JPWO2019030836A1 - 電動機の駆動装置及び空気調和機 - Google Patents

電動機の駆動装置及び空気調和機 Download PDF

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Abstract

電動機の駆動装置（４００）は、インバータ（６０）と、インバータ基板（１００）と、結線切替部（１２０）と、制御部（７０）と、一端がインバータ（６０）と電気的に接続され、他端が電動機（１３０）の巻線の一端と電気的に接続される交流配線（１４０）とを備える。電動機の駆動装置（４００）は、一端が交流配線（１４０）と電気的に接続され、他端が結線切替部（１２０）の一端と電気的に接続される交流配線（１５０）と、一端が結線切替部（１２０）の他端と電気的に接続され、他端が電動機（１３０）の巻線の他端と電気的に接続される交流配線（１６０）とを備える。電動機の駆動装置（４００）は、少なくとも交流配線（１４０）に設けられ、交流配線（１４０）で発生するノイズを抑制するノイズ抑制部（１１０）とを備える。

Description

本発明は、電動機の駆動装置、及び電動機の駆動装置を備えた空気調和機に関する。
特許文献１に開示される電動機駆動装置は、結線切替装置を備える。結線切替装置は、電動機の回転速度に応じて電動機の巻線の結線状態を、スター結線又はデルタ結線に切替える。特許文献１に開示される電動機駆動装置では、電動機の巻線の結線状態を切替えることにより、電動機を低速運転時には高効率運転が可能であり、高速運転時には高出力運転が可能である。
特許文献２には、結線状態を特許文献１と同様に切替える交流電動機において、高速出力特性用の結線状態ではリアクトルを挿入し、低速出力特性用の結線状態ではリアクトルを外すことにより、高速出力特性用の結線状態において電源電圧に含まれる高調波電流を抑制する技術が開示されている。高速出力特性用の結線状態ではリアクトルを挿入し、低速出力特性用の結線状態ではリアクトルを外すことにより、電源電圧に含まれる高調波電流を、高速出力特性用の結線状態に限定して抑制している。特許文献２に記載の技術では、交流電動機の低速運転時における出力低下を抑えながら、交流電動機の高速運転時における発熱を抑えることができる。
特開２００６−２４６６７４号公報 特開平９−１９１６８９号公報
特許文献１に開示される電動機駆動装置は、結線切替装置を持たない電動機駆動装置と比較して、インバータと電動機との間の配線数が増加する。従って、配線数が増加する程、ＥＭＣ（ElectroMagnetic Compatibility）対策部品が増加することが想定される。そのため、ＥＭＣ対策構造が複雑化することが懸念される。
特許文献２に開示される交流電動機では、Δ結線時に、電動機の三相巻線間を流れる循環電流に起因するノイズを抑制する対策がなされていない。また、特許文献２に開示される技術では、低速出力特性用の結線状態ではリアクトルが外されるため、ＥＭＣ規格に適合させることが困難であり、またＥＭＩ（Electro Magnetic Interference）ノイズへの対策手段が必要となることが想定される。その場合、ＥＭＩノイズの対策用の部品が追加で必要になり、ノイズ対策構造が複雑化するという課題がある。
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、ノイズ対策構造を簡素化できる電動機の駆動装置を得ることを目的とする。
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る電動機の駆動装置は、巻線を有する電動機に交流電力を供給するインバータと、インバータが設けられる第１の基板と、巻線の結線状態を、Ｙ結線からΔ結線に切替え又はΔ結線からＹ結線に切替える結線切替部と、インバータと結線切替部とを制御する制御部とを備える。電動機の駆動装置は、一端がインバータと電気的に接続され、他端が巻線の一端と電気的に接続される第１の交流配線と、一端が第１の交流配線と電気的に接続され、他端が結線切替部の一端と電気的に接続される第２の交流配線とを備える。電動機の駆動装置は、一端が結線切替部の他端と電気的に接続され、他端が巻線の他端と電気的に接続される第３の交流配線と、少なくとも第１の交流配線に設けられ、第１の交流配線で発生するノイズを抑制するノイズ抑制部とを備えることを特徴とする。
本発明に係る電動機の駆動装置は、ノイズ対策構造を簡素化できるという効果を奏する。
実施の形態１に係る電動機の駆動装置の構成例を示す図 実施の形態１に係る電動機の駆動装置によって結線状態がＹ結線となっている巻線を示す図 実施の形態１に係る電動機の駆動装置によって結線状態がΔ結線となっている巻線を示す第１の図 図１に示すインバータと電動機との間にノイズ抑制部を設けていない場合における雑音端子電圧特性を示す図 実施の形態１に係る電動機の駆動装置によって結線状態がΔ結線となっている巻線を示す第２の図 実施の形態２に係る電動機の駆動装置の構成例を示す図 実施の形態３に係る電動機の駆動装置の構成例を示す図 実施の形態４に係る電動機の駆動装置の構成例を示す図 実施の形態４に係る電動機の駆動装置によって結線状態がＹ結線となっている巻線を示す図 実施の形態４に係る電動機の駆動装置によって結線状態がΔ結線となっている巻線を示す第１の図 実施の形態４に係る電動機の駆動装置によって結線状態がΔ結線となっている巻線を示す第２の図 実施の形態５に係る電動機の駆動装置の構成例を示す図 実施の形態６に係る電動機の駆動装置の構成例を示す図 実施の形態７に係る空気調和機の構成例を示す図
以下に、本発明の実施の形態に係る電動機の駆動装置及び空気調和機を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
実施の形態１．
図１は実施の形態１に係る電動機の駆動装置の構成例を示す図である。電動機の駆動装置４００は、交流電源２０から供給される交流電力を、電動機１３０を駆動可能な周波数の交流電力に変換する電力変換装置である。電動機の駆動装置４００は、インバータ基板１００、ノイズ抑制部１１０、リレー基板２００、第１の交流配線である交流配線１４０、第２の交流配線である交流配線１５０、及び第３の交流配線である交流配線１６０を備える。
第１の基板であるインバータ基板１００は、交流配線２、リアクトル３０、整流器４０、平滑コンデンサ５０、インバータ６０、制御部７０及び検出部８１を備える。交流配線２、リアクトル３０、整流器４０、平滑コンデンサ５０、インバータ６０、制御部７０及び検出部８１は、インバータ基板１００の実装面に設けられる。実装面は、インバータ基板１００に設けられる複数の端面の内、部品が実装される面である。
インバータ基板１００の交流入力端子１ａ及び交流入力端子１ｂには、交流電源２０と、交流配線２の一端とが接続される。交流配線２は、交流電源２０から整流器４０へ交流電力を伝送するために、インバータ基板１００の実装面に形成されるパターン配線である。交流配線２の他端は、整流器４０に接続される。
力率改善用のリアクトル３０は、交流配線２に設けられる。リアクトル３０の一端は、交流入力端子１ａと電気的に接続される。リアクトル３０の他端は、整流器４０と電気的に接続される。
整流器４０は、交流電源２０から供給される交流電力を整流する。整流器４０は、４つのダイオードを組み合わせて構成される全波整流回路である。整流器４０は、ダイオード以外にも、ＭＯＳＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor-Field Effect Transistor）を複数組み合わせて構成されたものでもよい。
平滑コンデンサ５０は、整流器４０で整流された電力を平滑化する。平滑コンデンサ５０の一端は、直流母線３ａに接続される。直流母線３ａは、整流器４０とインバータ６０との間に設けられる高電位側の配線である。直流母線３ａの一端は整流器４０の正側出力端子４０ａに接続される。直流母線３ａの他端はインバータ６０の正側入力端子６０ａに接続される。平滑コンデンサ５０の他端は、直流母線３ｂに接続される。直流母線３ｂは、整流器４０とインバータ６０との間に設けられる低電位側の配線である。直流母線３ｂの一端は整流器４０の負側出力端子４０ｂに接続される。直流母線３ｂの他端はインバータ６０の負側入力端子６０ｂに接続される。
インバータ６０は、平滑コンデンサ５０で平滑化された電力を交流電力に変換し、変換した交流電力を電動機１３０へ供給する電力変換器である。インバータ６０は、複数のスイッチング素子６１１から６１６と、複数の還流ダイオード６２１から６２６とを備える。以下では、スイッチング素子６１１から６１６のそれぞれを区別せずに示す場合には、単にスイッチング素子と称する。また以下では、複数の還流ダイオード６２１から６２６のそれぞれを区別せずに示す場合には、単にダイオードと称する。
スイッチング素子６１１は、制御部７０から出力される駆動信号Ｘａによりスイッチング動作を行う素子である。スイッチング素子６１１は、制御部７０から出力される駆動信号Ｘａによりスイッチング動作を行う素子であればよく、バイポーラトランジスタに限定されない。スイッチング素子６１２から６１６のそれぞれも同様である。スイッチング動作は、スイッチング素子６１１のオン状態とスイッチング素子６１１のオフ状態とを切替える動作である。オン状態とは、スイッチング素子６１１のコレクタとエミッタ間に電流が流れる状態であり、オフ状態とは、スイッチング素子６１１のコレクタとエミッタ間に電流が流れない状態である。スイッチング素子６１１のコレクタは、正側入力端子６０ａに接続される。スイッチング素子６１１のエミッタは、スイッチング素子６１２のコレクタに接続される。スイッチング素子６１１及びスイッチング素子６１２の接続点は、インバータ６０の出力端子６０ｃに接続される。
出力端子６０ｃには、Ｕ相の交流配線６３の一端が接続される。交流配線６３は、インバータ６０から電動機１３０へ交流電力を伝送するために、インバータ基板１００の実装面に形成されるパターン配線である。Ｕ相の交流配線６３の他端は、Ｕ相の交流出力端子１０１に接続される。
交流出力端子１０１は、インバータ基板１００の実装面に設けられる端子である。Ｕ相の交流出力端子１０１には、Ｕ相の交流配線１４０の一端が接続される。交流配線１４０は、インバータ６０から電動機１３０へ交流電力を伝送するために、交流出力端子１０１と電動機１３０との間に設けられる配線である。Ｕ相の交流配線１４０の他端は、電動機１３０のＵ相巻線１３１の一端に接続される。
スイッチング素子６１２は、制御部７０から出力される駆動信号Ｘｂによりスイッチング動作を行うスイッチング素子である。スイッチング素子６１２のエミッタは、負側入力端子６０ｂに接続される。
スイッチング素子６１３は、制御部７０から出力される駆動信号Ｙａによりスイッチング動作を行うスイッチング素子である。スイッチング素子６１３のコレクタは、正側入力端子６０ａに接続される。スイッチング素子６１３のエミッタは、スイッチング素子６１４のコレクタに接続される。スイッチング素子６１３及びスイッチング素子６１４の接続点は、インバータ６０の出力端子６０ｄに接続される。出力端子６０ｄには、Ｖ相の交流配線６３の一端が接続される。Ｖ相の交流配線６３の他端は、Ｖ相の交流出力端子１０１に接続される。Ｖ相の交流出力端子１０１には、Ｖ相の交流配線１４０の一端が接続される。Ｖ相の交流配線１４０の他端は、電動機１３０のＶ相巻線１３２の一端に接続される。
スイッチング素子６１４は、制御部７０から出力される駆動信号Ｙｂによりスイッチング動作を行うスイッチング素子である。スイッチング素子６１４のエミッタは、負側入力端子６０ｂに接続される。
スイッチング素子６１５は、制御部７０から出力される駆動信号Ｚａによりスイッチング動作を行うスイッチング素子である。スイッチング素子６１５のコレクタは、正側入力端子６０ａに接続される。スイッチング素子６１５のエミッタは、スイッチング素子６１６のコレクタに接続される。スイッチング素子６１５及びスイッチング素子６１６の接続点は、インバータ６０の出力端子６０ｅに接続される。出力端子６０ｅには、Ｗ相の交流配線６３の一端が接続される。Ｗ相の交流配線６３の他端は、Ｗ相の交流出力端子１０１に接続される。Ｗ相の交流出力端子１０１には、Ｗ相の交流配線１４０の一端が接続される。Ｗ相の交流配線１４０の他端は、電動機１３０のＷ相巻線１３３の一端に接続される。
スイッチング素子６１６は、制御部７０から出力される駆動信号Ｚｂによりスイッチング動作を行うスイッチング素子である。スイッチング素子６１６のエミッタは、負側入力端子６０ｂに接続される。
以下では、複数の駆動信号ＸａからＺｂのそれぞれを区別せずに示す場合には、単に駆動信号と称する。
還流ダイオード６２１は、スイッチング素子６１１に逆並列に接続される。即ち、還流ダイオード６２１の陰極であるカソードはスイッチング素子６１１のコレクタに接続され、還流ダイオード６２１の陽極であるアノードはスイッチング素子６１１のエミッタに接続される。なお、還流ダイオード６２１は、整流作用を有する素子であればよく、ダイオードに限定されない。還流ダイオード６２２から６２６のそれぞれも同様である。
同様に、還流ダイオード６２２は、スイッチング素子６１２に逆並列に接続される。還流ダイオード６２３は、スイッチング素子６１３に逆並列に接続される。還流ダイオード６２４は、スイッチング素子６１４に逆並列に接続される。還流ダイオード６２５は、スイッチング素子６１５に逆並列に接続される。還流ダイオード６２６は、スイッチング素子６１６に逆並列に接続される。
制御部７０は、検出部８１の電圧検出部８０で検出された検出値と、検出部８１の電流検出部９０で検出された検出値との少なくとも一方に基づき、駆動信号及び切替信号ＳＷを生成する。電圧検出部８０は、直流母線３ａ及び直流母線３ｂに印加される電圧を検出し、検出した電圧検出値を制御部７０へ出力する。電流検出部９０は、直流母線３ｂに流れる電流を検出し、検出した電流検出値を制御部７０へ出力する。切替信号ＳＷは、結線切替部１２０の動作を制御する信号である。切替信号ＳＷが結線切替部１２０に入力されることにより、電動機１３０の巻線の結線状態がＹ結線又はΔ結線に切替えられる。
なお、電圧検出部８０及び電流検出部９０が設けられる位置は、制御部７０が動作するために必要な情報を検出可能な位置であればよく、図１に示す位置に限定されない。具体的には、電圧検出部８０は、平滑コンデンサ５０と並列に設けられる抵抗によって分圧された電圧を検出可能な位置に設けてもよい。このように設けられた電圧検出部８０は、平滑コンデンサ５０の両端電圧、即ち、インバータ６０の入力側電圧を、制御部７０が検出可能な電圧に変換して出力する。電流検出部９０は、交流配線６３に流れる電流を検出可能な位置に設けてもよい。このように設けられた電流検出部９０では、インバータ６０から電動機１３０に流れる電流が検出される。
結線切替部１２０は、第２の基板であるリレー基板２００の実装面に設けられる。結線切替部１２０は、電動機１３０の巻線の結線状態を、Ｙ結線からΔ結線に切替え、又はΔ結線からＹ結線に切替える切替器である。結線切替部１２０は、切替器１２１、切替器１２２及び切替器１２３を備える。切替器１２１、切替器１２２及び切替器１２３のそれぞれは、ｃ接点型のリレーである。
切替器１２１は、接点ａ、接点ｂ及び接点ｃを備える。接点ｃは、通電時に接点ａと接続され、非通電時に接点ｂと接続される。
切替器１２１の接点ａは、交流配線１５０のＷ相の配線１５０ｂを介して、入力端子ｄに接続される。交流配線１５０は、交流配線１４０に結線切替部１２０を接続するための配線である。交流配線１５０は、配線１５０ａ及び配線１５０ｂを備える。配線１５０ａは交流配線１４０とリレー基板２００との間に設けられる配線である。配線１５０ｂはリレー基板２００の実装面に形成されるパターン配線である。Ｗ相の配線１５０ｂの一端は、入力端子ｄに接続される。Ｗ相の配線１５０ｂの他端は、切替器１２１の接点ａに接続される。入力端子ｄは、リレー基板２００の実装面に設けられる端子である。Ｗ相の配線１５０ａの一端は、入力端子ｄに接続される。Ｗ相の配線１５０ａの他端は、Ｗ相の交流配線１４０に接続される。Ｗ相の配線１５０ａの他端と、Ｗ相の交流配線１４０との接続点は、符号γで示される。接続点γの位置は、Ｗ相の交流配線１４０の内、ノイズ抑制部１１０と電動機１３０との間である。
切替器１２１の接点ｂは、端子２１０と電気的に接続される。端子２１０はリレー基板２００の実装面に設けられる端子であり、Δ結線時の中性点となる端子である。
切替器１２１の接点ｃは、交流配線１６０のＵ相の配線１６０ｂを介して、入力端子Ｚに接続される。交流配線１６０は、電動機１３０に結線切替部１２０を接続するための配線である。交流配線１６０は、配線１６０ａ及び配線１６０ｂを備える。配線１６０ａは電動機１３０とリレー基板２００との間に設けられる配線である。配線１６０ｂはリレー基板２００の実装面に形成されるパターン配線である。Ｕ相の配線１６０ｂの一端は、切替器１２１の接点ｃに接続される。Ｕ相の配線１６０ｂの他端は、入力端子Ｚに接続される。入力端子Ｚは、リレー基板２００の実装面に設けられる端子である。Ｕ相の配線１６０ａの一端は、入力端子Ｚに接続される。Ｕ相の配線１６０ａの他端は、電動機１３０のＵ相巻線１３１の他端に接続される。
切替器１２１が接続状態Ａのとき、Ｕ相巻線１３１の他端は、接続点γと電気的に接続される。接続状態Ａは接点ｃが接点ａと接続されている状態である。切替器１２１が接続状態Ｂのとき、Ｕ相巻線１３１の他端は、切替器１２２及び切替器１２３のそれぞれの接点ｂと電気的に接続される。接続状態Ｂは、接点ｃが接点ｂと接続されている状態である。
切替器１２２の接点ａは、Ｕ相の配線１５０ｂを介して、入力端子ｅに接続される。Ｕ相の配線１５０ｂの一端は、入力端子ｅに接続される。Ｕ相の配線１５０ｂの他端は、切替器１２２の接点ａに接続される。入力端子ｅは、リレー基板２００の実装面に設けられる端子である。Ｕ相の配線１５０ａの一端は、入力端子ｅに接続される。Ｕ相の配線１５０ａの他端は、Ｕ相の交流配線１４０に接続される。Ｕ相の配線１５０ａの他端と、Ｕ相の交流配線１４０との接続点は、符号αで示される。接続点αの位置は、Ｕ相の交流配線１４０の内、ノイズ抑制部１１０と電動機１３０との間である。
切替器１２２の接点ｂは、端子２１０と電気的に接続される。
切替器１２２の接点ｃは、交流配線１６０のＶ相の配線１６０ｂを介して、入力端子Ｘに接続される。Ｖ相の配線１６０ｂの一端は、切替器１２２の接点ｃに接続される。Ｖ相の配線１６０ｂの他端は、入力端子Ｘに接続される。入力端子Ｘは、リレー基板２００の実装面に設けられる端子である。Ｖ相の配線１６０ａの一端は、入力端子Ｘに接続される。Ｖ相の配線１６０ａの他端は、電動機１３０のＶ相巻線１３２の他端に接続される。
切替器１２２が接続状態Ａのとき、Ｖ相巻線１３２の他端は、接続点αと電気的に接続される。切替器１２２が接続状態Ｂのとき、Ｖ相巻線１３２の他端は、切替器１２１及び切替器１２３のそれぞれの接点ｂと電気的に接続される。
切替器１２３の接点ａは、Ｖ相の配線１５０ｂを介して、入力端子ｆに接続される。Ｖ相の配線１５０ｂの一端は、入力端子ｆに接続される。Ｖ相の配線１５０ｂの他端は、切替器１２３の接点ａに接続される。入力端子ｆは、リレー基板２００の実装面に設けられる端子である。Ｖ相の配線１５０ａの一端は、入力端子ｆに接続される。Ｖ相の配線１５０ａの他端は、Ｖ相の交流配線１４０に接続される。Ｖ相の配線１５０ａの他端と、Ｖ相の交流配線１４０との接続点は、符号βで示される。接続点βの位置は、Ｖ相の交流配線１４０の内、ノイズ抑制部１１０と電動機１３０との間である。
切替器１２３の接点ｂは、端子２１０と電気的に接続される。
切替器１２３の接点ｃは、交流配線１６０のＷ相の配線１６０ｂを介して、入力端子Ｙに接続される。Ｗ相の配線１６０ｂの一端は、切替器１２３の接点ｃに接続される。Ｗ相の配線１６０ｂの他端は、入力端子Ｙに接続される。入力端子Ｙは、リレー基板２００の実装面に設けられる端子である。入力端子Ｙには、Ｗ相の配線１６０ａの一端が接続される。Ｗ相の配線１６０ａの他端は、電動機１３０のＷ相巻線１３３の他端に接続される。
切替器１２３が接続状態Ａのとき、Ｗ相巻線１３３の他端は、接続点βと電気的に接続される。切替器１２３が接続状態Ｂのとき、Ｗ相巻線１３３の他端は、切替器１２１及び切替器１２２のそれぞれの接点ｂと電気的に接続される。
ノイズ抑制部１１０は、Ｕ相、Ｖ相及びＷ相の３つの交流配線１４０に設けられる。具体的には、ノイズ抑制部１１０は、交流出力端子１０１から電動機１３０まで伸びる交流配線１４０の内、交流出力端子１０１から接続点α，β，γまでの間の配線に設けられる。ノイズ抑制部１１０には、円筒状の磁性体、インダクタ又はバイパスコンデンサを例示できる。磁性体にはフェライトコアが用いられる。フェライトコアは、交流配線１４０に設けられてもよいし、交流配線１４０に隣接して設けられる電力信号線又はアース線に設けられてもよい。電力信号線は、交流出力端子１０１から電動機１３０まで伸びる信号伝送用配線である。信号伝送用配線は、モータの回転位置検出情報の伝送に利用される。アース線は、交流出力端子１０１から電動機１３０まで伸びる接地用配線である。インダクタにはフェライトビーズ、チョークコイル又はリアクトルが用いられる。バイパスコンデンサにはアクロスザラインコンデンサ又はラインバイパスコンデンサが用いられる。ノイズ抑制部１１０は、磁性体、インダクタ及びバイパスコンデンサの内の一つで構成したものでもよいし、磁性体、インダクタ及びバイパスコンデンサの内の複数のものを組み合わせて構成したものでもよい。
電動機１３０は、Ｕ相巻線１３１、Ｖ相巻線１３２及びＷ相巻線１３３を備える。Ｕ相巻線１３１、Ｖ相巻線１３２及びＷ相巻線１３３は、切替器１２１から１２３の接続状態により、Ｙ結線又はΔ結線に切替えが可能である。電動機１３０の巻線の結線状態が、Ｙ結線又はΔ結線に切替えられることにより、電動機１３０の高出力駆動及び高効率駆動が可能である。以下では、Ｕ相巻線１３１、Ｖ相巻線１３２及びＷ相巻線１３３のそれぞれを区別せずに示す場合には、単に巻線と称する。
次に図２及び図３を参照して、電動機１３０の巻線の結線状態がＹ結線又はΔ結線に切替えられる理由を説明する。
図２は実施の形態１に係る電動機の駆動装置によって結線状態がＹ結線となっている巻線を示す図である。切替器１２１から１２３のそれぞれが接続状態Ｂのとき、電動機１３０の巻線の結線状態は、図２に示すようにＹ結線となる。図２に示されるインダクタンス５００は、図１のノイズ抑制部１１０が磁性体である場合に、Ｙ結線時の交流配線１４０に形成されるインダクタンス成分である。
図３は実施の形態１に係る電動機の駆動装置によって結線状態がΔ結線となっている巻線を示す第１の図である。切替器１２１から１２３のそれぞれが接続状態Ａのとき、電動機１３０の巻線の結線状態は、図３に示すようにΔ結線となる。図３に示されるインダクタンス５００は、図１のノイズ抑制部１１０が磁性体である場合に、Δ結線時の交流配線１４０に形成されるインダクタンス成分である。
Ｙ結線時の電動機１３０の線間電圧をＶＹとし、Ｙ結線時に流れる電流をＩＹと定義する。またΔ結線時の電動機１３０の線間電圧をＶΔとし、Δ結線時に流れる電流をＩΔと定義する。このように定義した場合、線間電圧ＶＹは、ＶＹ＝√３×ＶΔで表すことができる。また電流ＩΔは、√３×ＩＹ＝ＩΔで表すことができる。即ち、Δ結線時の電流は、Δ結線の電動機１３０と同一回転数でのＹ結線時の電流より大きくなるが、Δ結線時の電動機１３０の駆動に必要な電圧は、Δ結線の電動機１３０と同一回転数でのＹ結線時の電圧より低くできる。
近年の省エネルギー化のニーズの高まりにより、電動機１３０にはブラシレスＤＣモータが広く用いられている。ブラシレスＤＣモータの回転子には永久磁石が用いられる。電動機１３０にブラシレスＤＣモータを用いた場合、回転子の回転数が上昇する程、電動機１３０の逆起電圧が増加し、電動機１３０の駆動に必要な電圧値が増加する。逆起電圧は、電動機１３０の発電作用により、電動機１３０の駆動時に流れる電流の方向とは逆方向に、電流を流す起電圧である。
ここで、インバータ６０によりＹ結線の電動機１３０を駆動する場合、Δ結線の電動機１３０を駆動するときに比べて、Δ結線の電動機１３０と同一回転数での電動機１３０の駆動に必要な電圧が増加する。そして、電動機１３０の駆動に必要な電圧が増加するに従い、逆起電圧も増加する。逆起電圧の増加を抑制するためには、永久磁石の磁力を低下させ、又は固定子の巻線を巻ほどくといった措置が必要になるが、この措置を施した場合、電動機１３０及びインバータ６０に流れる電流が増加するため、効率の低下が避けられない。そこで、電動機１３０を特定の回転数より高い回転数で駆動する場合、Ｙ結線からΔ結線に切替えることにより、電動機１３０の駆動に必要な電圧は、Ｙ結線時の電圧の１／√３倍となる。そのため、上記の措置を施すことなく、電動機１３０の運転を継続できる。
例えば、電動機１３０が空気調和機に用いられる場合、近年の空気調和機は、運転開始時の設定温度と室温との差が特定の値よりも大きいとき、設定温度に近づくまでは電動機１３０の回転数を上げることで、室温を設定温度に近づける。一方、設定温度と室温とが概ね一致しているとき、空気調和機は、電動機１３０の回転数を低下させる。概ね一致とは、設定温度と室温との温度差を例えば０．５℃以内とすることである。ここで、全体の運転時間に対して低速運転時間が占める割合は、全体の運転時間に対して高速運転時間が占める割合よりも大きい。低速運転時間は、特定の回転数よりも低い低回転数で電動機１３０が運転する時間である。高速運転時間は、特定の回転数よりも高い高回転数で電動機１３０が運転する時間である。そのため、電動機の駆動装置４００は、低回転数で電動機１３０を駆動する場合には、駆動電圧が低いため、電流を低減することが可能なＹ結線とし、高回転数で電動機１３０を駆動する場合には、Δ結線とする。低回転数で電動機１３０を駆動する際にＹ結線にすることにより、Δ結線時に比べて、電動機１３０に流れる電流の値を１／√３倍にできるだけでなく、Ｙ結線時の巻線の線径及び巻数を低回転数で最適となるように設定できる。そのため、Ｙ結線で全回転数域を駆動することを前提に構成された電動機１３０に比べて、電動機１３０に流れる電流の値を低減できる。従って、インバータ６０に電流が流れることで発生する損失を低減でき、インバータ６０における電力変換効率が向上する。
一方、高回転数で電動機１３０を駆動する場合、電動機の駆動装置４００は、電動機１３０の巻線の結線状態をΔ結線とする。これにより、Ｙ結線時の巻線の線径及び巻数を低回転数で最適となるように設定された電動機１３０に比べて、１／√３倍の電圧で電動機１３０を駆動できる。従って、巻線を巻ほどくこと無く全回転数領域で電動機１３０を駆動でき、また必要以上に電流値を増加させる弱め磁束制御を用いることなく、全回転数領域を駆動できる。
但し、実施の形態１に係る電動機の駆動装置４００は、巻線の結線状態をＹ結線又はΔ結線に切替える結線切替機構を備えるため、結線切替機構を備えない電動機の駆動装置に比べて、電動機の駆動装置４００と電動機１３０との間の交流配線数が３倍になる。即ち、結線切替機構を備えない電動機の駆動装置では、１つの交流配線により、電動機の駆動装置と電動機とが接続されるのに対して、実施の形態１に係る電動機の駆動装置４００では、交流配線１４０、交流配線１５０及び交流配線１６０が必要になる。交流配線の数が増加する程、ＥＭＩ対策部品の取付箇所が増加する。従って、ＥＭＩ対策構造が大型化かつ複雑化する。また空気調和機の室外機に、電動機の駆動装置４００が設置される場合、ＥＭＩ対策構造が大型化すると、室外機の筐体への、電動機の駆動装置４００の取付け場所を確保できない可能性がある。そのため、室外機の筐体を大きくし、又は室外機内部の部品配置を見直すといった措置が必要になる。室外機の筐体は、室外機の内部に設けられる電気品箱、又は室外機の外郭を構成する筐体である。またＥＭＩ対策部品の取付箇所が増加することにより、ＥＭＩ対策費用が増加し、さらにＥＭＩ対策部品による損失が増加することが懸念される。ＥＭＩ対策部品による損失について説明すると、例えばＥＭＩ対策部品にフェライトコアが用いられている場合、高周波領域ではリアクタンスが抵抗成分として顕在化し、交流配線１４０に流れる電流が熱に変換される。この熱がＥＭＩ対策部品による損失に相当する。
図４は図１に示すインバータと電動機との間にノイズ抑制部を設けていない場合における雑音端子電圧特性を示す図である。図４の縦軸は雑音端子電圧を表し、図４の横軸は周波数を表す。実線はＹ結線時の雑音端子電圧特性である。破線はΔ結線時の雑音端子電圧特性である。雑音端子電圧特性は、周波数特性又はノイズレベルを表す。電動機１３０の仕様と、電動機の駆動装置４００の仕様とが変わることにより、雑音端子電圧特性も変化する。すなわち、インバータ６０を構成するスイッチング素子と、インバータ６０の出力電圧レベルと、スイッチング素子のスイッチング周波数と、電動機１３０の負荷要求と、電動機１３０の駆動周波数と、インバータ６０と電動機１３０との間の配線の長さとが変わることによって、雑音端子電圧特性は変化する。実施の形態１に係る電動機の駆動装置４００の構成例は、図示例に限定されないため、雑音端子電圧特性も図４に示されるものに限定されない。Δ結線時の雑音端子電圧特性では、インバータ６０が駆動することで発生するスイッチングノイズに加えて、電動機１３０の三相巻線間に流れる循環電流に起因するノイズが発生する。電動機１３０の三相巻線間に流れる循環電流は、Ｕ相巻線１３１、Ｖ相巻線１３２及びＷ相巻線１３３の間に循環する電流である。
そのため、Δ結線時の雑音端子電圧特性では、Ｙ結線時の雑音端子電圧特性と比較して、ノイズ特性が２００［ｋＨｚ］から２［ＭＨｚ］までの周波数帯域において、雑音端子電圧が増加する傾向にある。Ｙ結線とΔ結線との結線切替機構を有する電動機の駆動装置４００を構成する上では、Δ結線時の循環電流に起因するノイズ成分への対策手法の検討が必要不可欠である。
実施の形態１に係る電動機の駆動装置４００は、このようなノイズ成分を低減するため、図１に示すように、接続点α，β，γと交流出力端子１０１との間にノイズ抑制部１１０が設けられる。接続点α，β，γと交流出力端子１０１との間にノイズ抑制部１１０を設けることにより、Δ結線及びＹ結線の何れの結線状態においても、インバータ６０と電動機１３０との間に伝搬するＥＭＩノイズが抑制される。
また、Δ結線及びＹ結線の何れの結線状態においても、インバータ６０と電動機１３０との間では、インバータ６０が駆動することで発生するスイッチングノイズが、ＥＭＩノイズの支配的要因となる。接続点α，β，γと交流出力端子１０１との間にノイズ抑制部１１０を設けることにより、インバータ６０が駆動することで発生するスイッチングノイズを効果的に抑制できる。
また、実施の形態１に係る電動機の駆動装置４００では、交流配線１４０にノイズ抑制部１１０が設けられる。従って、交流配線１４０、交流配線１５０及び交流配線１６０のそれぞれにＥＭＩ対策部品を取付ける場合に比べて、ＥＭＩ対策部品の取付箇所が少なくて済む。そのため、ＥＭＩ対策構造が簡素化され、電動機の駆動装置４００の大型化と製造コストの増加とを抑制しながら、ＥＭＩ対策構造を実現できる。またＥＭＩ対策部品の取付箇所が少なくて済むため、ＥＭＩ対策部品の特性劣化及び故障発生の頻度が低減される。またＥＭＩ対策構造が簡素化されることにより、室外機の筐体への電動機の駆動装置４００の取付け場所が確保し易くなり、室外機の筐体を大きくし、又は室外機内部の部品配置を見直すといった措置が不要になる。従って、室外機の大型化又は製造コストの上昇を抑制できる。また、ＥＭＩ対策部品の取付箇所が少なくて済むため、前述したＥＭＩ対策部品による損失の増加が抑制され、電動機１３０を高効率かつ高出力に駆動可能である。またＥＭＩ対策部品の取付箇所が少なくて済むため、室外機の筐体へＥＭＩ対策部品を取付ける面積の増加が抑制される。さらに、ＥＭＩ対策部品の取付箇所が少なくて済むため、ＥＭＩ対策部品に巻かれる配線の長さを短くでき、配線長の増加を抑制できる。具体的には、フェライトコアをノイズ抑制部１１０として用いた場合、このフェライトコアには配線が複数回巻かれる。ノイズ抑制部１１０がフェライトコアである場合、当該配線は、交流配線１４０に相当する。ＥＭＩ対策部品であるフェライトコアの数が少なくなることにより、フェライトコアに巻かれる配線長が短くなるため、配線の材料費と配線作業のコストとが低減される。またフェライトコアに巻かれる配線長が短くなるため、配線のインピーダンスが低減されて電動機１３０を高効率かつ高出力に駆動可能である。
次に図５を参照して、Δ結線時の循環電流に起因するノイズの抑制方法について説明する。
図５は実施の形態１に係る電動機の駆動装置によって結線状態がΔ結線となっている巻線を示す第２の図である。図５には、磁性体で構成されるノイズ抑制部１１０によって、交流配線１４０に形成されるインダクタンス５００と、インダクタンス５１０とが示される。インダクタンス５１０は、接続点α，β，γと接点ａとの間の配線に、ノイズ抑制部１１０を追加で設けた場合に、追加されたノイズ抑制部１１０によって形成されるインダクタンスである。このようにノイズ抑制部１１０を追加で設けた場合、Δ結線時に、接続点α，β，γと電動機１３０の各巻線との間に、インダクタンス５１０が形成されるため、電動機１３０の三相巻線間に流れる循環電流に起因するノイズが抑制される。
なお実施の形態１では、リレー基板２００の端子２１０から接点ｂまで伸びる配線に、ノイズ抑制部１１０を追加で設けてもよいし、接点ｃから入力端子Ｘ，Ｙ，Ｚまで伸びる配線１６０ｂに、ノイズ抑制部１１０を追加で設けてもよい。このようにノイズ抑制部１１０を追加で設けることにより、Δ結線時には、配線１６０ｂに、追加されたノイズ抑制部によるインダクタンスが形成される。従って、三相巻線間に流れる循環電流に起因するノイズ成分が抑制される。一方、Ｙ結線時には、交流配線１４０に図２に示すインダクタンス５００が形成され、さらに端子２１０と入力端子Ｘ，Ｙ，Ｚとの間の配線に、追加されたノイズ抑制部によるインダクタンスが形成される。従って、これらのインダクタンスを合算したインダクタンスにより、ＥＭＩノイズ抑制効果を高めることができる。
なお、交流配線１４０は、インバータ基板１００のパターン配線である交流配線６３に直接接続してもよい。即ち、交流出力端子１０１を介さずに、交流配線６３に交流配線１４０を接続してもよい。このように配線した場合でも、実施の形態１では、インバータ６０から接続点α，β，γまでの間に一つのノイズ抑制部１１０が設けられているものとする。交流配線１４０にノイズ抑制部１１０を設けることにより、インバータ基板１００上のパターン配線にＥＭＩ対策構造を設ける必要がなくなる。従って、パターン配線にＥＭＩ対策構造を設ける場合に比べて、パターン配線長を短くでき、またインバータ基板１００上の配線構造が簡素化される。
なお、ノイズ抑制部１１０を交流配線１４０に設ける場合、ノイズ抑制部１１０は、インバータ基板１００寄りに設けることが望ましい。即ち、交流配線１４０上におけるノイズ抑制部１１０から電動機１３０までの距離は、交流配線１４０上におけるノイズ抑制部１１０からインバータ６０までの距離よりも長くすることが望ましい。これによりノイズ抑制部１１０を電動機１３０から遠ざけることができる。電動機１３０が駆動した際に発生する熱及び振動により、ノイズ抑制部１１０の特性劣化が進み、またノイズ抑制部１１０の故障発生の頻度が増加する恐れがある。ノイズ抑制部１１０を電動機１３０から遠ざけることにより、ノイズ抑制部１１０の特性劣化の進みを遅くでき、またノイズ抑制部１１０の故障発生の頻度を低減できる。
また実施の形態１に係る電動機の駆動装置４００には、巻線をＹ結線からＹ結線に切替可能であり、また巻線をΔ結線からΔ結線に切替可能な機構を設けてもよい。具体的には、巻線の中間に切替スイッチを設け、要求負荷に応じて当該切替スイッチを動作させることにより三相巻線の巻数を調整する機構と、各相に巻線を二つ以上設け、要求負荷に応じて二つ以上の巻線のそれぞを連結させることにより三相巻線の巻数を調整する機構とが考えられる。但し、Ｙ結線からＹ結線に切替る効果と、Δ結線からΔ結線に切替る効果とが得られれば、その構成は限定されない。
実施の形態２．
図６は実施の形態２に係る電動機の駆動装置の構成例を示す図である。実施の形態２に係る電動機の駆動装置４００−２は、リレー基板２００の代わりにリレー基板２００−２を備える。交流配線１４０は、交流配線１４０ａ、交流配線１４０ｂ及び交流配線１４０ｃを備える。その他の構成については、実施の形態１の構成と同一又は同等であり、同一又は同等の構成部には同一の符号を付して、重複する説明は省略する。
リレー基板２００−２には、結線切替部１２０及び交流配線１４０ｂが設けられる。交流配線１４０ｂは、リレー基板２００−２の実装面に形成されるパターン配線である。交流配線１４０ｂの一端は、交流配線１４０ａの一端に接続される。交流配線１４０ａは、インバータ基板１００とリレー基板２００−２との間に設けられる基板間配線である。Ｕ相の交流配線１４０ｂとＵ相の交流配線１４０ａとの接続点は、接続点α’である。Ｖ相の交流配線１４０ｂとＶ相の交流配線１４０ａとの接続点は、符号β’で示される。Ｗ相の交流配線１４０ｂとＷ相の交流配線１４０ａとの接続点は、符号γ’で示される。Ｕ相の交流配線１４０ａの他端は、Ｕ相の交流出力端子１０１に接続される。Ｖ相の交流配線１４０ａの他端は、Ｖ相の交流出力端子１０１に接続される。Ｗ相の交流配線１４０ａの他端は、Ｗ相の交流出力端子１０１に接続される。交流配線１４０ａにはノイズ抑制部１１０が設けられる。
交流配線１４０ｂの他端は、交流配線１４０ｃの一端に接続される。交流配線１４０ｃは、リレー基板２００−２と電動機１３０の巻線との間に設けられる電動機配線である。Ｕ相の交流配線１４０ｂとＵ相の交流配線１４０ｃとの接続点は、符号αで示される。Ｖ相の交流配線１４０ｂとＶ相の交流配線１４０ｃとの接続点は、符号βで示される。Ｗ相の交流配線１４０ｂとＷ相の交流配線１４０ｃとの接続点は、符号γで示される。Ｕ相の交流配線１４０ｃの他端は、Ｕ相巻線１３１の一端に接続される。Ｖ相の交流配線１４０ｃの他端は、Ｖ相巻線１３２の一端に接続される。Ｗ相の交流配線１４０ｃの他端は、Ｗ相巻線１３３の一端に接続される。
交流配線１５０のＷ相の配線１５０ｂの一端は、Ｗ相の交流配線１４０ｂに接続される。Ｗ相の配線１５０ｂの他端は、切替器１２１の接点ａに接続される。切替器１２１の接点ａは、Ｗ相の配線１５０ｂを介して、Ｗ相の交流配線１４０ｂに接続される。交流配線１５０のＵ相の配線１５０ｂの一端は、Ｕ相の交流配線１４０ｂに接続される。Ｕ相の配線１５０ｂの他端は、切替器１２２の接点ａに接続される。切替器１２２の接点ａは、Ｕ相の配線１５０ｂを介して、Ｕ相の交流配線１４０ｂに接続される。交流配線１５０のＶ相の配線１５０ｂの一端は、Ｖ相の交流配線１４０ｂに接続される。Ｖ相の配線１５０ｂの他端は、切替器１２３の接点ａに接続される。切替器１２３の接点ａは、Ｖ相の配線１５０ｂを介して、Ｖ相の交流配線１４０ｂに接続される。
実施の形態２では、電動機１３０がリレー基板２００−２上の交流配線１４０ｂを介して、インバータ基板１００に接続される。実施の形態１の交流配線１４０の長さは、実施の形態２の交流配線１４０ｃの長さよりも長いため、実施の形態１では、インバータ基板１００の外側に交流配線１４０を中継するための端子台又はカシメが必要になる場合がある。端子台は、インバータ基板１００から伸びる配線が接続される１次側端子と、電動機１３０から伸びる配線が接続される２次端子とを備えた端子台である。カシメは、インバータ基板１００から伸びる配線の先端と、電動機１３０から伸びる配線の先端とを挿入する金属製のスリーブである。実施の形態２では、実施の形態１の交流配線１４０に比べて、交流配線１４０ｃの長さが短いため、端子台又はカシメを用いることなく、インバータ基板１００と電動機１３０とを電気的に接続できる。従って、実施の形態２では、実施の形態１の効果に加えて、配線構造を簡素化できるという効果が得られる。また、実施の形態２では、交流配線１４０の配線長が実施の形態１よりも短くなるため、交流配線１４０の配線長が短くなる分、電動機の駆動装置４００−２を軽量化できる。
なお、実施の形態２では、交流配線１４０ａにノイズ抑制部１１０が設けられているため、実施の形態１と同様に、Δ結線及びＹ結線の何れの結線状態においても、インバータ６０と電動機１３０との間に伝搬するＥＭＩノイズが抑制される。また、交流配線１４０ａにノイズ抑制部１１０を設けることにより、インバータ６０が駆動することで発生するスイッチングノイズを効果的に抑制できる。また、交流配線１４０ａにノイズ抑制部１１０を設けることにより、交流配線１４０及び交流配線１６０のそれぞれにＥＭＩ対策部品を取付ける場合に比べて、ＥＭＩ対策部品の取付箇所が少なくて済む。そのため、ＥＭＩ対策構造が簡素化され、電動機の駆動装置４００−２の大型化と製造コストの増加とを抑制しながら、ＥＭＩ対策構造を実現できる。
なお、実施の形態２では、接続点α，β，γと接点ａとの間の配線に、ノイズ抑制部１１０を追加で設けてもよい。接続点α，β，γと接点ａとの間の配線は、交流配線１４０ｂでもよいし、配線１５０ｂでもよい。このように、ノイズ抑制部１１０を追加で設けることにより、Δ結線時には、交流配線１４０ｂ及び配線１５０ｂの少なくとも一方に、追加されたノイズ抑制部によるインダクタンスが形成される。従って、三相巻線間に流れる循環電流に起因するノイズ成分が抑制される。
なお、実施の形態２では、リレー基板２００−２の端子２１０から接点ｂまで伸びる配線に、ノイズ抑制部１１０を追加で設けてもよいし、接点ｃから入力端子Ｘ，Ｙ，Ｚまで伸びる配線１６０ｂに、ノイズ抑制部１１０を追加で設けてもよい。このように、ノイズ抑制部を追加で設けることにより、Δ結線時には、配線１６０ｂに、追加されたノイズ抑制部によるインダクタンスが形成される。従って、三相巻線間に流れる循環電流に起因するノイズ成分が抑制される。一方、Ｙ結線時には、交流配線１４０ａに図２に示すインダクタンス５００が形成され、さらに端子２１０と入力端子Ｘ，Ｙ，Ｚとの間の配線に、追加されたノイズ抑制部によるインダクタンスが形成される。その結果、これらのインダクタンスを合算したインダクタンスにより、ＥＭＩノイズ抑制効果を高めることができる。
なお、交流配線１４０ａは、インバータ基板１００のパターン配線である交流配線６３に直接接続してもよい。即ち、交流出力端子１０１を介さずに、交流配線６３に交流配線１４０ａを接続してもよい。このように配線した場合でも、実施の形態２では、交流配線１４０ａに一つのノイズ抑制部１１０が設けられているものとする。交流配線１４０ａにノイズ抑制部１１０を設けることにより、インバータ基板１００上のパターン配線にＥＭＩ対策構造を設ける必要がなくなる。従って、パターン配線にＥＭＩ対策構造を設ける場合に比べて、パターン配線長を短くでき、またインバータ基板１００上の配線構造が簡素化される。
なお、ノイズ抑制部１１０を交流配線１４０ａに設ける場合、ノイズ抑制部１１０は、インバータ基板１００寄りに設けることが望ましい。即ち、交流配線１４０ａ上におけるノイズ抑制部１１０からリレー基板２００−２までの距離は、交流配線１４０ａ上におけるノイズ抑制部１１０からインバータ６０までの距離よりも長くすることが望ましい。これによりノイズ抑制部１１０を電動機１３０から遠ざけることができる。ノイズ抑制部１１０を電動機１３０から遠ざけることにより、ノイズ抑制部１１０の特性劣化の進みを遅くでき、またノイズ抑制部１１０の故障発生の頻度を低減できる。
また実施の形態２に係る電動機の駆動装置４００−２には、実施の形態１と同様に、巻線をＹ結線からＹ結線に切替可能であり、また巻線をΔ結線からΔ結線に切替可能な機構を設けてもよい。
実施の形態３．
図７は実施の形態３に係る電動機の駆動装置の構成例を示す図である。実施の形態３に係る電動機の駆動装置４００−３は、インバータ基板１００及びリレー基板２００の代わりに、第１の基板であるパワー基板３００を備える。パワー基板３００には、インバータ基板１００に設けられる部品とリレー基板２００に設けられる部品とが設けられる。交流配線１４０は、交流配線１４０ｄ及び交流配線１４０ｅを備える。その他の構成については、実施の形態１の構成と同一又は同等であり、同一又は同等の構成部には同一の符号を付して、重複する説明は省略する。
交流配線１４０ｄは、パワー基板３００の実装面に形成されるパターン配線である。Ｕ相の交流配線１４０ｄの一端は、インバータ６０の出力端子６０ｃの一端に接続される。Ｖ相の交流配線１４０ｄの一端は、インバータ６０の出力端子６０ｄの一端に接続される。Ｗ相の交流配線１４０ｄの一端は、インバータ６０の出力端子６０ｅの一端に接続される。交流配線１４０ｄにはノイズ抑制部１１０が設けられる。
Ｕ相の交流配線１４０ｄの他端は、Ｕ相の交流出力端子１０１−３に接続される。交流出力端子１０１−３は、パワー基板３００の実装面に設けられる端子である。Ｖ相の交流配線１４０ｄの他端は、Ｖ相の交流出力端子１０１−３に接続される。Ｗ相の交流配線１４０ｄの他端は、Ｗ相の交流出力端子１０１−３に接続される。
交流出力端子１０１−３は、交流配線１４０ｅを介して、電動機１３０に接続される。交流配線１４０ｅは、パワー基板３００と電動機１３０の巻線との間に設けられる配線である。Ｕ相の交流配線１４０ｅの一端は、Ｕ相の交流出力端子１０１−３に接続される。Ｕ相の交流配線１４０ｅの他端は、Ｕ相巻線１３１の一端に接続される。Ｖ相の交流配線１４０ｅの一端は、Ｖ相の交流出力端子１０１−３に接続される。Ｖ相の交流配線１４０ｅの他端は、Ｖ相巻線１３２の一端に接続される。Ｗ相の交流配線１４０ｅの一端は、Ｗ相の交流出力端子１０１−３に接続される。Ｗ相の交流配線１４０ｅの他端は、Ｗ相巻線１３３の一端に接続される。
切替器１２１の接点ａは、交流配線１５０のＷ相の配線１５０ｃを介して、Ｗ相の交流配線１４０ｄに接続される。配線１５０ｃは、配線１５０ｃはパワー基板３００の実装面に形成されるパターン配線である。Ｗ相の配線１５０ｃの一端は、Ｗ相の交流配線１４０ｄに接続される。Ｗ相の配線１５０ｃの他端は、切替器１２１の接点ａに接続される。Ｗ相の配線１５０ｃとＷ相の交流配線１４０ｄとの接続点は、符号γで示される。
切替器１２２の接点ａは、Ｕ相の交流配線１５０の配線１５０ｃを介して、Ｕ相の交流配線１４０ｄに接続される。Ｕ相の配線１５０ｃの一端は、Ｕ相の交流配線１４０ｄに接続される。Ｕ相の配線１５０ｃの他端は、切替器１２２の接点ａに接続される。Ｕ相の配線１５０ｃとＵ相の交流配線１４０ｄとの接続点は、符号αで示される。
切替器１２３の接点ａは、Ｖ相の配線１５０ｃを介して、Ｖ相の交流配線１４０ｄに接続される。Ｖ相の配線１５０ｃの一端は、Ｖ相の交流配線１４０ｄに接続される。Ｖ相の配線１５０ｃの他端は、切替器１２３の接点ａに接続される。Ｖ相の配線１５０ｃとＶ相の交流配線１４０ｄとの接続点は、符号βで示される。
切替器１２１の接点ｂは端子２１１に接続される。端子２１１はパワー基板３００に設けられる端子であり、Δ結線時の中性点となる端子である。切替器１２２の接点ｂは端子２１１に接続される。切替器１２３の接点ｂは端子２１１に接続される。
切替器１２１の接点ｃは、交流配線１６０のＵ相の配線１６０ｃを介して、入力端子Ｚ’に接続される。交流配線１６０は、配線１６０ａ及び配線１６０ｃを備える。Ｕ相の配線１６０ａの一端は、入力端子Ｚ’に接続される。Ｕ相の配線１６０ａの他端は、電動機１３０のＵ相巻線１３１の他端に接続される。配線１６０ｃはパワー基板３００の実装面に形成されるパターン配線である。Ｕ相の配線１６０ｃの一端は、切替器１２１の接点ｃに接続される。Ｕ相の配線１６０ｃの他端は、入力端子Ｚ’に接続される。入力端子Ｚ’は、パワー基板３００の実装面に設けられる端子である。
切替器１２２の接点ｃは、交流配線１６０のＶ相の配線１６０ｃを介して、入力端子Ｘ’に接続される。Ｖ相の配線１６０ｃの一端は、切替器１２２の接点ｃに接続される。Ｖ相の配線１６０ｃの他端は、入力端子Ｘ’に接続される。入力端子Ｘ’は、パワー基板３００の実装面に設けられる端子である。Ｖ相の配線１６０ａの一端は、入力端子Ｘ’に接続される。Ｖ相の配線１６０ａの他端は、電動機１３０のＶ相巻線１３２の他端に接続される。
切替器１２３の接点ｃは、交流配線１６０のＷ相の配線１６０ｃを介して、入力端子Ｙ’に接続される。Ｗ相の配線１６０ｃの一端は、切替器１２３の接点ｃに接続される。Ｗ相の配線１６０ｃの他端は、入力端子Ｙ’に接続される。入力端子Ｙ’は、パワー基板３００の実装面に設けられる端子である。Ｗ相の配線１６０ａの一端は、入力端子Ｙ’に接続される。Ｗ相の配線１６０ａの他端は、電動機１３０のＷ相巻線１３３の他端に接続される。
実施の形態３では、電動機１３０が、パワー基板３００の交流配線１４０ｄと、交流配線１４０ｅと、交流配線１６０とを介して、インバータ６０に接続される。実施の形態３では、パワー基板３００を用いることにより、実施の形態１に比べて、使用される基板の枚数が低減される。また実施の形態３では、配線１５０ａが不要なため、インバータ基板１００とリレー基板２００とを接続するための配線の数が低減される。
また実施の形態３では、実施の形態１の交流配線１４０に比べて、交流配線１４０ｅの長さが短いため、前述した端子台又はカシメを用いることなく、パワー基板３００と電動機１３０とを電気的に接続できる。従って、実施の形態３では、実施の形態１の効果に加えて、配線構造を簡素化できるという効果が得られる。また交流配線１４０ｅの使用量が低減されるため、電動機の駆動装置４００−３の製造コストを低減できる。また交流配線１４０ｅの配線長さが短くなるため、交流配線１４０ｅが有するインダクタンス成分が低減され、ＥＭＩノイズを低減できる。
なお、実施の形態３では、交流配線１４０ｄにノイズ抑制部１１０が設けられているため、実施の形態１と同様に、Δ結線及びＹ結線の何れの結線状態においても、インバータ６０と電動機１３０との間に伝搬するＥＭＩノイズが抑制される。また、交流配線１４０ｄにノイズ抑制部１１０を設けることにより、インバータ６０が駆動することで発生するスイッチングノイズを効果的に抑制できる。また、交流配線１４０ｄにノイズ抑制部１１０を設けることにより、交流配線１４０ｄ及び交流配線１６０のそれぞれにＥＭＩ対策部品を取付ける場合に比べて、ＥＭＩ対策部品の取付箇所が少なくて済む。そのため、ＥＭＩ対策構造が簡素化され、電動機の駆動装置４００−３の大型化と製造コストの増加とを抑制しながら、ＥＭＩ対策構造を実現できる。
なお、実施の形態３では、接続点α，β，γと接点ａとの間の配線１５０ｃに、ノイズ抑制部１１０を追加で設けてもよい。このように、ノイズ抑制部１１０を追加で設けることにより、Δ結線時には、配線１５０ｃに、追加されたノイズ抑制部によるインダクタンスが形成される。従って、三相巻線間に流れる循環電流に起因するノイズ成分が抑制される。
なお、実施の形態３では、端子２１１から接点ｂまで伸びる配線に、ノイズ抑制部１１０を追加で設けてもよいし、接点ｃから入力端子Ｘ’，Ｙ’，Ｚ’まで伸びる配線１６０ｃに、ノイズ抑制部１１０を追加で設けてもよい。このように、ノイズ抑制部を追加で設けることにより、Δ結線時には、配線１６０ｃに、追加されたノイズ抑制部によるインダクタンスが形成される。従って、三相巻線間に流れる循環電流に起因するノイズ成分が抑制される。一方、Ｙ結線時には、交流配線１４０ｄに図２に示すインダクタンス５００が形成され、さらに端子２１１と入力端子Ｘ’，Ｙ’，Ｚ’との間の配線に、追加されたノイズ抑制部によるインダクタンスが形成される。その結果、これらのインダクタンスを合算したインダクタンスにより、ＥＭＩノイズ抑制効果を高めることができる。
なお、インバータ６０の出力端子６０ｃには、Ｕ相の交流配線１４０ｄの代わりに、Ｕ相の交流配線１４０ｅを接続してもよい。同様に、インバータ６０の出力端子６０ｄには、Ｖ相の交流配線１４０ｄの代わりに、Ｖ相の交流配線１４０ｅを接続してもよい。またインバータ６０の出力端子６０ｅには、Ｗ相の交流配線１４０ｄの代わりに、Ｗ相の交流配線１４０ｅを接続してもよい。このように配線した場合でも、実施の形態３では、交流配線１４０ｄに一つのノイズ抑制部１１０が設けられているものとする。交流配線１４０ｄにノイズ抑制部１１０を設けることにより、出力端子６０ｃ，６０ｄ，６０ｅとインバータ６０との間のパターン配線にＥＭＩ対策構造を設ける必要がなくなる。従って、パターン配線にＥＭＩ対策構造を設ける場合に比べて、パターン配線長を短くでき、またパワー基板３００上の配線構造が簡素化される。
なお、ノイズ抑制部１１０を交流配線１４０ｄに設ける場合、ノイズ抑制部１１０は、インバータ６０寄りに設けることが望ましい。即ち、交流配線１４０ｄ上におけるノイズ抑制部１１０から交流出力端子１０１−３までの距離は、交流配線１４０ｄ上におけるノイズ抑制部１１０からインバータ６０までの距離よりも長くすることが望ましい。これによりノイズ抑制部１１０を電動機１３０から遠ざけることができる。ノイズ抑制部１１０を電動機１３０から遠ざけることにより、電動機１３０から伝達される熱及び振動が、ノイズ抑制部１１０に伝わり難くなる。そのため、ノイズ抑制部１１０の特性劣化の進みを遅くでき、またノイズ抑制部１１０の故障発生の頻度を低減できる。
また実施の形態３に係る電動機の駆動装置４００−３には、実施の形態１と同様に、巻線をＹ結線からＹ結線に切替可能であり、また巻線をΔ結線からΔ結線に切替可能な機構を設けてもよい。
実施の形態４．
図８は実施の形態４に係る電動機の駆動装置の構成例を示す図である。実施の形態４に係る電動機の駆動装置４００−４では、交流出力端子１０１から電動機１３０まで伸びる交流配線１４０の内、接続点α，β，γから電動機１３０までの間の配線に、ノイズ抑制部１１０が設けられる。その他の構成については、実施の形態１の構成と同一又は同等であり、同一又は同等の構成部には同一の符号を付して、重複する説明は省略する。
図９は実施の形態４に係る電動機の駆動装置によって結線状態がＹ結線となっている巻線を示す図である。図９に示されるインダクタンス５００は、図８に示すノイズ抑制部１１０がＥＭＩノイズを抑制する磁性体である場合に、Ｙ結線時において、接続点α，β，γから電動機１３０までの間の交流配線１４０に形成されるインダクタンス成分である。インダクタンス５００によって、Ｙ結線時のインバータ６０から電動機１３０までの間で発生するＥＭＩノイズが抑制される。
図１０は実施の形態４に係る電動機の駆動装置によって結線状態がΔ結線となっている巻線を示す第１の図である。図１０に示されるインダクタンス５００は、図８に示すノイズ抑制部１１０がＥＭＩノイズを抑制する磁性体である場合に、Δ結線時において、接続点α，β，γと各巻線との間に形成されるインダクタンス成分である。Δ結線時では、インダクタンス５００によって、インバータ６０から電動機１３０までの間で発生するＥＭＩノイズが抑制され、さらに電動機１３０の三相巻線間に流れる循環電流に起因するノイズが抑制される。
このように実施の形態４では、Ｙ結線時にはインバータ６０と電動機１３０との間に伝搬するＥＭＩノイズが抑制され、Δ結線時にはインバータ６０と電動機１３０との間に伝搬するＥＭＩノイズが抑制され、さらに循環電流に起因するノイズが抑制される。そのため実施の形態４では、実施の形態１から３よりもＥＭＩノイズを抑制できる。
なお、図８に示す電動機の駆動装置４００−４には、交流出力端子１０１から接続点α，β，γまでの交流配線１４０に、ノイズ抑制部１１０を追加で設けてもよい。このようにノイズ抑制部を追加することにより、Ｙ結線時には、交流配線１４０ｂに、インダクタンス５００と、追加されたノイズ抑制部によるインダクタンスとが形成される。その結果、インダクタンス５００と、追加されたノイズ抑制部によるインダクタンスとを合算したインダクタンスによって、交流配線１４０にのみノイズ抑制部１１０を設けた場合に比べて、ＥＭＩノイズをより一層抑制できる。
図１１は実施の形態４に係る電動機の駆動装置によって結線状態がΔ結線となっている巻線を示す第２の図である。図１１には、インダクタンス５００とインダクタンス５１０とが示される。インダクタンス５００は、図１０に示すインダクタンス５００と同様のインダクタンスである。即ち、図８に示すノイズ抑制部１１０により、Δ結線時に接続点α，β，γと各巻線との間に形成されるインダクタンス成分である。インダクタンス５１０は、交流出力端子１０１から接続点α，β，γまでの配線に、ノイズ抑制部１１０を追加で設けた場合に、追加されたノイズ抑制部１１０によって形成されるインダクタンスである。このようにノイズ抑制部１１０を追加で設けた場合、Δ結線時に、接続点α，β，γと電動機１３０の各巻線との間に、インダクタンス５００が形成され、さらに交流配線１４０にインダクタンス５１０が形成される。従って、インダクタンス５００により、インバータ６０と電動機１３０との間に伝搬するＥＭＩノイズと、電動機１３０の三相巻線間の循環電流に起因するＥＭＩノイズとが抑制される。さらに、インダクタンス５１０により、インバータ６０と電動機１３０との間に伝搬するＥＭＩノイズが抑制される。
なお、実施の形態４では、接続点α，β，γと接点ａとの間の配線１５０ａに、ノイズ抑制部１１０を追加で設けてもよい。このように、ノイズ抑制部１１０を追加で設けることにより、Δ結線時には、接続点α，β，γと電動機１３０の各巻線との間の配線に、前述したインダクタンス５００と、追加されたノイズ抑制部によるインダクタンスとが形成される。従って、インバータ６０と電動機１３０との間に伝搬するＥＭＩノイズと、電動機１３０の三相巻線間の循環電流に起因するＥＭＩノイズとが抑制される。
なお、実施の形態４では、リレー基板２００の端子２１０から接点ｂまで伸びる配線に、ノイズ抑制部１１０を追加で設けてもよいし、接点ｃから入力端子Ｘ，Ｙ，Ｚまで伸びる配線１６０ｂに、ノイズ抑制部１１０を追加で設けてもよい。このように、ノイズ抑制部１１０を追加で設けることにより、Ｙ結線時には、接続点α，β，γと電動機１３０の各巻線との間の配線に、インダクタンス５００が形成され、さらに配線１６０ｂに、追加されたノイズ抑制部によるインダクタンスが形成される。従って、インダクタンス５００と、追加されたノイズ抑制部１１０によるインダクタンスとを合算したインダクタンスが形成される。そのため、交流配線１４０にのみノイズ抑制部１１０を設けた場合に比べて、ＥＭＩノイズをより一層抑制できる。
また、このようにノイズ抑制部１１０を追加で設けることにより、Δ結線時には、図１１に示すように、接続点α，β，γと電動機１３０の各巻線との間の配線に、インダクタンス５００及びインダクタンス５１０が形成される。従って、インバータ６０と電動機１３０との間に伝搬するＥＭＩノイズと、電動機１３０の三相巻線間の循環電流に起因するＥＭＩノイズとが抑制される。
なお、交流配線１４０は、図８に示すインバータ基板１００のパターン配線である交流配線６３に直接接続してもよい。即ち、交流出力端子１０１を介さずに、交流配線６３に交流配線１４０を接続してもよい。このように配線した場合でも、実施の形態４では、接続点α，β，γから電動機１３０までの配線の間に一つのノイズ抑制部１１０が設けられているものとする。交流配線１４０にノイズ抑制部１１０を設けることにより、インバータ基板１００のパターン配線にＥＭＩ対策構造を設ける必要がなくなる。従って、パターン配線にＥＭＩ対策構造を設ける場合に比べて、パターン配線長を短くでき、またインバータ基板１００上の配線構造が簡素化される。
なお、ノイズ抑制部１１０を交流配線１４０に設ける場合、ノイズ抑制部１１０は、接続点α，β，γ寄りに設けることが望ましい。即ち、交流配線１４０上におけるノイズ抑制部１１０から電動機１３０までの距離は、交流配線１４０上におけるノイズ抑制部１１０から接続点α，β，γまでの距離よりも長くすることが望ましい。これによりノイズ抑制部１１０を電動機１３０から遠ざけることができる。ノイズ抑制部１１０を電動機１３０から遠ざけることにより、ノイズ抑制部１１０の特性劣化の進みを遅くでき、またノイズ抑制部１１０の故障発生の頻度を低減できる。
なお、実施の形態４に係る電動機の駆動装置４００−４には、実施の形態１と同様に、巻線をＹ結線からＹ結線に切替可能であり、また巻線をΔ結線からΔ結線に切替可能な機構を設けてもよい。
実施の形態５．
図１２は実施の形態５に係る電動機の駆動装置の構成例を示す図である。実施の形態５に係る電動機の駆動装置４００−５では、リレー基板２００−２から電動機１３０まで伸びる交流配線１４０ｃに、ノイズ抑制部１１０が設けられる。その他の構成については、実施の形態２の構成と同一又は同等であり、同一又は同等の構成部には同一の符号を付して、重複する説明は省略する。
実施の形態５では、実施の形態４の交流配線１４０に比べて、交流配線１４０ｃの長さが短いため、前述した端子台又はカシメを用いることなく、インバータ基板１００と電動機１３０とを電気的に接続できる。従って、実施の形態５では実施の形態４の効果に加えて、配線構造を簡素化できるという効果が得られる。
なお、実施の形態５では、交流配線１４０ｃにノイズ抑制部１１０が設けられているため、Ｙ結線時には、接続点α，β，γと電動機１３０の各巻線との間に、ノイズ抑制部１１０によるインダクタンスが形成される。従って、接続点α，β，γと電動機１３０の各巻線との間に伝搬するＥＭＩノイズが抑制される。一方、Δ結線時には、接続点α，β，γと電動機１３０の各巻線との間に、ノイズ抑制部１１０によるインダクタンスが形成される。この場合、当該インダクタンスによって、接続点α，β，γと電動機１３０との間に伝搬するＥＭＩノイズが抑制され、さらに電動機１３０の三相巻線間の循環電流に起因するＥＭＩノイズが抑制される。
また、Δ結線及びＹ結線の何れの結線状態においても、インバータ６０と電動機１３０との間では、インバータ６０が駆動することで発生するスイッチングノイズが、ＥＭＩノイズの支配的要因となる。接続点α，β，γと電動機１３０との間に、ノイズ抑制部１１０を設けることにより、インバータ６０が駆動することで発生するＥＭＩノイズを効果的に抑制できる。
また、実施の形態５では、交流配線１４０ｃにノイズ抑制部１１０が設けられる。従って、交流配線１４０ｃ及び交流配線１６０のそれぞれにＥＭＩ対策部品を取付ける場合に比べて、ＥＭＩ対策部品の取付箇所が少なくて済む。そのため、ＥＭＩ対策構造が簡素化され、電動機の駆動装置４００−５の大型化と製造コストの増加とを抑制しながら、ＥＭＩ対策構造を実現できる。またＥＭＩ対策部品の取付箇所が少なくて済むため、ＥＭＩ対策部品の特性劣化及び故障発生の頻度が低減される。
また、ＥＭＩ対策構造が簡素化されることにより、室外機の筐体への電動機の駆動装置４００−５の取付け場所が確保し易くなり、室外機の筐体を大きくし、又は室外機内部の部品配置を見直すといった措置が不要になる、従って、室外機の大型化又は製造コストの上昇を抑制できる。また、ＥＭＩ対策部品の取付箇所が少なくて済むため、ＥＭＩ対策部品による損失の増加が抑制され、電動機１３０を高効率かつ高出力に駆動可能である。また、実施の形態５では交流配線１４０の配線長が実施の形態４よりも短くなるため、交流配線１４０の配線長が短くなる分、電動機の駆動装置４００−５を軽量化できる。
なお、実施の形態５では、交流配線１４０ａに、ノイズ抑制部１１０を追加で設けてもよい。このように、ノイズ抑制部１１０を追加で設けることにより、Ｙ結線時には、交流配線１４０ｃに、図９に示すインダクタンス５００が形成される。さらに、追加されたノイズ抑制部によるインダクタンスが、交流配線１４０ａに形成される。従って、インダクタンス５００と、追加されたノイズ抑制部によるインダクタンスとを合算したインダクタンスによって、交流出力端子１０１と電動機１３０との間に伝搬するＥＭＩノイズが抑制される。
また、このようにノイズ抑制部１１０を追加で設けることにより、Δ結線時には、図１１に示すように、接続点α，β，γと電動機１３０の各巻線との間の配線にインダクタンス５００が形成され、交流出力端子１０１と電動機１３０との間の配線にインダクタンス５１０が形成される。そのため、インダクタンス５００により、インバータ６０と電動機１３０との間に伝搬するＥＭＩノイズと、電動機１３０の三相巻線間の循環電流に起因するＥＭＩノイズが抑制される。さらに、インダクタンス５１０により、インバータ６０と電動機１３０との間に伝搬するＥＭＩノイズが抑制される。
なお、実施の形態５では、接続点α，β，γと接点ａとの間の配線に、ノイズ抑制部１１０を追加で設けてもよい。接続点α，β，γと接点ａとの間の配線は、交流配線１４０ｂでもよいし、配線１５０ｂでもよい。このように、ノイズ抑制部１１０を追加で設けることにより、Δ結線時には、前述したインダクタンス５００が形成され、さらに交流配線１４０ｂ及び配線１５０ｂの少なくとも一方に、追加されたノイズ抑制部によるインダクタンスが形成される。これらのインダクタンスを合算したインダクタンスにより、インバータ６０と電動機１３０との間に伝搬するＥＭＩノイズと、電動機１３０の三相巻線間の循環電流に起因するＥＭＩノイズとが抑制される。
なお、実施の形態５では、リレー基板２００−２の端子２１０から接点ｂまで伸びる配線に、ノイズ抑制部１１０を追加で設けてもよいし、接点ｃから入力端子Ｘ，Ｙ，Ｚまで伸びる配線１６０ｂに、ノイズ抑制部１１０を追加で設けてもよい。このように、ノイズ抑制部を設けることにより、Δ結線時には、接続点α，β，γと電動機１３０の各巻線との間の配線にインダクタンス５１０が形成され、さらに配線１６０ｂに、追加されたノイズ抑制部によるインダクタンスが形成される。従って、インダクタンス５１０と、追加されたノイズ抑制部によるインダクタンスとを合算したインダクタンスにより、接続点α，β，γと電動機１３０の各巻線との間に伝搬するＥＭＩノイズが抑制される。一方、Ｙ結線時には、接続点α，β，γと電動機１３０の各巻線との間の配線に、図１１に示すインダクタンス５００が形成され、さらに端子２１０と入力端子Ｘ，Ｙ，Ｚとの間の配線に、追加されたノイズ抑制部によるインダクタンスが接続点α，β，γと電動機１３０の各巻線との間の配線に形成される。従って、インダクタンス５００と、追加されたノイズ抑制部によるインダクタンスとを合算したインダクタンスによって、インバータ６０と電動機１３０との間に伝搬するＥＭＩノイズが抑制され、さらに電動機１３０の三相巻線間に流れる循環電流に起因するノイズが抑制される。
なお、交流配線１４０ａは、インバータ基板１００の交流配線６３に直接接続してもよい。即ち、交流出力端子１０１を介さずに、交流配線６３に交流配線１４０ａを接続してもよい。このように配線した場合でも、実施の形態５では、交流配線１４０ｃに一つのノイズ抑制部１１０が設けられているものとする。交流配線１４０ｃにノイズ抑制部１１０を設けることにより、インバータ基板１００上のパターン配線にＥＭＩ対策構造を設ける必要がなくなる。従って、パターン配線にＥＭＩ対策構造を設ける場合に比べて、パターン配線長を短くでき、またインバータ基板１００上の配線構造が簡素化される。
なお、ノイズ抑制部１１０を交流配線１４０ｃに設ける場合、ノイズ抑制部１１０は、リレー基板２００−２寄りに設けることが望ましい。即ち、交流配線１４０ｃ上におけるノイズ抑制部１１０から電動機１３０までの距離は、交流配線１４０ｃ上におけるノイズ抑制部１１０からリレー基板２００−２までの距離よりも長くすることが望ましい。これによりノイズ抑制部１１０を電動機１３０から遠ざけることができる。ノイズ抑制部１１０を電動機１３０から遠ざけることにより、ノイズ抑制部１１０の特性劣化の進みを遅くでき、またノイズ抑制部１１０の故障発生の頻度を低減できる。
なお、実施の形態５に係る電動機の駆動装置４００−５には、実施の形態１と同様に、巻線をＹ結線からＹ結線に切替可能であり、また巻線をΔ結線からΔ結線に切替可能な機構を設けてもよい。
実施の形態６．
図１３は実施の形態６に係る電動機の駆動装置の構成例を示す図である。実施の形態６に係る電動機の駆動装置４００−６では、パワー基板３００から電動機１３０まで伸びる交流配線１４０ｅにノイズ抑制部１１０が設けられる。なお、実施の形態６では、交流配線１４０ｅにノイズ抑制部１１０が設けられているが、ノイズ抑制部１１０は、交流配線１４０ｅの代わりに交流配線１６０に設けてもよい。その他の構成については、実施の形態３の構成と同一又は同等であり、同一又は同等の構成部には同一の符号を付して、重複する説明は省略する。
実施の形態６では、パワー基板３００を用いることにより、実施の形態４に比べて、使用される基板の枚数が低減される。また、実施の形態６では配線１５０ａが不要であるため、インバータ基板１００とリレー基板２００とを接続するための配線の数が低減される。また実施の形態６では、実施の形態４の交流配線１４０に比べて、交流配線１４０ｅの長さが短いため、前述した端子台又はカシメを用いることなく、パワー基板３００と電動機１３０とを電気的に接続できる。従って、実施の形態６では、実施の形態４の効果に加えて、配線構造を簡素化できるという効果が得られる。また交流配線１４０ｅの使用量が低減されるため、電動機の駆動装置４００−６の製造コストを低減できる。また交流配線１４０ｅの配線長さが短くなるため、交流配線１４０ｅが有するインダクタンス成分が低減され、ＥＭＩノイズを低減できる。
なお、実施の形態６では、交流配線１４０ｅ又は交流配線１６０に、ノイズ抑制部１１０が設けられているため、Ｙ結線時には、接続点α，β，γと電動機１３０の各巻線との間に、図９に示すインダクタンス５００が形成される。従って、インバータ６０と電動機１３０との間に伝搬するＥＭＩノイズが抑制される。一方、Δ結線時には、インバータ６０と電動機１３０の各巻線との間に、ノイズ抑制部１１０によるインダクタンスが形成される。そのため、インバータ６０と電動機１３０との間に伝搬するＥＭＩノイズが抑制され、さらに電動機１３０の三相巻線間に流れる循環電流に起因するＥＭＩノイズが抑制される。
また、Δ結線及びＹ結線の何れの結線状態においても、インバータ６０と電動機１３０との間では、インバータ６０が駆動することで発生するスイッチングノイズがＥＭＩノイズの支配的要因となる。交流配線１４０ｅ又は交流配線１６０にノイズ抑制部１１０を設けることにより、インバータ６０が駆動することで発生するＥＭＩノイズを効果的に抑制できる。
また、実施の形態６では、交流配線１４０ｅ又は交流配線１６０にノイズ抑制部１１０が設けられるため、交流配線１４０ｅ及び交流配線１６０のそれぞれにＥＭＩ対策部品を取付ける場合に比べて、ＥＭＩ対策部品の取付箇所が少なくて済む。そのため、ＥＭＩ対策構造が簡素化され、電動機の駆動装置４００−６の大型化と製造コストの増加とを抑制しながら、ＥＭＩ対策構造を実現できる。またＥＭＩ対策部品の取付箇所が少なくて済むため、ＥＭＩ対策部品の特性劣化及び故障発生の頻度が低減される。またＥＭＩ対策構造が簡素化されることにより、室外機の筐体への電動機の駆動装置４００−６の取付け場所が確保し易くなり、室外機の筐体を大きくし、又は室外機内部の部品配置を見直すといった措置が不要になる、従って、室外機の大型化又は製造コストの上昇を抑制できる。また、ＥＭＩ対策部品の取付箇所が少なくて済むため、ＥＭＩ対策部品による損失の増加が抑制され、電動機１３０を高効率かつ高出力に駆動可能である。
なお、実施の形態６では、交流配線１４０ｄに、ノイズ抑制部１１０を追加で設けてもよい。このように、ノイズ抑制部１１０を追加で設けることにより、Ｙ結線時には、交流出力端子１０１−３と電動機１３０との間の配線に、図９に示すインダクタンス５００と、追加されたノイズ抑制部によるインダクタンスとが形成される。従って、インダクタンス５００と、追加されたノイズ抑制部によるインダクタンスとを合算したインダクタンスにより、ＥＭＩノイズが抑制される。一方、Δ結線時には、接続点α，β，γと電動機１３０の各巻線との間に図１１に示すインダクタンス５００が形成され、交流配線１４０に図１１に示すインダクタンス５１０が形成される。そのため、インダクタンス５００により、インバータ６０と電動機１３０との間に伝搬するＥＭＩノイズと、電動機１３０の三相巻線間の循環電流に起因するＥＭＩノイズとが抑制される。またインダクタンス５１０により、インバータ６０と電動機１３０との間に伝搬するＥＭＩノイズが抑制される。
なお、実施の形態６では、パワー基板３００上の接続点α，β，γと接点ａとの間の配線１５０ｃに、ノイズ抑制部１１０を追加で設けてもよい。このように、ノイズ抑制部１１０を追加で設けることにより、Δ結線時には、接続点α，β，γと電動機１３０の各巻線との間の配線に、図１０に示すインダクタンス５００が形成され、さらに追加されたノイズ抑制部によるインダクタンスが形成される。そのため、インダクタンス５００と、追加されたノイズ抑制部によるインダクタンスとを合算したインダクタンスにより、インバータ６０と電動機１３０との間に伝搬するＥＭＩノイズと、三相巻線間に流れる循環電流に起因するノイズ成分とを抑制できる。
なお、実施の形態６では、端子２１１から接点ｂまで伸びる配線に、ノイズ抑制部１１０を追加で設けてもよいし、接点ｃから入力端子Ｘ’，Ｙ’，Ｚ’まで伸びる配線１６０ｃに、ノイズ抑制部１１０を追加で設けてもよい。このように、ノイズ抑制部を追加で設けることにより、Ｙ結線時には、インバータ６０と電動機１３０の各巻線との間に、図９に示すインダクタンス５００が形成され、さらに追加されたノイズ抑制部によるインダクタンスが形成される。そのため、インダクタンス５００と、追加されたノイズ抑制部によるインダクタンスとを合算したインダクタンスにより、ＥＭＩノイズを抑制できる。Δ結線時には、接続点α，β，γと電動機１３０の各巻線との間の配線に、図１０に示すインダクタンス５００が形成され、さらに、追加されたノイズ抑制部によるインダクタンスが形成される。そのため、インダクタンス５００と、追加されたノイズ抑制部によるインダクタンスとを合算したインダクタンスにより、インバータ６０と電動機１３０との間に伝搬するＥＭＩノイズと、三相巻線間に流れる循環電流に起因するＥＭＩノイズとを抑制できる。
なお、出力端子６０ｃには、Ｕ相の交流配線１４０ｄの代わりに、Ｕ相の交流配線１４０ｅを接続してもよい。同様に、出力端子６０ｄには、Ｖ相の交流配線１４０ｄの代わりに、Ｖ相の交流配線１４０ｅを接続してもよい。また出力端子６０ｅには、Ｗ相の交流配線１４０ｄの代わりに、Ｗ相の交流配線１４０ｅを接続してもよい。このように配線した場合でも、実施の形態６では、交流配線１４０ｅに一つのノイズ抑制部１１０が設けられているものとする。このように配線した上で交流配線１４０ｅにノイズ抑制部１１０を設けることにより、出力端子６０ｃ，６０ｄ，６０ｅとインバータ６０との間のパターン配線にＥＭＩ対策構造を設ける必要がなくなる。従って、パターン配線にＥＭＩ対策構造を設ける場合に比べて、パターン配線長を短くでき、またインバータ基板１００上の配線構造が簡素化される。
なお、ノイズ抑制部１１０を交流配線１４０ｅ又は交流配線１６０に設ける場合、ノイズ抑制部１１０は、インバータ６０寄りに設けることが望ましい。具体的には、交流配線１４０ｅにノイズ抑制部１１０を設ける場合、交流配線１４０ｅ上におけるノイズ抑制部１１０から電動機１３０までの距離は、交流配線１４０ｅ上におけるノイズ抑制部１１０からパワー基板３００までの距離よりも長くすることが望ましい。また、交流配線１６０にノイズ抑制部１１０を設ける場合、交流配線１６０上におけるノイズ抑制部１１０から電動機１３０までの距離は、交流配線１６０上におけるノイズ抑制部１１０からパワー基板３００までの距離よりも長くすることが望ましい。これによりノイズ抑制部１１０を電動機１３０から遠ざけることができる。ノイズ抑制部１１０を電動機１３０から遠ざけることにより、電動機１３０から伝達される熱及び振動が、ノイズ抑制部１１０に伝わり難くなる。そのため、ノイズ抑制部１１０の特性劣化の進みを遅くでき、またノイズ抑制部１１０の故障発生の頻度を低減できる。
なお、実施の形態６に係る電動機の駆動装置４００−６には、実施の形態１と同様に、巻線をＹ結線からＹ結線に切替可能であり、また巻線をΔ結線からΔ結線に切替可能な機構を設けてもよい。
実施の形態７．
図１４は実施の形態７に係る空気調和機の構成例を示す図である。空気調和機７００は、室内機７０１及び室外機７０２を備える。室外機７０２は、ケーシング７０２ａ、電動機１３０、送風ファン７０２ｄ、機械室７０２ｆ、仕切り板７０２ｇ、圧縮機７０２ｃ及び電気品箱８００を備える。
ケーシング７０２ａは、室外機７０２の外郭を構成する筐体である。送風室７０２ｅは、ケーシング７０２ａの正面側の吹出口と、不図示の熱交換器との間に設けられる。熱交換器はケーシング７０２ａの側面及び背面に設けられる。圧縮機７０２ｃは機械室７０２ｆの内部に配置される。機械室７０２ｆは、仕切り板７０２ｇによって送風室７０２ｅと隔てられた防雨構造である。圧縮機７０２ｃは、ロータリ圧縮機、スクロール圧縮機又は密閉型圧縮機を例示できる。圧縮機７０２ｃの内部には、不図示の冷媒圧縮部と、電動機１３０とが設けられる。電動機１３０の回転軸は冷媒圧縮部に接続される。電気品箱８００は、機械室７０２ｆ側に配置されると共に天面板７０２ｎと圧縮機７０２ｃとの間に配置される。電気品箱８００は、不燃材の一例である金属を加工して形成された四角形状の筐体である。電気品箱８００には実施の形態１に係る電動機の駆動装置４００が設けられている。なお、電気品箱８００には電動機の駆動装置４００の代わりに実施の形態２から６の電動機の駆動装置４００−２から４００−６の何れかを設けてもよい。以下では電動機の駆動装置４００から４００−６のそれぞれを単に電動機の駆動装置と称する。電動機の駆動装置が電動機１３０を駆動することによって、電動機１３０の回転軸に接続された冷媒圧縮部では冷媒の圧縮が行われる。実施の形態７に係る空気調和機７００は、電動機の駆動装置を備えることにより、Δ結線とＹ結線との切替えが可能なため、空気調和機７００の高出力運転と高効率運転を両立できる。また、電動機の駆動装置を備えることにより、ＥＭＩ対策構造又はＥＭＩ対策構造が簡素化されるため、電気品箱８００を大型化しなくても、電気品箱８００への電動機の駆動装置の取付け場所が確保し易くなる。従って、室外機７０２の大型化を抑制できる。
以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。
１ａ，１ｂ 交流入力端子、２，６３，１４０，１４０ａ，１４０ｂ，１４０ｃ，１４０ｄ，１４０ｅ，１５０，１６０ 交流配線、３ａ，３ｂ 直流母線、２０ 交流電源、３０ リアクトル、４０ 整流器、４０ａ 正側出力端子、４０ｂ 負側出力端子、５０ 平滑コンデンサ、６０ インバータ、６０ａ 正側入力端子、６０ｂ 負側入力端子、６０ｃ，６０ｄ，６０ｅ 出力端子、６２１，６２２，６２３，６２４，６２５，６２６ 還流ダイオード、７０ 制御部、８０ 電圧検出部、８１ 検出部、９０ 電流検出部、１００ インバータ基板、１０１，１０１−３ 交流出力端子、１１０ ノイズ抑制部、１２０ 結線切替部、１２１，１２２，１２３ 切替器、１３０ 電動機、１３１ Ｕ相巻線、１３２ Ｖ相巻線、１３３ Ｗ相巻線、１５０ａ，１５０ｂ，１５０ｃ，１６０ａ，１６０ｂ，１６０ｃ 配線、２００，２００−２ リレー基板、２１０，２１１ 端子、３００ パワー基板、４００，４００−２，４００−３，４００−４，４００−５，４００−６ 電動機の駆動装置、５００，５１０ インダクタンス、６１１，６１２，６１３，６１４，６１５，６１６ スイッチング素子、７００ 空気調和機、７０１ 室内機、７０２ 室外機、７０２ａ ケーシング、７０２ｃ 圧縮機、７０２ｄ 送風ファン、７０２ｅ 送風室、７０２ｆ 機械室、７０２ｇ 仕切り板、７０２ｎ 天面板、８００ 電気品箱。
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る電動機の駆動装置は、巻線を有する電動機に交流電力を供給するインバータと、インバータが設けられる第１の基板と、巻線の結線状態を、Ｙ結線からΔ結線に切替え又はΔ結線からＹ結線に切替える結線切替部と、インバータと結線切替部とを制御する制御部とを備える。電動機の駆動装置は、一端がインバータと電気的に接続され、他端が巻線の一端と電気的に接続される第１の交流配線と、一端が第１の交流配線と電気的に接続され、他端が結線切替部の一端と電気的に接続される第２の交流配線とを備える。電動機の駆動装置は、一端が結線切替部の他端と電気的に接続され、他端が巻線の他端と電気的に接続される第３の交流配線と、第１の交流配線と第２の交流配線との接続点から巻線までの間に設けられ、第１の交流配線で発生するノイズを抑制する第１のノイズ抑制部とを備えることを特徴とする。

Claims (8)

  1. 巻線を有する電動機に交流電力を供給するインバータと、
    前記インバータが設けられる第１の基板と、
    前記巻線の結線状態を、Ｙ結線からΔ結線に切替え又はΔ結線からＹ結線に切替える結線切替部と、
    前記インバータと前記結線切替部とを制御する制御部と、
    一端が前記インバータと電気的に接続され、他端が前記巻線の一端と電気的に接続される第１の交流配線と、
    一端が前記第１の交流配線と電気的に接続され、他端が前記結線切替部の一端と電気的に接続される第２の交流配線と、
    一端が前記結線切替部の他端と電気的に接続され、他端が前記巻線の他端と電気的に接続される第３の交流配線と、
    少なくとも前記第１の交流配線に設けられ、前記第１の交流配線で発生するノイズを抑制するノイズ抑制部と
    を備えることを特徴とする電動機の駆動装置。
  2. 前記結線切替部は、第２の基板に設けられ、
    前記第１の交流配線は、
    前記第２の基板に形成されるパターン配線と、
    一端が前記インバータと電気的に接続され、他端が前記パターン配線の一端と電気的に接続される基板間配線と、
    一端が前記パターン配線の他端と電気的に接続され、他端が前記巻線の一端と電気的に接続される電動機配線と
    を備え、
    前記第２の交流配線は、前記パターン配線と電気的に接続されることを特徴とする請求項１に記載の電動機の駆動装置。
  3. 前記第１の基板には、前記インバータと前記結線切替部とが設けられることを特徴とする請求項１に記載の電動機の駆動装置。
  4. 前記ノイズ抑制部は、前記第１の交流配線と前記第２の交流配線との接続点から前記巻線までの間に設けられることを特徴とする請求項１から３の何れか一項に記載の電動機の駆動装置。
  5. 前記ノイズ抑制部は、前記第１の交流配線及び前記第２の交流配線に設けられることを特徴とする請求項１から４の何れか一項に記載の電動機の駆動装置。
  6. 前記ノイズ抑制部は、前記第１の交流配線及び前記第３の交流配線に設けられることを特徴とする請求項１から４の何れか一項に記載の電動機の駆動装置。
  7. 前記ノイズ抑制部は、前記第１の交流配線、前記第２の交流配線及び前記第３の交流配線に設けられることを特徴とする請求項１から４の何れか一項に記載の電動機の駆動装置。
  8. 請求項１から７の何れか一項に記載の電動機の駆動装置を備えたことを特徴とする空気調和機。
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