JPH05300757A - モータ制御装置 - Google Patents

モータ制御装置

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Publication number
JPH05300757A
JPH05300757A JP4104116A JP10411692A JPH05300757A JP H05300757 A JPH05300757 A JP H05300757A JP 4104116 A JP4104116 A JP 4104116A JP 10411692 A JP10411692 A JP 10411692A JP H05300757 A JPH05300757 A JP H05300757A
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JP
Japan
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inverter
motor
phase
noise
compressor
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Pending
Application number
JP4104116A
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English (en)
Inventor
Michiya Takezoe
美智也 竹添
Norio Kagimura
紀雄 鍵村
Kenji Tanimoto
憲治 谷本
Yoshihiro Mochizuki
義弘 望月
Masami Nonaka
正巳 野中
Noboru Kato
昇 加藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Daikin Industries Ltd
FDK Corp
Original Assignee
Daikin Industries Ltd
FDK Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 インバータ制御されるモータとインバータ制
御されないモータとを備えたモータ制御装置において、
インバータ制御されないモータ側に伝導されるノイズを
有効に除去する。 【構成】 互いに近接した位置に配設されたインバータ
圧縮機と商用電源圧縮機とが併用された空気調和装置に
おいて、電気回路内における、三相交流電源(2)に繋
がる中継端子台(4)と電磁接触器(6)との間に三相
ノイズフィルタ(5)を配設する。トランジスタモジュ
ール(10)とインバータ圧縮機のモータ(MC1)と
の間にラインノイズフィルタ(11)を配設する。これ
により、トランジスタモジュール(10)で発生したノ
イズがインバータ圧縮機のモータ(MC1)に伝導され
ることがなくなり、このインバータ圧縮機のモータ(M
C1)から商用電源圧縮機の各モータ(MC2),(M
C3)にノイズが伝導するようなことがなくなる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、モータ制御装置に係
り、特に、インバータ制御されるモータとインバータ制
御されないモータとが併用された装置における電気回路
の改良に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、インバータ制御によって駆動され
る負荷として空気調和装置における圧縮機に具備された
モータが知られている。この種の圧縮機(以下インバー
タ圧縮機と略称する)を備えた空気調和装置は、例え
ば、特開平3−207273号公報に開示されているよ
うに、三相交流電源より、開閉器、整流回路、直流回路
及びインバータ回路を順に介して圧縮機のモータが接続
されている。そして、前記三相交流電源から供給される
交流を前記整流回路で直流に変換し、直流回路で平滑に
した後、インバータ回路で任意の周波数をもった交流に
変換して前記モータに供給し、該インバータ圧縮機の運
転状態を制御するようになっている。
【0003】前記インバータ回路について詳述すると、
該インバータ回路は、図4に示すようなトランジスタ回
路(a)を備えて成っている。この図4における(b)
は3つの巻線をY接続した三相巻線を有する誘導電動機
としての前記インバータ圧縮機のモータであり、このモ
ータ(b)の三相巻線にはトランジスタ・ブリッジ回路
(c)が接続されている。このトランジスタ・ブリッジ
回路(c)は、各々還流ダイオード(d1)〜(d6)
を有する複数個のトランジスタ(スイッチング素子)
(tr1)〜(tr6)が備えられており、この各トラ
ンジスタ(tr1)〜(tr6)のON/OFF切換えにより
直流のパルス幅変調を行うことによって前記モータ
(b)の駆動状態を制御するようにしている。
【0004】ところで、このようなインバータ圧縮機に
あっては、前記インバータ回路に備えられた各トランジ
スタ(tr1)〜(tr6)のON/OFF切換え動作に伴う
ノイズ信号が発生するために、回路内にノイズフィルタ
が配設されている。このノイズフィルタとしては、三相
交流用チョークコイルと三相入力間コンデンサとで成る
交流用ノイズフィルタや直流用チョークコイルとコンデ
ンサとで成る直流用ノイズフィルタが知られており、こ
れまで、前記交流用ノイズフィルタを前記三相交流電源
の電源端子と開閉器との間に配設し、直流用ノイズフィ
ルタを直流回路内に配設して、ノイズの除去を行ってい
た。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところで、近年の空気
調和装置において、上述したようなインバータ圧縮機と
は別に、商用電源により一定周波数の交流で駆動される
圧縮機(以下商用電源圧縮機と略称する)が併用されて
いるものがある。
【0006】ところが、このようなインバータ圧縮機及
び商用電源圧縮機を併用した空気調和装置において、各
圧縮機が近接した位置に配設されている場合、前記ノイ
ズが上述したノイズフィルタで除去されることなく、室
外機ケーシングなどを介して前記商用電源圧縮機に直接
伝導されることがあり、このような状況では、このノイ
ズが商用電源機器に悪影響を与えてしまうことになる。
【0007】そこで、前記ノイズフィルタの能力を高め
るために、ノイズフィルタの容量を大きくしたり、対地
間コンデンサを備えさせるなどが考えられるが、これで
は十分な効果が得られず、逆に、ノイズフィルタの大型
化を来すことになって、その配設スペースが大きく必要
になったり、このノイズフィルタの容量が大きくなるこ
とに伴って対地間コンデンサの容量も大きくなり、漏れ
電流が増大する(例えば1mA以上)などといった新たな
不具合が生ずることになるため、このような従来の構成
では、この種の空気調和装置において発生するノイズに
対応できなかった。
【0008】本発明は、これらの点に鑑みてなされたも
のであって、上述したようなインバータ圧縮機と商用電
源圧縮機とが併用された空気調和装置等のように、イン
バータ制御されるモータとインバータ制御されないモー
タとを備えた装置において、インバータ制御されないモ
ータ側に伝導されるノイズを有効に除去することができ
る構成を得ることを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明は、交流用ノイズフィルタを三相交流電源
と整流回路との間ばかりでなく、インバータ回路とイン
バータ制御されるモータとの間にも配設するようにし
た。具体的に、請求項1記載の発明は、三相交流電源
(2)と、整流回路(7)と、電解コンデンサ(C
1),(C2),(C3)を備えた直流回路(9)と、
インバータ回路(10)と、インバータ制御されるモー
タ(MC1)とが順に接続されて成るインバータ制御手
段(1a)を備えると共に、前記三相交流電源(2)に
接続され、前記インバータ制御されるモータ(MC1)
に近接した位置に配設されたインバータ制御されないモ
ータ(MC2),(MC3)を備えたモータ制御装置を
前提としている。そして、前記三相交流電源(2)と整
流回路(7)との間に第1ノイズフィルタ(5)を配設
する。更に、前記インバータ回路(10)とインバータ
制御されるモータ(MC1)との間に第2ノイズフィル
タ(11)を配設するような構成とした。
【0010】また、請求項2記載の発明は、前記請求項
1記載のモータ制御装置において、第2ノイズフィルタ
(11)をラインノイズフィルタで成し、該ラインノイ
ズフィルタ(11)を、円筒状のコア(11a)に三相
絶縁被覆電線(U),(V),(W)を同方向同回数の
複数巻きすることにより作製するような構成とした。
【0011】
【作用】上記の構成により本発明では以下に述べるよう
な作用が得られる。請求項1記載の発明では、三相交流
電源(2)より三相交流が整流回路(7)に供給され、
この三相交流が整流回路(7)によって直流に変換され
た後、直流回路(9)によって平滑される。その後、こ
の直流はインバータ回路(10)によって任意の周波数
をもった交流に変換され、この交流がモータ(MC1)
に供給されて該モータ(MC1)の駆動状態がインバー
タ制御される。一方、インバータ制御されないモータ
(MC2),(MC3)は前記三相交流電源(2)から
の一定周波数の交流によって駆動される。このような各
モータ(MC1),(MC2),(MC3)の駆動状態
において、前記インバータ回路(10)から発せられる
ノイズ信号が、三相交流電源(2)側に向って伝導され
るような場合、このノイズ信号は第1ノイズフィルタ
(5)によって除去され、三相交流電源(2)側などに
伝導されることが防止される。一方、前記ノイズ信号
が、インバータ制御されるモータ(MC1)側に向って
伝導されるような場合には、第2ノイズフィルタ(1
1)によってノイズ信号が除去されるため、このノイズ
信号がインバータ制御されるモータ(MC1)に伝導さ
れることがない。これにより、このインバータ制御され
るモータ(MC1)からインバータ制御されないモータ
(MC2),(MC3)へのノイズの伝導が防止され
る。
【0012】また、請求項2記載の発明では、ラインノ
イズフィルタ(11)にノイズ信号が伝導されると、円
筒状のコア(11a)の周方向に沿って互いに逆方向の
ノイズ磁界が形成され、各磁界が互いに相殺されること
になってノイズ信号が除去される。そして、このライン
ノイズフィルタ(11)は、巻き数を要求に応じて適宜
設定できるので、発生ノイズ、モータ(MC1)の特性
などに応じた最適なノイズ除去機能を発揮できるような
巻き数を簡単に設定することができる。
【0013】
【実施例】次に、本発明の一実施例を図面に基づいて説
明する。また、本例では、本発明に係るモータ制御装置
を、インバータ制御される圧縮機とインバータ制御され
ない圧縮機とを備えた空気調和装置に採用した場合につ
いて説明する。図1は、本発明に係るモータ制御装置
(1)のインバータボックス周辺の電気回路を示してい
る。そして、本例に係る空気調和装置は、インバータ制
御によって駆動される1台のインバータ圧縮機と、商用
電源により一定周波数で駆動される2台の商用電源圧縮
機とが併用され、各圧縮機が室外機内で近接した位置に
配設されている。図1における(MC1),(MC
2),(MC3)は、これら各圧縮機に収容されたモー
タを示している。つまり、モータ(MC1)がインバー
タ圧縮機のモータであって、他の2つのモータ(MC
2),(MC3)が商用電源圧縮機のモータである。
【0014】次に、モータ制御装置(1)周辺の電気回
路について説明する。このモータ制御装置(1)は、駆
動電源としての三相交流電源(200V,50/60H
z)(2)に接続されており、この三相交流電源(2)
から、電源端子台(3)、中継端子台(4)、本発明で
いう第1ノイズフィルタとしての三相ノイズフィルタ
(5)、電磁接触器(6)、三相交流を直流に変換する
整流回路を有するダイオードモジュール(7)、直流リ
アクトル(8)、平滑コンデンサである複数の電解コン
デンサ(C1),(C2),(C3)を備えて直流を平
滑にする直流回路(9)、直流を任意の周波数の交流に
変換するインバータ回路を備えたトランジスタモジュー
ル(10)、本発明の特徴とする部材である第2ノイズ
フィルタとしてのラインノイズフィルタ(11)、中継
端子台(12)を順に介して前記インバータ圧縮機のモ
ータ(MC1)が接続されて成っている。これによって
本発明でいうインバータ制御手段(1a)が構成されて
いる。
【0015】また、前記電源端子台(3)と中継端子台
(4)との間には、前記商用電源圧縮機のモータ(MC
2),(MC3)が夫々電磁接触器(13),(14)
を介して接続されている。これにより、各商用電源圧縮
機のモータ(MC2),(MC3)は三相交流電源
(2)の固定周波数(50Hz若しくは60Hz)でもって
駆動されるように成っている。また、この電源端子台
(3)と中継端子台(4)との間には、スイッチボック
ス(SB)が接続されており、該スイッチボックス(S
B)への電力の供給が行われるように成っている。尚、
このスイッチボックス(SB)には図示しない各種切換
スイッチが収容されており、空気調和装置の運転状態を
適宜切換えるように成っている。
【0016】また、前記モータ制御装置(1)には、三
相交流電源(2)のR相及びT相に限流回路(15)が
接続されている。この限流回路(15)は前記電磁接触
器(6)をバイパスして設けられていると共に、限流抵
抗(R1)及び2個の電磁継電器(16),(17)が
設けられており、この各電磁継電器(16),(17)
が電源投入時に所定時間ON作動するようになってい
る。
【0017】また、このモータ制御装置(1)には表示
回路(18)及び電源回路(19)が設けられており、
前記表示回路(18)は、サービスモニターやインバー
タ点検モニター等の各種の表示ランプ(LED),(L
ED),…を有している。更に、前記電源回路(19)
は、三相交流電源(2)のR相及びS相に接続されてい
る。また、この電源回路(19)には、クランクケース
ヒータ(20)が電磁継電器(21)及び2個のコンデ
ンサ(C4),(C5)を介して接続されている。
【0018】尚、図1における(22)は交流サージア
ブソーバ、(23)は直流サージアブソーバ、(F)は
ヒューズ、(24)はサーミスタ、(25)はモニター
切換えスイッチ、(E)はアースである。
【0019】次に、本例の特徴とする構成である前記各
ノイズフィルタ(5),(11)について説明する。先
ず、三相ノイズフィルタ(5)について説明する。この
三相ノイズフィルタ(5)は、上述したように、前記中
継端子台(4)と電磁接触器(6)との間に配置されて
おり、従来よりモータ制御装置(1)内に配設されてい
る周知の構造を有するものであって、R,S,Tの各相
にコイルを配設すると共に、この各コイルに近接した位
置の各相間にコンデンサを配設してフィルタ機能を発揮
するように構成されたものである。これによってモータ
制御装置(1)、特にトランジスタモジュール(10)
内のトランジスタのON/OFF切換え動作に伴って発生する
ノイズ信号を除去して該ノイズ信号が三相交流電源
(2)側に伝導されることを防止するようになってい
る。
【0020】一方、ラインノイズフィルタ(11)は、
上述したように、前記トランジスタモジュール(10)
と中継端子台(12)との間に配置されており、図2に
示すような円柱状のコア(11a)に、(U),
(V),(W)の各相の電線が絶縁被覆された状態で束
ねられて、前記コア(11a)に同方向同回数の複数巻
き(例えば同方向に3回巻き)されて構成されている。
このような構成とされているために、(U),(V),
(W)の各相にトランジスタモジュール(10)内のト
ランジスタのON/OFF切換え動作に伴って発生するノイズ
信号が伝導された場合、図2における矢印A方向とB方
向のノイズ信号が互いに相殺されることになってノイズ
信号が除去されるようになっている。このノイズ信号の
除去原理を図3によって説明すると、この図3に示すよ
うに(U),(V),(W)の各相に電流(U1),(U
2),(V1),(W1)が流れているような場合、コア
(11a)内には矢印(U'1 ),(U'2 ),(V'1 ),
(W'1 )で示すようなようなノーマルモードノイズの磁
束が発生することになり、各磁束の総和(U'1 +U'2 +
V'1 +W'1 )が0になることになって(つまり、U'1 +
U'2 =V'1 +W'1 である)、これにより各ノイズ信号が
相殺されて除去されることになる。このようにしてノイ
ズ信号が除去されるため、トランジスタモジュール(1
0)で発生したノイズがインバータ圧縮機のモータ(M
C1)に伝導されることがなく、ひいては、このインバ
ータ圧縮機のモータ(MC1)から図示しない室外機ケ
ーシング等を経て商用電源圧縮機のモータ(MC2),
(MC3)に伝導されることがないような構成とされて
いる。
【0021】次に、上述の如く構成された空気調和装置
の圧縮機駆動動作について説明する。先ず、電源投入時
においては、限流回路(15)の各電磁継電器(1
6),(17)がONして、直流回路(9)の電解コン
デンサ(C1),(C2)の充電が徐々に行われ、該充
電が完了すると、前記各電磁継電器(16),(17)
がOFFすると同時に、電磁接触器(6)がONする。
この電磁接触器(6)のON動作によって三相交流電源
(2)より三相(R),(S),(T)の交流電力がダ
イオードモジュール(7)に供給され、交流が直流に変
換された後、直流回路(9)によって平滑される。その
後、この直流電力はトランジスタモジュール(10)に
よって三相交流(U),(V),(W)に変換される。
この際、このトランジスタモージュール(10)内のト
ランジスタは図示しないマイコンからの制御信号によっ
てON/OFF切換えが制御され、所定周波数の交流を各相
(U),(V),(W)によってモータ(MC1)に供
給し、該モータ(MC1)の駆動状態をインバータ制御
して、インバータ圧縮機の運転状態を設定する。
【0022】一方、商用電源圧縮機にあっては、前記マ
イコンによって電磁接触器(13),(14)のON/OFF
動作が行われて、各モータ(MC2),(MC3)の駆
動及び停止が制御されている。
【0023】このような各圧縮機の運転状態において、
前記トランジスタモジュール(10)内でON/OFF切換え
動作されているトランジスタから発せられるノイズ信号
が、三相交流電源(2)側に向って伝導されるような場
合、このノイズ信号は前記三相ノイズフィルタ(5)に
よって除去され、三相交流電源(2)側や商用電源圧縮
機のモータ(MC2),(MC3)に伝導されることが
防止されている。
【0024】そして、本例の特徴とする動作としては、
前記ノイズ信号が、インバータ圧縮機のモータ(MC
1)側に向って伝導されるような場合のノイズ除去動作
にある。つまり、上述したように、(U),(V),
(W)の各相にトランジスタモジュール(10)から発
生されたノイズ信号が伝導された場合、ラインノイズフ
ィルタ(11)のコア(11a)に図2の矢印A,Bで
示すようなノイズの磁界が形成されることになる。ここ
で形成される磁界はラインノイズフィルタ(11)のコ
ア(11a)の周方向に沿って互いに逆方向の成分をも
ったものとなっており、このようにして互いに逆方向の
磁界が形成されるため、夫々が互いに相殺されることに
なって、ノイズ信号が除去される。このため、トランジ
スタモジュール(10)で発生したノイズがインバータ
圧縮機のモータ(MC1)に伝導されることがない。従
って、このノイズが、インバータ圧縮機のモータ(MC
1)から図示しない室外機ケーシング等を経て商用電源
圧縮機のモータ(MC2),(MC3)に伝導されるこ
とがなくなり、この商用電源圧縮機のモータ(MC
2),(MC3)にノイズによる悪影響が与えられるよ
うなことがなくなる。
【0025】上述してきたように、本例の構成によれ
ば、インバータ圧縮機と商用電源圧縮機とが併用されて
いる空気調和装置において、インバータ圧縮機のモータ
(MC1)からのノイズ信号の放出を防止できるため
に、商用電源機器に悪影響を与えることなく、且つ電気
用品規定のノイズレベル以下にすることができる。ま
た、従来、この種のモータ制御装置(1)に採用されて
いた直流用チョークコイルを除去できたので装置の低コ
スト化が図れ、且つノイズフィルタを大型化する必要も
ないので、その配設スペースの縮小化も図れる。そし
て、このような構成において対地間コンデンサを設ける
ような場合でも、該対地間コンデンサの容量の小さいも
のでも効果があるため、漏れ電流を低減(例えば1mA以
下)することもできる。更には、上述したように、ライ
ンノイズフィルタ(11)は、装置組立ての際に、各相
の電線を絶縁被覆した状態で束ねてコア(11a)に同
方向同回数の複数巻きすることによって作製されるた
め、その巻き数を要求に応じて適宜設定できるので、発
生ノイズ、各圧縮機の特性に応じた最適なノイズ除去機
能を発揮できるような巻き数を簡単に設定することがで
きる。また、この絶縁被覆線の同方向同回数の複数巻き
は作業者の手巻きによって行うことができる。
【0026】尚、本実施例は、空気調和装置の運転制御
装置について説明したが、本発明は、これに限るもので
はなく、各種のモータ制御装置に適用することができ
る。また、本実施例では、三相ノイズフィルタ(5)を
中継端子台(4)と電磁接触器(6)との間に配置する
ようにしたが、三相交流電源(2)とダイオードモジュ
ール(7)との間の任意の位置に配置可能である。一
方、ラインノイズフィルタ(11)をトランジスタモジ
ュール(10)と中継端子台(12)との間に配置する
ようにしたが、トランジスタモジュール(10)とモー
タ(MC1)との間の任意の位置に配置可能である。
【0027】
【発明の効果】上述してきたように、本発明によれば以
下に述べるような効果が発揮される。請求項1記載の発
明によれば、三相交流電源(2)と整流回路(7)との
間に第1ノイズフィルタ(5)を配設すると共に、イン
バータ回路(10)とインバータ制御されるモータ(M
C1)との間に第2ノイズフィルタ(11)を配設する
ようにして、インバータ回路(10)から発せられるノ
イズ信号を、第1ノイズフィルタ(5)及び第2ノイズ
フィルタ(11)によって除去するようにしたために、
インバータ制御されるモータ(MC1)に近接した位置
に配設されるインバータ制御されないモータ(MC
2),(MC3)へのノイズの伝導が防止され、商用電
源機器に悪影響を与えることがなく電気用品規定のノイ
ズレベル以下にすることができる。また、従来、この種
のモータ制御装置に採用されていた直流用チョークコイ
ルを使用しないので装置の低コスト化が図れ、且つノイ
ズフィルタを大型化する必要もないので、その配設スペ
ースの縮小化も図れる。更には、対地間コンデンサを設
けるような場合にあっては、該対地間コンデンサの容量
の小さいもので良いため、漏れ電流を低減することがで
きる。
【0028】また、請求項2記載の発明によれば、第2
ノイズフィルタ(11)をラインノイズフィルタで成
し、該ラインノイズフィルタ(11)は、円筒状のコア
(11a)に三相絶縁被覆電線(U),(V),(W)
を要求に応じた巻数に適宜設定できるので、発生ノイ
ズ、各モータ等の負荷に応じた最適なノイズ除去機能を
発揮できるような巻き数を簡単に設定することができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】モータ制御装置を示す電気回路図である。
【図2】ラインノイズフィルタに発生するノイズ磁界を
示す図である。
【図3】ラインノイズフィルタのノイズ信号除去動作を
説明するための図である。
【図4】インバータ回路を示す図である。
【符号の説明】
(1) モータ制御装置 (1a) インバータ制御手段 (2) 三相交流電源 (5) 三相ノイズフィルタ(第1ノイズフィル
タ) (7) ダイオードモジュール(整流回路) (9) 直流回路 (10) トランジスタモジュール(インバータ回
路) (11) ラインノイズフィルタ(第2ノイズフィル
タ) (11a) コア (MC1)〜(MC3) モータ (C1)〜(C3) 電解コンデンサ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鍵村 紀雄 大阪府堺市金岡町1304番地 ダイキン工業 株式会社堺製作所金岡工場内 (72)発明者 谷本 憲治 大阪府堺市金岡町1304番地 ダイキン工業 株式会社堺製作所金岡工場内 (72)発明者 望月 義弘 東京都港区新橋5丁目36番11号 富士電気 化学株式会社内 (72)発明者 野中 正巳 東京都港区新橋5丁目36番11号 富士電気 化学株式会社内 (72)発明者 加藤 昇 東京都港区新橋5丁目36番11号 富士電気 化学株式会社内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 三相交流電源(2)と、整流回路(7)
    と、電解コンデンサ(C1),(C2),(C3)を備
    えた直流回路(9)と、インバータ回路(10)と、イ
    ンバータ制御されるモータ(MC1)とが順に接続され
    て成るインバータ制御手段(1a)を備えると共に、前
    記三相交流電源(2)に接続され、前記インバータ制御
    されるモータ(MC1)に近接した位置に配設されたイ
    ンバータ制御されないモータ(MC2),(MC3)を
    備えたモータ制御装置において、 前記三相交流電源(2)と整流回路(7)との間には第
    1ノイズフィルタ(5)が配設されていると共に、前記
    インバータ回路(10)とインバータ制御されるモータ
    (MC1)との間には第2ノイズフィルタ(11)が配
    設されていることを特徴とするモータ制御装置。
  2. 【請求項2】 請求項1記載のモータ制御装置におい
    て、第2ノイズフィルタ(11)は、ラインノイズフィ
    ルタであって、円筒状のコア(11a)に三相絶縁被覆
    電線(U),(V),(W)が同方向同回数の複数巻き
    されることによって作製されていることを特徴とするモ
    ータ制御装置。
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