JPH0428231Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は交流である商用電源を直流にいつたん
変換した後可変周波数の交流電源に変換するため
のインバータ装置の簡易化された構造に関する。

（従来の技術） 交流入力電源に対して、直流整流回路１、平滑
コンデンサＣを有する直流平滑回路２及びインバ
ータ回路３を順に接続してなるインバータ装置
（第３図参照）は、実開昭58−37793号公報によつ
て公知であつて、平滑用コンデンサＣの介設位置
と直流整流回路１に直列に、限流抵抗ｒと通電開
始時に開き定常運転時に閉じるリレーの常開接点
X₁とからなる並列回路を介設した回路構造とな
しており次の通りの動作を行わせるようになつて
いる。

すなわち、電源投入の際に平滑用コンデンサＣ
への充電々流が大きくて、これが前記直流整流回
路１を通過するとこの整流回路１を構成するダイ
オードモジユール等の回路素子が破壊するおそれ
があるので、平滑用コンデンサＣが充電を完了す
るまで前記常開接点X₁を開かせて、抵抗ｒによ
り直流整流回路１に流れる電流を制限し、コンデ
ンサ充電後はこの抵抗ｒを常開接点X₁で短絡し
てインバータ回路３への給電を行わせるのであ
る。

（考案が解決しようとする問題点） 上述した従来のインバータ装置において、限流
用のためのリレーの常開接点X₁が定常運転時の
接触抵抗が少し大きくなり、例えば初期値の数十
倍となると限流抵抗ｒにも電流が流れて該抵抗ｒ
と常開接点X₁とからなる並列回路での発熱量が
大きくなり焼損することが屡々あつて、インバー
タ装置の信頼性を低下させる要因となり好ましく
ないし、装置の構造が複雑化してコスト高を招く
欠点は否めなかつた。

このように従来のこの種装置が種々問題点を有
している実状に対処して本考案は成されたもので
あつて、元来力率改善用のために装置の回路中に
設けてなるリアクトルを直流に対しては抵抗値が
低く、一方、高周波交流に対しては抵抗値が高く
なる特殊な抵抗体に形成させることによつて突入
電流（インラツシユ電流）に対する限流の機能を
併せ持たせ、もつて装置を発熱、焼損から防いで
信頼性の向上をはからせると共に低コスト装置の
普及を推進せしめようとするものである。

（問題点を解決するための手段） しかして本考案は、直流整流回路１、平滑用コ
ンデンサＣを有する直流平滑回路２及びインバー
タ回路３を順に接続してなるインバータ装置にお
いて、前記交流入力電源と前記直流整流回路１と
を接続する配線もしくは前記直流平滑回路２の途
中にリアクトル４を設けると共に、このリアクト
ル４を直流抵抗分は小さく、かつ、表皮効果によ
る高周波抵抗分は前記インバータ回路３に対しそ
の最大許容突入電流の範囲内の通電に制限し得る
大きい値を持つ導体により形成せしめたことを特
徴とする。

（作用） かゝる手段を有せしめてなる本考案は、前記リ
アクトル４が交流電源投入の際に生じる突入電流
を制限する限流用リアクトルとして機能し、平滑
用コンデンサＣへの充電完了後の定常運転に際し
ては抵抗分は小さくて力率改善用リアクトルとし
て機能する結果、小形化ならびに構造の簡略化が
果されると共に、発熱等の事故の防止にもとづく
信頼性の向上は目ざましいものがある。

（実施例） 以下、本考案の１実施例を添付図面にもとづい
て説明する。

第１図は本考案の１例に係る電気回路図であつ
て、交流入力電源（R.S.T）に対してダイオード
モジユールにより構成される直流整流回路１、平
滑用コンデンサＣを有する直流平滑回路２及びイ
ンバータ回路３を順次接続してなる公知の構成の
回路に対して、リアクトル４を回路の途中に介設
せしめている。

上記リアクトル４は、交流入力電源と直流整流
回路１とを接続する配線の途中に介設するか、も
しくは前記直流平滑回路２の途中に介設せしめる
が、これは本来、受電側における力率を一定値以
上に保持することを目的とするものであつて、後
述する如き特定した導体によつてリアクトルを形
成せしめることにより突入電流制限用としても機
能させるようにしている。

一方、前記直流平滑回路２の直流整流回路１と
接続する配線途中にはダイオード保護用の電流ヒ
ユーズ５を介設せしめており、前記コンデンサ
Ｃ、リアクトル４、ダイオード等の定格のバラツ
キを考慮し経済設計する上で、ダイオードモジユ
ールの定格内に電流を抑制するヒユーズ５を設け
て充電々流がダイオードの定格を超えそうになる
と前記電流ヒユーズ５の溶断により保護すること
が可能である。

しかして前記リアクトル４は、直流抵抗分は極
く小さくして、表皮効果による高周波抵抗分は前
記直流抵抗分に比して可成り大きい値の導体によ
つてコイルに巻装してなるものが用いられるもの
であつて、このリアクトル４の高周波抵抗分によ
つて、電源投入時に短時間に生じる突入電流を、
ダイオードに破壊をもたらさない範囲の電流に抑
制することが可能であつて、これにより従来用い
られていた限流抵抗ｒとリレー常開接点X₁との
並列接続になる限流回路を省略できる。

なお、前記リアクトル４の選定を行う要領に関
して以下説明する。

電源投入の際にはリアクトル４を含むインバー
タ装置の電気回路に対して、周波数の高い大電
流、すなわち高調波を有する突入電流が流れるこ
とになるので、この電流を制限するには、直流に
対しては抵抗が小さくて、高周波電流に対しては
抵抗が大きくなる導体が回路中に設けられればよ
いことが理解できる。

しかして平滑用コンデンサＣに対する充電時間
は実測によると通常数mmsecで、周波数換算では
数百Hzに相当するため、高周波電流は導体の表面
層のみを流れる現象、すなわち表皮効果を基礎と
して抵抗体の選定を行えばよい。

この表皮効果に関して、また、表皮作用による
抵抗に関しては、「電子通信ハンドブツク、社団
法人電子通信学会編、昭和55年５月20日発行、第
２編物理・化学76頁及び82頁」に詳述されている
通りであつて、円柱状導体の場合で直流抵抗を
R⁰、高周波抵抗をＲとすれば、第２図に示すよ
うに縦軸（Ｒ／R⁰−１）と横軸ｘとの間には所
定の関係が成立し、このときのｘの値は、 ｘ＝1.405×10^-3d√・・ ……(イ) で表される。

たヾし、ｄ：導体の直径〔ｍ〕、μr：比透磁率、
：周波数〔Hz〕、σ：導電率〔Ｓ／ｍ〕である。

従つて第２図及び上記式(イ)に基いて、例えば換
算周波数が500HzのときにＲ／R⁰＝４（たヾしＲ
＝0.5オーム）の条件を満足するためのｘはｘ≒
10であるから、 3.182×10^-2≦ｄ√・ ……(ロ) を満足する直径、比透磁率、導電率の関係から定
まる導体によつてリアクトル４を形成すれば、電
圧250ボルトのときに瞬時電流が500アンペアまで
許容されるダイオードに対して、上記リアクトル
４が限流保護の役割りを十分果すことが明らかに
される。

そして、上記(ロ)式を満足するリアクトル４の選
定例として、例えば ｄ＝0.0025〔ｍ〕 μr＝500（コイル鉄心として高珪素鋼、カツトコ
ア等使用） σ＝１／ρ＝１／1.69×10^-8 ≒0.6×10⁸〔Ｓ／ｍ〕（巻線として 銅線使用、ρ〔Ωm〕は銅の固有抵抗） とすれば、 dμr・σ≒4.3×10²（＞3.182×10²） となり、多少の安全面をみて適用可能となる。

尚、ｄ、μr、σ等の具体的数値例としては上記
のものに限定されるものではなく、適宜変更が可
能なことは言うまでもない。

（考案の効果） 本考案は以上の説明によつて明らかにした如く
リアクトル４を力率改善用として突入電流限流用
とに兼用せしめたことにより、従来の複雑な構造
の限流回路を省略することができて、装置のコス
ト引下げに寄与するところ多大であり、さらに装
置の小形化、構造簡略化が果される。

さらにリレーなど電気部品の消滅による信頼性
の向上が期されると共に、抵抗などの発熱部品を
省略し得て冷却構造の簡素化ならびに周波数変換
効率の改善にも効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の１例に係る電気回路図、第２
図は本考案の例におけるリアクトルを設定するた
めの条件を示す特性線図、第３図は従来のインバ
ータ装置の電気回路図である。 １……直流整流回路、２……直流平滑回路、３
……インバータ回路、４……リアクトル、Ｃ……
平滑用コンデンサ。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 交流入力電源に対して、直流整流回路１、平滑
   用コンデンサＣを有する直流平滑回路２及びイン
   バータ回路３を順に接続してなるインバータ装置
   において、前記交流入力電源と前記直流整流回路
   １とを接続する配線もしくは前記直流平滑回路２
   の途中にリアクトル４を設けると共に、このリア
   クトル４を直流抵抗分は小さく、かつ、表皮効果
   による高周波抵抗分は前記インバータ回路３に対
   しその最大許容突入電流の範囲内の通電に制限し
   得る大きい値を持つ導体により形成せしめたこと
   を特徴とするインバータ装置。