(57)【要約】【課題】  ＰＷＭインバータ駆動による水中モータポンプにおいてインバータ装置から水中モータに至る水中ケーブルから放射される高周波ノイズを抑制する。【解決手段】  地上ユニット２内に設けられたインバータ装置から水中モータ３に駆動電力を供給する水中ケーブル６を３φコモンモードチョークコイル５を介して接続し、水中モータポンプ１の近傍の水中ケーブル６にセラミックコンデンサ１１をΔ接続する。３φコモンモードチョークコイル５によりインバータ装置から水中ケーブル６に出る高周波ノイズが制限され、セラミックコンデンサ１１と水中ケーブル６のＬ成分とにより構成されるＬＣフィルタにより高周波ノイズ成分が減衰するので、水中ケーブル６からの高周波ノイズの放射が抑制される。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
地上に設置されたＰＷＭインバータ装置から出力される駆動電力を水中ケーブルにより水中に設置されたインバータ駆動水中モータに接続してなるＰＷＭインバータ駆動水中モータポンプにおいて、
前記ＰＷＭインバータ装置の３相出力段に３φコモンモードチョークコイルを取り付け、前記インバータ駆動水中モータ近傍の水中ケーブルにコンデンサをΔ接続してなることを特徴とするＰＷＭインバータ駆動水中モータポンプ。
【請求項２】
コンデンサの水中ケーブルへの接続部位が、熱収縮チューブ及びシール用接着剤で被覆されてなる請求項１に記載のＰＷＭインバータ駆動水中モータポンプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＰＷＭインバータによって駆動される水中モータポンプにラジオノイズの発生を抑制する構造を設けたＰＷＭインバータ駆動水中モータポンプに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
インバータ装置は整流作用による高調波に加え、ＰＷＭ（パルス幅変調）の高速スイッチング作用による高次（ラジオ周波数近辺）高調波も発生する。これらの高調波はインバータ装置の周辺に配置された機器に誤動作を生じさせたり、高周波ノイズとして中波ラジオ等に雑音障害を発生させたりする。従って、インバータ装置から高調波成分が外部に漏出しないようにする対策が必要であり、リアクトルを回路と直列に挿入する手段や、ノイズフィルタをインバータ装置の出入口に設ける手段、インバータ装置から負荷への出力ケーブルに接地接続されたシールドケーブルを用いる手段などが採用されている。
【０００３】
例えば、水中ポンプのモータに駆動電力を供給するインバータの出力側にノイズフィルタとしてリアクトルを設けた給水装置が知られている（特許文献１参照）。井戸ポンプとして適用される水中モータポンプでは、インバータから水中モータポンプに接続する駆動電力供給ケーブルが長くなるので、ケーブルから放射ノイズが発生する恐れがあるが、ノイズフィルタを通して水中モータポンプにケーブル接続することによりノイズ発生を抑制するノイズ対策構造が開示されている。
【０００４】
また、インバータから負荷に電力を供給する出力ケーブルにシールドケーブルを用いた電力変換装置が知られている（特許文献２参照）。インバータからモータ等の負荷に駆動電力を供給するケーブルをシールド線の片側を接地接続したシールドケーブルで構成することにより、ケーブルからノイズ成分が外部に放射されることを防止するノイズ対策構造が開示されている。
【特許文献１】特開２００１−０６５４６３号公報（第２〜４頁、図１）
【特許文献２】特開２００２−２８１７６５号公報（第３〜５頁、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、ノイズフィルタとして設けるリアクトルはコストが高く、外形も大きいので、これをインバータ駆動水中モータポンプに適用した場合に、インバータ装置等を収容して地上に設置する地上ユニットが高コスト化、大型化する問題点があり、地上ユニットを大型化することを避けるにはリアクトルを地上ユニットとは別に筐体に収容する必要がある。
【０００６】
また、地上ユニットから水中モータに駆動電力を供給するケーブルにシールドケーブルを適用した場合には、コスト高になることは勿論のこと、重く硬いシールドケーブルの取り扱いが困難で、特に深井戸水中モータポンプを設置する際には大きな労力を要する課題があった。
【０００７】
本発明は上記従来技術に係る課題に鑑みて創案されたもので、その目的とするところは、ノイズ抑制効果に優れたフィルタを低コストに構成し、設置作業を容易に行い得るようにしたＰＷＭインバータ駆動水中モータポンプを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するための本発明は、地上に設置されたＰＷＭインバータ装置から出力される駆動電力を水中ケーブルにより水中に設置されたインバータ駆動水中モータに接続してなるＰＷＭインバータ駆動水中モータポンプにおいて、前記ＰＷＭインバータ装置の３相出力段に３φコモンモードチョークコイルを取り付け、前記インバータ駆動水中モータ近傍の水中ケーブルにコンデンサをΔ接続してなることを特徴とする。
【０００９】
上記構成によれば、３φコモンモードチョークコイルによってＰＷＭインバータ装置から水中ケーブルへ高調波成分が出ることが抑制され、水中モータの近傍の水中ケーブルに接続されたコンデンサは水中ケーブルのインダクタンス成分と共にＬＣフィルタを形成し、中波ラジオ周波数帯域のノイズ成分を減衰させることができる。
【００１０】
上記構成において、コンデンサの水中ケーブルとの接続部位は、熱収縮チューブ及びシール用接着剤で被覆することにより、コンデンサ及び接続部位を防水構造で被覆することができ、水中に没する部位にコンデンサを配設することが可能となる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、リアクトルやシールドケーブルなどコスト高で大型化し、取扱いに労力を要するノイズ抑制構成物を用いることなく放射ノイズを低レベルに減衰させるノイズ対策構造を備えたＰＷＭインバータ駆動水中モータポンプを構成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
図１は、本発明に係るＰＷＭインバータ駆動水中モータポンプを井戸ポンプに適用した実施形態構成を示すものである。本実施形態に係る井戸ポンプは、井戸ケーシング１３内に配置される水中モータポンプ１と、陸上に設置されて水中モータポンプ１に駆動電力を供給して運転を制御する地上ユニット２とを備えて構成されている。前記水中モータポンプ１は、水中モータ３にポンプ４を直結して構成され、ポンプ４に連結された揚水管１４が井戸ケーシング１３の地上開口部を閉じる井戸蓋１９に支持されることにより、ポンプ４が井戸の運転水位Ｗ以下になるように井戸ケーシング１３内に設置される。前記揚水管１４は地上で吸水管１５に連結され、地上ユニット２を経て給水管１６に連結され、給水管１６は吐出口１７に接続される。
【００１３】
前記地上ユニット２にはインバータ装置や流量検知器、圧力検知器などの検知装置、制御装置などが配設されており、検知装置による検知出力に応じて制御装置はインバータ装置を制御し、インバータ装置から水中ケーブル６を通じて水中モータ３に供給される駆動電力を制御して水中モータポンプ１の運転を制御する。前記水中ケーブル６は地上ユニット２外に引き出され、井戸蓋１９で支持されて井戸ケーシング１３内に入り、コンデンサ接続部７を経て水中モータ３に接続される。
【００１４】
図３は、地上ユニット２から水中モータ３に至る接続回路を示すもので、図示しないインバータ装置から出力された三相交流電力は３φコモンモードチョークコイル５を経て水中ケーブル６に接続され、水中ケーブル６は水中モータポンプ１の近傍に設けられたコンデンサ接続部７においてセラミックコンデンサ１１がΔ接続され、水中モータ３に配線接続されている。
【００１５】
前記コンデンサ接続部７は、図２に示すように、水中ケーブル６をその水中モータポンプ１の近傍位置で３本の芯線２３を露出させ、３個のセラミックコンデンサ１１を３本の芯線２３にΔ接続した後、セラミックコンデンサ１１のリード線と芯線２３との接続部位をそれに被せた小径熱収縮チューブ２２を熱収縮させて被覆し、セラミックコンデンサ１１及び小径熱収縮チューブ２２、芯線２３などにシール用接着剤２１を塗布して防水処理が施される。更に、防水処理が施された上に両側の水中ケーブル６を被覆して大径熱収縮チューブ２０が被せられ、熱収縮により密着させると共に、その上にシール用接着剤２１を塗布してモールド体２４に形成する。この熱収縮チューブ２０，２２とシール用接着剤とによる防水処理により、水中に没するコンデンサ接続部７から水中ケーブル６やセラミックコンデンサ１１及びそれらの接続部分に水が浸入することを防止することができる。
【００１６】
インバータ装置は整流作用による高調波に加え、ＰＷＭ（パルス幅変調）の高速スイッチング作用による高次（ラジオ周波数近辺）高調波も発生する。これらの高調波は高周波ノイズとして中波ラジオ等に雑音障害を発生させる。特に、井戸ポンプとして適用される水中モータポンプでは、インバータから水中モータポンプに接続する駆動電力供給ケーブルが長くなるので、ケーブルから放射ノイズが発生する恐れがある。前述したように従来技術においては駆動電力供給ラインにリアクトルを配設したり、水中ケーブルにシールドケーブルを適用したりする構成により高周波ノイズの抑制が図られている。
【００１７】
図４は、水中ケーブル６から放射される中波ラジオ放送の周波数帯域５００ｋＨｚ〜２ＭＨｚの高周波ノイズを中波ラジオ受信機にノイズ影響を及ぼさないノイズレベルＮに抑えるノイズ対策構造について検証した結果を示すものである。
【００１８】
図４（ａ）は、インバータ装置から水中モータ３に駆動電力を供給する出力段に３φコモンモードチョークコイル５を設けたノイズ対策構造の場合である。インバータ装置から水中ケーブル６に流れ出る高周波ノイズ成分が抑えられるので、高い周波数領域での放射ノイズを低減させる効果が得られているが、目標とするノイズレベルＮにまで放射ノイズを減衰させることができない。この構成は従来技術においてインバータ装置の出力段にリアクトルを配した場合に相当する。
【００１９】
図４（ｂ）は、インバータ装置から水中モータ３に駆動電力を供給する出力段に３φコモンモードチョークコイル５を設けると共に、水中ケーブル６にシールドケーブルを適用し、シールドケーブルのシールド被覆を接地接続したノイズ対策構造の場合である。インバータ装置から水中ケーブル６に流れ出る高周波ノイズ成分が抑えられ、水中ケーブル６からのノイズ放射が抑制されるので、平均的には目標とするノイズレベルＮまで放射ノイズを低減させることができる。しかし、前述したようにシールドケーブルはコスト高いで井戸ポンプの設置時の作業が困難であり、好ましいノイズ対策構造とはいえない。
【００２０】
図４（ｃ）は、上述した本実施形態に係るノイズ対策構造の場合であり、インバータ装置から水中モータ３に駆動電力を供給する出力段に３φコモンモードチョークコイル５を設けると共に、水中ケーブル６にセラミックコンデンサ１１をΔ接続している。３φコモンモードチョークコイル５によりインバータ装置から水中ケーブル６に高周波ノイズ成分が出ることが抑制され、Δ接続されたセラミックコンデンサ１１と水中ケーブル６のインダクタンス成分とによるＬＣフィルタが形成され、水中ケーブル６の長さに対応するセラミックコンデンサ１１の静電容量値を選択することにより、中波ラジオ放送周波数帯域の高周波ノイズを減衰させることができるので、中波ラジオ放送周波数帯域の全域にわたって目標とするノイズレベルＮにまで放射ノイズの発生を抑制することが可能となった。
【００２１】
本実施形態に係るＰＷＭインバータ駆動水中モータポンプにおけるノイズ対策構造により、インバータ装置から水中モータ３に至る水中ケーブル６から高周波ノイズが放射されることが抑制されるので、井戸ポンプなどのように生活空間の傍に設置される装置からのノイズ放射が抑えられるので、井戸ポンプなどの運転により中波ラジオ受信機にノイズが混入することを防止することができる。
【００２２】
尚、本実施形態においては井戸ポンプに適用した例を示したが、インバータ装置を収容した地上ユニットから水中モータに至る長い水中ケーブルを接続する場合にも同様に構成することができる。
【産業上の利用可能性】
【００２３】
以上の説明の通り本発明によれば、ＰＷＭインバータ駆動による水中モータポンプにおいて水中ケーブルから放射される高周波ノイズの発生を簡易な構成で抑制することができるので、井戸ポンプなどのように水中ポンプが長くなる水中モータポンプを大型化、コストアップさせることなく設置することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】実施形態に係る井戸ポンプの構成を示す模式図。
【図２】同上構成におけるコンデンサ接続部の構成を示す模式図。
【図３】同上構成におけるノイズ対策構造を示す回路図。
【図４】従来技術及び本発明構成に係るノイズ対策構造によるノイズ抑制効果を示すグラフ。
【符号の説明】
【００２５】
１  水中モータポンプ
２  地上ユニット
３  水中モータ
４  ポンプ
５  ３φコモンモードチョークコイル
６  水中ケーブル
７  コンデンサ接続部
１１  セラミックコンデンサ
２０  大径熱収縮チューブ
２１  シール用接着剤
２２  小径熱収縮チューブ
【図１】
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【図２】
2006042440.tif 000004
【図３】
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【図４】
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