JP3658482B2

JP3658482B2 - インバータ装置

Info

Publication number: JP3658482B2
Application number: JP00751397A
Authority: JP
Inventors: 成一白井
Original assignee: Schneider Electric Industries SAS
Current assignee: Schneider Electric Industries SAS
Priority date: 1997-01-20
Filing date: 1997-01-20
Publication date: 2005-06-08
Anticipated expiration: 2017-01-20
Also published as: JPH10210761A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、入力側コンデンサ、コイルおよび出力側コンデンサを有したフィルタ回路を備えたインバータ装置に関する。
【０００２】
【発明が解決しようとする課題】
従来より、スイッチング動作によって可変電圧、可変周波数を出力するインバータ装置においては、スイッチング動作の際に外部空間や電源ラインに放出されるノイズを低減するために、フィルタ回路が設けられているのが一般的である。この場合、そのフィルタ回路を構成する入力側コンデンサ、コイルおよび出力側コンデンサがそれぞれ大型であることから、図１２に示すように、フィルタ回路１は、整流回路２およびインバータ回路３がケース４内に収納されてなるユニット化されたインバータ装置５とは別体に設けられている。
【０００３】
しかしながら、上記した従来のものでは、フィルタ回路１がユニット化されたインバータ装置５とは別体に設けられているので、全体としての設置スペースが大きくなったり、コストが高くなるという問題点があった。また、フィルタ回路１と整流回路２とをワイヤ６によって接続する必要があるため、ワイヤ６の引回しによってはそのワイヤ６からノイズが放出されるなどしてフィルタ回路１としてのノイズ除去性能が低下するという不具合もあった。
【０００４】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、装置全体として小形化を図ることにより、設置スペースを小さくし得て、コストを下げることができ、しかも、ノイズ除去性能の低下を防止することができるインバータ装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明のインバータ装置は、
ユニット内に設けられた整流回路およびインバータ回路と、電気的に前記整流回路の前段に配置され、入力側コンデンサ、コイルおよび出力側コンデンサを有したフィルタ回路とを備えたものにおいて、
前記入力側コンデンサ、コイルおよび出力側コンデンサは、それぞれ前記ユニット内に設けられ、前記入力側コンデンサは、入力側プリント基板に実装され、前記出力側コンデンサは、前記入力側プリント基板とは別体の出力側プリント基板に実装され、前記出力側プリント基板は、前記整流回路に一体的に取付けられているところに特徴を有する（請求項１）。
【０００６】
上記構成のインバータ装置によれば、フィルタ回路を構成する入力側コンデンサ、コイルおよび出力側コンデンサは、それぞれユニット内に設けられ、入力側コンデンサは、入力側プリント基板に実装され、出力側コンデンサは、入力側プリント基板とは別体の出力側プリント基板に実装されているので、インバータ装置として小形化を図ることができ、つまり、設置スペースを小さくし得て、コストを下げることができる。また、フィルタ回路と整流回路とをユニット内で接続することができ、しかも、その接続経路をユニット内で画一的に最適なものとすることができるため、ワイヤの引回しによってそのワイヤからノイズが放出される従来のものとは異なり、フィルタ回路としてのノイズ除去性能の低下を防止することができる。また、出力側プリント基板が整流回路に一体的に取付けられるので、フィルタ回路と整流回路とを接続するワイヤが不要となり、全体として一層小形化を図ることができる。
【０００７】
また、前記コイルを、入力側と出力側とが異なる方向に延びるようにして分離すると良い（請求項２）。
上記構成のインバータ装置によれば、コイルにあって入力側と出力側とは異なる方向に延びるように分離されているので、フィルタ回路としての性能を一層向上させることができる。
【０００８】
また、前記コイルの前記入力側および出力側にあって、一方は、前記入力側コンデンサが実装された入力側プリント基板もしくは前記出力側コンデンサが実装された出力側プリント基板に挿通されるピン形状をなすと共に、他方は、当該コイルの線材を延長することにより前記出力側プリント基板もしくは入力側プリント基板に接続されるワイヤ形状をなすように構成しても良い（請求項３）。
【０００９】
上記構成のインバータ装置によれば、コイルの入力側もしくは出力側にあって、一方を、入力側プリント基板もしくは出力側プリント基板に挿通されるピン形状とし、他方を、コイルの線材を延長することによって出力側プリント基板もしくは入力側プリント基板に接続されるワイヤ形状としたので、コイルといずれかのプリント基板を接続するにあたっては、ピン形状の部分をプリント基板に挿通することによって接続することができ、組付けを容易に行うことができ、また、接続ワイヤを不要とすることができる。
【００１１】
また、零相インダクタ用のコアを備え、
前記コアを、前記入力側プリント基板に接続される電源ワイヤから前記出力側プリント基板に接続される出力ワイヤに至る経路の適宜のワイヤに貫通するように構成しても良い（請求項４）。
上記構成のインバータ装置によれば、零相インダクタ用のコアは、入力側プリント基板に接続される電源ワイヤから出力側プリント基板に接続される出力ワイヤに至る経路の適宜のワイヤに貫通されるので、この零相インダクタ用のコアによってもノイズの低減を図ることができる。
【００１２】
また、前記コアを、前記コイルが収納されたコイルケース内に配設するように構成しても良い（請求項５）。
上記構成のインバータ装置によれば、コアは、コイルケース内に配設されるので、ユニット内でコアを配設するためのスペースを不要とすることができ、全体として一層小形化を図ることができる。
【００１３】
また、前記コアを、前記ユニットに形成された前記ワイヤを挿通するための穴部に設けるように構成しても良い（請求項６）。
上記構成のインバータ装置によれば、コアは、ユニットに形成されたワイヤを挿通するための穴部に設けられているので、ユニット内でそのコアを配設するためのスペースを不要とすることができ、全体として一層小形化を図ることができる。
【００１４】
また、前記ユニットには、前記コイルケースを固定するための爪部が設けられているように構成しても良い（請求項７）。
上記構成のインバータ装置によれば、コイルケースをユニットに設けられた爪部によって固定することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の第１実施例について図１ないし図７を参照して説明する。
まず、インバータ装置の上面を開口した状態を示す図１において、インバータ装置１１は、フィルタ回路１２、整流回路１３、リレー１４、主回路コンデンサ１５、１６およびインバータ回路１７が絶縁基板１８ａおよびカバー１８ｂからなるケース１８内に後述するように配設されることによってユニット化された状態で構成されている。
【００１６】
図２は、上記インバータ装置１１の電気的構成を概略的に示している。フィルタ回路１２は、電気的に整流回路１３の前段として設けられているもので、３個のコンデンサ１９ａ〜１９ｃからなる入力側コンデンサ回路１９、三相コイル２０ａ〜２０ｃからなる零相リアクトクル（コモンモードコアリアクトル）２０、４個のコンデンサ２１ａ〜２１ｄからなる出力側コンデンサ回路２１が図示のように接続されて構成されている。
【００１７】
整流回路１３は、６個のダイオード２２ａ〜２２ｆがブリッジ接続されて構成されており、一方にリレー１４の常開接点１４ａを介した直流母線２３、２４を通じて直流電力をインバータ回路１７のインバータ主回路２５に供給するようになっている。また、直流母線２３、２４間には平滑用の上記主回路コンデンサ１５、１６が接続されている。
【００１８】
インバータ回路１７は、インバータ主回路２５と、そのインバータ主回路２５のスイッチング動作を制御する制御回路２６とから構成されている。インバータ主回路２５は、スイッチング素子としての６個のトランジスタ２７ａ〜２７ｆならびに無効電流を処理するための帰還ダイオード２８ａ〜２８ｆが直流母線２３、２４間にブリッジ接続されて構成されている。以上の説明によって、インバータ装置１１は、商用電源が接続された状態においてリレー１４がオンすることによって動作するようになっている。
【００１９】
さて、上記フィルタ回路１２の構造について詳述する。
零相リアクトル２０は、図３にその巻回された様子を概略的に示すように、上記各コイル２０ａ〜２０ｃがコア２９に共通に巻回されてなる三相コイルである。そして、零相リアクトル２０は、図４に示すように、コイルケース３０内に設けられており、そのコイル２０ａ〜２０ｃの入力側３４ａ´〜３４ｃ´は、図５に示すように、コイルケース３０に突設されたピン３２ａ〜３２ｃに接続されている。また、コイル２０ａ〜２０ｃの出力側３４ａ〜３４ｃは、コイルケース３０内に配設された零相インダクタ用のコア３１（コイルはなし）を貫通した状態で配置されている。
【００２０】
上記ピン３２ａ〜３２ｃは、図６に示すように、上記入力側コンデンサ回路１９が実装された入力側プリント基板３３に形成されたスルーホールに挿通されており、これにより、入力側コンデンサ回路１９とコイル２０ａ〜２０ｃとが電気的に接続されている。また、このとき、入力側プリント基板３３の裏面（入力側コンデンサ回路１９が実装されている面とは反対側の面）とコイルケース３０の端面とは当接した状態となっており、これにより、入力側プリント基板３３がピン３２ａ〜３２ｃとの協働によってコイルケース３０に対して機械的に固定状態とされている。
【００２１】
一方、コイル２０ａ〜２０ｃの出力側３４ａ〜３４ｃは、コイル２０ａ〜２０ｃの線材が上記ピン３２ａ〜３２ｃの突出方向とは反対方向に延長されることによってワイヤ形状とされており（図４および図５参照）、そのワイヤは、ねじ型の接続端子３５ａ〜３５ｃによって上記出力側コンデンサ回路２１が実装された出力側プリント基板３５に電気的に接続されている。尚、このとき、出力側プリント基板３５は、上記ねじ型の接続端子３５ａ〜３５ｃによって上記整流回路１３に一体的に取付けられている（図１参照）。
【００２２】
このように、零相リアクトル２０の各コイル２０ａ〜２０ｃの入力側３４ａ´〜３４ｃ´をピン３２ａ〜３２ｃに接続してピン形状とし、コイルケース３０と入力側プリント基板３３とを直接接続すると共に、出力側３４ａ〜３４ｃをワイヤ形状とし、コイルケース３０と出力側プリント基板３５とを物理的に離れた状態で接続することによって、フィルタ回路１２にあって入力側と出力側とを物理的に分離することができると共に、上述したように、フィルタ回路１２をケース１８内のデッドスペースに配設してユニット化できるものである。
【００２３】
また、上記コイルケース３０は、図７に示すように、ケース１８の絶縁基板１８ａ上に載置され、絶縁基板１８ａに一体に形成された壁部３６ａに当接されていると共に、弾力性を有する爪部３６ｂに引掛けられていることによって壁部３６ａと爪部３６ｂとに挟まれた状態で絶縁基板１８ａ、つまり、ケース１８に対して固定状態とされている。
【００２４】
このように上記した構成においては、インバータ装置１１にあってインバータ装置１１の構成部品であるフィルタ回路１２をケース１８内のデッドスペースに配設することによって他の構成部品である整流回路１３、インバータ回路１７らと共にユニット化した。また、零相リアクトル２０の入力側３４ａ´〜３４ｃ´と出力側３４ａ〜３４ｃとが反対方向に突出するように分離して構成した。
【００２５】
そして、零相リアクトル２０の入力側３４ａ´〜３４ｃ´をピン３２ａ〜３２ｃに接続してピン形状とし、入力側プリント基板３３がそのピン３２ａ〜３２ｃを介して零相リアクトル２０に接続されるように構成し、出力側３４ａ〜３４ｃをワイヤ形状とし、零相リアクトル２０と出力側プリント基板３５とがそのワイヤを介して接続されるように構成した。
【００２６】
また、そのとき、出力側プリント基板３５を整流回路１３に一体的に取付けて構成した。さらに、零相インダクタ用のコア３１を、零相リアクトル２０と出力側コンデンサ２１を接続するワイヤの途中部位であってそのワイヤに貫通されるようにコイルケース３０内に設けた。さらに、そのコイルケース３０を絶縁基板１８ａ上に載置し、壁部３６ａと爪部３６ｂとに挟まれた状態でケース１８に対して固定状態に設けた。
【００２７】
このように第１実施例によれば、インバータ装置１１を、フィルタ回路１２を整流回路１３、インバータ回路１７らと共にケース１８内のデッドスペースに配設することによってユニット化して構成したので、インバータ装置１１として小形化を図ることができ、つまり、設置スペースを小さくし得て、コストを下げることができる。また、フィルタ回路１２と整流回路１３とを直接接続することができ、その接続経路をケース１８内で最適なものとすることができるので、ワイヤの引回しによってワイヤからノイズが放出される従来のものとは異なり、フィルタ回路１２としてのノイズ除去性能の低下を防止することができる。
【００２８】
また、零相リアクトル２０にあって入力側３４ａ´〜３４ｃ´と出力側３４ａ〜３４ｃとが異なる方向に延びるように分離したので、出力側３４ａ〜３４ｃから入力側３４ａ´〜３４ｃ´へのノイズの重乗が防止され、フィルタ回路１２としてのノイズ除去性能を一層向上することができる。また、零相リアクトル２０の入力側３４ａ´〜３４ｃ´をピン３２ａ〜３２ｃによってピン形状としたので、零相リアクトル２０を入力側プリント基板３３に接続するにあたっては、ピン３２ａ〜３２ｃを入力側プリント基板３３のスルーホールに挿通することによって接続することができ、組付けを容易に行うことができ、また、接続ワイヤを不要とすることができる。
【００２９】
また、出力側プリント基板３５を整流回路１３に一体的に取付けたので、フィルタ回路１２と整流回路１３とを接続するワイヤが不要となり、インバータ装置１１として一層小形化を図ることができる。
【００３０】
また、零相インダクタ用のコア３１を零相リアクトル２０と出力側コンデンサ２１を接続するワイヤ３４ａ〜３４ｃを貫通するように設けたので、この零相インダクタ用のコア３１によってノイズの低減をさらに図ることができる。そして、その零相インダクタ用のコア３１をコイルケース３０内に設けたので、ケース１８内でコア３１を配設するためのスペースを不要とすることができ、インバータ装置１１として一層小形化を図ることができる。
【００３１】
また、ケース１８内にコイルケース３０を壁部３６ａに当接すると共に、爪部３６ｂに引掛けることによって固定するための絶縁基板１８ａを設けたので、コイルケース３０をケース１８に対して容易に固定状態にすることができる。
【００３２】
次に、本発明の第２実施例について、図８ないし図１０を参照して説明する。尚、第１実施例と同一部分には同一符号を付して説明を省略し、以下、異なる部分について説明する。
この第２実施例は、零相インダクタ用のコア３１が零相リアクトル２０と出力側コンデンサ回路２１を接続するワイヤの途中部位に設けられている第１実施例とは異なり、図８に示すように、零相インダクタ用のコア４１が電源ワイヤ４２（各相ワイヤを４２ａ〜４２ｃで示す）、つまり、インバータ装置１１の動作電源入力側に設けられている。具体的には、零相インダクタ用のコア４１は、図９に示すように、入力側プリント基板３３に接続された電源ワイヤ４２ａ〜４２ｃに貫通された状態で設けられ、図１０に示すように、インバータ装置１１の配線口板金４３にあって電源ワイヤ４２を挿通するための穴部４３ａに嵌込まれた状態で固定されている。
【００３３】
このように第２実施例によれば、零相インダクタ用のコア４１をインバータ装置１１の配線口板金４３にあって電源ワイヤ４２を挿通するための穴部４３ａに設けたので、ケース１８内で零相インダクタ用のコア４１を配設するためのスペースを不要とすることができ、インバータ装置１１として一層小形化を図ることができる。
【００３４】
尚、上述した第１ならびに第２実施例で示したように、零相インダクタ用のコア３１、４２は、図１１に示すように、フィルタ回路１２内におけるワイヤおよびフィルタ回路１２と外部とを接続するワイヤ、具体的には、電源ワイヤ５１（４２）、入力側コンデンサ回路１９と零相リアクトル２０とを接続するワイヤ５２、零相リアクトル２０と出力側コンデンサ２１とを接続するワイヤ５３ならびに出力ワイヤ５４のうちのいずれに貫通されるように設けても良い。
【００３５】
本発明は、上記実施例にのみ限定されるものでなく、次のように変形または拡張することができる。
零相リアクトル２０にあって入力側３４ａ´〜３４ｃ´をワイヤ形状としてコイルケース３０と入力側プリント基板３３とを物理的に離れた状態で接続すると共に、出力側３４ａ〜３４ｃをピン形状としてコイルケース３０と出力側プリント基板３５とを直接接続するように構成しても良い。
【００３６】
【発明の効果】
以上の説明によって明らかなように、請求項１記載の発明によれば、インバータ装置にあってフィルタ回路を整流回路、インバータ回路らと共にユニット化して構成したので、インバータ装置として小形化を図ることができ、つまり、設置スペースを小さくし得て、コストを下げることができるようになる。また、フィルタ回路と整流回路とをユニット内で接続することができ、しかも、その接続経路をユニット内で画一的に最適なものとすることができるので、ワイヤの引回しによってはワイヤからノイズが放出される従来のものとは異なり、フィルタ回路としてのノイズ除去性能の低下を防止することができるようになる。
【００３７】
請求項２記載の発明によれば、コイルにあって入力側と出力側とが異なる方向に延びるように分離したので、フィルタ回路としてのノイズ除去性能の向上を図ることができるようになる。
【００３８】
請求項３記載の発明によれば、コイルにあって入力側もしくは出力側をピン形状とし、出力側もしくは入力側をコイルの線材を延長してワイヤ形状としたので、コイルをいずれかの基板に接続するにあたってはピン形状の部分をその基板に挿通することによって接続することができ、組付けを容易に行うことができるようになり、また、接続ワイヤを不要とすることができるようになる。
【００３９】
請求項４記載の発明によれば、フィルタ回路と整流回路とを接続するワイヤを不要とすることができ、インバータ装置として一層小形化を図ることができるようになる。
【００４０】
請求項５記載の発明によれば、零相インダクタ用のコアを入力側プリント基板に接続される電源ワイヤから出力側プリント基板に接続される出力ワイヤに至る経路の適宜のワイヤに貫通されるように構成したので、そのコアによってノイズの低減を図ることができるようになる。
【００４１】
請求項６記載の発明によれば、零相インダクタ用のコアをコイルケース内に設けたので、ユニット内でコアを配設するためのスペースを不要とすることができ、インバータ装置として一層小形化を図ることができる。
【００４２】
請求項７記載の発明によれば、零相インダクタ用のコアをインバータ装置にあってワイヤを挿通するための穴部に設けたので、ユニット内で零相インダクタ用のコアを配設するためのスペースを不要とすることができ、インバータ装置として一層小形化を図ることができるようになる。
【００４３】
請求項８記載の発明によれば、コイルケースをユニット内に設けられた爪部に引掛けることによって、コイルケースをユニットに対して容易に固定状態に設けることができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例であって上面を開口した状態を示す平面図
【図２】電気回路図
【図３】コイルがコアに巻回された状態を示す図
【図４】コイルケースをコイル側から見た斜視図
【図５】コイルケースをピン側から見た斜視図
【図６】フィルタ回路がケースから取出された状態を示す図
【図７】コイルケースおよび絶縁基板の斜視図
【図８】本発明の第２実施例を示す図１相当図
【図９】図６相当図
【図１０】零相インダクタ用のコアが配線口板金の穴部に設けられた状態を示す図
【図１１】基本的構成を示すフィルタ回路のブロック構成図
【図１２】従来例を示すブロック構成図
【符号の説明】
図面中、１１はインバータ装置、１２はフィルタ回路、１３は整流回路、１７はインバータ回路、１９は入力側コンデンサ回路、２０は零相リアクトル、２０ａ〜２０ｃはコイル、２１は出力側コンデンサ回路、３０はコイルケース、３１は零相インダクタ用のコア、３２ａ〜３２ｃはピン、３３は入力側プリント基板、３５は出力側プリント基板、３６ｂは爪部、４１は零相インダクタ用のコア、４２は電源ワイヤ、４３は配線口板金、４３ａは穴部、５１は電源ワイヤ、５４は出力ワイヤである。

Claims

ユニット内に設けられた整流回路およびインバータ回路と、電気的に前記整流回路の前段に配置され、入力側コンデンサ、コイルおよび出力側コンデンサを有したフィルタ回路とを備えたインバータ装置において、
前記入力側コンデンサ、コイルおよび出力側コンデンサは、それぞれ前記ユニット内に設けられ、前記入力側コンデンサは、入力側プリント基板に実装され、前記出力側コンデンサは、前記入力側プリント基板とは別体の出力側プリント基板に実装され、前記出力側プリント基板は、前記整流回路に一体的に取付けられていることを特徴とするインバータ装置。
前記コイルは、入力側と出力側とが異なる方向に延びるようにして分離されていることを特徴とする請求項１記載のインバータ装置。
前記コイルの前記入力側および出力側にあって、一方は、前記入力側コンデンサが実装された入力側プリント基板もしくは前記出力側コンデンサが実装された出力側プリント基板に挿通されるピン形状をなすと共に、他方は、当該コイルの線材を延長することにより前記出力側プリント基板もしくは入力側プリント基板に接続されるワイヤ形状をなすことを特徴とする請求項２記載のインバータ装置。
零相インダクタ用のコアを備え、
前記コアは、前記入力側プリント基板に接続される電源ワイヤから前記出力側プリント基板に接続される出力ワイヤに至る経路の適宜のワイヤに貫通されていることを特徴とする請求項３記載のインバータ装置。
前記コアは、前記コイルが収納されたコイルケース内に配設されていることを特徴とする請求項４記載のインバータ装置。
前記コアは、前記ユニットに形成された前記ワイヤを挿通するための穴部に設けられていることを特徴とする請求項４または５記載のインバータ装置。
前記ユニットには、前記コイルケースを固定するための爪部が設けられていることを特徴とする請求項５記載のインバータ装置。