JP3825678B2 - 圧縮機の制御装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、圧縮機本体を収納する空気調和装置等の金属製筐体（詳しくは、特に圧縮機の制御装置）内で発生したコモンモードノイズ（対地間ノイズ）が圧縮機本体と大地間の静電容量（浮遊容量）により筐体から大地に流れる漏洩電流を抑制するとともに、制御装置から電源ラインを通じて商用交流電源に向けたノイズ（即ち雑音端子電圧）を抑制することが可能な圧縮機の制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
今日、空気調和機等において用いられる圧縮機は、圧縮機構及び当該圧縮機構に駆動力を与える直流ブラシレスモータ、各種保護装置等により構成され、これらの大半が圧縮機本体（即ち金属製のケース）内に収納されている。因みに、圧縮機は、当該モータからの駆動力を受けて圧縮機構が冷媒を圧縮機本体内に吸引し、圧縮して高温高圧化した後、圧縮機本体外に吐出するという冷媒の圧縮サイクルを伴うものであり、圧縮機に接続された冷媒配管、凝縮器や蒸発器等の部品と共に空気調和機や冷蔵庫等の冷媒回路を構成し、凝縮器や蒸発器の周囲空気の加熱若しくは冷却を行うための冷媒の循環ポンプに相当するものである。また、近年、オゾンホール発生の一因として問題になっているＲ−２２等の規制冷媒（以下、旧冷媒という）から、当該問題に関して比較的に無影響なＲ４０７ＣやＲ４１０Ａを含むＨＦＣ等の冷媒（以下、新冷媒という）に切替える動きが活発である。
【０００３】
このような圧縮機には、レシプロ圧縮機やロータリ圧縮機やスクロール圧縮機があるが、近年ではロータリ圧縮機やスクロール圧縮機が主流となっている。かかる圧縮機においては、圧縮された冷媒を一旦、圧縮機本体（即ち金属製のケース）内に吐出するので、冷媒は当該ケース内の雰囲気に晒されることとなる。そして、高温高圧化された冷媒は、当該ケースに固着されている冷媒配管（特に吐出管）を介して圧縮機本体の外部に吐出され、圧縮機以降の冷媒回路を循環する構成が一般的である。従って、圧縮機の運転中においては、圧縮機本体（金属製のケース）内は圧縮された高圧冷媒により満たされることになるので、当該ケースは、通常、密閉されている。
【０００４】
このような、密閉状のケース内に収納するモータには直流モータ及び交流モータがあるが、無騒音駆動、制御の容易性、装置の小型化等の観点からインバータ駆動の直流モータが用いられるようになっており、また、圧縮機本体が密閉状のケースであることからブラシの補修等が不用なブラシレスモータが用いられており、近年では上述の直流ブラシレスモータが用いられることが多くなっている。
【０００５】
かかる直流ブラシレスモータをインバータ駆動する駆動回路を備えた圧縮機の制御装置の一例を図９に示す。当該制御装置は、三相交流電源１と、直流ブラシレスモータをインバータ駆動する駆動回路２と、当該モータを収納する圧縮機本体（即ち金属製のケース）９と、圧縮機本体９、図示しない凝縮器、送風機、各種制御回路等を収納する空気調和機本体をなす金属製の筐体１０とを備える。圧縮機本体９には、上述したように図示しない金属製の配管が溶接等により固着されている。
【０００６】
さらに、当該駆動回路２は、機器自身が発生するノイズであり大地若しくは金属製筐体１０と電源ライン間に生じる対地ノイズ即ちコモンモードノイズを減衰させる第１のノイズフィルタ３、三相交流から直流に整流する整流ダイオードブリッジ４、第２のノイズフィルタ６、整流コンデンサ７及び三相インバータ回路８を主要回路とする。
【０００７】
整流ダイオードブリッジ４、第２のノイズフィルタ６及び整流コンデンサ７は、交流電圧を直流電圧に平滑化するものであり、また、三相インバータ回路８は、整流コンデンサ７からの直流電圧を所定の周波数（スイッチング周波数は例えば、５ｋＨｚ）でスイッチングして直流ブラシレスモータに駆動電力を供給するものである。尚、圧縮機本体９及び金属製筐体１０は、三相交流電源１の電源ライン間に直列接続された第２のコンデンサCy1,Cy2,Cy3間の接続点にそれぞれ接続されると共に、駆動回路２の安定動作等の観点及び筐体１０に触れる可能性のある人体への感電防止等の安全性の観点から接地されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような状況下において、三相インバータ回路８により高速スイッチングされた断続的な直流電流が直流ブラシレスモータに供給されると、当該直流電流が流れ金属製のケース９内の電源ラインや巻線（詳しくは直流ブラシレスモータの固定子巻線）が圧縮機内に封入された冷媒を介して、当該ケース９と容量結合してしまう。この冷媒を介して電源ラインとケース９間に生じる結合容量（浮遊容量）は、旧冷媒に比べてＲ４１０Ａ等の新冷媒において大きくなる傾向であることがわかっている。これは、新冷媒が旧冷媒に比べ抵抗率が低く、且つ誘電率が大きいので、これら抵抗率及び誘電率に影響されて容量結合が大きくなるものと推察される。
【０００９】
この漏洩電流に関しては、電気用品取締法等の法的規制があり、因みにこの電気用品取締法においては漏洩電流の規制値は１ｍＡ以下となっている。特に、冷媒を旧冷媒から新冷媒に切り替えたことで、図９に示すような駆動回路２では、漏洩電流が当該規制値（１ｍＡ以下）をクリアすることが困難になってきている。
【００１０】
さらに、特開平１１−１４６５５７号公報に示されるような漏洩電流抑制回路を設けたものも開発されているが、図９に示すような三相交流電源を採用する場合には、当該公報に開示されている単相交流電源を使用する場合に比べて漏洩電流が大きくなることが確かめられており、経済性を優先させる近年の圧縮機の制御装置にあっては、益々、法的規制値をクリアすることが難しくなっている。
【００１１】
一方、この漏洩電流に対する法的規制値をクリアする措置にばかり目をとられていると、機器自身のノイズが電源ラインに向かう特性を示す雑音端子電圧が増加してしまい、やはり雑音端子電圧に関する法的規制値に対する余裕が小さくなってしまうという他の観点からの危惧が残っていた。因みに、電気用品取締法でいう雑音端子電圧の規制値は、周波数が５２６．５ｋＨｚ以上５ＭＨｚ以下の範囲では５６ｄＢ以下であり、周波数が５ＭＨｚを超え３０ＭＨｚ以下の範囲では６０ｄＢ以下となっている。
【００１２】
そこで本発明では、たとえ、Ｒ４１０Ａ等の新冷媒、三相交流電源を用いた場合であっても、簡単な構成で漏洩電流を小さくすると共に、雑音端子電圧の上昇を抑制して、両者の法的規制値がともにクリアできるようにした圧縮機の制御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】
上記課題を解決するために、請求項１に係る発明は、商用交流電源と、圧縮機構を駆動する直流ブラシレスモータと、商用周波数から駆動周波数に変換して当該モータを制御するインバータ回路と、インバータ回路の入力側に設けられ、前記電源及びインバータ回路のコモンモードノイズを抑制するノイズフィルタとを備え、当該ノイズフィルタを、圧縮機本体を収納する金属製筐体を介して接地してなる圧縮機の制御装置であって、前記ノイズフィルタは、交流ライン間に接続された第１のコンデンサと、この第１のコンデンサに接続されたコモンモードリアクトルコイルと、このコモンモードリアクトルコイルの前記インバータ回路側であって、交流ライン間に直列接続された第２のコンデンサとを備えたものにおいて、前記第２のコンデンサ間の接続点と前記金属製筐体との間に設けられる電圧クランプ用のクランパーを有する漏洩電流抑制回路を設けたことを特徴とする圧縮機の制御装置。
【００１４】
請求項２に係る発明は、クランパーに並列接続される第３のコンデンサを備えた漏洩電流抑制回路を設けたことを特徴とする。
【００１５】
請求項３に係る発明は、第２のコンデンサ間の接続点と前記金属製筐体との間に設けられる電圧クランプ用のクランパーが，双方向に接続されたツェナーダイオードからなることを特徴とする。
【００１６】
請求項４に係る発明は、双方向に接続されたツェナーダイオードのツェナー電圧を１０Ｖから３０Ｖの範囲に設定してなることを特徴とする。
【００１７】
請求項５に係る発明は、クランパーに並列接続される第３のコンデンサの容量を４７０ｐＦから１００００ｐＦの範囲に設定してなることを特徴とする。
【００１８】
【発明の実施の形態】
次に実施例により本発明を更に詳しく説明するが、本発明はこれらによって限定されるものではない。以下、本発明の実施例を図１乃至図８に基づいて説明する。図１は本発明にかかるクランパー及び第３のコンデンサからなる漏洩電流抑制回路を具備した駆動回路を含む圧縮機の制御装置の回路図、図２は図１の回路における周波数と雑音端子電圧の関係を示す特性図、図３は図１の回路における運転周波数と漏洩電流の関係を示す特性図、図４は第３のコンデンサの容量を変化させたときの漏洩電流の測定結果を示す図、図５はツェナー電圧（クランプ電圧）を変えたときの漏洩電流の測定結果を示す図、図６は本発明にかかるクランパーを有する漏洩電流抑制回路を具備した駆動回路を含む圧縮機の制御装置の回路図、図７は図６の回路における周波数と雑音端子電圧の関係を示す特性図、図８は図６の回路における運転周波数と漏洩電流の関係を示す特性図である。尚、従来と同一構成に関しては同一符号を用いている。
【００１９】
図１において、圧縮機の制御装置は、三相交流電源１と、直流ブラシレスモータをインバータ駆動する駆動回路２と、当該モータを収納する圧縮機本体（即ち金属製のケース）９と、圧縮機本体９、図示しない凝縮器、送風機、各種制御回路等を収納する空気調和機本体をなす金属製の筐体１０とを備える。ここで、圧縮機本体９には、図示しない金属製の配管が溶接等により固着されている。
【００２０】
さらに、当該駆動回路２は、機器自身が発生するノイズであり大地若しくは金属製筐体１０と電源ライン間に生じる対地ノイズ即ちコモンモードノイズを減衰させ（抑制す）る第１のノイズフィルタ３、三相交流から直流に整流する整流ダイオードブリッジ４、第２のノイズフィルタ６、整流コンデンサ７及び三相インバータ回路８を主要回路としている。
【００２１】
整流ダイオードブリッジ４、第２のノイズフィルタ６及び整流コンデンサ７は、交流電圧を直流電圧に平滑化するものであり、また、三相インバータ回路８は、整流コンデンサ７からの直流電圧を所定の周波数（スイッチング周波数は例えば、５ｋＨｚ）でスイッチングして直流ブラシレスモータに駆動電力を供給するものである。
【００２２】
第１のノイズフィルタ３は、三相交流電源１のライン間に接続された６つの第１のコンデンサ（Ｘコンデンサ）Ｃｘ１，Ｃｘ２，Ｃｘ３，Ｃｘ４，Ｃｘ５，Ｃｘ６と、三相交流電源１のライン間に直列接続された３つの第２のコンデンサ（Ｙコンデンサ）Ｃｙ１，Ｃｙ２，Ｃｙ３と第１及び第２のコンデンサ間に接続された３つのコモンモードリアクトルコイルＬ１とを備えている。
【００２３】
第２のノイズフィルタ６は、整流ダイオードブリッジ４を経て直流化された電源ライン間に２つのコンデンサ（Ｘコンデンサ）Ｃｘ７，Ｃｘ８とコイルＬ２とをπ型接続したものであり、三相インバータ回路８から電源側へ逆流するノイズを減衰させる機能を有する。
【００２４】
圧縮機本体９及び金属製筐体１０は、三相交流電源１の電源ライン間に直列接続された第２のコンデンサＣｙ１，Ｃｙ２，Ｃｙ３間の接続点に本発明の最大の特徴たる漏洩電流抑制回路５を介してそれぞれ接続されている。加えて、当該漏洩電流抑制回路５、圧縮機本体９及び金属製筐体１０は、駆動回路２の安定動作等の観点及び筐体１０に触れる可能性のある人体への感電防止等の安全性の観点から、接地されている。
【００２５】
漏洩電流抑制回路５は、前記第２のコンデンサＣｙ１＿Ｃｙ２間，Ｃｙ２＿Ｃｙ３間，Ｃｙ３＿Ｃｙ１間の接続点と金属製筐体１０との間に設けられる電圧クランプ用のクランパーＣｌと、当該クランパーＣｌに並列接続される第３のコンデンサ（Ｚコンデンサ）Ｃｚとからなる。特に、クランパーＣｌは、２つのツェナーダイオードＺｄ１，Ｚｄ２を双方向に接続して構成している。
【００２６】
以上の構成により図２乃至図５に基づき圧縮機の制御装置（詳しくは、漏洩電流抑制回路５）の各種動作及び運転周波数を変化させた場合の雑音端子電圧の変化、電源周波数を変化させた場合の漏洩電流の変化、並びに処理について簡単に説明する。
【００２７】
まず、本発明の雑音端子電圧特性（電圧抑制）について説明するが、本発明の制御装置の第１の実施例を示す図１の回路に対応する雑音端子電圧特性（図２）と、第２の実施例を示す図６の回路に対応する雑音端子電圧特性（図７）と、従来例を示す図９の回路に対応する雑音端子電圧特性（図１０）とを見比べて説明するとその相違がより明確になる。図２、図７、図１０において、縦軸は雑音端子電圧（１０ｄＢｕＶ〜９０ｄＢｕＶの範囲）を示し、横軸は周波数（０．５ＭＨｚ〜３０ＭＨｚの範囲）を示している。また、中央の太線の矩形波は、法的規制値（５ＭＨｚ以下の領域で５６ｄＢ以下、５ＭＨｚを超え３０ＭＨｚ以下の範囲では６０ｄＢ以下）を示すものである。さらに、後述する電圧範囲及び容量範囲の中から、クランパーＣｌ（詳しくはツェナーダイオード）のクランプ（詳しくはツェナー）電圧は１５Ｖで、第３のコンデンサＣｚの容量は２２００ｐＦで測定している。
【００２８】
これら３つの図における特性曲線の大きな相違は、０．５ＭＨｚ〜４ＭＨｚの領域（領域Ａ）と、１０ＭＨｚ〜３０ＭＨｚの領域（領域Ｂ）である。即ち、領域Ａにおいて、最も雑音端子電圧が低いのは従来例であり、続いて第１の実施例、第２の実施例の順に端子電圧が上昇している。また、領域Ｂにおいて、最も雑音端子電圧が低いのは第２の実施例であり、続いて従来例、第１の実施例の順に端子電圧が上昇している。領域Ｂについては、何れの回路であっても法的規制値（６０ｄＢ）を十分に余裕を持ってクリアしているが、領域Ａについては第３のコンデンサをクランパーＣｌに対して並列に挿入したことによって、クランパーを挿入しない従来例よりは劣るものの、法的規制値（５６ｄＢ）を余裕を持ってクリアしている。即ち、クランパーＣｌの挿入に伴う雑音端子電圧の上昇を第３のコンデンサ（Ｚコンデンサ）Ｃｚの並列追加により抑制できたことがわかる。
【００２９】
次に、本発明の漏洩電流の抑制について説明するが、雑音端子電圧特性のときと同様に、第１の実施例に対応する漏洩電流（図３）と、第２の実施例に対応する漏洩電流（図８）と、従来例に対応する漏洩電流（図１１）とを見比べて説明すると、その相違がより明確になるのであるが、これらを１つに現した図４を見ればさらにその相違が明瞭となる。即ち、図３、図４、図８、図１１において、縦軸は漏洩電流（０ｍＡ〜１．０ｍＡの範囲、法的規制値は１ｍＡ以下）を示し、横軸は運転周波数（０Ｈｚ〜１５０Ｈｚの範囲）を示しているが、最も漏洩電流が小さいのは第２の実施例（即ち、Ｃｚ＝０のとき）であり、続いて第１の実施例（特に図４ではＣｚは小さいほど良い）、従来例の順に漏洩電流が増大している。
【００３０】
何れの電流曲線も運転周波数が７０Ｈｚを中心（最大点）として上向きの曲線をなしており、通常の交流電源周波数５０Ｈｚ乃至６０Ｈｚの領域においては、１割以上の余裕を持って規制値をクリアしている。特に、第３のコンデンサ（Ｚコンデンサ）Ｃｚの容量を２２００ｐＦ以下に設定した場合には、規制値を２５％以上の余裕をもってクリアしている。第３のコンデンサ（Ｚコンデンサ）Ｃｚの容量は、漏洩電流抑制回路５を設けない場合よりも漏洩電流が低下している１００００ｐＦ以下で、Ｃｚ＝０よりも大きいある値（本実施例では４７０ｐＦ）以上に設定すると効果的である。
【００３１】
これらより、雑音端子電圧の上昇抑制のためには、第３のコンデンサ（Ｚコンデンサ）Ｃｚの容量が大きいほうが効果的であり、漏洩電流の抑制（低減）のためには、第３のコンデンサ（Ｚコンデンサ）Ｃｚの容量が小さいほうが効果的であることがわかる。
【００３２】
尚、図４において、Ｃｚ＝０のときと、Ｃｚ＝４７０ｐＦのときと、Ｃｚ＝２２００ｐＦのときの電流特性を比べてみると、漏洩電流の値にそれ程の差（０．０３ｍＡ程度の差）がないため、雑音端子電圧及び漏洩電流の各特性の測定時には、第１のノイズフィルタ３におけるＹコンデンサＣｙ１，Ｃｙ２，Ｃｙ３の容量（４７００ｐＦ）との相関関係を考慮して、それと同じくらいの容量（Ｃｚ＝２２００ｐＦ）のＺコンデンサを採用した。この場合、ＹコンデンサとＺコンデンサとの合成容量Ｃは約１５００ｐＦとなる。
【００３３】
この合成容量ＣとコモンモードリアクトルコイルＬ１のリアクトル（本実施例では０．７ｍＨ）とで定まる共振周波数ｆにてフィルタとしての限界周波数が求められる。また、第３のコンデンサ（Ｚコンデンサ）Ｃｚの挿入に伴い合成容量Ｃが挿入前より小さくなるため、共振周波数ｆはＣｚ＝０のときに比べて少し高くなり、限界周波数を僅かではあるが上昇できることがわかる。
【００３４】
次に、クランパーＣｌ（詳しくはツェナーダイオード）のクランプ電圧（詳しくはツェナー電圧）を変化させた場合の漏洩電流の測定結果を示す図５において、縦軸は漏洩電流を測定する抵抗１ｋΩの測定回路に電流値に換算できる電圧値（これを電圧換算値という、０ｍＶ〜１４００ｍＶの範囲、法的規制値は１０００ｍＶ以下）を示し、横軸はツェナー電圧（０〜７０Ｖの範囲）を示す。当該電圧曲線は、約１７Ｖを中心（最低）とする下向きの曲線状をなし、ツェナー電圧が５〜３０Ｖの範囲であれば、１０％程度低めの値にて漏洩電流の規制値をクリアできることがわかる。本実施例においては、各ツェナーダイオードのツェナー電圧を１５Ｖに設定している。
【００３５】
このようにツェナー電圧を変化させることは以下の意味を持つ。即ち図５に示す測定結果は、当該ツェナー電圧を変えた効果と接合容量を変えた効果とが重なり合ったものと考えられる。詳述すると、ツェナー電圧を換えることにより、第１のノイズフィルタ３の機能を維持しながら当該ノイズフィルタ３から金属製筺体１０に流れる電流を抑制している。また、接合容量を変えることにより、金属製筺体１０に流れ込む２つの電流の位相を変化させることができる。これらの結果として、漏洩電流を極小値に抑制することができたと判断される。
【００３６】
なお、現実の圧縮機の制御装置においては、ツェナーダイオードＺｄ１，Ｚｄ２の接合容量を選定するだけでは金属製筺体１０に流れ込む電流の位相を略逆位相にできるとは限らない。このような場合には、別途位相調整回路を設けて、接地ラインで逆位相になるようにすることが好ましい。無論、図１に示す第１のノイズフィルタ３に用いられているＹコンデンサＣｙ１，Ｃｙ２，Ｃｙ３の容量、コモンモードリアクトルコイルＬ１のインダクタンス等の構成部品の特性値を金属製筺体１０に流れ込む電流の位相が略逆位相になるようにすることも含めて最適化した構成とすることも可能である。特に本実施例においては、ＹコンデンサＣｙ１，Ｃｙ２，Ｃｙ３、コモンモードリアクトルコイルＬ１が位相調整回路として作用することになるので、独立した回路を設ける必要がなくなる利点を有する。
【００３７】
因みに、漏洩電流抑制回路５を通じて流れる電流と、浮遊容量に伴い圧縮機本体９を通じて流れる電流とが、金属製筐体１０で合流して当該制御装置における漏洩電流として大地に流れることとなり、これらの位相が逆位相となれば電流が相互に干渉してが小さくなる。このとき、後者の電流は冷媒の種類に応じて変化するものの、インバータ回路８のスイッチング周期により略位相が一定であるから、前者の電流が逆位相になるようにすれば漏洩電流を小さくすることができる。尚、両者の電流を遮断るためにはフィルタの共振周波数を超える運転周波数で運転すれば漏洩電流を０とできるが、この場合、ノイズフィルタ３，６が機能しなくなってしまうため、雑音端子電圧が増加してしまい別の不具合となる。このため、ノイズフィルタ３，６の機能が維持できる程度に漏洩電流を流す必要がある。
【００３８】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に係る発明の圧縮機の制御装置によれば、電源及びインバータ回路のコモンモードノイズを抑制するノイズフィルタを圧縮機本体を収納する金属製筐体を介して接地し、且つ、ノイズフィルタは、交流ライン間に接続された第１のコンデンサと、交流ライン間に直列接続された第２のコンデンサと第１及び第２のコンデンサ間に接続されたコモンモードリアクトルコイルとを備え、第２のコンデンサ間の接続点と金属製筐体との間に電圧クランプ用のクランパーを設けた漏洩電流抑制回路を有するので、圧縮機本体内の冷媒を介して電源ラインと本体間に生じる浮遊容量による漏洩電流が、クランパーにより位相調整されて低減される方向に抑制されるので、漏電電流を規制値（１ｍＡ以下）に維持することができる。
【００３９】
請求項２に係る発明によれば、電源及びインバータ回路のコモンモードノイズを抑制するノイズフィルタを圧縮機本体を収納する金属製筐体を介して接地し、且つ、ノイズフィルタは、交流ライン間に接続された第１のコンデンサと、交流ライン間に直列接続された第２のコンデンサと第１及び第２のコンデンサ間に接続されたコモンモードリアクトルコイルとを備え、第２のコンデンサ間の接続点と金属製筐体との間に電圧クランプ用のクランパーと、クランパーに並列接続される第３のコンデンサとからなる漏洩電流抑制回路を有するので、圧縮機本体内の冷媒を介して電源ラインと本体間に生じる浮遊容量による漏洩電流をクランパーにて位相調整して低減できることに加え、クランパーによって上昇してしまう雑音端子電圧（特に１ＭＨｚ以下の低周波領域における雑音端子電圧）を抑制することができ、漏電電流と雑音端子電圧の両者の法的規制値をともにクリアすることができる。
【００４０】
請求項３に係る発明によれば、漏洩電流抑制回路のクランパーを双方向に接続されたツェナーダイオードで構成したので、ツェナー電圧より低い電圧による漏洩電流はノイズフィルタから筺体に流れ込まないようにすることができるので、少なくともツェナー電圧より低い電圧の漏洩電流をカットすることができ、漏洩電流が小さくなる。
【００４１】
請求項４に係る発明によれば、ツェナーダイオードのツェナー電圧を１０Ｖから３０Ｖの範囲に設定することにより、漏洩電流を効率的に低減することができ、特に電源として三相交流電源を使用した場合でも漏洩電流を規制値以下に抑制できる。
【００４２】
請求項５に係る発明によれば、第３のコンデンサの容量を４７０ｐＦから１００００ｐＦの範囲に設定することにより、クランパー（ツェナーダイオード）による電源端子電圧の上昇を抑制しつつ、漏洩電流を効率的にカットすることができるので、漏電電流と雑音端子電圧の両者の法的規制値をともに余裕を持ってクリアすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかるクランパー及び第３のコンデンサからなる漏洩電流抑制回路を具備した駆動回路を含む圧縮機の制御装置の回路図である。
【図２】図１の回路における周波数と雑音端子電圧の関係を示す特性図である。
【図３】図１の回路における運転周波数と漏洩電流の関係を示す特性図である。
【図４】第３のコンデンサの容量を変化させたときの漏洩電流の測定結果を示す図である。
【図５】ツェナー電圧（クランプ電圧）を変えたときの漏洩電流の測定結果を示す図である。
【図６】本発明にかかるクランパーを有する漏洩電流抑制回路を具備した駆動回路を含む圧縮機の制御装置の回路図である。
【図７】図６の回路における周波数と雑音端子電圧の関係を示す特性図である。
【図８】図６の回路における運転周波数と漏洩電流の関係を示す特性図である。
【図９】モータをインバータ駆動する駆動回路を備えた従来技術の圧縮機の制御装置を示す回路図である。
【図１０】図９の従来回路における周波数と雑音端子電圧の関係を示す特性図である。
【図１１】図９の従来回路における運転周波数と漏洩電流の関係を示す特性図である。
【符号の説明】
１ 三相交流電源（交流電源）
２ 駆動回路
３ 第１のノイズフィルタ（ノイズフィルタ）
５ 漏洩電流抑制回路
８ 三相インバータ回路（インバータ回路）
Ｌ１ コモンモードリアクトルコイル
Ｃｘ１〜Ｃｘ６ Ｘコンデンサ（第１のコンデンサ）
Ｃｙ１，Ｃｙ２，Ｃｙ３ Ｙコンデンサ（第２のコンデンサ）
Ｃｚ 第３のコンデンサ
Ｚｄ１，Ｚｄ２ ツェナーダイオード
Ｃｌ クランパー
９ 金属製のケース（圧縮機本体）
１０ 金属製の筺体
【発明の属する技術分野】
本発明は、圧縮機本体を収納する空気調和装置等の金属製筐体（詳しくは、特に圧縮機の制御装置）内で発生したコモンモードノイズ（対地間ノイズ）が圧縮機本体と大地間の静電容量（浮遊容量）により筐体から大地に流れる漏洩電流を抑制するとともに、制御装置から電源ラインを通じて商用交流電源に向けたノイズ（即ち雑音端子電圧）を抑制することが可能な圧縮機の制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
今日、空気調和機等において用いられる圧縮機は、圧縮機構及び当該圧縮機構に駆動力を与える直流ブラシレスモータ、各種保護装置等により構成され、これらの大半が圧縮機本体（即ち金属製のケース）内に収納されている。因みに、圧縮機は、当該モータからの駆動力を受けて圧縮機構が冷媒を圧縮機本体内に吸引し、圧縮して高温高圧化した後、圧縮機本体外に吐出するという冷媒の圧縮サイクルを伴うものであり、圧縮機に接続された冷媒配管、凝縮器や蒸発器等の部品と共に空気調和機や冷蔵庫等の冷媒回路を構成し、凝縮器や蒸発器の周囲空気の加熱若しくは冷却を行うための冷媒の循環ポンプに相当するものである。また、近年、オゾンホール発生の一因として問題になっているＲ−２２等の規制冷媒（以下、旧冷媒という）から、当該問題に関して比較的に無影響なＲ４０７ＣやＲ４１０Ａを含むＨＦＣ等の冷媒（以下、新冷媒という）に切替える動きが活発である。
【０００３】
このような圧縮機には、レシプロ圧縮機やロータリ圧縮機やスクロール圧縮機があるが、近年ではロータリ圧縮機やスクロール圧縮機が主流となっている。かかる圧縮機においては、圧縮された冷媒を一旦、圧縮機本体（即ち金属製のケース）内に吐出するので、冷媒は当該ケース内の雰囲気に晒されることとなる。そして、高温高圧化された冷媒は、当該ケースに固着されている冷媒配管（特に吐出管）を介して圧縮機本体の外部に吐出され、圧縮機以降の冷媒回路を循環する構成が一般的である。従って、圧縮機の運転中においては、圧縮機本体（金属製のケース）内は圧縮された高圧冷媒により満たされることになるので、当該ケースは、通常、密閉されている。
【０００４】
このような、密閉状のケース内に収納するモータには直流モータ及び交流モータがあるが、無騒音駆動、制御の容易性、装置の小型化等の観点からインバータ駆動の直流モータが用いられるようになっており、また、圧縮機本体が密閉状のケースであることからブラシの補修等が不用なブラシレスモータが用いられており、近年では上述の直流ブラシレスモータが用いられることが多くなっている。
【０００５】
かかる直流ブラシレスモータをインバータ駆動する駆動回路を備えた圧縮機の制御装置の一例を図９に示す。当該制御装置は、三相交流電源１と、直流ブラシレスモータをインバータ駆動する駆動回路２と、当該モータを収納する圧縮機本体（即ち金属製のケース）９と、圧縮機本体９、図示しない凝縮器、送風機、各種制御回路等を収納する空気調和機本体をなす金属製の筐体１０とを備える。圧縮機本体９には、上述したように図示しない金属製の配管が溶接等により固着されている。
【０００６】
さらに、当該駆動回路２は、機器自身が発生するノイズであり大地若しくは金属製筐体１０と電源ライン間に生じる対地ノイズ即ちコモンモードノイズを減衰させる第１のノイズフィルタ３、三相交流から直流に整流する整流ダイオードブリッジ４、第２のノイズフィルタ６、整流コンデンサ７及び三相インバータ回路８を主要回路とする。
【０００７】
整流ダイオードブリッジ４、第２のノイズフィルタ６及び整流コンデンサ７は、交流電圧を直流電圧に平滑化するものであり、また、三相インバータ回路８は、整流コンデンサ７からの直流電圧を所定の周波数（スイッチング周波数は例えば、５ｋＨｚ）でスイッチングして直流ブラシレスモータに駆動電力を供給するものである。尚、圧縮機本体９及び金属製筐体１０は、三相交流電源１の電源ライン間に直列接続された第２のコンデンサCy1,Cy2,Cy3間の接続点にそれぞれ接続されると共に、駆動回路２の安定動作等の観点及び筐体１０に触れる可能性のある人体への感電防止等の安全性の観点から接地されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような状況下において、三相インバータ回路８により高速スイッチングされた断続的な直流電流が直流ブラシレスモータに供給されると、当該直流電流が流れ金属製のケース９内の電源ラインや巻線（詳しくは直流ブラシレスモータの固定子巻線）が圧縮機内に封入された冷媒を介して、当該ケース９と容量結合してしまう。この冷媒を介して電源ラインとケース９間に生じる結合容量（浮遊容量）は、旧冷媒に比べてＲ４１０Ａ等の新冷媒において大きくなる傾向であることがわかっている。これは、新冷媒が旧冷媒に比べ抵抗率が低く、且つ誘電率が大きいので、これら抵抗率及び誘電率に影響されて容量結合が大きくなるものと推察される。
【０００９】
この漏洩電流に関しては、電気用品取締法等の法的規制があり、因みにこの電気用品取締法においては漏洩電流の規制値は１ｍＡ以下となっている。特に、冷媒を旧冷媒から新冷媒に切り替えたことで、図９に示すような駆動回路２では、漏洩電流が当該規制値（１ｍＡ以下）をクリアすることが困難になってきている。
【００１０】
さらに、特開平１１−１４６５５７号公報に示されるような漏洩電流抑制回路を設けたものも開発されているが、図９に示すような三相交流電源を採用する場合には、当該公報に開示されている単相交流電源を使用する場合に比べて漏洩電流が大きくなることが確かめられており、経済性を優先させる近年の圧縮機の制御装置にあっては、益々、法的規制値をクリアすることが難しくなっている。
【００１１】
一方、この漏洩電流に対する法的規制値をクリアする措置にばかり目をとられていると、機器自身のノイズが電源ラインに向かう特性を示す雑音端子電圧が増加してしまい、やはり雑音端子電圧に関する法的規制値に対する余裕が小さくなってしまうという他の観点からの危惧が残っていた。因みに、電気用品取締法でいう雑音端子電圧の規制値は、周波数が５２６．５ｋＨｚ以上５ＭＨｚ以下の範囲では５６ｄＢ以下であり、周波数が５ＭＨｚを超え３０ＭＨｚ以下の範囲では６０ｄＢ以下となっている。
【００１２】
そこで本発明では、たとえ、Ｒ４１０Ａ等の新冷媒、三相交流電源を用いた場合であっても、簡単な構成で漏洩電流を小さくすると共に、雑音端子電圧の上昇を抑制して、両者の法的規制値がともにクリアできるようにした圧縮機の制御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】
上記課題を解決するために、請求項１に係る発明は、商用交流電源と、圧縮機構を駆動する直流ブラシレスモータと、商用周波数から駆動周波数に変換して当該モータを制御するインバータ回路と、インバータ回路の入力側に設けられ、前記電源及びインバータ回路のコモンモードノイズを抑制するノイズフィルタとを備え、当該ノイズフィルタを、圧縮機本体を収納する金属製筐体を介して接地してなる圧縮機の制御装置であって、前記ノイズフィルタは、交流ライン間に接続された第１のコンデンサと、この第１のコンデンサに接続されたコモンモードリアクトルコイルと、このコモンモードリアクトルコイルの前記インバータ回路側であって、交流ライン間に直列接続された第２のコンデンサとを備えたものにおいて、前記第２のコンデンサ間の接続点と前記金属製筐体との間に設けられる電圧クランプ用のクランパーを有する漏洩電流抑制回路を設けたことを特徴とする圧縮機の制御装置。
【００１４】
請求項２に係る発明は、クランパーに並列接続される第３のコンデンサを備えた漏洩電流抑制回路を設けたことを特徴とする。
【００１５】
請求項３に係る発明は、第２のコンデンサ間の接続点と前記金属製筐体との間に設けられる電圧クランプ用のクランパーが，双方向に接続されたツェナーダイオードからなることを特徴とする。
【００１６】
請求項４に係る発明は、双方向に接続されたツェナーダイオードのツェナー電圧を１０Ｖから３０Ｖの範囲に設定してなることを特徴とする。
【００１７】
請求項５に係る発明は、クランパーに並列接続される第３のコンデンサの容量を４７０ｐＦから１００００ｐＦの範囲に設定してなることを特徴とする。
【００１８】
【発明の実施の形態】
次に実施例により本発明を更に詳しく説明するが、本発明はこれらによって限定されるものではない。以下、本発明の実施例を図１乃至図８に基づいて説明する。図１は本発明にかかるクランパー及び第３のコンデンサからなる漏洩電流抑制回路を具備した駆動回路を含む圧縮機の制御装置の回路図、図２は図１の回路における周波数と雑音端子電圧の関係を示す特性図、図３は図１の回路における運転周波数と漏洩電流の関係を示す特性図、図４は第３のコンデンサの容量を変化させたときの漏洩電流の測定結果を示す図、図５はツェナー電圧（クランプ電圧）を変えたときの漏洩電流の測定結果を示す図、図６は本発明にかかるクランパーを有する漏洩電流抑制回路を具備した駆動回路を含む圧縮機の制御装置の回路図、図７は図６の回路における周波数と雑音端子電圧の関係を示す特性図、図８は図６の回路における運転周波数と漏洩電流の関係を示す特性図である。尚、従来と同一構成に関しては同一符号を用いている。
【００１９】
図１において、圧縮機の制御装置は、三相交流電源１と、直流ブラシレスモータをインバータ駆動する駆動回路２と、当該モータを収納する圧縮機本体（即ち金属製のケース）９と、圧縮機本体９、図示しない凝縮器、送風機、各種制御回路等を収納する空気調和機本体をなす金属製の筐体１０とを備える。ここで、圧縮機本体９には、図示しない金属製の配管が溶接等により固着されている。
【００２０】
さらに、当該駆動回路２は、機器自身が発生するノイズであり大地若しくは金属製筐体１０と電源ライン間に生じる対地ノイズ即ちコモンモードノイズを減衰させ（抑制す）る第１のノイズフィルタ３、三相交流から直流に整流する整流ダイオードブリッジ４、第２のノイズフィルタ６、整流コンデンサ７及び三相インバータ回路８を主要回路としている。
【００２１】
整流ダイオードブリッジ４、第２のノイズフィルタ６及び整流コンデンサ７は、交流電圧を直流電圧に平滑化するものであり、また、三相インバータ回路８は、整流コンデンサ７からの直流電圧を所定の周波数（スイッチング周波数は例えば、５ｋＨｚ）でスイッチングして直流ブラシレスモータに駆動電力を供給するものである。
【００２２】
第１のノイズフィルタ３は、三相交流電源１のライン間に接続された６つの第１のコンデンサ（Ｘコンデンサ）Ｃｘ１，Ｃｘ２，Ｃｘ３，Ｃｘ４，Ｃｘ５，Ｃｘ６と、三相交流電源１のライン間に直列接続された３つの第２のコンデンサ（Ｙコンデンサ）Ｃｙ１，Ｃｙ２，Ｃｙ３と第１及び第２のコンデンサ間に接続された３つのコモンモードリアクトルコイルＬ１とを備えている。
【００２３】
第２のノイズフィルタ６は、整流ダイオードブリッジ４を経て直流化された電源ライン間に２つのコンデンサ（Ｘコンデンサ）Ｃｘ７，Ｃｘ８とコイルＬ２とをπ型接続したものであり、三相インバータ回路８から電源側へ逆流するノイズを減衰させる機能を有する。
【００２４】
圧縮機本体９及び金属製筐体１０は、三相交流電源１の電源ライン間に直列接続された第２のコンデンサＣｙ１，Ｃｙ２，Ｃｙ３間の接続点に本発明の最大の特徴たる漏洩電流抑制回路５を介してそれぞれ接続されている。加えて、当該漏洩電流抑制回路５、圧縮機本体９及び金属製筐体１０は、駆動回路２の安定動作等の観点及び筐体１０に触れる可能性のある人体への感電防止等の安全性の観点から、接地されている。
【００２５】
漏洩電流抑制回路５は、前記第２のコンデンサＣｙ１＿Ｃｙ２間，Ｃｙ２＿Ｃｙ３間，Ｃｙ３＿Ｃｙ１間の接続点と金属製筐体１０との間に設けられる電圧クランプ用のクランパーＣｌと、当該クランパーＣｌに並列接続される第３のコンデンサ（Ｚコンデンサ）Ｃｚとからなる。特に、クランパーＣｌは、２つのツェナーダイオードＺｄ１，Ｚｄ２を双方向に接続して構成している。
【００２６】
以上の構成により図２乃至図５に基づき圧縮機の制御装置（詳しくは、漏洩電流抑制回路５）の各種動作及び運転周波数を変化させた場合の雑音端子電圧の変化、電源周波数を変化させた場合の漏洩電流の変化、並びに処理について簡単に説明する。
【００２７】
まず、本発明の雑音端子電圧特性（電圧抑制）について説明するが、本発明の制御装置の第１の実施例を示す図１の回路に対応する雑音端子電圧特性（図２）と、第２の実施例を示す図６の回路に対応する雑音端子電圧特性（図７）と、従来例を示す図９の回路に対応する雑音端子電圧特性（図１０）とを見比べて説明するとその相違がより明確になる。図２、図７、図１０において、縦軸は雑音端子電圧（１０ｄＢｕＶ〜９０ｄＢｕＶの範囲）を示し、横軸は周波数（０．５ＭＨｚ〜３０ＭＨｚの範囲）を示している。また、中央の太線の矩形波は、法的規制値（５ＭＨｚ以下の領域で５６ｄＢ以下、５ＭＨｚを超え３０ＭＨｚ以下の範囲では６０ｄＢ以下）を示すものである。さらに、後述する電圧範囲及び容量範囲の中から、クランパーＣｌ（詳しくはツェナーダイオード）のクランプ（詳しくはツェナー）電圧は１５Ｖで、第３のコンデンサＣｚの容量は２２００ｐＦで測定している。
【００２８】
これら３つの図における特性曲線の大きな相違は、０．５ＭＨｚ〜４ＭＨｚの領域（領域Ａ）と、１０ＭＨｚ〜３０ＭＨｚの領域（領域Ｂ）である。即ち、領域Ａにおいて、最も雑音端子電圧が低いのは従来例であり、続いて第１の実施例、第２の実施例の順に端子電圧が上昇している。また、領域Ｂにおいて、最も雑音端子電圧が低いのは第２の実施例であり、続いて従来例、第１の実施例の順に端子電圧が上昇している。領域Ｂについては、何れの回路であっても法的規制値（６０ｄＢ）を十分に余裕を持ってクリアしているが、領域Ａについては第３のコンデンサをクランパーＣｌに対して並列に挿入したことによって、クランパーを挿入しない従来例よりは劣るものの、法的規制値（５６ｄＢ）を余裕を持ってクリアしている。即ち、クランパーＣｌの挿入に伴う雑音端子電圧の上昇を第３のコンデンサ（Ｚコンデンサ）Ｃｚの並列追加により抑制できたことがわかる。
【００２９】
次に、本発明の漏洩電流の抑制について説明するが、雑音端子電圧特性のときと同様に、第１の実施例に対応する漏洩電流（図３）と、第２の実施例に対応する漏洩電流（図８）と、従来例に対応する漏洩電流（図１１）とを見比べて説明すると、その相違がより明確になるのであるが、これらを１つに現した図４を見ればさらにその相違が明瞭となる。即ち、図３、図４、図８、図１１において、縦軸は漏洩電流（０ｍＡ〜１．０ｍＡの範囲、法的規制値は１ｍＡ以下）を示し、横軸は運転周波数（０Ｈｚ〜１５０Ｈｚの範囲）を示しているが、最も漏洩電流が小さいのは第２の実施例（即ち、Ｃｚ＝０のとき）であり、続いて第１の実施例（特に図４ではＣｚは小さいほど良い）、従来例の順に漏洩電流が増大している。
【００３０】
何れの電流曲線も運転周波数が７０Ｈｚを中心（最大点）として上向きの曲線をなしており、通常の交流電源周波数５０Ｈｚ乃至６０Ｈｚの領域においては、１割以上の余裕を持って規制値をクリアしている。特に、第３のコンデンサ（Ｚコンデンサ）Ｃｚの容量を２２００ｐＦ以下に設定した場合には、規制値を２５％以上の余裕をもってクリアしている。第３のコンデンサ（Ｚコンデンサ）Ｃｚの容量は、漏洩電流抑制回路５を設けない場合よりも漏洩電流が低下している１００００ｐＦ以下で、Ｃｚ＝０よりも大きいある値（本実施例では４７０ｐＦ）以上に設定すると効果的である。
【００３１】
これらより、雑音端子電圧の上昇抑制のためには、第３のコンデンサ（Ｚコンデンサ）Ｃｚの容量が大きいほうが効果的であり、漏洩電流の抑制（低減）のためには、第３のコンデンサ（Ｚコンデンサ）Ｃｚの容量が小さいほうが効果的であることがわかる。
【００３２】
尚、図４において、Ｃｚ＝０のときと、Ｃｚ＝４７０ｐＦのときと、Ｃｚ＝２２００ｐＦのときの電流特性を比べてみると、漏洩電流の値にそれ程の差（０．０３ｍＡ程度の差）がないため、雑音端子電圧及び漏洩電流の各特性の測定時には、第１のノイズフィルタ３におけるＹコンデンサＣｙ１，Ｃｙ２，Ｃｙ３の容量（４７００ｐＦ）との相関関係を考慮して、それと同じくらいの容量（Ｃｚ＝２２００ｐＦ）のＺコンデンサを採用した。この場合、ＹコンデンサとＺコンデンサとの合成容量Ｃは約１５００ｐＦとなる。
【００３３】
この合成容量ＣとコモンモードリアクトルコイルＬ１のリアクトル（本実施例では０．７ｍＨ）とで定まる共振周波数ｆにてフィルタとしての限界周波数が求められる。また、第３のコンデンサ（Ｚコンデンサ）Ｃｚの挿入に伴い合成容量Ｃが挿入前より小さくなるため、共振周波数ｆはＣｚ＝０のときに比べて少し高くなり、限界周波数を僅かではあるが上昇できることがわかる。
【００３４】
次に、クランパーＣｌ（詳しくはツェナーダイオード）のクランプ電圧（詳しくはツェナー電圧）を変化させた場合の漏洩電流の測定結果を示す図５において、縦軸は漏洩電流を測定する抵抗１ｋΩの測定回路に電流値に換算できる電圧値（これを電圧換算値という、０ｍＶ〜１４００ｍＶの範囲、法的規制値は１０００ｍＶ以下）を示し、横軸はツェナー電圧（０〜７０Ｖの範囲）を示す。当該電圧曲線は、約１７Ｖを中心（最低）とする下向きの曲線状をなし、ツェナー電圧が５〜３０Ｖの範囲であれば、１０％程度低めの値にて漏洩電流の規制値をクリアできることがわかる。本実施例においては、各ツェナーダイオードのツェナー電圧を１５Ｖに設定している。
【００３５】
このようにツェナー電圧を変化させることは以下の意味を持つ。即ち図５に示す測定結果は、当該ツェナー電圧を変えた効果と接合容量を変えた効果とが重なり合ったものと考えられる。詳述すると、ツェナー電圧を換えることにより、第１のノイズフィルタ３の機能を維持しながら当該ノイズフィルタ３から金属製筺体１０に流れる電流を抑制している。また、接合容量を変えることにより、金属製筺体１０に流れ込む２つの電流の位相を変化させることができる。これらの結果として、漏洩電流を極小値に抑制することができたと判断される。
【００３６】
なお、現実の圧縮機の制御装置においては、ツェナーダイオードＺｄ１，Ｚｄ２の接合容量を選定するだけでは金属製筺体１０に流れ込む電流の位相を略逆位相にできるとは限らない。このような場合には、別途位相調整回路を設けて、接地ラインで逆位相になるようにすることが好ましい。無論、図１に示す第１のノイズフィルタ３に用いられているＹコンデンサＣｙ１，Ｃｙ２，Ｃｙ３の容量、コモンモードリアクトルコイルＬ１のインダクタンス等の構成部品の特性値を金属製筺体１０に流れ込む電流の位相が略逆位相になるようにすることも含めて最適化した構成とすることも可能である。特に本実施例においては、ＹコンデンサＣｙ１，Ｃｙ２，Ｃｙ３、コモンモードリアクトルコイルＬ１が位相調整回路として作用することになるので、独立した回路を設ける必要がなくなる利点を有する。
【００３７】
因みに、漏洩電流抑制回路５を通じて流れる電流と、浮遊容量に伴い圧縮機本体９を通じて流れる電流とが、金属製筐体１０で合流して当該制御装置における漏洩電流として大地に流れることとなり、これらの位相が逆位相となれば電流が相互に干渉してが小さくなる。このとき、後者の電流は冷媒の種類に応じて変化するものの、インバータ回路８のスイッチング周期により略位相が一定であるから、前者の電流が逆位相になるようにすれば漏洩電流を小さくすることができる。尚、両者の電流を遮断るためにはフィルタの共振周波数を超える運転周波数で運転すれば漏洩電流を０とできるが、この場合、ノイズフィルタ３，６が機能しなくなってしまうため、雑音端子電圧が増加してしまい別の不具合となる。このため、ノイズフィルタ３，６の機能が維持できる程度に漏洩電流を流す必要がある。
【００３８】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に係る発明の圧縮機の制御装置によれば、電源及びインバータ回路のコモンモードノイズを抑制するノイズフィルタを圧縮機本体を収納する金属製筐体を介して接地し、且つ、ノイズフィルタは、交流ライン間に接続された第１のコンデンサと、交流ライン間に直列接続された第２のコンデンサと第１及び第２のコンデンサ間に接続されたコモンモードリアクトルコイルとを備え、第２のコンデンサ間の接続点と金属製筐体との間に電圧クランプ用のクランパーを設けた漏洩電流抑制回路を有するので、圧縮機本体内の冷媒を介して電源ラインと本体間に生じる浮遊容量による漏洩電流が、クランパーにより位相調整されて低減される方向に抑制されるので、漏電電流を規制値（１ｍＡ以下）に維持することができる。
【００３９】
請求項２に係る発明によれば、電源及びインバータ回路のコモンモードノイズを抑制するノイズフィルタを圧縮機本体を収納する金属製筐体を介して接地し、且つ、ノイズフィルタは、交流ライン間に接続された第１のコンデンサと、交流ライン間に直列接続された第２のコンデンサと第１及び第２のコンデンサ間に接続されたコモンモードリアクトルコイルとを備え、第２のコンデンサ間の接続点と金属製筐体との間に電圧クランプ用のクランパーと、クランパーに並列接続される第３のコンデンサとからなる漏洩電流抑制回路を有するので、圧縮機本体内の冷媒を介して電源ラインと本体間に生じる浮遊容量による漏洩電流をクランパーにて位相調整して低減できることに加え、クランパーによって上昇してしまう雑音端子電圧（特に１ＭＨｚ以下の低周波領域における雑音端子電圧）を抑制することができ、漏電電流と雑音端子電圧の両者の法的規制値をともにクリアすることができる。
【００４０】
請求項３に係る発明によれば、漏洩電流抑制回路のクランパーを双方向に接続されたツェナーダイオードで構成したので、ツェナー電圧より低い電圧による漏洩電流はノイズフィルタから筺体に流れ込まないようにすることができるので、少なくともツェナー電圧より低い電圧の漏洩電流をカットすることができ、漏洩電流が小さくなる。
【００４１】
請求項４に係る発明によれば、ツェナーダイオードのツェナー電圧を１０Ｖから３０Ｖの範囲に設定することにより、漏洩電流を効率的に低減することができ、特に電源として三相交流電源を使用した場合でも漏洩電流を規制値以下に抑制できる。
【００４２】
請求項５に係る発明によれば、第３のコンデンサの容量を４７０ｐＦから１００００ｐＦの範囲に設定することにより、クランパー（ツェナーダイオード）による電源端子電圧の上昇を抑制しつつ、漏洩電流を効率的にカットすることができるので、漏電電流と雑音端子電圧の両者の法的規制値をともに余裕を持ってクリアすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかるクランパー及び第３のコンデンサからなる漏洩電流抑制回路を具備した駆動回路を含む圧縮機の制御装置の回路図である。
【図２】図１の回路における周波数と雑音端子電圧の関係を示す特性図である。
【図３】図１の回路における運転周波数と漏洩電流の関係を示す特性図である。
【図４】第３のコンデンサの容量を変化させたときの漏洩電流の測定結果を示す図である。
【図５】ツェナー電圧（クランプ電圧）を変えたときの漏洩電流の測定結果を示す図である。
【図６】本発明にかかるクランパーを有する漏洩電流抑制回路を具備した駆動回路を含む圧縮機の制御装置の回路図である。
【図７】図６の回路における周波数と雑音端子電圧の関係を示す特性図である。
【図８】図６の回路における運転周波数と漏洩電流の関係を示す特性図である。
【図９】モータをインバータ駆動する駆動回路を備えた従来技術の圧縮機の制御装置を示す回路図である。
【図１０】図９の従来回路における周波数と雑音端子電圧の関係を示す特性図である。
【図１１】図９の従来回路における運転周波数と漏洩電流の関係を示す特性図である。
【符号の説明】
１ 三相交流電源（交流電源）
２ 駆動回路
３ 第１のノイズフィルタ（ノイズフィルタ）
５ 漏洩電流抑制回路
８ 三相インバータ回路（インバータ回路）
Ｌ１ コモンモードリアクトルコイル
Ｃｘ１〜Ｃｘ６ Ｘコンデンサ（第１のコンデンサ）
Ｃｙ１，Ｃｙ２，Ｃｙ３ Ｙコンデンサ（第２のコンデンサ）
Ｃｚ 第３のコンデンサ
Ｚｄ１，Ｚｄ２ ツェナーダイオード
Ｃｌ クランパー
９ 金属製のケース（圧縮機本体）
１０ 金属製の筺体
Claims (5)
- 商用交流電源と、圧縮機構を駆動する直流ブラシレスモータと、商用周波数から駆動周波数に変換して当該モータを制御するインバータ回路と、インバータ回路の入力側に設けられ、前記電源及びインバータ回路のコモンモードノイズを抑制するノイズフィルタとを備え、当該ノイズフィルタを、圧縮機本体を収納する金属製筐体を介して接地してなる圧縮機の制御装置において、
前記ノイズフィルタは、交流ライン間に接続された第１のコンデンサと、この第１のコンデンサに接続されたコモンモードリアクトルコイルと、このコモンモードリアクトルコイルの前記インバータ回路側であって、交流ライン間に直列接続された第２のコンデンサとを備え、
前記第２のコンデンサ間の接続点と前記金属製筐体との間に設けられる電圧クランプ用のクランパーを有する漏洩電流抑制回路を設けたことを特徴とする圧縮機の制御装置。 - クランパーに並列接続される第３のコンデンサを備えた漏洩電流抑制回路を設けたことを特徴とする請求項１記載の圧縮機の制御装置。
- 前記クランパーが，双方向に接続されたツェナーダイオードからなることを特徴とする請求項１又は２記載の圧縮機の制御装置。
- 前記ツェナーダイオードのツェナー電圧を１０Ｖから３０Ｖの範囲に設定してなることを特徴とする請求項３記載の圧縮機の制御装置。
- 前記第３のコンデンサの容量を４７０ｐＦから１００００ｐＦの範囲に設定してなることを特徴とする請求項２乃至４記載の圧縮機の制御装置。
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| US7468595B2 (en) * | 2005-07-26 | 2008-12-23 | Eaton Corporation | System and method of controlling the start-up of an adjustable speed motor drive based sinusoidal output power conditioner |
| US20070090767A1 (en) * | 2005-10-24 | 2007-04-26 | American Electrolier, Inc. | Lighting system with multi-ballast AC-to-DC converter |
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| US20130039105A1 (en) * | 2011-08-09 | 2013-02-14 | Hamilton Sundstrand Corporation | Filter circuit for a multi-phase ac input |
| US8270188B1 (en) * | 2011-10-03 | 2012-09-18 | Google Inc. | Apparatus and methodology for generating an auxiliary low power output by using three-phase input power |
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| US8970148B2 (en) | 2012-07-31 | 2015-03-03 | Rockwell Automation Technologies, Inc. | Method and apparatus for reducing radiated emissions in switching power converters |
| JP5362139B1 (ja) * | 2012-10-25 | 2013-12-11 | 三菱電機株式会社 | コモンモードノイズ低減装置 |
| US20140320048A1 (en) * | 2013-04-25 | 2014-10-30 | Rockwell Automation Technologies, Inc. | System and Method for Reducing Radiated Emissions in an Integrated Motor Drive |
| CN103248018A (zh) * | 2013-05-10 | 2013-08-14 | 南京南瑞继保电气有限公司 | 一种高压直流输电工程的直流保护实现方法 |
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| JPH09103078A (ja) * | 1995-10-05 | 1997-04-15 | Toshiba Corp | 電力変換装置 |
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