JPH0479773A

JPH0479773A - 空気調和機

Info

Publication number: JPH0479773A
Application number: JP2192689A
Authority: JP
Inventors: Yoshiaki Ogawa; 善朗小川
Original assignee: Fujitsu General Ltd
Current assignee: Fujitsu General Ltd
Priority date: 1990-07-20
Filing date: 1990-07-20
Publication date: 1992-03-13

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】［産業上の利用分野］この発明は、室内を快適環境とする空気調和機に係り、
更に詳しくは入力電源の力率を改善し、高調波を低減し
、入力電源の利用効率向上を図り、かつ、電源側への漏
洩ノイズを低減する空気調和機に関するものである。

［従　来　例］従来、この種の空気調和機は、例えば第５図に示す構成
をしており、交流電源（商用電源；ＡＣｌｏｏＶ）１の
力率を改善する誘導性要素（リアクタ）２と、その交流
電源を直流に変換するとともに、倍電圧（約２８０Ｖ）
の直流電源を得るため、整流用ブリッジダイオードおよ
び倍電圧用コンデンサからなる整流回路３と、この倍電
圧した直流電源を平滑化する平滑コンデンサ４と、この
平滑化した直流電源を矩形波電圧（可変周波数交流）に
変換する周波数可変装置（インバータ部；パワー・トラ
ンジスタモジュール）５と、この三相交流により駆動す
る圧縮機用モータ６と、交流電源１と整流回路３の間に
設けたインダクタンスおよびコンデンサからなる第１の
ノイズフィルタ７と、その整流回路３と周波数可変装置
３の間に設けたインダクタンスおよびコンデンサからな
る第２のノイズフィルタ８とから構成されている。また
、図示しないが、その電源の供給とともに、リモコン等
からの運転指令により、制御部（マイクロコンピュータ
）にて圧縮機用モータ６の運転周波数が決定され、この
運転運転周波数に応じたＰｖＭ波形の信号が得られる。

そのＰＷＭ信号により周波数可変装置５の各トランジス
タがＯＮ　、　ＯＦＦ駆動され、入力直流電源がスイッ
チングされ、このスイッチングにより得られた矩形波電
圧が圧縮機のモータ６に印加されるため、その圧縮機が
上記ＰＷＭ波形に応じてインバータ制御される。

また、上記空気調和機にあっては、交流電源を直流に変
換し、この変換した直流電源を交流に変換する際、整流
回路３および周波数可変装置５にて雑音（ノイズ）が発
生し、このノイズが電源に漏洩するため、所定個所に挿
入した第１および第２のノイズフィルタ７．８にてその
ノイズを低減し、電源への漏洩ノイズを低減している。

さらに、第６ＷＩに示す構成の空気調和機があるが、こ
の空気調和機は交流電源９がＡＣ２００Ｖであるため、
倍電圧用コンデンサを除いた整流回路１０と、力率改善
用の誘導要素（リアクタ）２と、平滑コンデンサ４と、
周波数可変装置５と、圧縮機用モータ５と、第１および
第２のノイズフィルタ７．８とから構成されている。

この空気調和機の場合、誘導要素２は整流回路ｌＯと平
滑コンデンサ４の間に設けられ、第１および第２のノイ
ズフィルタ７．８はともに交流電源９と整流回路１０の
間に挿入されている。したがって、前従来例同様に、整
流回路１０および周波数可変装置ｆ５Ｌこで発生するノ
イズを軽減することができ、電源への漏洩ノイズを低減
することができる。

［発明が解決しようとする課題］ところで、上記空気調和機にあっては、交流型ｇ１，９
を直流に変換するために、コンデンサ入力形ブリッジ回
路が使用されており、しかも殆どの空気調和機がその方
式を採用している。

しかし、この方式の場合コンデンサの充電時のみしか、
入力電流が流れないため、入力電流がパルス状になり、
電源の力率を低下させ、電圧波形を歪ませ、かつ、高調
波を発生させるという問題点があった。

そこで、この発明の出願人は、電源を誘導要素を介して
短絡するスイッチ素子を設け、このスイッチ素子を適切
にオンオフ制御し、交流電源による入力電流波形が略正
弦波となるようにした空気調和機を提案し、上記電源の
力率向上、高調波の低減を図っている。

しかしながら、その誘導要素およびスイッチ素子等によ
るアクティブフィルタを付加した空気調和機にあっては
、スイッチ素子のオンオフによすノイズが発生し、この
ノイズが電源へ漏洩するという問題点があった。

この発明は上記課題に鑑みなされたものであり、その目
的は入力力率を改善し、高調波を低減し、電源の利用効
率の向上を図るためのアクティブフィルタを付加し、そ
のアクティブフィルタにて発生するノイズを低減し、電
源への漏洩ノイズを低減することができるようにした空
気調和機を提供することにある。

［課題を解決するための手段］上記目的を達成するために、この発明は、少なくとも交
流電源を整流して直流に変換する整流回路と、この直流
電源をスイッチングし、矩形波電圧（可変周波数交流）
に変換して圧縮機のモータに出力する周波数可変装置（
インバータ部）とを備えた空気調和機において、上記交
流電源若しくは直流電源に直列に接続した誘導要素と、
上記交流電源による入力電流の波形を略正弦波形とする
ために、上記交流電源若しくは直流電源を誘導性要素を
介して短絡するスイッチ素子と、上記整流手段にて発生
する雑音を除去する第１のノイズフィルタと、上記イン
バータ部にて発生する雑音を除去する第２のノイズフィ
ルタと、上記スイッチ素子にて発生する雑音を除去する
第３のノイズフィルタとを備えたこと要旨とする。

［作　　用コ上記構成としたので、空気調和機の電源装置に付加した
アクティブフィルタ（誘導要素およびスイッチ素子）に
より、電源による入力電流の波形が略正弦波となること
から、電源の力率がより改善され、高調波がより低減さ
れる。また、交流電源とそのアクティブフィルタの間に
は第３のノイズフィルタが挿入されていることから、そ
のアクティブフィルタのスイッチ素子のオンオフにより
発生するノイズが低減され、電源へのノイズ漏洩が低減
される。

［実　施　例コ以下、この発明の実施例を第１図乃至第４図に基づいて
説明する。なお、図中、第５図および第６図と同一部分
には同一符号を付し重複説明を省略する。

第１図において、この空気調和機には、整流回路３の整
流ダイオード３ａ、３ｂにそれぞれ並列に接続したスイ
ッチ素子（例えばｎｐｎ型トランジスタ）１１．１２と
、交流電源１と整流回路３の間に挿入した第３のノイズ
フィルタ１３とが備えられている。

また、第３のノイズフィルタ１３は、インダクタンスお
よびコンデンサで構成されている。

そして、少なくとも交流電源１の半周期の間はｎｐｎ型
トランジスタ１１がオンオフし、他方の半周期の間はｎ
ｐｎ型トランジスタ１２がオンオフするようになってい
る。　ｎｐｎ型トランジスタ１１をオンにしたときには
、整流ダイオード３ａがショートした状態と同じになり
、電源がそのｎｐｎ型トランジスタ１１、誘導要素２を
介して短絡される。また、ｎｐｎ型トランジスタ１２を
オンしたときには、整流ダイオード３ｂがショートした
状態と同じになり、電源がそのｎｐｎ型トランジスタ１
２、誘導要素２を介して短絡される。さらに、ｎｐｎ型
トランジスタ１１．１２のスイッチングは、交流電源１
による入力電流波形が略正弦練となるように、所定タイ
ミングで行われる。このように、コンデンサ入力形ブリ
ッジ整流回路を採用した空気調和機の電源装置にアクテ
ィブフィルタ（誘導要素２およびｎｐｎ型トランジスタ
１１．１２等）を付加したので、入力力率を改善し、高
調波を低減することができる。

ここで、上記高速でスイッチングしているｎｐｎ型トラ
ンジスタ１１．１２においては、そのオンオフに際して
ノイズを発生するが、このノイズは第３のノイズフィル
タ１３で低減される。このとき、第３のノイズフィルタ
１３は、第２のノイズフィルタ８にて低減されたノイズ
をさらに低減する働きをし、第１のノイズフィルタ７は
、第２および第３のノイズフィルタ８，１３にて低減さ
れたノイズをさらに低減する働きをする。したがって、
周波数可変装置５にて発生したノイズおよび整流回路３
にて発生したノイズをさらに低減することができる。

なお、上記第１のノイズフィルタフには接地コンデンサ
を使用しているが、その第１のノイズフイルタフを含め
、第２および第３のノイズフィルタ８，１３はその接地
コンデンサを使用してもよく、あるいは使用しなくとも
、どちらでもよい。すなわち、その中点接地コンデンサ
は大地と電源の片ラインの間に発生するノイズを低減す
るためであり、空気調和機の接地環境に応じてノイズ発
生状況が異なるからである。

また、上記実施例では、アクティブフィルタを構成する
ｎｐｎ型トランジスタ１１．１２に代えて電界効果トラ
ンジスタ（ＦＥＴ）や絶縁ゲート型バイポーラトランジ
スタ（ＩＧ、ＢＴ）を使用してもよい。

第２図は、この発明の他の実施例を示す空気調和機の概
略的回路図である。なお、図中、第１と同一部分には同
一符号を付し重複説明を省略する。

この図において、この空気調和機には、全波整流した直
流電源を誘導要素２を介して短絡するスイッチ素子（例
えばｎｐｎ型トランジスタ）１４と、直流電源に直列に
接続した逆電流防止のダイオード１５とが備えられてい
る。この実施例では、誘導要素（例えばチョークコイル
）２を直流電源に直列・に接続しており、また第１乃至
第３のノイズフィルタ７．８．１３を前実施例と同じ個
所に挿入している。

この場合、ｎｐｎ型トランジスタ１４は、前実施例同様
に、交流電源（ＡＣ２００Ｖ）　９による入力電流波形
が略正弦波となるように、適切なタイミングでオンオフ
される。このとき、ｎｐｎ型トランジスタ１４のスイッ
チング動作により、ノイズが発生するが、このノイズは
第３のノイズフィルタ１３で低減される。また、第１乃
至第３のノイズフィルタ７．８゜１３は前実施例同様の
働きをすることから、各ノイズの低減を図ることができ
、しかも周波数回変装Ｍ５にて発生したノイズおよび整
流回路３にて発生したノイズをさらに低減することがで
きる。

なお、上記第３のノイズフィルタ１３は、交流電源９と
ｎｐｎ型トランジスタ１４の間でよいため、例えば第２
のノイズフィルタ８と誘導要素２の間に挿入してもよい
。

第３図は上記他の実施例の第１の変形例を示す空気調和
機の概略的回路図である。なお、図中、第２図と同一部
分およびそれに相当する部分には同一符号を付し重複説
明を省略する。

この図において、この空気調和機には、スイッチ素子の
ｎｐｎ型トランジスタ１４に代えて絶縁ゲート型バイポ
ーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）１６が用いられている。

ＩＧＢＴ１６は、前変形実施例のｎｐｎ型トランジスタ
１４と同じタイミングでオンオフされる。また、この変
形実施例の場合、誘導要素２は交流電源に直列に接続さ
れており、接地コンデンサは第２および第３のノイズフ
ィルタ８，１３に設けられている。

なお、第３のノイズフィルタ１３は、交流電源９とＩＧ
ＢＴ１６の間でよいため、第２のノイズフィルタ８とＩ
ＧＢＴ１６の間に挿入してもよい。

第４図は上記他の実施例の第２の変形例を示す空気調和
機の概略的回路図である。なお、図中、第２図と同一部
分およびそれに相当する部分には同一符号を付し重複説
明を省略する。

この図において、この空気調和機には、スイッチ素子の
ｎｐｎ型トランジスタ１３に代えて電界効果トランジス
タ（Ｆ　Ｅ　Ｔ）１７が用いられている。電界効果トラ
ンジスタ１７は、前の実施例のｎｐｎ型トランジスタ１
４と同じタイミングでオンオフされる。

この変形実施例の場合、誘導要素２は直流電源に直列に
接続されており、第２のノイズフィルタ８は交流電源７
と整流回路１０の間でよいため、第１のノイズフィルタ
７と第３のノイズフィルタ１３の間に設けられていおり
、さらに接地コンデンサは第１および第３のノイズフィ
ルタ８，１３に設けられている。また、第３のノイズフ
ィルタ１３は、交流電源９と電界効果トランジスタ１７
の間でよいため、整流回路１０と誘導要素２の間に挿入
してもよ（１゜なお、上記第１および第２の変形実施例の動作について
は、この発明の前実施例および他の実施例を参照された
い。

また、上記実施例のアクティブフィルタにおいて、空気
調和機の制御部にて交流電源１，９による入力電流を検
出し、内部で作成した大刀電流指令値に追従するように
、スイッチ素子（ｎｐｎ型トランジスタ、ＦＥＴ、ＩＧ
ＢＴ素子）を高速テＯＮ。

ＯＦＦ制御し、その入力電流の波形が略正弦波になるよ
うにしている。

このように、空気調和機の制御装置にアクティブフィル
タを含め、かつ、そのアクティブフィルタのスイッチ素
子のオンオフにより発生したノイズを低減する第３のノ
イズフィルタ１３を交流電源１．９とそのスイッチ素子
の間に挿入するようにしたので、力率の改善、高調波の
低減により入力電源の利用効率の向上を図ることができ
、かつ、そのアクティブフィルタにより発生したノイズ
を低減し、電源への漏洩ノイズを低減することができる
６［発明の効果コ以上説明したように、この発明の空気調和機によれば、
交流電源による入力電流の波形が略正弦波とするための
アクティブフィルタを付加し、かつ、そのアクティブフ
ィルタのスイッチ素子のオンオフにより発生するノイズ
を低減するノイズフィルタを交流電源とそのスイッチ素
子の間に設けたので、力率を改善し、高調波を低減する
ことができ、入力電源の利用効率の向上を図ることがで
き、かつ、アクティブフィルタで発生するノイズを低減
し、電源への漏洩ノイズを低減することができるという
効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す空気調和機の概略的
回路図、第２図は上記空気調和機の他の実施例を示す空
気調和機の概略的回路図、第３図は上記他の実施例の第
１の変形例を示す空気調和機の概略的回路図、第４図は
上記他の実施例の第２の変形例を示す空気調和機の概略
的回路図、第５図および第６図は従来の空気調和機の概
略的回路図である。図中、１，９は交流電源、２は誘導要素（リアクタ；チ
ョークコイル）、３は整流回路、３　ａ、　３　ｂは整
流ダイオード、４は平滑コンデンサ、５は周波数可変装
置（インバータ部）、６は圧縮機用モータ、７は第１の
ノイズフィルタ、８は第２のノイズフィルタ、１０は整
流回路（倍電圧コンデンサを含む）、１１．１２．１４
はｎｐｎ型トランジシタ（スイッチ素子）、１３は第３
のノイズフィルタ、１５はダイオード、１６は絶縁ゲー
ト型バイポーラトランジスタ（スイッチ素子）、１７は
電界効果トランジスタ（ＦＥＴ；スイッチ素子）である
。特許出願人　　株式会社　富士通ゼネラル代理人　弁理
士　　大　原　拓　也

Claims

【特許請求の範囲】

（１）少なくとも交流電源を整流して直流に変換する整
流手段と、該直流電源をスイッチングし、矩形波電圧（
可変周波数交流）に変換して圧縮機のモータに出力する
周波数可変手段（インバータ手段）とを備えた空気調和
機において、前記交流電源若しくは直流電源に直列に接続した誘導要
素と、前記交流電源による入力電流の波形を略正弦波形とする
ために、前記交流電源若しくは直流電源を誘導性要素を
介して短絡するスイッチ手段と、前記整流手段にて発生
する雑音を除去する第１のノイズフィルタと、前記インバータ手段にて発生する雑音を除去する第２の
ノイズフィルタと、前記スイッチ手段にて発生する雑音を除去する第３のノ
イズフィルタとを備えたこと特徴とする空気調和機。
（２）前記スイッチ手段は前記整流手段のうち２つの整
流ダイオードにそれぞれ並列に接続した２つのスイッチ
素子であり、前記交流電源の半周期は少なくともその一
方のスイッチ素子をオンオフし、他の半周期は少なくと
もその他方のスイッチ素子をオンオフするようにした請
求項（１）記載の空気調和機。
（３）前記スイッチ手段は前記整流手段の出力に該整流
手段と並列に接続したスイッチ素子であり、該スイッチ
素子をオンオフするようにした請求項（１）記載の空気
調和機。
（４）前記スイッチ手段はｎｐｎ型トランジスタあるい
は絶縁ゲート型トランジスタ若しくは電界効果トランジ
シタ（ＦＥＴ）である請求項（１）記載の空気調和機。
（５）前記第１のノイズフィルタは前記交流電源と整流
手段の間に挿入し、前記第２のノイズフィルタは前記交
流電源と周波数可変手段の間に挿入し、前記第３のノイ
ズフィルタは前記交流電源とスイッチ手段の間に挿入し
た請求項（１）記載の空気調和機。
（６）前記第１乃至第３のノイズフィルタはインダクタ
ンスおよびコンデンサで構成されている請求項（１）記
載の空気調和機。