CN108695053A - 具有电抗器的设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种设备，的目的在于减少在电抗器周围设有金属材料的设备的振动。设备具有控制基板、与控制基板电连接的电抗器、收纳控制基板和电抗器的控制基板收纳部、以及设为与控制基板大致平行且含有金属材料而形成的平面部或者控制基板罩，该设备中，电流在电抗器流动而产生的漏磁通量存在各向异性，以使平面部或者控制基板罩所处的方向成为漏磁通量较少的方向的方式配置电抗器。

Description

具有电抗器的设备

技术领域

本发明涉及具有电抗器的设备。

背景技术

公知以压缩机马达的可变速为目的而设置将工业电源变换成直流电压的转换器电路。在大多情况下，在转换器电路配置二极管电桥和平滑用电解电容器。但是，公知在仅设置平滑用电解电容器的情况下难以减少高次谐波成分的影响，从而在二极管电桥和平滑用的电解电容器的前段设置电抗器。

然而，尤其是，伴随该电抗器变得小型而在通电时产生漏磁通。当在电抗器附近配置有例如板状的金属的情况下，有时漏磁通与金属干涉而产生异响。

作为因该漏磁通而产生异响的对策，专利文献1中，在电抗器与基板箱盖2之间设有防振形状的金属罩14。

现有技术文献

专利文献1：日本特开平11-102825号公报

若如专利文献1所述地使用与基板箱盖2相独立的金属部件，则收纳电抗器等的区域变得大型。在将电抗器等例如设于冰箱的情况下，冰箱的收纳室区域减少。

发明内容

鉴于上述状况而完成的本发明的设备具备：控制基板；与该控制基板电连接的电抗器；收纳上述控制基板和上述电抗器的控制基板收纳部；以及设为与上述控制基板大致平行且含有金属材料而形成的平面部或者控制基板罩，上述设备的特征在于，电流在上述电抗器流动而产生的漏磁通量存在各向异性，以使上述平面部或者上述控制基板罩所处的方向成为上述漏磁通量较少的方向的方式配置上述电抗器。

附图说明

图1是实施例1的冰箱的主视图。

图2是实施例1的冰箱的X-X剖视图。

图3是实施例1的控制基板以及控制基板的安装构造的分解立体图。

图4是包括实施例1的设于控制基板的电气系统在内的框图。

图5是实施例1的电抗器的图，(a)是立体图，(b)是电抗器内部的芯部的立体图。

图6是比较例的图，(a)是示出安装有电抗器的状态的图，(b)是示出在电抗器安装状态下在各方向产生的漏磁通的雷达图。

图7是实施例1的图，(a)是示出安装有电抗器的状态的图，(b)是示出在电抗器安装状态下在各方向产生的漏磁通的雷达图。

图中：

1—冰箱，2—冷藏室，3—蔬菜室，4—冷冻室，5—压缩机，6—风扇用电动机，7—控制基板，8—电抗器，80—芯部，81—E芯部，82—I芯部，9—框架，10—控制基板收纳部，101—平面部，102—侧周部，11—背面板，12—控制基板罩，13—工业电源，141、142—二极管，151、152—平滑用电解电容器，16—转换器，17—高压直流电压，18—逆变器电路，19—控制电源电路，20—低压直流电压，21—各部温度传感器，22—箱内负载控制电路，23—压缩机控制电路，24—缝隙。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的实施例进行说明。在实施例中，作为具有控制基板以及电抗器的设备的一个例子举出冰箱进行说明，但若具有控制基板以及电抗器，并且例如具有收纳它们且由金属材料形成的控制基板收纳部或者控制基板罩，则设备没有特别限制。

(实施例1)

图1是本实施例的冰箱1的主视图，图2是冰箱1的X-X剖视图，图3是控制基板7以及控制基板7的安装构造的分解立体图。

冰箱1具备多个用于保管食品的储藏室，在本实施例中具备冷藏室2、蔬菜室3以及冷冻室4。在冰箱1的背面内部，例如由被能够施加三相交流电的电动机驱动的压缩机5、使冰箱1内的冷气循环的风扇用电动机6、驱动以及控制压缩机5的电动机、风扇用电动机6的控制基板7、检测各储藏室的温度的室内温度传感器、以及冷冻循环要件等构成。

众所周知，冷冻循环要件由压缩机5、冷凝器、膨胀阀、蒸发器、以及制冷剂配管等构成，这些构成部件主要配置于冰箱1的背面侧以及侧面侧。

[控制基板收纳部10]

冰箱1在背面侧具有由金属材料形成的背面板11。在背面板11设有控制基板收纳部10。控制基板收纳部10能够作为使背面板11局部地朝向正面侧凹下而成的区域来形成，具有与后述的控制基板7的面方向大致平行的平面部101、和与平面部101大致垂直的侧周部102。平面部101例如呈四边形，侧周部102例如能够呈比平面部101小的尺寸的环状。侧周部102形成为在由后述的电抗器8产生的漏磁通的频率附近比平面部101难以产生共振的形状。该漏磁通的频率与流动于电抗器8的交流电流的频率区域相同。

在设有控制基板收纳部10的区域，从冰箱1的正面侧起依次安装有控制基板收纳部10的平面部101、框架9、控制基板7及电抗器8、以及控制基板罩12。这样，控制基板收纳部10位于电抗器8的一方侧，控制基板罩12位于另一方侧。控制基板收纳部10和控制基板罩12由金属材料例如钣金材料成形，并且均设为与控制基板7大致平行。

框架9能够由树脂材料成形，在控制基板配置部91安装有控制基板7，并在电抗器配置部92安装有电抗器8。电抗器8在电抗器配置部92内以一部分与控制基板7的面内重叠的方式配置，即配置于控制基板7的旁边。并且，电抗器8由框架9所具有的爪卡定。如在下文中说明那样，在本实施例中，将电抗器8的漏磁通较多的方向设定为侧周部102侧，从而从电抗器8至侧周部102的距离优选比从电抗器8至平面部101的距离长。

从电抗器8至控制基板罩12的距离、和从电抗器8至平面部101的距离能够通过调整框架9的厚度来适当地设定。当比较平面部101和控制基板罩12时，平面部101由发泡绝热材料、真空绝热材料支撑，而控制基板罩12配置为比较自由的状态，从而控制基板罩12更容易振动。这样，在本实施例中，从电抗器8至控制基板罩12的距离比从电抗器8至平面部101的距离长。由此，能够使向控制基板罩12的漏磁通量比较少，从而能够抑制振动。

[电气系统]

图4是包括本实施例的设于控制基板7的电气系统在内的框图。

在控制基板7设有转换器电路16、逆变器电路18、控制电源电路19、箱内负载控制电路22、以及压缩机控制电路23。

(转换器电路16)

转换器电路16能够将工业电源13的交流电变换成直流电。转换器电路16具有两个二极管141、142、以及在两个二极管141、142之间串联地连接的两个平滑用电解电容器151、152。

配置于控制基板7外的电抗器8的一端与二极管141的阳极侧电连接，并且工业电源13的一端与电抗器8的另一端电连接。并且，平滑用电解电容器151的一端与二极管141的阴极侧电连接。

平滑用电解电容器151的另一端与工业电源13的另一端以及平滑用电解电容器152的一端电连接。

平滑用电解电容器152的另一端与二极管142的阳极侧电连接，并且二极管141的阴极侧以及电抗器8的一端与阴极侧电连接。

二极管141的阴极侧以及阳极侧分别与逆变器电路18以及控制电源电路19的输入端子电连接。工业电源13例如是100V/50Hz的交流波形。

利用像这样构成的转换器电路16将工业电源13的交流电变换成高压直流电压17。

为了形成将工业电源13的交流电适当地变成直流后的高压直流电压17而使用平滑用电解电容器15。仅在来自工业电源13的施加电压比平滑用电解电容器151、152各自的电压大的期间，以补充平滑用电解电容器15的放电能量的方式向平滑用电解电容器15流动电流，从而成为包括高次谐波在内的电流波形。因此，为了抑制高次谐波成分，电抗器8配置于平滑用电解电容器15(转换器电路16)的前段。在下文中说明电抗器8的安装构造。

(逆变器电路18)

逆变器电路18能够产生使压缩机5可变速地驱动的控制信号。为了使压缩机5的电动机可变速地驱动，需要施加与转速对应的交流电压波形。

转换器电路16所成形出的高压直流电压17由逆变器电路18变换成任意的交流波形。由压缩机控制电路23来指令成形何种交流波形。

这样，高压直流电压17由例如使用了六个IGBT等半导体功率元件的逆变器电路18(三相交流生成电路)变换成任意的交流波形，并向压缩机5输出。

(控制电源电路19)

高压直流电压17不仅向逆变器电路18供给还向控制电源电路19供给。控制电源电路19使高压直流电压17降压，例如生成12V、5V的低压直流电压20。低压直流电压20用于风扇用电动机6的驱动、各种温度传感器21、被输入温度传感器21的信息来控制各部的箱内负载控制电路22的电源电压等。

(电抗器8)

图5是本实施例的图，(a)是电抗器8的立体图，(b)是电抗器8内部的芯部80的立体图。

电抗器8具有芯部80、缠绕于芯部80的绕组84以及收纳绕组84的线轴83。芯部80具有E字状的E芯部81和I字状的I芯部82。I芯部82隔着缝隙24而位于E芯部81的“E”字状的右侧(“≡”部分)，朝向与“E”字状的左侧部分亦即棒状部分(“|”部分)的延伸方向大致平行的方向。绕组84的两端分别向电抗器8外侧部分伸出，能够通过端子而安装于控制基板7的应与绕组84连接的部分。

为了避免因磁饱和而产生电感的降低，在E芯部81以及I芯部82之间形成有缝隙24。缝隙24能够由空气、片材形成。作为片材能够采用绝缘物。

利用缝隙24容易避免磁饱和，但另一方面也容易从缝隙24泄漏磁通。

若漏磁通与控制基板罩12、控制基板收纳部10干涉，则使作为金属材料的控制基板罩12、控制基板收纳部10(尤其是平面部101)振动，从而成为异响产生的重要因素。本实施例的电抗器8所产生的漏磁通存在各向异性，存在漏磁通较多的方向(多漏方向)和较少的方向(少漏方向)。即，(多漏方向的漏磁通)＞(少漏方向的漏磁通)的关系成立。

(电抗器8与控制基板罩12以及平面部101的位置关系)

在本实施例中，与控制基板7独立地配置电抗器8，另外利用绕组84的端子使之与控制基板7连接，从而能够比较自由地调整电抗器8的朝向。

图6示出比较例，(a)是示出电抗器8的多漏方向配置为与控制基板罩12以及平面部101的垂线大致平行的状态的图，(b)是绘制有该状态的相对于各方向的漏磁通量的雷达图。图7是本实施例的图，(a)是示出电抗器8的多漏方向配置为与控制基板罩12以及平面部101大致平行的状态的图，(b)是绘制有该状态的相对于各方向的漏磁通的雷达图。

在比较例以及本实施例所使用的芯部形状中，朝向E芯部81的“E”字状的左右侧的方向(图6的(b)的1方向以及5方向、图7的(b)的纸面垂直方向)的漏磁通量比朝向“E”字状的上下方向(图6的(b)的3方向以及7方向、图7的(b)的3方向以及7方向)以及纸面垂直方向的方向(图6的纸面垂直方向、图7的(b)的1方向以及5方向)的漏磁通量多。

因而，在如比较例那样配置了电抗器8的情况下，多漏方向的磁通与控制基板罩12、平面部101大致垂直地入射。即，在控制基板罩12、平面部101的垂线的方向上产生的漏磁通量较多，可知是容易与钣金部件干涉的配置。

另一方面，在如本实施例那样配置了电抗器8的情况下，少漏方向的磁通与控制基板罩12、平面部101大致垂直地入射。即，在控制基板罩12、平面部101的垂线的方向上产生的漏磁通量较少，可知是难以与钣金部件干涉的配置。

此外，多漏方向以及少漏方向并非必须限定为相互大致正交，依存于如何形成芯部等，例如也可以将少漏方向认为是在漏磁通量最大的方向的漏磁通量的0.7倍以下的方向。

这样，根据本实施例，如图7所示地把握电抗器8所产生的漏磁通的分布，通过以使该漏磁通难以与周围的钣金部件干涉的朝向来配置电抗器，能够减少因电抗器的漏磁通而产生异响的情况。

Claims (4)

1.一种设备，具有：

控制基板；

与该控制基板电连接的电抗器；

收纳上述控制基板和上述电抗器的控制基板收纳部；以及

设为与上述控制基板大致平行且含有金属材料而形成的平面部或者控制基板罩，

上述设备的特征在于，

电流在上述电抗器流动而产生的漏磁通量存在各向异性，

以使上述平面部或者上述控制基板罩所处的方向成为上述漏磁通量较少的方向的方式配置上述电抗器。

2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，

上述控制基板收纳部具有侧周部，在流动于上述电抗器的交流电流的频率的至少任一频率处，该侧周部比上述平面部难以产生共振，

以使上述漏磁通量较多的方向朝向上述侧周部、上述漏磁通量较少的方向朝向上述平面部或者上述控制基板罩的方式配置上述电抗器。

3.根据权利要求1或2所述的设备，其特征在于，

上述电抗器能够与上述控制基板相独立地调整朝向。

4.根据权利要求1～3任一项中所述的设备，其特征在于，

具有上述平面部以及上述控制基板罩，

在流动于上述电抗器的交流电流的频率的至少任一频率处，对上述平面部以及上述控制基板罩而言，与一方相比另一方容易产生共振，

从上述电抗器至上述一方的距离比从上述电抗器至上述另一方的距离短。