から供給される交流電源をコ
ンバータ部５１により直流電源に一旦変換し、その後段
のインバータ部５２により再度交流電源に戻してからそ
の交流電源を電動機２０に供給する。その際、故障判定
手段５６は、インバータ５０Ａの過電流遮断や主回路コ
ンデンサ等の故障を監視して（ステップＳ２１）、なん
らかの故障が検出されない間は（ステップＳ２２）、商
用電源１０とコンバータ部５１との接続関係を保持す
る。

【００３６】上述の監視中、故障判定手段５６により故
障ありと判断された場合には（ステップＳ２２）、故障
判定手段５６はスイッチ５７ａ，５７ｂによりインバー
タ電源装置から商用電源装置への切替えを実施する（ス
テップＳ２３）。すなわち、スイッチ５７ａにより商用
電源１０の出力をコンバータ部５１からスイッチ５７ｂ
に切り替え、スイッチ５７ｂにより電動機２０の入力を
インバータ部５２からスイッチ５７ａに切り替える操作
が行われる。これにより、インバータ５０Ａを通じて、
商用電源１０と電動機２０とがダイレクトに接続され
る。

【００３７】以上説明したように、実施の形態１によれ
ば、インバータ５０Ａが故障した際に、電源供給をイン
バータ電源装置から商用電源装置に切り替えるだけで商
用電源を直接電動機に供給することができ、これによっ
て、電動機２０への電源供給が途絶えることはなく、継
続して電動機２０を運転することができる。したがっ
て、長時間ライン停止することなく、制御装置のメンテ
ナンスをすることが可能である。

【００３８】なお、上述した実施の形態１による制御装
置内蔵型電動機は、一例として図１２に示した構造を適
用してもよい。

【００３９】（実施の形態２）さて、前述した実施の形
態１では、電動機２０に供給する電源を制御装置の故障
に応じてインバータ電源装置から商用電源装置に切り替
えるようにしていたが、以下に説明する実施の形態２の
ように、故障時に電源供給を一旦停止して復旧に応じて
再びインバータ電源供給を再開するようにしてもよい。
すなわち、前述した実施の形態１の構成と大きく異なる
部分は、電動機２０に対する電源供給をインバータ電源
装置だけで行う構成、および故障の復帰とともにインバ
ータ電源供給も復帰する構成にある。

【００４０】まず、構成について説明する。図３はこの
発明の実施の形態２による制御装置内蔵型電動機を示す
ブロック図である。図３に示した制御装置内蔵型電動機
は、商用電源１０からの電源入力構造、電動機２０、お
よび制御装置であるインバータ５０Ｂにより構成され
る。商用電源１０および電動機２０は従来と同様のもの
であり、電源線１１，１２を介してインバータ５０Ｂに
接続される。インバータ５０Ｂが電動機２０を可変速駆
動するために与えられる操作量は電圧，電流，周波数で
ある。

【００４１】インバータ５０Ｂは、実施の形態１と同様
のコンバ−タ部５１，インバータ部５２および演算手段
５３、並びに、インバータ部５２の出力を一旦停止もし
くはその停止を解除（リトライ機能）する搭載出力停止
手段６０およびその出力停止手段６０のリトライ機能を
利用してインバータ電源装置にて自動的に復帰させる自
動復帰手段６１により構成される。なお、上述した演算
手段５３、出力停止手段６０および自動復帰手段６１
は、いずれもＭＰＵによる処理としてもよく、あるいは
それぞれ制御回路もしくは一体の制御回路で構成しても
よい。

【００４２】つぎに、動作について説明する。図４は実
施の形態２による動作を説明するフローチャートであ
る。図３に示した制御装置内蔵型電動機では、インバー
タ５０Ｂは、商用電源１０から供給される交流電源をコ
ンバータ部５１により直流電源に一旦変換し、その後段
のインバータ部５２により再度交流電源に戻してからそ
の交流電源を電動機２０に供給する。その際、出力停止
手段６０は、インバータ５０Ｂの過電流遮断や主回路コ
ンデンサ等の故障を含む異常を監視して（ステップＳ４
１）、異常ありの判断が下されない間は（ステップＳ４
２）、商用電源１０とコンバータ部５１との接続関係を
保持する。

【００４３】上述の監視中、出力停止手段６０により異
常ありと判断された場合には（ステップＳ４２）、出力
停止手段６０により電動機２０に対するインバータ電源
供給が一時停止され（ステップＳ４３）、インバータ異
常が解除されるまでその状態が保持される（ステップＳ
４４）。その後、インバータ異常が解除された場合には
（ステップＳ４４）、自動復帰手段６１によりインバー
タ電源装置にて運転可能か否かを判断して、問題なけれ
ばインバータ電源供給により電動機２０は自動的に復帰
運転される（ステップＳ４５）。

【００４４】以上説明したように、実施の形態２によれ
ば、インバータ５０Ｂの異常により電動機２０へのイン
バータ電源の供給が停止しても、そのインバータ５０Ｂ
が復旧されることで、そのインバータ５０Ｂによる電源
供給を自動的に復帰させることができる。したがって、
無人運転に適したシステムを構築することが可能であ
る。

【００４５】なお、上述した実施の形態２による制御装
置内蔵型電動機は、一例として図１２に示した構造を適
用してもよい。

【００４６】（実施の形態３）さて、前述した実施の形
態１，２では、一台の制御装置を用いて電動機２０の運
転を継続させたり一時的に運転を停止しても復帰できる
ようにしていたが、以下に説明する実施の形態３のよう
に、通常使用する制御装置の他に少なくとも１台の制御
装置をバックアップ用に設けておくことでインバータ異
常の発生時に対処できるようにしてもよい。以下の説明
では、バックアップ用の制御装置を１台だけ用いた場合
を例に挙げる。

【００４７】図５はこの発明の実施の形態３による制御
装置内蔵型電動機を示すブロック図である。図５に示し
た制御装置内蔵型電動機は、商用電源１０からの電源入
力構造、電動機２０、制御装置であるメインインバータ
５０Ｃ、バックアップ用の制御装置であるサブインバー
タ５０Ｄ、メインインバータ５０Ｃ，サブインバータ５
０Ｄそれぞれの正常・異常に応じて使用するインバータ
の選択を行う選択手段７０、および選択手段７０の選択
情報に従って商用電源１０と電動機２０間をメインイン
バータ５０Ｃ側とサブインバータ５０Ｄ側とのいずれか
一方に切り替えるスイッチ７１ａ，７１ｂにより構成さ
れる。商用電源１０および電動機２０は従来と同様のも
のである。メインインバータ５０Ｃ，サブインバータ５
０Ｄが電動機２０を可変速駆動するために与えられる操
作量は電圧，電流，周波数である。

【００４８】メインインバータ５０Ｃは、実施の形態１
と同様のコンバ−タ部５１ｃ，インバータ部５２ｃおよ
び演算手段５３ｃにより構成され、サブインバータ５０
Ｄは、実施の形態１と同様のコンバ−タ部５１ｄ，イン
バータ部５２ｄおよび演算手段５３ｄにより構成され
る。電源線１１は商用電源１０とスイッチ７１ａとを接
続し、電源線１２は電動機２０とスイッチ７１ｂとを接
続する。なお、上述した選択手段７０、演算手段５３
ｃ，５３ｄは、いずれもＭＰＵによる処理としてもよ
く、あるいはそれぞれ制御回路もしくは一体の制御回路
で構成してもよい。

【００４９】つぎに、動作について説明する。図６は実
施の形態３による動作を説明するフローチャートであ
る。図５に示した制御装置内蔵型電動機では、通常は、
メインインバータ５０Ｃが、商用電源１０から供給され
る交流電源をスイッチ７１ａを介して取り込み、コンバ
ータ部５１ｃにより直流電源に一旦変換し、その後段の
インバータ部５２ｃにより再度交流電源に戻してからそ
の交流電源をスイッチ７１ｂを介して電動機２０に供給
する。その際、選択手段７０は、インバータ５０Ｃの過
電流遮断や主回路コンデンサ等の故障を含む異常を監視
して（ステップＳ６１）、異常が発生していない間は
（ステップＳ６２）、電源供給系をメインインバータ５
０で保持する。

【００５０】上述の監視中、メインインバータ５０Ｃに
異常が生じて選択手段７０により異常ありと判断された
場合には（ステップＳ６２）、選択手段７０はスイッチ
７１ａ，７１ｂにより電源供給系をメインインバータ５
０Ｃからサブインバータ５０Ｄへ切替える。すなわち、
スイッチ７１ａにより商用電源１０の出力をコンバータ
部５１ｃからコンバータ５１ｄに切り替え、スイッチ７
１ｂにより電動機２０の入力をインバータ部５２ｃから
インバータ部５２ｄに切り替える操作が行われる（ステ
ップＳ６３）。これにより、メインインバータ５０Ｃの
異常発生後は、サブインバータ５０Ｄを通じて電動機２
０にインバータ電源が供給される。

【００５１】以上説明したように、実施の形態３によれ
ば、メインインバータ５０Ｃが故障した際に、電源供給
をメインインバータ５０Ｃからバックアップ用のサブイ
ンバータ５０Ｄに切り替えるだけでインバータ電源を継
続して供給することができ、これによって、電動機２０
への電源供給が途絶えることはなく、継続して電動機２
０を運転することができる。したがって、インバータの
故障の際にも電動機２０の能力をフルに発揮することが
可能である。

【００５２】なお、上述した実施の形態３による制御装
置内蔵型電動機は、一例として図１２に示した構造を適
用してもよい。

【００５３】（実施の形態４）前述した実施の形態１〜
３のさらなる改善として、以下に説明する実施の形態４
のように、電動機２０に直結しない冷却手段を設けるよ
うにしてもよい。

【００５４】図７はこの発明の実施の形態４による制御
装置内蔵型電動機の内部構成を示す側断面図である。図
７に示した構成は、従来例の図１２と同様の構成につい
ては同様の番号を付し、その説明を省略する。図７にお
いて、５０Ｅは前述した実施の形態１，２，３のいずれ
かのインバータであり、このインバータ５０Ｅの取り付
け構造は従来のインバータ７０と同様の方法を採用して
いる。

【００５５】従来例では、図１２に示したごとく、冷却
手段であるファン２７がロータ２５に結合された構造で
あったが、この実施の形態４では、図７に示したごと
く、冷却手段である強制冷却ファン２９がロータ２５に
結合され、電動機２０の回転軸とは直結しない構成であ
る。この強制冷却ファン２９はカバー２８によって保護
される。冷却室においては、電動機２０の回転速度に関
係依存しない強制冷却ファン２９からの風がフレーム２
３の外周を冷却する。

【００５６】つぎに、動作について簡単に説明する。こ
の強制冷却ファン２９は、制御装置５０による低速運転
時においても、一定速度にて回転するため安定した冷却
風を確保することができる。

【００５７】以上説明したように、実施の形態４によれ
ば、電動機２０の回転速度に関係依存しない強制冷却フ
ァン２９を備えるようにしたので、電動機２０の回転数
に関係なく低速運転時も定トルク運転することが容易に
なる。

【００５８】（実施の形態５）前述した実施の形態１〜
３のさらなる改善として、以下に説明する実施の形態５
のように、冷却手段の寸法を考慮してインバータ部のみ
を冷却するようにしてもよい。

【００５９】図８はこの発明の実施の形態５による制御
装置内蔵型電動機の内部構成を示す側断面図である。図
８に示した構成は、従来例の図１２と同様の構成につい
ては同様の番号を付し、その説明を省略する。

【００６０】図８において、５０Ｆは前述した実施の形
態１，２，３のいずれかのインバータであり、このイン
バータ５０Ｆの取り付け構造は従来のインバータ７０と
同様の方法を採用するとともに、冷却対象がインバータ
５０Ｆのみとなっていることから、そのインバータ５０
Ｆは放熱板３０でカバーされ、前述の実施の形態４のよ
うなカバー２８および強制冷却ファン２９は取り除かれ
る（図８，図１２参照）。

【００６１】つぎに、動作について簡単に説明する。上
記放熱板３０は、インバータ５０Ｆが前述の強制冷却フ
ァン２９（図８参照）の冷却風がない状態であっても冷
却可能な放熱面積を有しているので、十分な冷却効果を
得ることができる。また、電動機２０の冷却に関して
も、自冷形にて冷却可能な構造にすることで、十分な冷
却効果を得ることができる。

【００６２】以上説明したように、実施の形態５によれ
ば、インバータ部を自冷形にて冷却するようにしたの
で、制御装置であるインバータを内蔵した電動機すなわ
ち制御装置内蔵型電動機としての小型化が可能となる。

【００６３】（実施の形態６）前述した実施の形態１〜
３のさらなる改善として、以下に説明する実施の形態５
のように、モータ部の冷却方法を改善するため、制御装
置のパワー部回路を反負荷側の軸受を支えるブラケット
と冷却手段との間に取り付け、一方の制御装置はフレー
ムの側面に設置するようにしてもよい。

【００６４】図９はこの発明の実施の形態６による制御
装置内蔵型電動機の内部構成を示す側断面図である。図
９に示した構成は、従来例の図１１と同様の構成につい
ては同様の番号を付し、その説明を省略する。図９にお
いて、５０Ｇは前述した実施の形態１，２，３のいずれ
かのインバータであり、５９は平滑コンデンサを含む制
御回路である。この平滑コンデンサを含む制御回路５９
は、フレーム２３上に取り付けられている。

【００６５】つぎに、動作について簡単に説明する。一
般的に、電動機２０の容量が大きくなると、インバータ
５０Ｇの平滑コンデンサの寸法も大きく、この平滑コン
デンサを電動機２０の反負荷側に設置すると、インバー
タ部の寸法が大きくなるため、冷却ファン２７の冷却風
が電動機２０のフレームを有効に冷却することができな
い場合がある。このため、この実施の形態６では、この
平滑コンデンサを含む制御回路５９をフレーム２３に取
り付けることにより、冷却ファン２７の冷却風により、
電動機２０の冷却性を確保することができる。

【００６６】以上説明したように、実施の形態６によれ
ば、比較的寸法の大きい平滑コンデンサを含む制御回路
５９を電動機２０のフレーム２３の側面に設置するよう
にしたので、電動機２０の冷却効率がよくなり、冷却効
果を向上することが可能である。

【００６７】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、商用電源からインバータを介して電動機に電力を供
給する第１電力供給系により電力供給を行っている際に
前記インバータに故障が発生したか否かを判定して、故
障が発生したという判定結果が得られた場合に電動機に
対する電力供給系を第１電力供給系から商用電源から直
接電動機に電力を供給する第２電力供給系に切り替える
ようにしたので、電動機への電源供給が途絶えることは
なく、継続して電動機を運転することができ、これによ
って、長時間ライン停止することなく、インバータのメ
ンテナンスをすることが可能な制御装置内蔵型電動機が
得られるという効果を奏する。

【００６８】つぎの発明によれば、商用電源からインバ
ータを介して電動機に電力を供給している際にインバー
タに異常が発生した場合、そのインバータの出力を停止
し、その後にインバータの異常が解除された場合には、
インバータの出力を復帰させるようにしたので、インバ
ータによる電源供給を自動的に復帰させることができ、
これによって、無人運転に適したシステムを構築するこ
とが可能な制御装置内蔵型電動機が得られるという効果
を奏する。

【００６９】つぎの発明によれば、商用電源からインバ
ータを介して電動機に電力を供給する第１電力供給系に
より電力供給を行っている際にインバータに故障が発生
した場合、電動機に対する電力供給系としてバックアッ
プ用のインバータを選択して、電動機に対する電力供給
系を第１電力供給系から商用電源からバックアップ用の
インバータを介して電動機に電力を供給する第２電力供
給系に切り替えるようにしたので、電動機への電源供給
が途絶えることはなく、継続して電動機を運転すること
ができ、これによって、インバータの故障の際にも電動
機の能力をフルに発揮することが可能な制御装置内蔵型
電動機が得られるという効果を奏する。

【００７０】つぎの発明によれば、電動機内において冷
却手段を電動機の回転軸とは直結しない構造にしたの
で、電動機の回転数が低下して冷却風量が少なくなるこ
とはなく、これによって、電動機の回転数に関係なく低
速運転時も定トルク運転することが容易になる制御装置
内蔵型電動機が得られるという効果を奏する。

【００７１】つぎの発明によれば、全閉自冷形の電動機
においてインバータのみ冷却するようにしたので、モー
タとインバータとを共通の冷却手段で冷却することはな
く、これによって、インバータを内蔵した電動機すなわ
ち制御装置内蔵型電動機としての小型化が可能な制御装
置内蔵型電動機が得られるという効果を奏する。

【００７２】つぎの発明によれば、インバータにおい
て、パワー部回路を反負荷側の軸受を支えるブラケット
と冷却手段の間に取付け、制御回路をフレームの側面に
設置したので、モータとインバータとを共通の冷却手段
で冷却することはなく、これによって、電動機の冷却効
率がよくなり、冷却効果を向上することが可能な制御装
置内蔵型電動機が得られるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施の形態１による制御装置内蔵
型電動機を示すブロック図である。

【図２】 実施の形態１による動作を説明するフローチ
ャートである。

【図３】 この発明の実施の形態２による制御装置内蔵
型電動機を示すブロック図である。

【図４】 実施の形態２による動作を説明するフローチ
ャートである。

【図５】 この発明の実施の形態３による制御装置内蔵
型電動機を示すブロック図である。

【図６】 実施の形態３による動作を説明するフローチ
ャートである。

【図７】 この発明の実施の形態４による制御装置内蔵
型電動機の内部構成を示す側断面図である。

【図８】 この発明の実施の形態５による制御装置内蔵
型電動機の内部構成を示す側断面図である。

【図９】 この発明の実施の形態６による制御装置内蔵
型電動機の内部構成を示す側断面図である。

【図１０】 従来における制御装置内蔵型電動機を示す
ブロック図である。

【図１１】 従来における制御装置内蔵型電動機の内部
構成の一例を示す側断面図である。

【図１２】 従来における制御装置内蔵型電動機の内部
構成の他の例を示す側断面図である。

【符号の説明】

１０ 商用電源、２０ 電動機、５０Ａ，５０Ｂ，５０
Ｅ，５０Ｆ，５０Ｇインバータ、５０Ｃ メインインバ
ータ、５０Ｄ サブインバータ、５１，５１ｃ、５１ｄ
コンバータ部、５２，５２ｃ，５２ｄ インバータ
部、５３，５３ｃ，５３ｄ 演算手段、５６ 故障判定
手段、５７ａ，５７ｂ，７１ａ，７１ｂスイッチ、５９
制御回路、６０ 出力停止手段、６１ 自動復帰手
段、７０選択手段。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 商用電源から供給される電力を受けて機
   械動力を発生する誘導形の電動機内にパワー部回路と制
   御回路とを有するインバータを内蔵させた制御装置内蔵
   型電動機において、 前記商用電源から前記インバータを介して前記電動機に
   電力を供給する第１電力供給系と前記電動機に対する電
   力供給系を前記商用電源から直接前記電動機に電力を供
   給する第２電力供給系とのいずれか一方に切り替える切
   替手段と、 前記第１電力供給系により電力供給を行っている際に前
   記インバータに故障が発生したか否かを判定する故障判
   定手段と、 を備え、 前記切替手段は、前記故障判定手段により故障が発生し
   たという判定結果が得られた場合に前記電動機に対する
   電力供給系を前記第１電力供給系から前記第２電力供給
   系に切り替えることを特徴とする制御装置内蔵型電動
   機。
2. 【請求項２】 商用電源から供給される電力を受けて機
   械動力を発生する誘導形の電動機内にパワー部回路と制
   御回路とを有するインバータを内蔵させた制御装置内蔵
   型電動機において、 前記商用電源から前記インバータを介して前記電動機に
   電力を供給している際に前記インバータに異常が発生し
   た場合、前記インバータの出力を停止する出力停止手段
   と、 前記出力停止手段により前記インバータの出力を停止し
   ている際に前記インバータの異常が解除された場合、前
   記インバータの出力を復帰させる自動復帰手段と、 を備えたことを特徴とする制御装置内蔵型電動機。
3. 【請求項３】 商用電源から供給される電力を受けて機
   械動力を発生する誘導形の電動機内に内蔵され、かつパ
   ワー部回路と制御回路とを有するインバータと、前記電
   動機内に内蔵され、かつパワー部回路と制御回路とを有
   するバックアップ用のインバータとを備えた制御装置内
   蔵型電動機であって、 前記電動機に対する電力供給系を前記商用電源から前記
   インバータを介して前記電動機に電力を供給する第１電
   力供給系と前記商用電源から前記バックアップ用のイン
   バータを介して前記電動機に電力を供給する第２電力供
   給系とのいずれか一方に切り替える切替手段と、 前記第１電力供給系により電力供給を行っている際に前
   記インバータに故障が発生した場合、前記電動機に対す
   る電力供給系として前記バックアップ用のインバータを
   選択する選択手段と、 を備え、 前記切替手段は、前記選択手段により前記バックアップ
   用のインバータが選択された場合に前記電動機に対する
   電力供給系を前記第１電力供給系から前記第２電力供給
   系に切り替えることを特徴とする制御装置内蔵型電動
   機。
4. 【請求項４】 前記電動機内に冷却手段が設けられ、前
   記冷却手段は前記電動機の回転軸とは直結しない構造で
   あることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記
   載の制御装置内蔵形電動機。
5. 【請求項５】 前記電動機は、全閉自冷形であり、前記
   インバータのみ冷却することを特徴とする請求項１〜３
   のいずれか一つに記載の制御装置内蔵形電動機。
6. 【請求項６】 前記電動機は、反負荷側の軸受を支える
   ブラケットとフレームをアルミなど金属材料で一体成形
   したフレームに固定子鉄心を焼ばめ等で固定し、反負荷
   側の回転軸に冷却手段を取付けた全閉外扇形であり、前
   記パワー部回路は反負荷側の軸受を支える前記ブラケッ
   トと前記冷却手段間に取付けられ、前記制御回路は前記
   フレームの側面に設置されたことを特徴とする請求項１
   〜５のいずれか一つに記載の制御装置内蔵形電動機。