JPH03203580A - インバータ駆動型圧縮機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （イ〉産業上の利用分野 本発明はインバータ駆動される３相誘導電動機を有する
圧縮機に関するものである。

（口〉従来の技術 従来のインバータ駆動型圧縮機を示すものとして６士、
米国特許第４７０９２９２号（特願昭５８−２４６０９
７号）があった。この公報に記載されたものは、単相交
流を２倍電圧回路にて２倍の電圧に整流しこの後直流電
力に平滑していた。この後この直流電力を６個のトラン
ジスタからなる３相インバ一タ回路にて３相交流に再変
換した後、大結線された３相圧縮機に供給するものであ
った。この時、単相交流の実効値が１００［Ｖ］であれ
ばインバータ回路に供給される直流電力の電圧は２８０
［Ｖ］になる。従って、３相圧縮機は入力電圧の定格が
交流１００［Ｖ］のものを用いていた。

（ハ〉発明が解決しようとする課題 このように構成された従来の技術では、例えば定格電圧
１００［Ｖ］の３相交流電導機を駆動しようとした場合
、まず、単相交流を２倍電圧整流し、平滑して約２８０
［Ｖ］の直流電圧を得た後、インバータ回路で１４０［
Ｖ］を境にして上下に１４０［Ｖ］の振幅を持つ交流電
力を得ていた。このため平滑用のコンデンサのほかに倍
電圧整流用のコンデンサを２個必要とし、周辺回路の部
品点数が多く、回路が複雑になる不具合があった。

またインバータ回路に用いるトランジスタや平滑用のコ
ンデンサの定格を直流２８０［Ｖ］以上とする必要があ
り、耐圧の大きい部品を用いなければならない問題点が
あった。

このような問題点に対し、各部品の耐圧を低くすると共
に、２倍電圧整流を用いずに２倍電圧整流を行った場合
と同じ出力が得られる圧縮機を提供するものである。

（二〉課題を解決するための手段 本発明は単相１００［Ｖ］の交流電力を等倍整流し平滑
した後の直流電力がインバータ回路で所望の周波数の交
流電力に再変換され、この再変換された電力で駆動され
るように成した圧縮機において、圧縮機は前記再変換さ
れた電力が供給される電導様要素とこの要素で駆動され
る圧縮要素とを同一の密閉容器内に収納すると共に、電
導様要素の固定子巻線をΔ結線すると共に、この電導様
要素の出力が前記単相１００［Ｖ］の交流電力を２倍電
圧整流し固定子巻線を大結線した際の電動機の出力とほ
ぼ同じになるように前記電動機要素の固定子巻線の線径
を定めたものである。

（ホ〉作用 固定子巻線の結線をΔ結線にすることによって、２倍電
圧整流回路が不要になり、同時に部品の耐圧を下げるこ
とができる。

（へ）実施例 以下、本発明の実施例を図面を用いて説明する。第１図
は本発明の実施例を示す電気回路図である。この図にお
いて１は単相交流電源であり、実効値１００［Ｖ］の商
用電源である。２は全波整流回路であり、整流用のダイ
オード３〜６をブリッジ状に接続している。この整流回
路２の出力端子＋、−にはピーク電圧的１４０［Ｖ］の
全波整流出力が得られる、７は平滑用のコンデンサであ
り、整流回路２の出力を直流電力に平滑するのである。

８はインバータ回路であり、６個のスイッチング素子、
例えばパワートランジスタなどを３相ブリツジ状に結線
して成るものである。このインバータ回路８の出力端子
には圧縮機の入力端子Ｕ、Ｖ、Ｗが接続されている。こ
れらの端子Ｕ、Ｖ、Ｗには圧縮要素駆動用の３相誘導電
動機の固定子巻線９，１０．１１がΔ状に結線されてい
る。１２はインバータ回路８のスイッチング素子にＯＮ
１０　Ｆ　Ｆ信号を供給する制御部（マイコンなど）で
ある。この０Ｎ１０ＦＦ信号は不等パルス幅変調（ＰＷ
Ｍ）に基づく信号であり、スイッチング素子を決められ
た順序通りに０Ｎ１０ＦＦすることによって３相交流電
力を圧縮機の入力端子Ｕ、Ｖ、Ｗに供給することができ
る。

第２図は固定子巻線を大結線した場合の電気回路図であ
る。この図において、第１図の本発明と同じ構成要素に
は同じ符号を付している。２１〜２３は大結線された固
定子巻線である。

第３図は同様に従来の技術による電気回路図である。す
なわち、実効値１００［Ｖ］の単相交流電力を２倍電圧
整流して大結線された固定子巻線を有する圧縮機を駆動
するものである。この図において第１図、第２図と同じ
構成要素には同じ符号を付している。３１〜３４は夫々
整流用のダイオード、倍電圧用のコンデンサであり、２
倍電圧整流回路を構成している。この整流回路によって
平滑コンデンサ７の両端子にはピーク電圧が約２８０［
Ｖ］の整流電圧が印加される。３５〜３７は大結線され
た固定子巻線である。

第１図〜第３図の電気回路において同じ出力の圧縮機を
駆動する場合、特に第３図に示した従来の電気回路を基
準にして各値を比較すると表１に示すようになる。尚、
第１図〜第３図においてＶは交流電源１の実効電圧であ
る。

〈以下余白〉 第１表 この第１表において、直流電圧は整流回路にて整流され
た後に平滑用コンデンサ７に印加される直流電圧である
。すなわち、インバータ回路８に供給される直流電圧で
ある。第３図に示すものは２倍電圧整流回路を用いてい
るため第２図、第１図のものに比べて２倍の電圧が得ら
れている。

従って、インバータ回路８から出力される端子間電圧（
誘導負荷に印加した際の等価電圧波形のピーク電圧）も
同じ電圧になる。この電圧が圧縮機に供給されることに
よって、圧縮機内の電動機の夫々の固定子巻線には第１
表のｒ１相の印加電圧」の欄に記載された電圧が印加さ
れる。第２図、第３図からも分かるように固定子巻線が
大結線されているときは入力端子間に印加される電圧の
１／７Ｔの電圧が固定子巻線間に印加される。

２倍電圧整流で大結線の時（第３図）の１相の固定子巻
線に印加される電圧を１として夫々の印加電圧の比を求
めると１　：　０．５　：　０．８７になる。

従って、２倍電圧整流で大結線の時（第３図）と同じ出
力を得るためには夫々の固定子巻線に流れる電流を増加
させる必要がある。このためには、巻線自体の断面積を
大きくして抵抗値を減らせばよい。この時、電動機の出
力を一定にするとＡＴ（電流０巻線数）が一定なので、
固定子巻線の断面積は印加電圧に反比例する。従って２
倍電圧整流で大結線の時（第３図）の固定子巻線の断面
積を１とすると、夫々の巻線の断面積は１：２＝１．１
６となる。このように２倍電圧整流で大結線の時（第３
図）と同じ出力を得るためには、同じ巻線数では等倍電
圧整流でΔ結線の時が巻線の線径を大結線の時より細く
できる。

第４図は圧縮機の電動機要素の固定子に固定子巻線を挿
入する際の説明図であり、内周上に複数の歯を配置して
成る固定子の一部を拡大したものである。尚、説明上歯
は直線上に配置している。

この図において４１．４２は固定子の歯であり、複数の
歯のうちの一部を示している。４３．４４はインサーダ
ブレードであり、固定子巻線を固定子のスロットに挿入
する際のガイドであり、歯４１．４２の先端に取りつけ
られたものである。このインサーダブレードは固定子巻
線を固定子のスロット（歯と歯との間）に挿入する際に
用いるものであり、固定子巻線の挿入がスムーズに行え
るように局面状の表面を有している。このブレード４３
とブレード４４との間をΔｔｌ、ブレードの歯間の厚み
をΔｔ２とする。固定子の歯と歯との間隔は電動機の効
率を考慮するとあまり広くできないので、この幅を固定
子巻線２本が同時に通る幅で確保したものである。固定
子の歯の幅を一定とした場合、固定子巻線の線径を太く
するとΔｔ１が大きくなりΔｔ２の幅が小さくなる。こ
のΔｔ２の幅が小さくなると、固定子巻線の挿入を繰り
返すうちにこの薄肉部の変形、破損が生じやすくなる。

従って、このΔｔ２の値はあまり小さくできない。本発
明のようにΔ結線を用いると固定子巻線の線径が１．１
６倍以上あれば良く、固定子の歯と歯との間隔を変えず
にすみ（２倍電圧整流、大結線時のΔｔ１の大きさは固
定子巻線の線径に対して実際には余裕を持っているので
、固定子巻線の線径が多少大きくなっても挿入すること
ができる。）インサーダブレードも共通して使用するこ
とができる。

このようにΔ結線を用いることによって電動機の固定子
の形状を変えずにわずかに固定子巻線の線径を太くする
のみで同じ出力を得ることができる。

従って、２倍電圧整流回路が不要になり、コンデンサの
数を減らすことができる。さらに電圧が下がるため平滑
用のコンデンサの耐圧や、スイッチング素子などの電子
部品の耐圧を低くすることができる、また２倍電圧整流
を行い大結線した場合と同じ形状の固定子を用いること
が出来る。すなわち固定子巻線の線径を太くし、かつ３
相の固定子巻線の結線をΔ結線とするのみで２倍電圧整
流回路が不要となると共に電子部品の耐電圧を低くする
ことができるものである。

（ト）発明の効果 本発明は、単相１００［Ｖ］の交流電力を等倍整流し平
滑した後の直流電力がインバータ回路で所望の周波数の
交流電力に再変換され、この再変換された電力で駆動さ
れるように成した圧縮機において、圧縮機は前記再変換
された電力が供給さ倍電圧整流回路を用いることなく得
ることができる。この際、圧縮機の固定子の構造は２倍
電圧整流時のものを用いることができ、固定子や固定子
巻線の挿入治具などの共通化ができるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す電気回路図、第２図は固
定子巻線を大結線した際の電気回路図、第３図は従来技
術を示す電気回路図、第４図は固定子巻線を挿入する際
の固定子の説明図である。 １・・・単相交流電源、　２・・・整流回路、　７・・
・平滑用コンデンサ、　　８・・・インバータ回路、　
　９〜１１・・パ固定子巻線。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）単相１００［Ｖ］の交流電力を等倍整流し平滑し
   た後の直流電力がインバータ回路で所望の周波数の交流
   電力に再変換され、この再変換された電力で駆動される
   ように成した圧縮機において、圧縮機は前記再変換され
   た電力が供給される電動機要素とこの要素で駆動される
   圧縮要素とを同一の密閉容器内に収納し、電動機要素 の固定子巻線をΔ結線すると共に、この電動機要素の出
   力が前記単相１００［Ｖ］の交流電力を２倍電圧整流し
   固定子巻線を■結線した際の電動機の出力とほぼ同じに
   なるような電流が流れるように前記電動機要素の固定子
   巻線の線径を定めたことを特徴とするインバータ駆動型
   圧縮機。