KR100305250B1 - 모터로구동전력을출력하는인버터장치및이인버터장치에탑재되는필터장치 - Google Patents

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니시무로 타이죠
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Abstract

본 발명은 압축기를 구비한 냉동장치 등에 탑재되는 인버터장치 및 이 인버터장치에 탑재되는 필터장치에 관한 것으로서, 모터(120)의 상권선(s)(123r, 123s, 123t)으로부터 압축기(101)의 밀폐 케이스(111)를 통하여 어스(E)로 흐르는 고주파 누설전류(I1)를 필터장치(8)에서 전류검출용 코일(L3)에 의해 검출하고, 검출한 고주파 누설전류(I1)에 유사한 파형의 전류(12)를 전류오프셋회로(30)에서 작성하여, 작성한 전류(I2)에 의해 고주파 누설전류(I1)를 강제적으로 오프셋하는 것을 특징으로 한다.

Description

모터로 구동전력을 출력하는 인버터장치 및 이 인버터장치에 탑재되는 필터장치{AN INVERTER APPARATUS OUTPUTTING THE DRIVING POWER TO MOTOR AND A FILTER APPARATUS ARRANGED THEREIN}
본 발명은 압축기를 구비한 냉동장치 등에 탑재되는 인버터장치 및 이 인버터장치에 탑재되는 필터장치에 관한 것이다.
공기조화기나 냉장고 등의 냉동장치는 압축기를 구비하고, 또한 그 압축기의 모터를 구동하기 위해서 인버터장치를 구비한다.
인버터장치는 상용 교류전원의 전압을 직류전압으로 변환하는 직류회로 및 이 직류회로의 출력전압을 스위칭에 의해 고주파전압으로 변환하는 스위칭회로를갖는다. 이 스위칭회로의 출력이 구동전력으로서 압축기의 모터에 공급된다.
압축기는 밀폐 케이스로 덮혀 있고, 그 밀폐 케이스 속에 상기 모터가 수용된다. 밀폐 케이스는 전체가 금속제(예를 들면 철제)이고, 안전을 위해서 어스 접속된다.
모터로서는 3개의 상권선(three phase windings)을 갖는 브러시리스 직류모터가 이용된다. 이 브러시리스 직류모터의 상권선(s)과 밀폐 케이스(즉, 어스) 사이에는 정전용량(이른바 부유용량)이 존재하고 있고, 인버터장치에 있어서 스위칭회로의 스위칭에 따라 상권선(s)으로부터 어스로 상기 정전용량을 통해서 수 ㎒의 고주파 누설전류가 흐른다.
이 고주파 누설전류는 상용 교류전원으로 유전적으로 전달되어, 상기 인버터장치의 구동제어에 악영향을 미치거나, 다른 가전제품이나 브레이커(breaker) 등의 오동작을 일으킬 우려가 있다.
이러한 고주파 누설전류를 저감하기 위해서, 인버터장치의 출력단과 압축기모터 사이의 통전라인(s)에 쵸크 코일을 설치하거나 또는 인버터장치의 스위칭 주파수를 내리는 등의 대책이 취해지고 있다.
그러나, 쵸크코일을 설치하여도 인버터장치의 스위칭 주파수가 높아지면, 고주파 누설전류를 충분히 저감하는 것이 곤란해진다.
인버터장치의 스위칭 주파수를 낮게 하면, 압축기의 능력을 높일 수 없고, 이 때문에 냉동능력이 부족하게 된다.
본 발명의 인버터장치는 비용 상승을 초래하지 않고, 스위칭 주파수가 높은 경우라도 압축기로부터의 누설전류를 확실하게 저감할 수 있는 인버터장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
도 1은 본 발명에 따른 냉동 사이클 구성을 나타내는 도면,
도 2는 본 발명에 따른 압축기의 내부 구성을 나타내는 도면,
도 3은 제 1 실시예의 제어회로의 구성을 나타내는 블럭도,
도 4는 각 실시예에 있어서 고주파 누설전류(I1)의 파형도,
도 5는 각 실시예에 있어서 오프셋용 전류(I2)의 파형도,
도 6은 각 실시예의 오프셋 작용에 의해 어스에 흐르는 전류(I3)의 파형도,
도 7은 제 1 실시예에 있어서 필터장치의 외관도,
도 8은 도 7을 옆쪽에서 본 도면,
도 9는 도 7에 있어서 고정부재를 위쪽에서 본 평면도,
도 10은 각 실시예에 있어서 필터장치의 등가회로를 나타내는 도면,
도 11은 제 2 실시예에 있어서 필터장치의 외관도,
도 12는 제 3 실시예에 있어서 필터장치의 외관도,
도 13은 제 4 실시예에 있어서 필터장치의 외관도,
도 14는 도 13을 옆쪽에서 본 도면,
도 15는 도 13에 있어서 고정부재를 위쪽에서 본 평면도,
도 16은 제 5 실시예에 있어서 필터장치의 외관도,
도 17은 제 6 실시예에 있어서 필터장치의 외관도,
도 18은 제 8 실시예에 있어서 필터장치의 외관도,
도 19는 제 9 실시예에 있어서 필터장치의 외관도,
도 20은 제 10 실시예에 있어서 필터장치의 외관도,
도 21은 도 20에 있어서 고정부재를 위쪽에서 본 평면도,
도 22은 제 11 실시예에 있어서 필터장치의 외관도,
도 23은 제 12 실시예에 있어서 필터장치의 외관도,
도 24는 제 13 실시예에 있어서 필터장치의 외관도,
도 25는 제 24를 옆쪽에서 본 도면,
도 26은 도 24에 있어서 고정부재를 위쪽에서 본 평면도,
도 27은 제 14 실시예의 제어회로의 구성을 나타내는 도면 및
도 28은 제 15 실시예의 제어회로의 구성을 나타내는 도면이다.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
2: 필터장치 3: 초크 코일
4: 콘덴서 5a: 직류회로
6: 정류회로 7a, 7b: 접지 콘덴서
8: 필터장치 9: 페라이트 코어
10: 평활 콘덴서 11a, 11b: 접지 콘덴서
13: 스위칭회로 15r, 15s, 15t: 통전라인
20: 제어부 21: 실내온도 센서
22: 수신부 23: 구동제어회로
24: 조작기 30: 전류오프셋회로
32: NPN형 트랜지스터 33: PNP형 트랜지스터
34: 다이오드 35: 직류분 제거용 콘덴서
36, 37: 노이즈 제거용 저항기 101: 압축기
120: 모터 123r, 124s, 123t: 상권선
I1: 고주파 누설전류
본 발명의 인버터장치는
복수의 상권선을 구비하고, 또한 압축기의 금속제 밀폐 케이스에 수용되며, 상기 밀폐 케이스는 어스 접속되어 있는, 모터로 구동전력을 출력하는 인버터장치에 있어서,
교류전원의 전압을 직류전압으로 변환하는 직류회로;
상기 직류회로의 출력전압을 스위칭에 의해 고주파 전압으로 변환하여 상기 모터의 구동전력으로서 출력하는 스위칭회로;
상기 직류회로와 상기 스위칭회로 사이의 통전라인에 설치된 노이즈 제거용 필터 및 코일;
상기 필터에 설치되어, 상기 모터의 상권선(s)으로부터 상기 밀폐 케이스를 통해서 상기 어스로 흐르는 누설전류를 검출하는 전류검출용 코일; 및
상기 전류검출용 코일에서 검출되는 누설전류에 유사한 파형의 전류를 상기 누설전류에 대한 오프셋용으로서 작성하는 전류오프셋회로를 포함하고,
상기 전류검출용 코일은 코일을 형성하고 있는 선의 직경이 상기 필터의 코일(s)을 형성하고 있는 선의 직경보다도 가늘다는 특징 및 상기 전류검출용 코일을 형성하고 있는 선의 감김 수(턴수)가 상기 필터의 코일(s)을 형성하고 있는 선의 감김 수보다도 적다는 특징 중 적어도 한 쪽을 갖으며,
상기 전류오프셋회로는 작성한 전류를 출력하기 위한 출력단자를 갖고, 상기 출력단자는 어스 접속되는 것을 특징으로 한다.
[1]이하, 본 발명의 제 1 실시예에 대해서 설명한다.
우선 본 발명에 관한 공기조화기의 냉동 사이클의 구성을 도 1에 나타낸다.
압축기(101), 응축기(102), 감압기(예를 들면 팽창밸브, 캐필러리튜브 등)(103) 및 증발기(104)가 배관에 의해 차례로 접속되고, 냉동 사이클이 구성된다. 이 냉동 사이클에는 냉매가 봉입되어 있다.
압축기(101)는 도 2에 도시한 바와 같이 금속제 밀폐 케이스(111)로 덮여 있다. 이 밀폐 케이스(111)의 하부에 흡입관(112)이 설치되고, 상부에 토출관(113) 및 터미널단자(114)가 설치된다.
밀폐 케이스(111)의 내부에는 모터(120) 및 그 모터(120)에 의해 구동되는 압축기부(130)가 수용된다.
모터(120)는 스테이터(121, 122)로 이루어지는 브러시리스 직류모터이다. 스테이터(121)에는 3개의 상권선(123r, 123s, 123t)이 장착된다. 로터(122)는 원반형상의 다수장의 강판을 축방향을 따라서 적층하여, 심이 되는 부분에 샤프트(124)를 통과시키고, 또한 그 샤프트(124)를 둘러싸는 위치에 예를 들면 4개의 영구자석편을 수용하고 있다.
스테이터(121)의 상권선(123r, 123s, 123t)에 대한 통전이 차례로 전환됨으로써(전류(轉流)), 상권선(123r, 123s, 123t)에 차례로 자계가 발생하고, 이들 자계와 로터(122)의 각 영구자석편이 만드는 자계와의 상호작용에 의해 로터(122)에 회전토크가 발생한다.
압축기부(130)는 상기 샤프트(124)를 지지하기 위한 메인베어링(131) 및 서브베어링(132)을 갖고, 이 양 베어링(131, 132) 사이에 실린더(133)를 갖는다. 실린더(133)에는 샤프트(124)의 편심부(124a)가 수용된다. 이 편심부(124a)의 외부둘레에 로울러(134)가 장착되고, 그 로울러(134)의 주위에 압축실(135)이 형성된다. 압축실(135)에는 흡입구(136)가 연통(連通)되고, 그 흡입구(136)에 상기 흡입관(112)이 연통된다. 또, 실린더(133)에 있어서, 압축실(135)과 대응하는 위치에는 토출구(도시하지 않음)가 형성된다.
모터(120)가 구동되고 로터(122) 및 샤프트(124)가 회전함으로써, 압축기부(130)의 로울러(134)가 편심회전하고, 압축실(135)에 흡입압이 생긴다. 이 흡입압에 의해 흡입관(112)으로부터 압축실(135)로 냉매가 흡입된다. 흡입된 냉매는 압축실(135)에서 압축된 후, 상기 토출구로부터 밀폐 케이스(111)내로 토출된다. 밀폐 케이스(111)내로 토출된 냉매는 상기 토출관(113)을 통해서 상기 냉동 사이클에 공급된다.
밀폐 케이스(111)의 내부바닥부에 윤활유(140)가 수용된다. 이 윤활유(140)는 압축기부(130)의 기계적인 윤활작용을 확보하고, 또한 압축기부(130)를 냉각하기 위한 것이다.
그리고, 모터(120)에 구동전력을 공급하기 위해서 도 3에 도시하는 인버터장치가 준비된다.
상용 교류전원(1)에 노이즈제거용 제 1 필터장치(저역필터)(라인필터라고도 칭함)(2)를 통해서 직류회로(5a)가 접속된다.
필터장치(2)는 초크 코일(3, 3) 및 콘덴서(4, 4)로 이루어지고, 직류회로(5a)측에서 전원(1)으로 고주파 노이즈가 전달되는 것을 저지한다.
직류회로(5a)는 4개의 다이오드(6a)를 브릿지접속하여 이루어지는 정류회로(6), 이 정류회로(6)의 후단에 설치된 노이즈 제거용 제 2 필터장치(저역 필터)(8) 및 이 필터장치(8)의 후단에 접속된 평활 콘덴서(10)에 의해 구성되고, 상용 교류전원(1)의 교류전압을 직류전압으로 변환한다. 이 직류회로(5a)의 출력단에 스위칭회로(13)가 접속된다.
필터장치(8)는 페라이트 코어(9)와, 이 페라이트 코어(9)에 장착된 한쌍의 코일(L1, L2)로 구성된다. 코일(L1, L2)은 동선을 동기(同期)로 감은 것으로, 정류회로(6)와 상기 스위칭회로(13) 사이의 통전라인(P, N)에 각각 삽입 접속된다. 필터장치(8)보다도 부하측을 노이즈 발생원이라고 생각하면, 그 노이즈 발생원에서 편측(片側) 코일(L1)을 통하여 노이즈 전류가 흐르고, 그 때 발생하는 자계와 역측(逆側) 코일(L2)을 통하여 되돌아 오는 노이즈 전류에 의해 발생하는 자계가 서로 오프셋된다. 이에 의해 높은 주파수의 노이즈 성분이 저지된다.
상기 스위칭회로(13)는 복수 스위칭소자, 예를 들면 파워 트랜지스터를 갖고, 직류회로(5a)로부터 공급되는 직류전압을 파워 트랜지스트의 스위칭에 의해 3상의 고주파 전압으로 변환하여 출력한다.
스위칭회로(13)의 출력전압은 통전라인(15r, 15s, 15t)에 의해 모터(120)의 상권선(123r, 123s, 123t)으로 인도된다.
모터(12)가 수용되어 있는 밀폐 케이스(111)는 안전을 위해서 어스(E)에 접속된다. 상권선(123r, 123s, 123t)은 상호 접속점(P)을 중심으로 성형결선(星形結線)된다.
상권선(123r, 123s, 123t)과 밀폐 케이스(111)(즉, 어스(E)) 사이에는 각각 정전용량(이른바 부유용량(stray capacitance))(C)이 존재한다. 모터(120)가 운전되는 때, 상권선(123r, 123s, 123t)의 상호 접속점(P)과 어스(E) 사이에 상기 각 정전용량(C)을 통해서 공통모드전압이 발생한다. 그리고 이 공통모드전압의 발생에 기인하여 상권선(123r, 123s, 123t)으로부터 어스(E)로 각 정전용량(C)을 통하여 공통모드 전류가 흐른다. 이 공통모드 전류는 고주파 누설전류(I1)에 상당한다.
이러한 구성에 대하여 전류오프셋회로(30) 및 전류검출용 코일(L3)이 설치된다.
전류검출용 코일(L3)은 상기 공통모드 전류(즉, 고주파 누설전류(I1))를 검출하기 위한 것으로, 상기 코일을 형성하고 있는 선의 직경이 필터장치(8)의 코일(L1, L2)을 형성하고 있는 선의 직경보다도 가늘다는 특징 및 상기 코일을 형성하고 있는 선의 감김 수가 필터장치(8)의 코일(L1, L2)을 형성하고 있는 선의 감김 수보다도 적다는 특징의 적어도 한쪽을 갖고, 인덕턴스가 소정값, 예를 들면100μH 이상이다.
전류오프셋회로(30)는 직류회로(5a)의 출력전압에 의해 동작하여 전류검출용 코일(L3)의 출력전압을 NPN형 트랜지스터(32) 및 PNP형 트랜지스터(33)에 의해 증폭하는 증폭회로, 트랜지스터(32, 33)의 컬렉터-에미터 사이에 각각 접속된 역기전력 방지용 다이오드(34), 상권선(123r, 123s, 123t)과 밀폐 케이스(111) 사이에 존재하는 정전용량(C)과 동일한 용량을 갖는 직류분 제거용 콘덴서(35) 및 노이즈 제거용 저항기(36, 37)를 구비하고, 전류검출용 코일(L3)에서 검출되는 고주파 누설전류(I1)에 유사한 파형의 전류(I2)를 고주파 누설전류(I1)에 대한 오프셋용으로서 상기 증폭회로에 의해 작성하고, 그것을 상기 콘덴서(35) 및 상기 저항기(36)를 통하여 출력한다. 이 전류오프셋회로(30)의 출력단자(30a)가 어스(E)에 접속된다.
또, 정류회로(6)와 스위칭회로(13) 사이의 통전라인(P, N)에 있어서, 필터장치(8)의 접속위치보다도 상류측 위치에 노이즈 제거용 접지 콘덴서(7a, 7b)가 접속된다.
또한, 정류회로(6)와 스위칭회로(13) 사이의 통전라인(P, N)에 있어서, 필터장치(8)의 접속위치보다도 하류측 위치에 노이즈 제거용 접지 콘덴서(11a, 11b)가 접속된다.
한편, "20"은 공기조화기의 제어부로, 공기조화기 전체를 제어한다. 이 제어부(20)에 실내온도 센서(21), 수신부(22) 및 구동제어회로(23)가 접속된다.
실내온도 센서(21)는 피공조실 내의 온도(Ta)를 검지한다. 수신부(22)는 리모트콘트롤식의 조작기(24)에서 송출되는 적외선광을 수신한다. 조작기(24)는 운전조건 설정용 데이터를 적외선광에 의해 송신한다.
구동제어회로(23)는 제어부(20)로부터의 지령에 기초하여, 스위칭회로(13)의 각 파워 트랜지스터를 온, 오프 구동하고, 또한 그 온, 오프 구동의 주기, 즉 스위칭 주파수를 제어하고, 또한 온기간(온, 오프 듀티(duty))을 제어(PWM제어)한다.
다음에 상기 구성의 작용을 설명한다.
조작기(24)에서 바라는 실내 온도(Ts)를 설정하고, 또한 운전개시 조작을 실시한다. 그러면, 스위칭회로(13)가 스위칭 구동되고, 스위칭회로(13)의 출력에 의해 모터(120)가 구동된다.
이 경우, 실내온도 센서(21)에서 검지되는 실내온도(Ta)와 설정 실내온도(Ts)와의 차 △T가 구해지고, 그 온도차 △T에 따라서 스위칭회로(13)의 스위칭 주파수가 제어된다.
스위칭회로(13)의 스위칭 주파수가 변화하면, 모터(120)의 회전수가 변화한다. 이 회전수 변화는 압축기(101)의 능력변화로 되어 나타난다.
온도차 △T가 제로가 되면, 스위칭회로(13)의 스위칭구동이 정지되어 모터(120)가 멈추고 압축기(101)의 운전이 중단된다.
그런데, 스위칭회로(13)의 스위칭에 따라서 모터(120)의 상권선(123r, 123s, 123t)의 상호 접속점(P)과 어스(E) 사이에 각 정전용량(C)을 통해서 공통모드 전압이 발생한다. 그리고, 이 공통모드 전압의 발생에 기인하여 상권선(123r, 123s, 123t)으로부터 어스(E)로 각 정전용량(C)을 통하여 도 4에 도시한 바와 같은 파형의 공통모드 전류, 즉 수 ㎒의 고주파 누설전류(I1)가 흐른다.
고주파 누설전류(I1)는 상용 교류전원(1)측에 유전적(誘電的)으로 전달되어, 상기 인버터장치의 구동제어에 악영향을 미치거나, 다른 가전제품이나 브레이커 등의 오동작을 일으킬 우려가 있다.
여기에서 상용 교류전원(1)측에 유전적으로 전달되는 고주파 누설전류(I1)는 직류회로(5a)로 흘러 들어간다. 이 흐름에 의해 고주파 누설전류(I1)에 비례하는 큰 전류가 전류검출용 코일(L3)에서 검출된다. 이 전류검출용 코일(L3)의 출력전압은 트랜지스터(32, 33)에 의해 증폭된다. 이 증폭에 의해 도 5에 도시한 바와 같이 고주파 누설전류(I1)에 유사한 파형의 오프셋용 전류(I2)가 작성된다.
오프셋용 전류(I2)는 어스(E)로부터 전류오프셋회로(30)로 향하는 극성을 갖고, 이 극성 및 파형에 기초하여 고주파 누설전류(I1)가 전류오프셋회로(30)에 흡수되도록 오프셋된다. 이 오프셋에 의해 어스(E)에 흐르는 전류(I3)는 도 6에 도시한 바와 같이 저레벨의 파형이 된다.
이렇게 고주파 누설전류(I1)를 검출하여 그 고주파 누설전류(I1)에 유사한 파형의 오프셋용 전류(I2)를 작성하고, 그 오프셋용 전류(I2)에 의해 고주파 누설전류(I1)를 강제적으로 오프셋함으로써, 스위칭회로(13)의 스위칭 주파수가 높은 경우라도 고주파 누설전류(I1)를 확실하게 저감할 수 있다.
따라서, 상기 인버터장치의 구동제어에 악영향을 미치지 않고, 또한 다른 가전제품이나 브레이커 등의 오동작을 일으킬 염려도 없어, 스위칭회로(13)의 스위칭 주파수를 마음대로 높일 수 있다. 더 나아가서는 압축기(101)의 능력을 충분히 높일 수 있고, 공기조화기로서 충분한 공조능력을 얻을 수 있다.
냉동 사이클에 봉입되어 있는 냉매가 전기 절연성이 작은 HFC냉매이고, 또한 압축기 내의 윤활유로서 유전율이 큰 에스테르유(또는 에테르유)가 채용되고 있는 경우, 고주파 누설전류(I1)가 증가하는 경향이 있지만, 그 증가분을 포함하여 고주파 누설전류(I1)를 확실하게 저감할 수 있다.
또, 고주파 누설전류(I1)의 저감효과는 전동기축 전압이나 잡음단자 전압과 같은 전자장해의 억제에도 유효하다.
특히, 고주파 누설전류(I1)를 검출하는 전류검출용 코일(L3)로서 필터장치(8)의 코일(L1, L2)보다도 가는 선직경의 것을 채용하고 있기 때문에, 그 채용에 따른 비용 상승을 피할 수 있다. 또한 전류검출용 코일(L3)은 코일(L1, L2)보다도 감김 수가 적기 때문에, 이 면에서도 비용상승을 피할 수 있다.
전류검출용 코일(L3)의 인덕턴스를 100μH보다 작게 하면, 필터장치(8) 본래의 노이즈 제거효과가 충분히 얻어지지 않게 될 염려가 있지만, 본 실시예에서는 100μH이상으로 크게 하고 있기 때문에 필터장치(8)의 노이즈 제거기능을 손상시키지 않고 고주파 누설전류(I1)를 검출할 수 있다.
전류오프셋회로(30)는 상권선(123r, 123s, 123t)과 밀폐 케이스(111) 사이의 정전용량(C)과 동일한 용량을 갖는 직류분 제거용 콘덴서(35)를 통해서 오프셋용 전류(I2)를 출력하도록 하고 있기 때문에, 고주파 누설전류(I1)의 파형과 오프셋용 전류(I2)의 파형과의 유사성이 양호해져 오프셋 효과가 향상된다.
콘덴서(35)에 노이즈 제거용 저항기(36)가 접속되어 있기 때문에 필터장치(8)의 채용과 맞추어 노이즈 저감효과가 현저해진다.
정류회로(6)와 스위칭회로(13) 사이의 통전라인(P, N)에 있어서, 필터장치(8)의 접속위치보다 상류측의 위치에 노이즈 제거용 접지 콘덴서(7a, 7b)를 설치하고, 또한 필터장치(8)의 접속위치보다 하류측 위치에 노이즈 제거용 접지 콘덴서(11a, 11b)를 설치하고 있기 때문에, 이 면에서도 노이즈 저감효과가 향상된다.
그런데, 필터장치(8)의 구체적인 구성을 도 7, 8, 9 및 10에 나타낸다. 도 7은 외관도, 도 8은 도 7을 옆쪽에서 본 도면, 도 9는 도 8을 위쪽에서 본 도면, 도 10은 등가회로이다.
코일(L1)의 양단에 접속용 단자(8a, 8b)가 설치되고, 그 접속용 단자(8a, 8b)가 통전라인(P)에 삽입 접속된다. 코일(L2)의 양단에 접속용 단자(8c, 8d)가 설치되고, 그 접속용 단자(8c, 8d)가 통전 라인(N)에 삽입 접속된다.
비평형 전류인 고주파 누설전류(I1)를 검출하는 전류검출용 코일(L3)은 감김 수가 1회 또는 수회일 수 있다. 이 전류검출용 코일(L3)의 양단에 접속용 단자(8e, 8f)가 설치되고, 그 접속용 단자(8e, 8f)가 전류오프셋회로(30)에 접속된다.
페라이트 코어(9)는 링형상이다. 이 페라이트 코어(9)를 직류회로(5a)의 회로기판(PC판) 위에 직립형태로 고정하기 위한 고정부재로서 코어 스탠드(10)가 준비된다.
코어 스탠드(10)는 기초대부(10H) 및 이 기초대부(10H)상에 세워 설치되어 페라이트 코어(9)의 아랫쪽 원호부분을 유지하는 유지부(10I) 및 페라이트 코어(9)의 윗쪽 원호부분을 지지하는 유지부(10J)를 구비한다. 기초대부(10H)는 회로기판 위에 배치되도록 평판형상으로 형성되어 있고, 도 9에 도시한 바와 같이 코일(L1)의 양단에 있는 막대형상의 접속용 단자(8a, 8b)가 삽입통과되어 유지되는 슬릿(10a, 10b)과, 코일(L2)의 양단에 있는 막대형상의 접속용 단자(8c, 8d)가 삽입통과되어 유지되는 슬릿(10c, 10d)을 갖는다.
전류검출용 코일(L3)의 양단에 있는 접속용 단자(8e, 8f)는 전류오프셋회로(30)의 회로기판(30pc)의 소정 위치에 납땜 접속된다.
[2]제 2 실시예에 대해서 설명한다.
도 11에 도시한 바와 같이 필터장치(8)에 있어서 접속용 단자(8e, 8f)로서 숫컷형의 커넥터가 설치되고, 회로기판(30pc)에 암컷형의 커넥터(30e, 30f)가 설치된다. 그리고, 커넥터(접속용 단자)(8e, 8f)가 커넥터(30e, 30f)에 삽입 접속된다.
전류검출용 코일(L3)의 착탈이 자유롭게 되어 실장작업이 용이해진다.
다른 구성 및 작용은 제 1 실시예와 동일하다.
[3]제 3 실시예에 대해서 설명한다.
도 12에 도시한 바와 같이 필터장치(8)에 있어서 접속용 단자(8e, 8f)로서 암컷형 커넥터가 설치된다. 이 커넥터가 코어스탠드(10)에 있어서 유지부(10J)의 정상부에 고정된다.
회로기판(30pc)에 신호선(39, 39)의 일단(一端)이 납땜 접속되고, 그 신호선(39, 39)의 타단에 암컷형 커넥터(30e, 30f)가 설치된다. 그리고커넥터(30e, 30f)가 커넥터(접속용 단자)(8e, 8f)에 삽입 접속된다.
다른 구성 및 작용은 제 1 실시예와 동일하다.
[4]제 4 실시예에 대해서 설명한다.
도 13, 14 및 15에 도시한 바와 같이 전류검출용 코일(L3)의 양단에 있는 접속용 단자(8e, 8f)로서 막대형상 단자가 채용된다. 코어스탠드(10)의 기초대부(10H)가 옆쪽으로 연장되고, 그 연장부분에 슬릿(10e, 10f)(또는 관통구멍)이 증설된다. 이 슬릿(10e, 10f)에 막대형상 단자인 접속용 단자(8e, 8f)가 삽입통과되어 유지된다.
즉, 접속용 단자(8e, 8f)와 접속용 단자(8a, 8b, 8c, 8d)를 합하여 6개의 단자구조가 된다. 이 단자구조의 채용에 의해 필터장치(8)의 실장이 용이해진다.
다른 구성 및 작용은 제 1 실시예와 동일하다.
[5]제 5 실시예에 대해서 설명한다.
도 16에 도시한 바와 같이 페라이트 코어(9)의 고리형상부 속에 유지부재(10x)가 설치된다. 이 유지부재(10x)에 의해 전류검출용 코일(L3)이 코일(L1, L2)로부터 떨어진 상태로 유지된다. 유지부재(10x)는 코어스탠드(10)의 일부이다.
전류검출용 코일(L3)이 코일(L1, L2)로부터 완전히 절연된 상태가 되어 고주파 누설전류(I1)의 검출이나 노이즈 검출의 신뢰성이 향상된다.
다른 구성 및 작용은 제 1 실시예와 동일하다.
[6]제 6 실시예에 대해서 설명한다.
도 17에 도시한 바와 같이 페라이트 코어(9)의 고리형상부 내에 Y자형의 유지부재(10y)가 설치된다. 이 유지부재(10y)에 의해 전류검출용 코일(L3)이 코일(L1, L2)로부터 떨어진 상태로 유지된다. 유지부재(10y)는 코어 스탠드(10)의 일부이다.
이 경우도, 전류검출용 코일(L3)이 코일(L1, L2)로부터 완전히 절연된 상태가 되고, 고주파 누설전류(I1)의 검출이나 노이즈 검출의 신뢰성이 향상한다.
다른 구성이나 작용은 제 1 실시예와 동일하다.
[7]제 7 실시예에 대해서 설명한다.
전류검출용 코일(L3)을 코일(L1, L2)로부터 절연하기 위한 수단으로서는 상기 유지부재(10x, 10y)의 채용에 제한되지 않는다. 전류검출용 코일(L3)로서 절연피복전선을 이용하거나, 칸막이 판이나 칸막이 구멍을 설치하는 등 다양한 방법이 있다.
[8]제 8 실시예에 대해서 설명한다.
도 18에 도시한 바와 같이 전류검출용 코일(L3)이 유지부(10I)와 대응하는 부위에 장착된다. 기초대부(10H)에 있어서 유지부(10I)의 근방에 슬릿(10e, 10f)이 형성되고, 그 슬릿(10e, 10f)에 접속용 단자(8e, 8f)가 삽입 통과된다. 또한 역 Y자형상의 유지부재(10Z)가 설치되고, 이 유지부재(10Z)에 의해 전류검출용 코일(L3)이 코일(L1, L2)로부터 떨어진 상태로 유지된다.
이 경우 전류검출용 코일(L3)의 길이를 짧게 할 수 있다. 또한 전류검출용 코일(L3)의 장착에 관계없이, 코어 스탠드(10)의 기초대부(10H)의 형상을 매우 작게 할 수 있다.
다른 구성 및 작용은 제 1 실시예와 동일하다.
[9]제 9 실시예에 대해서 설명한다.
도 19에 도시한 바와 같이 코어 스탠드(10)의 기초대부(10H)가 옆쪽으로 연장되고, 그 연장부분에 전류오프셋회로(30)의 구성요소인 트랜지스터(32, 33)나 콘덴서(35)가 설치된다.
결국, 전류오프셋회로(30)가 필터장치(8)에 일체화된 상태가 되어, 필터장치(8)를 전류오프셋 기능을 갖는 하나의 부품으로서 취급할 수 있다.
다른 구성 및 작용은 제 1 실시예와 동일하다.
[10]제 10 실시예에 대해서 설명한다.
도 20 및 도 21에 도시한 바와 같이 코어 스탠드(10)의 기초대부(10H)가 옆쪽으로 연장되고, 그 연장부분에 전류오프셋회로(30)의 구성요소인 트랜지스터(32, 33)나 콘덴서(35)가 설치된다.
결국, 전류오프셋회로(30)가 필터장치(8)에 일체화된 상태가 된다. 그리고, 전류오프셋회로(30)의 출력용 단자(30a)가 신호선(38)을 통해서인버터장치측 회로기판(40pc)에 납땜되어 접속된다.
다른 구성 및 작용은 제 1 실시예와 동일하다.
[11]제 11 실시예에 대해서 설명한다.
도 22에 도시한 바와 같이 도 20 및 도 21에 있어서 출력용 단자(30a)와 회로기판(40pc)의 접속이 신호선(38) 앞에 설치된 커넥터(38a)와 회로기판(40pc)에설치된 커넥터(40a)로 처리된다.
[12]제 12 실시예에 대해서 설명한다.
도 23에 도시한 바와 같이 도 20 및 도 21에 있어서 출력용 단자(30a)와 회로기판(40pc)의 접속이 출력용 단자(30a)로서 설치된 커넥터와 회로기판(40pc)로부터 도출된 신호선(38)과 그 신호선(38) 앞에 설치된 커넥터(38a)로 처리된다.
[13]제 13 실시예에 대해서 설명한다.
도 24, 25 및 26에 도시한 바와 같이 코어 스탠드(10)의 기초대부(10H)가 옆쪽으로 연장되고, 그 연장부분에 전류오프셋회로(30)를 구성하기 위한 칩부품(300)이 설치된다.
기초대부(10H)의 연장부분에 슬릿(10g)이 형성되고, 그 슬릿(10g)에 막대형상의 출력용 단자(30a)가 삽입 통과되어 유지된다.
즉, 출력용 단자(30a)와 접속용 단자(8a, 8b, 8c, 8d)를 합하여 5개의 단자 구조가 된다.
다른 구성 및 작용은 제 1 실시예와 동일하다.
[14]상기 각 실시예에서는 단상 라인에 설치하는 타입의 필터장치(8)를 예로 설명하였지만, 3상 이상의 라인에 설치하는 필터장치라도 동일하게 실시 가능하다.
[15]제 14 실시예에 대해서 설명한다.
도 27에 도시한 바와 같이 상기 인버터장치 및 구동제어회로(23)를 수용 또는 배치하기 위한 금속제 광주리체(16)가 준비되고, 그 광주리체(16)에 전류오프셋회로(30)의 출력단자(30a)가 접속된다.
광주리체(16)는 공기조화기의 실외 유닛에 탑재된다.
다른 구성은 제 1 실시예와 동일하다.
이러한 구성에 의하면 광주리체(16)가 실외 유닛의 부재를 통하여 저절로 어스된다. 즉, 광주리체(16)를 실외 유닛에 탑재하는 작업에 의해 전류오프셋회로(30)의 출력단자(30a)가 광주리체(16)를 통하여 자동적으로 어스에 접속된 상태가 된다.
따라서, 제 1 실시예와 동일 효과가 얻어지는 것에 더하여 제조시 작업성이 향상하는 효과가 얻어진다.
[16]제 15 실시예에 대해서 설명한다.
도 28에 도시한 바와 같이 상용 교류전원(1)에 상기 필터장치(2)를 통하여 직류회로(5b)가 접속된다.
직류회로(5b)는 4개의 다이오드(6a)를 브릿지 접속하여 이루어지는 정류회로(제 2 정류회로)(6), 이 정류회로(6)의 후단에 접속된 평활 콘덴서(14)에 의해 구성되고, 상용 교류전원(1)의 교류전압을 직류회로(5a)의 출력전압보다 낮은 레벨의 직류전압으로 변환하여 출력한다. 이 출력전압이 전류오프셋회로(30)에 동작용 전압으로서 공급된다.
또한, 직류회로(5a)에 있어서 정류회로(6)의 후단에 한쌍의 평활 콘덴서(12a, 12b)가 접속된다.
다른 구성은 제 1 실시예와 동일하다.
이러한 구성에 의하면, 제 1 실시예와 동일한 효과가 얻어지고, 또한 전류오프셋회로(30)의 트랜지스터(32, 33)의 내압이 낮은 경우라도 그 트랜지스터(32, 33)를 파괴하지 않고, 적정한 작동이 가능하다.
[17]상기 각 실시예에서는 공기조화기에 탑재하는 인버터장치를 예로 설명하였지만, 공기조화기에 한정되지 않으며 다른 냉동 사이클장치에도 동일하게 적용 가능하다.
그 외, 본 발명은 상기 각 실시예에 한정되는 것이 아니며, 요지를 바꾸지 않는 범위에서 다양하게 변형 실시가능하다.
본 발명은 고주파 누설전류(I1)를 검출하여 그 고주파 누설전류(I1)에 유사한 파형의 오프셋용 전류(I2)를 작성하고, 그 오프셋용 전류(I2)에 의해 고주파 누설전류(I1)를 강제적으로 오프셋함으로써, 비록 스위칭회로(13)의 스위칭 주파수가 높은 경우라도 고주파 누설전류(I1)를 확실하게 저감할 수 있다.
특히 고주파 누설전류(I1)를 검출하는 전류검출용 코일(L3)로서 필터장치(8)의 코일(L1, L2)보다도 가는 선직경의 것을 채용하고 있기 때문에, 그 채용에 따른 비용 상승을 피할 수 있다. 또한 전류검출용 코일(L3)은 코일(L1, L2)보다도 감김 수가 적기 때문에, 이 면에서도 비용상승을 피할 수 있다.

Claims (8)

  1. 코어;
    상기 코어에 장착되고, 또한 상기 인버터장치내의 통전라인에 삽입 설치되는 제 1 코일;
    상기 코어에 장착되고, 또한 양단이 상기 인버터장치의 회로기판에 접속되는 비평형 전류검출용 제 2 코일; 및
    상기 제 2 코일의 양단을 상기 인버터장치의 회로기판에 접속하기 위한 커넥터를 포함하는 것을 특징으로 하는 모터로 구동전력을 출력하는 인버터장치에 탑재되는 필터장치.
  2. 코어;
    상기 코어에 장착되고, 또한 상기 인버터장치내의 통전라인에 삽입 설치되는 제 1 코일;
    상기 코어에 장착되고, 또한 양단이 상기 인버터장치의 회로기판에 접속되는 비평형 전류검출용 제 2 코일;
    상기 제 1 코일 및 상기 제 2 코일의 각각의 양단에 설치된 접속용 단자; 및
    상기 접속용 단자를 유지하고, 또한 상기 코어를 상기 인버터장치의 회로기판에 고정하기 위한 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 모터로 구동전력을 출력하는 인버터장치에 탑재되는 필터장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 코일을 상기 제 1 코일로부터 떨어진 상태로 유지하는 유지부재를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 필터장치.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 코어의 원호부분의 일부와 상기 고정부재의 사이를 결합하고, 또한 상기 코어를 직립상태로 유지하는 코어유지부를 추가로 포함하고,
    상기 제 2 코일의 접속단자는 상기 코어 유지부 근방의 고정부재에 삽입통과되어 있는 것을 특징으로 하는 필터장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 2 코일은 상기 코어유지부가 결합하고 있는 부분에 감겨져 있는 것을 특징으로 하는 필터장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 필터장치가 탑재되는 기기의 누설전류 또는 노이즈를 상기 제 2 코일을 통하여 검출하는 검출수단 또는 이 검출되는 리크전류 또는 노이즈를 보상하는 보상수단을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 필터장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 코어를 해당 필터장치가 탑재되는 기기의 회로기판에 고정하기 위한 고정부재; 및
    상기 고정부재에 설치되어 상기 기기의 누설전류 또는 노이즈를 상기 제 2 코일을 통하여 검출하는 검출수단 또는 이 검출되는 누설전류 또는 노이즈를 보상하는 보상수단을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 필터장치.
  8. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 2 코일을 상기 제 1 코일로부터 떨어진 상태로 유지하는 유지부재를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 필터장치.
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