JP2018166374A - Power conversion device and heat source unit including the same - Google Patents
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Abstract
【課題】インバータ装置で生じる高調波電流を低減させるためのアクティブフィルタ装置の設置コストを抑える。【解決手段】インバータ装置（20）は、コンバータ回路（21）とインバータ回路（24）とを有する。交流電源（11）とコンバータ回路（21）とは、電源ライン（12）を介して接続されている。電源ライン（12）には、ノイズフィルタ回路（30）が接続されている。電源ライン（12）におけるノイズフィルタ回路（30）とコンバータ回路（21）との間には、アクティブフィルタ装置（40）が並列接続されている。インバータ装置（20）とアクティブフィルタ装置（40）とは、１つの筐体（15）内に収納されている。【選択図】図１PROBLEM TO BE SOLVED: To suppress the installation cost of an active filter device for reducing a harmonic current generated in an inverter device. An inverter device (20) includes a converter circuit (21) and an inverter circuit (24). The AC power supply (11) and the converter circuit (21) are connected via a power supply line (12). A noise filter circuit (30) is connected to the power supply line (12). An active filter device (40) is connected in parallel between the noise filter circuit (30) and the converter circuit (21) in the power supply line (12). The inverter device (20) and the active filter device (40) are housed in one housing (15). [Selection diagram] Figure 1
Description
本発明は、電力変換装置及びそれを備えた熱源ユニットに関するものである。 The present invention relates to a power conversion device and a heat source unit including the same.
従来より、空気調和機では、圧縮機のモータに交流電力を供給するために、インバータ装置が用いられている。インバータ装置は、交流電源の交流電力を直流電力に整流するコンバータ回路と、コンバータ回路の出力電力を所定の周波数の交流電力に変換するインバータ回路とを有し、交流電力を直流電力に整流する際に、電源系統に高調波電流が流れる。 Conventionally, in an air conditioner, an inverter device is used to supply AC power to a motor of a compressor. The inverter device includes a converter circuit that rectifies AC power of an AC power source into DC power, and an inverter circuit that converts output power of the converter circuit into AC power having a predetermined frequency, and rectifies the AC power into DC power. In addition, harmonic current flows through the power supply system.
そこで、特許文献１では、アクティブフィルタによって、インバータ装置で生じた高調波電流と同一振幅で位相を１８０°ずらした逆位相の補償電流を生成し、この補償電流によって高調波電流を打ち消すようにしている。
Therefore, in
また、アクティブフィルタの設置場所として、特許文献２には、制御器を構成するインバータ主回路を、室外ユニットの筐体内部の中段で且つ正面側に設置する一方、高調波抑制装置が収容されたＡＦ筐体を、室外ユニットの筐体の略中間位置に設置するようにした構成が開示されている。 In addition, as an installation place of the active filter, Patent Document 2 installed the inverter main circuit constituting the controller in the middle stage inside the casing of the outdoor unit and on the front side, while accommodating the harmonic suppression device. A configuration is disclosed in which the AF housing is installed at a substantially middle position of the housing of the outdoor unit.
また、特許文献３には、室外機の筐体内に、インバータ装置を備えた制御機器と、高調波抑制装置の筐体とが配置された構成が開示されている。 Patent Document 3 discloses a configuration in which a control device including an inverter device and a housing of a harmonic suppression device are arranged in a housing of an outdoor unit.
ところで、従来の発明では、インバータ装置が収納されている筐体とは別体の筐体にアクティブフィルタ装置を収納した上で、インバータ装置とアクティブフィルタ装置とを室外ユニット内に配置するようにしている。 By the way, in the conventional invention, the active filter device is housed in a housing separate from the housing housing the inverter device, and the inverter device and the active filter device are arranged in the outdoor unit. Yes.
そのため、アクティブフィルタ装置を収納する筐体の部材コストの他にも、アクティブフィルタ装置用の端子台や配線等が別途必要となってしまい、アクティブフィルタ装置の設置コストが増大するという問題がある。 For this reason, in addition to the cost of the housing for housing the active filter device, a terminal block, wiring, and the like for the active filter device are separately required, which increases the installation cost of the active filter device.
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的は、インバータ装置で生じる高調波電流を低減させるためのアクティブフィルタ装置の設置コストを抑えることにある。 This invention is made | formed in view of this point, The objective is to hold down the installation cost of the active filter apparatus for reducing the harmonic current produced in an inverter apparatus.
本発明は、筐体（15）と、該筐体（15）内に収納されたインバータ装置（20）とを備えた電力変換装置を対象とし、次のような解決手段を講じた。 The present invention is directed to a power conversion device including a housing (15) and an inverter device (20) housed in the housing (15), and has taken the following solutions.
すなわち、第１の発明は、前記インバータ装置（20）は、交流電源（11）の交流電力を直流電力に整流するコンバータ回路（21）と、該コンバータ回路（21）の出力電力を所定の周波数の交流電力に変換するインバータ回路（24）とを有し、
前記交流電源（11）と前記コンバータ回路（21）とを繋ぐ電源ライン（12）に接続されたノイズフィルタ回路（30）と、
前記筐体（15）内に収納され、前記電源ライン（12）における前記ノイズフィルタ回路（30）と前記コンバータ回路（21）との間に並列接続されて高調波電流を低減するアクティブフィルタ装置（40）とを備えたことを特徴とするものである。
That is, in the first invention, the inverter device (20) includes a converter circuit (21) that rectifies AC power of the AC power source (11) into DC power, and outputs power from the converter circuit (21) to a predetermined frequency. And an inverter circuit (24) for converting the AC power into
A noise filter circuit (30) connected to a power line (12) connecting the AC power source (11) and the converter circuit (21);
An active filter device that is housed in the housing (15) and connected in parallel between the noise filter circuit (30) and the converter circuit (21) in the power supply line (12) to reduce harmonic current ( 40).
第１の発明では、インバータ装置（20）が収納される筐体（15）内に、アクティブフィルタ装置（40）を一緒に収納するようにしたから、アクティブフィルタ装置（40）を収納するための専用の筐体（15）を別途設ける必要が無い。これにより、筐体（15）の部材コストを抑えるとともに、筐体（15）の設計費、加工費、管理費なども削減することができる。 In the first invention, the active filter device (40) is housed together in the housing (15) in which the inverter device (20) is housed, so that the active filter device (40) is housed. There is no need to provide a dedicated housing (15). Thereby, the member cost of the housing (15) can be suppressed, and the design cost, processing cost, management cost, etc. of the housing (15) can be reduced.
また、アクティブフィルタ装置（40）を、電源ライン（12）におけるノイズフィルタ回路（30）とコンバータ回路（21）との間に並列接続させたことで、インバータ装置（20）のノイズフィルタ回路（30）をアクティブフィルタ装置（40）にも共通して使用するようにしている。これにより、アクティブフィルタ装置（40）専用のノイズフィルタ回路（30）や端子台等を別途設ける必要が無く、装置全体の小型化や大幅なコストダウンを図ることができる。 Further, the active filter device (40) is connected in parallel between the noise filter circuit (30) and the converter circuit (21) in the power supply line (12), so that the noise filter circuit (30) of the inverter device (20) is obtained. ) In common with the active filter device (40). Thereby, it is not necessary to separately provide a noise filter circuit (30), a terminal block, etc. dedicated to the active filter device (40), and the entire device can be reduced in size and greatly reduced in cost.
第２の発明は、第１の発明において、
前記アクティブフィルタ装置（40）は、
複数のスイッチング素子を有するスイッチング回路（41）と、
前記スイッチング回路（41）の出力電力を平滑化するコンデンサ（42）と、
前記スイッチング回路（41）のスイッチングに伴うノイズを除去するキャリアフィルタ（43）と、
前記スイッチング回路（41）と前記電源ライン（12）とを連系するための連系リアクトル（44）と、
前記スイッチング回路（41）のスイッチングを制御する制御回路（45）とを備え、
前記スイッチング回路（41）、前記コンデンサ（42）、前記キャリアフィルタ（43）、前記連系リアクトル（44）、及び前記制御回路（45）は、同一の基板上に実装されていることを特徴とするものである。
According to a second invention, in the first invention,
The active filter device (40)
A switching circuit (41) having a plurality of switching elements;
A capacitor (42) for smoothing the output power of the switching circuit (41);
A carrier filter (43) for removing noise associated with switching of the switching circuit (41);
An interconnecting reactor (44) for interconnecting the switching circuit (41) and the power supply line (12);
A control circuit (45) for controlling the switching of the switching circuit (41),
The switching circuit (41), the capacitor (42), the carrier filter (43), the interconnection reactor (44), and the control circuit (45) are mounted on the same substrate. To do.
第２の発明では、アクティブフィルタ装置（40）を構成しているスイッチング回路（41）、コンデンサ（42）、キャリアフィルタ（43）、連系リアクトル（44）、及び制御回路（45）が同一の基板上に実装されているから、各回路間を接続するハーネスが不要となり、装置全体の小型化やコストダウンを図ることができる。 In the second invention, the switching circuit (41), capacitor (42), carrier filter (43), interconnection reactor (44), and control circuit (45) constituting the active filter device (40) are the same. Since it is mounted on the substrate, a harness for connecting the circuits is not required, and the entire apparatus can be reduced in size and cost.
第３の発明は、第１又は第２の発明において、
前記電源ライン（12）を流れる電流を検出するカレントトランス（35）を備え、
前記カレントトランス（35）は、分割型のコアを有することを特徴とするものである。
A third invention is the first or second invention, wherein
A current transformer (35) for detecting a current flowing through the power line (12);
The current transformer (35) has a split core.
第３の発明では、分割型のコアを有するカレントトランス（35）を用いることで、電源ライン（12）を端子台から取り外すことなく、カレントトランス（35）に電源ライン（12）を挿通させる作業を行うことができる。 In the third invention, by using the current transformer (35) having a split core, the power line (12) is inserted into the current transformer (35) without removing the power line (12) from the terminal block. It can be performed.
これにより、カレントトランス（35）の組み付け工数を低減するとともに、電源ライン（12）を端子台から取り外した場合に生じるおそれのある誤配線や端子の締め付け不足等の不具合を抑え、電力変換装置の信頼性を確保することができる。 This reduces the man-hours for assembling the current transformer (35) and suppresses problems such as incorrect wiring and insufficient terminal tightening that may occur when the power line (12) is removed from the terminal block. Reliability can be ensured.
第４の発明は、第１乃至第３の発明のうち何れか１つにおいて、
前記インバータ装置（20）は、複数のスイッチング素子を有する前記インバータ回路（24）のスイッチングを制御する制御回路（25）と、該インバータ回路（24）及び該制御回路（25）に対して電力を供給するスイッチング電源（28）とを有し、
前記スイッチング電源（28）は、前記アクティブフィルタ装置（40）に対しても電力を供給するように構成されていることを特徴とするものである。
According to a fourth invention, in any one of the first to third inventions,
The inverter device (20) includes a control circuit (25) for controlling switching of the inverter circuit (24) having a plurality of switching elements, and supplies power to the inverter circuit (24) and the control circuit (25). A switching power supply (28) to supply,
The switching power supply (28) is configured to supply power also to the active filter device (40).
第４の発明では、インバータ装置（20）のスイッチング電源（28）を用いて、アクティブフィルタ装置（40）に対しても電力を供給するようにしている。これにより、アクティブフィルタ装置（40）専用のスイッチング電源（28）を別途設ける必要が無く、装置全体の小型化やコストダウンを図ることができる。 In the fourth invention, power is also supplied to the active filter device (40) using the switching power supply (28) of the inverter device (20). Thereby, there is no need to separately provide a switching power supply (28) dedicated to the active filter device (40), and the entire device can be reduced in size and cost.
第５の発明は、第１乃至第４の発明のうち何れか１つに記載の電力変換装置（10）を備えた熱源ユニットであって、
前記筐体（15）の外部には、空冷ファン（55）が配設され、
前記筐体（15）内における前記空冷ファン（55）の近傍位置には、前記インバータ装置（20）が配設され、
前記筐体（15）内における前記インバータ装置（20）とは反対側の位置には、前記ノイズフィルタ回路（30）と前記アクティブフィルタ装置（40）とが並列に配設されていることを特徴とするものである。
5th invention is a heat source unit provided with the power converter device (10) as described in any one of 1st thru | or 4th invention,
An air cooling fan (55) is disposed outside the housing (15),
In the vicinity of the air cooling fan (55) in the housing (15), the inverter device (20) is disposed,
The noise filter circuit (30) and the active filter device (40) are arranged in parallel at a position opposite to the inverter device (20) in the housing (15). It is what.
第５の発明では、筐体（15）内における空冷ファン（55）の近傍位置にインバータ装置（20）を配設することで、空冷ファン（55）による空気の流れを利用して、発熱源となるインバータ装置（20）を冷却することができる。 In the fifth aspect of the invention, the inverter device (20) is disposed in the housing (15) in the vicinity of the air cooling fan (55), so that the heat source is generated using the air flow by the air cooling fan (55). The inverter device (20) can be cooled.
また、ノイズフィルタ回路（30）とアクティブフィルタ装置（40）とを並列に配設することで、各回路間の電気配線を最短距離で接続することができ、装置全体の小型化やコストダウンを図ることができる。 In addition, by arranging the noise filter circuit (30) and the active filter device (40) in parallel, the electrical wiring between each circuit can be connected in the shortest distance, reducing the overall size and cost of the device. Can be planned.
第６の発明は、第１乃至第４の発明のうち何れか１つに記載の電力変換装置（10）を備えた熱源ユニットであって、
前記筐体（15）の外部には、電気配線（13）を介して前記インバータ装置（20）と接続される圧縮機（52）が配設され、
前記圧縮機（52）の上部には、前記電気配線（13）の接続口が設けられ、
前記インバータ装置（20）は、前記筐体（15）内において前記圧縮機（52）よりも上方に配設され、
前記電気配線（13）は、前記インバータ装置（20）の下部側から配索されて前記圧縮機（52）の接続口に接続されていることを特徴とするものである。
6th invention is a heat source unit provided with the power converter device (10) as described in any one of 1st thru | or 4th invention,
A compressor (52) connected to the inverter device (20) via an electrical wiring (13) is disposed outside the housing (15),
In the upper part of the compressor (52), a connection port for the electrical wiring (13) is provided,
The inverter device (20) is disposed above the compressor (52) in the housing (15),
The electrical wiring (13) is routed from the lower side of the inverter device (20) and connected to a connection port of the compressor (52).
第６の発明では、筐体（15）内における圧縮機（52）よりも上方にインバータ装置（20）が配設される。そして、インバータ装置（20）と圧縮機（52）とを繋ぐ電気配線（13）を、インバータ装置（20）の下部側から配索して、圧縮機（52）の上部の接続口に接続するようにしている。 In the sixth aspect of the invention, the inverter device (20) is disposed above the compressor (52) in the housing (15). Then, the electric wiring (13) connecting the inverter device (20) and the compressor (52) is routed from the lower side of the inverter device (20) and connected to the connection port on the upper side of the compressor (52). I am doing so.
これにより、インバータ装置（20）と圧縮機（52）と繋ぐ電気配線（13）を最短距離で配線することができ、インバータ装置（20）で生じるノイズの影響を最小限に抑えることができる。 Thereby, the electrical wiring (13) which connects an inverter apparatus (20) and a compressor (52) can be wired by the shortest distance, and the influence of the noise which arises in an inverter apparatus (20) can be suppressed to the minimum.
本発明によれば、インバータ装置（20）とアクティブフィルタ装置（40）とを同一の筐体（15）内に収納するとともに、ノイズフィルタ回路（30）を共通化することで、装置全体の小型化やコストダウンを図ることができる。 According to the present invention, the inverter device (20) and the active filter device (40) are housed in the same housing (15), and the noise filter circuit (30) is shared, thereby reducing the size of the entire device. And cost reduction.
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. It should be noted that the following description of the preferred embodiment is merely illustrative in nature and is not intended to limit the present invention, its application, or its use.
《実施形態１》
図１は、本実施形態１に係る電力変換装置の構成を示す回路図である。図１に示すように、電力変換装置（10）は、インバータ装置（20）と、ノイズフィルタ回路（30）と、アクティブフィルタ装置（40）とを備えている。インバータ装置（20）、ノイズフィルタ回路（30）、及びアクティブフィルタ装置（40）は、１つの筐体（15）内に収納されている。
FIG. 1 is a circuit diagram illustrating a configuration of the power conversion apparatus according to the first embodiment. As shown in FIG. 1, the power conversion device (10) includes an inverter device (20), a noise filter circuit (30), and an active filter device (40). The inverter device (20), the noise filter circuit (30), and the active filter device (40) are housed in one housing (15).
インバータ装置（20）は、三相交流を出力する交流電源（11）からの負荷電流を所望の周波数の電流に変換して、モータ（53）に供給する。モータ（53）は、三相交流モータであり、例えば、空気調和機の冷媒回路に設けられた圧縮機（52）を駆動する（図２参照）。 The inverter device (20) converts the load current from the AC power supply (11) that outputs three-phase AC into a current having a desired frequency, and supplies the current to the motor (53). The motor (53) is a three-phase AC motor and drives, for example, a compressor (52) provided in a refrigerant circuit of an air conditioner (see FIG. 2).
筐体（15）には、交流電源（11）とインバータ装置（20）とを繋ぐ電源ライン（12）用の電源側端子台（16）と、インバータ装置（20）とモータ（53）とを繋ぐ電気配線（13）用のモータ側端子台（17）とが設けられている。 The housing (15) includes a power supply side terminal block (16) for the power supply line (12) connecting the AC power supply (11) and the inverter device (20), an inverter device (20), and a motor (53). A motor side terminal block (17) for connecting electrical wiring (13) is provided.
なお、本実施形態では、交流電源（11）は、三相交流を出力する電源であるとして説明する。しかし、交流電源（11）は、単相の交流や他の数の相の交流を出力する電源であってもよい。 In the present embodiment, the AC power source (11) will be described as a power source that outputs three-phase AC. However, the AC power source (11) may be a power source that outputs single-phase AC or other numbers of phases.
インバータ装置（20）は、コンバータ回路（21）と、リアクトル（22）と、平滑コンデンサ（23）と、インバータ回路（24）と、制御回路（25）とを有する。 The inverter device (20) includes a converter circuit (21), a reactor (22), a smoothing capacitor (23), an inverter circuit (24), and a control circuit (25).
コンバータ回路（21）は、電源ライン（12）を介して交流電源（11）に接続され、交流電源（11）から出力された交流を全波整流して、脈動する直流、すなわち、脈流を出力する。コンバータ回路（21）は、複数のダイオードで構成されている。 The converter circuit (21) is connected to the AC power supply (11) via the power supply line (12), and full-wave rectifies the AC output from the AC power supply (11) to generate pulsating DC, that is, pulsating current. Output. The converter circuit (21) is composed of a plurality of diodes.
交流電源（11）とコンバータ回路（21）とを繋ぐ電源ライン（12）には、ノイズフィルタ回路（30）が接続されている。ノイズフィルタ回路（30）は、インバータ回路（24）のスイッチング動作に伴うノイズを除去する。 A noise filter circuit (30) is connected to the power supply line (12) connecting the AC power supply (11) and the converter circuit (21). The noise filter circuit (30) removes noise associated with the switching operation of the inverter circuit (24).
リアクトル（22）の一端は、コンバータ回路（21）の一方の出力ノードに接続され、リアクトル（22）の他端は、インバータ回路（24）の入力ノードの１つとの間に接続されている。 One end of the reactor (22) is connected to one output node of the converter circuit (21), and the other end of the reactor (22) is connected to one of the input nodes of the inverter circuit (24).
平滑コンデンサ（23）は、リアクトル（22）の他端とコンバータ回路（21）の他方の出力ノードに接続されている。平滑コンデンサ（23）は、リアクトル（22）を介して、コンバータ回路（21）の出力ノード間に接続されており、平滑コンデンサ（23）には、コンバータ回路（21）から出力される脈動する直流の電圧が与えられている。また、平滑コンデンサ（23）は、インバータ回路（24）の２つの入力ノード間に接続されている。 The smoothing capacitor (23) is connected to the other end of the reactor (22) and the other output node of the converter circuit (21). The smoothing capacitor (23) is connected between the output nodes of the converter circuit (21) via the reactor (22). The smoothing capacitor (23) has a pulsating direct current output from the converter circuit (21). The voltage is given. The smoothing capacitor (23) is connected between two input nodes of the inverter circuit (24).
リアクトル（22）と平滑コンデンサ（23）とは、ＬＣフィルタを構成している。リアクトル（22）のインダクタンス及び平滑コンデンサ（23）のキャパシタンスは、このＬＣフィルタが、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ように、設定されている。このため、キャリアの周波数と同じ周波数の電流成分が交流電源（11）に流出するのを抑制することができる。 The reactor (22) and the smoothing capacitor (23) constitute an LC filter. The inductance of the reactor (22) and the capacitance of the smoothing capacitor (23) are set so that this LC filter attenuates the current component of the same frequency as the carrier frequency used to generate the control signal of the inverter circuit (24). Has been. For this reason, it is possible to suppress a current component having the same frequency as the carrier frequency from flowing into the AC power source (11).
インバータ回路（24）は、複数のスイッチング素子を有する。また、スイッチング素子には、還流ダイオードが逆並列に接続されている。インバータ回路（24）は、その入力電圧を、これらのスイッチング素子のオンオフ動作によって三相交流電圧に変換し、モータ（53）へ供給する。 The inverter circuit (24) has a plurality of switching elements. In addition, a reflux diode is connected in antiparallel to the switching element. The inverter circuit (24) converts the input voltage into a three-phase AC voltage by the on / off operation of these switching elements, and supplies it to the motor (53).
制御回路（25）は、モータ（53）が所望の速度で回転するようにスイッチング素子を動作させる制御信号を、所定の周波数（例えば５kHz程度）のキャリアを用いて生成し、スイッチング素子に出力する。 The control circuit (25) generates a control signal for operating the switching element so that the motor (53) rotates at a desired speed using a carrier having a predetermined frequency (for example, about 5 kHz), and outputs the control signal to the switching element. .
電源ライン（12）には、カレントトランス（35）が設けられている。カレントトランス（35）は、電源ライン（12）を流れる電流を検出するものであり、分割型のコアを有する。カレントトランス（35）で検出された電流値は、アクティブフィルタ装置（40）に入力される。 The power line (12) is provided with a current transformer (35). The current transformer (35) detects a current flowing through the power supply line (12) and has a split core. The current value detected by the current transformer (35) is input to the active filter device (40).
アクティブフィルタ装置（40）は、電源ライン（12）におけるノイズフィルタ回路（30）とコンバータ回路（21）との間に並列接続されている。アクティブフィルタ装置（40）は、カレントトランス（35）によって検出されたインバータ装置（20）に流れる電流値に基づいて、インバータ装置（20）で発生する高調波電流と逆位相の高調波電流を補償することで、インバータ装置（20）から電源ライン（12）へ流出する高調波電流を低減するものである。 The active filter device (40) is connected in parallel between the noise filter circuit (30) and the converter circuit (21) in the power supply line (12). The active filter device (40) compensates for the harmonic current in the opposite phase to the harmonic current generated in the inverter device (20) based on the current value flowing through the inverter device (20) detected by the current transformer (35). By doing so, the harmonic current flowing out from the inverter device (20) to the power supply line (12) is reduced.
具体的に、アクティブフィルタ装置（40）は、複数のスイッチング素子を有するスイッチング回路（41）と、スイッチング回路（41）の出力電力を平滑化するコンデンサ（42）と、スイッチング回路（41）のスイッチングに伴うノイズを除去するキャリアフィルタ（43）と、スイッチング回路（41）と電源ライン（12）とを連系するための連系リアクトル（44）と、スイッチング回路（41）のスイッチングを制御する制御回路（45）とを備えている。 Specifically, the active filter device (40) includes a switching circuit (41) having a plurality of switching elements, a capacitor (42) for smoothing output power of the switching circuit (41), and switching of the switching circuit (41). Carrier filter (43) that removes the noise associated with the power supply, interconnected reactor (44) for interconnecting the switching circuit (41) and the power line (12), and control for controlling the switching of the switching circuit (41) Circuit (45).
スイッチング回路（41）、コンデンサ（42）、キャリアフィルタ（43）、連系リアクトル（44）、及び制御回路（45）は、同一の基板上に実装されている。これにより、各回路間を接続するハーネスが不要となり、装置全体の小型化やコストダウンを図るようにしている。 The switching circuit (41), capacitor (42), carrier filter (43), interconnection reactor (44), and control circuit (45) are mounted on the same substrate. This eliminates the need for a harness for connecting the circuits, thereby reducing the overall size and cost of the apparatus.
キャリアフィルタ（43）は、補償電流の高域成分（スイッチング回路（41）のスイッチングによって生じる電流の成分）を除去する。スイッチング回路（41）は、制御回路（45）によってスイッチング動作が制御されて、交流電源（11）とスイッチング回路（41）との間に流れる電流を制御することによって、インバータ装置（20）から電源ライン（12）へ流出する高調波電流を打ち消す。 The carrier filter (43) removes a high frequency component of the compensation current (current component generated by switching of the switching circuit (41)). In the switching circuit (41), the switching operation is controlled by the control circuit (45), and the current flowing between the AC power supply (11) and the switching circuit (41) is controlled, so that the power is supplied from the inverter device (20). Cancel the harmonic current flowing into the line (12).
図２にも示すように、インバータ装置（20）、ノイズフィルタ回路（30）、及びアクティブフィルタ装置（40）は、１つの筐体（15）内に収納された状態で、熱源ユニット（50）の内部に配設されている。 As shown in FIG. 2, the inverter device (20), the noise filter circuit (30), and the active filter device (40) are housed in one housing (15), and the heat source unit (50). Is disposed inside.
熱源ユニット（50）は、空気調和機の冷媒回路に設けられた室外機であり、熱源ユニット（50）の本体部（51）内には、圧縮機（52）、空冷ファン（55）、図示しない熱交換器等が配設されている。 The heat source unit (50) is an outdoor unit provided in the refrigerant circuit of the air conditioner. In the main body (51) of the heat source unit (50), a compressor (52), an air cooling fan (55), The heat exchanger etc. which do not do are arranged.
空冷ファン（55）は、熱源ユニット（50）の本体部（51）内の上部寄りの位置に配設され、上方に向かって空気を吹き出すようになっている。圧縮機（52）は、熱源ユニット（50）の本体部（51）内の底面に載置されている。 The air cooling fan (55) is disposed at a position near the upper part in the main body (51) of the heat source unit (50), and blows air upward. The compressor (52) is placed on the bottom surface in the main body (51) of the heat source unit (50).
インバータ装置（20）、ノイズフィルタ回路（30）、及びアクティブフィルタ装置（40）が収納された筐体（15）は、熱源ユニット（50）の本体部（51）内に配設されている。 The housing (15) in which the inverter device (20), the noise filter circuit (30), and the active filter device (40) are housed is disposed in the main body (51) of the heat source unit (50).
インバータ装置（20）は、筐体（15）内における空冷ファン（55）の近傍位置、つまり、上部寄りの位置に配設されている。これにより、空冷ファン（55）による空気の流れを利用して、発熱源となるインバータ装置（20）を冷却することができる。 The inverter device (20) is disposed in the vicinity of the air cooling fan (55) in the housing (15), that is, in a position closer to the upper part. Thereby, the inverter apparatus (20) used as a heat generating source can be cooled using the air flow by the air cooling fan (55).
ノイズフィルタ回路（30）とアクティブフィルタ装置（40）とは、筐体（15）内におけるインバータ装置（20）よりも下方で並列に配設されている。これにより、各回路間の電気配線を最短距離で接続することができる。 The noise filter circuit (30) and the active filter device (40) are arranged in parallel below the inverter device (20) in the housing (15). Thereby, the electrical wiring between each circuit can be connected by the shortest distance.
また、熱源ユニット（50）の本体部（51）内では、筐体（15）と圧縮機（52）とが横並びで配設されている。そして、筐体（15）内のインバータ装置（20）と圧縮機（52）とは、電気配線（13）を介して接続されている。 In the main body (51) of the heat source unit (50), the casing (15) and the compressor (52) are arranged side by side. And the inverter apparatus (20) and compressor (52) in a housing | casing (15) are connected via the electrical wiring (13).
具体的に、圧縮機（52）の上部には、電気配線（13）の接続口が設けられている。そして、インバータ装置（20）は、筐体（15）内において圧縮機（52）よりも上方に配設されている。電気配線（13）は、インバータ装置（20）の下部側から配索されて圧縮機（52）の接続口に接続されている。 Specifically, a connection port for the electrical wiring (13) is provided in the upper part of the compressor (52). The inverter device (20) is disposed above the compressor (52) in the housing (15). The electrical wiring (13) is routed from the lower side of the inverter device (20) and connected to the connection port of the compressor (52).
これにより、インバータ装置（20）と圧縮機（52）と繋ぐ電気配線（13）を最短距離で配線することができ、インバータ装置（20）で生じるノイズの影響を最小限に抑えることができる。 Thereby, the electrical wiring (13) which connects an inverter apparatus (20) and a compressor (52) can be wired by the shortest distance, and the influence of the noise which arises in an inverter apparatus (20) can be suppressed to the minimum.
以上のように、本実施形態１に係る電力変換装置（10）によれば、インバータ装置（20）が収納される筐体（15）内に、アクティブフィルタ装置（40）を一緒に収納するようにしたから、アクティブフィルタ装置（40）を収納するための専用の筐体（15）を別途設ける必要が無い。 As described above, according to the power conversion device (10) of the first embodiment, the active filter device (40) is stored together in the housing (15) in which the inverter device (20) is stored. Therefore, it is not necessary to separately provide a dedicated housing (15) for housing the active filter device (40).
また、アクティブフィルタ装置（40）を、電源ライン（12）におけるノイズフィルタ回路（30）とコンバータ回路（21）との間に並列接続させたことで、インバータ装置（20）のノイズフィルタ回路（30）をアクティブフィルタ装置（40）にも共通して使用するようにしている。 Further, the active filter device (40) is connected in parallel between the noise filter circuit (30) and the converter circuit (21) in the power supply line (12), so that the noise filter circuit (30) of the inverter device (20) is obtained. ) In common with the active filter device (40).
これにより、アクティブフィルタ装置（40）専用のノイズフィルタ回路（30）や端子台等を別途設ける必要が無く、装置全体の小型化や大幅なコストダウンを図ることができる。 Thereby, it is not necessary to separately provide a noise filter circuit (30), a terminal block, etc. dedicated to the active filter device (40), and the entire device can be reduced in size and greatly reduced in cost.
また、電源ライン（12）を流れる電流を検出するために、分割型のコアを有するカレントトランス（35）を用いるようにしたから、電源ライン（12）を電源側端子台（16）から取り外すことなく、カレントトランス（35）に電源ライン（12）を挿通させる作業を行うことができる。 Also, since the current transformer (35) with a split core is used to detect the current flowing through the power line (12), the power line (12) is removed from the power terminal block (16). The power line (12) can be inserted into the current transformer (35).
《実施形態２》
図３は、本実施形態２に係る電力変換装置の構成を示すブロック図である。以下、前記実施形態１と同じ部分については同じ符号を付し、相違点についてのみ説明する。
<< Embodiment 2 >>
FIG. 3 is a block diagram illustrating a configuration of the power conversion device according to the second embodiment. Hereinafter, the same portions as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and only differences will be described.
図３に示すように、インバータ装置（20）には、スイッチング電源（28）が設けられている。スイッチング電源（28）は、コンバータ回路（21）の出力ノード間に接続されており、インバータ回路（24）及び制御回路（25）に対して電力を供給する。 As shown in FIG. 3, the inverter device (20) is provided with a switching power supply (28). The switching power supply (28) is connected between the output nodes of the converter circuit (21), and supplies power to the inverter circuit (24) and the control circuit (25).
さらに、スイッチング電源（28）は、アクティブフィルタ装置（40）の制御回路（45）に対しても電力を供給するように構成されている。 Furthermore, the switching power supply (28) is configured to supply power to the control circuit (45) of the active filter device (40).
これにより、アクティブフィルタ装置（40）専用のスイッチング電源（28）を別途設ける必要が無く、装置全体の小型化やコストダウンを図ることができる。 Thereby, there is no need to separately provide a switching power supply (28) dedicated to the active filter device (40), and the entire device can be reduced in size and cost.
《その他の実施形態》
前記実施形態については、以下のような構成としてもよい。
<< Other Embodiments >>
About the said embodiment, it is good also as following structures.
本実施形態では、熱源ユニット（50）を、空冷ファン（55）を備えた室外機で構成した場合について説明したが、この形態に限定するものではない。例えば、熱源ユニット（50）を、大型空調機器、例えば、空冷チラー、水冷チラー等で構成した場合についても、本実施形態の内容を同様に適用可能である。 In the present embodiment, the case where the heat source unit (50) is configured by an outdoor unit including an air cooling fan (55) has been described, but the present invention is not limited to this form. For example, the contents of the present embodiment can be similarly applied to a case where the heat source unit (50) is configured by a large-scale air conditioner such as an air-cooled chiller or a water-cooled chiller.
また、本実施形態では、インバータ装置（20）とアクティブフィルタ装置（40）とを同一の筐体（15）内に収納するようにしているが、その他のオプション装置をこの筐体（15）内に一緒に収納するようにしてもよい。 In this embodiment, the inverter device (20) and the active filter device (40) are housed in the same housing (15), but other optional devices are housed in the housing (15). You may make it store together.
例えば、その他のオプション装置として、北米等の電源電圧が高い地域では変圧器を設置し、インド等の電源が不安定な地域では、過電圧抑制装置を設置する等、国や地域等の事情に応じて必要な装置を選択して熱源ユニット（50）に搭載することで、グローバルでの共通設計が可能となる。 For example, as other optional devices, transformers are installed in areas where power supply voltage is high, such as North America, and overvoltage suppression devices are installed in areas where power supply is unstable such as India, depending on the circumstances of the country or region. By selecting the necessary equipment and mounting it on the heat source unit (50), a global common design becomes possible.
以上説明したように、本発明は、インバータ装置で生じる高調波電流を低減させるためのアクティブフィルタ装置の設置コストを抑えることができるという実用性の高い効果が得られることから、きわめて有用で産業上の利用可能性は高い。 As described above, the present invention provides a highly practical effect that can reduce the installation cost of the active filter device for reducing the harmonic current generated in the inverter device. The availability of is high.
10 電力変換装置
11 交流電源
12 電源ライン
13 電気配線
15 筐体
20 インバータ装置
21 コンバータ回路
24 インバータ回路
25 制御回路
28 スイッチング電源
30 ノイズフィルタ回路
35 カレントトランス
40 アクティブフィルタ装置
41 スイッチング回路
42 コンデンサ
43 キャリアフィルタ
44 連系リアクトル
45 制御回路
52 圧縮機
55 空冷ファン
10 Power converter
11 AC power supply
12 Power line
13 Electrical wiring
15 housing
20 Inverter device
21 Converter circuit
24 Inverter circuit
25 Control circuit
28 Switching power supply
30 Noise filter circuit
35 Current transformer
40 Active filter device
41 Switching circuit
42 capacitors
43 Carrier filter
44 Reactor
45 Control circuit
52 Compressor
55 Air cooling fan
Claims (6)
前記インバータ装置（20）は、交流電源（11）の交流電力を直流電力に整流するコンバータ回路（21）と、該コンバータ回路（21）の出力電力を所定の周波数の交流電力に変換するインバータ回路（24）とを有し、
前記交流電源（11）と前記コンバータ回路（21）とを繋ぐ電源ライン（12）に接続されたノイズフィルタ回路（30）と、
前記筐体（15）内に収納され、前記電源ライン（12）における前記ノイズフィルタ回路（30）と前記コンバータ回路（21）との間に並列接続されて高調波電流を低減するアクティブフィルタ装置（40）とを備えたことを特徴とする電力変換装置。 A power conversion device comprising a housing (15) and an inverter device (20) housed in the housing (15),
The inverter device (20) includes a converter circuit (21) that rectifies AC power of the AC power supply (11) into DC power, and an inverter circuit that converts output power of the converter circuit (21) into AC power having a predetermined frequency. (24)
A noise filter circuit (30) connected to a power line (12) connecting the AC power source (11) and the converter circuit (21);
An active filter device that is housed in the housing (15) and connected in parallel between the noise filter circuit (30) and the converter circuit (21) in the power supply line (12) to reduce harmonic current ( And 40).
前記アクティブフィルタ装置（40）は、
複数のスイッチング素子を有するスイッチング回路（41）と、
前記スイッチング回路（41）の出力電力を平滑化するコンデンサ（42）と、
前記スイッチング回路（41）のスイッチングに伴うノイズを除去するキャリアフィルタ（43）と、
前記スイッチング回路（41）と前記電源ライン（12）とを連系するための連系リアクトル（44）と、
前記スイッチング回路（41）のスイッチングを制御する制御回路（45）とを備え、
前記スイッチング回路（41）、前記コンデンサ（42）、前記キャリアフィルタ（43）、前記連系リアクトル（44）、及び前記制御回路（45）は、同一の基板上に実装されていることを特徴とする電力変換装置。 In claim 1,
The active filter device (40)
A switching circuit (41) having a plurality of switching elements;
A capacitor (42) for smoothing the output power of the switching circuit (41);
A carrier filter (43) for removing noise associated with switching of the switching circuit (41);
An interconnecting reactor (44) for interconnecting the switching circuit (41) and the power supply line (12);
A control circuit (45) for controlling the switching of the switching circuit (41),
The switching circuit (41), the capacitor (42), the carrier filter (43), the interconnection reactor (44), and the control circuit (45) are mounted on the same substrate. Power converter.
前記電源ライン（12）を流れる電流を検出するカレントトランス（35）を備え、
前記カレントトランス（35）は、分割型のコアを有することを特徴とする電力変換装置。 In claim 1 or 2,
A current transformer (35) for detecting a current flowing through the power line (12);
The current transformer (35) has a split type core.
前記インバータ装置（20）は、複数のスイッチング素子を有する前記インバータ回路（24）のスイッチングを制御する制御回路（25）と、該インバータ回路（24）及び該制御回路（25）に対して電力を供給するスイッチング電源（28）とを有し、
前記スイッチング電源（28）は、前記アクティブフィルタ装置（40）に対しても電力を供給するように構成されていることを特徴とする電力変換装置。 In any one of claims 1 to 3,
The inverter device (20) includes a control circuit (25) for controlling switching of the inverter circuit (24) having a plurality of switching elements, and supplies power to the inverter circuit (24) and the control circuit (25). A switching power supply (28) to supply,
The switching power supply (28) is configured to supply power also to the active filter device (40).
前記筐体（15）の外部には、空冷ファン（55）が配設され、
前記筐体（15）内における前記空冷ファン（55）の近傍位置には、前記インバータ装置（20）が配設され、
前記筐体（15）内における前記インバータ装置（20）とは反対側の位置には、前記ノイズフィルタ回路（30）と前記アクティブフィルタ装置（40）とが並列に配設されていることを特徴とする熱源ユニット。 A heat source unit comprising the power conversion device (10) according to any one of claims 1 to 4,
An air cooling fan (55) is disposed outside the housing (15),
In the vicinity of the air cooling fan (55) in the housing (15), the inverter device (20) is disposed,
The noise filter circuit (30) and the active filter device (40) are arranged in parallel at a position opposite to the inverter device (20) in the housing (15). Heat source unit.
前記筐体（15）の外部には、電気配線（13）を介して前記インバータ装置（20）と接続される圧縮機（52）が配設され、
前記圧縮機（52）の上部には、前記電気配線（13）の接続口が設けられ、
前記インバータ装置（20）は、前記筐体（15）内において前記圧縮機（52）よりも上方に配設され、
前記電気配線（13）は、前記インバータ装置（20）の下部側から配索されて前記圧縮機（52）の接続口に接続されていることを特徴とする熱源ユニット。 A heat source unit comprising the power conversion device (10) according to any one of claims 1 to 4,
A compressor (52) connected to the inverter device (20) via an electrical wiring (13) is disposed outside the housing (15),
In the upper part of the compressor (52), a connection port for the electrical wiring (13) is provided,
The inverter device (20) is disposed above the compressor (52) in the housing (15),
The heat source unit, wherein the electrical wiring (13) is routed from a lower side of the inverter device (20) and connected to a connection port of the compressor (52).
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