(57)【要約】  本発明は、交流モータ（10）駆動用の電動モータ駆動装置に関するものである。この電動モータ駆動装置はモータ制御用の周波数変換器（６）を含み、この周波数変換器（６）は、複数の半導体スイッチを用いてブリッジ構成した整流器（61）およびインバータ（62）を有する。また上記電動モータ駆動装置は、整流器とインバータとの間に配置された中間回路（63）を含み、中間回路はコンデンサ（63a）を含む。本発明によれば、電動モータ駆動装置は、上述のものに加えて、２個の調整ユニットを含む。それらのうち第１の調整ユニットは誘導子ユニット（７）を含み、誘導子ユニットは周波数変換器（６）の入力端子である整流器の入力端子に設けられていて、誘導子ユニットに含まれる各誘導子（７１、７２；７３）は、各相（Ｒ、Ｓ、Ｔ）に接続されている。また第１の調整ユニットは中間回路（63）を含み、この中間回路には、およそ50μFの低容量のコンデンサが設けられている。一方、第２の調整ユニットは補助スイッチ（13）を含み、補助スイッチにはセーフティリレー（９）によって電力が供給される。この補助スイッチはインバータブリッジ（62）のそれぞれの半導体スイッチ（12）に接続され、これによって、それぞれの半導体スイッチへの制御信号は、補助スイッチが導通状態にある時に、補助スイッチを通して伝達される。また第２の調整ユニットは電流計ユニット（８）を含み、これは、電動モータへ供給される電流を計測し、さらに／あるいはモニタする。
2005510192.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の半導体スイッチ（３；13）を用いてブリッジ構成した整流器（21；61）およびインバータ（22；62）を有するモータ制御用の周波数変換器（２；６）と、該整流器およびインバータの間の中間回路（23；63）とを含み、該中間回路はコンデンサ（23a；63a）を含む、交流モータ（１；10）駆動用の電動モータ駆動装置において、該装置はさらに、２個の調整ユニットを含み、それらのうち第１の調整ユニットは、
−  前記周波数変換器（６）の入力端子である前記整流器の入力端子に設けられ、各相（Ｒ、Ｓ、Ｔ）に接続された複数の誘導子（７１、７２；７３）を含む誘導子ユニット（７）と、
−  およそ50 μFの低容量のコンデンサを有する中間回路（63）とを含み、
第２の調整ユニットは、
−  セーフティリレー（９）によって電力が供給される補助スイッチ（13）であって、該補助スイッチがインバータブリッジ（62）のそれぞれの半導体スイッチ（12）に接続されていることにより、該補助スイッチが導通状態にある時にそれぞれの半導体スイッチへの制御信号が該補助スイッチを通して伝達される補助スイッチ（13）と、
−  電動モータへ供給される電流を計測し、さらに／あるいはモニタする電流計ユニット（８）とを含むことを特徴とする電動モータ駆動装置。
【請求項２】
請求項１に記載の電動モータ駆動装置において、第２の制御ユニットは、
−  セーフティリレー（９）によって電力が供給される補助スイッチ（13；13１、13３、13５）であって、上部ブリッジ（62a）のそれぞれの半導体スイッチ（12；12１、12３、12５）に接続されていることにより、該補助スイッチが導通状態にある時にそれぞれの半導体スイッチへの制御信号が該補助スイッチを通して伝達される補助スイッチ（13；13１、13３、13５）と、
−  電動モータへ供給される電流をモニタし、さらに／あるいは計測する電流計ユニット（８）と、
−  下部ブリッジ（62b）のそれぞれの半導体スイッチ（12；12２、12４、12６）に接続された電流モニタユニット（14）とを含むことを特徴とする電動モータ駆動装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の電動モータ駆動装置において、前記補助スイッチ（13）はスイッチングトランジスタ（13a）を含み、該スイッチングトランジスタにセーフティリレー（９）を介して作動電圧（Ｕ）が印加され、制御パルスは、該作動電圧（Ｕ）が印加されているときに、前記スイッチングトランジスタを通って制御ユニット（64；64b）からIGBTなどの半導体スイッチ（12）の制御端子（Ｇ）へ伝達可能であることを特徴とする電動モータ駆動装置。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれかに記載の電動モータ駆動装置において、前記中間回路（631）は前記コンデンサ（63a）に直列接続されたスイッチ（63b）を含むことを特徴とする電動モータ駆動装置。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれかに記載の電動モータ駆動装置において、前記コンデンサ（63a）はペーパーコンデンサ、プラスチックコンデンサまたはこれらに相当する乾式コンデンサであることを特徴とする電動モータ駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【詳細な説明】
【０００１】
本発明は、請求項１の前段に記載の、特にエレベータ用に設計された交流電動モータ駆動装置に関するものである。
【０００２】
図１は従来技術におけるエレベータ用電動モータ駆動装置を示す。この装置は、交流モータ、望ましくは３相モータ１の制御および調整に用いられる。この電動モータ駆動装置は周波数変換器２を含み、周波数変換器２は整流器21およびインバータ22を有し、整流器21およびインバータ22は中間回路23によって互いに接続されている。整流器の入力端子21は、電子ネットワークSVからの３相電源などの交流電源に接続されていて、整流器の出力端子は中間回路に対して直流電圧Ucを生成し、この電圧は可変値としてもよいし、一定値としてもよい。中間回路は大容量のコンデンサ23aを含み、これは一般に電解コンデンサであり、整流器21の出力端子の間に接続されていて、コンデンサの極板間には直流電圧Ucが印加されている。この直流電圧Ucはインバータ22の入力端子に供給される。
【０００３】
周波数変換器２はインバータ制御ユニット24；24bも含んでいて、これによりインバータ22および電動モータ１の動作が制御される。整流器21がダイオードブリッジを用いて構成されている場合、その動作は制御されないため、整流器は別個の制御ユニットを必要としない。整流器21が制御可能な半導体スイッチを含む場合、整流器21は、整流器21の動作を制御しとりわけ中間回路の直流電圧Ucの大きさを制御する制御ユニット24；24aを必要とする。インバータ22を介して制御ユニット24；24bに制御されることによって、可変の周波数を有する３相電圧および３相電流が電動モータ３に対して生成され、これによってモータの回転速度をゼロから所定の最高速度まで変化させることができる。またインバータ22は、相順の選択にも用いられる。すなわち、モータの回転方向も決定する。
【０００４】
整流器21およびインバータ22は両方とも、一般的に半導体スイッチを用いて構成される。かかる半導体スイッチは例えばサイリスタ、トライアック、MOSFETおよびIGBT（絶縁ゲートバイポーラトランジスタ）を含む。整流器およびインバータは、同様のIGBT（絶縁ゲートバイポーラトランジスタ）ブリッジ回路で構成するのが好ましい。図２はそのようなブリッジ回路を示す。このブリッジ回路は図３に示すIGBトランジスタ３；３１、３２、３３、３４、３５、３６を６個含み、これらは２個ずつ並列に接続されている。IGBTブリッジ回路を整流器21として機能させる場合は、各供給電圧相Ｒ、Ｓ、Ｔを、IGBトランジスタの各ペア３１、３２；３３、３４；３５、３６を構成するトランジスタ間にある整流器の入力端子IN1に接続する。そしてこれら各ペアを整流器からの出力OUT1側の正負の端子に接続する。IGBTブリッジ回路をインバータ22として機能させる場合は、その入力端子および出力端子を、整流器として機能させる場合と異なる反転させた状態で入出力端子IN2、OUT2に接続する。すると、中間回路の直流電圧Ucは、並列接続されているIGBトランジスタの各ペアを介して入力端子IN2に印加され、出力端子OUT2では、それぞれのトランジスタのペアを構成するトランジスタ間の点から、交流電圧の各相が得られる。
【０００５】
周波数変換器２の入力端子側および出力端子側、すなわち電源側およびモータ側のそれぞれに、第１および第２の接点装置４、５が設けられている。接点装置は両方とも、複数のスイッチを有し、これらのスイッチの数は相の数に対応していて、本実施例の場合、３個のスイッチを有している。第１の、すなわち入力端子の接点装置４を通して周波数変換器２は交流電源の各相、好ましくは電子ネットワークSVの各相Ｒ、Ｓ、Ｔに接続されている。これと同様に、第２の接点装置５を通して電動モータ１は周波数変換器２の出力端子に接続されている。接点装置４、５が開放されている時は、電力が電源から周波数変換器２を介してモータ１へ供給されることはない。接点装置４、５が閉成している時は、電源SVからモータ１へ電力が供給される。第１および第２の接点装置４、５は共通の制御スイッチ15によって制御するのが好ましい。制御スイッチ15は、接点装置４、５を閉成してモータへの電力供給を開始する時に閉成される（また同様に、接点装置４、５は、モータ１への電力供給を中断する時に開放される）。上述の切替装置の主目的は、とりわけエレベータに用いる場合に、電動モータおよびエレベータの全体としての安全な運転を保証することである。
【０００６】
接点装置４、５の使用上の問題点は、定期的な保守が必要なこと、および、稼動寿命が限られていることである（例えば２年）。その他の欠点としては、接点装置の作動によって騒音が生じることである。この騒音は接点装置が高速に動作したり、接点装置の接触要素が突然に停止したりすることによって生じる。さらに他の問題点として、接点装置の電磁的な干渉によって生じるものがある。加えて、接点装置によって電動モータ駆動装置の価格が高くなってしまう。
【０００７】
欧州特許出願EP-1037354号により、従前から公知のエレベータ用電動モータ駆動装置があり、これは原理上、図１に示すモータ駆動装置に相当するが、以下の点で異なる。まず接点装置がインバータと電動モータとの間に設けられていない。インバータブリッジ回路を構成するそれぞれの半導体スイッチIGBTへの制御パルスは、光スイッチを通じて与えられ、光スイッチではさらに、その発光ダイオードへの電圧供給がモニタされ、セーフティリレーによって制御される。セーフティリレーが駆動する場合、発光ダイオードへの電圧供給は中断し、制御ユニットによって送られる制御パルスは、光スイッチを通過して半導体スイッチIGBTのゲートＧに到達することができない。するとインバータによるモータへの電力供給も中断し、モータが停止する。
【０００８】
上述の欧州特許出願による電動モータ駆動装置の欠点は、上述の接点装置の問題点を部分的にしか解決できないことである。また、インバータの入力端子には接点装置が設けられ、これを通して交流電流が３相ネットワークから周波数変換器へ供給され、さらに電動モータへ供給される。
【０００９】
本発明は、接点装置を用いることで一般的に生じる問題点を解決することを目的とする。本発明は、新しく信頼性が高く安全な電動モータ駆動装置を実現することを狙いとする。とりわけ本発明が目的とするのは、エレベータ用電動モータ駆動装置またはその等価物を実現し、これによって、駆動手段として用いられる電動モータを、接点装置を全く用いることなく電源に接続可能とし、また電源から切断可能とすることである。
【００１０】
本発明による電動モータ駆動装置は請求項１の記載事項を特徴とする。本発明の好ましい実施例は従属請求項に記載の通りである。
【００１１】
本発明による交流モータ駆動用の電動モータ駆動装置は、モータ制御用の周波数変換器を含み、この周波数変換器は、複数の半導体スイッチを用いたブリッジ回路として構成した整流器およびインバータと、中間回路とを有する。中間回路は、整流器とインバータとの間に配置され、コンデンサを有している。本発明によれば、電動モータ駆動装置はさらに２個の調整ユニットを含み、それらのうち第１の調整ユニットは、誘導子ユニットを含み、誘導子ユニットは周波数変換器の入力端子すなわち整流器の入力端子に設けられていて、誘導子ユニットに含まれる各誘導子は、各相に接続されている。また第１の調整ユニットは中間回路を含み、中間回路には、およそ50 μFの低容量のコンデンサが設けられている。一方、第２の調整ユニットは補助スイッチを含み、補助スイッチにはセーフティリレーによって電力が供給される。この補助スイッチはインバータブリッジのそれぞれの半導体スイッチに接続され、これによって、それぞれの半導体スイッチへの制御信号は、補助スイッチが導通状態にある時に、補助スイッチを通して伝達される。また第２の調整ユニットは電流計ユニットを含み、これは、電動モータへ供給される電流を計測する。
【００１２】
本発明の最も好ましい実施例では、第２の制御ユニットは補助スイッチを含む。補助スイッチへの電力供給はセーフティリレーによって行なわれ、補助スイッチは、インバータの上部ブリッジにおけるそれぞれの半導体スイッチに接続され、これによって、それぞれの半導体スイッチへの制御信号は、補助スイッチが導通状態にある時に、補助スイッチを通して伝達される。電流計ユニットは、電動モータへ供給される電流を計測し、さらに／あるいはモニタする。電流モニタユニットは、インバータの下部ブリッジにおけるそれぞれの半導体スイッチに接続されている。
【００１３】
本発明の最も重要な利点は、電動モータ駆動装置を接点装置を用いることなく実装できることである。すなわち、機械的なスイッチング要素を用いる必要がない。これにより、信頼性の向上が図られる。なぜなら、電動モータ駆動装置は、もはや、動くことにより摩耗するおそれのあるスイッチング要素を一切有しなくなるからである。こうした機械的なスイッチング要素は、電子回路および／または電子部品に置き換えられている。本発明によれば、機械的な接点装置によって生じる騒音の問題点を解消できる利点もある。本発明によれば、機械的な接点装置を用いる必要がないために、導入および保守コストの削減が可能という利点もある。
【００１４】
本発明によれば、電動モータ駆動装置の駆動温度を著しく上昇させることが可能という利点もあり、従前の限度値である20℃から、最も好ましくは、100℃まで上昇させてよい。冷却エレメントのサイズも小さくすることができ、これによってスペースおよびコストの削減が図られる。
【００１５】
本発明の他の利点は、例えば50 μFの低容量のコンデンサを周波数変換器の中間回路に使用可能なことである。これらのコンデンサは、プラスチックコンデンサまたはペーパーコンデンサであり、耐久性に優れていて安価である。一方、上記回路に従来用いられていたコンデンサは、典型的には1000μFの高容量の湿式コンデンサであり、電解槽構造を有していた。かかる部材は消耗し、比較的頻繁に新しいものに取り替える必要があった。
【００１６】
本発明の他の利点としては、次の一般的な事項が挙げられる。すなわち、電動モータ駆動装置の高周波歪を下げることが可能である。これは、中間回路のコンデンサの容量が従来技術に比較して著しく低くなっているためである。また、電動モータの発電制動が、技術的な装置に何ら追加することなく、可能となる。発電制動は、本発明の最も好ましい実施例におけるインバータを制御する新規な装置に基づいて行なわれる。
【００１７】
以下、本発明および本発明の他の利点について、添付図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１８】
図１ないし図３については上述の従来技術の説明において説明した。以下、本発明について特に図４ないし図７を参照して考察する。
【００１９】
図４ないし図７では、同様の部品を同一の参照番号で示す。
【００２０】
本発明による電動モータ駆動装置を図４に示す。この電動モータ駆動装置は交流モータの調整および制御に用い、本実施例では交流モータは３相同期モータ10である。電動モータ駆動装置は周波数変換器６を含み、周波数変換器６は整流器61およびインバータ62を有する。整流器61およびインバータ62は、適切な中間回路63を介して互いに接続されている。整流器61の入力端子は、例えば電子ネットワークSVからの３相電源などの交流電源に、誘導子ユニット７を介して接続されている。誘導子ユニット７は誘導子７１、７２、７３を含み、これら誘導子は各相Ｒ、Ｓ、Ｔに接続されている。整流器61は、好ましくは、半導体スイッチを用いたブリッジで構成されていて、これは例えば図２に示すブリッジである。整流器61の出力端子は中間回路63に接続されている。中間回路63は少なくともコンデンサ63aを含み、このコンデンサは整流器61の出力端子の間に接続されていて、このコンデンサには整流された電圧Ucが印加される。
【００２１】
本発明によれば、電動モータ駆動装置はさらに、２個の調整ユニットを含む。第１の制御ユニットは誘導子ユニット７を含み、誘導子ユニットは周波数変換器６の入力端子、すなわち整流器61の入力端子に接続されている。また第１の制御ユニットは中間回路63のコンデンサ63aを含み、このコンデンサはおよそ50 μFの低容量である。
【００２２】
本発明による電動モータ駆動装置では、中間回路63のコンデンサ63aは、従来技術における電動モータ駆動装置のそれより実質的に低容量のコンデンサである。従来技術のコンデンサの容量は典型的には1000 μFであったところ、本発明による方式では、典型的にはおよそ50 μFであり、好ましくは10〜100 μFである。このように、中間回路63のコンデンサ63aの容量は、従来用いられていたコンデンサの容量の５〜10％にすぎず、あるいはそれより低い。従来、高容量のコンデンサを中間回路に使用していたのは、以下のような事情に基づくものであった。すなわち、電動モータを緊急停止させる場合に、モータに蓄えられていたエネルギーを何処かに放出する必要があり、その放出場所が中間回路63における実質的に高容量のコンデンサであったということである。そして、コンデンサのサイズを小さくすれば、中間回路63に大きな電圧の変化が生じ、これによってインバータ62の半導体に新たな負担がかかることとなっていた。しかし、最近の半導体スイッチ、とりわけIGBTは、比較的大きな電圧変化に耐えることができ、損傷を受けることもない。また、接点装置を用いることなく電動モータ駆動装置を３相電子ネットワークまたはその等価物に接続するために、中間回路のコンデンサ63aのサイズを縮小する必要があることにも注目すべきである。
【００２３】
誘導子ユニット７の誘導子７１、７２、７３は、相入力端子Ｒ、Ｓ、Ｔに直列接続されている。これら誘導子はとりわけ、サージ電流を抑制するように設計されている。同時にこれら誘導子は、中間回路63のコンデンサ63aに適合するように適切に見積もられている。
【００２４】
図５は他の中間回路631を示し、これはスイッチ63bを含み、このスイッチは、整流器61の出力端子の間のコンデンサ63aに直列接続されている。このスイッチによれば、サージ電流をさらに低減することが可能である。
【００２５】
中間回路63のコンデンサ63aの容量を低減すれば、著しい利点が得られる。第１に、消耗のおそれのある部品と考えられる高容量の電解コンデンサを用いることなく、中間回路を構成可能となる。高容量の電解コンデンサの最高駆動温度はおよそ60℃であるところ、本発明による中間回路では、例えばペーパーコンデンサまたはこれに相当する乾式コンデンサを使用可能であるため、駆動温度を、例えばおよそ90℃とすることができる。また、ペーパーコンデンサまたはこれに相当する乾式コンデンサは、著しく長い稼動寿命を有し、電解コンデンサほど消耗が激しくない。さらに、コンデンサ63aの容量を低減することにより、電動モータ駆動装置の高周波歪が減少するという効果も得られる。これは有利な特徴である。このように、トルクラグも小さくすることができる。他の利点は、廉価な誘導子７１、７２、７３を誘導子ユニット７に用いることができることである。
【００２６】
周波数変換器６はインバータ制御ユニット64；64bを含み、このユニットはインバータ62の駆動制御、さらに電動モータ10の駆動制御に用いられる。整流器61は好ましくは制御可能なIGBTなどの半導体スイッチを用いて構成されているため、その機能を整流器制御ユニット64；64aによって制御可能である。またこの実施例の場合、制御ユニット64；64bの制御により、インバータ62は、制御可能な周波数を有する３相交流電圧および３相交流電流を生成して電動モータ10に与える。これにより、モータの回転速度をゼロから所定の最高速度まで変化させることが可能である。相順、すなわちモータの回転方向も、インバータ62によって選択される。通常の運転では、インバータ62は公知の方法で制御すればよいため、ここではこれ以上詳細には説明しない。
【００２７】
インバータ62の好ましい実施例を図６に示す。インバータ62の複数のスイッチングユニット11はブリッジ状に、すなわち、ブリッジ回路として配列されていて、これは既に述べた従来技術におけるインバータと同様である。ブリッジ回路内のスイッチングユニット11：11１、11２、11３、11４、11５、11６は、すべて、半導体スイッチ12を含み、これは好ましくはIGBTスイッチである。インバータ62のブリッジ回路は、上部ブリッジ62a（正電圧供給側）と、下部ブリッジ62b（負電圧供給側）とに区分可能である。
【００２８】
本発明による第２の制御ユニットは補助スイッチ13；13１、13３、13５を含み、補助スイッチにはセーフティリレー９によって電力が供給される。上部ブリッジ62aのスイッチングユニット11；11１、11３、11５では、補助スイッチ13；13１、13３、13５が、それぞれの半導体スイッチ12；12１、12３、12５に接続され、これによって、それぞれの半導体スイッチへの制御信号は、補助スイッチが導通状態にある時に、補助スイッチを通して伝達される。また第２のモニタユニットには、電動モータへ供給される電流を計測する電流計ユニット８と、下部ブリッジ62bのそれぞれの半導体スイッチ12；12２、12４、12６に対する電流モニタユニット14とが設けられている。
【００２９】
このように、上部ブリッジ62aのスイッチングユニット11；11１、11３、11５が補助スイッチ13；13１、13３、13５を含む一方、下部ブリッジのスイッチングユニット11；11２、11４、11６は、好ましくは、IGBTなどの半導体スイッチ12；12２、12４、12６だけで構成する。上部ブリッジのそれぞれのスイッチングユニット11；11１、11３、11５における補助スイッチ13；13１、13３、13５は、対応する半導体スイッチ12；12１、12３、12５の制御端子、すなわちこの実施例におけるIGBTスイッチのゲートＧに接続されている。一方、補助スイッチ13；13１、13３、13５の電圧供給端子は、セーフティリレー９を介して適切な直流電圧源Ｕに接続されている。
【００３０】
補助スイッチ13；13１、13３、13５は、次の機能を有するように構成されている。通常の状態では、補助スイッチ13は導通状態にある。換言すれば、制御ユニット64；64bから到来する半導体スイッチ12への制御パルスは、スイッチングユニット11（図７）の入力端子INから直接、実際の半導体スイッチの制御端子、すなわちこの実施例における半導体スイッチIGBTのゲートＧへ伝達可能である。それぞれの半導体スイッチ12（導通／遮断）の制御に応じて、中間回路13の直流電圧Ucは当該半導体スイッチを介して伝達され、あるいは伝達されない。半導体スイッチ12；12１、12３、12５は、制御パルスによって制御され、通常の方法で作動する。この状態では、セーフティリレー９は電圧によって励起し、導通状態となり、したがってそれぞれの補助スイッチ13；13１、13３、13５は通常の方法で機能する。すなわち、導通状態となる。セーフティリレー９が保護電圧を喪失した場合は、セーフティリレーは解放し（回路を切断し）、補助スイッチ13；13１、13３、13５に対する供給電圧Ｕは消失し、その結果、補助スイッチは導通を中断するため、当該スイッチを通過していた電流は遮断される。したがって、制御ユニット64；64bから到来する制御パルスを、これ以降、対応する半導体スイッチ12；12１、12３、12５に伝達することはできず、インバータ62を介した電流の供給、および、電動モータ10への相電流供給Ｕ、Ｖ、Ｗは、中断される。
【００３１】
電動モータ10への各相Ｕ、Ｖ、Ｗにおける電流の供給は、電流計ユニット８（図４参照）によってモニタされる。このユニットは、各相に対応した計測要素81、82、83を含む。電流計ユニット８は制御ユニット64；64bに接続されている。電流計ユニット８から得られる電流データに基づいて電動モータ10への電流供給は制御され、これによって、いつ電力供給が中断されたかを信頼性の高い方法で知ることができる。
【００３２】
制御ユニット64；64bはさらに電流モニタユニット14を含み、これは例えばソフトウェアによって実現した電流モニタ手段としてもよい。インバータ62の下部ブリッジ62bに含まれるスイッチングユニット11；11２、11４、11６は、好ましくはIGBTなどの簡単な半導体スイッチ12；12２、12４、12６を用いて構成する。これらの半導体スイッチは、モータが通常の方法で制御されている場合には、制御ユニット64；64bによって制御される。ある時点以降、モータ10へは電流が供給されていないことを電流計ユニット８が表示すると、電流モニタユニット14は制御パルスを下部ブリッジのスイッチングユニット11；11２、11４、11６へ送る。するとこれらのユニットの半導体スイッチ12；12２、12４、12６は導通状態となり、これによって下部ブリッジ62bが短絡される。この動作により、回転している電動モータ10の発電制動が行なわれるため、モータは迅速に停止する。
【００３３】
図７は、上部ブリッジ62aのスイッチングユニット11；11１、11３、11５の好ましい実施例を示す。補助スイッチ13；13１、13３、13５は、ここでは、スイッチングトランジスタ13aを用いて簡潔に構成している。作動電圧Ｕはセーフティリレー９を介して、補助スイッチ13のスイッチングトランジスタ13aに印加される。制御パルスは、電圧Ｕが印加されているときに、制御ユニット64；64bから半導体スイッチ12の制御端子へ伝達可能である。
【００３４】
スイッチングトランジスタ13aのエミッタＥは、セーフティリレー９を介して電圧源Ｕに接続されている。コレクタＣは抵抗鎖を介して接地されている。制御ユニット64；64bからは、IGBTなどの半導体スイッチ12用の制御パルスが、トランジスタ131のベースＢに与えられる。トランジスタのコレクタＣからは、制御パルスが歪められずに半導体スイッチ12の制御端子Ｇへ転送される。これは、セーフティリレー９およびそのスイッチングユニットが励起されていると起こる事象であり、これによって電圧Ｕがトランジスタ131のエミッタＥに接続されることとなる。セーフティリレー９が駆動され解放すると、トランジスタ131に対する電圧Ｕの供給が遮断される。すると、トランジスタは導通を停止し、制御パルスはそれ以降、トランジスタのベースＢからコレクタＣへ伝達されないし、半導体スイッチ12の制御端子Ｇへも伝達されない。
【００３５】
この他、インバータ62（図６）は、上部ブリッジ62aと同様の構造を有する下部ブリッジ62bを用いて構成してもよい。その場合、補助スイッチ13はインバータ62のすべてのスイッチングユニット11に設けられる。すべての補助スイッチ13に対する電力供給は、セーフティリレー９を介して行われる。
【００３６】
スイッチングユニット11のそれぞれの半導体スイッチ12への制御信号は、補助スイッチ13が導通状態にある場合、すなわち補助スイッチ13にセーフティリレー９を介して電圧Ｕが供給されている場合には、補助スイッチを通過するように構成されている。セーフティリレー９の保護電圧が消失すると、すべての補助スイッチ13が導通を中断し、制御パルスはいずれの半導体スイッチ12にも到達不能となる。これにより、電動モータ10への電流供給が中断される。また本装置では、電流計ユニット８は第一義的に、電動モータへ供給される電流の有無を表示するために用いられる。しかし本装置は、図６に示す実施例ほどに有利なものではない。なぜなら、この場合は、発電制動の不可能だからである。
【００３７】
本発明は上述の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載の発明思想の範囲において多くの改変が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】従来技術における電動モータ駆動装置を示す図である。
【図２】整流器およびインバータブリッジ回路の概略図である。
【図３】ブリッジ回路に適した有利な半導体スイッチを示す図である。
【図４】本発明による電動モータ駆動装置の入力回路、整流器および中間回路の概略図である。
【図５】他の中間回路を示す図である。
【図６】本発明による電動モータ駆動装置に用いるインバータの概略図である。
【図７】図５に示すインバータの半導体スイッチおよびモニタユニットの回路図である。
【図１】
2005510192.tif 000003
【図２】
2005510192.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【手続補正書】
【提出日】平成15年9月12日(2003.9.12)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の半導体スイッチ（３；13）を用いてブリッジ構成した整流器（21；61）およびインバータ（22；62）を有するモータ制御用の周波数変換器（２；６）と、該整流器およびインバータの間の中間回路（23；63）とを含み、該中間回路はコンデンサ（23a；63a）と、前記周波数変換器（６）の入力端子である前記整流器の入力端子に設けられ、各相（Ｒ、Ｓ、Ｔ）に接続された複数の誘導子（７１、７２；７３）を含む誘導子ユニット（７）とを含む、交流モータ（１；10）駆動用の電動モータ駆動装置において、該装置はさらに、２個の調整ユニットを含み、それらのうち第１の調整ユニットは、
−  およそ50 μFの低容量のコンデンサを有する中間回路（63）を含み、
第２の調整ユニットは、
−  セーフティリレー（９）によって電力が供給される補助スイッチ（13）であって、該補助スイッチがインバータブリッジ（62）のそれぞれの半導体スイッチ（12）に接続されていることにより、該補助スイッチが導通状態にある時にそれぞれの半導体スイッチへの制御信号が該補助スイッチを通して伝達され、該補助スイッチ（13）はスイッチングトランジスタ（13a）を含み、該スイッチングトランジスタにセーフティリレー（９）を介して作動電圧（Ｕ）が印加され、制御パルスは、該作動電圧（Ｕ）が印加されているときに、前記スイッチングトランジスタを通って制御ユニット（64；64b）からIGBTなどの半導体スイッチ（12）の制御端子（Ｇ）へ伝達可能である補助スイッチ（13）と、
−  下部ブリッジ（62b）のそれぞれの半導体スイッチ（12；12２、12４、12６）に接続された電流モニタユニット（14）とを含むことを特徴とする電動モータ駆動装置。
【請求項２】
請求項１に記載の電動モータ駆動装置において、第２の制御ユニットは、
−  セーフティリレー（９）によって電力が供給される補助スイッチ（13；13１、13３、13５）であって、上部ブリッジ（62a）のそれぞれの半導体スイッチ（12；12１、12３、12５）に接続されていることにより、該補助スイッチが導通状態にある時にそれぞれの半導体スイッチへの制御信号が該補助スイッチを通して伝達される補助スイッチ（13；13１、13３、13５）と、
−  電動モータへ供給される電流をモニタし、さらに／あるいは計測する電流計ユニット（８）とを含むことを特徴とする電動モータ駆動装置。
【請求項３】
請求項２に記載の電動モータ駆動装置において、前記中間回路（631）は前記コンデンサ（63a）に直列接続されたスイッチ（63b）を含むことを特徴とする電動モータ駆動装置。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれかに記載の電動モータ駆動装置において、前記コンデンサ（63a）はペーパーコンデンサ、プラスチックコンデンサまたはこれらに相当する乾式コンデンサであることを特徴とする電動モータ駆動装置。
【国際調査報告】
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