JP2005287157A - ノイズフィルタ及び空気調和機 - Google Patents

Abstract

【課題】 インバータ装置の駆動により流出するノイズの抑制効果の大きいノイズフィルタを得、また、安価な構成でインバータ装置の流出ノイズ抑制効果の大きな、特に室外機にインバータ装置を備えた空気調和機を得る。
【解決手段】 整流器７、インバータ素子１０等で構成されるインバータ回路と電源１３との間の電源ラインに設けたコモンモードコイル２と、アース１４に接続されたアースラインと電源ラインとの間に設けたラインバイパスコンデンサ４、５及び６と、アースラインに設けたアースライン用コイル３とを備えている。
【選択図】 図１

Description

この発明は、インバータ装置において流出ノイズ成分を抑制するためのノイズフィルタである。特に室外機にインバータ装置を備えた空気調和機に好適なものである。

従来の、室外機にインバータ装置を備えた空気調和機において、コモンモードコイルを備え、かつ電源ライン・アース間にライン・バイパス・コンデンサを備えてノイズフィルタを構成し、インバータ装置において重畳する流出ノイズ成分の抑制をしている（例えば特許文献１参照）。
特開２００１−２６８８９０号公報

しかしながら、上記のように、ノイズ抑制方法としてコモンモードコイルを備えたのみの方法では、電源電流が大きくなるとコモンモードコイルに巻き付ける巻線の線径をそれぞれ太くする必要がある。コモンモードコイルを同コアサイズで見た場合、線径が太くなるほど巻数は減るので得られるインダクタンスは小さくなる。そのため、ノイズを抑制するのに充分なインダクタンスを得るには、コアサイズを大きくして巻数を増やす必要があり、コイル実装スペースの拡大、コストアップ等の問題があった。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、第１の目的はインバータ装置の駆動により流出するノイズの抑制効果の大きいノイズフィルタを得る。また、第２の目的は安価な構成でインバータ装置の流出ノイズ抑制効果の大きな、室外機にインバータ装置を備えた空気調和機を得る。

本発明に係るノイズフィルタは、電源とインバータ回路との間の電源ラインに設けたコモンモードコイルと、アースに接続されたアースラインと電源ラインとの間に設けたラインバイパスコンデンサと、アースラインに設けたアースライン用のコイルとを備えたものである。

本発明によれば、アースライン用に別のコイルを設け、アースライン上に設ける（アースラインに挿入する）ようにノイズフィルタを構成したので、そのコイルは、アースラインに流れる微小なコモンモードのノイズ電流を抑制するために小電流定格で巻線を細くし、小型なものにすることが可能である。そのため、小型でも大きなインダクタンスを得ることができるという効果を有する。また、アースライン上にコイルを設けることで、アースラインから電源に流出するノイズも抑制されるため、電源を介して、インバータ装置に戻ってくるノイズも小さくなり、電源ライン上に設けるコモンモードコイルのインダクタンスを小さくすることが可能となる。そのため、電源ラインに設けるコモンモードコイルについても、コアを小さくしたり電源ラインによる巻線の巻数を減らすことができて、全体のノイズフィルタ構成として安価で小型の構成が可能となるという効果を有する。

実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１に係るインバータ装置を搭載した空気調和機の室外機の構成図を示すものである。本実施の形態では、インバータ装置を搭載した空気調和機の室外機に適用する例について述べる。図１において、空気調和機の室外機１内には、整流器７、リアクタ８、平滑用コンデンサ９、インバータ素子１０で構成したインバータ装置が搭載され、圧縮機１１を運転駆動させている。また、電源ライン上に設けた（電源ラインに挿入した）コモンモードコイル２、電源ラインとアースラインとの間に設けたライン・バイパス・コンデンサ４、５及び６、アースライン上に設けたアースライン用コイル３によりノイズフィルタを構成している。このノイズフィルタにより、浮遊容量１５、１６、１７及び１８によって流出したコモンモードのノイズ成分を抑制する。また、空気調和機の室外機１は、電源・アース接続端子台１２を介して電源１３とアース１４とに接続されている。本実施の形態では電源１３は３相交流の電源である。

ここでノイズフィルタを構成するコモンモードコイル２は、本実施の形態では電源ラインを構成する３本の線を磁気コアに巻き付けている。一方、アースライン用コイル３はアースラインを構成する１本の線を別の磁気コアに巻き付けている。

インバータ回路の整流器７、インバータ素子１０、圧縮機１１の駆動により、アースラインにノイズ電流（ノイズ成分）が流出（発生）し、アース１４に流れ込む。ノイズ電流は微小ではあるが、これを無視することもできない。さらにこのノイズ電流がアース１４に流れ込むことにより電源１３にノイズが流出する。そのため、電源ラインを流れる電流にも影響し、さらにノイズを発生させることになる。しかも、その対策のためにコモンモードコイル２に巻き付ける線の巻数を増やしたり、線径を太くしたりしなければならなくなる。そこで、アースラインにアースライン用コイル３を設け、アースラインに流出するノイズ成分を抑制する。アースラインに流出するノイズ電流は微小であるため、アースライン用コイル３の磁気コアが小型であっても、ノイズ抑制効果を発揮する。また、アースライン用コイル３を設けることによって電源ライン（室外機１）に流れ込むノイズ成分も抑制されることになるので、結果的にコモンモードコイル２についても小型化を図ることができる。

次に動作について説明する。上記のように構成された空気調和機の室外機１において、整流器７、インバータ素子１０、圧縮機１１は、意図しないものの、それぞれ浮遊容量１５、１６、１７を有している。その浮遊容量１５、１６、１７を介してノイズ成分が流出し、アースラインにノイズ電流が流れる。このノイズ電流をアースラインに設けたアースライン用コイル３が抑制する。したがって、アース１４にはノイズ電流はほとんど流れず、これにより、浮遊容量１８を介して電源１３、室外機１に流出するノイズ電流も少なくなる。したがって、このノイズ電流を抑制するために必要なコモンモードコイル２は、通常よりも小型のコアで構成することができる。

以上のように第１の実施の形態によれば、インバータ装置の浮遊容量を介してアースライン（アース１４）に流出する微小なノイズ電流を、アースライン上に設けたアースライン用コイル３で抑制するようにしたので、小電流定格で巻線を細くし、小型化したアースライン用コイル３を用いてノイズフィルタを構成することができる。そのため、コモンモードコイル２を大型化することもなく、全体的にノイズフィルタを小型化することができる。さらに、アースライン用コイル３を設けることにより、アース１４に流出するノイズ電流が小さくなるため、浮遊容量１８を介して電源１３を通って空気調和機の室外機１に戻ってくるノイズも小さくなる。したがって、電源ライン上に設けるコモンモードコイル２のインダクタンスも小さくすることが可能となるため、コアを小さくしたり巻線の巻数を減らすことができて、全体のノイズフィルタ構成として安価なノイズフィルタ構成が可能となる。

実施の形態２．
上述の第１の実施の形態では、ノイズフィルタを空気調和機の室外機に設けるようにしているが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、各種ポンプ、送風機、集塵機、加熱機、冷却機等、インバータ回路を用いて駆動するあらゆる機器（特に電源電流が大きいもの）に用いることができる。

この発明の実施の形態１におけるインバータ装置を搭載した空気調和機の室外機の構成図である。

符号の説明

１ 室外機、２ コモンモードコイル、３ アースライン用コイル、４，５，６ ライン・バイパス・コンデンサ、７ 整流器、８ リアクタ、９ 平滑用コンデンサ、１０ インバータ素子、１１ 圧縮機、１２ 電源・アース接続端子台、１３ 電源、１４ アース、１５，１６，１７，１８ 浮遊容量。

Claims (3)

1. 電源とインバータ回路との間の電源ラインに設けたコモンモードコイルと、
   アースに接続されたアースラインと前記電源ラインとの間に設けたラインバイパスコンデンサと、
   前記アースラインに設けたアースライン用のコイルと
   を備えたことを特徴とするノイズフィルタ。
2. 前記アースライン用のコイルは、大きなインダクタンスを有する小型のコイルであることを特徴とする請求項１記載のノイズフィルタ。
3. 請求項１又は２に記載のノイズフィルタを室外機に備えたことを特徴とする空気調和機。
   

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