(57)【要約】【課題】小型で低コストに高調波電流抑制、直流昇圧等を行うことができ、特に冷凍サイクル装置に適した三相整流装置等を得る。【解決手段】三相電源１による電圧を整流する三相ダイオード整流回路２と、三相電源１側で三相ダイオード整流回路２と並列に接続し、三相電源１側における高調波電流を抑制するアクティブフィルタ回路４と、アクティブフィルタ回路４の出力に係る電圧を所定の電圧に変換する電圧変換回路５とを備え、三相ダイオード整流回路２の出力側と電圧変換回路５の出力側とを直列に接続して負荷回路３に電力供給を行う。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
三相交流電源による電圧を整流する整流回路と、
前記三相交流電源側で該整流回路と並列に接続し、前記三相交流電源側における高調波電流を抑制する高調波抑制回路と、
該高調波抑制回路の出力に係る電圧を所定の電圧に変換する電圧変換回路とを備え、
前記整流回路の出力側と前記電圧変換回路の出力側とを直列に接続して負荷回路に電力供給を行うことを特徴とする三相整流装置。
【請求項２】
前記電圧変換回路が有する平滑素子を、前記整流回路と並列に接続することを特徴とする請求項１記載の三相整流装置。
【請求項３】
前記整流回路の整流に係る電圧と前記電圧変換回路の変換に係る電圧との和の電圧又は前記整流回路の整流に係る電圧を検出し、検出した電圧に基づいて、前記負荷回路に印加する電圧を目標とする直流電圧にするように前記電圧変換回路が変換する電圧を変化させる電圧変換回路出力調整手段をさらに備えることを特徴とする請求項１又は２記載の三相整流装置。
【請求項４】
前記電圧変換回路と並列に接続されて設けられ、開閉により前記電圧変換回路を介さずに前記整流回路による電力供給を行うための開閉手段をさらに備えることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の三相整流装置。
【請求項５】
請求項１〜４記載のいずれかに記載された三相整流装置と、
該三相整流装置を介して供給された電力で駆動して冷媒を圧縮する圧縮機と、
熱交換により前記冷媒を凝縮する凝縮器と、
凝縮された冷媒を減圧させるための絞り装置と、
減圧した前記冷媒と空気とを熱交換して前記冷媒を蒸発させる蒸発器とを配管接続して冷媒回路を構成す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】
この発明は、例えば三相交流電源からの電力を変換等して負荷回路に供給する三相整流装置等に関するものである。特に高調波電流抑制と昇圧とを行う回路を有するものである。
【背景技術】
【０００２】
三相交流電源からの電力供給に対し、交流電圧を直流電圧に変換し、整流する三相整流回路がある。従来の三相整流回路は、例えば、直流部をリアクトルと平滑用コンデンサで構成していた。また、このような整流回路では高調波成分（電流）が発生するため、高調波の電流を抑制し、直流昇圧を行うために高力率コンバータ回路を用いることもあった（例えば、非特許文献１参照）。
【０００３】
【非特許文献１】平成５年電気学会全国大会講演論文集（５）「三相ＰＷＭコンバータのデジタル制御法」Ｐ．４２〜４３
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の三相整流回路に用いられていた高力率コンバータ回路では、負荷回路に高い電圧を印加しようとすると、その分、コンバータ部の半導体素子容量が大きくなる。また、コンバータの電源側に接続された三相の交流リアクトルの電流容量も大きくなるために大型化する。そのため汎用な回路を用いることができない等、サイズ及びコストの面で問題があった。
【０００５】
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、小型で低コストに高調波電流抑制、直流昇圧等を行うことができ、特に冷凍サイクル装置に適した三相整流装置等を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明に係る三相整流装置は、三相交流電源による電圧を整流する整流回路と、三相交流電源側で整流回路と並列に接続し、三相交流電源側における高調波電流を抑制する高調波抑制回路と、高調波抑制回路の出力に係る電圧を所定の電圧に変換する電圧変換回路とを備え、整流回路の出力側と電圧変換回路の出力側とを直列に接続して負荷回路に電力供給を行う。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、三相交流電源側において、整流回路と高調波抑制回路とを並列に接続し、整流回路の出力側と電圧変換回路の出力側とを直列に接続して、整流回路の出力以上の電圧に昇圧して負荷回路に電力供給を行うようにしたので、高調波抑制回路を構成する半導体及び素子等における容量を、必ずしも負荷回路に応じた容量にする必要がない。そのため、大幅な容量低減を行うことができる。また、容量低減により、汎用性の高い素子を選定することもできるのでコストを低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１における三相整流装置１０を中心とする回路を表す図である。図１において、三相整流装置１０は、整流回路となる三相ダイオード整流回路２、アクティブフィルタ回路４及び電圧変換回路５で構成されている。三相交流電源である三相電源１と、三相電源１による交流電圧を直流電圧に変換し、整流、平滑する三相ダイオード整流回路２とが接続されている。また、三相ダイオード整流回路２の三相電源１側において、高調波抑制回路となるアクティブフィルタ回路４が三相ダイオード整流回路２と並列に接続されている。
【０００９】
アクティブフィルタ回路４は、例えば、三相ダイオード整流回路２、負荷回路３において発生する高調波成分（電流）を抑制するために設けられた回路である。そして、三相ダイオード整流回路２と同様に交流電圧を直流電圧に変換する。また、アクティブフィルタ回路４の直流部分と電圧変換回路５とが接続されている。
【００１０】
電圧変換回路５は、アクティブフィルタ回路４による直流電圧をスイッチ素子５１により交流変換し、さらに高周波用絶縁トランス５２による変圧及び平滑コンデンサ５３による整流（平滑）を行って直流電圧に変換する。電圧変換回路５の出力側となる直流電圧部は三相ダイオード整流回路２の出力側となる直流電圧部と直列に接続されており（以下、直列昇圧電圧部という）、さらに負荷回路３とも接続されている。
【００１１】
次に本回路の動作について説明する。三相電源１による電力供給が開始されると、三相ダイオード整流回路２は電力供給により印加された電圧を直流電圧にして整流する。このとき、三相ダイオード整流回路２の直流部分が概略電源電圧（交流電圧の実効値）のピーク値である１．４倍の直流電圧となるように変換される。例えば、三相電源１の電源電圧が２００Ｖの場合は約２８０Ｖとなる。
【００１２】
一方、アクティブフィルタ回路４にも三相電源１による電力供給によって電圧が印加される。アクティブフィルタ回路４が動作することにより出力側である直流部に電圧が発生する。ここで、アクティブフィルタ回路４の直流部に発生する電圧が、電源電圧の１．４倍より高い任意の電圧となるように設定する。一般には４００Ｖ程度の電圧とする。
【００１３】
アクティブフィルタ４の直流部に発生した電圧は、電圧変換回路５のスイッチ素子５１の動作により高周波電圧に変換される。そして、高周波用絶縁トランス５２により変圧を行い、平滑コンデンサ５３により整流、平滑し、所望する直流電圧（例えば約１４０Ｖ）に変換する。
【００１４】
直列昇圧電圧部では、三相ダイオード整流回路２の直流電圧部と電圧変換回路５の直流電圧部は直列接続されているため、各回路の直流電圧を合計した電圧（本実施の形態では約４２０Ｖ）が負荷回路３に印加される。ここで、負荷回路３に供給される電力は、三相ダイオード整流回路２の直流部分の電圧と、電圧変換回路５の直流部分の電圧の比に従って按分されることになる。そして、アクティブフィルタ回路４には、負荷回路３における負荷を三相ダイオード整流回路２と按分した分と、三相ダイオード整流回路２、負荷回路３により三相電源１側に発生する高調波電流に対して逆位相となる電流の合計の電流が流れる。負荷回路３における負荷が増えるに従い、三相ダイオード整流回路２の三相電源１側には高調波成分が流れることになるが、アクティブフィルタ回路４において、高調波成分に係る電流と逆位相の電流（補償電流）を流すようにして、三相電源１側において流れる電流については、高調波成分を抑制した正弦波に近い電流を流すことができる。
【００１５】
図２は各構成手段の電力部分例を示す図である。例えば、三相ダイオード整流回路２のみの場合、三相電源１の電源電圧が２００Ｖの場合に負荷回路３に印加できる電圧は約２８０Ｖであり、負荷回路３の電流制限容量が５０Ａの場合には２８０Ｖ×５０Ａ＝１４ｋＷが出力限界であった。電圧変換回路５により１４０Ｖの電圧が加わり、負荷回路３に印加できる電圧を４２０Ｖに高めるようにした場合、４２０Ｖ×５０Ａ＝２１ｋＷまで出力限界を上げることができる。
【００１６】
三相電源１による電源電圧が２００Ｖで負荷回路３の電流制限容量が５０Ａの場合、三相ダイオード整流回路２の直流電圧部においては、負荷回路３に対して約１４ｋＷ（＝約２８０Ｖ×５０Ａ）の電力を供給（出力）する。
【００１７】
一方、電力変換回路５の直流電圧部においては、約１４０Ｖの電圧を発生するようにしたので、約７ｋＷ（＝約１４０Ｖ×５０Ａ）電力を供給（出力）する。このとき、アクティブフィルタ回路４では、電力変換回路５の供給に係る７ｋＷ分の電力に相当する電力供給を受ける必要がある。さらに、アクティブフィルタ回路４は、三相ダイオード整流回路２の三相電源１側における高調波成分を抑制する高調波補償の電流を流すための電力供給を受ける必要がある。ここで、三相ダイオード整流回路２の三相電源１側の高調波成分が、一般的に三相ダイオード整流回路２に供給される電力の３５％程度であるとした場合、高調波補償分（無効成分）は４．９ｋｖａｒ（＝１４ｋＷ×０．３５）となる。したがって、アクティブフィルタ回路４には約１２ｋＶＡの電力が三相電源１から供給（入力）される。
【００１８】
このように、実施の形態１の三相整流装置によれば、例えば、従来の高調波抑制手段において、負荷回路３における出力限界が２１ｋＷの場合には、それと同等の容量の回路を必要とするが、本実施の形態のアクティブフィルタ回路４では、約１２ｋＶＡに対応する容量でよい。そのため、大幅な容量低減を行うことができ、汎用性の高い素子も選定でき、コストを低減することができる。また、アクティブフィルタ回路４の動作により三相電源１から流れる電流の高調波電流が抑制される。そして、電圧変換回路５の直流電圧部に発生する電圧は、回路設計、制御等により設定に自由度があるため、出力限界を必要に応じて調整することができる。
【００１９】
実施の形態２．
図３は実施の形態２に係る三相整流装置１０を中心とする回路ブロック図である。図３において、図１と同じ符号を付している手段等については、同様の動作を行うので説明を省略する。電圧変換回路５Ａは、電圧変換回路５と構成が異なり、特に平滑コンデンサ５３の接続が異なる。
【００２０】
上述の実施の形態１の電圧変換回路５においては、負荷回路３に対して、平滑コンデンサ５３を直列に接続した。本実施の形態では、平滑コンデンサ５３を並列に接続する。これにより、ダイオード整流回路２において発生した電圧も含めた全体の電圧を平滑コンデンサ５３が平滑することになる。そして、この電圧が負荷回路３に印加される。これにより、電圧変換回路５が有する平滑コンデンサ５３に負荷電流がそのまま流れることを抑制でき、平滑コンデンサ５３の発熱を抑制できるため、信頼性を向上することができる。
【００２１】
実施の形態３．
図４はこの発明の実施の形態３における三相整流装置１０を中心とする回路ブロック図である。図４において、図１と同じ符号を付している手段等については、同様の動作を行うので説明を省略する。電圧変換回路出力調整手段２１は、電圧変換回路５と三相ダイオード整流回路２との直列昇圧電圧部における電圧を検出し、目標とする直流電圧（以下、目標電圧という）になるように調整する処理を行う。調整は、例えば電圧変換回路５におけるスイッチ素子５１の切り替え制御を行い、電圧変換回路５の直流電圧部に発生する電圧を制御する。なお、本実施の形態では、電圧変換回路出力調整手段２１は直列昇圧電圧部における直流電圧を検出し、調整を行うが、三相ダイオード整流回路２の直流電圧部の電圧を検出するようにしてもよい。三相ダイオード整流回路２の直流電圧部の電圧（上述の実施の形態の例では約２８０Ｖ）との差分を相殺するように、電圧変換回路５の直流電圧部に発生する電圧を調整処理する。
【００２２】
上述した実施の形態１及び２では、電圧変換回路５の直流電圧部に発生する電圧を一定の値にした。しかしながら、実際には、三相ダイオード整流回路２内部のコンデンサ、リアクトル等の素子によって、三相ダイオード整流回路２の直流電圧部には三相電源１の電源周波数に関係して、例えば脈動する等、電圧の変化が発生する。この変化は、コンデンサ、リアクトルの容量が小さいほど大きくなる。そのため、たとえ電圧変換回路５の直流電圧部に発生する電圧が一定値であったとしても直列昇圧電圧部全体の電圧は変化する。
【００２３】
そこで、本実施の形態では、三相ダイオード整流回路２の直流電圧部における電圧の変化に合わせて電圧変換回路５の直流電圧部における電圧を変化させて相殺させるようにし、安定した直流電圧を負荷回路３に印加できるようにする。
【００２４】
図５は直列昇圧電圧部の電圧を表す図である。三相ダイオード整流回路２の直流電圧部には三相電源１の電源周波数に依存して電圧が脈動している（図５（ａ））。直列昇圧電圧部の直流電圧を電圧変換回路出力調整手段２１にて検出し、目標電圧に安定するように電圧変換回路５の直流電圧部の電圧を変化させる（図５（ｂ））。
【００２５】
また、電圧変換回路出力調整手段２１の直流電圧検知対象が三相ダイオード整流回路２の直流電圧部である場合は、三相ダイオード整流回路２の直流電圧の脈動を相殺するように電圧変換回路５の直流電圧を制御するように電圧変換回路出力調整手段２１にて計算し、目標電圧に安定するように電圧変換回路５の直流電圧部の電圧を変化させる。
【００２６】
ここで、三相ダイオード整流回路２による直流電圧に生じる変化は三相電源１の電源周波数に依存するため、周期的であるものと考えられる。そこで、電圧変換回路出力調整手段２１は、変化とその周期を判断することができれば、例えば直列昇圧電圧部の電圧検出を常に行わなくてもよい。
【００２７】
以上のように実施の形態３によれば、電圧変換回路出力調整手段２１を設け、電圧変換回路５の直流電圧部に発生する電圧を制御して、直列昇圧電圧部における電圧が目標電圧になるように調整するようにしたので、負荷回路３に印加される直流電圧を目標電圧に安定するよう制御できる。また、目標電圧を任意に設定することができるため、負荷回路３が必要とする必要最小限の直流電圧に調整し、負荷回路３の電圧に依存する損失成分を抑制することができる。
【００２８】
また、電圧変換回路出力調整手段２１を設けることで、目標電圧に安定するように制御できるため、三相ダイオード整流回路２内部のコンデンサの容量、リアクトルの容量を低減することができ、コストの低減を図ることができる。さらに、コンデンサ容量、リアクトルの容量を低減することで三相ダイオード整流回路２の三相電源１側を流れる高調波電流が低減できるため、アクティブフィルタ回路４の素子容量も低減することができ、さらに大きなコスト低減効果が得られる。
【００２９】
実施の形態４．
図６はこの発明の実施の形態４における三相整流装置１０を中心とする回路ブロック図である。図４において、図１と同じ符号を付している手段等については、同様の動作を行うので説明を省略する。本実施の形態の三相整流装置１０においては、三相ダイオード整流回路２の直流電圧部と負荷回路３との間に開閉器３１を設置している。また、開閉判断手段３２は、直列昇圧電圧部において、例えば直流電圧が規定値以下になったときに不具合と判断し、電圧変換回路５の動作を停止した上で、開閉器３１を閉じる制御を行う。
【００３０】
上述した実施の形態１の三相整流装置１０においては、アクティブフィルタ回路４又は電圧変換回路５の動作が停止した場合、三相ダイオード整流回路２と電圧変換回路５とが直列接続されているため負荷回路３に電力供給を行えなくなる。そこで、本実施の形態では、開閉器３１を設け、アクティブフィルタ回路４又は電圧変換回路５の動作が停止しても、開閉器３１を閉じることで三相ダイオード整流回路２を負荷回路３と直列接続できるようにし、負荷回路３への電力供給を継続できるようにするものである。
【００３１】
動作については、アクティブフィルタ回路４又は電圧変換回路５の不具合などで、例えば直流電圧が規定値以下になったものと判断すると、開閉判断手段３２は電圧変換回路５の動作を停止した上で、開閉器３１を閉じさせる。これにより、三相ダイオード整流回路２の直流電圧が負荷回路３に印加されるようにして電力供給を行う。例えば三相電源１が２００Ｖの場合、約２８０Ｖまでとなるが負荷回路３に電力を供給することができる。
【００３２】
以上のように実施の形態４によれば、開閉器３１を設け、アクティブフィルタ回路４又は電圧変換回路５の動作が不具合などで停止した場合に、開閉器３１を閉じることで、三相ダイオード整流回路２から負荷回路３に電力供給を行えるようにしたので、負荷回路３が完全に停止することなく、三相ダイオード整流回路２の容量制約範囲内で負荷回路３を動作させることができる。
【００３３】
実施の形態５．
図７は本発明の実施の形態５に係る冷凍サイクル装置の構成図である。本実施の形態は、上述の実施の形態１〜４の負荷回路３が、冷凍サイクル装置である空気調和装置の圧縮機である場合について説明する。図７の空気調和装置は、熱源側ユニット（室外機）１００と負荷側ユニット（室内機）２００とを備え、これらが冷媒配管で連結され、主となる冷媒回路（以下、主冷媒回路という）を構成して冷媒を循環させている。冷媒配管のうち、気体の冷媒（ガス冷媒）が流れる配管をガス配管３００とし、液体の冷媒（液冷媒。気液二相冷媒の場合もある）が流れる配管を液配管４００とする。
【００３４】
熱源側ユニット１００は、本実施の形態においては、圧縮機１０１、油分離器１０２、四方弁１０３、熱源側熱交換機１０４、熱源側ファン１０５、アキュムレータ（気液分離器）１０６、熱源側絞り装置（膨張弁）１０７、冷媒間熱交換器１０８、バイパス絞り装置１０９及び熱源側制御装置１１１の各装置（手段）で構成する。
【００３５】
圧縮機１０１は、インバータ回路、圧縮機モータ等で構成される。インバータ回路により圧縮機モータの回転速度（圧縮機１０１の運転周波数）を制御して、冷凍サイクルに用いる冷媒を圧縮して冷媒配管内を循環させる。また、油分離器１０２は、冷媒に混じって圧縮機１０１から吐出された潤滑油を分離させるものである。分離された潤滑油は圧縮機１０１に戻される。四方弁１０３は、熱源側制御装置１１１からの指示に基づいて冷房運転時と暖房運転時とによって冷媒の流れを切り換える。また、熱源側熱交換器１０４は、冷媒と空気（室外の空気）との熱交換を行う。例えば、暖房運転時においては蒸発器として機能し、熱源側絞り装置１０７を介して流入した低圧の冷媒と空気との熱交換を行い、冷媒を蒸発させ、気化させる。また、冷房運転時においては凝縮器として機能し、四方弁１０３側から流入した圧縮機１０１において圧縮された冷媒と空気との熱交換を行い、冷媒を凝縮して液化させる。熱源側熱交換器１０４には、冷媒と空気との熱交換を効率よく行うため、熱源側ファン１０５が設けられている。熱源側ファン１０５もインバータ回路を有してファンモータの運転周波数を任意に変化させてファンの回転速度を細かく変化させるようにしてもよい。
【００３６】
冷媒間熱交換器１０８は、冷媒回路の主となる流路を流れる冷媒と、その流路から分岐してバイパス絞り装置１０９（膨張弁）により流量調整された冷媒との間で熱交換を行う。特に冷房運転時において冷媒を過冷却する必要がある場合に、冷媒を過冷却して負荷側ユニット２００に供給するものである。バイパス絞り装置１０９を介して流れる液体は、バイパス配管１０７を介してアキュムレータ１０６に戻される。アキュムレータ１０６は例えば液体の余剰冷媒を溜めておく手段である。熱源側制御装置１１１は、例えばマイクロコンピュータ等からなる。負荷側制御装置２０４と有線又は無線通信することができ、例えば、空気調和装置内の各種検知手段（センサ）の検知に係るデータに基づいて、インバータ回路制御による圧縮機１０１の運転周波数制御等、空気調和装置に係る各手段を制御して空気調和装置全体の動作制御を行う。ここで、例えば、上述の実施の形態で説明した電圧変換回路出力調整手段２１、開閉判断手段３２の処理を熱源側制御装置１１１が行うようにしてもよい。
【００３７】
一方、負荷側ユニット２００は、負荷側熱交換器２０１、負荷側絞り装置（膨張弁）２０２、負荷側ファン２０３及び負荷側制御装置２０４で構成される。負荷側熱交換器２０１は冷媒と空気との熱交換を行う。例えば、暖房運転時においては凝縮器として機能し、ガス配管３００から流入した冷媒と空気との熱交換を行い、冷媒を凝縮させて液化（又は気液二相化）させ、液配管４００側に流出させる。一方、冷房運転時においては蒸発器として機能し、負荷側絞り装置２０２により低圧状態にされた冷媒と空気との熱交換を行い、冷媒に空気の熱を奪わせて蒸発させて気化させ、ガス配管３００側に流出させる。また、負荷側ユニット２００には、熱交換を行う空気の流れを調整するための負荷側ファン２０３が設けられている。この負荷側ファン２０３の運転速度は、例えば利用者の設定により決定される。負荷側絞り装置２０２は、開度を変化させることで、負荷側熱交換器２０１内における冷媒の圧力を調整するために設ける。
【００３８】
また、負荷側制御装置２０４もマイクロコンピュータ等からなり、例えば熱源側制御装置１１１と有線又は無線通信することができる。熱源側制御装置１１１からの指示、居住者等からの指示に基づいて、例えば室内が所定の温度となるように、負荷側ユニット２００の各装置（手段）を制御する。また、負荷側ユニット２００に設けられた検知手段の検知に係るデータを含む信号を送信する。
【００３９】
次に空気調和装置の動作について説明する。まず、冷房運転時の主となる冷媒回路における基本的な冷媒循環について説明する。三相電源１からの電力供給により、圧縮機１０１が冷媒を圧縮する。吐出管１６から吐出した高温、高圧ガス（気体）の冷媒は、四方弁１０３から熱源側熱交換器１０４内を通過することで凝縮し、液冷媒となって熱源側ユニット１００を流出する。液配管４００を通って負荷側ユニット２００に流入した冷媒は、負荷側絞り装置２０２の開度調整により圧力調整された低温低圧の液冷媒が負荷側熱交換器２０１内を通過して蒸発して流出する。そして、ガス配管３００を通って熱源側ユニット１００に流入し、四方弁１０３、アキュムレータ１０６を介して圧縮機１０１から吸入され、再度加圧され吐出することで循環する。
【００４０】
また、暖房運転時の主となる冷媒回路における基本的な冷媒循環について説明する。三相電源１からの電力供給により、圧縮機１０１が冷媒を圧縮する。吐出管１６から吐出した高温、高圧ガス（気体）の冷媒は、四方弁１０３からガス配管３００を通って負荷側ユニット２００に流入する。負荷側ユニット２００においては、負荷側絞り装置２０２の開度調整により圧力調整され、負荷側熱交換器２０１内を通過することにより凝縮し、中間圧力の液体又は気液二相状態の冷媒となって負荷側ユニット２００を流出する。液配管４００を通って熱源側ユニット１００に流入した冷媒は、熱源側絞り装置１０７の開度調整により圧力調整され、熱源側熱交換器１０４内を通過することで蒸発し、ガスの冷媒となって四方弁１０３、アキュムレータ１０６を介して圧縮機１０１から吸入され、前述したように加圧され吐出することで循環する。
【００４１】
図８は圧縮機１０１の運転周波数と電圧との関係を表す図である。上述のように、インバータ回路を有する空気調和装置の圧縮機における運転周波数制御範囲は一般的に２０ｒｐｓ〜１２０ｒｐｓと広い。ここで、空気調和装置においては、近年、年間を通じた運転効率への訴求が重要となっている。例えば、春季、秋季等のように比較的気候が穏やかな時期の暖房又は冷房（中間暖房、中間冷房）運転では、圧縮機１０１は２０ｒｐｓ近傍の低周波数による低速運転が行われるが、年間の運転効率を高めるには、このような低速運転における効率向上を図ることが課題となっている。
【００４２】
以下、圧縮機１０１の運転の高効率化について説明する。基本的に圧縮機１０１の低速運転における効率を向上させるためには、モータ特性として、低速運転時に圧縮機モータに印加される電圧（インバータ回路による出力電圧）が高くなるように設計するとよい。また、運転周波数制御範囲において、圧縮機１０１の運転周波数（圧縮機モータの回転速度）とインバータ回路による出力電圧とが比例関係をなすように設計するとよい。ただ、インバータ回路の出力電圧は、圧縮機１０１に印加される電圧（三相電源１を整流した直流電圧）に制約を受けるので、低速運転時に出力電圧を高くすると、運転周波数制御範囲全域にわたって期待するだけの電圧が得られない場合がある。
【００４３】
例えば、図８（ａ）は、運転周波数に比例した出力電圧が制御範囲全域にわたって上昇するように圧縮機モータを設計した場合を表している。図３（ａ）では、全域にわたって圧縮機１０１の運転周波数と出力電圧とが比例関係にあるが、低速運転において出力電圧が低くなるため、圧縮機１０１の効率が低下してしまう。
【００４４】
また、図８（ｂ）は、低速域における圧縮モータの効率が向上するように圧縮機モータを設計した場合を表している。このとき、圧縮機１０１に印加できる電圧が低いと、図８（ｂ）のように、高周波数での運転において出力電圧に制限がかかる。必要トルクを出さざるを得ないため、出力電圧を上げられない分、電流が増大し、圧縮機１０１の効率が低下してしまう。
【００４５】
図８（ｃ）は、三相整流装置１０によって圧縮機１０１に印加される電圧を高くした場合を表している。圧縮機１０１に印加される電圧を高くすれば出力電圧も上昇させることができる。そのため、運転周波数制御範囲全域にわたって圧縮機１０１は効率の良い運転を実現することができる。
【００４６】
以上のように、実施の形態４によれば、上述の実施の形態で説明した三相整流装置１０を用いて、圧縮機１０１の印加電圧を高くすることができるため、低速域だけでなく、高速域も効率の良い圧縮機１０１の運転が実現でき、空気調和装置全体の効率向上を図ることができる。
【００４７】
実施の形態６．
上述の実施の形態５では冷凍サイクル装置として空気調和装置について説明したが、これに限るものではない。例えば、冷凍、冷蔵倉庫等に利用する冷却装置、ヒートポンプ装置等にも利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】実施の形態１における回路を表す図である。
【図２】各構成手段の電力部分例を示す図である。
【図３】実施の形態２における回路を表す図である。
【図４】実施の形態３における回路を表す図である。
【図５】直列昇圧電圧部の電圧を表す図である。
【図６】実施の形態４における回路を表す図である。
【図７】実施の形態５に係る冷凍サイクル装置の構成図である。
【図８】圧縮機１０１の運転周波数と電圧との関係を表す図である。
【符号の説明】
【００４９】
１  三相電源、２  三相ダイオード整流回路、３  負荷回路、４  アクティブフィルタ回路、５，５ａ  電圧変換回路、１０  三相整流装置、２１  電圧変換回路出力調整手段、３１  開閉器、３２  開閉判断手段、５１  スイッチ素子、５２  高周波用絶縁トランス、５３  平滑コンデンサ、１００  熱源側ユニット、１０１  圧縮機、１０２  油分離器、１０３  四方弁、１０４  熱源側熱交換器、１０５  熱源側ファン、１０６  アキュムレータ、１０７  熱源側絞り装置、１０８  冷媒間熱交換器、１０９  バイパス絞り装置、１１０  熱源側制御装置、２００  負荷側ユニット、２０１  負荷側熱交換器、２０２  負荷側絞り装置、２０３  負荷側ファン、２０４  負荷側制御装置、３００  ガス配管、４００  液配管。
【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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