(57)【要約】      （修正有）【課題】モーターシステムおよびその高調波抑制装置を提供する。【解決手段】モーターシステム１０はモーター１１および駆動装置１３を備える。モーターはハウジング１０、ハウジング内に星型に接続された多相固定子巻線１１１、１１３、１１５および中立接点１１７を有する。ハウジングはアース線によって接地される。駆動装置は多相固定子巻線に接続され、整流回路１３１、安定化コンデンサ１３３および高周波駆動回路１３５を有する。安定化コンデンサは整流回路の出力端に接続され、ＤＣ電源回路１３７にＤＣ電源を供給する。高周波駆動回路はＤＣ電源回路および多相固定子巻線に接続され、多相固定子巻線を作動させる多相駆動信号を生成する。高調波抑制装置１５は中立接点およびＤＣ電源回路に接続される。【選択図】図１
0003218615.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
モーター、駆動装置および高調波抑制装置を備え、
前記モーターは、ハウジング、前記ハウジング内に星型に接続された多相固定子巻線および中立接点を有し、前記ハウジングはアース線によって接地され、
前記駆動装置は、前記多相固定子巻線に接続され、整流回路、安定化コンデンサおよび高周波駆動回路を有し、前記安定化コンデンサは前記整流回路の出力端に接続され、ＤＣ電源回路にＤＣ電源を供給し、前記高周波駆動回路は前記ＤＣ電源回路および前記多相固定子巻線に接続され、前記多相固定子巻線を作動させる多相駆動信号を生成し、
前記高調波抑制装置は、前記中立接点および前記ＤＣ電源回路に接続されることを特徴とするモーターシステム。
【請求項２】
前記高調波抑制装置は、前記中立接点および前記ＤＣ電源回路の低電圧端に接続されることを特徴とする請求項１に記載のモーターシステム。
【請求項３】
前記高調波抑制装置は、前記中立接点および前記ＤＣ電源回路の高電圧端に接続されることを特徴とする請求項１に記載のモーターシステム。
【請求項４】
前記高調波抑制装置は、コンデンサを有することを特徴とする請求項２または請求項３に記載のモーターシステム。
【請求項５】
前記高調波抑制装置は、直列に並ぶコンデンサおよびインダクタを有することを特徴とする請求項２または請求項３に記載のモーターシステム。
【請求項６】
前記高調波抑制装置は、第一コンデンサ、第二コンデンサおよびインダクタを有し、前記第一コンデンサおよび前記インダクタは直列に接続され、前記第二コンデンサは直列に接続された前記第一コンデンサおよび前記インダクタに並列に接続されることを特徴とする請求項２または請求項３に記載のモーターシステム。
【請求項７】
前記高調波抑制装置は、第一フィルター回路および第二フィルター回路を有し、前記第一フィルター回路は前記中立接点および前記ＤＣ電源回路の低電圧端に接続され、前記第二フィルター回路は前記中立接点および前記ＤＣ電源回路の高電圧端に接続されることを特徴とする請求項１に記載のモーターシステム。
【請求項８】
前記第一フィルター回路および前記第二フィルター回路は、それぞれ第一コンデンサを有することを特徴とする請求項７に記載のモーターシステム。
【請求項９】
前記第一フィルター回路および前記第二フィルター回路は、それぞれ前記第一コンデンサに直列に接続されたインダクタを有することを特徴とする請求項８に記載のモーターシステム。
【請求項１０】
前記第一フィルター回路および前記第二フィルター回路は、それぞれ第二コンデンサを有し、
前記第一フィルター回路の前記第二コンデンサは前記第一フィルター回路の直列に接続された前記第一コンデンサおよび前記インダクタに並列に接続され、
前記第二フィルター回路の前記第二コンデンサは前記第二フィルター回路の直列に接続された前記第一コンデンサおよび前記インダクタに並列に接続されることを特徴とする請求項９に記載のモーターシステム。
【請求項１１】
多相固定子巻線モーターの中立接点および駆動装置のＤＣ電源回路に接続され、前記多相固定子巻線モーターは接地されることを特徴とする高調波抑制装置。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案はモーター、特にモーターシステムおよびその高調波抑制装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
現今のＤＣブラシレスモーターの駆動装置は整流器を用いて交流を直流に変換し、そののち安定化コンデンサで電圧源を安定させ、高周波スイッチモジュールでモーターを駆動することである。安定化コンデンサは電圧源を安定させることができるが、モーターの高調波（harmonic）はろ過できない。
【０００３】
しかしながら、駆動装置の逆変換器（inverter）による高周波スイッチングおよびモーター内部に存在する寄生容量が原因でモーターの内部結線に高周波漏れ電流を発生させる。高周波漏れ電流がＤＣ電源回路を流れると高調波（電磁干渉即ちＥＭＩ）が発生し、モーターの熱損耗およびモーター性能の低下を加速させる。
【０００４】
一方、安定化コンデンサは都市電力周波数（例えば５０Ｈｚ或いは６０Ｈｚ)の数倍の低調波を処理できるが、千ヘルツ（ＫＨｚ）以上の高調波を効果的にろ過できないため、高周波稼働のモーター性能を低下させる。
【０００５】
モーターシステム（即ちＤＣブラシレスモーターおよびそれ以外のモーター）は星型に接続されたＤＣブラシレスモーターの固定子巻線に下記の二つのテストを標準電源グランドまたは電源アース線によって行うことが必要である。テストの一は次の通りである。ＤＣブラシレスモーターと駆動装置を接続する。続いてＤＣブラシレスモーターのハウジングを接地せずＤＣブラシレスモーターを稼働させたうえで駆動装置の受信信号が表示した波形をオシロスコープによって測定する。図７は駆動装置の受信信号がノイズの干渉を受けていない状態である。テストの二は次の通りである。ＤＣブラシレスモーターと駆動装置を接続し、アース線によってＤＣブラシレスモーターのハウジングを接地する。続いてＤＣブラシレスモーターが稼働したうえで駆動装置がキャッチした波形をオシロスコープによって測定する。図８に示すように、ＤＣブラシレスモーターおよび駆動装置のノイズは駆動装置の受信信号に干渉し、正弦波波形を生成させる。特に時間軸（即ちＸ軸）上の部分の信号のピークは正弦波波形より高いまたは低い位置に形成される。図８により、モーターの高調波はアース線によって駆動装置に干渉し、駆動装置の受信信号に影響を与えることが判明した。従って、モーターの高調波を効果的に隔離または吸収する方法を探ることが最も解決しようとする課題である。
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００６】
本考案は、モーターの巻線に生じた高調波を効果的にろ過できるモーターシステムおよびその高調波抑制装置を提供することを主な目的とする。モーターはＤＣブラシレスモーターに限定されない。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した課題を解決するため、モーターシステムはモーターおよび駆動装置を備える。モーターはハウジング、ハウジング内に星型に接続された多相固定子巻線および中立接点を有する。ハウジングはアース線によって接地される。駆動装置は多相固定子巻線に接続され、整流回路、安定化コンデンサおよび高周波駆動回路を有する。安定化コンデンサは整流回路の出力端に接続され、ＤＣ電源回路にＤＣ電源を供給する。高周波駆動回路はＤＣ電源回路および多相固定子巻線に接続され、多相固定子巻線を作動させる多相駆動信号を生成する。高調波抑制装置は中立接点およびＤＣ電源回路に接続される。
【０００８】
上述した課題を解決するため、高調波抑制装置は多相固定子巻線モーターの中立接点および駆動装置のＤＣ電源回路に接続される。多相固定子巻線モーターは接地される。
【０００９】
上述したとおり、本考案は高調波抑制装置、中立接点およびＤＣ電源回路を接続することによってモーターの巻線に生じた高調波を効果的にろ過し、高調波がＤＣ電源回路に流入することを妨害することができる。
【００１０】
本考案によるモーターシステムおよびその高調波抑制装置の詳細な構造、特徴、組み立てまたは使用方法は、以下の実施形態の詳細な説明を通して明確にする。また、以下の詳細な説明および本考案により提示された実施形態は本考案を説明するための一例に過ぎず、本考案の請求範囲を限定できないことは、本考案にかかわる領域において常識がある人ならば理解できるはずである。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本考案の第１実施形態によるモーターシステムを示す結線図である。
【図２】図１中の高調波抑制装置の別の実施形態を示す回路図である。
【図３】図１中の高調波抑制装置の別の実施形態を示す回路図である。
【図４】本考案の第２実施形態によるモーターシステム中のＡＣ電源、整流回路および安定化コンデンサを省略した結線図である。
【図５】本考案の第３実施形態によるモーターシステム中のＡＣ電源、整流回路および安定化コンデンサを省略した結線図である。
【図６】本考案によるモーターシステムのモーターと駆動装置を接続し、モーターと高調波抑制装置とを接続し、モーターのハウジングをアース線によって接地し、本考案によるモーターシステムのモーターを稼働させたうえで駆動装置の受信信号をオシロスコープによって測定して生成した波形図である。
【図７】本考案によるモーターシステムのモーターと駆動装置を接続し、モーターのハウジングを接地せず本考案によるモーターシステムのモーターを稼働させたうえで駆動装置の受信信号をオシロスコープによって測定して生成した波形図である。
【図８】本考案によるモーターシステムのモーターと駆動装置を接続し、モーターのハウジングをアース線によって接地し、本考案によるモーターシステムのモーターを稼働させたうえで駆動装置の受信信号をオシロスコープによって測定して生成した波形図である。
【考案を実施するための形態】
【００１２】
以下、本考案によるモーターシステムおよびその高調波抑制装置を図面に基づいて説明する。なお図中に表示されたモーターシステムおよびその高調波抑制装置の構、サイズおよび外観は、本考案の技術特徴を説明するための一例に過ぎず、本考案の構成を限定できない。
【００１３】
（第１実施形態）
図１から図３に示すように、本考案の第１実施形態によるモーターシステム１０はモーター１１、駆動装置１３および高調波抑制装置１５を備える。モーター１１はハウジング１１０、ハウジング１１０内に星型に接続された三相固定子巻線１１１、１１３、１１５および中立接点１１７を有する。ハウジング１１０はアース線によって接地される。三相固定子巻線１１１、１１３、１１５は星型（即ちＹ字型）に接続される。別の実施形態において、固定子巻線１１１、１１３、１１５は三相に限定されず、増減してもよい。モーター１１はさらに回転子巻線および別の部品
を有することがこの領域においてよく知られるため、詳細な説明を省略する。
【００１４】
駆動装置１３は、モーター１１の三相固定子巻線１１１、１１３、１１５に接続され、整流回路１３１、安定化コンデンサ１３３および高周波駆動回路１３５を有する。整流回路１３１はＡＣ電源３０をＤＣ電源に変換する。安定化コンデンサ１３３は整流回路１３１に接続され、ＤＣ電源回路１３７にＤＣ電源を供給する。安定化コンデンサ１３３から出力されたＤＣ電源は整流回路１３１から出力されたＤＣ電源より安定する。整流回路１３１は電源に関連する領域においてよく知られるため、詳細な説明を省略する。安定化コンデンサ１３３は数が図面に限定されず、増減してもよい。
【００１５】
高周波駆動回路１３５は、ＤＣ電源回路１３７および三相固定子巻線１１１、１１３、１１５に接続される。高周波駆動回路１３５はＤＣ電源をキャッチして高周波駆動回路１３５の電子スイッチ、例えばトランジスタ（図中未表示）に供給する。高周波駆動回路１３５の電子スイッチは制御指令に従って開閉作動を行い、三相駆動信号を生成することが業界においてよく知られる技術であるため、詳細な説明を省略する。三相駆動信号は三相固定子巻線１１１、１１３、１１５を作動させることによってモーター１１を稼働させる。
【００１６】
高調波抑制装置１５は、三相固定子巻線モーター１１１、１１３、１１５の中立接点１１７およびＤＣ電源回路１３７に接続されてモーター１１に生じた高調波をろ過する。高調波抑制装置１５はモーター１１内または駆動装置１３の上に配置される。特に高調波抑制装置１５を駆動装置１３に配置し、続いて導電回路によって高調波抑制装置１５と中立接点１１７とを接続すれば好ましい。高調波抑制装置１５をモーター１１内に配置する場合、高調波抑制装置１５が耐高温の電子部材であれば好ましい。
【００１７】
本実施形態において、高調波抑制装置１５はコンデンサから構成される。ＤＣ電源回路１３７は低電圧端１３７１および高電圧端１３７３を有する。高調波抑制装置１５は中立接点１１７およびＤＣ電源回路１３７の低電圧端１３７１に接続され、モーター１１の三相固定子巻線１１１、１１３、１１５に生じた高調波をろ過する。
【００１８】
高調波抑制装置１５の構築は上述に限定されない。別の実施形態において、高調波抑制装置１５は図２に示すようにコンデンサＣ１およびインダクタＬが直列に並ぶ、或いは図３に示すように直列に並ぶコンデンサＣ１およびインダクタＬとコンデンサＣ２とが並列に並ぶことによって構成される。高調波抑制装置１５において、コンデンサおよびインダクタＬの数は上述に限定されず、増えてもよい。コンデンサおよびインダクタＬの配置方式は上述に限定されない。
【００１９】
（第２実施形態）
図４は本考案の第２実施形態によるモーターシステムのモーター１１を示す結線図である。上述した実施形態との違いは次のとおりである。第２実施形態において、高調波抑制装置１５は中立接点１１７およびＤＣ電源回路１３７の高電圧端１３７３に接続され、モーター１１の巻線に生じた高調波をろ過する。高調波抑制装置１５の構成および変化は上述した実施形態と同じであるため、説明を省略する。
【００２０】
（第３実施形態）
図５は本考案の第３実施形態によるモーターシステムのモーター１１を示す結線図である。上述した実施形態との違いは次のとおりである。第３実施形態において、高調波抑制装置１５は中立接点１１７、ＤＣ電源回路１３７の低電圧端１３７１および高電圧端１３７３に接続されてモーター１１の巻線に生じた高調波をろ過する。
【００２１】
第３実施形態において、高調波抑制装置１５は第一フィルター回路１５１および第二フィルター回路１５３を有する。第一フィルター回路１５１は中立接点１１７およびＤＣ電源回路１３７の低電圧端１３７１に接続される。第二フィルター回路１５３は中立接点１１７およびＤＣ電源回路１３７の高電圧端１３７３に接続される。
【００２２】
第３実施形態において、第一フィルター回路１５１および第二フィルター回路１５３の構造は同じである。第一フィルター回路１５１または第二フィルター回路１５３の構造および変化は上述した実施形態の高調波抑制装置１５と同じである。例えば、第一フィルター回路１５１および第二フィルター回路１５３はそれぞれコンデンサ或いは直列に並ぶコンデンサおよびインダクタ（図２参照）から構成される。或いは第一フィルター回路１５１および第二フィルター回路１５３はそれぞれ直列に並ぶコンデンサ、インダクタおよび別の一つのコンデンサと、直列に並ぶコンデンサおよびインダクタとが並列に並ぶことによって構成される（図３参照）。別の実施形態において、第一フィルター回路１５１および第二フィルター回路１５３は上述に限定されない。つまり、第一フィルター回路１５１および第二フィルター回路１５３は構造が異なってもよい。或いは、構造が同じ第一フィルター回路１５１および第二フィルター回路１５３はパラメータ、例えば等価回路の容量値またはインダクタンス値が異なってもよい。
【００２３】
上述したとおり、本考案によるモーターシステム１０において、モーター１１は駆動装置１３および高調波抑制装置１５に接続され、ハウジング１１０がアース線によって接地される。図６はモーターシステム１０のモーター１１が稼働したうえでモーターシステム１０の受信信号をオシロスコープによって測定して生成した波形図である。受信信号に対応する波形図により、本考案による高調波抑制装置１５はモーターの高周波ノイズを効果的にろ過でき、高周波ノイズが駆動装置の受信信号に干渉することを抑制できることが判明した。
【００２４】
つまり、本考案によるモーターシステムは高調波抑制装置によってモーターの固定子巻線に生じた高周波ノイズを効果的にろ過し、モーターの機能を向上させることができる。
【００２５】
以上、本考案は、上記実施形態になんら限定されるものではなく、考案の趣旨を逸脱しない範囲において種々の形態で実施可能である。
【符号の説明】
【００２６】
１０：モーターシステム、
１１：モーター、
１１０：ハウジング、
１１１、１１３、１１５：固定子巻線、
１１７：中立接点、
１３：駆動装置、
１３１：整流回路、
１３３：安定化コンデンサ、
１３５：高周波駆動回路、
１３７：ＤＣ電源回路、
１３７１：低電圧端、
１３７３：高電圧端、
１５：高調波抑制装置、
１５１：第一フィルター回路、
１５３：第二フィルター回路、
３０：ＡＣ電源回路、
Ｃ１、Ｃ２：コンデンサ、
Ｌ：インダクタ
【図１】
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【図２】
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【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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【図８】
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