JP2001268939A

JP2001268939A - モータ駆動装置

Info

Publication number: JP2001268939A
Application number: JP2000081579A
Authority: JP
Inventors: Isao Tanatsugi; 功棚次
Original assignee: Daikin Industries Ltd
Current assignee: Daikin Industries Ltd
Priority date: 2000-03-23
Filing date: 2000-03-23
Publication date: 2001-09-28

Abstract

(57)【要約】【課題】簡易で低コストの構成により力率改善用のア
クティブフィルタにより発生されるノイズを効果的に抑
制することができるモータ駆動装置を提供する。【解決手段】このモータ駆動装置では、交流電源１か
ら与えられる交流電流を整流回路９により整流して力率
改善用のアクティブフィルタ１３を介してインバータ１
７に供給し、そのインバータ１７によりモータ２１を駆
動するための駆動電流を生成するようになっており、ア
クティブフィルタ１３とインバータ１７との間を接続す
る正負の給電路２３，２５間に接続されるコンデンサ１
５とアクティブフィルタ３３との間の給電路２３，２５
に、インダクタンス素子３１が設けられている。インダ
クタンス素子３１は、リング形状の磁性体コア３１に正
負の電線をトロイダルコイル状にバイファイラ巻きされ
て構成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、インバータを用い
たモータ駆動装置、特に空気調和機に備えられるモータ
を駆動するためのモータ駆動装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図３は、従来のモータ駆動装置の構成を
示すブロック図である。このモータ駆動装置は、交流電
源１、高周波ノイズフィルタ３、Ｙ形コンデンサ回路
５、キャリア成分ノイズフィルタ７、整流回路９、チョ
ークコイル１１、力率改善用のアクティブフィルタ１
３、コンデンサ（ここでは電解コンデンサ）１５、イン
バータ１７および制御部１９を備えて構成されており、
インバータ１７が生成した駆動電流によって空気調和機
に備えられるモータ（３相モータ）２１を駆動するよう
になっている。

【０００３】交流電源１は、所定周波数の単相交流電流
を出力する。整流回路９は、交流電源１から与えられる
交流電流を整流して直流電流として出力する。インバー
タ１７は、制御部１９の制御により、整流回路９から与
えられる直流電流に基づき、モータ２１を駆動するため
の駆動電流（ここでは３相交流電流）を生成してモータ
２１に供給する。

【０００４】高周波ノイズフィルタ３、Ｙ形コンデンサ
回路５およびキャリア成分フィルタ７は、交流電源１側
からこの順に交流電源１と整流回路９との間の給電路に
介装されている。

【０００５】コンデンサ１５は、整流回路９とインバー
タ１７との間を接続する正負の給電路２３，２５間を接
続するように設けられている。ここで、コンデンサ１５
の端子と給電路２３，２５との接続部を符号２７，２９
で示す。チョークコイル１１は、整流回路９とインバー
タ１７との間のプラス側の給電路２３における整流回路
９と接続部２７との間に介装されている。

【０００６】力率改善用のアクティブフィルタ１３は、
スイッチングトランジスタ１３ａおよびダイオード１３
ｂを備えている。トランジスタ１３ａは、チョークコイ
ル１１と接続部２７との間のプラス側の給電路２３と、
整流回路９と接続部２９との間のマイナス側の給電路２
５との間を、制御部１９から与えられる制御信号によ
り、導通、遮断させるように設けられている。ダイオー
ド１３ｂは、トランジスタ１３ａの給電路２３との接続
部と接続部２７との間の給電路２３に、トランジスタ１
３ａ側から接続部２７側に向かって順方向になるように
介装されている。

【０００７】このように構成されるアクティブフィルタ
１３は、制御部１９からトランジスタ１３ａに入力され
る制御信号に基づいて、トランジスタ１３ａをオン、オ
フさせて正負の給電路２３，２５間を高速で導通、遮断
させ、整流回路９からチョークコイル１１を介して入力
される直流電流を高速でチョップすることにより、整流
回路９からの直流電流がコンデンサ１５を充電して得ら
れる接続部２７の電圧、すなわちインバータ１７に供給
される際の供給電圧を調節する。

【０００８】ここで、アクティブフィルタ１３は、直流
電流を高速でチョップするため、アクティブフィルタ１
３の作動によりノイズが発生し、ノイズ対策が必要であ
る。このノイズ対策として備えられているのが、高周波
ノイズフィルタ３とキャリア成分フィルタ７であり、高
周波ノイズフィルタ３が高周波のノイズを抑制し、キャ
リア成分フィルタ７がキャリア成分のノイズを抑制す
る。

【０００９】制御部１９は、接続部２７の電圧を検出
し、その検出結果等に基づいて、トランジスタ１３ａの
オン、オフを前記制御信号により変化させることによ
り、前記供給電圧を調節して力率改善を図りつつ、イン
バータ１７を制御している。ここでは、前記供給電圧が
実質的に一定になるようにトランジスタ１３ａのオン、
オフが調節されるようになっている。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
従来のモータ駆動装置では、アクティブフィルタ１３に
よって発生されるノイズ対策として、高周波ノイズフィ
ルタ３およびキャリア成分ノイズフィルタ７を交流電源
１と整流回路７との間の給電路に設けているが、ノイズ
除去が不十分であり、外部に漏れるノイズ（特に、高周
波ノイズ）のレベルが大きく（特に、交流電源１と高周
波ノイズフィルタ３との間の給電路Ａ）から漏れるノイ
ズのノイズレベルが大きい）、また、アクティブフィル
タ１３のノイズの影響によりキャリア成分ノイズフィル
タ７等のコイル部で発生する発熱や騒音が大きいという
問題がある。

【００１１】なお、この従来の構成でも、高周波ノイズ
フィルタ３を大型化することなどによりノイズ抑制が図
れるが、高周波ノイズフィルタ３等の大型化は、装置構
成の大型化および高コスト化を招くため、限界がある。

【００１２】そこで、本発明は前記問題点に鑑み、簡易
で低コストの構成により力率改善用のアクティブフィル
タにより発生されるノイズを効果的に抑制することがで
きるモータ駆動装置を提供することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
の技術的手段は、交流電源（１）から与えられる交流電
流を整流回路（９）により整流してアクティブフィルタ
（１３）を介してインバータ（１７）に供給し、そのイ
ンバータ（１７）によりモータ（２１）を駆動するため
の駆動電流を生成するモータ駆動装置において、前記ア
クティブフィルタ（１３）と前記インバータ（１７）と
の間を接続する正負の給電路（２３，２５）間に接続さ
れるコンデンサ（１５）と前記アクティブフィルタ（１
３）との間の前記給電路（２３，２５）に、ノイズフィ
ルタ（３１）を設けたことを特徴とする。

【００１４】また、前記目的を達成するための技術的手
段は、交流電源（１）と、前記交流電源から与えられる
交流電流を整流する整流回路（９）と、前記整流手段か
ら与えられる直流電流に基づいてモータを駆動するため
の駆動電流を生成するインバータ（１７）と、前記整流
回路と前記インバータとの間を接続する正負の給電路間
に接続されるコンデンサ（１５）と、前記整流回路
（９）と前記コンデンサ（１５）との間の前記給電路
（２３，２５）に介装され、前記直流電流が前記インバ
ータに供給される際の供給電圧を調節する力率改善用の
アクティブフィルタ（１３）と、前記アクティブフィル
タ（１３）と前記コンデンサ（１５）との間の前記給電
路（２３，２５）に介装されたノイズフィルタ（３１）
と、を備えることを特徴とする。

【００１５】好ましくは、前記ノイズフィルタ（３１）
は、インダクタンス素子であるのがよい。

【００１６】また、好ましくは、前記インダクタンス素
子（３１）は、前記アクティブフィルタ（１３）と前記
コンデンサ（１５）との間の前記給電路（２３，２５）
のいずれかの部分の周囲に設けられた磁性体（３３）で
あるのがよい。

【００１７】さらに、好ましくは、前記インダクタンス
素子（３１）は、磁性体コア（３３）と、前記アクティ
ブフィルタ（１３）と前記コンデンサ（１５）との間の
前記給電路（２３，２５）を構成する正負の電線（３
５，３７）の前記磁性体コア（３３）に巻回された巻回
部分（３５ａ，３７ａ）と、を備えているのがよい。

【００１８】また、好ましくは、前記磁性体コア（３
３）は、閉磁路を形成しており、前記正負の電線（３
５，３７）の前記巻回部分（３５ａ，３７ａ）では、前
記電線（３５，３７）がトロイダルコイル状に前記磁性
体コア（３３）に巻回されているのがよい。

【００１９】さらに、好ましくは、前記正負の電線（３
５，３７）の前記巻回部分（３５ａ，３７ａ）では、前
記正負の電線（３５，３７）が前記磁性体コア（３３）
にバイファイラ巻きされているのがよい。

【００２０】また、好ましくは、前記アクティブフィル
タ（１３）は、前記コンデンサ（１５）に供給される前
記直流電流を調節することにより前記直流電流が前記イ
ンバータに供給される際の前記供給電圧を調節するのが
よい。

【００２１】さらに、好ましくは、前記アクティブフィ
ルタ（１３）は、前記整流回路（９）から与えられる前
記直流電流を高速でチョップして前記コンデンサ（１
５）に供給される前記直流電流を調節することにより前
記直流電流が前記インバータに供給される際の前記供給
電圧を調節するのがよい。

【００２２】

【作用】請求項１ないし９に記載の発明に従えば、アク
ティブフィルタとインバータの前段に設けられるコンデ
ンサとの間の給電路にノイズフィルタを設けることによ
って、そのノイズフィルタが比較的簡易な小型のもので
あってもアクティブフィルタから発生されるノイズを効
果的に抑制することができる。

【００２３】請求項３に記載の発明に従えば、ノイズフ
ィルタとしてインダクタンス素子が用いられているた
め、簡易かつ小型の構成により効果的にノイズ（特に、
高周波ノイズ）を抑制することができる。

【００２４】請求項４に記載の発明に従えば、インダク
タンス素子として磁性体を用いた簡易な構成により、効
果的にノイズを抑制することができる。

【００２５】請求項５に記載の発明に従えば、インダク
タンス素子が磁性体コアに正負の電線を巻回することに
より構成されているため、簡易かつ小型の構成であって
も、アクティブフィルタのノイズ除去を効果的に行うこ
とができる。

【００２６】請求項６に記載の発明に従えば、インダク
タンス素子が、閉磁路を形成する磁性体コアに正負の電
線がトロイダルコイル状に巻回されて構成されているた
め、高いインダクタンスを得ることができ、簡易かつ小
型の構成であってもノイズ除去をより効果的に行うこと
ができる。

【００２７】請求項７に記載の発明に従えば、正負の電
線が磁性体コアにバイファイラ巻きされているため、正
負の電線の巻回部分を逆方向に流れるノイズ成分をキャ
ンセルして効果的にノイズ除去を行い、かつ熱や音の発
生を大きく抑制することができる。

【００２８】

【発明の実施の形態】図１は本発明の一実施形態に係る
モータ駆動装置の構成を示すブロック図であり、図２は
図１のモータ駆動装置に備えられるインダクタンス素子
の構成を示す斜視図である。なお、本実施形態に係るモ
ータ駆動装置の構成および各構成要素の機能は、インダ
クタンス素子（ノイズフィルタ）３１を追加した点と、
Ｙ形コンデンサ回路５に用いるコンデンサを大型化した
点とを除いて図３の従来のモータ駆動装置と実質的に同
一であり、互いに対応する部分については同一の参照符
号を付して重複する説明を省略する。また、このモータ
駆動装置も、従来のモータ駆動装置と同様に空気調和機
に備えられるモータを駆動するために用いられる。

【００２９】すなわち、このモータ駆動装置では、図１
に模式的に示すように、整流回路９とインバータ１７と
を接続する正負の給電路２３，２５におけるアクティブ
フィルタ１３と接続部２７，２９との間の区間２３ａ，
２５ａの少なくともいずれか一方に、インダクタンス素
子３１が設けられている。

【００３０】インダクタンス素子３１は、図２に示すよ
うに、磁性体コア（ここでは強磁性体であるフェライト
コア）３３と、区間２３ａ，２５ａ内の給電路２３，２
５を構成する正負の電線３５，３７の磁性体コア３３に
巻回された巻回部分３５ａ，３７ａとによって構成され
ている。

【００３１】磁性体コア３３は、閉磁路（ここでは円環
形状）を有しており、巻回部分３５ａ，３７ａでは、正
負の電線３５，３７が束ねられた状態でトロイダルコイ
ル状に磁性体コア３３に少なくとも１回（ここでは複数
回）バイファイラ巻きにより巻き付けられている。な
お、図２では、図示の便宜上、電線３５，３７が磁性体
コア３３に２回巻き付けられているように図示したが、
実際にはさらに多くの巻き付け回数で巻回されている。
また、磁性体コア３３は、電線３５，３７の巻回および
挿通が容易なように割りコアであってもよい。

【００３２】このような構成のインダクタンス素子３１
を正負の給電路２３，２５の区間２３ａ，２５ａの少な
くともいずれか一方に設けたことにより、このインダク
タンス素子３１の作用によって、アクティブフィルタ１
３が発生するノイズ（特に高周波ノイズ）を効果的に抑
制することできるようになっている。その結果、高周波
ノイズフィルタ３等を大型化することなく、外部に漏れ
るノイズ（特に、給電路Ａから漏れる高周波ノイズ）の
ノイズレベルを十分に抑制することができるとともに、
アクティブフィルタ１３のノイズの影響によりキャリア
成分ノイズフィルタ７等のコイル部で発生する発熱や騒
音を十分に抑制することができるようになっている。

【００３３】ここで、測定の結果、インダクタンス素子
３１を設けたことにより、例えば０．６ＭＨｚ付近の周
波数のノイズの発生量が、約７０ｄＢμＶから約５０ｄ
ＢμＶ程度に抑制できることが分かった。

【００３４】以上のように、本実施形態によれば、アク
ティブフィルタ１３とインバータ１７の前段に設けられ
るコンデンサ２７との間の給電路２３，２５にインダク
タンス素子３１を設けることによって、インダクタンス
素子３１が比較的簡易で小型のものであってもアクティ
ブフィルタ１３から発生されるノイズ（特に、高周波ノ
イズ）を効果的に抑制することができ、その結果、高周
波ノイズフィルタ３等を大型化することなく、簡易で低
コストの構成によアクティブフィルタ１３により発生さ
れるノイズを効果的に抑制することができる。

【００３５】また、インダクタンス素子３１が、リング
形状の磁性体コア３１に正負の電線３５，３７がトロイ
ダルコイル状に巻回されて構成されているため、簡易か
つ小型の構成により高いインダクタンスを得ることがで
き、ノイズ除去をより効果的に行うことができる。

【００３６】さらに、正負の電線３５，３７が磁性体コ
ア３１にバイファイラ巻きされているため、正負の電線
３５，３７の巻回部分３５ａ，３７ａを逆方向に流れる
ノイズ成分をキャンセルさせるようにして効果的にノイ
ズ除去を行うことができる。

【００３７】なお、本実施形態では、磁性体としてリン
グ形状の磁性体コア３１を用いたが、棒状の磁性体コア
を用いてもよい。この場合、正負の電線３５，３７は棒
状の磁性体コアにスパイラル状にバイファイラ巻きされ
る。

【００３８】また、本実施形態では、リング形状の磁性
体コア３１にトロイダルコイル状に電線３５，３７を巻
き付けるようにしたが、電線３５，３７を磁性体コア３
１に巻き付けずに磁性体コア３１の中を挿通させるよう
にしてもよい。

【００３９】

【発明の効果】請求項１ないし９に記載の発明によれ
ば、アクティブフィルタとインバータの前段に設けられ
るコンデンサとの間の給電路にノイズフィルタを設ける
ことによって、そのノイズフィルタが比較的簡易な小型
のものであってもアクティブフィルタから発生されるノ
イズを効果的に抑制することができ、その結果、簡易で
低コストの構成によアクティブフィルタにより発生され
るノイズを効果的に抑制することができる。

【００４０】請求項３に記載の発明によれば、ノイズフ
ィルタとしてインダクタンス素子が用いられているた
め、簡易かつ小型の構成により効果的にノイズ（特に、
高周波ノイズ）を抑制することができる。

【００４１】請求項４に記載の発明によれば、インダク
タンス素子として磁性体を用いた簡易な構成により、効
果的にノイズを抑制することができる。

【００４２】請求項５に記載の発明によれば、インダク
タンス素子が磁性体コアに正負の電線を巻回することに
より構成されているため、簡易かつ小型の構成であって
も、アクティブフィルタのノイズ除去を効果的に行うこ
とができる。

【００４３】請求項６に記載の発明によれば、インダク
タンス素子が、閉磁路を形成する磁性体コアに正負の電
線がトロイダルコイル状に巻回されて構成されているた
め、高いインダクタンスを得ることができ、簡易かつ小
型の構成であってもノイズ除去をより効果的に行うこと
ができる。

【００４４】請求項７に記載の発明によれば、正負の電
線が磁性体コアにバイファイラ巻きされているため、正
負の電線の巻回部分を逆方向に流れるノイズ成分をキャ
ンセルして効果的にノイズ除去を行い、かつ熱や音の発
生を大きく抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係るモータ駆動装置の構
成を示すブロック図である。

【図２】図１のモータ駆動装置に備えられるインダクタ
ンス素子の構成を示す斜視図である。

【図３】従来のモータ駆動装置の構成を示すブロック図
である。

【符号の説明】

１交流電源３高周波ノイズフィルタ５Ｙ形コンデンサ回路７キャリア成分ノイズフィルタ９整流回路１１チョークコイル１３アクティブフィルタ１５コンデンサ１７インバータ１９制御部２１モータ２３，２５給電路３１インダクタンス素子３３磁性体コア３５，３７電線

フロントページの続きＦターム(参考） 5H006 AA01 AA02 BB05 CA01 CA07 CB03 CC02 CC08 DA04 DC05 5H007 AA01 AA02 BB06 CC12 CC23 DC05 5H576 AA10 BB05 CC05 DD02 GG05 HB02 JJ26 LL24

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】交流電源（１）から与えられる交流電流
を整流回路（９）により整流してアクティブフィルタ
（１３）を介してインバータ（１７）に供給し、そのイ
ンバータ（１７）によりモータ（２１）を駆動するため
の駆動電流を生成するモータ駆動装置において、前記アクティブフィルタ（１３）と前記インバータ（１
７）との間を接続する正負の給電路（２３，２５）間に
接続されるコンデンサ（１５）と前記アクティブフィル
タ（１３）との間の前記給電路（２３，２５）に、ノイ
ズフィルタ（３１）を設けたことを特徴とするモータ駆
動装置。
【請求項２】交流電源（１）と、前記交流電源から与えられる交流電流を整流する整流回
路（９）と、前記整流手段から与えられる直流電流に基づいてモータ
を駆動するための駆動電流を生成するインバータ（１
７）と、前記整流回路と前記インバータとの間を接続する正負の
給電路間に接続されるコンデンサ（１５）と、前記整流回路（９）と前記コンデンサ（１５）との間の
前記給電路（２３，２５）に介装され、前記直流電流が
前記インバータに供給される際の供給電圧を調節する力
率改善用のアクティブフィルタ（１３）と、前記アクティブフィルタ（１３）と前記コンデンサ（１
５）との間の前記給電路（２３，２５）に介装されたノ
イズフィルタ（３１）と、を備えることを特徴とするモ
ータ駆動装置。
【請求項３】前記ノイズフィルタ（３１）は、インダ
クタンス素子であることを特徴とする請求項１または２
に記載のモータ駆動装置。
【請求項４】前記インダクタンス素子（３１）は、前
記アクティブフィルタ（１３）と前記コンデンサ（１
５）との間の前記給電路（２３，２５）のいずれかの部
分の周囲に設けられた磁性体（３３）であることを特徴
とする請求項３に記載のモータ駆動装置。
【請求項５】前記インダクタンス素子（３１）は、磁性体コア（３３）と、前記アクティブフィルタ（１３）と前記コンデンサ（１
５）との間の前記給電路（２３，２５）を構成する正負
の電線（３５，３７）の前記磁性体コア（３３）に巻回
された巻回部分（３５ａ，３７ａ）と、を備えているこ
とを特徴とする請求項３に記載のモータ駆動装置。
【請求項６】前記磁性体コア（３３）は、閉磁路を形
成しており、前記正負の電線（３５，３７）の前記巻回部分（３５
ａ，３７ａ）では、前記電線（３５，３７）がトロイダ
ルコイル状に前記磁性体コア（３３）に巻回されている
ことを特徴とする請求項５に記載のモータ駆動装置。
【請求項７】前記正負の電線（３５，３７）の前記巻
回部分（３５ａ，３７ａ）では、前記正負の電線（３
５，３７）が前記磁性体コア（３３）にバイファイラ巻
きされていることを特徴とする請求項５または６に記載
のモータ駆動装置。
【請求項８】前記アクティブフィルタ（１３）は、前
記コンデンサ（１５）に供給される前記直流電流を調節
することにより前記直流電流が前記インバータに供給さ
れる際の前記供給電圧を調節することを特徴とする請求
項２に記載のモータ駆動装置。
【請求項９】前記アクティブフィルタ（１３）は、前
記整流回路（９）から与えられる前記直流電流を高速で
チョップして前記コンデンサ（１５）に供給される前記
直流電流を調節することにより前記直流電流が前記イン
バータに供給される際の前記供給電圧を調節する請求項
２に記載のモータ駆動装置。