JPH0866033A - インバータ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、平滑コンデンサの交換を安全にし
かも迅速に行なうことができるようにしている。 【構成】 整流回路１１の正側出力ライン１１ａおよび
負側出力ライン１１ｂ間には、スイッチ手段１２を介し
て平滑コンデンサ１３および放電回路１４が接続されて
いる。放電回路１４は放電抵抗１５を有して構成されて
いる。スイッチ手段１２の第１の接点１２ａは、正側出
力ライン１１ａに接続され、第２の接点１２ｂは、放電
抵抗１５の一端に接続されている。第３の接点１２ｃ
は、平滑コンデンサ１３の（＋）側に接続されている。
さらにこの平滑コンデンサ１３の（−）側および放電抵
抗１５の他端は負側出力ライン１１ｂに接続されてい
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、整流回路および平滑コ
ンデンサ並びに放電回路を備えたインバータ装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、インバータ装置としては、図７に
示されるものがある。すなわち、ダイオードブリッジか
らなる整流回路１は、例えば三相交流電源に接続されて
交流を直流化するものである。この整流回路１の正側出
力ライン１ａおよび負側出力ライン１ｂ間に平滑コンデ
ンサ２が接続されている。また、この整流回路１の正側
出力ライン１ａおよび負側出力ライン１ｂ間には、平滑
コンデンサ２より負荷側において、抵抗３とＬＥＤから
なる動作表示灯４とからなる直列回路５が接続されてい
ると共に、インバータ主回路６が接続されている。ま
た、前記平滑コンデンサ２には、放電抵抗７を有する放
電回路８が並列に接続されている。なお、平滑コンデン
サ２は回路導体に例えば半田付けあるいはねじ止めによ
り接続されている。また、上記動作表示灯４は、インバ
ータ装置の動作中にはこれを発光表示する。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のものでは、放電抵抗７が発生する熱の問題があり、
必然的に抵抗の値も大きくする必要があり、放電時間も
長くなる。従って、平滑コンデンサ２を交換する場合、
かなりの放置時間をとる必要がある。逆にいえば、動作
表示灯４が点灯していて放電中が表示されている場合で
も、作業者が誤って早めに交換する場合があると危険で
ある。特に最近ではインバータ装置の小形化に伴い平滑
コンデンサ２の容量に余裕の少ないものを用いることが
多くなっている傾向にあり、平滑コンデンサ２の使用寿
命が短く、平滑コンデンサ２の交換頻度が増加すること
に鑑みれば、放電時間が長いことは極めて不利である。

【０００４】本発明は上記事情を考慮してなされたもの
であり、その目的は、平滑コンデンサの交換を安全にし
かも迅速に行なうことができるインバータ装置を提供す
るにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】第１の手段は、交流電源
に接続されて交流を直流化する整流回路と、この整流回
路の正側出力ラインおよび負側出力ライン間に設けられ
た平滑コンデンサと、この平滑コンデンサより負荷側に
おいて前記整流回路の正側出力ラインおよび負側出力ラ
イン間に設けられたインバータ主回路と、前記平滑コン
デンサの充電電荷を放電するための放電抵抗を有する放
電回路と、この放電回路を平滑コンデンサに対し断路す
る第１の状態と並列接続する第２の状態とを切り替える
スイッチ手段とを含んで構成されている（請求項１の発
明）。

【０００６】第２の手段は、第１の手段において、スイ
ッチ手段が、平滑コンデンサの端子と接続および抜脱す
るコネクタを備え、第２の状態で平滑コンデンサが抜脱
可能となっているところに特徴を有する（請求項２の発
明）。

【０００７】第３の手段は、第１の手段または第２の手
段において、スイッチ手段が、第１の状態で、平滑コン
デンサを正側出力ラインおよび負側出力ライン間に接続
すると共に、放電回路を正側出力ラインあるいは負側出
力ラインから断路し、第２の状態で、平滑コンデンサを
正側出力ラインあるいは負側出力ラインから断路すると
共に、放電回路を該平滑コンデンサに並列接続するよう
になっているところに特徴を有する（請求項３の発
明）。

【０００８】第４の手段は、第２の手段において、スイ
ッチ手段におけるコネクタは、平滑コンデンサの両端子
を回転可能に保持し、該平滑コンデンサの回転に伴い、
第１の状態と第２の状態とが選択的に得られるようにな
っているところに特徴を有する（請求項４の発明）。

【０００９】

【作用】第１の手段においては、放電回路を平滑コンデ
ンサに対し断路する第１の状態と並列接続する第２の状
態とを切り替えるスイッチ手段を設けているから、放電
回路を機能させる場合と、機能させない場合とを選択す
ることが可能である。

【００１０】そして、インバータ動作時にスイッチ手段
により第１の状態としてこの放電回路を機能させないよ
うにし、平滑コンデンサの交換時にスイッチ手段により
第２の状態として放電回路を機能させるようにすること
により、放電時間を極めて短くできる。すなわち、放電
回路をインバータ動作時に機能させないとすれば、放電
回路における放電抵抗の抵抗値を小さくしても何等イン
バータ動作に支障はない。そして、放電抵抗の抵抗値を
小さくできることにより、放電回路を機能させたときに
放電時間を極めて短くできるようになる。

【００１１】第２の手段においては、スイッチ手段が、
平滑コンデンサの端子と接続および抜脱するコネクタを
備え、第２の状態で平滑コンデンサが抜脱可能となって
いるから、第２の状態すなわち放電回路が機能するとき
に、平滑コンデンサを交換が可能となる。逆にいえば、
平滑コンデンサを交換する場合には、自ずと、放電回路
が機能して素早く放電できるようになり、安全である。

【００１２】第３の手段においては、スイッチ手段が、
第１の状態で、平滑コンデンサを正側出力ラインおよび
負側出力ライン間に接続すると共に、放電回路を正側出
力ラインあるいは負側出力ラインから断路し、第２の状
態で、平滑コンデンサを正側出力ラインあるいは負側出
力ラインから断路すると共に、放電回路を該平滑コンデ
ンサに並列接続するようになっているから、放電回路が
機能するとき（第２の状態とされたとき）には、平滑コ
ンデンサが整流回路から切り離された状態で放電動作が
行われるようになる。

【００１３】第４の手段において、スイッチ手段におけ
るコネクタは、平滑コンデンサの両端子を回転可能に保
持し、該平滑コンデンサの回転に伴い、第１の状態と第
２の状態とが選択的に得られるようになっているから、
平滑コンデンサを回転させるいった簡単な操作で、第２
の状態とさせ得て、放電と平滑コンデンサの交換とを自
ずと簡単に行なうことができるようになる。

【００１４】

【実施例】以下、本発明の一実施例につき図１ないし図
６を参照しながら説明する。まず、図１において、ダイ
オードブリッジからなる整流回路１１は、例えば三相交
流電源に接続されて交流を直流化するものである。この
整流回路１１の正側出力ライン１１ａおよび負側出力ラ
イン１１ｂ間には、スイッチ手段１２を介して平滑コン
デンサ１３および放電回路１４が接続されている。平滑
コンデンサ１３は電解コンデンサから構成されており、
また、放電回路１４は放電抵抗１５を有して構成されて
いる。

【００１５】しかして、スイッチ手段１２は、回路上は
第１の接点（固定接点）１２ａと、第２の接点１２ｂ
（これの固定接点）と、第３の接点１２ｃ（可動接点）
とを有する構成であり、第１の接点１２ａは、正側出力
ライン１１ａに接続され、第２の接点１２ｂは、放電抵
抗１５の一端に接続されている。そして、第３の接点１
２ｃは、平滑コンデンサ１３の（＋）側に接続されてい
る。さらにこの平滑コンデンサ１３の（−）側および放
電抵抗１５の他端は負側出力ライン１１ｂに接続されて
いる。上記放電抵抗１５の抵抗値は例えば５６Ωとして
いる。

【００１６】このスイッチ手段１２は、第１の接点１２
ａと第３の接点１２ｃとの間が閉成される状態すなわち
第１の状態で、平滑コンデンサ１３を正側出力ライン１
１ａおよび負側出力ライン１１ｂ間に接続すると共に、
放電回路１４を正側出力ラインら断路し、第２の接点１
２ｂと第３の接点１２ｃとが閉成される状態すなわち第
２の状態で、平滑コンデンサ１３を正側出力ライン１１
ａから断路すると共に、放電回路１４を該平滑コンデン
サ１３に並列接続するようになっている。

【００１７】このスイッチ手段１２の機械的構成を図２
ないし図６を参照して説明する。第１の接点１２ａ、第
２の接点１２ｂ、第３の接点１２ｃは、それぞれ同一半
径の円弧板状の導電部材から構成されており、これら
は、同心状に配置されている。この場合、第１の接点１
２ａは円弧角ほぼ３０°、第２の接点１２ｂはこれによ
りほぼ６０゜ずれた位置において円弧角ほぼ３０゜とさ
れ、また、第３の接点１２ｃはこれより６０゜ずれた位
置において円弧角１２０゜とされている。さらに、第１
の接点１２ａおよび第２の接点１２ｂの内側には一定の
隙間を存してコネクタたる円弧板状の第１のコネクタ１
６が同心配置されていると共に、第３の接点１２ｃの内
側にもコネクタたる円弧板状の第２のコネクタ１７が同
心配置されている。

【００１８】そして、これら第１のコネクタ１６および
第２のコネクタ１７は同一形状をなすものであり、その
外周面には、凹溝部１６ａおよび１７ａがそれぞれ形成
されており、この凹溝部１６ａおよび１７ａは矢印Ａ方
向側の端部が上方に開放している。

【００１９】また、前述した平滑コンデンサ１３の両端
子１３ａ，１３ｂの下端には内向きに突出する突起部１
３ｃ，１３ｄが形成されており、この突起部１３ｃ，１
３ｄは前記各コネクタ１６，１７の凹溝部１６ａ，１７
ａに嵌合摺接している。

【００２０】なお、前記整流回路１１の正側出力ライン
１１ａおよび負側出力ライン１１ｂ間には、平滑コンデ
ンサ１３より負荷側において、抵抗１８と動作表示灯１
９とからなる直列回路２０が接続されていると共に、イ
ンバータ主回路２１が接続されている。上記動作表示灯
１９は、ＬＥＤからなり、またインバータ主回路２１
は、負荷たる例えばモータを駆動するためのもので、半
導体スイッチング素子を有して構成されている。

【００２１】さて、上記平滑コンデンサ１３はこれ自体
がスイッチ手段１２の接片を構成するものであり、今、
図２では、スイッチ手段１２が第１の状態にあり、また
図３ではスイッチ手段１２が第１の状態にある。すなわ
ち、図２に示す第１の状態では、平滑コンデンサ１３の
（＋）側の端子１３ａがスイッチ手段１２の第１の接点
１２ａに導通され、（−）側の端子１３ｂが第３の接点
１３ｃに導通された状態にあり、この結果、平滑コンデ
ンサ１３を正側出力ライン１１ａおよび負側出力ライン
１１ｂ間に接続すると共に、放電回路１４を正側出力ラ
イン１１ａから断路している。図３に示す第２の状態で
は、平滑コンデンサ１３を正側出力ライン１１ａから断
路すると共に、放電回路１４を該平滑コンデンサ１３に
並列接続するようになっている。そして、この第２の状
態では、平滑コンデンサ１３の両端子１３ａ，１３ｂが
各コネクタ１６，１７の凹溝部１６ａ，１７ａから脱し
た位置にあり、すなわち、平滑コンデンサ１３が抜脱可
能となっている。

【００２２】以上において、インバータ駆動時には、ス
イッチ手段１２を図２に示した第１の状態とする。すな
わち、第１の接点１２ａと第３の接点１２ｃとの間が閉
成された状態とする。この場合、既述から分かるよう
に、平滑コンデンサ１３は機能し、放電回路１４は機能
しない。従って、放電抵抗１５の抵抗値が５６Ωと低く
てもインバータ動作に支障はない。

【００２３】一方、平滑コンデンサ１３を交換する場合
には、平滑コンデンサ１３を図２の状態から矢印Ａ方向
へ回転させることにより、スイッチ手段１２により図３
に示した第２の状態とする。すなわち、第１の接点１２
ｂと第３の接点１２ｃとが閉成された状態とする。この
とき、既述から分かるように、平滑コンデンサ１３は出
力ライン１１ａから断路し、この平滑コンデンサ１３に
対して放電回路１４が並列接続状態となるから、放電回
路１４が機能する。従って、放電抵抗１５の抵抗値が５
６Ωと低いことから、極めて短時間で放電することがで
きる。そして、平滑コンデンサ１３を抜脱することによ
り新たな平滑コンデンサと交換できるようになる。

【００２４】ちなみに、本実施例における放電時間と従
来構成における放電時間とについて述べると、今、イン
バータ容量を５．５ｋＷとし、平滑コンデンサの容量を
３３００μＦとしたとき、且つ放電抵抗の抵抗値を５６
Ωとしたときに、コンデンサの両端電圧を求める下記式
（１）から、放電時間ｔは０．５秒となる。

【００２５】

【数１】

【００２６】ここで、上記Ｅは人体に安全である電圧
（直流電圧）、Ｖｃは平滑コンデンサの充電電圧（直流
電圧）であり、上述のように求められている。これに対
し、放電回路が両出力ライン間に常設されていた従来で
は、熱の問題により、放電抵抗の抵抗値を小さくできな
いことから、抵抗値を５１ｋΩ程度としていたため、放
電には約７分３５秒もかかっていた。このことからも本
実施例が優れていることが分かる。

【００２７】なお、スイッチ手段は、第１の状態で、放
電回路を正側出力ラインでなく負側出力ラインから断路
するようにしても良く、また、第２の状態で、平滑コン
デンサを負側出力ラインから断路するようにしても良
い。

【００２８】

【発明の効果】本発明は以上の説明から明らかなよう
に、次の効果を得ることができる。請求項１の発明によ
れば、放電回路を平滑コンデンサに対し断路する第１の
状態と並列接続する第２の状態とを切り替えるスイッチ
手段を設けているから、インバータ動作時に放電回路を
機能させない場合と、平滑コンデンサの交換に先立ち放
電回路を機能させる場合とを選択することが可能とな
り、これにより、放電抵抗の抵抗値を小さくしても何等
インバータ動作に支障をきたさず、且つ、放電時間を極
めて短くできる。この結果、平滑コンデンサの交換を安
全にしかも迅速に行なうことができる。

【００２９】請求項２の発明によれば、スイッチ手段
が、平滑コンデンサの端子と接続および抜脱するコネク
タを備え、第２の状態で平滑コンデンサが抜脱可能とな
っているから、平滑コンデンサを交換する場合には、自
ずと、放電回路が機能して素早く放電できるようにな
り、安全である。

【００３０】請求項３の発明によれば、スイッチ手段
が、第１の状態で、平滑コンデンサを正側出力ラインお
よび負側出力ライン間に接続すると共に、放電回路を正
側出力ラインあるいは負側出力ラインから断路し、第２
の状態で、平滑コンデンサを正側出力ラインあるいは負
側出力ラインから断路すると共に、放電回路を該平滑コ
ンデンサに並列接続するようになっているから、放電回
路が機能するときには、平滑コンデンサが整流回路から
切り離された状態で放電動作を行なうことができるもの
である。

【００３１】請求項４の発明によれば、スイッチ手段に
おけるコネクタは、平滑コンデンサの両端子を回転可能
に保持し、該平滑コンデンサの回転に伴い、第１の状態
と第２の状態とが選択的に得られるようになっているか
ら、平滑コンデンサを回転させるといった簡単な操作
で、放電と平滑コンデンサの交換とを自ずと簡単に行な
うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す図２の等価回路図

【図２】スイッチ手段の機械的な概略構成と共に示す回
路図

【図３】図２とは異なる状態での図２相当図

【図４】スイッチ手段の機械的構成を示す斜視図

【図５】平滑コンデンサの側面図

【図６】コネクタの斜視図

【図７】従来例を示す図１相当図

【符号の説明】

１１は整流回路、１１ａは正側出力回路、１１ｂは負側
出力回路、１２はスイッチ手段、１３は平滑コンデン
サ、１４は放電回路、１５は放電抵抗、１６は第１のコ
ネクタ（コネクタ）、１６ａは凹溝部、１７は第２のコ
ネクタ（コネクタ）、１７ａは凹溝部、２１はインバー
タ主回路を示す。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 交流電源に接続されて交流を直流化する
   整流回路と、 この整流回路の正側出力ラインおよび負側出力ライン間
   に設けられた平滑コンデンサと、 この平滑コンデンサより負荷側において前記整流回路の
   正側出力ラインおよび負側出力ライン間に設けられたイ
   ンバータ主回路と、 前記平滑コンデンサの充電電荷を放電するための放電抵
   抗を有する放電回路と、 この放電回路を平滑コンデンサに対し断路する第１の状
   態と並列接続する第２の状態とを切り替えるスイッチ手
   段とを備えてなるインバータ装置。
2. 【請求項２】 スイッチ手段は、平滑コンデンサの端子
   と接続および抜脱するコネクタを備え、第２の状態で平
   滑コンデンサが抜脱可能となっていることを特徴とする
   請求項１記載のインバータ装置。
3. 【請求項３】 スイッチ手段は、第１の状態で、平滑コ
   ンデンサを正側出力ラインおよび負側出力ライン間に接
   続すると共に、放電回路を正側出力ラインあるいは負側
   出力ラインから断路し、第２の状態で、平滑コンデンサ
   を正側出力ラインあるいは負側出力ラインから断路する
   と共に、放電回路を該平滑コンデンサに並列接続するよ
   うになっていることを特徴とする請求項１または２記載
   のインバータ装置。
4. 【請求項４】 スイッチ手段におけるコネクタは、平滑
   コンデンサの両端子を回転可能に保持し、該平滑コンデ
   ンサの回転に伴い、第１の状態と第２の状態とが選択的
   に得られるようになっていることを特徴とする請求項２
   記載のインバータ装置。