(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
上方から見て矩形の容器上面の矩形の短辺側側部寄りに第１の端子、容器上面の中央部に第２の端子が配置された複数のコンデンサが、上方から見て矩形容器の長辺側が対向する方向で上記第１の端子の配置方向が左側、右側の交互になるように一列に配置されたコンデンサ群、該コンデンサ群の配置方向の一方の端部に複数の接続端子が配置され、上記コンデンサ群の上記第１の端子を左側、右側それぞれで並列接続して、上記コンデンサ群の接続端子が配置された一端部の反対側から折り返して上記接続端子にそれぞれ接続する折り返し接続導体、上記配置方向の左側、右側の交互に配置された上記第１の端子に対応する第２の端子を左側、右側でそれぞれ並列接続する接続導体からなり、左側および右側それぞれで、上記折り返し接続導体および上記接続導体は、対向する側面の間に絶縁部材を間挿し、近接して配置したことを特徴とするコンデンサの接続方法。
【請求項２】
上方から見て矩形の容器上面の矩形の短辺側側部寄りに第１の端子、容器上面の中央部に第２の端子が配置された複数のコンデンサが、上方から見て矩形容器の長辺側が対向する方向で上記第１の端子の配置方向が左側、右側の交互になるように一列に配置されたコンデンサ群、該コンデンサ群の配置方向の一方の端部に複数の接続端子が配置され、上記コンデンサ群の上記第１の端子を左側、右側それぞれで並列接続して、上記コンデンサ群の接続端子が配置された一端部の反対側から折り返して上記接続端子にそれぞれ接続する折り返し接続導体、容器上面の中央部に配置された上記第２の端子を並列接続し、上記接続端子に接続する接続導体からなり、この接続導体はコンデンサの列の中央部上面に配置され、上記折り返し接続導体は上記中央部に配置された接続導体の両側に対向する側面の間に絶縁部材を間挿し、近接して配置したことを特徴とするコンデンサの接続方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は電動機の速度制御用の商用周波の交流を直流に変換し、平滑化した後に周波数の異なる交流に再変換する周波数変換装置の特に大容量のものに使用される平滑用のコンデンサおよびその接続方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、周波数を変換してインダクションモータの速度制御を行う周波数変換装置の例を図５に示す。図５は商用周波電源から変圧器により電圧を変え、順変換部にて直流に変換し、この直流を平滑にするために平滑用コンデンサが接続されており、平滑化された直流電圧が逆変換部で所定の電圧、周波数の交流電圧に変換されてインダクションモータに供給され、速度制御が行われる。この発明は、例えば図５に示すような特に大容量の周波数変換装置の平滑用のコンデンサの接続方法である。
【０００３】
周波数変換装置の容量が大きくなると、平滑用のコンデンサは大容量のものが必要となる。この場合、単器では必要容量が賄えないので複数個を並列に接続して所要の容量を確保する方法がとられる。このような場合の従来の周波数変換装置の平滑用のコンデンサの２レベル電圧形の周波数変換装置の接続方法の例として図６、図７に示したものがある。図６はコンデンサを並列に接続する場合の結線図であり、図７は図６の構成の接続導体の配置状態を示す図である。図において、１は複数の並列接続されるコンデンサであり、それぞれ上面に２個の端子１ａ、１ｂが設けられている。２は複数のコンデンサ１のそれぞれの一方の端子１ａを並列接続し、下記接続端子４Ｐに接続する接続導体、３は複数のコンデンサ１の他方の端子１ｂを並列接続し、下記接続端子４が配置された一端部の反対側から折り返し部３ａで折り返して接続端子４Ｐに接続する折り返し接続導体である。４はコンデンサ１が１列に整列された一端部に配置された接続端子であり、４ＰはＰ極側（正極側）の接続端子、４ＮはＮ極側（負極側）の接続端子である。
【０００４】
周波数変換装置の順変換部はサイリスタによって商用周波電圧を整流し、波形を裁断して電圧を調整するものであり、サイリスタの電流裁断時間は非常に短く、急峻な裁断波となり高い周波数成分を含む電圧波形であり、コンデンサを並列接続した接続導体のインダクタンスによる電圧降下が大きく、各コンデンサの接続導体の長さが異なると電圧降下に差できる。各コンデンサに加わる電圧に差があると寿命に差ができる問題点があるので、各コンデンサを並列接続する接続導体は図６、図７に示すように一方の接続導体を折り返し接続し、各コンデンサに接続される接続導体の長さを同じにしてそれぞれのコンデンサに加わる電圧がほぼ同じになるようにしているものである。
【０００５】
図８、図９は３レベル電圧形の周波数変換装置に使用されるコンデンサの結線図及び結線状態図である。図において、５は２列に整列されたＰ極側のコンデンサ１のそれぞれの一方の列の端子１ａを並列接続し、下記接続端子１０が配置された反対側から折り返し部５ａで折り返して接続端子１０Ｐに接続する接続導体、６はＰ極側のコンデンサ１群の他方の端子１ｂを並列接続し接続端子１０ＣＰに接続する接続導体、７はＮ極側のコンデンサ１群のそれぞれの一方の端子１ａを並列接続し、下記接続端子１０が配置された反対側から折り返し部７ａで折り返して接続端子１０Ｎに接続する接続導体、８はＮ極側のコンデンサ１群の他方の端子１ｂを並列接続し接続端子１０ＣＮに接続する接続導体である。１０はコンデンサ１群がＰ極側用、負極側用の２列に整列された一端部に配置された接続端子であり、１０ＰはＰ極側（正極側）の接続端子、１０ＣＰはＰ極側の中性点側の接続端子、１０ＮはＮ極側（負極側）の接続端子、１０ＣＮはＮ極側の中性点側の接続端子である。
【０００６】
この中性点側に接続端子をもつ３レベル電圧形においては、回路構成としては２レベル電圧形と同じ構成を２組組み合わせた構成となっている。コンデンサ１群の並列接続する接続導体はそれぞれの組毎にいずれか一方を図６、図７と同様に、接続導体を折り返し接続導体とすることで各コンデンサに加わる電圧をほぼ同じにすることができる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
大容量の周波数変換装置の平滑用のコンデンサとして、必要な容量は大きく、その容量を確保するためには多数のコンデンサが並列接続されて構成される。大容量のコンデンサは、寸法が大きく接続導体も長くなり、接続導体回路のインダクタンスが大きくなる。また、大容量になればコンデンサに流れる電流も高周波成分を多く含む高い電圧となるので、接続導体部分に生じる電圧降下も大きくなり、端子、接続導体部分の絶縁が脅かされる問題点があった。
【０００８】
この発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、接続導体部分に発生する異常電圧を抑制して、絶縁が脅かされないコンデンサの接続方法を得ることを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
この発明の請求項１に係るコンデンサの接続方法は、上方から見て矩形の容器上面の矩形の短辺側側部寄りに第１の端子、中央部に第２の端子を配置した複数のコンデンサが上方から見て矩形容器の長辺側が対向する方向で第１の端子の配置方向の左側、右側の交互になるように一列に配置し、第１の端子を左側、右側ごとにそれぞれ並列接続し、それぞれ接続端子が配置された一端部の反対側から折り返して折り返し接続導体で接続端子にそれぞれ接続し、中央部に配置された各第２の端子は、両側部に配置された第１の端子に対応する端子をそれぞれ接続導体で接続端子にそれぞれ並列接続し、接続導体および折り返し接続導体は絶縁部材を間挿し、それぞれ列ごとに近接して配置したものである。
【００１０】
この発明の請求項２に係るコンデンサの接続方法は、上方から見て矩形の容器上面の矩形の短辺側側部寄りに第１の端子、中央部に第２の端子を配置した複数のコンデンサが上方から見て矩形容器の長辺側が対向する方向で第１の端子の配置方向の左側、右側の交互になるように一列に配置し、第１の端子を左側、右側ごとにそれぞれ並列接続し、それぞれ接続端子が配置された一端部の反対側から折り返して折り返し接続導体で接続端子にそれぞれ接続し、中央部に配置された各第２の端子は一本の接続導体で並列接続し、一端部に配置された接続端子に接続し、第１の端子を接続する折り返し接続導体は、中央部に配置された接続導体の両側にそれぞれ絶縁部材を間挿して、近接して配置したものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１、図２、図３に実施の形態１の構成を示す。この構成は、３レベル電圧形周波数変換装置に使用する平滑用のコンデンサを一列に配置して、接続導体のインダクタンスが小さくなるようにしたものである。図１はコンデンサと接続導体の関係を示す説明図である。図２は図１の構成を具体的に実製品に構成した例を示す平面図である。図３は図２の側面図である。図において、３１はコンデンサであり、容器が上方から見て矩形の容器上面の矩形の短辺側側部寄りに第１の端子３１ａを配置し、第２の端子３１ｂを容器の中央部に配置したものであり、この複数のコンデンサ３１が第１の端子が１台おきに配置方向の左側、右側の交互になるように１列に配置してコンデンサ群が構成されている。３４はコンデンサ３１が一列に配置された端部に設けられた接続端子、３５はコンデンサ群の第１の端子３１ａを並列接続する折り返し接続導体、３６はコンデンサ３１の容器の中央部に配置された第２の端子３１ｂの第１の端子３１ａに対応する端子を並列接続する接続導体、３３ａは折り返し接続導体３５の折り返し部と接続導体３６の間に間挿された絶縁部材、３３ｂは折り返し接続導体３５の折り返し部に間挿される絶縁部材である。
【００１２】
コンデンサ３１は側部に配置された第１の端子３１ａが配置方向の左側、右側の交互になるように１列に配置して、左側、右側のそれぞれの第１の端子をそれぞれ折り返し接続導体３５で並列接続し、一方をＰ極側の接続端子、他の一方をＮ極側の接続端子３４Ｎに接続し、中心側の端子はそれぞれの第１の端子に対応して接続導体３６により、それぞれで並列接続して、端部で共通にして接続端子３４Ｃに接続している。コンデンサ３１の第１の端子３１ａに対応して、左側、右側それぞれの側部ごとに、折り返し接続導体３５と接続導体３６の間に絶縁部材３３ａ、折り返し接続導体３５の折り返し部の間に絶縁部材３３ｂをそれぞれ間挿し、近接して配置している。この構成を実際のコンデンサで形成すると、図２の平面図、図３の側面図のようになる。
【００１３】
このように構成すると、配置方向の左側、右側それぞれの側部において、コンデンサ３１に流れ込む充電電流は、折り返し接続導体３５、接続導体３６に流れてそれぞれの接続導体３５、３６に流れる電流による磁界は互いに反対方向であるので相殺され周囲磁界はほとんど発生せず、接続導体としてのインダクタンスは非常に小さい値となる。したがって、高い周波数成分を多く含む電圧が印加されても接続導体部分の電圧降下による異常電圧はあまり大きくはならず、端子、接続導体の絶縁が脅かされる心配がなくなる。
【００１４】
この構成では、コンデンサ３１の端子を容器上面の側部に第１の端子３１ａと中心部に第２の端子３１ｂを配置したので、３レベル電圧形周波数変換装置の平滑用のコンデンサであっても１列に配置して構成でき、また、接続導体のインダクタンスを小さくする接続導体の配置はコンデンサの上面にＰ極側、Ｎ極側の双方が配置でき、接続端子３４も小さいスペースで配置できるものであり、据付スペースの形の自由度、据付スペースの縮小を可能にする効果も奏する。
【００１５】
実施の形態２．
実施の形態２の構成を図４に示す。この実施の形態２は、実施の形態１のコンデンサの中心部に配置された端子の並列接続をＰ極側、Ｎ極側を共通にしたものである。コンデンサ３１の端子の位置は実施の形態１と同じように、容器が上方から見て矩形の容器上面の矩形の短辺側側部寄りに第１の端子３１ａを配置し、第２の端子３１ｂを容器の中央部に配置したものを使用するものである。図において、４１は折り返し接続導体、４２は中心部端子を共通で並列接続する接続導体、４４はコンデンサの列の端部に配置した接続端子である。コンデンサ３１の第１の端子３１ａの接続は実施の形態１と同様に折り返し接続導体４１により、それぞれの側ごとに並列接続し、接続端子が配置された側の反対側から折り返して接続端子４４のそれぞれの端子４４Ｐ、４４Ｎに接続しており、コンデンサ容器中心部の第２の端子３１ｂは、第１の端子３１ａに対応する第２の端子３１ｂ共通にして１本の接続導体４２で接続し、接続端子４４Ｃに接続した構成である。４３ａは接続導体４２の側面と折り返し接続導体４１の間に間挿する絶縁部材、４３ｂは折り返し接続導体４１の折り返し部４１ａの部分に間挿する絶縁部材である。
【００１６】
折り返し接続導体４１および接続導体４２は、コンデンサ３１の容器上面の中心に配置された１本の接続導体４２の両側面に絶縁部材４３ａを間挿して折り返し接続導体４１を近接して配置しており、折り返し接続導体４１、および接続導体４２に流れるコンデンサの充電電流はそれぞれ反対方向であり、周囲に生じる磁界は相殺されるので、この構成においても周囲磁界はほとんど発生せず、接続導体のインダクタンスは非常に小さな値である。したがって、高い周波数成分を多く含む電圧が印加されても接続導体部分の電圧降下による異常電圧はあまり大きくはならず、端子、接続導体の絶縁が脅かされる心配がなくなる。
【００１７】
この構成では、折り返し接続導体４１および接続導体４２を近接して配置したので、接続導体のインダクタンスが非常に小さくなる効果に加えて、コンデンサ３１の容器上面の中心部に配置された端子３１ｂの接続導体の使用量が少なくなる効果もある。
【００１８】
【発明の効果】
この発明の請求項１に係るコンデンサの接続方法は、コンデンサは容器上面の矩形の短辺側寄りの第１の端子と中央部に第２の端子を配置し、複数のコンデンサの第１の端子の位置が左側、右側の交互になるように配置した配置方向の左側、右側それぞれで第１の各端子を並列接続し、それぞれ接続端子が配置された反対側から折り返して折り返し接続導体で接続端子にそれぞれ接続し、中央部に配置された各端子は両側部に配置された端子に対応する端子をそれぞれ接続導体でそれぞれ並列接続して接続端子に接続し、接続導体および折り返し接続導体は絶縁部材を間挿し、それぞれ列ごとに近接して配置したので、各コンデンサの端子電圧はほぼ等しくなり、３レベル電圧形の平滑用のコンデンサであっても１列に配置することができ、接続導体のインダクタンスは小さくなり、接続導体はコンデンサの上面に配置できるものであり、据付スペースの縮小を可能にし、配置の自由度も大きくなる。
【００１９】
この発明の請求項２に係るコンデンサの接続方法は、コンデンサは容器上面の矩形の短辺寄りに第１の端子、中央部に第２の端子を配置し、複数のコンデンサは第１の端子の位置が左側、右右側の交互になるように配置して、列の両側部ごとに各端子を接続導体で並列接続し、それぞれ接続端子が配置された反対側から折り返して折り返し接続導体で接続端子にそれぞれ接続し、中央部の第２の端子は１本の接続導体で並列接続し、容器の側部寄りに配置された折り返し接続導体は中央部に配置された接続導体に絶縁部材を間挿して、それぞれ近接して配置したので、各コンデンサの端子電圧はほぼ等しくなり、３レベル電圧形の平滑用のコンデンサであっても１列に配置することができ、接続導体のインダクタンスは小さくなり、接続導体はコンデンサの上面に配置でき、中央部の接続導体は１本であり材料費が節約できるとともに、据付スペースの縮小を可能にし、配置の自由度も大きくなる効果に加えて、コンデンサの容器上面の中心部に配置された端子の接続導体の使用量が少なくなる効果もある。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明による実施の形態１．のコンデンサの端子位置を一方に寄せた場合の接続方法の構成を示す説明図である。
【図２】  図１の説明図の構成を実製品に適用した場合の構成を示す平面図である。
【図３】  図２の側面図である。
【図４】  この発明による実施の形態２のコンデンサの中央の接続導体を１本とした場合の接続方法の構成を示す説明図である。
【図５】  周波数変換装置の構成例を示す配線図である。
【図６】  従来の２レベル電圧形の平滑用のコンデンサの結線図である。
【図７】  従来の２レベル電圧形の平滑用のコンデンサの接続方法の構成を示す説明図である。
【図８】  従来の３レベル電圧形の平滑用のコンデンサの結線図である。
【図９】  従来の３レベル電圧形の平滑用のコンデンサの接続方法の構成を示す説明図である。
【符号の説明】
３１  コンデンサ、３３  絶縁部材、３４  接続端子、３５  折り返し接続導体、
３６  接続導体、４１  折り返し接続導体、４２  接続導体、４３  絶縁部材、
４４  接続端子。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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