JP6615326B2

JP6615326B2 - モータ駆動装置および空気調和機

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Publication number: JP6615326B2
Application number: JP2018514036A
Authority: JP
Inventors: 典和伊藤; 卓也下麥; 雅裕福田
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2016-04-27
Filing date: 2016-04-27
Publication date: 2019-12-04
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Description

本発明は、直流電力を交流電力に変換してモータを駆動するモータ駆動装置および空気調和機に関する。

従来のモータ駆動装置はインバータモジュールを有し、インバータモジュールには複数のスイッチング素子が配置される。複数のスイッチング素子をチップとして実装する際、チップ面積を小さくすることにより、ウェハから取り出すときの歩留まりが向上する。さらにインバータモジュールを複数個並列に接続して使用することにより、モータ駆動装置の低コスト化と大電流化とを両立させることができる場合がある。特許文献１には複数のインバータモジュールを使用して並列駆動する技術が開示されている。

特開２０１０−１６１８４６号公報

特許文献１に示す従来技術では、プリント基板上に複数のインバータモジュールが配置され、隣接するインバータモジュールが基板上の配線パタ−ンにより相互に接続される。従って特許文献１に示す従来技術では、隣接するインバータモジュール間の配線インピーダンスが、１つのインバータモジュールが配置された基板における配線インピーダンスに比べて大きくなり、配線インピーダンスに起因する発熱量が高くなる。モータ駆動装置内の温度上昇はモータ駆動装置を構成する部品の寿命に影響を与えるため、特許文献１に代表される従来のモータ駆動装置では、配線インピーダンスを小さくするために複雑な形状のバスバーが用いられるが、製造コストが上昇するという課題があった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、温度上昇を抑制しながら製造コストの上昇を抑制できるモータ駆動装置を得ることを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係るモータ駆動装置は、交流電力を直流電力に変換してモータを駆動するモータ駆動装置であって、第１の板面および第２の板面とを有し、第１の板面に設けられた第１のインバータモジュールおよび第２のインバータモジュールを有し、第２の板面に設けられ第１のインバータモジュールに接続される第１のパワーパターンを有し、第２の板面に設けられ第２のインバータモジュールに接続される第２のパワーパターンを有し、第１のパワーパターンと第２のパワーパターンとを接続する第１のジャンパー部を有するプリント基板を備え、第１のジャンパー部は、第１のパワーパターンに接続される第１のスルーホールに一端が挿入されて第２の板面から立ち上がる第１の基部と、第２のパワーパターンに接続される第２のスルーホールに一端側が挿入されて第２の板面から立ち上がる第２の基部と、第１の基部の他端と第２の基部の他端とを連結する第１の連結部とを有し、第１のジャンパー部の第１の基部、第１の連結部および第２の基部の断面積は、第１のパワーパターンおよび第２のパワーパターンの断面積よりも大きい。

本発明に係るモータ駆動装置は、温度上昇を抑制しながら製造コストの上昇を抑制できるという効果を奏する。

本発明の実施の形態に係るモータ駆動装置の構成図本発明の実施の形態に係る空気調和機の構成図図２に示す室外機の内観図図３に示す電気品箱の部分拡大図図４に示すプリント基板およびヒートシンクを紙面右側から見た側面図

以下に、モータ駆動装置および空気調和機を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

実施の形態．
図１は本発明の実施の形態に係るモータ駆動装置１００の構成図である。モータ駆動装置１００は、交流電源１から供給される交流電圧を整流する整流器２と、リアクトル３と、整流器２で整流された電圧を平滑するコンデンサ４と、コンデンサ４の両端電圧を検出する電圧検出部１１と、コンデンサ４で平滑された直流電圧を交流電圧に変換して３相モータであるモータ８を駆動するインバータ回路１０１と、インバータ回路１０１を制御するためのパルス幅変調（ＰＷＭ：ＰｕｌｓｅＷｉｄｔｈＭｏｄｕｌａｔｉｏｎ）信号を生成する制御回路９と、モータ電流を計測する複数の電流計測部１０ａ，１０ｂとを備える。モータ８としては三相誘導回転電機を例示できる。

整流器２およびインバータ回路１０１は直流母線１２を介して相互に接続される。整流器２はダイオードブリッジによる全波整流回路である。コンデンサ４の一端は直流母線１２の正側母線１２ａに接続され、コンデンサ４の他端は直流母線１２の負側母線１２ｂ１に接続される。電流計測部１０ａ，１０ｂはインバータ回路１０１とモータ８との間に設けられている。

インバータ回路１０１は、Ｕ相に対応する第１のインバータモジュールであるインバータモジュール５と、Ｖ相に対応する第２のインバータモジュールであるインバータモジュール６と、Ｗ相に対応する第３のインバータモジュールであるインバータモジュール７とを備える。

インバータモジュール５は６つのスイッチング素子５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ，５ｅ，５ｆを備える。具体的にはインバータモジュール５は、直列接続されたスイッチング素子５ａ，５ｂと、直列接続されたスイッチング素子５ｃ，５ｄと、直列接続されたスイッチング素子５ｅ，５ｆとを備える。スイッチング素子５ａ，５ｃ，５ｅは上アームを構成し、スイッチング素子５ｂ，５ｄ，５ｆは下アームを構成する。上アームを構成するスイッチング素子５ａ，５ｃ，５ｅはインバータモジュール５の正極側端子１３ａに接続される。下アームを構成するスイッチング素子５ｂ，５ｄ，５ｆはインバータモジュール５の負極側端子１３ｂに接続される。正極側端子１３ａは正側母線１２ａに接続され、負極側端子１３ｂは負側母線１２ｂ１に接続される。スイッチング素子５ａとスイッチング素子５ｂとの接続点はモータ８に接続される。同様に、スイッチング素子５ｃとスイッチング素子５ｄとの接続点はモータ８に接続され、スイッチング素子５ｅとスイッチング素子５ｆとの接続点はモータ８に接続される。

インバータモジュール６，７は各々がインバータモジュール５と同様に構成されており、図１ではインバータモジュール６，７の各々が備える複数のスイッチング素子５ａから５ｆの符号を省略している。インバータモジュール６が備える正極側端子１３ａは正側母線１２ａに接続され、インバータモジュール６が備える負極側端子１３ｂは負側母線１２ｂ２に接続されている。インバータモジュール７が備える正極側端子１３ａは正側母線１２ａに接続され、インバータモジュール７が備える負極側端子１３ｂは負側母線１２ｂ３に接続されている。

正側母線１２ａはインバータ回路１０１を構成する図示しない基板の正側パワーパターンに相当し、負側母線１２ｂ１，１２ｂ２，１２ｂ３はインバータ回路１０１を構成する基板上の負側パワーパターンに相当する。インバータモジュール５およびインバータモジュール６は隣接して配置され、インバータモジュール６およびインバータモジュール７が隣接して配置されている。また隣接する負側母線１２ｂ１および負側母線１２ｂ２は第１のジャンパー部であるジャンパー部２０により接続される。隣接する負側母線１２ｂ２および負側母線１２ｂ３は第２のジャンパー部であるジャンパー部２１により接続されている。インバータ回路１０１を構成する基板と、当該基板のパワーパターンと、ジャンパー部２０，２１との構成の詳細は後述する。

制御回路９は、電圧検出部１１により検出された電圧と電流計測部１０ａ，１０ｂにより計測されたモータ電流とに基づいてインバータ回路１０１を制御する。具体的には、制御回路９は、相およびアームごとのスイッチング素子のオンオフ状態を制御するためのＰＷＭ信号を生成してインバータ回路１０１へ出力する。ＰＷＭ信号は、スイッチング素子をオン状態にするＨｉｇｈまたはスイッチング素子をオフ状態にするＬｏｗの値をとるパルス状の信号である。インバータ回路１０１では同一相の同一アームが３つのスイッチング素子で構成されることから、３つのスイッチング素子がオンとなったときに流れる電流に基づいてパルス幅を決定する。パルス幅はスイッチング素子がオン状態を継続する時間長さに等しい。制御回路９は、インバータモジュール５，６，７の各々が有する上アームの３つのスイッチング素子または下アームの３つのスイッチング素子を、大きな電流容量の１つのスイッチング素子であるとみなしてＰＷＭ信号を生成する。

スイッチング素子５ａから５ｆとしては、ＩＰＭ（ＩｎｔｅｌｉｇｅｎｔＰｏｗｅｒＭｏｄｕｌｅ）、ＩＧＢＴ（ＩｎｓｕｌａｔｅｄＧａｔｅＢｉｐｏｌａｒＴｒａｎｓｉｓｔｏｒ）、ＭＯＳＦＥＴ（ＭｅｔａｌＯｘｉｄｅＳｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒＦｉｅｌｄＥｆｆｅｃｔＴｒａｎｓｉｓｔｏｒ）、ＩＧＣＴ（ＩｎｓｕｌａｔｅｄＧａｔｅＣｏｎｔｒｏｌｌｅｄＴｈｙｒｉｓｔｏｒ）、またはＦＥＴ（ＦｉｅｌｄＥｆｆｅｃｔＴｒａｎｓｉｓｔｏｒ）といった半導体スイッチを例示できる。

スイッチング素子５ａから５ｆの材料としては、ワイドバンドギャップ半導体と呼ばれる窒化ガリウム（ＧａＮ：ＧａｌｌｉｕｍＮｉｔｒｉｄｅ）、炭化珪素（ＳｉＣ：ＳｉｌｉｃｏｎＣａｒｂｉｄｅ）、またはダイヤモンドを例示できる。ワイドバンドギャップ半導体を用いることにより、耐電圧性が高くなり許容電流密度も高くなるため、モジュールの小型化が可能となる。ワイドバンドギャップ半導体は、耐熱性も高いため、放熱部の放熱フィンの小型化も可能になる。

モータ駆動装置１００の動作を説明すると、交流電源１から出力される交流電圧は整流器２に印加され、整流器２では交流電圧が直流電圧に変換される。変換された直流電圧はコンデンサ４で平滑されてインバータ回路１０１に印加され、可変周波数の交流電圧に変換されてモータ８に供給される。

ここで比較例として３相モータを駆動する一般的なインバータについて説明する。一般に、インバータを用いて３相モータを駆動する場合、インバータは、相ごとに、直列に接続された上アームの１つのスイッチング素子と下アームの１つのスイッチング素子とで構成されるスイッチング素子対を備える。従って比較例のインバータは、３相分では合計３対、すなわち６つのスイッチング素子を備える。一方、スイッチング素子をチップとして実装する場合、チップ面積を小さくするほどウェハから取り出す際の歩留まりを向上させることができる。特に、スイッチング素子の材料としてＳｉＣを用いる場合、スイッチング素子の材料としてＳｉを用いた場合に比べて、ウェハが高価であるため、インバータの低価格化のためにはチップ面積を小さくすることが望ましい。家庭用の空気調和機に使用される場合のように、電流容量が小さくてよい場合には、チップ面積の小さい６つのスイッチング素子で３相を制御するインバータモジュールを用いることで低価格化が実現できる。

しかしながらチップ面積を小さくするほど電流容量が小さくなる。このため、比較例のインバータモジュール、すなわち６つのスイッチング素子で３相モータを駆動するインバータモジュールでは、低価格化と大電流化の両立が難しい。これに対し、本実施の形態では、電流容量の小さいスイッチング素子を並列に用いることにより、低価格化と大電流化とを両方できる。また比較例で示した６つのスイッチング素子で構成される３相用の１つのインバータモジュールと、本実施の形態に係るインバータモジュール５，６，７とで基本的な部分を共通化することができる。インバータ回路１０１は、６つのスイッチング素子で構成される３相用のインバータモジュールをそのままインバータモジュール５，６，７として用いることができ、または当該３相用のインバータモジュールに簡易な変更を加えることによりインバータモジュール５，６，７として用いることができる。言い換えると、３相用の１つのインバータモジュールと図１に示すインバータモジュール５，６，７とを、同一または類似のモジュールとして製造することができる。従って、大電流容量用のインバータモジュール５，６，７を安価に製造することができる。一例を挙げると、家庭用の空気調和機には６つのスイッチング素子で構成される３相用の１つのモジュールを用い、業務用の空気調和機には、図１に示すように、３つのモジュールを備えるインバータ回路１０１を用いることができる。

本実施の形態に係るモータ駆動装置１００は、空気調和機、冷凍機、洗濯乾燥機、冷蔵庫、除湿器、ヒートポンプ式給湯機、ショーケース、掃除機、ファンモータ、換気扇、手乾燥機、または誘導加熱電磁調理器といった機器に搭載可能であり、当該機器に内蔵されるモータを駆動する装置として用いることができる。

以下ではモータ駆動装置１００を空気調和機の室外機に搭載した例を説明する。

図２は本発明の実施の形態に係る空気調和機２００の構成図である。図３は図２に示す室外機２０２の内観図である。図３には室外機２０２の天面板２０２ｎから見た室外機２０２の内部構成が示される。図４は図３に示す電気品箱５０の部分拡大図である。図４では、室外機２０２の天面板２０２ｎから見た電気品箱５０の内、プリント基板５２およびヒートシンク５３が設置される部分を拡大して示す。図４の紙面下側が送風室２０２ｅ側であり、紙面上側が機械室２０２ｆ側であり、紙面左側が熱交換器２０２ｉ側であり、紙面右側が送風ファン２０２ｄ側または吹出口２０２ｍ側である。図５は図４に示すプリント基板５２およびヒートシンク５３を図４の紙面右側から見た側面図である。

空気調和機２００は図１に示すモータ駆動装置１００を備えた機器の一例である。空気調和機２００は室内機２０１および室外機２０２を備える。室外機２０２は、ケーシング２０２ａ、熱交換器２０２ｉ、ファン固定部２０２ｈ、電動機２０２ｂ、送風ファン２０２ｄ、機械室２０２ｆ、仕切り板２０２ｇ、圧縮機２０２ｃおよび電気品箱５０を備える。

熱交換器２０２ｉはケーシング２０２ａの内部に設けられる。ファン固定部２０２ｈは熱交換器２０２ｉの背面部中央に設けられる。送風室２０２ｅはケーシング２０２ａの正面２０２ｊ側の吹出口２０２ｍと熱交換器２０２ｉとの間に設けられる。送風ファン２０２ｄの駆動源である電動機２０２ｂは、ファン固定部２０２ｈによってケーシング２０２ａの送風室２０２ｅに配置される。送風ファン２０２ｄは電動機２０２ｂの回転軸２０２ｂ１に取り付けられる。圧縮機２０２ｃは機械室２０２ｆの内部に配置される。機械室２０２ｆは、仕切り板２０２ｇによって送風室２０２ｅと隔てられた防雨構造である。

図２に示すように電気品箱５０は、機械室２０２ｆ側に配置されると共に天面板２０２ｎと圧縮機２０２ｃとの間に配置される。図３に示すように電気品箱５０は、不燃材の一例である金属を加工して形成された四角形状の筐体５１と、筐体５１の内部に設けられたプリント基板５２と、ヒートシンク５３とを備える。プリント基板５２には図１に示すモータ駆動装置１００を構成する部品が設けられている。

図３において電気品箱５０の筐体５１には、送風室２０２ｅ側の側面５１ａにプリント基板５２およびヒートシンク５３が設置されている。プリント基板５２は筐体５１の内部に設けられ、ヒートシンク５３は筐体５１の外部に設けられている。

図４および図５に示すように、ヒートシンク５３はインバータモジュール５，６，７の取り付け面となるフィンベース５３ａと、複数のフィン５３ｂとを備える。フィン５３ｂは、フィンベース５３ａの送風室２０２ｅ側に設けられ、送風室２０２ｅに流れる風により冷却されるように配置される。すなわち送風室２０２ｅに流れる風が隣接するフィン５３ｂの間の隙間５３ｃに流れるようにヒートシンク５３が配置される。より具体的には、フィン５３ｂはフィンベース５３ａに固定され、風路である送風室２０２ｅに流れる風Ａ１を取り込める向きに複数枚配列されている。フィン５３ｂおよびフィンベース５３ａの材料としてはアルミニウムを例示できる。

筐体５１の側面５１ａには１つの開口部５１ａ１と２つの開口部５１ａ２とが形成されている。図４では、開口部５１ａ１および開口部５１ａ２は、紙面左側から開口部５１ａ２、開口部５１ａ１および開口部５１ａ２の順で配列されている。開口部５１ａ１の面積は２つの開口部５１ａ２の各々の面積よりも大きい。側面５１ａの送風室２０２ｅ側には、開口部５１ａ１を塞ぐようにヒートシンク５３が固定されている。側面５１ａの機械室２０２ｆ側にはプリント基板５２が設けられている。

プリント基板５２は、送風室２０２ｅ側の第１の板面５２ａと、機械室２０２ｆ側の第２の板面５２ｂと、第１の板面５２ａに設けられたインバータモジュール５，６，７と、第２の板面５２ｂに設けられインバータモジュール５に接続される第１のパワーパターン３１ａと、第２の板面５２ｂに設けられインバータモジュール６に接続される第２のパワーパターン３１ｂと、第２の板面５２ｂに設けられインバータモジュール７に接続される第３のパワーパターン３１ｃとを備える。

第１のパワーパターン３１ａは図１に示す負側母線１２ｂ１に相当する銅箔パターンである。第２のパワーパターン３１ｂは図１に示す負側母線１２ｂ２に相当する銅箔パターンである。第３のパワーパターン３１ｃは図１に示す負側母線１２ｂ３に相当する銅箔パターンである。

またプリント基板５２は、第２の板面５２ｂに設けられ第１のパワーパターン３１ａと第２のパワーパターン３１ｂとを接続するジャンパー部２０と、第２の板面５２ｂに設けられ第２のパワーパターン３１ｂと第３のパワーパターン３１ｃとを接続するジャンパー部２１とを備える。

図４では図示を省略しているが、プリント基板５２には、図１に示す正側母線１２ａに相当するパワーパターンと、整流器２を構成するダイオードブリッジ回路と、リアクトル３とコンデンサ４とが設置されているものとする。これらの部品は半田でプリント基板５２上の銅箔パターンに接続されている。

プリント基板５２は、第１の板面５２ａがヒートシンク５３と対向するように設けられている。第１の板面５２ａに設けられたインバータモジュール５，６，７の各々はヒートシンク５３と接触している。

インバータモジュール５，６，７は、紙面左側の図示しない熱交換器２０２ｉから紙面右側の図示しない送風ファン２０２ｄに向かって、インバータモジュール５、インバータモジュール６およびインバータモジュール７の順に配列されている。すなわちインバータモジュール５，６，７は、送風室２０２ｅに流れる風Ａ１の通流方向に、順次並べて配置されている。

ジャンパー部２０，２１はコの字形状の導電性部材であり、その材料としてはプリント基板５２の銅箔パターンと同じ材料を例示できる。なおジャンパー部２０，２１の形状はコの字形状に限定されず、Ｕの字形状、Ｃの字形状、またはこれらに相当する屈曲形状であってもよい。ジャンパー部２０は、直線状の基部２０ａと、基部２０ａの両端部から直角に折り曲げられた一対の端子部２０ｂとを有する。一対の端子部２０ｂはプリント基板５２に形成された図示しないスルーホールに挿入されて、第１のパワーパターン３１ａおよび第２のパワーパターン３１ｂに半田付けされる。ジャンパー部２１は、直線状の基部２１ａと、基部２１ａの両端部から直角に折り曲げられた一対の端子部２１ｂとを有する。一対の端子部２１ｂはプリント基板５２に形成された図示しないスルーホールに挿入されて、第２のパワーパターン３１ｂおよび第３のパワーパターン３１ｃに半田付けされる。

ジャンパー部２０，２１のそれぞれの断面積は、第１のパワーパターン３１ａ、第２のパワーパターン３１ｂまたは第３のパワーパターン３１ｃの断面積よりも大きい。本実施の形態ではジャンパー部２０，２１のそれぞれの断面積を、プリント基板５２の銅箔パターンの１０倍以上にしている。これにより隣接するインバータモジュール間のインピーダンスを大幅に低減することができる。また本実施の形態ではジャンパー部２０，２１の高さを、放熱性を鑑みて１０ｍｍ以上にしている。

室外機２０２の動作を説明する。冷房運転または暖房運転の指令を受信した制御回路９がインバータ回路１０１を駆動することにより、圧縮機２０２ｃと送風ファン２０２ｄが駆動する。圧縮機２０２ｃが駆動することで熱交換器２０２ｉに冷媒が循環し、熱交換器２０２ｉの周囲の空気と冷媒との間で熱交換が行われる。また送風ファン２０２ｄの回転により負圧が生じ、室外機２０２の側面および背面の空気が送風室２０２ｅに取り込まれる。このとき生じる風Ａ１が熱交換器２０２ｉの背面部および側面部に流れることで、熱交換器２０２ｉにおける熱交換が促される。

また送風ファン２０２ｄの回転により生じる風Ａ１の一部が、図４の紙面左側の第１の開口部である開口部５１ａ２から電気品箱５０の内部に侵入する。電気品箱５０の内部に侵入した風Ａ２は、プリント基板５２の第２の板面５２ｂに設けられたジャンパー部２０，２１の周囲を流れ、図４の紙面右側の第２の開口部である開口部５１ａ２から電気品箱５０の外部に排出される。

なおプリント基板５２上へ積極的に風Ａ２を当てることは塵埃が付着するため適さないが、ヒートシンク５３へ風Ａ１を当てる風路である送風室２０２ｅと、ジャンパー部２０，２１へ風Ａ２を当てる風路である電気品箱５０内の空間とを切り離しておけば、風Ａ２は、ヒートシンク側へ流れる強い風Ａ１に引かれる形でジャンパー部２０，２１側へ風Ａ２を流すことができる。すなわち電気品箱５０の送風室２０２ｅに２つの開口部５１ａ２を設けることにより、送風室２０２ｅに風Ａ１が流れたときに電気品箱５０の内部圧力が電気品箱５０の外部圧力よりも低下し、電気品箱５０内に流れる風Ａ２は、ヒートシンク５３側へ流れる強い風Ａ１に吸引される。

本実施の形態に係るモータ駆動装置１００は、ジャンパー部２０，２１を設けることにより、プリント基板５２上のパターン配線に生じる熱と半田付け部分に生じる熱とを、ジャンパー部２０，２１を介して効率的に放熱することができ、温度上昇を抑制することができる。そのため温度上昇によるヒートサイクルが抑えられ、プリント基板５２の長期信頼性を高めることができる。さらに本実施の形態に係るモータ駆動装置１００は、ジャンパー部２０，２１に風Ａ２を当てることができる構造であるため、プリント基板５２上のパターン配線に生じる熱による温度上昇をより一層抑えることができ、大電流のインバータ回路１０１にも適用することができる。

なお本実施の形態では、ジャンパー部２０，２１を負側母線１２ｂ１，１２ｂ２，１２ｂ３に適用した例を説明しているが、ジャンパー部２０，２１は正側母線１２ａに適用してもよい。この場合、正側母線１２ａは負側母線１２ｂ１，１２ｂ２，１２ｂ３と同様に複数の母線に分割された構造になり、隣接する正側母線の間にジャンパー部２０，２１が配置される。またジャンパー部２０，２１は負側母線１２ｂ１，１２ｂ２，１２ｂ３および正側母線１２ａに適用してもよい。

ジャンパー部２０，２１を正側母線１２ａに適用することにより、負側母線１２ｂ１，１２ｂ２，１２ｂ３に適用した場合と同様の効果を得られるが、ジャンパー部２０，２１を負側母線１２ｂ１，１２ｂ２，１２ｂ３に適用した場合、インバータモジュール間における負側母線のインピーダンスを大幅に低減できるため、インバータ回路１０１のＧＮＤを安定させることができる。特に本実施の形態に係るインバータ回路１０１のように複数のインバータモジュール５，６，７を駆動する場合においては，複数のＧＮＤを安定させることができるため、スイッチング素子を駆動するための直流安定電源を共通に使用することができる。さらに安価で信頼性の高いモータ駆動装置１００を実現することができる。

また本実施の形態では、１つのアームを構成するスイッチング素子の並列数が３つの例を説明したが、並列数は２以上であればよい。ただし汎用のモータ駆動用のインバータモジュールの多くは３相であり、並列数が３であればそのモジュールを３個並列接続することにより、スイッチング素子を３並列にした３相モータ用インバータ回路が汎用品で容易に構成できるため、コストおよび調達性の面でメリットがある。

なお本実施の形態ではヒートシンク５３を用いた例を説明したが、ヒートシンク５３を除いた構成でもインバータモジュール間のインピーダンスを低減できる。ただしモータ駆動装置１００はヒートシンク５３を備え、当該ヒートシンク５３は、モータ駆動装置１００を備えた機器の風路に流れる風が隣接するフィン５３ｂの間の隙間５３ｃに流れるように配置され、さらにジャンパー部２０およびジャンパー部２１が複数のフィン５３ｂの各々が延びる方向に沿って配列されるように構成することにより、ヒートシンク５３の隙間に流れる風Ａ１と同じ方向に流れる風Ａ２によりジャンパー部２０およびジャンパー部２１が効果的に冷却されるため、プリント基板５２上で発生した熱をより一層効率良く放熱することができる。

また本実施の形態では電気品箱５０の筐体５１に２つの開口部５１ａ２を設けた例を説明したが、開口部５１ａ２を設けなくともジャンパー部２０およびジャンパー部２１によってプリント基板５２上で発生した熱を効率良く放熱することは可能である。ただし電気品箱に、機器の風路に流れる風の一部が侵入する第１の開口部と、電気品箱に侵入した風が排出される第２の開口部とを設けて、ジャンパー部２０またはジャンパー部２１が、第１の開口部と第２の開口部との間に配置されるように構成することにより、ヒートシンク５３の隙間に流れる風Ａ１と同じ方向に流れる風Ａ２により、ジャンパー部２０またはジャンパー部２１が効果的に冷却されるため、第１の開口部および第２の開口部がない場合に比べて、プリント基板５２上で発生した熱を効率良く放熱することができる。特に、ジャンパー部２０およびジャンパー部２１の双方が第１の開口部と第２の開口部との間に配置されるように構成することにより、ジャンパー部２０またはジャンパー部２１が第１の開口部と第２の開口部との間に配置される場合に比べて、プリント基板５２上で発生した熱をより一層効率良く放熱することができる。

以上に説明したように本実施の形態に係るモータ駆動装置１００によれば、ヒートシンク５３側から漏れてくる風、すなわち図４に示す風Ａ２を利用してプリント基板５２上で発生した熱を効率良く放熱することができる。これにより、安価な構成でインバータモジュール間のインピーダンスを低減できると共に、プリント基板５２の熱を効率良く放熱でき、製品の信頼性を高めることができる。また本実施の形態に係るモータ駆動装置１００を空気調和機２００に搭載することにより、安価な構成で信頼性の高い空気調和機２００を得ることができる。

以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。

１交流電源、２整流器、３リアクトル、４コンデンサ、５，６，７インバータモジュール、５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ，５ｅ，５ｆスイッチング素子、８モータ、９制御回路、１０ａ，１０ｂ電流計測部、１１電圧検出部、１２直流母線、１２ａ正側母線、１２ｂ１，１２ｂ２，１２ｂ３負側母線、１３ａ正極側端子、１３ｂ負極側端子、２０，２１ジャンパー部、２０ａ，２１ａ基部、２０ｂ，２１ｂ端子部、３１ａ第１のパワーパターン、３１ｂ第２のパワーパターン、３１ｃ第３のパワーパターン、５０電気品箱、５１筐体、５１ａ側面、５１ａ１，５１ａ２開口部、５２プリント基板、５２ａ第１の板面、５２ｂ第２の板面、５３ヒートシンク、５３ａフィンベース、５３ｂフィン、５３ｃ隙間、１００モータ駆動装置、１０１インバータ回路、２００空気調和機、２０１室内機、２０２室外機、２０２ａケーシング、２０２ｂ電動機、２０２ｂ１回転軸、２０２ｃ圧縮機、２０２ｄ送風ファン、２０２ｅ送風室、２０２ｆ機械室、２０２ｇ仕切り板、２０２ｈファン固定部、２０２ｉ熱交換器、２０２ｊ正面、２０２ｍ吹出口、２０２ｎ天面板。

Claims

交流電力を直流電力に変換してモータを駆動するモータ駆動装置であって、
第１の板面および第２の板面とを有し、前記第１の板面に設けられた第１のインバータモジュールおよび第２のインバータモジュールを有し、前記第２の板面に設けられ前記第１のインバータモジュールに接続される第１のパワーパターンを有し、前記第２の板面に設けられ前記第２のインバータモジュールに接続される第２のパワーパターンを有し、前記第１のパワーパターンと前記第２のパワーパターンとを接続する第１のジャンパー部を有するプリント基板を備え、
前記第１のジャンパー部は、前記第１のパワーパターンに接続される第１のスルーホールに一端が挿入されて前記第２の板面から立ち上がる第１の基部と、前記第２のパワーパターンに接続される第２のスルーホールに一端側が挿入されて前記第２の板面から立ち上がる第２の基部と、前記第１の基部の他端と前記第２の基部の他端とを連結する第１の連結部とを有し、
前記第１のジャンパー部の前記第１の基部、前記第１の連結部および前記第２の基部の断面積は、前記第１のパワーパターンおよび前記第２のパワーパターンの断面積よりも大きいことを特徴とするモータ駆動装置。
前記プリント基板は、前記第１の板面に設けられた第３のインバータモジュールと、前記第２の板面に設けられ前記第３のインバータモジュールに接続される第３のパワーパターンと、前記第２のパワーパターンと前記第３のパワーパターンとを接続する第２のジャンパー部と、前記第１のインバータモジュール、前記第２のインバータモジュールおよび前記第３のインバータモジュールに接するヒートシンクとを有し、
前記ヒートシンクは、前記第１のインバータモジュール、前記第２のインバータモジュールおよび前記第３のインバータモジュールに接するフィンベースと前記フィンベースに設置される複数のフィンとを有し、前記モータ駆動装置を備えた機器の風路に流れる風が隣接する前記フィンの間の隙間に流れるように配置され、
前記第２のジャンパー部は、前記第２のパワーパターンに接続される第３のスルーホールに一端が挿入されて前記第２の板面から立ち上がる第３の基部と、前記第３のパワーパターンに接続される第４のスルーホールに一端側が挿入されて前記第２の板面から立ち上がる第４の基部と、前記第３の基部の他端と前記第４の基部の他端とを連結する第２の連結部とを有し、
前記第２のジャンパー部の前記第３の基部、前記第２の連結部および前記第４の基部の断面積は、前記第２のパワーパターンおよび前記第３のパワーパターンの断面積よりも大きく、
前記第１のジャンパー部および前記第２のジャンパー部は、前記複数のフィンの各々が延びる方向に沿って配列されることを特徴とする請求項１に記載のモータ駆動装置。
前記プリント基板を内蔵する電気品箱を備え、
前記電気品箱は、前記モータ駆動装置を備えた機器の風路に流れる風の一部が侵入する第１の開口部と、前記電気品箱に侵入した風が排出される第２の開口部とを備え、
前記第１のジャンパー部は、前記第１の開口部と前記第２の開口部との間に配置されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のモータ駆動装置。
前記プリント基板を内蔵する電気品箱を備え、
前記電気品箱は、前記モータ駆動装置を備えた機器の風路に流れる風の一部が侵入する第１の開口部と、前記電気品箱に侵入した風が排出される第２の開口部とを備え、
前記第１のジャンパー部および前記第２のジャンパー部は、前記第１の開口部と前記第２の開口部との間に配置されることを特徴とする請求項２に記載のモータ駆動装置。
前記第１のインバータモジュールに内蔵されるスイッチング素子は、ワイドバンドギャップ半導体を用いて構成されることを特徴とする請求項１から請求項４の何れか一項に記載のモータ駆動装置。
請求項１から請求項５の何れか一項に記載のモータ駆動装置を備えたことを特徴とする空気調和機。