(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2023-11-29
(45)【発行日】2023-12-07
(54)【発明の名称】電気回路体及び冷凍サイクル装置
(51)【国際特許分類】
H02M 7/48 20070101AFI20231130BHJP
H02M 1/12 20060101ALI20231130BHJP
【FI】
H02M7/48 M
H02M1/12
(21)【出願番号】P 2022178133
(22)【出願日】2022-11-07
(62)【分割の表示】P 2021544981の分割
【原出願日】2019-09-09
【審査請求日】2022-12-07
(73)【特許権者】
【識別番号】316011466
【氏名又は名称】日立ジョンソンコントロールズ空調株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110001807
【氏名又は名称】弁理士法人磯野国際特許商標事務所
(72)【発明者】
【氏名】福田 真也
(72)【発明者】
【氏名】花野 直哉
(72)【発明者】
【氏名】望月 敬史
【審査官】柳下 勝幸
(56)【参考文献】
【文献】特開2001-037231(JP,A)
【文献】特開2019-134607(JP,A)
【文献】榊原憲一,藤田崇之,松野澄和,石関晋一,佐藤俊彰,空調用インダイレクトマトリックスコンバータの実用化技術,電気学会論文誌D,2016年,136巻,7号,pages 471-478,DOI: 10.1541/ieejias.136.471
【文献】Hirofumi UEMURA et al.,η-ρ Pareto optimization of 3-phase 3-level T-type AC-DC-AC converter comprising Si and SiC hybrid power stage,2014 International Power Electronics Conference (IPEC-Hiroshima 2014 - ECCE ASIA),2014年05月,DOI: 10.1109/IPEC.2014.6870083
【文献】前川哲也,藤原修,グラウンド板上のフェライトコア装着伝送線路から放射される遠方電界レベルの計算,電子情報通信学会論文誌B,日本,2001年12月,Vol.J84-B, No.12,pages 2374-2381
【文献】B.Hu, V.Tarateeraseth, K.Y.See, Y.Zhao,Assessment of electromagnetic interference suppression performance of ferrite core loaded power cord,IET Science, Measurement and Technology,2010年,Volume 4, Issue 4,pages 229-236
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
H02M 7/48
H02M 1/12
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
ノイズフィルタ回路が実装され、交流電源に接続されるノイズフィルタ基板と、
電力変換回路が実装され、入力側が第1配線を介して前記ノイズフィルタ基板に接続されるとともに、出力側が第2配線を介してモータに接続される電力変換基板と、
前記第1配線が巻回される第1リングコアと、
前記第2配線が巻回される第2リングコアと、を備え、
前記第1リングコアと前記第2リングコアとは、共通の材料で構成されて
おり、
前記交流電源は、第3配線を介して接地され、
前記ノイズフィルタ回路は、第4配線を介して接地され、
前記モータの巻線は、第5配線を介して接地され、
前記第3配線と前記第4配線とが第6配線を介して接続され、
前記第4配線と前記第5配線とが第7配線を介して接続されていること
を特徴とする電気回路体。
【請求項2】
前記第1配線において、前記第1リングコアと前記電力変換基板との間の配線長は、前記第1リングコアと前記ノイズフィルタ基板との間の配線長よりも短いこと
を特徴とする請求項1に記載の電気回路体。
【請求項3】
圧縮機、室外熱交換器、膨張弁、及び室内熱交換器を備えるとともに、
ノイズフィルタ回路が実装され、交流電源に接続されるノイズフィルタ基板と、
電力変換回路が実装され、入力側が第1配線を介して前記ノイズフィルタ基板に接続されるとともに、出力側が第2配線を介してモータに接続される電力変換基板と、
前記第1配線が巻回される第1リングコアと、
前記第2配線が巻回される第2リングコアと、を有する電気回路体を備え、
前記第1リングコアと前記第2リングコアとは、共通の材料で構成され
ており、
前記交流電源は、第3配線を介して接地され、
前記ノイズフィルタ回路は、第4配線を介して接地され、
前記モータの巻線は、第5配線を介して接地され、
前記第3配線と前記第4配線とが第6配線を介して接続され、
前記第4配線と前記第5配線とが第7配線を介して接続され、
前記モータは、前記圧縮機の駆動源であること
を特徴とする冷凍サイクル装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、電気回路体等に関する。
【背景技術】
【0002】
インバータ回路のスイッチング等に伴うノイズを抑制する技術として、例えば、特許文献1に記載の技術が知られている。すなわち、特許文献1には、「1つの相が接地相とされた電源と電力変換装置との間に接続されたノイズフィルタを有するノイズフィルタ装置」について記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
特許文献1に記載の技術のように、電源と電力変換装置との間に所定のノイズフィルタを設ける構成でも、インバータ回路のスイッチング等に伴うノイズを抑制することは可能であるが、ノイズをさらに抑制することが望まれている。
【0005】
そこで、本発明は、ノイズを適切に抑制する電気回路体等を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
前記した課題を解決するために、本発明は、ノイズフィルタ回路が実装され、交流電源に接続されるノイズフィルタ基板と、電力変換回路が実装され、入力側が第1配線を介して前記ノイズフィルタ基板に接続されるとともに、出力側が第2配線を介してモータに接続される電力変換基板と、前記第1配線が巻回される第1リングコアと、前記第2配線が巻回される第2リングコアと、を備え、前記第1リングコアと前記第2リングコアとは、共通の材料で構成されており、前記交流電源は、第3配線を介して接地され、前記ノイズフィルタ回路は、第4配線を介して接地され、前記モータの巻線は、第5配線を介して接地され、前記第3配線と前記第4配線とが第6配線を介して接続され、前記第4配線と前記第5配線とが第7配線を介して接続されていることとした。
【発明の効果】
【0007】
本発明によれば、ノイズを適切に抑制する電気回路体等を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【
図1】本発明の第1実施形態に係る電気回路体の構成図である。
【
図2A】本発明の第1実施形態に係る電気回路体の雑音端子電圧に関するシミュレーション結果を示す図である。
【
図2B】比較例に係る電気回路体の雑音端子電圧に関するシミュレーション結果を示す図である。
【
図3】本発明の第2実施形態に係る電気回路体の構成図である。
【
図4】本発明の第3実施形態に係る空気調和機の構成図である。
【発明を実施するための形態】
【0009】
≪第1実施形態≫
<電気回路体の構成>
図1は、第1実施形態に係る電気回路体100の構成図である。
なお、
図1に示す破線矢印は、後記するコモンモードノイズの経路を示している。
図1に示す電気回路体100は、所定の電力変換を行い、また、この電力変換に伴うノイズを抑制するものである。
図1に示すように、電気回路体100は、ノイズフィルタ基板10と、インバータ基板20(電力変換基板)と、第1リングコア30と、第2リングコア40と、を備えている。
【0010】
ノイズフィルタ基板10は、所定のノイズフィルタ回路11が実装されたプリント基板であり、入力側が交流電源Eに接続されている。ノイズフィルタ回路11は、交流電源Eからの高調波ノイズを抑制する機能を有している。
【0011】
図1の例では、ノイズフィルタ回路11が、三相の交流電源Eの各相に一対一で対応するLCフィルタ回路として構成されている。ノイズフィルタ回路11は、三相分の配線ha,hb,hcと、リアクトルLa,Lb,Lcと、配線ka,kb,kcと、コンデンサCa,Cb,Ccと、を含んで構成されている。
【0012】
図1に示すように、配線haの一端は、ノイズフィルタ基板10の端子Ta1を介して、交流電源Eのa相に接続されている。一方、配線haの他端は、ノイズフィルタ基板10の端子Ta2及び第1配線faを順次に介して、インバータ基板20に接続されている。この配線haには、ノイズフィルタ回路11のリアクトルLaが設けられている。
【0013】
配線haにおいて、リアクトルLaと端子Ta2との間には、別の配線kaの一端が接続されている。この配線kaには、ノイズフィルタ回路11のコンデンサCaが設けられている。なお、三相分(a相、b相、c相)のノイズフィルタ回路11のうち、交流電源Eのb相やc相に対応する各素子についても同様である。そして、ノイズフィルタ回路11(つまり、LCフィルタ回路)が備える複数のリアクトルLa,Lb,Lcが、チョークコイルJとして、ノイズフィルタ基板10に実装されている。
【0014】
また、三相分のノイズフィルタ回路11において、コンデンサCa,Cb,Ccが設けられた3本の配線ka,kb,kcの他端は、互いに接続されている。これらの配線ka,kb,kcの接続点は、ノイズフィルタ基板10の端子T3、及び配線mを順次に介して、接地されている。このようなノイズフィルタ回路11によって、前記したように、交流電源Eからの高調波ノイズが抑制される。なお、交流電源Eは、配線nを介して接地されている。さらに、前記した配線m,nは、別の配線p1を介して互いに接続されている。
【0015】
図1に示すインバータ基板20は、ダイオードブリッジ21や平滑コンデンサ22、リアクトル23の他、インバータ回路24といった電力変換回路が実装されるプリント基板である。三相交流のうち一相(入力側のa相、出力側のu相)について説明すると、インバータ基板20は、入力側が第1配線faを介して、ノイズフィルタ基板10の端子Ta2に接続されるとともに、出力側が第2配線guを介して、モータMの巻線euに接続されている。また、三相交流の残りの二相についても同様である。なお、第1配線fa,fb,fcが巻回される第1リングコア30や、第2配線gu,gv,gwが巻回される第2リングコア40については後記する。
【0016】
図1に示すダイオードブリッジ21は、ノイズフィルタ回路11を介して自身に入力される交流電力を直流電力に整流する回路である。ダイオードブリッジ21は、図示は省略しているが、互いに直列接続された3対のダイオードが並列接続された構成になっている。前記した3対のうち一対のダイオードについて説明すると、一方のダイオードのアノードが負側の配線qに接続され、カソードが他方のダイオードのアノードに接続されている。また、他方のダイオードのカソードは、正側の配線rに接続されている。なお、前記した3対のうち、残り2対のダイオードについても同様である。これによって、交流電源Eから供給される三相交流電力が、脈流を含む直流電力に整流される。
【0017】
平滑コンデンサ22は、ダイオードブリッジ21から入力される直流電力(脈流を含む直流電力)を平滑化するコンデンサである。
図1に示すように、平滑コンデンサ22の負極は配線qに接続され、正極は別の配線rに接続されている。
リアクトル23は、インバータ基板20における高調波電流を抑制する素子である。
図1の例では、正側の配線rにおいて、平滑コンデンサ22との接続箇所よりもダイオードブリッジ21側にリアクトル23が設けられている。
【0018】
インバータ回路24は、平滑コンデンサ22で平滑化された直流電力を交流電力に変換し、変換後の交流電力をモータMに出力する回路である。このインバータ回路24は、2つのスイッチング素子S1,S2が直列接続されてなる第1レグの他、同様の構成の第2レグや第3レグが互いに並列接続された構成になっている。
図1の例では、インバータ回路24のスイッチング素子S1~S6として、MOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor)が用いられている。
【0019】
スイッチング素子S1は、その内部に寄生ダイオードD1を有している。寄生ダイオードD1は、スイッチング素子S1のソース・ドレイン間に存在するpn接合の部分である。なお、他のスイッチング素子S2~S6についても同様である。
【0020】
例えば、第1レグのスイッチング素子S1,S2について説明すると、スイッチング素子S2は、ソースが負側の配線qに接続され、ドレインがスイッチング素子S1のソースに接続されている。また、スイッチング素子S1のドレインは、正側の配線rに接続されている。なお、第2レグや第3レグも同様の構成になっている。また、スイッチング素子S1~S6の種類は、MOSFETに限定されるものではなく、トランジスタやIGBTといった他の種類の素子であってもよい。
【0021】
図1に示すように、スイッチング素子S1,S2を含む第1レグの中間端子は、配線du、インバータ基板20の端子T4、及び第2配線guを順次に介して、モータMの巻線euに接続されている。同様に、第2レグや第3レグの中間端子も、それぞれ、モータMの巻線ev,ewに接続されている。
【0022】
そして、制御部(図示せず)によって、インバータ回路24のスイッチング素子S1~S6のオン/オフが所定に切り替えられることで、平滑コンデンサ22から印加される直流電圧が三相交流電圧に変換され、モータMが駆動するようになっている。
【0023】
第1リングコア30は、トロイダル状(円環状)の磁性体であり、インバータ回路24のスイッチングに伴うコモンモードノイズを抑制する機能を有している。このような第1リングコア30として、例えば、フェライトコアを用いることができるが、これに限定されるものではない。
【0024】
図1に示す電気回路体100は、各接地箇所に対して、所定の浮遊静電容量を有している。このような浮遊静電容量を介して漏れた電流が、複数の接地箇所を経由してノイズ源(つまり、インバータ回路24)に帰還する際のノイズが、前記したコモンモードノイズである。
【0025】
図1の破線矢印で示すように、コモンモードノイズは、例えば、交流電源E、ノイズフィルタ回路11、配線m,p1,nを順次に介して循環する。その他、
図1の別の破線矢印で示すように、コモンモードノイズは、インバータ回路24、ダイオードブリッジ21、第1リングコア30、ノイズフィルタ回路11、配線m,p3,p2、モータM、及び第2リングコア40を順次に介して循環する。
【0026】
このようなコモンモードノイズを抑制するために、三相の第1配線fa,fb,fcが、それぞれ、第1リングコア30に巻回されている。これによって、第1リングコア30が、コモンモードノイズ等の高周波電流を抑制するローパスフィルタとして機能する。さらに、第1リングコア30では、コモンモードノイズの電流の一部が磁気損失(ヒステリシス損)として消費される。その結果、コモンモードノイズの抑制効果がさらに高められる。
【0027】
図1の例では、第1リングコア30における第1配線fa,fb,fcのそれぞれの巻数が3回になっている。このように第1配線fa,fb,fcの巻数を十分に確保することで、第1リングコア30でコモンモードノイズが抑制されやすくなる。ちなみに、第1配線fa,fb,fcは絶縁被膜(図示せず)で被覆されていることが多く、この絶縁被膜を含めると、所定の太さを有している。したがって、コモンモードノイズの抑制効果の他、前記した絶縁被膜の太さも考慮すると、第1リングコア30における第1配線fa,fb,fcの巻数は3回で十分である。
【0028】
また、
図1では、ノイズフィルタ基板10とインバータ基板20とを接続する第1配線fa,fb,fcの略中間の位置に第1リングコア30が設けられる例を示しているが、これに限らない。すなわち、第1配線fa,fb,fcにおいて、第1リングコア30とインバータ基板20(電力変換基板)との間の配線長が、第1リングコア30とノイズフィルタ基板10との間の配線長よりも短くなるようにしてもよい。これによって、ノイズの発生源であるインバータ基板20の付近に第1リングコア30が設けられるため、コモンモードノイズの抑制効果をさらに高めることができる。
【0029】
図1に示す第2リングコア40は、トロイダル状(円環状)の磁性体である。第2リングコア40は、インバータ回路24からモータMに伝搬するコモンモードノイズを抑制する機能を有している。このような第2リングコア40として、例えば、フェライトコアを用いることができるが、これに限定されるものではない。なお、第2リングコア40の形状や材料は、第1リングコア30と同様であってもよいし、また、第1リングコア30とは異なるものであってもよい。
【0030】
図1に示す第2配線gu,gv,gwは、インバータ基板20とモータMとを接続する配線である。例えば、u相の第2配線guは、その一端がインバータ基板20の端子T4に接続され、他端がモータMの巻線euに接続されている。また、v相やw相の第2配線gv,gwについても同様である。そして、第2配線gu,gv,gwが、それぞれ、第2リングコア40に巻回されている。また、モータMの巻線eu,ev,ewは、配線p2を介して接地されている。この配線p2と、ノイズフィルタ回路11に接続された配線mと、は別の配線p3を介して接続されている。
【0031】
図1の例では、第2リングコア40における第2配線gu,gv,gwのそれぞれの巻数が2回になっている。つまり、第2配線gu,gv,gwが第2リングコア40に巻回される巻数(
図1の例では2回)は、第1配線fa,fb,fcが第1リングコア30に巻回される巻数(
図1の例では3回)よりも少なくなっている。このように第2リングコア40における第2配線gu,gv,gwの巻数を比較的少なくすることで、第2配線gu,gv,gwの配線長を短くすることができる。その結果、第2配線gu,gv,gwのインピーダンスも小さくなるため、インバータ回路24のスイッチングに伴うスパイク状のサージ電圧(インバータサージという)を抑制できる。
【0032】
なお、インバータサージとは、インバータ制御におけるパルス電圧の急峻な立ち上がりに伴うサージ電圧であり、前記したコモンモードノイズとは別種類のノイズである。インバータ回路24で発生したインバータサージは、所定のインピーダンスを有する第2配線gu,gv,gwの伝搬過程で増加し、増加したインバータサージがモータMに印加される。本実施形態では、前記したように、第2リングコア40における第2配線gu,gv,gwの巻数を比較的少なくすることで、第2配線gu,gv,gwのインピーダンスを小さくし、インバータサージを抑制するようにしている。
【0033】
ちなみに、インバータサージは、第2配線gu,gv,gwを介してモータMに伝搬する一方、第1配線fa,fb,fcを介した伝搬はほとんどない。したがって、第1リングコア30における第1配線fa,fb,fcの巻数が比較的多くても、インバータサージが増加することはほとんどない。
【0034】
<効果>
第1実施形態によれば、インバータ基板20の入力側の第1配線fa,fb,fcを第1リングコア30に巻回し、また、インバータ基板20の出力側の第2配線gu,gv,gwを第2リングコア40に巻回するようにしている。このように第1リングコア30及び第2リングコア40を設けることで、コモンモードノイズの抑制効果を従来よりも高めることができる。
【0035】
また、第1リングコア30によってコモンモードノイズの抑制効果が補われるため、第2リングコア40における第2配線gu,gv,gwの巻数を少なくすることができる。したがって、インバータ基板20から第2配線gu,gv,gwを介してモータMに伝搬するインバータサージも抑制できる。
【0036】
また、第1リングコア30や第2リングコア40は、比較的安価であるため、電気回路体100の製造コストを削減できる。また、追加の電子部品(図示せず)を所定の基板に実装する必要がないため、電気回路体100が収容される電装品ボックス(図示せず)の省スペース化を図ることもができる。
【0037】
また、電気回路体100をノイズフィルタ基板10とインバータ基板20とに分けることで、1枚の大きな基板(図示せず)に各回路を実装する構成に比べて、温度変化等に伴う各基板の反りの程度が小さくなる。したがって、各基板の反りに伴う電子部品の剥離を防止できる。
【0038】
次に、比較例に係る電気回路体200(
図5参照)の構成について簡単に説明した後、第1実施形態における雑音端子電圧のシミュレーション結果(
図2A参照)と、比較例における雑音端子電圧のシミュレーション結果(
図2B参照)と、の対比を行う。
【0039】
図5は、比較例に係る電気回路体200の構成図である。
図5に示す比較例の電気回路体200は、第1リングコア30(
図1参照)が設けられていない点が、第1実施形態の電気回路体100(
図1参照)とは異なっている。また、
図5の比較例は、第2リングコア40における第2配線gu,gv,gwの巻数が3回であり、第1実施形態の場合(第2配線gu,gv,gwの巻数が2回)よりも多くなっている。なお、比較例におけるその他の構成については、第1実施形態と同様であるから、説明を省略する。
【0040】
図2Aは、第1実施形態に係る電気回路体100の雑音端子電圧に関するシミュレーション結果を示す図である。
なお、
図2Aの横軸はノイズの周波数(対数目盛)であり、縦軸は雑音端子電圧(つまり、ノイズ)である。また、シミュレーション結果として
図2Aに示している雑音端子電圧は、コモンモードノイズのみではなく、インバータサージ等の他のノイズも重畳したものになっている。
【0041】
図2Bは、比較例に係る電気回路体200の雑音端子電圧に関するシミュレーション結果を示す図である。
図2Bの比較例を参照すると、特に4.5~10[MHz]の周波数帯域K1の略全ての範囲で、雑音端子電圧が35[dBμV]以上になっている。これは、第2リングコア40(
図5参照)における第2配線gu,gv,gw(
図5参照)の巻数(3回)が比較的多く、結果的に第2配線gu,gv,gwの配線長が長くなったためである。
【0042】
前記したように、第2配線gu,gv,gwの配線長が長いほど、第2配線gu,gv,gwのインピーダンスが大きくなり、モータMに伝搬するインバータサージも大きくなる。その結果、比較例では、コモンモードノイズの所定の共振周波数(数MHz)と相まって、周波数帯域K1の略全ての範囲で雑音端子電圧が35[dBμV]以上になっている。
【0043】
ちなみに、
図5に示す比較例の構成において、例えば、第2リングコア40における第2配線gu,gv,gwの巻数を減らすことで、インバータサージを抑制することも考えられる。しかしながら、第2配線gu,gv,gwの巻数が少なすぎると、第2リングコア40においてコモンモードノイズが十分に抑制されない可能性がある。
【0044】
一方、
図2Aの第1実施形態のシミュレーション結果を参照すると、0.1~4.5[MHz]の周波数帯域では、雑音端子電圧が
図2Bの比較例と同様である一方、4.5~10[MHz]の周波数帯域K1では、雑音端子電圧が35[dBμV]以下になっている。これは、前記したように、第1リングコア30を設けることで、第2リングコア40における第2配線gu,gv,gwの巻数(例えば、2回)が少なくて済むからである。このように第1実施形態によれば、モータMへのインバータサージを抑制しつつ、コモンモードノイズも抑制できる。また、電気回路体100のノイズが適切に抑制されるため、ノイズによる各素子への悪影響を抑制でき、また、モータMでの絶縁破壊を防止できる。
【0045】
≪第2実施形態≫
第2実施形態は、前記したダイオードブリッジ21(
図1参照)に代えて、第1配線fa,fb,fcにダイオードモジュール50(
図3参照)を設ける点が、第1実施形態とは異なっている。また、第2実施形態は、第1配線fa,fb,fcにおいて、ダイオードモジュール50とインバータ基板20との間に第1リングコア30を設ける点が、第1実施形態とは異なっている。なお、その他については第1実施形態と同様である。したがって、第1実施形態とは異なる部分について説明し、重複する部分については説明を省略する。
【0046】
図3は、第2実施形態に係る電気回路体100Aの構成図である。
図3に示すように、電気回路体100Aは、ノイズフィルタ基板10と、インバータ基板20A(電力変換基板)と、第1リングコア30と、第2リングコア40と、ダイオードモジュール50と、を備えている。
【0047】
ダイオードモジュール50は、ノイズフィルタ回路11を介して自身に入力される交流電力を直流電力に整流するものである。ダイオードモジュール50は、第1実施形態で説明したダイオードブリッジ21(
図1参照)と同様の回路を樹脂でパッケージ化したものである。なお、ノイズフィルタ基板10やインバータ基板20Aとは別に、ダイオードブリッジを含む所定の回路が実装された基板をダイオードモジュール50として設置してもよい。
【0048】
図3に示すように、ダイオードモジュール50の入力側は、三相(a相、b相、c相)の第1配線fa,fb,fcを介して、ノイズフィルタ回路11に接続されている。一方、ダイオードモジュール50の出力側は、別の第1配線fd,feを介して、インバータ基板20Aに接続されている。そして、前記した第1配線fd,feが、ダイオードモジュール50とインバータ基板20A(電力変換基板)との間において、第1リングコア30に巻回されている。なお、
図3の例では、第1配線fd,feが第1リングコア30に巻回される巻数は、第1実施形態と同様に3回になっている。
【0049】
インバータ基板20Aには、電力変換回路として、平滑コンデンサ22と、リアクトル23と、インバータ回路24と、が実装されている。なお、平滑コンデンサ22、リアクトル23、及びインバータ回路24の構成や機能については、第1実施形態と同様であるから、説明を省略する。
【0050】
<効果>
第2実施形態によれば、ダイオードモジュール50を別途設けることで、第1実施形態よりもインバータ基板20Aの面積を小さくすることができる。したがって、電気回路体100Aが収容される電装品ボックス(図示せず)の省スペース化を図ることができる。また、第1実施形態に比べて、第1リングコア30をインバータ回路24(ノイズの発生源)にさらに近づけることができる。したがって、第1実施形態よりもコモンモードノイズの抑制効果をさらに高めることができる。
【0051】
≪第3実施形態≫
第3実施形態は、圧縮機1(
図4参照)の駆動源として、第1実施形態の電気回路体100(
図1参照)が接続されたモータM(
図1、
図4参照)を備える空気調和機W(
図4参照)について説明する。なお、交流電源E(
図1参照)からモータM(
図1参照)までの回路構成は、第1実施形態の電気回路体100(
図1参照)と同様である。したがって、第1実施形態とは異なる部分について説明し、重複する部分については説明を省略する。
【0052】
<空気調和機の構成>
図4は、第3実施形態に係る空気調和機Wの構成図である。
なお、
図4の実線矢印は、暖房運転時の冷媒の流れを示している。また、
図4の破線矢印は、冷房運転時の冷媒の流れを示している。
図4に示す空気調和機W(冷凍サイクル装置)は、暖房や冷房等の空調を行う機器である。
【0053】
図4に示すように、空気調和機Wは、圧縮機1と、室外熱交換器2と、室外ファン3と、四方弁4と、を備え、これらの機器が室外機Goに設けられている。また、空気調和機Wは、前記した構成の他に、膨張弁6と、室内熱交換器7と、室内ファン8と、を備え、これらの機器が室内機Giに設けられている。
【0054】
圧縮機1は、低温低圧のガス冷媒を圧縮し、高温高圧のガス冷媒として吐出する機器である。モータMは、圧縮機1の駆動源である。モータMの入力側の回路構成は、
図4では図示を省略しているが、第1実施形態で説明した電気回路体100(
図1参照)と同様である。
【0055】
室外熱交換器2は、その伝熱管(図示せず)を通流する冷媒と、室外ファン3から送り込まれる外気と、の間で熱交換が行われる熱交換器である。
室外ファン3は、室外ファンモータ3aの駆動によって、室外熱交換器2に外気を送り込むファンであり、室外熱交換器2の付近に設置されている。
【0056】
室内熱交換器7は、その伝熱管(図示せず)を通流する冷媒と、室内ファン8から送り込まれる室内空気(空調対象空間の空気)と、の間で熱交換が行われる熱交換器である。
室内ファン8は、室内ファンモータ8aの駆動によって、室内熱交換器7に室内空気を送り込むファンであり、室内熱交換器7の付近に設置されている。
【0057】
膨張弁6は、「凝縮器」(室外熱交換器2及び室内熱交換器7の一方)で凝縮した冷媒を減圧する機能を有している。膨張弁6において減圧された冷媒は、「蒸発器」(室外熱交換器2及び室内熱交換器7の他方)に導かれる。
【0058】
四方弁4は、空気調和機Wの運転モードに応じて、冷媒の流路を切り替える弁である。例えば、冷房運転時(破線矢印を参照)には、圧縮機1、室外熱交換器2(凝縮器)、膨張弁6、及び室内熱交換器7(蒸発器)が、四方弁4を介して環状に順次接続されてなる冷媒回路Qにおいて、冷凍サイクルで冷媒が循環する。
【0059】
また、暖房運転時(実線矢印を参照)には、圧縮機1、室内熱交換器7(凝縮器)、膨張弁6、及び室外熱交換器2(蒸発器)が、四方弁4を介して環状に順次接続されてなる冷媒回路Qにおいて、冷凍サイクルで冷媒が循環する。
【0060】
すなわち、圧縮機1、「凝縮器」、膨張弁6、及び「蒸発器」を順次に介して冷媒が循環する冷媒回路Qにおいて、前記した「凝縮器」及び「蒸発器」の一方は室外熱交換器2であり、他方は室内熱交換器7である。
【0061】
なお、モータMを駆動させるインバータ回路24(
図1参照)の他、室外ファンモータ3a、四方弁4、膨張弁6、室内ファンモータ8a等は、所定の制御装置(図示せず)によって制御される。
【0062】
<効果>
第3実施形態によれば、圧縮機1のモータMへのノイズを低減した、安価で信頼性の高い空気調和機Wを提供できる。
【0063】
≪変形例≫
以上、本発明に係る電気回路体100,100Aや空気調和機Wについて各実施形態で説明したが、本発明はこれらの記載に限定されるものではなく、種々の変更を行うことができる。
例えば、第1実施形態(
図1参照)では、第1リングコア30における第1配線fa,fb,fcの巻数が3回であり、第2リングコア40における第2配線gu,gv,gwの巻数が2回である場合について説明したが、前記した各巻数は適宜に変更可能である。例えば、第1配線fa,fb,fcが第1リングコア30に巻回される巻数が3回以上であり、第2配線gu,gv,gwが第2リングコア40に巻回される巻数は2回以下であるようにしてもよい。ここで、例えば、第1配線fa,fb,fcが第1リングコア30に単に通されている(貫通している)場合には、巻数を1回としてカウントするものとする。同様に、第2配線gu,gv,gwが第2リングコア40に単に通されている(貫通している)場合にも、巻数を1回としてカウントするものとする。
なお、第2実施形態(
図3参照)についても同様のことがいえる。
【0064】
また、第1実施形態(
図1参照)では、電気回路体100が第1リングコア30及び第2リングコア40の両方を備える構成について説明したが、これに限らない。例えば、第1実施形態の構成(
図1参照)から第2リングコア40を省略してもよい。このような構成でも、電気回路体100におけるコモンモードノイズを適切に抑制できる。なお、第2実施形態(
図3参照)についても同様のことがいえる。
【0065】
また、電気回路体100の構成やコモンモードノイズの伝搬経路によっては、ノイズフィルタ基板10の付近に第1リングコア30を設けたほうが、コモンモードノイズの抑制効果が高いこともある。そのような場合には、第1配線fa,fb,fcにおいて、第1リングコア30とノイズフィルタ基板10との間の配線長が、第1リングコア30とインバータ基板20(電力変換基板)との間の配線長よりも短くなるようにしてもよい。
【0066】
また、各実施形態では、一つの第1リングコア30に第1配線fa,fb,fcが巻回され、また、一つの第2リングコア40に第2配線gu,gv,gwが巻回される構成について説明したが、これに限らない。すなわち、複数の第1リングコア30に第1配線fa,fb,fcのそれぞれが順次に巻回されるようにしてもよいし、また、複数の第2リングコア40に第2配線gu,gv,gwのそれぞれが順次に巻回されるようにしてもよい。
【0067】
また、
図1に示すように、ノイズフィルタ回路11を2次のLCフィルタとして構成してもよいし、また、3次のLCフィルタやその他のフィルタ回路として構成してもよい。
また、インバータ基板20(電力変換基板)の構成は、
図1や
図3の例に限定されるものではない。例えば、所定の電力変換基板(図示せず)にコンバータ回路(図示せず)が実装され、その出力側がモータ等の負荷装置に接続される構成であってもよい。また、インバータ基板20(
図1参照)に実装されたリアクトル23を適宜に省略してもよい。
【0068】
また、第3実施形態(
図4参照)では、圧縮機1のモータMの入力側に電気回路体100が接続される構成について説明したが、これに限らない。例えば、室外ファンモータ3a(
図4参照)の入力側に電気回路体100が接続されるようにしてもよい。また、室内ファンモータ8a(
図4参照)の入力側に電気回路体100が接続されるようにしてもよい。
また、各実施形態では、電気回路体100に三相交流電力が入力される例について説明したが、これに限らない。例えば、単相交流電力が供給される電気回路体にも、各実施形態を適用できる。
【0069】
また、第3実施形態(
図4参照)では、室内機Giに膨張弁6が設置される例を示したが、室外機Goに膨張弁を設置してもよいし、また、室内機Gi及び室外機Goのそれぞれに膨張弁を適宜に設置してもよい。
また、第3実施形態では、室内機Gi(
図4参照)及び室外機Go(
図4参照)が一台ずつ設けられる構成について説明したが、これに限らない。すなわち、並列接続された複数台の室内機を設けてもよいし、また、複数台の室外機を設けてもよい。
【0070】
また、各実施形態は、適宜に組み合わせることができる。例えば、第2実施形態と第3実施形態とを組み合わせ、第3実施形態の空気調和機Wが備える圧縮機1のモータMの入力側に、第2実施形態の電気回路体100Aを接続するようにしてもよい。
【0071】
また、第3実施形態で説明した空気調和機W(冷凍サイクル装置)は、ビル用マルチエアコンやパッケージエアコンの他、ルームエアコンといった様々な種類のエアコンに適用できる。また、空調給湯装置や冷蔵庫といった「冷凍サイクル装置」にも、各実施形態を適用できる。
【0072】
また、各実施形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に記載したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されない。また、実施形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
また、前記した機構や構成は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしも全ての機構や構成を示しているとは限らない。
【符号の説明】
【0073】
100,100A 電気回路体
10 ノイズフィルタ基板
11 ノイズフィルタ回路
20,20A インバータ基板(電力変換基板)
21 ダイオードブリッジ(電力変換回路)
22 平滑コンデンサ(電力変換回路)
23 リアクトル
24 インバータ回路(電力変換回路)
30 第1リングコア
40 第2リングコア
50 ダイオードモジュール
1 圧縮機
2 室外熱交換器
3 室外ファン
4 四方弁
6 膨張弁
7 室内熱交換器
8 室内ファン
fa,fb,fc,fd,fe 第1配線
gu,gv,gw 第2配線
m 配線(第4配線)
n 配線(第3配線)
p1 配線(第6配線)
p2 配線(第5配線)
p3 配線(第7配線)
E 交流電源
J チョークコイル
La,Lb,Lc リアクトル
M モータ
Q 冷媒回路
W 空気調和機