WO2017013951A1 - インバータ装置 - Google Patents

インバータ装置 Download PDF

Info

Publication number
WO2017013951A1
WO2017013951A1 PCT/JP2016/066757 JP2016066757W WO2017013951A1 WO 2017013951 A1 WO2017013951 A1 WO 2017013951A1 JP 2016066757 W JP2016066757 W JP 2016066757W WO 2017013951 A1 WO2017013951 A1 WO 2017013951A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
reactor
wiring board
printed wiring
power device
connection
Prior art date
Application number
PCT/JP2016/066757
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
弘宜 土居
浩 堂前
平岡　誠康
紀雄 鍵村
圭人 小寺
Original Assignee
ダイキン工業株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ダイキン工業株式会社 filed Critical ダイキン工業株式会社
Priority to BR112017027856-1A priority Critical patent/BR112017027856B1/pt
Priority to US15/740,700 priority patent/US10495327B2/en
Priority to EP16827515.4A priority patent/EP3327919B1/en
Priority to CN201680042983.2A priority patent/CN107852103B/zh
Publication of WO2017013951A1 publication Critical patent/WO2017013951A1/ja

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F1/00—Room units for air-conditioning, e.g. separate or self-contained units or units receiving primary air from a central station
    • F24F1/06—Separate outdoor units, e.g. outdoor unit to be linked to a separate room comprising a compressor and a heat exchanger
    • F24F1/20—Electric components for separate outdoor units
    • F24F1/24—Cooling of electric components
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25D—REFRIGERATORS; COLD ROOMS; ICE-BOXES; COOLING OR FREEZING APPARATUS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F25D23/00—General constructional features
    • F25D23/003—General constructional features for cooling refrigerating machinery
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25D—REFRIGERATORS; COLD ROOMS; ICE-BOXES; COOLING OR FREEZING APPARATUS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F25D31/00—Other cooling or freezing apparatus
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/003—Constructional details, e.g. physical layout, assembly, wiring or busbar connections
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/42—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
    • H02M7/44—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/48—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P27/00—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage
    • H02P27/04—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00—Printed circuits
    • H05K1/02—Details
    • H05K1/0201—Thermal arrangements, e.g. for cooling, heating or preventing overheating
    • H05K1/0203—Cooling of mounted components
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/34—Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements
    • H01L23/46—Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements involving the transfer of heat by flowing fluids
    • H01L23/473—Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements involving the transfer of heat by flowing fluids by flowing liquids
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K7/00—Constructional details common to different types of electric apparatus
    • H05K7/20—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating
    • H05K7/2089—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating for power electronics, e.g. for inverters for controlling motor

Definitions

  • This invention relates to the inverter apparatus which controls the electric motor provided in the freezing apparatus.
  • the inverter device described in Patent Document 1 includes a power device including a converter circuit and an inverter circuit, and a reactor that is provided on a DC power supply line between the converter circuit and the inverter circuit and suppresses harmonics.
  • the power device is mounted on a printed wiring board, and the reactor is disposed at a position away from the printed wiring board and connected to the printed wiring board by a harness (electric wire).
  • the power device on the printed wiring board is cooled by a cooling jacket to which refrigerant piping is connected.
  • the reactor is a so-called high-power component, and a large current flows through the harness connecting the reactor and the printed wiring board. For this reason, the harness becomes a noise propagation path, and there is a high possibility of adversely affecting surrounding electrical components (for example, weak electrical components connected to the printed wiring board).
  • An object of the present invention is to provide an inverter device that can be miniaturized and that can shorten an electric wire connecting a reactor and a printed wiring board as much as possible, and can also cool the reactor. .
  • the present invention is an inverter device that variably controls the operating frequency of an electric motor provided in a refrigeration apparatus, A printed wiring board; A power device attached to one surface of the printed wiring board, including a converter circuit and an inverter circuit; On the one surface side of the printed wiring board, at least a part of the reactor is disposed within a plane projection area of the printed wiring board; A cooler disposed between the printed wiring board and the power device and the reactor, for cooling the power device and the reactor.
  • the inverter device can be reduced in size, and an electric wire connecting the reactor and the printed wiring board can be eliminated. It can be shortened. Therefore, it is possible to reduce the influence of noise given to the surrounding electrical components by the electric wires.
  • a power device and a reactor can be arrange
  • the said structure WHEREIN It is preferable that the whole reactor is arrange
  • connection terminal of the reactor is disposed within a plane projection area of the printed wiring board and directly connected to the printed wiring board. With such a configuration, it is possible to eliminate the electric wire connecting the reactor and the printed wiring board, which becomes a noise propagation path.
  • connection terminal of the reactor may be arranged outside a plane projection area of the printed wiring board and connected to the printed wiring board via an electric wire. According to this configuration, since the connection terminal of the reactor is arranged outside the plane projection area of the printed wiring board, operations for connecting the electric wire to the connection terminal, such as the handling of the electric wire, can be easily performed.
  • the reactor is a harmonic suppression reactor provided between the converter circuit and the inverter circuit in an electric circuit, A first connection part to which the power device is connected, a second connection part to which the reactor is connected, a third connection part to which a power line is connected, and an output line to the motor are connected to the printed wiring board.
  • a fourth connecting portion is provided, It is preferable that the first connection portion is disposed between the second connection portion, the third connection portion, and the fourth connection portion.
  • the current from the power source flows in the order of the converter circuit, the reactor, and the inverter circuit, and is output to the electric motor. Therefore, by arranging each connection portion as described above, the wiring pattern on the printed wiring board can be formed along the flow of current, and the wiring pattern can be simplified.
  • the inverter device of the present invention provides an inverter device that can be miniaturized and that can shorten the electric wire connecting the reactor and the printed wiring board as much as possible, and that can also cool the reactor. Objective.
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an air-conditioning apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • An air conditioner 1 as a refrigeration apparatus includes an outdoor unit 2 installed outside and an indoor unit 3 installed indoors. The outdoor unit 2 and the indoor unit 3 are connected to each other by a communication pipe.
  • the air conditioner 1 includes a refrigerant circuit 4 that performs a vapor compression refrigeration cycle.
  • the refrigerant circuit 4 includes an indoor heat exchanger 11, a compressor 12, an oil separator 13, an outdoor heat exchanger 14, an expansion valve (expansion mechanism) 15, an accumulator 16, a four-way switching valve 17, and the like.
  • the refrigerant pipe 10 includes a liquid pipe 10L and a gas pipe 10G.
  • the indoor heat exchanger 11 is a heat exchanger for exchanging heat between the refrigerant and room air, and is provided in the indoor unit 3.
  • the indoor heat exchanger 11 for example, a cross fin type fin-and-tube heat exchanger or the like can be adopted.
  • An indoor fan (not shown) for blowing indoor air to the indoor heat exchanger 11 is provided in the vicinity of the indoor heat exchanger 11.
  • the compressor 12, the oil separator 13, the outdoor heat exchanger 14, the expansion valve 15, the accumulator 16, and the four-way switching valve 17 are provided in the outdoor unit 2.
  • the compressor 12 compresses the refrigerant sucked from the suction port and discharges it from the discharge port.
  • various compressors such as a scroll compressor can be adopted.
  • the oil separator 13 is for separating the lubricating oil from the mixed fluid of the lubricating oil and the refrigerant discharged from the compressor 12.
  • the separated refrigerant is sent to the four-way switching valve 17, and the lubricating oil is returned to the compressor 12.
  • the outdoor heat exchanger 14 is for exchanging heat between the refrigerant and outdoor air.
  • a cross fin type fin-and-tube heat exchanger or the like can be adopted.
  • An outdoor fan for blowing outdoor air to the outdoor heat exchanger 14 is provided in the vicinity of the outdoor heat exchanger 14.
  • the expansion valve 15 is disposed between the outdoor heat exchanger 14 and the indoor heat exchanger 11 in the refrigerant circuit 4, and expands the refrigerant flowing therein to reduce the pressure to a predetermined pressure.
  • an electronic expansion valve 15 having a variable opening degree can be employed.
  • the accumulator 16 gas-liquid separates the refrigerant that has flowed in, and is disposed between the suction port of the compressor 12 and the four-way switching valve 17 in the refrigerant circuit 4. The gas refrigerant separated by the accumulator 16 is sucked into the compressor 12.
  • the four-way switching valve 17 can be switched between a first state indicated by a solid line in FIG. 1 and a second state indicated by a broken line.
  • the air conditioner 1 performs the cooling operation
  • the four-way switching valve 17 is switched to the first state
  • the four-way switching valve 17 is switched to the second state.
  • a part 10 ⁇ / b> A of the refrigerant pipe 10 of the refrigerant circuit 4 is attached to a refrigerant jacket (cooling plate) 44 for cooling a power device 41 and a reactor 27 of the inverter device 21 described later, and constitutes a cooler 20.
  • the liquid side pipe of the refrigerant pipe 10 forms the cooler 20 as shown in FIG.
  • the liquid side pipe constituting the cooler 20 is a liquid side pipe between the outdoor heat exchanger 14 and the expansion valve 15 in the refrigerant circuit 4, but is not limited thereto.
  • the refrigerant condensed in the outdoor heat exchanger 14 flows through the liquid side pipe constituting the cooler 20, and during the heating operation, the refrigerant condensed in the indoor heat exchanger 11 and decompressed by the expansion valve 15 is supplied. Flowing.
  • the temperature of these refrigerants varies depending on operating conditions and the like, but is about 40 to 45 ° C. during cooling operation, for example.
  • FIG. 2 is a schematic configuration diagram of the inverter device.
  • the inverter device 21 is used to variably control the operating frequency of the motor (electric motor) M that drives the compressor 12 and the fan in the air conditioner.
  • the inverter device 21 includes a converter circuit (rectifier circuit) 22, a filter circuit 23, and an inverter circuit 24.
  • the converter circuit 22 and the inverter circuit 24 constitute a power device 41 (see FIG. 3) described later.
  • the converter circuit 22 is connected to an AC power supply 31 and DC power supply lines 25 and 26.
  • the converter circuit 22 rectifies the AC voltage input from the AC power supply 31 and converts it into a pulsating voltage, and outputs it to the DC power supply lines 25 and 26.
  • FIG. 2 illustrates a diode bridge as the converter circuit 22.
  • the present invention is not limited to this.
  • an AC-DC converter that converts an AC voltage into a DC voltage by synchronous rectification may be used.
  • the AC power supply 31 may be a multiphase AC power supply or a single phase AC power supply.
  • Filter circuit 23 is connected to converter circuit 22 via DC power supply lines 25 and 26.
  • the filter circuit 23 includes a reactor 27 and a capacitor 28.
  • the reactor 27 is connected to the DC power supply line 25.
  • Reactor 27 mainly suppresses harmonics superimposed on the DC current flowing through DC power supply line 25 during normal operation of inverter circuit 24.
  • the capacitor 28 is connected between the output side circuit of the reactor 27 and the DC power line 26.
  • the capacitor 28 constitutes an LC filter together with the reactor 27.
  • the LC filter can attenuate a current component having the same frequency as the carrier frequency used for generating the control signal of the inverter circuit 24, and the current component having the same frequency as the carrier frequency can flow out to the AC power supply 31. Can be suppressed.
  • the reactor 27 and the capacitor 28 in this example are used as an LC filter rather than constituting a smoothing circuit.
  • the capacitance of the capacitor 28 and the inductance of the reactor 27 can be reduced, and the capacitor 28 and the reactor 27 can be downsized.
  • the reactor 27 can be reduced in size to reduce the difference in height from the power device 41 as described later (see FIG. 3), and can be easily cooled by the cooler 20 together with the power device 41. .
  • the inverter circuit 24 is connected to the output side of the filter circuit 23 via the DC power supply lines 25 and 26.
  • the inverter circuit 24 includes a plurality of switching elements (not shown) such as IGBTs. Then, when the conduction / non-conduction of the switching element is appropriately controlled, the inverter circuit 24 converts the DC voltage input through the filter circuit 23 into an AC voltage and applies it to the motor M.
  • the plurality of switching elements included in the inverter circuit 24 are controlled by a control unit (not shown).
  • FIG. 3 is a side view of the printed wiring board 42, the power device 41, and the reactor 27 that constitute the inverter device 21, and
  • FIG. 4 is a rear view of the printed wiring board 42, the power device 41, and the reactor 27.
  • the printed wiring board 42 is obtained by forming a wiring pattern made of a conductor on an insulating substrate such as glass epoxy resin formed in a rectangular shape in plan view. Electrical components such as a capacitor 28, a resistor, a relay module, and a microcomputer are mounted on the main surface (upper surface) of the printed wiring board 42.
  • the power device 41 and the reactor 27 are arranged on the surface (back surface) opposite to the main surface of the printed wiring board 42.
  • the power device 41 includes the converter circuit 22 and the inverter circuit 24 shown in FIG.
  • the power device 41 of the present embodiment is a module in which the converter circuit 22 and the inverter circuit 24 are accommodated in one case.
  • the power device 41 is formed in a rectangular parallelepiped shape having a rectangular planar shape and a thickness smaller than the length of each side.
  • the reactor 27 is formed in a rectangular parallelepiped shape having a rectangular planar shape and a thickness smaller than the length of each side.
  • the power device 41 and the reactor 27 are arranged side by side on the back side of the printed wiring board 42.
  • the power device 41 and the reactor 27 are both disposed within the plane projection area of the printed wiring board 42 and are adjacent to each other. Therefore, it is possible to reduce the size of the inverter device 21 as compared with the case where these components 41 and 27 (particularly the reactor 27) are arranged outside the plane projection area of the printed wiring board 42.
  • the reactor 27 includes a terminal block 27a on one side, and a connection terminal 27b is provided on the terminal block 27a. A coil electric wire built in the reactor 27 is connected to the connection terminal 27b.
  • the terminal block 27a is made of a synthetic resin material that is an insulator. The terminal block 27 a is disposed between the reactor 27 and the power device 41.
  • the cooler 20 is disposed on the lower surfaces of the power device 41 and the reactor 27 (surface opposite to the printed wiring board 42).
  • the cooler 20 includes a cooling plate 44 and a refrigerant pipe 10A.
  • the cooling plate 44 is made of a material having high thermal conductivity such as aluminum.
  • the cooling plate 44 is provided in a range that covers the entire planar range of the power device 41 and the reactor 27.
  • the cooling plate 44 includes a portion 44 a that covers the lower surface side of the power device 41 and a portion 44 b that covers the lower surface side of the reactor 27, and a stepped portion 44 c is formed between both the portions 44 a and 44 b.
  • the thicknesses of both portions 44a and 44b are substantially the same, and the difference in thickness between the power device 41 and the reactor 27 is absorbed by the stepped portion 44c.
  • a part 10 ⁇ / b> A of the refrigerant pipe 10 is in contact with the lower surface of the cooling plate 44.
  • the refrigerant pipe 10 ⁇ / b> A is bent in a W shape so as to reciprocate twice between one end and the other end of the cooling plate 44.
  • the refrigerant pipe 10 is bent in a W shape, whereby the straight pipe portions 10A1 of the four refrigerant pipes 10A are substantially arranged on the cooling plate 44, and 2 below the power device 41 and the reactor 27.
  • Straight pipe portions 10A1 are arranged one by one.
  • the cooling plate 44 is provided with a fixing plate 45 for fixing the refrigerant pipe 10A.
  • Two fixing plates 45 are provided for fixing the two straight pipe portions 10A1.
  • the refrigerant pipe 10 ⁇ / b> A is fixed to the cooling plate 44 by being sandwiched between the cooling plate 44 and the fixed plate 45.
  • the fixing plate 45 is attached to the cooling plate 44 with bolts or the like.
  • the power device 41 and the reactor 27 are components that generate greater heat (high heat generation components) than other components on the printed wiring board 42, and both of them are connected to the refrigerant flowing through the refrigerant pipe 10 ⁇ / b> A via the cooling plate 44. It is cooled by performing heat exchange. Moreover, since both the power device 41 and the reactor 27 are arrange
  • coolant piping is not limited to W shape, For example, you may be bent in U shape.
  • the two straight pipe portions 10A1 of the U-shaped refrigerant pipe 10A may be provided only on a part 44a of the cooling plate 44 that covers the lower surface side of the power device 41.
  • the reactor 27 can be sufficiently cooled only by providing the straight pipe portion 10A1.
  • FIG. 5 is an explanatory plan view showing a wiring pattern of the printed wiring board.
  • first connection portions C to H to which the power device 41 is connected
  • second connection portions I and J to which the reactor 27 is connected
  • a power supply line 46 from the AC power supply 31 Connected to the printed wiring board 42 are first connection portions C to H to which the power device 41 is connected, second connection portions I and J to which the reactor 27 is connected, and a power supply line 46 from the AC power supply 31.
  • a third connection portion A and a fourth connection portion B to which an output line 47 to the motor M is connected are provided.
  • a plurality of first connection portions C to H are provided corresponding to a plurality of lead pins 41 a provided corresponding to the outer peripheral portion of the power device 41.
  • the second connection portions I and J are provided at two locations corresponding to the two connection terminals 27 b provided on the reactor 27.
  • the third connection portion A is provided at three locations corresponding to each phase of the three-phase AC power supply 31.
  • the third connection portion A is provided with a terminal block 48 for attaching a crimp terminal at the end of the power line 46 (see FIG. 2) by screwing or the like.
  • the fourth connection portion B is provided at three locations corresponding to the three-phase output voltage output from the inverter circuit 24 of the power device 41.
  • the fourth connection portion B is provided with a terminal block 49 for attaching a crimp terminal of an output line 47 (see FIG. 2) connected to the motor M by screwing or the like.
  • the third connection part A and the fourth connection part B are provided with connection points in places close to the converter circuit 22 and the inverter circuit 24 in the power device 41, respectively.
  • the first connection parts C to H connected to the power device 41 are connected to the third connection part A connected to the power line 46 and the fourth connection part B connected to the output line 47 and the reactor 27. Between the second connecting portions I and J.
  • the third connection part A and a part of the first connection parts C are connected by the wiring pattern 51 of the printed wiring board 42. Further, the fourth connection portion B and a part of the first connection portions D are connected by the wiring pattern 52 of the printed wiring board 42. Some of the second connection portions I and some of the first connection portions G are connected by the wiring pattern 53, and the second connection portion J and the first connection portion F are connected by the wiring pattern 54.
  • the current flowing from the AC power supply 31 is input to the converter circuit 22 from the third connection portion A via the first connection portion C, and then from the converter circuit 22 via the first connection portion G and the second connection portion I. Is input to the reactor 27, and further input from the reactor 27 to the inverter circuit 24 via the second connection portion J and the first connection portion F, and from the inverter circuit 24 via the first connection portion D and the fourth connection portion B. Output to the motor M.
  • the current from the AC power supply 31 flows in the order of the converter circuit 22, the reactor 27, and the inverter circuit 24 and is output to the motor M. Therefore, as described above, the first connection unit By disposing C to H between the third connection portion A and the fourth connection portion B and the second connection portions I and J, the wiring patterns 51 to 54 on the printed wiring board 42 follow the current flow. Thus, the wiring patterns 51 to 54 can be simplified.
  • connection terminal 27 b of the reactor 27 is directly connected to the wiring patterns 53 and 54 of the printed wiring board 42. Therefore, there is no electric wire for passing current between them. Therefore, it is possible to reduce the influence of noise on the surrounding electrical components caused by the electric wire.
  • FIG. 6 is a cross-sectional explanatory view showing an example of connection between the connection terminal 27 b of the reactor 27 and the printed wiring board 42.
  • the connection terminal 27b of the reactor 27 is inserted into the hole 42a formed in the printed wiring board 42 and fixed by soldering.
  • connection terminal 27b of the reactor 27 is configured by a press-fit pin.
  • This press-fit pin 27b has a hollow portion 27b1 in the middle in the lengthwise direction, and the press-fit pin 27b is compressed and deformed by inserting the press-fit pin 27b into the hole 42a of the printed wiring board 42, and the printed wiring board.
  • the press-fit pin 27b is pressed against the inner peripheral surface of the hole 42a. Therefore, soldering is unnecessary, and the reactor 27 can be connected to the printed wiring board 42 very easily.
  • the connection terminal 27b may be fixed to the printed wiring board 42 by screws or the like.
  • the reactor 27 of the above-described embodiment is entirely disposed within the plane projection area of the printed wiring board 42, a part of the reactor 27 may be disposed within the plane projection area of the printed wiring board 42.
  • the terminal block 27a provided with the connection terminal 27b is arranged outside the plane projection area of the printed wiring board 42 in the reactor 27, and the other part is within the plane projection area. Is arranged.
  • the connection terminal 27 b of the reactor 27 is connected to the second connection portions I and J of the printed wiring board 42 via a harness (electric wire) 55.
  • the terminal block 27 a is arranged at the longitudinal end of the reactor 27, whereas in the example shown in FIG. 7C, the short direction of the reactor 27
  • the terminal block 27a is disposed at the end of the terminal block 27, and the distance between the terminal block 27a and the second connection portions I and J is shorter than that shown in FIG. Therefore, the harness 55 that connects the terminal block 27a and the second connection portions I and J can be shortened.
  • connection terminal 27 b of the reactor 27 is disposed outside the plane projection area of the printed wiring board 42
  • the harness 55 for connecting to the second connection portions I and J is provided outside the printed wiring board 42. Since connection is possible, there is an advantage that connection work such as handling of the harness 55 can be easily performed.
  • the harness 55 which connects the connection terminal 27b of the reactor 27 and the printed wiring board 42 can be shortened by arrange
  • FIG. When most of the reactor 27 is disposed outside the plane projection area of the printed wiring board 42, the harness 55 is connected by bringing the connection terminal 27b closer to the printed wiring board 42 as shown in FIG. It can be made as short as possible. Since the harness 55 becomes a noise propagation path and may affect the surrounding electrical components, the influence of the noise can be reduced by shortening the harness 55.
  • FIG. 8 is a side view showing a modification of the cooler 20.
  • the cooler 20 of the above-described embodiment cools the power device 41 and the reactor 27 with the refrigerant flowing through the refrigerant pipe 10A.
  • the cooler 20 illustrated in FIG. 8 uses the air as a cooling medium and the power device 41 and the reactor. 27 cooling is performed.
  • a plurality of fins 44 d are provided on the lower surface of the cooling plate 44 of the cooler 20 to increase the contact area with air.
  • the lower surface of the cooling plate 44 on which the fins 44d are provided is a substantially flat surface
  • the upper surface of the cooling plate 44 is between the portion 44a covering the power device 41 and the portion 44b covering the reactor 27.
  • the thicknesses of both portions 44a and 44b are different.
  • the difference in thickness between the power device 41 and the reactor 27 is absorbed by the difference in thickness between the two portions 44a and 44b.
  • the power device 41 and the reactor 27 can be suitably cooled.
  • the cooler 20 has cooled both the power device 41 and the reactor 27 with the single cooling plate 44, but the cooling plate 44 is divided into two corresponding to the power device 41 and the reactor 27. Good.
  • a reactor having a larger stepped portion 44c or stepped surface 44e of the cooling plate 44 or a two-divided cooling plate 44 is used.
  • the present invention can be applied to an inverter device provided with a smoothing circuit that smoothes the pulsating voltage output from the converter circuit 22 instead of the filter circuit 23 as described above.
  • a large-sized one having an inductance larger than that of the reactor of the filter circuit 23 is used. Even in such a case, the reactor 27 can be cooled together with the power device 41 by the cooler 20.
  • the cooling plate 44 having a structure in which the fins 44 d are omitted from the cooling plate 44 shown in FIG. 8 may be used.
  • the cooling plate 44 shown in FIG. A structure having fins may be used.
  • the power device 41 is not limited to a module in which the converter circuit 22 and the inverter circuit 24 are integrated, and may be configured as a separate unit.
  • the printed wiring board 42, the power device 41, the reactor 27, and the cooler 20 are arranged side by side (stacked) in the vertical direction. It is not limited.
  • the printed wiring board 42, the power device 41, the reactor 27, and the cooler 20 may be stacked in the horizontal direction.
  • the present invention can also be applied to refrigeration apparatuses other than the indoor air conditioner 1.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)

Abstract

小型化が可能であり、かつリアクトルとプリント配線板とを繋ぐ電線を可及的に短くすることができ、リアクトルの冷却をも可能とするインバータ装置を提供する。冷凍装置に設けられた電動機の運転周波数を可変制御するインバータ装置であって、プリント配線板（４２）と、プリント配線板（４２）の一方の面に取り付けられ、コンバータ回路及びインバータ回路を含むパワーデバイス（４１）と、プリント配線板（４２）の前記一方の面側であって、少なくとも一部がプリント配線板（４２）の平面投影面積内に配置されたリアクトル（２７）と、プリント配線板（４２）との間にパワーデバイス（４１）及びリアクトル（２７）を挟んで配置され、パワーデバイス（４１）及び前記リアクトル（２７）を冷却するための冷却器（２０）と、を備えている。

Description

インバータ装置
　本発明は、冷凍装置に設けられた電動機を制御するインバータ装置に関する。
　室内の温度や湿度を調整する空気調和装置等の冷凍装置として、圧縮機やファンの電動機をインバータ装置によって制御するものがある。例えば、特許文献１に記載されたインバータ装置は、コンバータ回路及びインバータ回路を含むパワーデバイスと、コンバータ回路とインバータ回路との間の直流電源線に設けられ、高調波を抑制するリアクトルとを備えている。パワーデバイスは、プリント配線板上に実装され、リアクトルは、プリント配線板から離れた位置に配置されると共にハーネス（電線）によってプリント配線板に接続されている。また、プリント配線板上のパワーデバイスは、冷媒配管が接続される冷却ジャケットによって冷却されるようになっている。
特開２０１３－２２４７８５号公報
　特許文献１に記載のインバータ装置においては、平面的に見てプリント配線板から離れた位置にリアクトルが配置されているので、これらを配置するために広いスペースが必要となる。そのため、プリント配線板及びリアクトルを収容する電装品ボックスも大型化し、空気調和装置内に電装品ボックスを配置する際の制約が大きくなる。
　また、リアクトルはいわゆる強電部品であり、リアクトルとプリント配線板とを接続するハーネスには大きな電流が流れる。そのため、ハーネスがノイズの伝搬経路となり、周囲の電気部品（例えば、プリント配線板に接続される弱電部品）に悪影響を与える可能性が高くなる。
　一方、特許文献１に記載のインバータ装置においては、発熱部品であるパワーデバイスは冷却ジャケットによって冷却されるが、同じ発熱部品であるリアクトルを冷却することについては全く考慮されていない。
　本発明は、小型化が可能であり、かつリアクトルとプリント配線板とを繋ぐ電線を可及的に短くすることができ、リアクトルの冷却をも可能とするインバータ装置を提供することを目的とする。
　本発明は、冷凍装置に設けられた電動機の運転周波数を可変制御するインバータ装置であって、
　プリント配線板と、
　前記プリント配線板の一方の面に取り付けられ、コンバータ回路及びインバータ回路を含むパワーデバイスと、
　前記プリント配線板の前記一方の面側であって、少なくとも一部が前記プリント配線板の平面投影面積内に配置されたリアクトルと、
　前記プリント配線板との間に前記パワーデバイス及び前記リアクトルを挟んで配置され、前記パワーデバイス及び前記リアクトルを冷却するための冷却器と、を備えている。
　上記構成によれば、リアクトルの少なくとも一部がプリント配線板の平面投影面積内に配置されるので、インバータ装置の小型化を図ることができ、リアクトルとプリント配線板とを接続する電線を無くしたり短くしたりすることが可能となる。したがって、電線によって周囲の電気部品に与えるノイズの影響を低減することができる。また、パワーデバイスとリアクトルとを可及的に近づけて配置することができるので、冷却器を用いてパワーデバイスだけでなくリアクトルをも冷却することができる。
　上記構成において、前記リアクトルは、その全体が、前記プリント配線板の平面投影面積内に配置されていることが好ましい。
　このような構成によって、より一層のインバータ装置の小型化を図ることができる。
　前記リアクトルの接続端子は、前記プリント配線板の平面投影面積内に配置されかつ前記プリント配線板に直接接続されていることが好ましい。
　このような構成によって、ノイズの伝搬経路となる、リアクトルとプリント配線板とを接続する電線を無くすことができる。
　前記リアクトルの接続端子は、前記プリント配線板の平面投影面積外に配置されかつ前記プリント配線板に電線を介して接続されていてもよい。
　この構成によれば、リアクトルの接続端子がプリント配線板の平面投影面積外に配置されるので、電線の取り回し等、電線を接続端子に接続するための作業を容易に行うことができる。
　前記リアクトルは、電気回路における前記コンバータ回路と前記インバータ回路との間に設けられる高調波抑制用のリアクトルであり、
　前記プリント配線板に、前記パワーデバイスが接続される第１接続部と、前記リアクトルが接続される第２接続部と、電源線が接続される第３接続部と、電動機への出力線が接続される第４接続部とが設けられ、
　前記第２接続部と、前記第３接続部及び前記第４接続部との間に、前記第１接続部が配置されていることが好ましい。
　インバータ装置においては、電源からの電流が、コンバータ回路、リアクトル、インバータ回路の順に流れ、電動機に出力される。したがって、各接続部を上記構成のように配置することで、プリント配線板における配線パターンを電流の流れに沿って形成することができ、配線パターンを簡素化することが可能となる。
　本発明のインバータ装置は、小型化が可能であり、かつリアクトルとプリント配線板とを繋ぐ電線を可及的に短くすることができ、リアクトルの冷却をも可能とするインバータ装置を提供することを目的とする。
本発明の一実施の形態に係る空気調和装置の概略構成図である。 空気調和装置に用いられるインバータ装置の概略構成図である。 プリント配線板、パワーデバイス、リアクトルの側面図である。 プリント配線板、パワーデバイス、リアクトルの背面図である。 プリント配線板の配線パターンを示す平面説明図である。 リアクトルの接続端子とプリント配線板との接続例を示す断面説明図である。 プリント配線板とリアクトルとの配置の変形例を示す平面説明図である。 冷却器の変形例を示す側面図である。
　以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
　図１は、本発明の一実施の形態に係る空気調和装置の概略構成図である。
　冷凍装置としての空気調和装置１は、室外に設置される室外機２と、室内に設置される室内機３とを備えている。室外機２と室内機３とは、連絡配管によって互いに接続されている。空気調和装置１は、蒸気圧縮式冷凍サイクルを行う冷媒回路４を備えている。冷媒回路４には、室内熱交換器１１、圧縮機１２、油分離器１３、室外熱交換器１４、膨張弁（膨張機構）１５、アキュムレータ１６、四方切換弁１７等が設けられており、これらが冷媒回路４の冷媒が流れる冷媒配管１０によって接続されている。冷媒配管１０は、液配管１０Ｌとガス配管１０Ｇとを含む。
　室内熱交換器１１は、冷媒を室内空気と熱交換させるための熱交換器であり、室内機３に設けられている。室内熱交換器１１としては、例えばクロスフィン型のフィン・アンド・チューブ熱交換器等を採用することできる。室内熱交換器１１の近傍には、室内空気を室内熱交換器１１へ送風するための室内ファン（図示省略）が設けられている。
　圧縮機１２、油分離器１３、室外熱交換器１４、膨張弁１５、アキュムレータ１６及び四方切換弁１７は、室外機２に設けられている。
　圧縮機１２は、吸入ポートから吸入した冷媒を圧縮して吐出ポートから吐出するものである。圧縮機１２としては、例えば、スクロール圧縮機等の種々の圧縮機を採用することができる。
　油分離器１３は、圧縮機１２から吐出された潤滑油及び冷媒の混合流体から潤滑油を分離するためのものである。分離された冷媒は四方切換弁１７へ送られ、潤滑油は圧縮機１２に戻される。
　室外熱交換器１４は、冷媒を室外空気と熱交換させるためのものであり、例えばクロスフィン型のフィン・アンド・チューブ熱交換器等を採用できる。室外熱交換器１４の近傍には、室外空気を室外熱交換器１４へ送風するための室外ファンが設けられている。
　膨張弁１５は、冷媒回路４において室外熱交換器１４と室内熱交換器１１との間に配設され、流入した冷媒を膨張させて、所定の圧力に減圧させる。膨張弁１５として、例えば開度可変の電子膨張弁１５を採用することができる。
　アキュムレータ１６は、流入した冷媒を気液分離するものであり、冷媒回路４において圧縮機１２の吸入ポートと四方切換弁１７との間に配設されている。アキュムレータ１６で分離されたガス冷媒は、圧縮機１２に吸入される。
　四方切換弁１７は、図１において実線で示す第１の状態と、破線で示す第２の状態とに切換可能である。空気調和装置１が冷房運転を行うときには、四方切換弁１７は第１の状態に切り換えられ、暖房運転を行うときには、四方切換弁１７は第２の状態に切り換えられる。
　冷媒回路４の冷媒配管１０の一部１０Ａは、後述するインバータ装置２１のパワーデバイス４１及びリアクトル２７を冷却するための冷媒ジャケット（冷却板）４４に取り付けられ、冷却器２０を構成している。本実施形態では、冷却能力を考慮して、図１に示すように冷媒配管１０のうちの液側配管が冷却器２０を構成している。本実施形態では、冷却器２０を構成する液側配管は、冷媒回路４における室外熱交換器１４と膨張弁１５との間の液側配管であるが、これに限られない。
　冷却器２０を構成する液側配管には、冷房運転時には、室外熱交換器１４で凝縮した冷媒が流れ、暖房運転時には、室内熱交換器１１で凝縮し、膨張弁１５で減圧された冷媒が流れる。これらの冷媒の温度は、運転条件等によって異なるが、例えば冷房運転時で４０～４５℃程度である。
　図２は、インバータ装置の概略構成図である。
　このインバータ装置２１は、空気調和装置における圧縮機１２やファンを駆動するモータ（電動機）Ｍの運転周波数を可変制御するために用いられる。
　インバータ装置２１は、コンバータ回路（整流回路）２２と、フィルタ回路２３と、インバータ回路２４とを備えている。コンバータ回路２２とインバータ回路２４とは、後述するパワーデバイス４１（図３参照）を構成している。
　コンバータ回路２２は、交流電源３１及び直流電源線２５，２６と接続されている。コンバータ回路２２は、交流電源３１から入力される交流電圧を整流して脈流電圧に変換し、これを直流電源線２５，２６に出力する。図２には、コンバータ回路２２としてダイオードブリッジが例示されている。但し、これに限らず、例えば同期整流により交流電圧を直流電圧に変換するＡＣ－ＤＣコンバータであってもよい。また、交流電源３１は、多相交流電源であってもよいし、単相交流電源であってもよい。
　フィルタ回路２３は、直流電源線２５，２６を介してコンバータ回路２２と接続される。フィルタ回路２３は、リアクトル２７と、コンデンサ２８とを備えている。
　リアクトル２７は直流電源線２５に接続されている。リアクトル２７は、主としてインバータ回路２４の通常動作時に直流電源線２５を流れる直流電流に重畳される高調波を抑制する。
　コンデンサ２８は、リアクトル２７の出力側電路と直流電源線２６の間に接続される。そして、コンデンサ２８は、リアクトル２７と共にＬＣフィルタを構成している。このＬＣフィルタは、インバータ回路２４の制御信号の生成に用いられるキャリアの周波数と同じ周波数の電流成分を減衰させることができ、キャリアの周波数と同じ周波数の電流成分が交流電源３１へ流出するのを抑制することができる。
　本例におけるリアクトル２７及びコンデンサ２８は、平滑回路を構成するというよりもＬＣフィルタとして使用される。この場合、コンデンサ２８の静電容量やリアクトル２７のインダクタンスを小さくすることができ、コンデンサ２８及びリアクトル２７の小型化が可能となる。リアクトル２７は、小型化することによって、後述するようにパワーデバイス４１との高さの差を小さくすることができ（図３参照）、パワーデバイス４１とともに冷却器２０によって容易に冷却することができる。
　インバータ回路２４は、直流電源線２５，２６を介してフィルタ回路２３の出力側に接続される。インバータ回路２４は、ＩＧＢＴ等の複数のスイッチング素子（図示省略）によって構成される。そして、このスイッチング素子の導通／非導通が適切に制御されることによって、インバータ回路２４は、フィルタ回路２３を経て入力される直流電圧を交流電圧に変換して、これをモータＭへ印加する。インバータ回路２４が有する複数のスイッチング素子は図示しない制御部によって制御される。
　図３は、インバータ装置２１を構成するプリント配線板４２、パワーデバイス４１、リアクトル２７の側面図、図４は、プリント配線板４２、パワーデバイス４１、リアクトル２７の背面図である。
　プリント配線板４２は、平面視で矩形状に形成されたガラスエポキシ樹脂等の絶縁基板に導体からなる配線パターンを形成したものである。プリント配線板４２の主面（上面）には、コンデンサ２８、抵抗、リレーモジュール、マイクロコンピュータ等の電気部品が実装されている。一方、プリント配線板４２の主面とは反対側の面（裏面）には、パワーデバイス４１と、リアクトル２７とが配置されている。パワーデバイス４１は、図２に示すコンバータ回路２２と、インバータ回路２４とを含んでいる。本実施形態のパワーデバイス４１は、コンバータ回路２２とインバータ回路２４とを１つのケースに収容してモジュール化したものとなっている。
　パワーデバイス４１は、平面形状が長方形で、その各辺の長さよりも小さい厚さを有する直方体形状に形成されている。リアクトル２７も同様に、平面形状が長方形で、その各辺の長さよりも小さい厚さを有する直方体形状に形成されている。そして、パワーデバイス４１とリアクトル２７とは、プリント配線板４２の裏面側に並べて配置されている。また、パワーデバイス４１とリアクトル２７とは、いずれもプリント配線板４２の平面投影面積内に配置され、互いに隣接している。したがって、これらの部品４１，２７（特にリアクトル２７）がプリント配線板４２の平面投影面積外に配置される場合に比べて、インバータ装置２１を小型化することが可能となる。
　パワーデバイス４１の外周部には、多数のリードピン（接続端子）４１ａが突出している。これらのリードピン４１ａは、プリント配線板４２を上下方向に貫通し、プリント配線板４２の配線パターンに接続されている。
　リアクトル２７は、一側部に端子台２７ａを備えており、この端子台２７ａには接続端子２７ｂが設けられている。接続端子２７ｂには、リアクトル２７に内蔵されたコイルの電線が接続されている。端子台２７ａは、絶縁体である合成樹脂材料により形成されている。端子台２７ａは、リアクトル２７とパワーデバイス４１の間に配置されている。
　パワーデバイス４１及びリアクトル２７の下面（プリント配線板４２とは反対側の面）には、冷却器２０が配置されている。この冷却器２０は、冷却板４４と、冷媒配管１０Ａとを備えている。
　冷却板４４は、アルミニウム等の熱伝導性の高い材質により形成されている。冷却板４４は、パワーデバイス４１及びリアクトル２７の平面範囲全体を覆う範囲で設けられている。また、冷却板４４は、パワーデバイス４１の下面側を覆う部分４４ａと、リアクトル２７の下面側を覆う部分４４ｂとを備え、両部分４４ａ，４４ｂの間には段差部４４ｃが形成されている。両部分４４ａ，４４ｂの厚さは略同一とされ、パワーデバイス４１とリアクトル２７との厚さの相違が段差部４４ｃによって吸収されている。
　冷却板４４の下面には、冷媒配管１０の一部１０Ａが接触している。この冷媒配管１０Ａは、例えば図４に示すように、冷却板４４の一方の端部と他方の端部との間で２往復するようにＷ字状に屈曲されている。また、冷媒配管１０がＷ字状に屈曲されることによって、冷却板４４上には実質的に４本の冷媒配管１０Ａの直管部分１０Ａ１が配置され、パワーデバイス４１とリアクトル２７の下方に２本ずつ直管部分１０Ａ１が配置されている。
　図３に示すように、冷却板４４には、冷媒配管１０Ａを固定するための固定板４５が設けられている。固定板４５は、２本の直管部分１０Ａ１を固定するものが２枚設けられている。冷媒配管１０Ａは、冷却板４４と固定板４５との間で挟持されることによって冷却板４４に固定されている。固定板４５は、ボルト等によって冷却板４４に取り付けられている。
　パワーデバイス４１及びリアクトル２７は、プリント配線板４２上の他の部品に比べ発熱が大きい部品（高発熱部品）であるが、いずれも冷媒配管１０Ａを流れる冷媒との間で冷却板４４を介して熱交換を行うことによって冷却される。また、パワーデバイス４１及びリアクトル２７は、いずれもプリント配線板４２の一方の面（裏面）側に配置され、互いに近づけて配置することができるので、同一の冷却器２０を用いて冷却することができる。したがって、パワーデバイス４１及びリアクトル２７を冷却するための構造を簡素化することができる。
　なお、冷媒配管１０Ａは、Ｗ字状に限定されず、例えばＵ字状に屈曲されていてもよい。この場合、パワーデバイス４１の下面側を覆う冷却板４４の一部４４ａのみにＵ字状の冷媒配管１０Ａの２本の直管部分１０Ａ１を設けてもよい。このように直管部分１０Ａ１を設けるだけでも、リアクトル２７を十分に冷却することができる。
　図５は、プリント配線板の配線パターンを示す平面説明図である。
　プリント配線板４２には、パワーデバイス４１が接続される第１接続部Ｃ～Ｈと、リアクトル２７が接続される第２接続部Ｉ，Ｊと、交流電源３１からの電源線４６が接続される第３接続部Ａと、モータＭへの出力線４７が接続される第４接続部Ｂとが設けられている。
　第１接続部Ｃ～Ｈは、パワーデバイス４１の外周部に対応して設けられた複数のリードピン４１ａに対応して複数設けられている。
　第２接続部Ｉ，Ｊは、リアクトル２７に設けられた２つの接続端子２７ｂに対応して２箇所に設けられている。
　第３接続部Ａは、３相の交流電源３１の各相に対応して３箇所に設けられている。第３接続部Ａには、電源線４６（図２参照）の末端の圧着端子をネジ止め等によって取り付けるための端子台４８が設けられている。
　第４接続部Ｂは、パワーデバイス４１のインバータ回路２４から出力される３相の出力電圧に対応して３箇所に設けられている。第４接続部Ｂには、モータＭに接続される出力線４７（図２参照）の圧着端子をネジ止め等によって取り付けるための端子台４９が設けられている。第３接続部Ａと第４接続部Ｂとは、各々パワーデバイス４１内のコンバータ回路２２及びインバータ回路２４に近い場所に接続箇所が設けられている。これにより、配線パターンを簡素化することができる。
　そして、パワーデバイス４１に接続される第１接続部Ｃ～Ｈは、電源線４６に接続される第３接続部Ａ及び出力線４７に接続される第４接続部Ｂと、リアクトル２７に接続される第２接続部Ｉ，Ｊとの間に配置されている。
　第３接続部Ａと、一部の第１接続部Ｃとは、プリント配線板４２の配線パターン５１によって接続されている。また、第４接続部Ｂと、一部の第１接続部Ｄとは、プリント配線板４２の配線パターン５２によって接続されている。一部の第２接続部Ｉと一部の第１接続部Ｇとは配線パターン５３によって接続され、第２接続部Ｊと第１接続部Ｆとは、配線パターン５４によって接続されている。
　したがって、交流電源３１から流れる電流は、第３接続部Ａから第１接続部Ｃを介してコンバータ回路２２に入力され、その後、コンバータ回路２２から第１接続部Ｇ及び第２接続部Ｉを介してリアクトル２７に入力され、さらにリアクトル２７から第２接続部Ｊ及び第１接続部Ｆを介してインバータ回路２４に入力され、インバータ回路２４から第１接続部Ｄ及び第４接続部Ｂを介してモータＭに出力される。
　以上のように、インバータ装置２１においては、交流電源３１からの電流が、コンバータ回路２２、リアクトル２７、インバータ回路２４の順に流れ、モータＭに出力されるので、上記のように、第１接続部Ｃ～Ｈを、第３接続部Ａ及び第４接続部Ｂと、第２接続部Ｉ，Ｊとの間に配置することで、プリント配線板４２における配線パターン５１～５４を電流の流れに沿って形成することができ、配線パターン５１～５４を簡素化することが可能となる。
　リアクトル２７は、その接続端子２７ｂがプリント配線板４２の配線パターン５３，５４に直接接続されている。そのため、両者の間には電流を流すための電線は存在しない。したがって、当該電線に起因する、周囲の電気部品に与えるノイズの影響を低減することができる。
　図６は、リアクトル２７の接続端子２７ｂとプリント配線板４２との接続例を示す断面説明図である。
　図６（ａ）に示す例は、リアクトル２７の接続端子２７ｂをプリント配線板４２に形成した孔４２ａに挿入し、はんだ付けによって固定したものである。
　図６（ｂ）に示す例は、リアクトル２７の接続端子２７ｂが、プレスフィットピンにより構成されている。このプレスフィットピン２７ｂは、長さ方向の中途部に中空部２７ｂ１を有し、プレスフィットピン２７ｂをプリント配線板４２の孔４２ａに挿入することによってプレスフィットピン２７ｂを圧縮変形させ、プリント配線板４２の孔４２ａの内周面にプレスフィットピン２７ｂを圧接させるものとなっている。したがって、はんだ付けが不要であり、極めて簡単にリアクトル２７をプリント配線板４２に接続することができる。
　なお、図６（ａ）、（ｂ）に示す接続例のほか、ネジ止め等によって接続端子２７ｂをプリント配線板４２に固定してもよい。
　上述した実施形態のリアクトル２７は、その全体がプリント配線板４２の平面投影面積内に配置されていたが、その一部がプリント配線板４２の平面投影面積内に配置されていてもよい。
　例えば、図７（ａ）に示すように、リアクトル２７のうち、接続端子２７ｂが設けられた端子台２７ａがプリント配線板４２の平面投影面積外に配置され、他の部分が当該平面投影面積内に配置されている。そして、リアクトル２７の接続端子２７ｂが、ハーネス（電線）５５を介してプリント配線板４２の第２接続部Ｉ，Ｊに接続されている。
　図７（ｂ）に示す例は、端子台２７ａも含めてリアクトル２７の半分以上がプリント配線板４２の平面投影面積外に配置されている。図７（ｃ）に示す変形例も、端子台２７ａも含めてリアクトル２７の半分以上がプリント配線板４２の平面投影面積外に配置されている。ただし、図７（ｂ）に示す例は、リアクトル２７の長手方向の端部に端子台２７ａが配置されているのに対して、図７（ｃ）に示す例では、リアクトル２７の短手方向の端部に端子台２７ａが配置されており、図７（ｂ）に示すものよりも端子台２７ａと第２接続部Ｉ，Ｊとの距離が短くなっている。したがって、端子台２７ａと第２接続部Ｉ，Ｊとを接続するハーネス５５を短くすることができる。
　以上のように、リアクトル２７のうち、接続端子２７ｂをプリント配線板４２の平面投影面積外に配置すれば、第２接続部Ｉ，Ｊと接続するためのハーネス５５をプリント配線板４２の外部で接続することができるので、ハーネス５５の取り回しなど、接続作業を容易に行うことができるという利点がある。また、リアクトル２７の少なくとも一部がプリント配線板４２の平面投影面積内に配置されることによって、リアクトル２７の接続端子２７ｂとプリント配線板４２とを接続するハーネス５５を短くすることができる。また、リアクトル２７の大部分がプリント配線板４２の平面投影面積外に配置される場合には、図７（ｃ）に示すように接続端子２７ｂをよりプリント配線板４２に近づけることでハーネス５５を可及的に短くすることができる。ハーネス５５はノイズの伝搬経路となり、周囲の電気部品にノイズの影響を与える可能性があるので、ハーネス５５を短くすることによってノイズの影響を低減することができる。
　図８は、冷却器２０の変形例を示す側面図である。
　上述した実施形態の冷却器２０は、冷媒配管１０Ａを流れる冷媒によってパワーデバイス４１及びリアクトル２７の冷却を行っていたが、図８に示す冷却器２０は、空気を冷却媒体としてパワーデバイス４１及びリアクトル２７の冷却を行うものである。この冷却器２０の冷却板４４の下面には、空気との接触面積を増大させるための複数のフィン４４ｄが設けられている。
　また、本実施形態では、フィン４４ｄが設けられる冷却板４４の下面は略平坦な面とされ、冷却板４４の上面には、パワーデバイス４１に覆う部分４４ａとリアクトル２７を覆う部分４４ｂとの間に段差面４４ｅが設けられ、両部分４４ａ，４４ｂの厚さが相違している。この両部分４４ａ，４４ｂの厚さの相違によってパワーデバイス４１とリアクトル２７との厚さの相違が吸収されている。この変形例においてもパワーデバイス４１とリアクトル２７とを好適に冷却することができる。
　本発明は、上記実施の形態に限定されず、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内において適宜変更することができる。
　例えば、冷却器２０は、１枚の冷却板４４によってパワーデバイス４１とリアクトル２７との双方を冷却していたが、パワーデバイス４１とリアクトル２７とに対応して冷却板４４を２分割してもよい。
　リアクトル２７として、パワーデバイス４１よりも大幅に分厚く形成されたものを用いる場合も、冷却板４４の段差部４４ｃ又は段差面４４ｅをより大きくしたものを用いるか、冷却板４４を２分割することによって対応することができる。
　例えば、本発明は、上述したようなフィルタ回路２３に変えて、コンバータ回路２２から出力される脈動電圧を平滑する平滑回路を備えたインバータ装置にも適用することができ、この場合、リアクトル２７は、フィルタ回路２３のリアクトルよりもインダクタンスの大きい大型のものが使用される。このような場合であっても、冷却器２０によってパワーデバイス４１とともにリアクトル２７を冷却することができる。
　図２に示す実施形態において、冷却板４４として図８に示す冷却板４４からフィン４４ｄを省いた構造のものを用いてもよいし、図８に示す変形例において図２に示す冷却板４４にフィンを設けた構造のものを用いてもよい。
　パワーデバイス４１は、コンバータ回路２２とインバータ回路２４とを一体のモジュールとしたものに限らず、これらを別体として構成したものであってもよい。
　上記実施形態のインバータ装置２１においては、プリント配線板４２、パワーデバイス４１及びリアクトル２７、冷却器２０が上下方向に並べて（積層して）配置されていたが、これらの配置の方向性についても特に限定されるものではない。例えば、プリント配線板４２，パワーデバイス４１及びリアクトル２７、冷却器２０は、水平方向に積層して配置されていてもよい。
　本発明は、室内用の空気調和装置１以外の冷凍装置にも適用することができる。
１　　　　：空気調和装置（冷凍装置）
２０　　　：冷却器
２１　　　：インバータ装置
２２　　　：コンバータ回路
２３　　　：フィルタ回路
２４　　　：インバータ回路
２７　　　：リアクトル
２７ｂ　　：接続端子
４１　　　：パワーデバイス
４２　　　：プリント配線板
４６　　　：電源線
４７　　　：出力線
５１～５４：配線パターン
５５　　　：ハーネス（電線）
Ａ　　　　：第３接続部
Ｂ　　　　：第４接続部
Ｃ～Ｈ　　：第１接続部
Ｉ、Ｊ　　：第２接続部
Ｍ　　　　：モータ（電動機）

Claims (5)

  1. 　冷凍装置（１）に設けられた電動機（Ｍ）の運転周波数を可変制御するインバータ装置であって、
    　プリント配線板（４２）と、
    　前記プリント配線板（４２）の一方の面に取り付けられ、コンバータ回路（２２）及びインバータ回路（２４）を含むパワーデバイス（４１）と、
    　前記プリント配線板（４２）の前記一方の面側であって、少なくとも一部が前記プリント配線板（４２）の平面投影面積内に配置されたリアクトル（２７）と、
    　前記プリント配線板（４２）との間に前記パワーデバイス（４１）及び前記リアクトル（２７）を挟んで配置され、前記パワーデバイス（４１）及び前記リアクトル（２７）を冷却するための冷却器（２０）と、を備えている、インバータ装置。
  2. 　前記リアクトル（２７）の全体が、前記プリント配線板（４２）の平面投影面積内に配置されている、請求項１に記載のインバータ装置。
  3. 　前記リアクトル（２７）の接続端子（２７ｂ）が、前記プリント配線板（４２）の平面投影面積内に配置されかつ前記プリント配線板（４２）に直接接続されている、請求項１又は２に記載のインバータ装置。
  4. 　前記リアクトル（２７）の接続端子（２７ｂ）が、前記プリント配線板（４２）の平面投影面積外に配置されかつ前記プリント配線板（４２）に電線（５５）を介して接続されている、請求項１に記載のインバータ装置。
  5. 　前記リアクトル（２７）は、電気回路における前記コンバータ回路（２２）と前記インバータ回路（２４）との間に設けられる高調波抑制用のリアクトルであり、
    　前記プリント配線板（４２）に、前記パワーデバイス（４１）が接続される第１接続部（Ｃ～Ｈ）と、前記リアクトル（２７）が接続される第２接続部（Ｉ，Ｊ）と、電源線（４６）が接続される第３接続部（Ａ）と、電動機（Ｍ）への出力線（４７）が接続される第４接続部（Ｂ）とが設けられ、
    　前記第２接続部（Ｉ，Ｊ）と、前記第３接続部（Ａ）及び前記第４接続部（Ｂ）との間に、前記第１接続部（Ｃ～Ｈ）が配置されている、請求項１～４のいずれか１項に記載のインバータ装置。
PCT/JP2016/066757 2015-07-21 2016-06-06 インバータ装置 WO2017013951A1 (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
BR112017027856-1A BR112017027856B1 (pt) 2015-07-21 2016-06-06 Aparelho inversor
US15/740,700 US10495327B2 (en) 2015-07-21 2016-06-06 Inverter apparatus
EP16827515.4A EP3327919B1 (en) 2015-07-21 2016-06-06 Inverter apparatus
CN201680042983.2A CN107852103B (zh) 2015-07-21 2016-06-06 逆变器装置

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015-143853 2015-07-21
JP2015143853A JP6701637B2 (ja) 2015-07-21 2015-07-21 インバータ装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2017013951A1 true WO2017013951A1 (ja) 2017-01-26

Family

ID=57833893

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2016/066757 WO2017013951A1 (ja) 2015-07-21 2016-06-06 インバータ装置

Country Status (6)

Country Link
US (1) US10495327B2 (ja)
EP (1) EP3327919B1 (ja)
JP (1) JP6701637B2 (ja)
CN (1) CN107852103B (ja)
BR (1) BR112017027856B1 (ja)
WO (1) WO2017013951A1 (ja)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019146602A1 (ja) * 2018-01-26 2019-08-01 株式会社富士通ゼネラル 電装品モジュール
WO2019146766A1 (ja) * 2018-01-26 2019-08-01 株式会社富士通ゼネラル 電装品モジュール
US10557638B2 (en) 2017-11-21 2020-02-11 Haier Us Appliance Solutions, Inc. Fan assembly for a packaged terminal air conditioner unit
JP2020118377A (ja) * 2019-01-24 2020-08-06 株式会社富士通ゼネラル 電装品モジュール
GB2580262B (en) * 2017-10-26 2022-09-14 Mitsubishi Electric Corp Heat sink and circuit device

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2542353A (en) * 2015-09-15 2017-03-22 Alstom Technology Ltd A busbar assembly
US11112130B2 (en) * 2016-09-16 2021-09-07 Mitsubishi Electric Corporation Refrigeration cycle apparatus
JP6884007B2 (ja) * 2017-02-28 2021-06-09 日立ジョンソンコントロールズ空調株式会社 電力変換装置、及びこれを備える機器
JP6828516B2 (ja) * 2017-03-02 2021-02-10 ダイキン工業株式会社 電力変換装置
US11375637B2 (en) * 2017-07-03 2022-06-28 Mitsubishi Electric Corporation Heat sink
JP2019022344A (ja) * 2017-07-18 2019-02-07 ダイキン工業株式会社 アクティブフィルタシステム、空気調和装置
CN107493672B (zh) * 2017-08-04 2019-07-30 广东美的制冷设备有限公司 电控板及制冷装置
US20200221611A1 (en) * 2017-11-30 2020-07-09 Mitsubishi Electric Corporation Power conversion device and air-conditioning apparatus
KR102485690B1 (ko) 2018-01-26 2023-01-06 삼성전자주식회사 공기조화기의 실외기
EP3882529B1 (en) * 2018-11-16 2024-06-26 Mitsubishi Electric Corporation Outdoor unit for air conditioner
WO2021166204A2 (ja) * 2020-02-21 2021-08-26 三菱電機株式会社 空気調和装置

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11113283A (ja) * 1997-09-30 1999-04-23 Toshiba Corp モータの駆動装置
JP2002204580A (ja) * 2000-10-31 2002-07-19 Fuji Electric Co Ltd 電力変換装置
JP2012070531A (ja) * 2010-09-24 2012-04-05 Hitachi Appliances Inc インバータ装置
JP2012170183A (ja) * 2011-02-10 2012-09-06 Sanyo Electric Co Ltd パワーコンディショナ

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2536657B2 (ja) * 1990-03-28 1996-09-18 三菱電機株式会社 電気装置及びその製造方法
US6650559B1 (en) * 2000-10-31 2003-11-18 Fuji Electric Co., Ltd. Power converting device
JP3955285B2 (ja) * 2003-03-27 2007-08-08 松下電器産業株式会社 モータ駆動用インバータ制御装置および空気調和機
JP4601044B2 (ja) * 2004-08-30 2010-12-22 日立アプライアンス株式会社 電力変換装置およびその電力変換装置を備えた空気調和機
JP4538359B2 (ja) * 2005-03-31 2010-09-08 株式会社日立産機システム 電気回路モジュール
EP1909377B1 (en) * 2006-01-16 2017-12-06 Mitsubishi Electric Corporation Drive circuit of motor and outdoor unit of air conditioner
JP4775108B2 (ja) * 2006-05-18 2011-09-21 富士電機株式会社 パワー電子機器
JP4580997B2 (ja) * 2008-03-11 2010-11-17 日立オートモティブシステムズ株式会社 電力変換装置
JP5644628B2 (ja) * 2011-03-29 2014-12-24 株式会社デンソー スイッチング電源装置
JP5472364B2 (ja) 2012-04-20 2014-04-16 ダイキン工業株式会社 冷凍装置
EP2892311A4 (en) * 2012-08-29 2016-04-27 Mitsubishi Electric Corp VEHICLE INTERNAL CURRENT TRANSFORMER
JP5535292B2 (ja) * 2012-10-12 2014-07-02 三菱電機株式会社 電力変換装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11113283A (ja) * 1997-09-30 1999-04-23 Toshiba Corp モータの駆動装置
JP2002204580A (ja) * 2000-10-31 2002-07-19 Fuji Electric Co Ltd 電力変換装置
JP2012070531A (ja) * 2010-09-24 2012-04-05 Hitachi Appliances Inc インバータ装置
JP2012170183A (ja) * 2011-02-10 2012-09-06 Sanyo Electric Co Ltd パワーコンディショナ

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP3327919A4 *

Cited By (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11557521B2 (en) 2017-10-26 2023-01-17 Mitsubishi Electric Corporation Heat sink and circuit device
GB2580262B (en) * 2017-10-26 2022-09-14 Mitsubishi Electric Corp Heat sink and circuit device
US10557638B2 (en) 2017-11-21 2020-02-11 Haier Us Appliance Solutions, Inc. Fan assembly for a packaged terminal air conditioner unit
CN111670325A (zh) * 2018-01-26 2020-09-15 富士通将军股份有限公司 电气装置模块
CN111656099A (zh) * 2018-01-26 2020-09-11 富士通将军股份有限公司 电气装置模块
WO2019146602A1 (ja) * 2018-01-26 2019-08-01 株式会社富士通ゼネラル 電装品モジュール
CN111670325B (zh) * 2018-01-26 2021-07-13 富士通将军股份有限公司 电气装置模块
CN111656099B (zh) * 2018-01-26 2021-07-30 富士通将军股份有限公司 电气装置模块
AU2019213168B2 (en) * 2018-01-26 2021-08-19 Fujitsu General Limited Electrical component module
AU2019211903B2 (en) * 2018-01-26 2021-09-30 Fujitsu General Limited Electrical component module
JP2019128120A (ja) * 2018-01-26 2019-08-01 株式会社富士通ゼネラル 電装品モジュール
WO2019146766A1 (ja) * 2018-01-26 2019-08-01 株式会社富士通ゼネラル 電装品モジュール
US12013171B2 (en) 2018-01-26 2024-06-18 Fujitsu General Limited Electrical component module
JP2020118377A (ja) * 2019-01-24 2020-08-06 株式会社富士通ゼネラル 電装品モジュール

Also Published As

Publication number Publication date
EP3327919B1 (en) 2021-07-21
CN107852103A (zh) 2018-03-27
JP6701637B2 (ja) 2020-05-27
EP3327919A4 (en) 2019-03-20
CN107852103B (zh) 2020-07-24
BR112017027856A2 (ja) 2018-08-28
US10495327B2 (en) 2019-12-03
US20180187905A1 (en) 2018-07-05
JP2017028825A (ja) 2017-02-02
EP3327919A1 (en) 2018-05-30
BR112017027856B1 (pt) 2022-11-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2017013951A1 (ja) インバータ装置
US9523529B2 (en) Refrigeration apparatus
US9377237B2 (en) Refrigeration apparatus
JP5842905B2 (ja) 冷凍装置
WO2018051499A1 (ja) 冷凍サイクル装置
WO2019082783A1 (ja) ヒートシンクおよび回路装置
JP2014093304A (ja) 電力変換装置
JP6685424B2 (ja) 電力変換装置及びこれを用いた空気調和装置
JP2016109350A (ja) 冷凍装置
JP2016050726A (ja) 冷凍装置
CN111670325B (zh) 电气装置模块
JP7279305B2 (ja) 電装品モジュール
US10756647B2 (en) Power converter device having a capacitor and a reactor adjacent to each other on the same circuit board
WO2023162029A1 (ja) 駆動装置および空気調和装置
JP2021038864A (ja) 空気調和機の室外機
CN111656099B (zh) 电气装置模块
JP7438434B1 (ja) 空気調和機用回路構造体及び空気調和機
JP2013073949A (ja) 電力変換装置及びそれを備えた冷凍装置
JP5772700B2 (ja) 冷凍装置
JP2013127340A (ja) 冷凍装置
JP2023041377A (ja) パワー基板およびそれを用いた空気調和機の室外機
JP2023034885A (ja) 電力変換装置
CN115076779A (zh) 空调器及数据处理设备
JP2020118377A (ja) 電装品モジュール

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 16827515

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2016827515

Country of ref document: EP

REG Reference to national code

Ref country code: BR

Ref legal event code: B01A

Ref document number: 112017027856

Country of ref document: BR

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 112017027856

Country of ref document: BR

Kind code of ref document: A2

Effective date: 20171222