JPH11164561A

JPH11164561A - 直流電源装置および空気調和機

Info

Publication number: JPH11164561A
Application number: JP9324774A
Authority: JP
Inventors: Yukio Yokomizo; 幸雄横溝
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1997-11-26
Filing date: 1997-11-26
Publication date: 1999-06-18

Abstract

(57)【要約】【課題】電源力率改善のためにリアクタを短絡したとき
に発生する騒音をリアクタの簡単な構成により低減す
る。【解決手段】交流電源からの交流を直流に整流する整流
回路と、整流回路からの直流を平滑するコンデンサと、
整流回路の交流入力側に直列に挿入され、巻線が巻き付
けられる一対のコア１５，１３同士をその突き合せ部の
溶接１６により固着し、エアーギャップ１８を形成して
いるリアクタ３と、スイッチング素子のオンのときに交
流電源をリアクタを介して短絡してこのリアクタに強制
的に通電する短絡回路と、交流電圧の半周期中所定の短
期間スイッチング素子をオンさせる制御手段とを具備
し、リアクタの一対のコア同士をエアーギャップにおい
て発生する騒音を軽減するようエアギャップを連結した
り、防音部材を設けたりする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は交流電源からの交流
を直流に変換する直流電源装置およびこの直流電源装置
を用いた空気調和機に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、直流電源装置ではより多くの有
効電力を取り出すには、電源力率を改善することが有効
であり、このために簡易的に電源力率を改善する方法が
提案されている。また、電源力率を改善することによ
り、近年問題となりつつある電源の高調波電流を低減で
きる場合が多く、国内外の高調波電流規制にも対応する
ことができる。

【０００３】このような直流電源装置の力率を改善する
従来の方法としては、例えば特開平２−２９９４７０号
に開示されたものがある。これは、交流入力電圧が零点
を通過した後の適当な短期間にのみスイッチイング素子
をオンして、交流電源の両端を、リアクタを介して、短
絡することにより、交流電源電流の導通期間を拡大し、
電源力率を改善している。

【０００４】また、従来の他の電源力率の改善方法とし
ては、例えば、特開平７−７９４６号に開示されたもの
がある。これも同様に交流電圧の零点通過時刻から所定
の遅延時間後にスイッチング素子を所定時間オンするこ
とにより、電源力率を改善している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の力率改善方法はいずれも交流電圧の零点通過
時刻から適当な遅延時間後に所定時間、交流電源の両端
をリアクタを介して短絡し、これにより電流波形の導通
角を拡大して、電源力率を改善するものであるので、リ
アクタを短絡することにより、リアクタから「ジー」と
いうような不快な騒音が発生するという課題がある。

【０００６】図１４（ａ）は、この種の従来のリアクタ
１０１の一例の平面図、同図（ｂ）は同図（ａ）のXIVB
−XIVB線切断部の端面図である。このリアクタ１０１は
ほぼＩ形状の複数の薄肉鋼板を板厚方向に積層してなる
下コア１０２上に、ほぼＥ形状の複数の薄肉鋼板を板厚
方向に積層してなる上コア１０３を突き合せ、その突き
合せ部の溶接（突き合せ溶接１０４）により固着してい
る。

【０００７】この上コア１０３のＥ形溝内に嵌入された
環状の巻線１０５の内側の中央部にはエアーギャップ
（空隙）１０６が形成され、下コア１０２の外底面には
ほぼ矩形薄板状の底板１０７が溶接部１０８により固着
され、底板１０７の各取付穴１０９に図示しない取付ね
じを挿通して所要の取付筺体や機器に取り付けるように
なっている。

【０００８】したがって、図１４（ｂ）に示すように巻
線１０５の通電時には磁気流れが巻線１０５回りに図中
破線１０９に示すように発生し、相互に対向する巻線１
０５間に発生する磁気流れは相互に逆向きになる。この
ために、上記電源力率改善のためにリアクタ１０１に流
れるリアクタ電流が急変すると、エアーギャップ１０６
の付近にインパルス的な力が発生するので、図１４
（ｂ）中一点鎖線で示す交番的な振動１１０が上，下コ
ア１０３，１０２に発生する。

【０００９】その結果、上，下コア１０３，１０２の外
表面が激しく振動し、この外表面から騒音が放射され
る。また、この振動の一部が底板１０７を介して図示し
ない取付筺体ないし機器を振動させ、二次的な騒音を放
射させることもある。

【００１０】図１５（ａ）はこのようなリアクタ１０１
に流れる電流ＩＲと上コア１０３の振動加速度Ｖとの相
対関係を表わしており、リアクタ短絡時のリアクタ電流
ＩＲの急変１１１が発生すると、図中白矢印で示すよう
に大きな振動が発生し、騒音を発生させる。この振動な
いし騒音は、図１５（ｂ）で示すようにリアクタ１０１
を上記電源力率改善に使用せずに、単にリアクタ１０１
に電流を通電したときのリアクタ電流ＩＲ0 に対する上
コア１０３の振動加速度Ｖ0 ないし騒音よりも非常に大
きいことを示している。

【００１１】また、リアクタ１０１のエアーギャップ１
０６を臨む両端面１０６ａ，１０６ｂは自由端であるの
で、特に、この両端面の振動が大きく、騒音も大きい。

【００１２】本発明はこのような事情を考慮してなされ
たもので、その目的は、電源力率改善のためにリアクタ
を短絡したときに発生する騒音をリアクタの簡単な構成
により低減することができる直流電源装置および空気調
和機を提供することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】請求項１の直流電源装置
は、交流電源からの交流を直流に整流する整流回路と、
この整流回路からの直流を平滑するコンデンサと、上記
整流回路の交流入力側あるいは直流出力側に直列に挿入
され、積層鋼板からなり巻線が巻き付けられる一対のコ
ア同士の突き合せ部分の一部に空隙を設けているリアク
タと、スイッチング素子のオンのときに上記交流電源を
上記リアクタを介して短絡してこのリアクタに強制的に
通電する短絡回路と、上記交流電圧の半周期中の所定の
短期間に上記スイッチング素子をオンさせる制御手段
と、を具備し、上記リアクタの下端部に底板を設け、上
記空隙を連結する手段を設けた。

【００１４】この発明によれば、電源交流の半周期中の
所定期間は短絡回路のスイッチング素子が制御手段によ
りオンされるので、この交流電源の出力側両端がリアク
タと短絡回路を介して短絡される。このために、リアク
タが強制的に通電されるので、入力電圧＜キャパシタ電
圧の区間においてもリアクタに電気エネルギーを蓄積さ
せることができ、交流電源の電気導通角を拡大させるこ
とができる。したがって、リアクタの大型化を招かずに
力率改善と高調波低減とを共に図ることができる。

【００１５】また、リアクタの短絡時に一対のコアのエ
アーギャップ（空隙）を臨む両端面が振動しようとする
が、これらエアーギャップの両端面同士が締結されてい
るので、これらエアーギャップ部の振動が防止ないし低
減されるうえに、一対のコア同士の連結力がさらに増強
されているので、コア全体の振動が防止ないし低減さ
れ、騒音も防止ないし低減される。

【００１６】請求項２の直流電源装置は、交流電源から
の交流を直流に整流する整流回路と、この整流回路から
の直流を平滑するコンデンサと、上記整流回路の交流入
力側あるいは直流出力側に直列に挿入され、積層鋼板か
らなり巻線が巻き付けられる一対のコア同士の突き合せ
部分の一部に空隙を設けているリアクタと、スイッチン
グ素子のオンのときに上記交流電源を上記リアクタを介
して短絡してこのリアクタに強制的に通電する短絡回路
と、上記交流電圧の半周期中の所定の短期間に上記スイ
ッチング素子をオンさせる制御手段と、を具備し、上記
突き合せ部分と平行になるように、上記リアクタの上端
部に補強板を設け、下端部に底板を設け、補強板と底板
を連結することで上下コアを締結する締結部材を設け
た。

【００１７】この発明によれば、一対のコア同士を、こ
れらの突き合せ部の溶接により連結するうえに、さら
に、これら一対のコア同士をも締結部材により連結して
いるので、一対のコアの連結力をさらに増強させること
ができるうえに、特にリアクタ全体の結束力が増強され
る。このために、リアクタの外表面の振動が一層低減さ
れるので、外部へ放射される騒音を一層低減させること
ができる。

【００１８】また、一対のコア同士を強固に締結しても
エアギャップを有しており、これらコアの磁気回路に影
響を与えることがないので、磁気回路の設計変更を不要
にすることができる。

【００１９】請求項３の直流電源装置は、交流電源から
の交流を直流に整流する整流回路と、この整流回路から
の直流を平滑するコンデンサと、上記整流回路の交流入
力側あるいは直流出力側に直列に挿入され、積層鋼板か
らなり巻線が巻き付けられる一対のコア同士の突き合せ
部分の一部に空隙を設けているリアクタと、スイッチン
グ素子のオンのときに上記交流電源を上記リアクタを介
して短絡してこのリアクタに強制的に通電する短絡回路
と、上記交流電圧の半周期中の所定の短期間に上記スイ
ッチング素子をオンさせる制御手段と、を具備し、上記
リアクタは、その一対のコアの外表面に、弾性体を介し
て遮音体を取り付けている。

【００２０】この発明によれば、一対のコア自体に発生
する振動は殆ど低減しないが、一対のコアの外表面に発
生した振動を弾性体と遮音体により減衰させることがで
きるので、リアクタの外表面から外部へ放射される騒音
をさらに低減することができる。

【００２１】請求項４の直流電源装置は、交流電源から
の交流を直流に整流する整流回路と、この整流回路から
の直流を平滑するコンデンサと、上記整流回路の交流入
力側あるいは直流出力側に直列に挿入され、積層鋼板か
らなり巻線が巻き付けられる一対のコア同士の突き合せ
部分の一部に空隙を設けているリアクタと、スイッチン
グ素子のオンのときに上記交流電源を上記リアクタを介
して短絡してこのリアクタに強制的に通電する短絡回路
と、上記交流電圧の半周期中の所定の短期間に上記スイ
ッチング素子をオンさせる制御手段と、を具備し、上記
リアクタは、その一対のコアの一方に固定される底板
を、このコアの固定側一面の面積よりも小さく、かつ弾
性を有する細板状の底板に形成している。

【００２２】この発明によれば、一対のコアの一方に接
触して固定される底板がこのコアの固定側一面の面積よ
りも小さく、かつ弾性を有する細板状であるので、その
分、底板が一方のコアに接触する接触面積を減少させる
ことができるうえに、弾性により振動を減衰させること
ができる。このために、一方のコアから底板に伝達され
る振動を低減することができるので、底板から、これに
取り付けられる取付筺体ないし機器への振動伝達を低減
して騒音を低減することができる。

【００２３】請求項５の直流電源装置は、上記短絡回路
に、電流の急変を抑制するフィルター素子を設けた。

【００２４】この発明によれば、請求項１〜４のいずれ
か１項記載の発明の作用効果に加えて、一対のコアの振
動はその巻線に流れる電流の急変により主に発生する
が、その電流の急変をフィルター素子により緩和するの
で、一対のコアの振動ないし騒音をさらに一段と低減す
ることができる。

【００２５】請求項６の直流電源装置は、一対のコアの
空隙を連結する部分は、接着剤により連結され、または
接着剤を併用して連結されている。

【００２６】この発明によれば、請求項１〜５のいずれ
か１項記載の発明の作用効果に加えて、これら各発明に
よるコアの各連結部を接着剤により連結し、あるいは接
着剤を併用して連結するので、これら連結作業が容易に
なるうえに、接着剤によっても振動を減衰させることが
できるので、コアの振動ないし騒音をさらに低減するこ
とができる。

【００２７】請求項７の直流電源装置は、交流を直流に
変換するコンバータ装置と、このコンバータ装置で変換
された直流を可変電圧、可変周波数の交流に変換して圧
縮機駆動電動機または送風機駆動電動機に供給するイン
バータ装置と、を備えた空気調和機において、前記コン
バータ装置として請求項１ないし請求項６のいずれか１
項に記載の直流電源装置を用いている。

【００２８】この発明によれば、直流電源装置の力率改
善により高力率運転が可能なので空気調和機の消費電力
の低減、最大能力の向上が図れる。さらには、この空気
調和機に、低振動低騒音のリアクタを組み付けた直流電
源装置を設けているので、この空気調和機の騒音ないし
振動の低減が可能である。

【００２９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図１〜
図１３を参照して説明する。なお、これらの図中、同一
または相当部分には同一符号を付している。

【００３０】図１は本発明の第１の実施形態に係る直流
電源装置１の電子回路図である。この直流電源装置１は
商用電源等の交流電源２の一方の出力端にリアクタ３の
一端を直列に接続している。このリアクタ３の他端は、
４個のダイオードからなり、導通方向を一方向に揃えて
いる第１のダイオードブリッジ４と、全波整流器の一端
を構成している第２のダイオードブリッジ５のそれぞれ
の一方の入力端に接続されている。第１，第２のダイオ
ードブリッジ４，５のそれぞれの他方の入力端は交流電
源２の他方の出力端に接続されている。第２のダイオー
ドブリッジ５の出力端には一対の倍電圧電解コンデンサ
６ａ，６ｂと平滑コンデンサ７とを介して負荷８を接続
するようになっている。

【００３１】一方、第１のダイオードブリッジ４の両出
力端は例えばバイポーラトランジスタ、ＩＧＢＴ，ＭＯ
ＳＦＥＴなどからなるスイッチング素子９のコレクタと
エミッタ間に接続され、このスイッチング素子９がオン
したときに、第１のダイオードブリッジ４とリアクタ３
を介して交流電源２の出力側の両端を短絡する短絡回路
になるよう構成している。

【００３２】スイッチング素子９のゲートはマイクロプ
ロセッサ等よりなる制御手段１０に接続され、この制御
手段１０によってスイッチング素子９がオンオフ制御さ
れるようになっている。

【００３３】制御手段１０はスイッチング素子９を駆動
する短絡素子駆動手段１０ａと、スイッチング素子９に
後述する力率改善パルスを与える駆動信号生成手段１０
ｂとを有し、この駆動信号生成手段１０ｂの入力側には
例えばフォトカプラ、カレントトランスなどからなるゼ
ロクロス検出手段１１が接続されている。このゼロクロ
ス検出手段１１の入力側は交流電源１の出力端に接続さ
れている。これにより、このゼロクロス検出手段１１は
交流電源２の交流電圧、すなわち図２で示すような正弦
波の交流電源電圧ＡＣが零点、すなわちゼロクロス点Ｏ
Ｘを通過する時点を検出し、この検出信号を制御手段１
０の駆動信号生成手段１０ｂに供給するものである。

【００３４】駆動信号生成手段１０ｂは直流電源装置１
の力率改善と高調波低減の目的のために、ゼロクロス点
ＯＸから所定期間経過後毎に所定幅の力率改善パルスＰ
ａをスイッチング素子９に与えることにより、交流電圧
の半周期中の所定の短期間にスイッチング素子９をオン
オフ制御するものである。

【００３５】したがって、これらの力率改善パルスＰａ
が制御手段１０によりスイッチング素子９に与えられる
と、このスイッチング素子９がオン状態に駆動し、これ
により第１のダイオードブリッジ４とリアクタ３を介し
て交流電源２の出力側両端が短絡する。この結果、第１
のダイオードブリッジ４とリアクタ３を介して交流電源
２が短絡されることにより、リアクタ３に電気エネルギ
ーが効率的に蓄積されるので、電源力率の改善と高調波
低減とを共に図ることができる。

【００３６】すなわち、交流電源２からの交流電圧はリ
アクタ３を介して第２のダイオードブリッジ５と倍電圧
電解コンデンサ６ａ，６ｂからなる倍電圧整流回路に供
給されて倍電圧整流される。この直流はさらに平滑コン
デンサ７により平滑されてから負荷８に供給される。一
方、交流電源２からの交流電圧がゼロクロス点ＯＸを通
過すると、このゼロクロス点ＯＸの通過がゼロクロス検
出手段１１により検出され、この検出信号により制御手
段１０が駆動される。

【００３７】これにより、制御手段１０の駆動信号生成
手段１０は、交流電圧のゼロクロス点ＯＸ通過後毎に図
２で示す力率改善パルスＰａを短絡素子駆動手段１０ａ
を介してスイッチング素子９に与える。

【００３８】スイッチング素子９は力率改善パルスＰａ
に対応してオン状態に駆動する。このために、第１のダ
イオードブリッジ４とリアクタ３を介して交流電源２の
両端が短絡する。これにより、力率改善パルスＰａに応
答してスイッチング素子９がリアクタ３を介して交流電
源２を短絡し、入力電圧＜キャパシタ電圧の区間におい
てもリアクタ３が通電されて電気エネルギーを蓄積させ
ることができる。このために、交流電源２の電気導通角
が拡大され、直流電源装置１の電源力率を改善すると共
に、高調波を低減することができる。図２中電流波形Ｉ
ｒは力率改善パルスＰａにより力率が改善されたときの
電流波形を示し、電流波形Ｉ0 は力率改善前の電流波形
を示す。

【００３９】しかし、力率改善後の電流波形Ｉｒに示す
ように、力率改善パルスＰａによってリアクタ３が短絡
された後に、リアクタ３の短絡が解放されて短絡電流が
オフになると、電流急変αによりリアクタ３に騒音が発
生する。

【００４０】そこで、本発明では次に述べるようにリア
クタ３の構造自体を防振ないし防音構造に構成して防振
ないし低騒音を図っている。

【００４１】図３〜図６はリアクタ３における上，下コ
ア１５，１３のエアーギャップ１８を臨む両端１５ａ，
１３ａ同士を連結する場合の種々の実施形態をそれぞれ
示しており、図３（ａ）は本発明の第１の実施形態に係
るリアクタ３の構成を示す平面図、同図（ｂ）は同図
（ａ）の側面図、同図（ｃ）は同図（ａ）のIIIC−IIIC
切断部の端面図である。このリアクタ３は、ほぼ長方形
板状本体の各矩形状角部を横方向に一体に突設してなる
底板１２上に、例えばほぼＩ形状の複数の薄肉鋼板を板
厚方向に積層してなる下コア１３を溶接部４により固着
している。

【００４２】さらに、この下コア１３上には、例えば、
ほぼＥ形状の複数の薄肉鋼板を板厚方向に積層してなる
上コア１５を突き合せ、その突き合せ部の溶接（突き合
せ溶接１６）により固着している。この上コア１５のＥ
形溝内には環状の巻線１７が嵌入されて装着されてい
る。この巻線１６の中央側の上，下コア１５，１３の中
央部にはエアーギャップ１８が形成されている。底板１
２の各取付穴１９には図示しない取付ねじを挿通して所
要の取付筺体や機器に取り付けるようになっている。

【００４３】そして、図３（ｃ）に示すように、連結用
ねじ２０を底板１２に設けた底穴１２ａから下コア１３
の底面側に設けた凹部１３ｃと凹部１３ｃから両端部１
３ａに貫通する貫通穴１３ｂと上コア１５の両端部１５
ａに設けたねじ穴１５ｃに挿入し連結することにより、
上，下コア１５，１３のエアーギャップ１８を臨む両端
部１５ａ，１３ａ同士をこれら両端部１５ａ，１３ａ同
士を堅く固定している。

【００４４】このために、リアクタ電流の急変等により
上，下コア１５，１３全体に振動が発生しても、従来特
に振動ないし騒音の大きかったエアーギャップ１８を臨
む両端部（エアーギャップ両端部）１５ａ，１３ａ同士
は連結用ねじ２０により固定されているうえに、この連
結用ねじ２０により上，下コア１５，１３同士の連結力
自体を増強させているので、振動を大幅に防止ないし低
減して、騒音を大幅に防止ないし低減することができ
る。

【００４５】図４は本発明の第２の実施形態に係るリア
クタ３Ａの縦断面図である。このリアクタ３Ａは上，下
コア１５，１３のエアーギャップ１８を臨む両端部１５
ａ，１３ａの一方、例えば１５ａを楔状尖端１５ｂに形
成し、この楔状尖端１５ｂを一方のエアーギャップ平端
面１３ａに強く圧接させた状態で、上，下コア１５，１
３同士を突き合せ溶接部１６で溶接固着することによ
り、エアーギャップ両端部１５ａ，１３ａ同士を連結す
る点に特徴がある。

【００４６】したがって、このリアクタ３Ａによって
も、第１の実施形態と同様に、上，下コア１５，１３の
エアーギャップ両端部１５ａ，１３ａ同士を強固に連結
しているので、これら両端部１５ａ，１３ａの振動を特
に低減して騒音を低減することができる。

【００４７】図５は、本発明の第３の実施形態に係るリ
アクタ３Ｂの縦断面図である。このリアクタ３Ｂは上，
下コア１５，１３のエアーギャップ１８に高剛性のスペ
ーサ２１を密に介在させることにより、このエアーギャ
ップ１８を臨む両端部１５ａ，１３ａ同士を強固に連結
している点に特徴がある。

【００４８】したがって、このリアクタ３Ｂによって
も、第１の実施形態と同様に、上，下コア１５，１３の
エアーギャップ両端部１５ａ，１３ａを強固に連結して
いるので、これら両端部１５ａ，１３ａの振動を特に低
減して騒音を低減することができる。

【００４９】図６は本発明の第４の実施形態に係るリア
クタ３Ｃの縦断面図である。このリアクタ３Ｃは巻線１
７が嵌入される上コア１５の一対の嵌入溝１５ｃ，１５
ｄと巻線１７との狭隘な間隙内に、例えば断面形状がほ
ぼコの字状の図中左右一対の固定用梁２２ａ，２２ｂを
密に嵌入させて固定し、さらにこれら固定用梁２２ａ，
２２ｂの図中Ｌ字状下端面を、下コア１３の平坦なエア
ーギャップ端面１３ａ上に強く当接させた状態で上，下
コア１５，１３を溶接により固着することにより、上下
コア１５，１３の両エアーギャップ１５ａ，１３ａ同士
を強固に連結している点に特徴がある。

【００５０】したがって、このリアクタ３Ｃによって
も、第１の実施形態と同様に、上，下コア１５，１３の
エアーギャップ両端部１５ａ，１３ａ同士を強固に連結
しているので、これら両端部１５ａ，１３ａの振動を特
に低減して騒音を低減することができる。

【００５１】図７〜図９は上，下コア１５，１３の外表
面同士を連結した各実施形態を示しており、図７（ａ）
は本発明の第５の実施形態に係るリアクタ３Ｄの縦断面
図、図７（ｂ）は同リアクタ３Ｄの側面図である。

【００５２】このリアクタ３Ｄは図７（ｂ）に示すよう
に上記底板１２を、その奥行方向の長さが、これよりも
大きい大形底板１２ａに置換し、この大形底板１２ａを
下コア１３の図中下溶接部２３により固定する一方、上
コア１５の図中上面上に、若干厚肉の上補強板２４を溶
接部２５により固着し、大形底板１２ａと上補強板２４
が上下コア１５，１３の突き合せ面と平行になるように
大形底板１２ａの各角部の挿通穴に締結ボルト２６をそ
れぞれ挿通し、上補強板２４を貫通させ、これらボルト
２６の各挿通先端部にナット２７をそれぞれ締め付ける
ことにより、上コア１５と下コア１３とを締結し、その
締結力を増強させている点に特徴がある。

【００５３】このリアクタ３Ｄによれば、上，下コア１
５，１３の外表面に固着した上補強板２４と大形底板１
２ａとを締結することにより、これら上，下コア１５，
１３の締結力を増強させているので、これら上，下コア
１５，１３の外表面の振動を低減させることができ、騒
音を低減することができる。

【００５４】また、一対のコア同士を強固に締結しても
エアギャップを有しており、これらコアの磁気回路に影
響を与えることがないので、磁気回路の設計変更を不要
にすることができる。

【００５５】図８（ａ）は本発明の第６の実施形態に係
るリアクタ３Ｅの縦断面図、同図（ｂ）は同リアクタ３
Ｅの側断面図である。このリアクタ３Ｅは上，下コア１
５，１３の外面に、有蓋角筒状のカバー２８を密に外嵌
し、このカバー２８の開口端を底板１２上に固着した点
に特徴がある。

【００５６】図８（ｂ）に示すように、カバー２８の図
中左右側面に、巻線１７の左右両端部を挿通せしめる左
右一対の挿通孔２９ａ，２９ｂを穿設し、巻線１７の左
右両突出端部を挿通孔２９ａ，２９ｂから外部へ突出さ
せているが、この突出端部を除く上，下コア１５，１３
の天面，左右，前後側面の殆どの外表面をカバー２８に
より密に被覆し、かつ上，下コア１５，１３同士を堅く
締結しているので、上，下コア１５，１３の締結力を増
強させることができる。

【００５７】このために、上，下コア１５，１３の外表
面の振動を低減して騒音を低減することができる。

【００５８】図９（ａ）は本発明の第７の実施形態に係
るリアクタ３Ｆの縦断面図、同図（ｂ）は同リアクタ３
Ｆの側断面図である。このリアクタ３Ｆは、上，下コア
１５，１３の外表面に、複数の弾性体３０を介して有蓋
角筒状の遮音体３１を密に外嵌し、この遮音体３１の開
口下端を底板１２上に溶接等により固着している点に特
徴がある。

【００５９】このリアクタ３Ｆによれば、コア自体に発
生する振動は殆ど低減しないが、上，下コア１５，１３
の外表面からの振動を、弾性体３０により吸収すると共
に遮音体３１により遮音するので、騒音を低減すること
ができる。

【００６０】図１０（ａ）は本発明の第８の実施形態に
係るリアクタ３Ｇの縦断面図、同図（ｂ）は同図（ａ）
で示す弾性底板３３の平面図、同図（ｃ）は同図（ｂ）
のＸＣ−ＸＣ線断面図である。このリアクタ３Ｇは上記
底板１２を、これが固定される下コア１３の外底面の面
積よりも小さく、かつ弾性を有する弾性底板３３に置換
した点に特徴がある。

【００６１】図１０（ｂ）に示すように、この弾性底板
３３は、図中前後一対の細帯状板の端板３４ａ，３４ｂ
の対向内側縁部に、例えばほぼＨ形状の弾性を有する左
右一対の細板３５，３６の各内側縦部３５ａ，３６ａの
長手（縦）方向両端部を溶接により固着する一方、各外
側縦部３５ｂ，３６ｂの長手（縦）方向両端部を下コア
１３の外底面側にほぼ矩形状に突出するように突設させ
て下コア１３の外底面と接触する接触部３５ｃ，３６ｃ
をそれぞれ形成している。

【００６２】したがって、このリアクタ３Ｇによれば、
通電時振動する下コア１３の外底面に接触する弾性底板
３３の接触部が各細板３５，３６の小形の接触部３５
ｃ，３６ｃであるので、接触面積が狭いうえに、各細板
３５，３６自体の面積も狭いので、両端板３４ａ，３４
ｂの取付穴２１に取り付けられる取付筺体や取付機器
（図示せず）への振動伝達を低減することができる。

【００６３】図１１は図３（ａ）〜（ｃ）で示す本発明
の第１の実施形態に係るリアクタ３の底板１２を、第７
の実施形態に係る弾性底板３３に置換してなる第９の実
施形態における上コア１５の振動Ｖａとリアクタ電流Ｉ
Ｒａとの相対関係を示しており、この振動加速度Ｖａが
図１５で示す従来例の振動加速度Ｖよりも顕著に低減し
ている状態を示している。なお、上記各実施形態は適宜
組み合せてもよく、さらに、各リアクタ３，３Ａ〜３Ｇ
の締結部を接着剤により締結してもよく、あるいは接着
剤を併用して締結してもよい。

【００６４】図１２は本発明の第１０の実施形態に係る
直流電源装置１Ａの電子回路図である。この直流電源装
置１Ａはリアクタ３の巻線１７の一端と短絡回路４の一
端とを電気的に接続する線路４ａの途中と、短絡回路４
の他端と交流電源２の他端とを接続する線路４ｂの途中
の一方、または両方に、これら線路４ａ，４ｂに流れる
電流の急変を緩和するフィルター素子３７を介在させた
点に特徴がある。

【００６５】したがって、この直流電源装置１Ａによれ
ば、リアクタ３の巻線１７を流れるリアクタ電流の急変
をフィルター素子３７により緩和することができるの
で、このリアクタ電流の急変によるリアクタ３の振動を
低減し、騒音を低減することができる。

【００６６】図１３は上述した本発明の各実施形態に係
る直流電源装置１または１Ａを具備した空気調和機４１
の実施形態の構成を示すブロック図である。この空気調
和機４１は交流を直流に変換するコンバータ装置として
の直流電源装置１または１Ａと、この直流電源装置１ま
たは１Ａから出力された直流を可変電圧、可変周波数の
交流に変換して圧縮機駆動電動機に供給するインバータ
装置とを備えている。ここに使用した直流電源装置１ま
たは１Ａは、図１または図１２に例示したものの応用で
あり、これら図中の制御手段１０として、ベースドライ
ブ電源４３とホトカプラ４４とゼロクロス検出器４５お
よび室外制御部４６を有するものである。また、負荷８
の代りに、インバータ装置４２を介して、圧縮機駆動電
動機４７が接続されている。そして、リアクタ３には上
述した各実施形態に係る防音手段または防振手段を設け
ている。

【００６７】この空気調和機４１は室内機と室外機とで
なり、室内機を交流電源に接続する構成になっている。
そして、室内機においては交流電源４８から、ノイズフ
ィルタ４９を介して、室内制御部５０に動作電力を供給
するようになっている。室内制御部５０にはリモコン装
置５１からの指令を受信する受信部５２、室内温度を検
出する温度センサ５３、表示部５４、図示省略の室内熱
交換器を通して風を室内に循環させる室内ファン５５、
吹出し空気の方向を変えるルーバ５６が接続されてい
る。

【００６８】一方、室外機においても、ノイズフィルタ
４９を介して、交流電源４８から室外制御部４６および
圧縮機駆動電動機４７に動作電力を供給するようになっ
ている。この場合、ノイズフィルタ４９の負荷側に電流
値検出器５７が設けられ、その検出信号が室外制御部４
６に入力される。また、ノイズフィルタ４９の負荷側の
交流電圧を監視して、ゼロクロス点を検出するゼロクロ
ス検出器４５が設けられ、その検出信号が室外制御部４
６に入力される。室外制御部４６には、さらに、室外熱
交換器の温度を検出する温度センサ５８、運転モードに
応じて冷媒の循環方向を変える四方弁５９、図示省略の
室外熱交換器に風を送り込む室外ファン６０とが接続さ
れている。また、室外制御部４６は室内制御部５０と送
受信してインバータ装置４２を制御すると共に、ホトカ
プラ４４にパルス電流を供給してスイッチング素子９で
あるトランジスタＱ１をオン操作する構成になってい
る。

【００６９】このように構成された空気調和機４１の実
施形態の概略動作について以下に説明する。まず、リモ
コン装置５１から運転開始、運転モード、室内設定温
度、室内ファンの風速、風向等の指令が受信部５２を介
して室内制御部５０に加えられる。これに応じて室内制
御部５０は運転状態等を表示部５４に表示し、室内ファ
ン５５およびルーバ５６の駆動制御を実行すると共に、
設定温度と室内温度との偏差に応じて圧縮機駆動電動機
４７を駆動する電源周波数（以下圧縮機周波数という）
を演算し、運転モード信号と併せて圧縮機周波数信号を
室外制御部４６に送信する。

【００７０】室外制御部４６は運転モード信号に応じて
四方弁５９を励磁（または非励磁）状態とし、圧縮機周
波数に従ってインバータ装置４２を制御し、室外ファン
６０を駆動すると共に、温度センサ５８の検出信号等に
よって四方弁５９を制御して除霜運転等を行なう。ま
た、室外制御部４６は電流値検出器５７による電流検出
値が予め設定された制限値を超えないように、圧縮機周
波数の補正等も行なう。さらに、室外制御部４６は直流
電源装置を構成するリアクタ３に対する強制通電制御を
も実行する。室外制御部４６はこの強制通電制御によっ
て、電源高周波の低減および力率の向上を図るようにな
っている。

【００７１】このように空気調和機４１に適用すること
により、室外機の騒音を低減でき、さら、圧縮機４７の
電源の力率が改善され消費電力を低減することが可能で
ある。

【００７２】

【発明の効果】以上説明したように本発明に係る直流電
源装置は、交流電源の両端をリアクタを介して短絡する
ことによりリアクタの大型化を招かずに力率改善と高調
波低減とを共に図ることができる。また、リアクタの短
絡時に、その一対のコアのエアーギャップを臨む両端面
が振動しようとするが、これらエアーギャップの両端面
同士を連結しているので、これらエアーギャップ部の振
動を低減させるうえに、一対のコア同士の締結力をさら
に増強させているので、コア全体の振動を防止ないし低
減し、騒音も防止ないし低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態に係る直流電源装置の
電子回路図。

【図２】図１で示す直流電源装置の交流電源の交流電源
電圧波形と、力率改善パルス波形とリアクタ電流波形と
を示すタイムチャート。

【図３】（ａ）は図１で示すリアクタの平面図、（ｂ）
は同図（ａ）の側面図、（ｃ）は同図（ａ）のIIIC−II
IC線切断部の端面図。

【図４】本発明の第２の実施形態に係るリアクタの縦断
面図。

【図５】本発明の第３の実施形態に係るリアクタの縦断
面図。

【図６】本発明の第４の実施形態に係るリアクタの縦断
面図。

【図７】（ａ）は本発明の第５の実施形態に係るリアク
タの縦断面図、（ｂ）は同図（ａ）で示すリアクタの側
面図。

【図８】（ａ）は本発明の第６の実施形態に係るリアク
タの縦断面図、（ｂ）は同図（ａ）で示すリアクタの側
断面図。

【図９】（ａ）は本発明の第７の実施形態に係るリアク
タの縦断面図、（ｂ）は同図（ａ）で示すリアクタの側
断面図。

【図１０】（ａ）は本発明の第８の実施形態に係るリア
クタの縦断面図、（ｂ）は同図（ａ）で示す弾性底板の
平面図、（ｃ）は同図（ｂ）のＸＣ−ＸＣ線断面図。

【図１１】本発明の第９の実施形態に係るリアクタの振
動とリアクタ電流との相対関係を示す図。

【図１２】本発明の第１０の実施形態に係る直流電源装
置の電子回路図。

【図１３】本発明の第１１の実施形態に係る空気調和機
の構成図。

【図１４】（ａ）は従来のリアクタの平面図、（ｂ）は
同図（ａ）のXIVB−XIVB線断面図。

【図１５】（ａ）は図１４で示す従来のリアクタを有す
る直流電源装置において、電源力率改善のために当該リ
アクタを介して電源の両端を短絡したときのリアクタの
電流と振動加速度とを示す図、（ｂ）は図１４で示す従
来のリアクタを有する直流電源装置において、電源力率
改善を行なわないときの当該リアクタの電流と振動加速
度とを示す図。

【符号の説明】

１，１Ａ直流電源装置３，３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，３Ｄ，３Ｅ，３Ｆ，３Ｇリア
クタ４第１のダイオードブリッジ５第２のダイオードブリッジ６ａ，６ｂ倍電圧電解コンデンサ９スイッチング素子１０制御手段１１ゼロクロス検出手段１２リアクタの底板１３リアクタの下コア１４，１６リアクタの溶接部１５リアクタの上コア１７リアクタの巻線１８リアクタのエアーギャップ２０連結用ねじ２１スペーサ２２ａ，２２ｂ固定用梁２３，２５溶接部２４上補強板２６締結ボルト２８カバー３０弾性体３１遮音体３３弾性底板３５，３６細板３７フィルター素子４１空気調和機Ｐａ力率改善パルス

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】交流電源からの交流を直流に整流する整
流回路と、この整流回路からの直流を平滑するコンデン
サと、上記整流回路の交流入力側あるいは直流出力側に
直列に挿入され、積層鋼板からなり巻線が巻き付けられ
る一対のコア同士の突き合せ部分の一部に空隙を設けて
いるリアクタと、スイッチング素子のオンのときに上記
交流電源を上記リアクタを介して短絡してこのリアクタ
に強制的に通電する短絡回路と、上記交流電圧の半周期
中の所定の短期間に上記スイッチング素子をオンさせる
制御手段と、を具備し、上記リアクタの下端部に底板を
設け、上記空隙を連結する手段を設けたことを特徴とす
る直流電源装置。
【請求項２】交流電源からの交流を直流に整流する整
流回路と、この整流回路からの直流を平滑するコンデン
サと、上記整流回路の交流入力側あるいは直流出力側に
直列に挿入され、積層鋼板からなり巻線が巻き付けられ
る一対のコア同士の突き合せ部分の一部に空隙を設けて
いるリアクタと、スイッチング素子のオンのときに上記
交流電源を上記リアクタを介して短絡してこのリアクタ
に強制的に通電する短絡回路と、上記交流電圧の半周期
中の所定の短期間に上記スイッチング素子をオンさせる
制御手段と、を具備し、上記突き合せ部分と平行になる
ように、上記リアクタの上端部に補強板を設け、下端部
に底板を設け、補強板と底板を連結することで上下コア
を締結する締結部材を設けたことを特徴とする直流電源
装置。
【請求項３】交流電源からの交流を直流に整流する整
流回路と、この整流回路からの直流を平滑するコンデン
サと、上記整流回路の交流入力側あるいは直流出力側に
直列に挿入され、積層鋼板からなり巻線が巻き付けられ
る一対のコア同士の突き合せ部分の一部に空隙を設けて
いるリアクタと、スイッチング素子のオンのときに上記
交流電源を上記リアクタを介して短絡してこのリアクタ
に強制的に通電する短絡回路と、上記交流電圧の半周期
中の所定の短期間に上記スイッチング素子をオンさせる
制御手段と、を具備し、上記リアクタは、その一対のコ
アの外表面に、弾性体を介して遮音体を取り付けている
ことを特徴とする直流電源装置。
【請求項４】交流電源からの交流を直流に整流する整
流回路と、この整流回路からの直流を平滑するコンデン
サと、上記整流回路の交流入力側あるいは直流出力側に
直列に挿入され、積層鋼板からなり巻線が巻き付けられ
る一対のコア同士の突き合せ部分の一部に空隙を設けて
いるリアクタと、スイッチング素子のオンのときに上記
交流電源を上記リアクタを介して短絡してこのリアクタ
に強制的に通電する短絡回路と、上記交流電圧の半周期
中の所定の短期間に上記スイッチング素子をオンさせる
制御手段と、を具備し、上記リアクタは、その一対のコ
アの一方に固定される底板を、このコアの固定側一面の
面積よりも小さく、かつ弾性を有する細板状の底板に形
成していることを特徴とする直流電源装置。
【請求項５】上記短絡回路に、電流の急変を抑制する
フィルター素子を設けたことを特徴とする請求項１〜４
のいずれか１項に記載の直流電源装置。
【請求項６】一対のコアの空隙を連結する部分は、接
着剤により連結され、または接着剤を併用して連結され
ていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に
記載直流電源装置。
【請求項７】交流を直流に変換するコンバータ装置
と、このコンバータ装置で変換された直流を可変電圧、
可変周波数の交流に変換して圧縮機駆動電動機または送
風機駆動電動機に供給するインバータ装置と、を備えた
空気調和機において、前記コンバータ装置として請求項
１ないし請求項６のいずれか１項に記載の直流電源装置
を用いたことを特徴とする空気調和機。