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JP2006101580A - Inverter device - Google Patents

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JP2006101580A
JP2006101580A JP2004281792A JP2004281792A JP2006101580A JP 2006101580 A JP2006101580 A JP 2006101580A JP 2004281792 A JP2004281792 A JP 2004281792A JP 2004281792 A JP2004281792 A JP 2004281792A JP 2006101580 A JP2006101580 A JP 2006101580A
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JP
Japan
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inverter
electric motor
motor
windings
motors
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Pending
Application number
JP2004281792A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kazuhiko Asada
和彦 麻田
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To rationally drive a plurality of motors using inverters. <P>SOLUTION: This inverter device is driven rationally by connecting a first motor 44 which has coils 41, 42, and 43 and a second motor 48 which has coils 45, 46, and 47 in series, and connecting the set to one inverter 49. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、家庭用や業務用として用いられ、各種の電気機器の動力源として用いられ、電気パワーを機械パワーに変換して機械負荷を駆動するインバータ装置に関するものである。   The present invention relates to an inverter device that is used for home use or business use, is used as a power source for various electric devices, and converts electric power into mechanical power to drive a mechanical load.

従来、この種のインバータ装置は、複数の電動機を駆動するために、それぞれ別々のインバータの出力に接続して駆動する(例えば、特許文献1参照)。図6は、特許文献1に記載された従来のインバータ装置の回路図を示すものである。図6に示すように、合計3個の電動機、すなわち、圧縮機5、冷却用DCファン8、庫内用DCファン10が設けられており、これらを駆動する電子制御回路12は、交流の電源から電源用トランス13、制御用電源14、マイクロコントローラ15、3相6石構成の圧縮機駆動用インバータ23、ゲートアンプ24、ファン駆動用インバータ25を有しており、圧縮機5は圧縮機駆動用インバータ23の出力に接続されて駆動され、冷却用DCファン8は圧縮機駆動用インバータ23とは別に設けた、ファン駆動用インバータ25によって駆動され、さらに、庫内用DCファン10についてもファン駆動用インバータ25を専用に設けて駆動するものであり、3個の電動機をそれぞれ別々のインバータ、すなわち、合計3個のインバータで駆動する構成のものであった。
特開平11−281218号公報
Conventionally, in order to drive a plurality of electric motors, this type of inverter device is driven by being connected to outputs of separate inverters (see, for example, Patent Document 1). FIG. 6 is a circuit diagram of a conventional inverter device described in Patent Document 1. In FIG. As shown in FIG. 6, a total of three electric motors, that is, a compressor 5, a cooling DC fan 8, and an internal DC fan 10 are provided. Power transformer 13, control power supply 14, microcontroller 15, three-phase six-stone compressor drive inverter 23, gate amplifier 24, and fan drive inverter 25. Compressor 5 is driven by a compressor. The cooling DC fan 8 is driven by a fan driving inverter 25 provided separately from the compressor driving inverter 23, and the internal DC fan 10 is also driven by a drive connected to the output of the inverter 23. A drive inverter 25 is provided and driven, and each of the three motors is a separate inverter, that is, a total of three inverters. Configuration were those of the motion.
JP-A-11-281218

しかしながら、前記従来の構成では、複数の電動機を別々に制御できるという利点はあるが、例えば、冷却ファンのように他の電動機の駆動時に同時に駆動されれば問題ないようなインバータ機器の場合には、電動機の数に応じてインバータの数も増えることから構成部品数が増大し、コスト、形状が大となるという課題を有しているものであった。   However, in the conventional configuration, there is an advantage that a plurality of electric motors can be controlled separately. For example, in the case of an inverter device that does not have any problem if it is simultaneously driven when driving other electric motors such as a cooling fan. Since the number of inverters increases according to the number of electric motors, the number of components increases, and the cost and shape increase.

本発明は上記課題を解決するもので、同時に駆動される複数の電動機を接続するインバータ装置で複数の電動機を同一のインバータから駆動することにより、電動機の数に対してインバータの数を少数とし、コスト、形状が小なるインバータ装置を提供することを目的としている。   The present invention solves the above problems, and by driving a plurality of motors from the same inverter in an inverter device that connects a plurality of motors that are driven simultaneously, the number of inverters is reduced relative to the number of motors, An object of the present invention is to provide an inverter device having a small cost and shape.

前記課題を解決するために、本発明のインバータ装置は、巻線を有する複数の電動機と、インバータを有し、前記複数の電動機は直列に接続して前記インバータに接続して駆動するものである。   In order to solve the above problems, an inverter device of the present invention includes a plurality of electric motors having windings and an inverter, and the plurality of electric motors are connected in series and connected to the inverter for driving. .

これによって、1つのインバータから出力される電流が、1つの電動機の巻線を通過後、直列接続された別の電動機の巻線も通過することから、1つのインバータから複数の電動機に電流が供給されて駆動されることになり、インバータ数が電動機の数に対して少数とすることが可能となり、コスト、形状が小なるインバータ装置を実現させることができるものとなる。   As a result, the current output from one inverter passes through the windings of one motor and then passes through the windings of another motor connected in series, so that current is supplied from one inverter to a plurality of motors. As a result, the number of inverters can be reduced relative to the number of electric motors, and an inverter device with reduced cost and shape can be realized.

本発明のインバータ装置は、1つのインバータから複数の電動機に電流が供給されて駆動されることになり、インバータ数が電動機の数に対して少数とすることが可能となり、コスト、形状が小なるインバータ装置を実現させることができるものとなる。   The inverter device of the present invention is driven by supplying current from a single inverter to a plurality of electric motors, so that the number of inverters can be reduced relative to the number of electric motors, and the cost and shape are reduced. An inverter device can be realized.

第1の発明は、巻線を有する複数の電動機と、インバータを有し、前記複数の電動機は直列に接続して前記インバータに接続して駆動する構成とすることにより、直列に接続された電動機は同一のインバータから電力が供給されて駆動されるので、インバータを少数とし、コスト、形状を小とすることができる。   A first invention has a plurality of electric motors having windings and an inverter, and the plurality of electric motors are connected in series and connected to the inverter for driving, thereby connecting the electric motors connected in series. Since the power is supplied from the same inverter and driven, the number of inverters can be reduced, and the cost and shape can be reduced.

第2の発明は、特に、第1の発明の第1の電動機は永久磁石を有し、前記永久磁石と巻線の相対位置を検知する位置検知手段を有する構成とすることにより、第1の電動機が永久磁石と巻線に供給された電流によって出力を発生し、かつ永久磁石に対する電流の位相に関しても位置検知手段の作用によって的確に制御されるため、第1の電動機を高効率で駆動することができ、さらに第1の電動機以外の電動機にも同一のインバータからの電流供給がなされることから、電動機数に対してインバータを少数とすることができ、高効率の上に、コストと形状が低となる構成が実現できるものとなる。   According to the second invention, in particular, the first electric motor of the first invention has a permanent magnet, and has a position detecting means for detecting a relative position between the permanent magnet and the winding. Since the electric motor generates an output by the current supplied to the permanent magnet and the winding, and the phase of the electric current with respect to the permanent magnet is accurately controlled by the action of the position detection means, the first electric motor is driven with high efficiency. Furthermore, since the same current is supplied from the same inverter to the motors other than the first motor, the number of inverters can be reduced with respect to the number of motors, and the cost and shape can be increased with high efficiency. It is possible to realize a configuration in which is low.

第3の発明は、特に、第2の発明の第2の電動機を誘導電動機としたことにより、非常に簡単な構成で、インバータの出力周波数が大きく変動した場合などでも脱調がなく、良好に負荷を駆動することができ、インバータの数を少なくしてコスト、形状を抑えた構成が実現できるものとなる。   The third aspect of the invention is particularly favorable because the second electric motor of the second aspect of the invention is an induction motor, and it has a very simple configuration and does not step out even when the output frequency of the inverter fluctuates greatly. A load can be driven, and a configuration with reduced cost and shape by reducing the number of inverters can be realized.

第4の発明は、特に、第2の発明の第2の電動機をリラクタンス電動機としたことにより、比較的簡単な構成で、インバータの出力周波数にほぼ同期した速度で負荷の駆動を行う、コスト、形状を低減した装置の実現を行うものである。   In the fourth aspect of the invention, in particular, the second motor of the second aspect of the invention is a reluctance motor, so that the load is driven at a speed almost synchronized with the output frequency of the inverter with a relatively simple configuration. An apparatus having a reduced shape is realized.

第5の発明は、特に、第1の発明の第2の電動機の負荷として設けたファンを有し、前記ファンはインバータを冷却する構成とすることにより、インバータを増やさない簡単な構成で効果的なインバータの冷却が可能となり、装置の形状、コストの抑えられる構成が実現できるものとなる。   The fifth aspect of the invention has a fan provided as a load of the second electric motor of the first aspect of the invention in particular, and the fan is effective in a simple configuration that does not increase the number of inverters by cooling the inverter. Inverter can be cooled, and the configuration of the apparatus and the cost can be reduced.

第6の発明は、特に、第1の発明の複数の電動機の巻線はいずれも3相であり、インバータから3相の交流出力を受ける構成とすることにより、比較的簡単な構成でインバータおよび電動機が構成できながら、十分な動力性能が得られ、インバータ数が低減されることによる形状、コストの低減ができるものとなる。   In the sixth aspect of the invention, in particular, the windings of the plurality of electric motors of the first aspect of the invention are all three-phase, and are configured to receive a three-phase AC output from the inverter. While the electric motor can be configured, sufficient power performance can be obtained, and the shape and cost can be reduced by reducing the number of inverters.

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments.

(実施の形態1)
図1は、本発明の第1の実施の形態におけるインバータ装置の回路図である。図1において、3相の巻線41、42、43を有する第1の電動機44、3相の巻線45、46、47を有する第2の電動機48、インバータ49を有しており、複数の電動機、すなわち第1の電動機44と第2の電動機48の接続は、巻線41、45が直列に接続され、巻線42、46が直列に接続され、巻線43、47が直列に接続されるという形で直列接続された上で、インバータ49から3相の交流出力を受けて駆動されるものとなっている。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a circuit diagram of an inverter device according to a first embodiment of the present invention. In FIG. 1, a first electric motor 44 having three-phase windings 41, 42, and 43, a second electric motor 48 having three-phase windings 45, 46, and 47, and an inverter 49 are provided. In the connection of the electric motor, that is, the first electric motor 44 and the second electric motor 48, the windings 41 and 45 are connected in series, the windings 42 and 46 are connected in series, and the windings 43 and 47 are connected in series. Are connected in series, and are driven by receiving three-phase AC output from the inverter 49.

なお、インバータ49は直流電源50から230Vの直流電圧を受けているが、これについてはさらに具体的に言えば、例えば100V交流電源を倍電圧整流などして構成したものから成り立たせ得るものである。   The inverter 49 receives a DC voltage of 230V from the DC power supply 50. More specifically, the inverter 49 can be constituted by, for example, a 100V AC power supply configured by voltage doubler rectification. .

さらに第1の電動機44は、巻線41、42、43と磁気的に鎖交する永久磁石51、52を設けてベアリング等の軸受けにより回転自在とした回転子53、およびホールIC55、56、57によって構成し、巻線41、42、43に対する永久磁石51、52の相対位置を検知する位置検知手段58を有するものとなっている。   Further, the first electric motor 44 includes a rotor 53 provided with permanent magnets 51 and 52 that are magnetically linked to the windings 41, 42, and 43 and can be rotated by a bearing such as a bearing, and Hall ICs 55, 56, and 57. And has a position detection means 58 for detecting the relative positions of the permanent magnets 51 and 52 with respect to the windings 41, 42 and 43.

第2の電動機48は、カゴ形の回転子60を有し、非常に一般的に用いられる誘導電動機の構成となっているものであり、巻線45、46、47に供給された3相の電流によって発生する回転磁界に引きずられるように回転し、負荷であるファン61を回転するものとなっており、本実施の形態においては、第2の電動機48およびファン61は、インバータ49と同一のプリント基板上に実装され、ファン61はインバータ49内の発熱部品を冷却できるように設けられているものとなっている。   The second electric motor 48 has a cage-shaped rotor 60 and has a configuration of an induction motor that is very commonly used. The second electric motor 48 has three phases supplied to the windings 45, 46, and 47. The fan 61, which is a load, rotates so as to be dragged by the rotating magnetic field generated by the current. In the present embodiment, the second electric motor 48 and the fan 61 are the same as the inverter 49. The fan 61 is mounted on a printed circuit board and provided so as to cool the heat generating components in the inverter 49.

インバータ49は、絶縁ゲート形バイポーラトランジスタ(IGBT)とダイオードで構成した6石のスイッチング素子70、71、72、73、74、75を有する3相6石の構成となっており、駆動回路76はスイッチング素子70、71、72、73、74、75をオンオフ制御することにより、3相の交流を出力するものとなっている。   The inverter 49 has a three-phase six-stone configuration including six stone switching elements 70, 71, 72, 73, 74, and 75 that are formed of an insulated gate bipolar transistor (IGBT) and a diode. By switching the switching elements 70, 71, 72, 73, 74, 75 on and off, a three-phase alternating current is output.

図2において、(ア)はホールIC55の出力電圧波形、(イ)はホールIC56の出力電圧波形、(ウ)はホールIC57の出力電圧波形である。   2, (a) shows the output voltage waveform of the Hall IC 55, (A) shows the output voltage waveform of the Hall IC 56, and (C) shows the output voltage waveform of the Hall IC 57.

図3において、(ア)はスイッチング素子70のゲート電圧波形、(イ)はスイッチング素子71のゲート電圧波形、(ウ)はスイッチング素子72のゲート電圧波形、(エ)はスイッチング素子73のゲート電圧波形、(オ)はスイッチング素子74のゲート電圧波形、(カ)はスイッチング素子75のゲート電圧波形である。   3, (a) is the gate voltage waveform of the switching element 70, (A) is the gate voltage waveform of the switching element 71, (C) is the gate voltage waveform of the switching element 72, and (D) is the gate voltage of the switching element 73. The waveform, (e) is the gate voltage waveform of the switching element 74, and (f) is the gate voltage waveform of the switching element 75.

これらの動作波形図に示されている動作は、一般によく知られている120度通電と呼ばれるものであり、ホールIC55、56、57から信号が駆動回路76に入力されると、スイッチング素子70、71、72、73、74、75が駆動回路76からの信号により、所定電気角(60度)毎に順序よくオンオフするものとなっている。   The operation shown in these operation waveform diagrams is generally known as 120-degree energization. When a signal is input from the Hall ICs 55, 56, 57 to the drive circuit 76, the switching element 70, 71, 72, 73, 74, and 75 are turned on and off in order at predetermined electrical angles (60 degrees) by a signal from the drive circuit 76.

なお、スイッチング素子70、71、72に関しては、電気角120度の期間内についてずっとオン状態を保つのではなく、所定のキャリア周波数、例えば4kHzなどを周期として細かくオンオフを繰り返し、そのオン期間の比率を加減することにより、出力の電圧の制御を行い、速度の加減などを自由に行うことができるものとなっている。   Note that the switching elements 70, 71, 72 are not kept on throughout the period of 120 electrical angles, but are repeatedly turned on and off in a predetermined carrier frequency, for example, 4 kHz, and the ratio of the on period. By adjusting the output voltage, the output voltage can be controlled, and the speed can be adjusted freely.

インバータ49は、上記のような動作を行うことに3相の交流の出力を行うが、本実施の形態では、直列に接続された第2の電動機48と第1の電動機44に同一の3相の電流を供給し、1つのインバータ49で2つの電動機44、48の駆動がなされるものとなる。   The inverter 49 performs three-phase AC output in performing the above-described operation. In the present embodiment, the same three-phase is connected to the second motor 48 and the first motor 44 connected in series. The two electric motors 44 and 48 are driven by one inverter 49.

ここで、本実施の形態では、第1の電動機44は例えば数10Wから数キロWというような比較的大きなパワーのものであるのに対し、第2の電動機48についてはファン61によってインバータ49に冷却風を供給するという目的に十分となる数W程度以下の小型のもので構成している。   Here, in the present embodiment, the first electric motor 44 has a relatively large power, such as several tens of watts to several kilowatts, whereas the second electric motor 48 is connected to the inverter 49 by the fan 61. It is composed of a small size of about several W or less which is sufficient for the purpose of supplying cooling air.

このため、インバータ49から供給される電流の値としては、第1の電動機44が十分駆動できるように数A以上となり、第2の電動機の巻線45、46、47は2〜3ターン程度で十分に機能するものとなり、各巻線45、46、47の両端子間にかかる電圧は1V程度以下というような極めて小さい値で済むことから、インバータ49の出力電圧を有効に第1の電動機44に供給することができるものとなる。   For this reason, the value of the current supplied from the inverter 49 is several A or more so that the first electric motor 44 can be sufficiently driven, and the windings 45, 46, 47 of the second electric motor are about two to three turns. The voltage between both terminals of each of the windings 45, 46, and 47 can be a very small value such as about 1V or less, so that the output voltage of the inverter 49 is effectively applied to the first motor 44. It can be supplied.

また、第1の電動機44に関しては、位置検知手段58による永久磁石51、52の位置の検知が精度良く行われるものとなっていることから、永久磁石51、52と巻線41、42、43の相互作用によって発生する誘導起電力に対して、位相差が少ない電流が供給され、効率よくトルクが発生する特性がえられるものとなる。   Further, with respect to the first electric motor 44, since the position detection means 58 detects the positions of the permanent magnets 51 and 52 with high accuracy, the permanent magnets 51 and 52 and the windings 41, 42, and 43 are detected. With respect to the induced electromotive force generated by this interaction, a current having a small phase difference is supplied, and a characteristic of generating torque efficiently can be obtained.

また、例えば駆動回路76にさらに進角制御などを加えることにより、d軸電流を零として電流が有効にトルクに変換されるような制御なども行うことができるものとすることもできる。   In addition, for example, by further controlling the advance angle to the drive circuit 76, it is possible to perform control such that the d-axis current is zero and the current is effectively converted into torque.

第2の電動機48に関しては、巻線45、46、47に流れる電流の周波数は、第1の電動機44の速度によって決まってしまうものであるため、第1の電動機44が高速で駆動されている場合には高周波で、第1の電動機44が低速で駆動されている場合には低周波である。   Regarding the second electric motor 48, the frequency of the current flowing through the windings 45, 46 and 47 is determined by the speed of the first electric motor 44, so the first electric motor 44 is driven at a high speed. When the first motor 44 is driven at low speed, the frequency is low.

例えば、冷媒を圧縮するコンプレッサの場合などモータを駆動するインバータ機器の多くのものは、第1の電動機の速度が高い条件で、パワーが大きくなり、インバータ49を構成する部品であるスイッチング素子70、71、72、73、74、75の損失パワー、すなわち発熱が多くなり、このようなインバータ装置の場合には、ちょうどインバータ49の発熱が大きくなる時に第2の電動機48によるファン61の速度も高くなるので、効果的にインバータ49の冷却が行われるという効果が得られるものとなる。   For example, many inverter devices that drive a motor, such as a compressor that compresses refrigerant, increase the power under the condition that the speed of the first electric motor is high, and the switching element 70 that is a component constituting the inverter 49, The loss power of 71, 72, 73, 74, and 75, that is, heat generation increases, and in the case of such an inverter device, the speed of the fan 61 by the second electric motor 48 is also high when the heat generation of the inverter 49 is increased. Therefore, the effect that the inverter 49 is effectively cooled can be obtained.

また、第1の電動機44の負荷の変動などによって、比較的短時間の間に第1の電動機44の速度が大きく変化する場合も考えられるが、本実施の形態においては第2の電動機48は誘導電動機という構成をとっていることから、脱調などで第2の電動機48の回転が止まってしまうと言うようなことはなく、多少のスベリによる回転速度の低下はあっても、冷却用のファン61は十分に駆動されるものとなっており、インバータ49に十分な冷却効果を上げることができるものとなっている。   Further, although the speed of the first electric motor 44 may greatly change in a relatively short time due to a change in the load of the first electric motor 44, the second electric motor 48 in the present embodiment is Since it is configured as an induction motor, the second motor 48 does not stop rotating due to a step-out or the like. The fan 61 is sufficiently driven and can sufficiently increase the cooling effect of the inverter 49.

また、本実施の形態では、3相である第1の電動機44の端子数は3個で済んでいるので、例えば冷媒を圧縮する圧縮機(コンプレッサ)などに使用する際にも有効に作用するが、第2の電動機48については、第1の電動機44と同様にやはり3相として構成しているため、各巻線45、46、47の端子数は合計6個となる。しかしながら、インバータ49と同じプリント基板に実装することにより、配線は特に面倒となることはない。   Further, in the present embodiment, since the number of terminals of the first electric motor 44 that is three-phase is three, it is effective when used in a compressor (compressor) that compresses the refrigerant, for example. However, since the second electric motor 48 is also configured as a three-phase like the first electric motor 44, the number of terminals of each winding 45, 46, 47 is six in total. However, wiring is not particularly troublesome by mounting on the same printed circuit board as the inverter 49.

ただし、第2の電動機48を第1の電動機44よりもインバータ49に近い側に接続することが絶対的な条件ということではなく、逆として、インバータ49からまず第1の電動機44を接続し、その後ろに第2の電動機48を接続してもかまわないが、その場合には第1の電動機44が6端子となる。   However, connecting the second electric motor 48 closer to the inverter 49 than the first electric motor 44 is not an absolute condition. Conversely, the first electric motor 44 is first connected from the inverter 49, The second electric motor 48 may be connected behind it, but in this case, the first electric motor 44 has six terminals.

なお、本実施の形態においては、位置検知手段58はホールIC55、56、57により、永久磁石51、52の極性を直接検知するもので構成しているが、位置検知手段58は必ずしもこのような構成のものでなくてもよく、例えば光学式のものや、永久磁石51、52が回転することにより3相の端子に発生する誘導起電力を電圧検知回路などを用いて検知する構成や、3相の電流からマイクロコンピュータ等で位置検知を行うもの、また直流電源50から供給される直流部分の電流の瞬時値から3相の各電流値を検出し、マイクロコンピュータ等で計算することにより位置検知を行うものなどであってもかまわない。   In the present embodiment, the position detection means 58 is configured to directly detect the polarities of the permanent magnets 51 and 52 by the Hall ICs 55, 56 and 57. For example, an optical type, a configuration in which an induced electromotive force generated at a three-phase terminal by rotation of the permanent magnets 51 and 52 is detected using a voltage detection circuit, or the like. Position detection by detecting the position from the phase current with a microcomputer, etc., and detecting each current value of the three phases from the instantaneous value of the current of the DC part supplied from the DC power supply 50 and calculating with the microcomputer It does not matter if it is something that performs.

(実施の形態2)
図4は、本発明の第2の実施の形態における第2の電動機をリラクタンス電動機84を用いて実現している構成図である。図4において、3相の巻線45、46、47は実施の形態1と同等のものであり、回転子80の構成が若干異なるものとしている。本実施の形態においては、回転子80は、ちょうど断面図を図4にて示しているように、回転の中心軸81、アルミニウムを鋳込んで構成した二次導体82を有しているがここまでの構成においては、一般の誘導電動機のカゴ型回転子と同様であって、短絡回路を形成している。
(Embodiment 2)
FIG. 4 is a configuration diagram in which the second electric motor according to the second embodiment of the present invention is realized using a reluctance motor 84. In FIG. 4, the three-phase windings 45, 46, and 47 are the same as those in the first embodiment, and the configuration of the rotor 80 is slightly different. In the present embodiment, the rotor 80 has a rotation center shaft 81 and a secondary conductor 82 formed by casting aluminum, as shown in the sectional view of FIG. The configuration up to this point is the same as the cage rotor of a general induction motor, and forms a short circuit.

そしてさらに、回転子80は鉄板に隙間83を設けており、これによって4極の電動機としてインダクタンスが大きい(磁束が通りやすい)回転子位置と、インダクタンスが小さい(磁束が通りにくい)回転子位置が発生するものとなる。その他の部分のインバータ装置の構成については、実施の形態1と全く同等のものとなっている。   Further, the rotor 80 is provided with a gap 83 in the iron plate, so that as a four-pole motor, a rotor position having a large inductance (easy to pass magnetic flux) and a rotor position having a small inductance (a magnetic flux hardly passes) are provided. Will occur. The configuration of the other part of the inverter device is exactly the same as that of the first embodiment.

本実施の形態においては、実施の形態1と同様にインバータ49が第1の電動機44を駆動すると、リラクタンス電動機で構成した第2の電動機84の3相の巻線45、46、47にはやはり3相の電流が供給されるものとなる。   In the present embodiment, when the inverter 49 drives the first electric motor 44 as in the first embodiment, the three-phase windings 45, 46, 47 of the second electric motor 84 configured by a reluctance electric motor are also used. A three-phase current is supplied.

ここで回転子80の速度が回転磁束の速度と大きく差がある場合には、二次導体82に電流が流れて、これが回転磁界との相互作用でトルクを発生し、この原理においては実施の形態1の誘導電動機を用いて第2の電動機48が構成されているものと全くの同等である。   Here, when the speed of the rotor 80 is greatly different from the speed of the rotating magnetic flux, a current flows through the secondary conductor 82, which generates a torque due to the interaction with the rotating magnetic field. This is exactly the same as that in which the second electric motor 48 is configured using the induction motor of the first embodiment.

そして第2の電動機84が加速して回転子80の速度が回転磁界と近くなった時点で、隙間83により発生する磁束が通りやすい方向が回転磁界に引き込まれ同期して回転するリラクタンストルクが作用するようになり、同期電動機として回転する状態となる。   Then, when the second motor 84 accelerates and the speed of the rotor 80 becomes close to the rotating magnetic field, the reluctance torque that rotates in synchronization with the direction in which the magnetic flux generated by the gap 83 easily passes is drawn into the rotating magnetic field. As a result, the motor rotates as a synchronous motor.

よって本実施の形態においては、起動時などにおいては二次導体82に流れる電流による誘導トルクにより同期化まで補助的に加速がなされ、後は同期電動機として回転することになり、そのため同期された後のスベリがなく効率が高く、脱調することもないので、冷却のファン61が不意に停止してしまう心配もないので信頼性が高いものとなる。そして、リラクタンストルクを発生する構成として、鉄心に隙間83を設けるという極めて簡単なもので実現させていることから、コストも低く抑えている。   Therefore, in the present embodiment, at the time of start-up or the like, the acceleration is supplementarily accelerated by the induced torque caused by the current flowing in the secondary conductor 82, and thereafter, the motor is rotated as a synchronous motor, and therefore after being synchronized. Since there is no slippage, the efficiency is high and there is no out-of-step, so there is no fear that the cooling fan 61 will stop unexpectedly, and the reliability is high. And since it implement | achieved by the very simple thing of providing the clearance gap 83 in an iron core as a structure which generate | occur | produces reluctance torque, the cost is also suppressed low.

なお、リラクタンスを発生させるための回転子80の構造としては、本実施の形態に示した隙間83をもった回転子80とする構成の他に、回転子の表面に凹凸を設けて磁束が通りやすい凸部と通りにくい凹部を交互に配置するというような方法も用いることができる。   Note that the structure of the rotor 80 for generating reluctance is not limited to the structure of the rotor 80 having the gap 83 shown in the present embodiment, and the surface of the rotor is provided with unevenness so that the magnetic flux passes. A method of alternately arranging convex portions that are easy to pass and concave portions that are difficult to pass can also be used.

(実施の形態3)
図5は、本発明の第3の実施の形態におけるインバータ装置の回路図を示している。図5においては、第3の電動機86をインバータ49と第2の電動機48の間に設けているが、その他の部分の構成は、実施の形態1と同様のものとしている。本実施の形態において、第3の電動機86は、3相の巻線87、88、89、およびカゴ形の回転子90を有した構成となっている。
(Embodiment 3)
FIG. 5 shows a circuit diagram of an inverter device according to the third embodiment of the present invention. In FIG. 5, the third electric motor 86 is provided between the inverter 49 and the second electric motor 48, but the configuration of other parts is the same as that of the first embodiment. In the present embodiment, the third electric motor 86 has a three-phase winding 87, 88, 89 and a cage rotor 90.

よって本実施の形態では、第1の電動機44、第2の電動機48、第3の電動機86が1つのインバータ回路49から3相の交流出力を受けて駆動されることになり、大変に合理的な構成が実現でき、小型、低コストのインバータ装置が実現できるものとなる。   Therefore, in the present embodiment, the first electric motor 44, the second electric motor 48, and the third electric motor 86 are driven by receiving three-phase AC output from one inverter circuit 49, which is very rational. Therefore, a compact and low-cost inverter device can be realized.

以上のように、本発明にかかるインバータ装置は、巻線を有する複数の電動機と、インバータを有し、前記複数の電動機は直列に接続して前記インバータに接続して駆動する構成とすることにより、複数の電動機を合理的に駆動するインバータ装置を提供することができるものとなる。   As described above, the inverter device according to the present invention includes a plurality of motors having windings and an inverter, and the plurality of motors are connected in series and connected to the inverter for driving. An inverter device that rationally drives a plurality of electric motors can be provided.

本発明の実施の形態1におけるインバータ装置の回路図The circuit diagram of the inverter apparatus in Embodiment 1 of this invention 同インバータ装置の位置検知手段の出力波形図Output waveform diagram of position detection means of the inverter device 同インバータ装置の駆動回路の出力波形図Output waveform diagram of the drive circuit of the inverter device 本発明の実施の形態2におけるリラクタンス電動機の断面図Sectional drawing of the reluctance motor in Embodiment 2 of this invention 本発明の実施の形態3におけるインバータ装置の回路図The circuit diagram of the inverter apparatus in Embodiment 3 of this invention 従来の技術におけるインバータ装置の回路図Circuit diagram of inverter device in the prior art

符号の説明Explanation of symbols

41 巻線
42 巻線
43 巻線
44 第1の電動機
45 巻線
46 巻線
47 巻線
48 第2の電動機
49 インバータ
51 永久磁石
52 永久磁石
58 位置検知手段
61 ファン
84 リラクタンス電動機
86 第3の電動機
87 巻線
88 巻線
89 巻線
41 Winding 42 Winding 43 Winding 44 First Motor 45 Winding 46 Winding 47 Winding 48 Second Motor 49 Inverter 51 Permanent Magnet 52 Permanent Magnet 58 Position Detection Means 61 Fan 84 Reluctance Motor 86 Third Motor 87 windings 88 windings 89 windings

Claims (6)

巻線を有する複数の電動機と、インバータを有し、前記複数の電動機は直列に接続して前記インバータに接続して駆動する構成としたインバータ装置。 An inverter device comprising a plurality of motors having windings and an inverter, wherein the plurality of motors are connected in series and connected to the inverter for driving. 第1の電動機は永久磁石を有し、前記永久磁石と巻線の相対位置を検知する位置検知手段を有する構成とした請求項1記載のインバータ装置。 The inverter apparatus according to claim 1, wherein the first electric motor includes a permanent magnet and includes a position detection unit that detects a relative position between the permanent magnet and the winding. 第2の電動機は誘導電動機とした請求項2記載のインバータ装置。 The inverter device according to claim 2, wherein the second electric motor is an induction motor. 第2の電動機はリラクタンス電動機とした請求項2記載のインバータ装置。 The inverter device according to claim 2, wherein the second electric motor is a reluctance electric motor. 第2の電動機に負荷として設けたファンを有し、前記ファンはインバータを冷却する構成とした請求項1記載のインバータ装置。 The inverter device according to claim 1, further comprising: a fan provided as a load on the second electric motor, wherein the fan cools the inverter. 複数の電動機の巻線はいずれも3相であり、インバータから3相の交流出力を受ける構成とした請求項1記載のインバータ装置。 The inverter device according to claim 1, wherein all of the windings of the plurality of electric motors have three phases and receive a three-phase AC output from the inverter.
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