【手続補正書】
【提出日】平成15年7月31日(2003.7.31)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の名称】漏電防止装置、及びインバータ駆動負荷に対する漏電防止方法
【特許請求の範囲】
【請求項１】インバータの直流電源または別途設けられた直流電源と、この直流電源からの直流をスイッチングして交流に変換するスイッチング手段と、スイッチング手段の発生する交流を一端に印加され他端が接地されるインピーダンス部と、
駆動負荷に印加する交流電圧の信号を発生させる制御装置と接続され、この交流電圧と逆位相の電圧信号を発生させ前記スイッチング手段を駆動する制御手段と、
を備え、インピーダンス部はインバータによって駆動される負荷の大地漏洩電流と逆位相の電流を発生させるインピーダンス量を有することを特徴とする漏電防止装置。
【請求項２】直流をスイッチングして交流を発生させるインバータによって駆動される負荷の大地漏洩に対するインピーダンスに相当するインピーダンスを有するインピーダンス部、前記インバータの直流電源または別の直流電源からの直流をスイッチングし前記インピーダンスに通電するスイッチング部、前記スイッチング部を駆動する駆動部、前記インバータによって駆動される負荷の制御情報をもとに前記スイッチング部のスイッチングパターンを発生し前記駆動部に供給する制御部を有することを特徴とする漏電防止装置。
【請求項３】スイッチング部のスイッチングパターンは負荷の大地漏洩電流と逆位相の電流を発生させることを特徴とする請求項２記載のインバータ駆動負荷に対する漏電防止装置。
【請求項４】インバータ駆動負荷の大地漏洩の情報を検出する漏洩電流検出部を有し、その漏洩電流検出部の情報により交流電圧発生の制御動作またはインピーダンス部のインピーダンス量を変更することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の漏電防止装置。
【請求項５】インバータ駆動負荷の大地漏洩の情報を検出する漏洩電流検出部を有し、漏電情報を前記制御部に提供し前記スイッチング部の動作を変更することを特徴とする請求項２または請求項３に記載の漏電防止装置。
【請求項６】インバータ駆動負荷の大地漏洩の情報を検出する漏洩電流検出部を有し、漏電情報を前記駆動部に提供し前記スイッチング部の動作を変更することを特徴とする請求項２または請求項３に記載の漏電防止装置。
【請求項７】インバータ駆動負荷の大地漏洩の情報を検出する漏洩電流検出部を有し、漏電情報を前記インピーダンス部に提供し前記インピーダンスの量を変更することを特徴とする請求項２または請求項３に記載の漏電防止装置。
【請求項８】スイッチング部の電源を可変電源とし、大地漏洩の情報を検出する漏洩電流検出部を有し、漏電情報を前記可変電源に提供し前記スイッチング部の母線電圧を変更することを特徴とする請求項２または請求項３に記載の漏電防止装置。
【請求項９】インバータによって駆動される負荷の大地漏洩に対するインピーダンスに相当するインピーダンスを有するインピーダンス部、直流電源をスイッチングし前記インピーダンスに通電するスイッチング部、前記スイッチング部を駆動する駆動部、前記インバータの駆動部の駆動情報をもとに前記スイッチング部のスイッチングパターンを発生し前記駆動部に供給する制御部を有することを特徴とする漏電防止装置。
【請求項１０】インバータによって駆動される負荷の大地漏洩に対するインピーダンスに相当するインピーダンスを有するインピーダンス部、直流電源をスイッチングし前記インピーダンスに通電するスイッチング部、前記スイッチング部を駆動する駆動部、前記インバータのスイッチング部のスイッチング情報をもとに前記スイッチング部のスイッチングパターンを発生し前記駆動部に供給する制御部を有することを特徴とする漏電防止装置。
【請求項１１】前記制御部に遅延手段を有することを特徴とする請求項２または請求項１０に記載の漏電防止装置。
【請求項１２】前記駆動部に遅延手段を有することを特徴とする請求項２ないし請求項１０のいずれかに記載の漏電防止装置。
【請求項１３】インピーダンス部の各相と大地間に少なくともコンデンサを直列に、また各相と各相をまとめた箇所との間に直列に抵抗、コイルを有することを特徴とする請求項１ないし請求項１２のいずれかに記載の漏電防止装置。
【請求項１４】直流電源の一端に接続され、インバータ駆動負荷の各相の電圧に対し逆位相の電圧を発生させるスイッチング手段と、この各スイッチング手段と大地間に設けられ過渡電流を発生させる第１の漏洩インピーダンス回路と、前記直流電源の他瑞と大地間に設けられ前記過渡電流と逆位相の過渡電流を発生させる第2の漏洩インピーダンス回路と、を備え前記第１と第２の漏洩インピーダンス回路を構成する素子の一部を共通としたことを特徴とする請求項１ないし請求項１２のいずれかに記載の漏電防止装置。
【請求項１５】前記スイッチング部の各相にトランジスタ、前記インピーダンス部の各相と大地間に抵抗と並列に接続されたダイオード、少なくともコンデンサを直列に、また各相と前記スイッチング部の母線間に抵抗を有することを特徴とする請求項１ないし請求項１２のいずれかに記載の漏電防止装置。
【請求項１６】前記インピーダンス部の各相と大地間に抵抗、コンデンサ、コイルを直列に接続したことを特徴とした請求項１ないし請求項１５のいずれかに記載の漏電防止装置。
【請求項１７】前記インピーダンス部の各相と大地問および母線間に直列に接続された抵抗またはコイルまたはダイオードを共有したことを特徴とする請求項１３ないし請求項１６のいずれかに記載の漏電防止装置。
【請求項１８】前記駆動部に積分回路を用いたことを特徴とする請求項２ないし請求項１７のいずれかに記載の漏電防止装置。
【請求項１９】前記インピーダンス部の各素子の値を可変可能としたことを特徴とする請求項１ないし請求項１８のいずれかに記載の漏電防止装置。
【請求項２０】N相の負荷に対し前記スイッチング部のスイッチング総数がN以下であることを特徴とする請求項１ないし請求項１９のいずれかに記載の漏電防止装置。
【請求項２１】インピーダンス部とこのインピーダンス部に電圧を印加するスイッチング部を駆動制御する制御装置を同一ＩＣ内に集積したことを特徴とする請求項１ないし請求項２０のいずれかに記載の漏電防止装置。
【請求項２２】直流電源の一端に接続され、インバータ駆動負荷の各相の電圧に対し逆位相の電圧を発生させる第1のスイッチング手段と、大地から前記第1のスイッチング手段へ過渡電流を発生させるよう設けられた第1の漏洩インピーダンス回路と、前記直流電源の他端に接続され、第2のスイッチング手段から大地へ前記過渡電流と逆相の過渡電流を発生させるように設けられた第2の漏洩インピーダンス回路と、前記第1と第2の漏洩インピーダンス回路を構成する素子の少なくとも一部を共通としたことを特徴とする請求項１ないし請求項１２のいずれかに記載の漏電防止装置。
【請求項２３】直流電源の一端に接続されたＰＮＰ形のスイッチング素子と、前記直流電源の他端に接続されたＮＰＮ形のスイッチング素子と、前記二つのスイッチング素子間から大地へ接続されるインバータ駆動負荷と等価な大地漏洩インピーダンス回路と、を備えたことを特徴とする請求項１ないし請求項１２のいずれかに記載の漏電防止装置。
【請求項２４】駆動負荷にインバータが発生する交流電圧を印加するステップと、この交流電圧と同期させて位相を反転した電圧を発生させるステップと  前記駆動負荷に前記交流電圧を加えたときに流れる大地漏洩電流と等価な電流が、前記反転電圧を加えたときに流れるインピーダンスを設定するステップと、  前記大地漏洩電流と前記等価電流が打ち消し可能に前記駆動負荷と前記インピーダンスを接地するステップと、を備えたインバータ駆動負荷に対する漏電防止方法。
【請求項２５】インピーダンスに印加する電圧を変化させ、インバータ駆動負荷から大地へ漏洩する漏洩電流の変化に追随させるステップと、を備えたことを特徴とする請求項２４記載のインバータ駆動負荷に対する漏電防止方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はインバータにより駆動される負荷を用いたシステムに用いる漏電防止に係わるものである。
【０００２】
【従来の技術】
図４１は、例えば実開昭６２−８８４８４号公報に示された従来の漏電防止装置を示す回路構成図である。これは交流サーボに関するものである。
漏電防止トランスの一次巻き線群Ｕ，Ｖ，Ｗは三相交流モータ１１５の駆動線でこれに流れる電流の合計は常に零になるのが理想である。しかしトランジスタのスイッチ１０３によるパルス幅変調を行っているので、常に正電圧、負電圧間を切り替わっていて、浮遊容量１０６の充放電を繰り返し、この充放電電流が漏電防止トランス一次巻き線群の総合入力となる。
そして、漏電防止トランス二次巻き線は、モータ１１５の外部（大地Ｅ）と、直流絶縁帰路コンデンサ１０８を通り電源部へ接続する。漏電防止トランスの一次および二次巻き線に付した・印は、巻き線のはじめを示す。
これにより、モータ１１５の浮遊容量の充放電電流は漏電防止トランス１０７の二次側から電源部へ強制的に戻され、大地Ｅを通って電源１００へ戻る電流は減少させられる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような従来の漏電防止装置では漏電防止トランスが必要である。この漏電防止トランスは負荷の電流ラインに挿入されるので負荷と同じ電流容量が必要となる。さらに浮遊容量を流れる電流は高周波であり漏電防止トランスには高周波特性が良好なものを用いなければならない。このため対策装置は高価なものとなる。また漏電防止トランスは大型で場所を取り付け場所の制約があるという欠点もある。
【０００４】
特にインバータ駆動のコンプレッサにおいては圧縮機の容器内にモータが内蔵され、かつモータには冷凍サイクルを循環する冷媒や圧縮機の冷凍機油が常に気体、液体等の状態でかかり、浸され漏電が大きくなりやすい。しかも代替フロン新冷媒の場合、冷媒の特性悪化、また、さらに水分発生が多くなるため、ハイドロフルオロカーボンを主成分とするような代替フロン新冷媒の導入により漏電量の増加が見込まれ、安価に省スペースでの対策が望まれる。
これは代替フロンの誘電率、導電率が現行のものより高く、さらに新冷媒と冷凍機油の相性の問題から、同様の絶縁設計のコンプレッサでは漏電量の増加が見込まれることによる。また、このことにより絶縁設計の変更を行うと設計変更による費用および長期の開発期間が必要となる。
また、例え信頼性の高い絶縁設計が得られたとしても製品製造過程における水分対策等の品質対策が複雑となる。
【０００５】
本発明は、かかる問題点を解決するためになされたもので、安価で小型で汎用性の高い漏電防止装置を提供することを目的としている。さらに、信頼性が高く取り扱いやすい圧縮等の駆動負荷に対するインバータ装置を提供するものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係るこの発明は、インバータの直流電源または別途設けられた直流電源と、この直流電源からの直流をスイッチングして交流に変換するスイッチング手段と、スイッチング手段の発生する交流を一端に印加され他端が接地されるインピーダンス部と、駆動負荷に印加する交流電圧の信号を発生させる制御装置と接続され、この交流電圧と同期させ逆位相の電圧信号を発生させ前記スイッチング手段を駆動する制御手段と、を備え、インピーダンス部はインバータによって駆動される負荷の大地漏洩電流と逆位相の等価な電流を発生させるインピーダンス量を有するものである。
【０００７】
請求項２に係るこの発明は、直流をスイッチングして交流を発生させるインバータによって駆動される負荷の大地漏洩に対するインピーダンスに相当するインピーダンスを有するインピーダンス部、前記インバータの直流電源または別の直流電源からの直流をスイッチングし前記インピーダンスに通電するスイッチング部、前記スイッチング部を駆動する駆動部、前記インバータによって駆動される負荷の制御情報をもとに前記スイッチング部のスイッチングパターンを発生し前記駆動部に供給する制御部を有するものである。
【０００８】
請求項３に係るこの発明の漏電防止装置は、スイッチング部のスイッチングパターンは負荷の大地漏洩電流と逆位相の電流を発生させる。
【０００９】
請求項４に係るこの発明の漏電防止装置は、インバータ駆動負荷の大地漏洩の情報を検出する漏洩電流検出部を有し、その漏洩電流検出部の情報により交流電圧発生の制御動作またはインピーダンス部のインピーダンス量を変更するものである。
【００１０】
請求項５に係るこの発明の漏電防止装置は、インバータ駆動負荷の大地漏洩の情報を検出する漏洩電流検出部を有し、漏電情報を制御部に提供しスイッチング部の動作を変更する。
【００１１】
請求項６に係るこの発明の漏電防止装置は、インバータ駆動負荷の大地漏洩の情報を検出する漏洩電流検出部を有し、漏電情報を駆動部に提供しスイッチング部の動作を変更する。
【００１２】
請求項７に係るこの発明の漏電防止装置は、インバータ駆動負荷の大地漏洩の情報を検出する漏洩電流検出部を有し、漏電情報を前記インピーダンス部に提供し前記インピーダンスの量を変更するものである。
【００１３】
請求項８に係るこの発明の漏電防止装置は、スイッチング部の電源を可変電源とし、大地漏洩の情報を検出する漏洩電流検出部を有し、漏電情報を可変電源に提供しスイッチング部の母線電圧を変更する。
【００１４】
請求項９に係るこの発明の漏電防止装置は、インバータによって駆動される負荷の大地漏洩に対するインピーダンスに相当するインピーダンスを有するインピーダンス部、直流電源をスイッチングし前記インピーダンスに通電するスイッチング部、前記スイッチング部を駆動する駆動部、前記インバータの駆動部の駆動情報をもとに前記スイッチング部のスイッチングパターンを発生し前記駆動部に供給する制御部を有するものである。
【００１５】
請求項１０に係るこの発明の漏電防止装置は、インバータによって駆動される負荷の大地漏洩に対するインピーダンスに相当するインピーダンスを有するインピーダンス部、直流電源をスイッチングし前記インピーダンスに通電するスイッチング部、前記スイッチング部を駆動する駆動部、前記インバータのスイッチング部のスイッチング情報をもとに前記スイッチング部のスイッチングパターンを発生し前記駆動部に供給する制御部を有するものである。
【００１６】
請求項１１に係るこの発明の漏電防止装置は、制御部に遅延手段を有する。
【００１７】
請求項１２に係るこの発明の漏電防止装置は、駆動部に遅延手段を有する。
【００１８】
請求項１３に係るこの発明の漏電防止装置は、インピーダンス部の各相と大地間に少なくともコンデンサを直列に、また各相と各相をまとめた箇所との間に直列に抵抗、コイルを有するものである。
【００１９】
請求項１４に係るこの発明の漏電防止装置は、直流電源からスイッチング手段を介し第１の漏洩インピーダンス回路と、直流電源からの第２の漏洩インピーダンス回路を設け、第１と第２の回路の素子の一部を共通とする。
【００２０】
請求項１５に係るこの発明の漏電防止装置は、前記スイッチング部の各相にトランジスタ、前記インピーダンス部の各相と大地間に抵抗と並列に接続されたダイオード、少なくともコンデンサを直列に、また各相と前記スイッチング部の母線間に抵抗を有するものである。
【００２１】
請求項１６に係るこの発明の漏電防止装置は、前記インピーダンス部の各相と大地間に抵抗、コンデンサ、コイルを直列に接続したものである。
【００２２】
請求項１７に係るこの発明の漏電防止装置は、前記インピーダンス部の各相と大地問および母線間に直列に接続された抵抗またはコイルまたはダイオードを共有したものである。
【００２３】
請求項１８に係るこの発明の漏電防止装置は、駆動部に積分回路を用いたものである。
【００２４】
請求項１９に係るこの発明の漏電防止装置は、前記インピーダンス部の各素子の値を可変可能としたものである。
【００２５】
請求項２０に係るこの発明の漏電防止装置は、Ｎ相の負荷に対しスイッチング部のスイッチング総数がＮ以下である。
【００２６】
請求項２１に係るこの発明の漏電防止装置は、インピーダンス部とこのインピーダンス部に電圧を印加するスイッチング部を駆動制御する制御装置を同一ＩＣ内に集積したものである。
【００２７】
請求項２２に係るこの発明の漏電防止装置は直流電源の一端と他端から、スイッチング手段を介して大地との間に漏洩インピーダンス回路を設け各インピーダンス回路の少なくとも一部を共通としている。
【００２８】
請求項２３に係るこの発明の漏電防止装置は、直流電源の一端に接続されたＰＮＰ形のスイッチング素子と、前記直流電源の他端に接続されたＮＰＮ形のスイッチング素子と、前記二つのスイッチング素子間から大地へ接続されるインバータ駆動負荷と等価な大地漏洩インピーダンス回路と、を備えたものである。
【００２９】
請求項２４に係るこの発明のインバータ駆動負荷に対する漏電防止方法は、駆動負荷にインバータが発生する交流電圧を印加するステップと、この交流電圧と同期させて位相を反転した電圧を発生させるステップと前記駆動負荷に前記交流電圧を加えたときに流れる大地漏洩電流と等価な電流が、前記反転電圧を加えたときに流れるインピーダンスを設定するステップと、前記大地漏洩電流と前記等価電流が打ち消し可能に前記駆動負荷と前記インピーダンスを接地するステップと、を備える。
【００３０】
請求項２５に係るこの発明のインバータ駆動負荷に対する漏電防止方法は、インピーダンスに印加する電圧を変化させ、インバータ駆動負荷から大地へ漏洩する漏洩電流の変化に追随させるステップと、を備える。
【００３１】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１はこの発明の一実施の形態である漏電防止装置の構成図を示すもので、１は漏電防止装置の構成、２はコンバータ・インバータ装置やモータを含めた本体の構成、３は商用電源である。１の漏電防止装置で４は本体の負荷の漏洩インピーダンス８と等価なインピーダンス、５は４の負荷漏洩インピーダンス等価インピーダンスに電圧を与えるスイッチング部、６は５のスイッチング部をドライブする駆動部、７はスイッチングパターンを生成する制御部である。漏電防止装置のスイッチング部５の電源は本体コンバータ１２の出力を用いている。本実施の形態で本体の制御部９および漏電防止装置の制御部７は同一マイクロプロセッサ上で実現され、その制御はマイクロプロセッサに組み込まれたプログラム上で行われる。また駆動部６、スイッチング部５は低電流容量（５００ｍＡ以下程度）の電子部品で構成される。これは三相コンプレッサモータに実施した例である。１１は駆動部１０によって駆動されＯＮ・ＯＦＦを繰り返すインバータ装置のスイッチング部、１２は電源３からの交流を直流に変換するコンバータ、１３はモータであり、このモータとコンバータ・インバータ装置により本体２を構成している。
【００３２】
図１の例では本体２に制御装置とモータが一体に組み込まれ、この本体のケーシング（図示せず）からアース端子が大地に接続されている。モータ１３からの漏洩電流はモータ１３のコイル通電部からコアや絶縁表面を通してモータの外囲いに伝えられる。直接モータの外囲いからアース端子をとる場合や圧縮機の如く、モータが固定される密閉容器に漏洩電流が流れ、フレームグラウンド、すなわち密閉容器から大地へ流れる場合がある。特にハイドロフルオロカーボン又はハイドロカーボンを主成分とし、又、他の種類の冷媒を混合するような場合、漏電量が増えやすいので、図１のキャンセル電流も増えることになる。
【００３３】
図１のモータの漏洩インピーダンス８は、図１では三相の巻線それぞれに存在することを示す説明用等価回路であり、中性点接地を意味するものではない。実際は各巻線の絶縁材料、製造の状態、モータ使用中の汚れや水分付着等により変化し、かつ巻線絶縁の弱い部分に漏洩が起こりやすくなる。
また、図１のキャンセル電流はアースラインと同一位置に結線し、相互にキャンセルさせると良いが、大地（アース）であればどこでも良いことは当然である。
【００３４】
図２は本実施の形態の各部の電圧電流波形で、（ａ）は本体のＵ相の出力電圧で、スイッチング部Ｕ相端子と直流グランド間の電圧Ｕ、（ｂ）はＵの電圧変動に起因する漏れ電流、（ｃ）は漏電防止装置のインピーダンス４のＵ相部に印加される電圧Ｕａｎｔｉ、（ｄ）はＵａｎｔｉの電圧変動に起因するキャンセル電流である。横軸は時間軸である。
【００３５】
本実施の形態の漏電防止装置の動作を図１，２を用いて説明する。Ｕ相に注目し説明する。（ａ），（ｂ）に示されるようにコンプレッサモータから漏洩電流は相電圧の切り替わりにより、負荷漏洩インピーダンス８の容量成分にチャージされた電荷が漏洩している。これに対し本実施の形態に示される漏電防止装置では本体の相電圧の逆相の電圧を本体の制御情報からスイッチング回路を駆動し（ｃ）に示されるような電圧を発生し負荷漏洩インピーダンスと等価なインピーダンス４に印加し（ｄ）に示されるような本体の漏れ電流と逆の電流を流すことにより漏電を防止する。
【００３６】
なお等価インピーダンス４は、モータ巻線Ｕ，Ｖ，Ｗに電圧を加え電流を流して運転し、この時の漏れ電流を計測することによって負荷漏洩インピーダンスを求めることができる。この求めた負荷漏洩インピーダンスと同一の等価インピーダンスを抵抗・コイル・コンデンサの部品であらかじめ設定して構成すれば良い。また本体のＵ電圧は制御部９で制御され駆動部１０にてスイッチング信号を発生させてスイッチングされる。一方この信号と逆位相の信号を制御部７で制御して駆動部６で発生され、スイッチング部５で逆位相電圧を発生させる。このスイッチング部５へはコンバータ１２からの出力をそのまま供給しているので、Ｕ相電圧と完全に逆な電圧Ｕａｎｔｉを発生させることができる。
【００３７】
図２の（ａ）Ｕ電圧とＶａｎｔｉ電圧がそれぞれ等価な漏洩インピーダンスに加えられるとモータ１３からはＵ漏れ電流が発生し大地へ矢印の如く流れようとする。
一方、漏電防止装置１の等価インピーダンス４からはＵ漏れ電流と全く逆位相のＶａｎｔｉキャンセル電流が図１の矢印の如く負の電流として相互に打ち消すように流れる。
【００３８】
なお制御部９と７、および駆動部１０と６についてはインピーダンス部１１のトランジスタのＯＮ、ＯＦＦに対し相電圧と同一の反転電圧を発生させれば良いだけであり、一つの制御部からの信号により駆動部６にて反転信号を発生させる簡単な回路でも良いことは当然である。
また、スイッチング部５および等価インピーダンス４は漏れ電流を流すだけであり、小容量のスイッチング素子やＲ，Ｌ，Ｃの部品で済みＩＣ回路化が可能となる。
【００３９】
このように反転電圧を漏洩インピーダンスと等価なインピーダンスに加えるということにより、簡単な電子部品やマイコン内のソフトで構成するだけで、漏電防止トランス等の高価で大きな商品を用いず実現可能な構成としたので安価で小型の漏電防止装置が得られる。
また小容量の部品で構成されるため、従来構成では不可能であったＩＣ化が可能であり、ＩＣ化すればさらに安価で小型化が可能である。
【００４０】
実施の形態２．
図３はこの発明の一実施の形態である漏電防止装置の他の構成図を示すものである。１５はスイッチング部５に直流電圧を供給する定電圧源である。実施の形態１では漏電防止装置のスイッチング部５の電源を本体コンバータ１２の出力を用いたが、本体と別の直流電源を用いた構成にしても同様の動作を行うことができる。また本体がコンバータの出力電圧が高圧の場合、漏電防止装置のスイッチング部５の電源を別の低圧直流電源で構成すれば、コンバータ出力電圧に比し大幅に低い電圧が使用でき、スイッチング部５の構成素子や等価回路部品の耐圧を下げることができる。
【００４１】
このように漏電防止トランス等の高価で大きな部品を用いず実現可能な構成としたので安価で小型の漏電防止装置が得られる。
さらに等価インピーダンスの設定が狂ったり、長期運転中に変化したりしても、簡単に印加電流電圧１５を変化させて対応することができ取り扱いやすい装置が得られる。
【００４２】
実施の形態３．
図４はこの発明の一実施の形態である漏電防止装置の他の構成図を示すものである。１６は本体の漏洩電流を検出しその情報を出力する漏洩電流検出部で、漏洩電流の状況を制御部７に伝える。実施の形態１，２では実際の漏洩電流の状況を考慮せずキャンセル電流の生成を行ったが、本実施の形態は漏洩電流の情報を検出し、制御に反映させるため、漏洩電流とキャンセル電流のずれが生じた場合補正を行えるので、経年変化による本体負荷漏洩インピーダンス８と漏電防止装置の負荷漏洩インピーダンス等価インピーダンスのずれ、各部の時間遅れによるＵ，Ｖ，ＷとＵａｎｔｉ、Ｖａｎｔｉ、Ｗａｎｔｉ電圧変動タイミングのずれ等に対応できる。
図５に漏洩電流検出部の構成の一例を説明する。モータ１３のモータフレーム８０と、スイッチング１１の一端をコンデンサ８１及び抵抗８２を介して接続する。高周波である漏れ電圧はコンデンサ８１を通し、高抵抗８２でほとんど電流が流れない状態で検出できる。
すなわち、漏洩電流の検出方法についてはモータフレーム８０とスイッチング部１１の母線、例えばマイナス側の間に抵抗を挿入し抵抗両端の電圧を検出する。この電圧は漏洩電流と相関している。なお検出機能のみなら抵抗だけでよいが直流絶縁性を保つために通常直列にコンデンサを入れる。
抵抗値は数キロオーム程度、コンデンサは数千から数百ｐＦ程度が適当であると考えられる。この場合Ｕａｎｔｉの大きさよりむしろタイミングが問題となり、対策電流を得るためのスイッチング電圧Ｕａｎｔｉは受動素子であるＬＣＲで規定された短い時間スパン（スイッチングの時間に対し）では同じ電圧波形となるので電流の大きさは本実施の形態では可変したい考えで、漏洩電流の減少を考えたものである。
【００４３】
実際の製品では制御部９で発生させるスイッチングタイミングとスイッチング部１１の出力での電圧変化のタイミングに遅れが存在する。特にスイッチング部の遅れは素子のばらつき、出力の電流量に影響される。
本実施例では本体のタイミング遅れの情報を１６の漏電検出部で検出し漏電防止装置の制御部７で時間遅れの補正を行うのでずれに対応できる。
これにより特にスイッチング素子のばらつき、動作電流の変動に対応した漏電防止装置が得られる。また本実施例は補正を制御部でかけるので制御部を本体マイクロプロセッサ内で実現すればソフトウェアで対応できるので安価に構成できる。
【００４４】
図６に駆動信号と漏洩電流のタイミングチャートを、図７にこの動作を説明するフローチャートを示す。
本例では得られた漏洩電流に相関した電圧波形のピーク電圧の時間タイミングの変化（図６実線矢印）を防止装置の漏電防止装置の駆動信号の信号変化のタイミングの補正値とする。ただしタイミング計測のため瞬間的にキャンセル電流のカットが必要となる。補正のしかたは、図６の通常の駆動信号変化からのピーク遅れ時間をホールド値として持っておき図６の実際の遅れ時間との差を計算しその差分の時間だけ防止装置の駆動信号の変化タイミングをずらす。この動作をフローチャートで表わすと図７となる。図７の処理は定期的な割り込み処理にて行う。
【００４５】
図７において制御部７が補正動作のためＳＴＯ１で定期的な割り込み処理を行う際、先ず等価インピーダンスへ加える電圧をカットし、キャンセル電流の発生をカットする（ＳＴＯ２）。次に検出部１６の抵抗８２両端電圧を計測し、スイッチング部１１のＯＮ，ＯＦＦとの時間と実際の漏洩電流（すなわち計測電圧）の遅れ時間１を得る（ＳＴＯ３）。
この遅れ時間１に対し、あらかじめデータとして得ており、記憶させた時間１’を引いて（ＳＴＯ４）、駆動部６で出す信号のタイミングを補正し等価インピーダンス４へ加える電圧を印加させる（ＳＴＯ５）。
これにて割り込み処理を終了させる（ＳＴＯ６）。
【００４６】
このように漏電防止トランス等の高価で大きな部品を用いず運転中の補正が実現可能な構成としたので安価で小型の漏電防止装置が得られ、経年変化、動作状況の変化、製造上のばらつきに対応した信頼性の高い漏電防止装置が得られる。
【００４７】
実施の形態４．
図８はこの発明の一実施の形態である漏電防止装置の構成図を示すものである。１６は本体の漏洩電流を検出しその情報を出力する漏洩電流検出部で、漏洩電流の状況を駆動部６に伝える。実施の形態１，２では実際の漏洩電流の状況を考慮せずキャンセル電流の生成を行ったが、本実施の形態は漏洩電流の情報を検出し、制御に反映させるため、漏洩電流とキャンセル電流のずれが生じた場合補正を行えるので、経年変化による本体負荷漏洩インピーダンス８と漏電防止装置の負荷漏洩インピーダンス等価インピーダンスのずれ、各部の時間遅れによるＵ，Ｖ，ＷとＵａｎｔｉ、Ｖａｎｔｉ、Ｗａｎｔｉ電圧変動タイミングのずれ等に対応できる。
【００４８】
実際の製品では制御部９で発生させるスイッチングタイミングとスイッチング部１１の出力での電圧変化のタイミングに遅れが存在する。特にスイッチング部の遅れは素子のばらつき、出力の電流量に影響される。
本実施例では本体のタイミング遅れの情報を１６の漏電検出部で検出し漏電防止装置の駆動部６で時間遅れの補正を行うのでずれに対応できる。
これにより特にスイッチング素子のばらつき、動作電流の変動に対応した漏電防止装置が得られる。また本実施例は補正を駆動部で行ったので既存の負荷に対応しあと付けが可能となり汎用性の高い漏電防止装置が得られる。
【００４９】
図６、図７では補正をソフトウェア、すなわち制御部７のマイコンプログラム上で実施したが、本実施の形態では駆動部６の回路上の構成で補正を行うものである。
図９に補正を行う回路構成を示す。
制御部７から信号を受け駆動回路８４でスイッチングの信号を発生させるが、その途中において漏洩電流検出部からの実際の時間と制御部７からの信号の時間を時間差計測回路８５で計測し、この時間差を周波数に変え（８６）、スイッチング部５へのタイミングを可変信号遅延回路８３で補正して駆動信号を駆動回路８４で発生させる。
【００５０】
構成上本体のマイコンの処理能力に余裕があればそのマイコン上でソフトウェアで実現させるのがコストミニマムとなるが、しかしながらマイコン能力に余裕のない場合はもう一つマイコンを搭載するより回路構成で実現する方がシステムとしてはやすくなる。
このように漏電防止トランス等の高価で大きな部品を用いず運転中の補正が実現可能な構成としたので安価で小型の漏電防止装置が得られ、経年変化、動作状況の変化、製造上のばらつきに対応した信頼性の高い漏電防止装置が得られる。
【００５１】
実施の形態５．
図１０はこの発明の一実施の形態である漏電防止装置の構成図を示すものである。１６は本体の漏洩電流を検出しその情報を出力する漏洩電流検出部で、漏洩電流の状況を負荷漏洩インピーダンス等価インピーダンス４に伝える。
実施の形態１，２では実際の漏洩電流の状況を考慮せずキャンセル電流の生成を行ったが、本実施の形態は漏洩電流の情報を検出し、インピーダンスの調整を行い、漏洩電流とキャンセル電流のずれが生じた場合補正を行えるので、経年変化による本体負荷漏洩インピーダンス８と漏電防止装置の負荷漏洩インピーダンス等価インピーダンスのずれ、各部の時間遅れによるＵ，Ｖ，ＷとＵａｎｔｉ、Ｖａｎｔｉ、Ｗａｎｔｉ電圧変動タイミングのずれ等に対応できる。
発明の実施の形態５は実施の形態３，４の変形であり、発明の実施の形態５は補正を負荷漏洩インピーダンス等価インピーダンスにて補正をかけるもので、ここで補正をかけた場合キャンセル電流の波形全体に補正がかけられることが特徴である。等価インピーダンス部にＬＣＲの直列回路を用いたときそれぞれの値に対しキャンセル電流はおおむね図１１及び図１１中の式で表される。
また、図１２に漏洩インピーダンスと漏洩電流の関係を示す。
【００５２】
図１０において等価インピーダンス４のＬＣＲの各値を、各素子にタップを設け各タップからの回路をスイッチング素子により切り換えて可変にすることができる。
この補正に関するアルゴリズムを図１３のフローチャートにて説明する。
割り込み処理（ＳＴＯ８）により、キャンセル電流の出力を停止（ＳＴＯ９）し、電圧Ｅと電流ｉ1 ，ｉ2 を計測し、さらに時間ｔａ，ｔｄを計測する。本来の値との差を計算し（ＳＴ１１）、等価インピーダンスのＬＣＲ値は図１１の式に記載してあるＬＣＲ値の如く補正される（ＳＴ１２）。
【００５３】
実際の製品ではコンプレッサ内の冷媒の状況により負荷漏洩インピーダンスが変化しコンプレッサからの漏電の量が変化する。実際エアコン等では起動時の漏電量が高い、これに対しコンプレッサの漏電量を監視してインピーダンス４を可変し漏電量の多いときはインピーダンスを下げキャンセル電流を増加させ、漏電量の少ないときは減少させる。
特に負荷の動作状態の変化に対応した高性能の漏電防止装置が得られる。
【００５４】
このように漏電防止トランス等の高価で大きな部品を用いず運転中の補正が実現可能な構成としたので安価で小型の漏電防止装置が得られる。また経年変化、動作状況の変化、製造上のばらつきに対応した信頼性の高い漏電防止装置が得られる。
【００５５】
実施の形態６．
図１４はこの発明の一実施の形態である漏電防止装置の構成図を示すものである。１７は可変電圧源でスイッチング部５に直流電圧を供給する。１６は本体の漏洩電流を検出しその情報を出力する漏洩電流検出部で、漏洩電流の状況を可変電圧電源に伝える。実施の形態１，２では実際の漏洩電流の状況を考慮せずキャンセル電流の生成を行ったが、本実施の形態は漏洩電流の情報を検出し、電源電圧に反映させるため、漏洩電流とキャンセル電流のずれが生じた場合補正を行えるので、経年変化による本体負荷漏洩インピーダンス８と漏電防止装置の負荷漏洩インピーダンス等価インピーダンスのずれ等に対応できる。
前述のＬＣＲを可変とする図１１の例に対し、ＬＣＲを一定値とし印加電圧Ｅを可変とするものである。
【００５６】
実際の製品ではコンプレッサ内の冷媒の状況により負荷漏洩インピーダンスが変化しコンプレッサからの漏電の量が変化する。実際エアコン等では起動時の漏電量が高い、これに対しコンプレッサの漏電量を監視して可変電源１７の電圧を可変し漏電量の多いときは電圧をあげキャンセル電流を増加させ、漏電量の少ないときは電圧を下げキャンセル電流を減少させる。
特に負荷の動作状態の変化に対応した高性能の漏電防止装置が得られる。
【００５７】
図１５に電圧を可変とする補正のアルゴリズムのフローチャートを示す。図１３との相違点はキャンセル電流を補正するには漏洩電流を計測（ＳＴ１６）するだけで良いことである。これにより抵抗Ｒが一定であるため、本来値との差が計算でき（ＳＴ１７）、等価インピーダンス４へ加える電圧値を補正し（ＳＴ１８）、割り込み処理を終了し漏洩電流のキャンセル電流を出力すれば良い。
【００５８】
このように漏電防止トランス等の高価で大きな部品を用いずキャンセル電流の補正が実現可能な構成としたので安価で小型の漏電防止装置が得られる。また経年変化、動作状況の変化、製造上のばらつきに対応した信頼性の高い漏電防止装置が得られる。
【００５９】
実施の形態７．
図１６はこの発明の一実施の形態である漏電防止装置の構成図を示すものである。実施の形態１から６では同一マイクロプロセッサ内で本体の駆動情報を漏電防止装置に提供したが、本体の駆動部１０からその駆動情報を論理回路で構成された制御部７に取り込み漏電防止装置のスイッチングパターンを生成しても同様の動作を行うことができる。この構成では既存の本体にあと付け可能である。
【００６０】
このように漏電防止トランス等の高価で大きな部品を用いず実現可能な構成としたので安価で小型の漏電防止装置が得られる。また既存の本体にあと付け、すなわち既設機の漏洩電流低減対策として、あとから簡単に、かつ小型の装置を追設して行えるので汎用性が高い方法である。
すなわち、図１７はこの追加を結線のみで行う説明図を示すが、本体２の駆動部１０からの出力配線に対し、漏電防止装置１の駆動部６への信号ＯＮ，ＯＦＦが逆になるようにクロスの結線をするだけでよい。
発明の実施の形態７は実施の変形で、違いは、本体のスイッチングの情報すなわち相電圧の変化のタイミングに関する情報を本体のどこから得るのかということである。
通常制御部はマイコン内部のソフトウェアにより実現され、駆動部は低圧の電子回路、スイッチング部は高圧の電子回路で構成される。本発明の防止装置が動作に最小限必要な情報としては最終的には本体の出力相電圧の変化の情報となる。この情報を得るためにコストの点からいえば有利な順に実施の形態７の順となる。しかし各部に遅れ時間が発生するため情報の精度からすれば逆の順となるが、どんな装置にでも後から追加配設して問題点を解消できるので、この結線のみをクロスさせる対策は自由度の高いフレキシブルな漏洩電流防止対策が得られる。
【００６１】
実施の形態８．
図１８はこの発明の一実施の形態である漏電防止装置の構成図を示すものである。実施の形態１から６では同一マイクロプロセッサ内で本体の駆動情報を漏電防止装置に提供したが、本体のスイッチング部１１からその駆動情報を制御部７に取り込み漏電防止装置のスイッチングパターンを生成しても同様の動作を行うことができる。
【００６２】
このように漏電防止トランス等の高価で大きな部品を用いず実現可能な構成としたので安価で小型の漏電防止装置が得られる。また既存の本体にあと付け可能なので汎用性が高い。
図１９はこの実施の形態における駆動信号、相電圧、漏洩電流のように情報と出力についてのタイミングチャートを示す。
図示の如く相電圧の立ち上がり、立ち下がりタイミング検出し、そのまま使用して制御装置で漏電防止装置のタイミングを設定し、相電圧を反転させたキャンセル電圧Ｕａｎｔｉを発生させれば良い。
すなわち、防止装置の各部に遅れ時間のない処理が必要なものの本体の駆動部及び制御部の特性がわからなくても、忠実なタイミングの発生が可能で、これにより市販されているインバータ応用品に対する汎用防止装置の実現が可能となる。
【００６３】
実施の形態９．
本発明の実施の形態は実施の形態１の制御部７に遅延手段を付加したものである。図２０に本実施の形態のマイクロプロセッサで実現されるので制御部７のＵ相の制御フローチャートを示す。本体の制御部９のＵ相の相電圧変化の検知に対し（ＳＴ２０）、ソフトウェアにより可変可能な遅延時間をつけ（ＳＴ２１）漏電防止装置の相電圧変化指令を出力（ＳＴ２２）することにより、本体と漏電防止装置の各部の遅れ時間をアンマッチによるタイミングずれをなくすことができる。
【００６４】
このように漏電防止トランス等の高価で大きな部品を用いず実現可能な構成としたので安価で小型の漏電防止装置が得られる。各部の遅れ時間の違いによる出力のタイミングずれがなく、経年変化、動作状況の変化、製造上のばらつきに対応した信頼性の高い漏電防止装置が得られる。情報の精度からは発明の実施の形態１よりも良いものが得られる。
【００６５】
実施の形態１０．
本発明の実施の形態は実施の形態１の駆動部６に遅延手段を付加したものである。図２１は本実施の形態の駆動部６及びスイッチング部５の回路図である。２０は可変抵抗で電子的に抵抗値をコントロールする抵抗であってもよい。２１はコンデンサ、２２は反転回路、２３はスイッチング部のパワートランジスタをドライブするトランジスタで、駆動部は可変抵抗２０の値で任意の遅れ時間をつけスイッチング部を駆動できる。調整可能な遅延手段を設けることにより、本体と漏電防止装置の各部の遅れ時間のアンマッチによるタイミングずれをなくすことができる。図２２に遅れ時間説明図を示す。２０，２１の交点波形であるスレッショルドレベル２２により遅延時間が決定される。
【００６６】
このように漏電防止トランス等の高価で大きな部品を用いず簡単な回路構成で実現可能な構成としたので安価で小型の漏電防止装置が得られる。各部の遅れ時間の違いによる出力のタイミングずれがなく、経年変化、動作状況の変化、製造上のばらつきに対応した信頼性の高い精度のよい漏電防止装置が得られる。
【００６７】
実施の形態１１．
図２３（ａ）はこの発明の一実施の形態である漏電防止装置のスイッチング部及び本体漏洩インピーダンス等価インピーダンス部の回路を示すものである。３４，３７は抵抗、３５，３８はコイル、３６はコンデンサである。本実施の形態では、実施の形態１から１０の本体漏洩インピーダンス等価インピーダンス４に対し付加インピーダンスである３７及び３８を追加したことによりＵａｎｔｉ、Ｖａｎｔｉ、Ｗａｎｔｉの電圧がよりコンプレッサの相電圧Ｕ，Ｖ，Ｗの逆相電圧に近くなる。
【００６８】
これにより実施の形態１から１０より漏電防止の効果が高まる。
すなわち、付加インピーダンス３７，３８は各相と各相をまとめた箇所である中性点との間に漏洩インピーダンスでなく、あらかじめ設定される負荷自体のインピーダンスと等価なインピーダンスである。一方漏洩電流と等価なインピーダンス３４，３５，３６にはコンデンサ３６があるためスイッチング部５の相電圧の立ち上がり、立ち下がりの時にのみ電流がキャンセル電流として本体へ流れる。この付加インピーダンスにより常に等価インピーダンス４に対応した電流を流すことができ、この結果、モータ１３に流れる相電圧と同一で反転した電圧の発生が可能な防止装置１が得られより精度のよいものとなる。付加インピーダンス３７、３８は本体と等価なインピーダンスであり、一方漏洩インピーダンス３４、３５、３６は過渡電流を流すためのＬＣＲ回路である。
【００６９】
図２３（ａ）の動作を図２３（ｂ）を使い説明する。図２３（ｂ）１→２のときトランジスタ３０はｏｎ→ｏｆｆとなる。また２→３のときトランジスタ３１はｏｆｆ→ｏｎとなる。このとき相電圧Ｕａｎｔｉは３７と３８に流れる電流の方向により点線もしくは実線のタイミングでＨ→Ｌとなる。この電圧変化によりキャンセル電流が３４，３５，３６に流れる。ここで本体漏洩電流を完全にキャンセルするためには各インピーダンスの値は本体と全く等価な値とする。ルームエアコンのコンプレッサモータでは３８は数から数十ｍＨ、３７は数から数十オーム、３４は数ｋから数十ｋオーム、３５は数から数十ｍＨ、３６は数千ｐから数万ｐＦとなる。
３→４→５の場合は論理が逆転しトランジスタ３１はｏｎ→ｏｆｆ、トランジスタ３０はｏｆｆ→ｏｎとなる。このとき相電圧Ｕａｎｔｉは３７と３８に流れる電流の方向により点線もしくは実線のタイミングでＬ→Ｈとなる。このとき前記と全く同じ大きさで方向の全く逆なキャンセル電流が流れる。他の相についても全く同じ動作となる。
【００７０】
実施の形態１２．
図２４（ａ）はこの発明の一実施の形態である漏電防止装置のスイッチング部及び本体漏洩インピーダンス等価インピーダンス部の回路を示すものである。４０はトランジスタ４１、４３は抵抗、４２はダイオード、４４はコイル、４５はコンデンサである。実施の形態１から１１の本体漏洩インピーダンス等価インピーダンス４及びスイッチング部は図２４のような構成としても同様の効果が得られる。本構成としたときトランジスタは本体相電圧変化と逆の電圧変化を行うようにスイッチングする。
【００７１】
本構成としたことによりスイッチング部の部品点数が減り実施の形態１から１１に対しさらに安価な漏電防止装置が得られる。
すなわち、コンデンサ４４等の存在により図１１の如くキャンセル電流が流れる。
【００７２】
本体１の各相端子点と等価インピーダンス図２３（ａ）のＡ点が本体の反転電圧であればよい。これを得るために図２３では３７，３８を設けてある。
図２４（ａ）の動作を図２４（ｂ）を使い説明する。１→２のときトランジスタ４０はｏｆｆ→ｏｎとなる。このとき相電圧ＵａｎｔｉはＨ→Ｌとなる。この電圧変化によりキャンセル電流が４５→４４→４３→４０の順に通過し流れる。ここで本体漏洩電流を完全にキャンセルするためには各インピーダンスの値は本体と全く等価な値とする。ルームエアコンのコンプレッサモータでは４１、４３は数ｋから数十ｋオーム、４４は数から数十ｍＨ、４５は数千ｐから数万ｐＦとなる。
２→３の場合は論理が逆転しトランジスタ４０はｏｎ→ｏｆｆとなる。このとき相電圧ＵａｎｔｉはＬ→Ｈとなる。このとき前記と全く同じ大きさで方向の全く逆なキャンセル電流が４１→４２→４４→４５の順に通過し流れる。他の相についても全く同じ動作となる。以上の回路でトランジスタ４０は所定のタイミングで開閉されるスイッチング手段であり、又抵抗４１と４３の抵抗値は同じである。又、ダイオード４２は経路を変えるために設けている。
【００７３】
実施の形態１３．
発明の実施の形態１から１２の本体漏洩インピーダンス等価インピーダンス４及びスイッチング部は図２５のような構成としても同様の効果が得られる。このときスイッチング部の各トランジスタの電圧変化をなめらかにする。
【００７４】
このようにコイルを使わずトランジスタのスイッチングをなめらかに動作したことによりスイッチング部の部品点数が減り実施の形態１から１２に対しさらに安価な漏電防止装置が得られる。
図２５は、図２３，２４と動作は同一であり、図２３，２４からＬ４４，３５のコイルを省略している。このＬを省略した回路によっても、付加インピーダンスがあり、わずかな効果の減少でもっとも高価な部品であるコイルを省略できる。
【００７５】
実施の形態１４．
図２６はこの発明の一実施の形態である漏電防止装置のスイッチング部及び本体漏洩インピーダンス等価インピーダンス部の回路を示すものである。図２６で４６はコンデンサである。実施の形態１から１２の本体漏洩インピーダンス等価インピーダンス４及びスイッチング部は図２６のような構成としても同様の効果が得られる。このときスイッチング部の各トランジスタの電圧変化をなめらかにし、母線電圧は本体の母線電圧に対し低電圧とする。図２７に動作波形を示す。
【００７６】
このようにコイル、抵抗を使わずトランジスタのスイッチングをなめらかに動作し、母線電圧は本体の母線電圧に対し低電圧とすることによりスイッチング部の部品点数が減り実施の形態１から１３に対しさらに安価な漏電防止装置が得られる。各相のインピーダンス３７、３８を中性点８０でまとめている。
【００７７】
実施の形態１５．
図２８はこの発明の一実施の形態である漏電防止装置のスイッチング部及び本体漏洩インピーダンス等価インピーダンス部の回路を示すものである。本実施の形態では実施の形態１１，１２に対し本体漏洩インピーダンス等価インピーダンス部のコイル及び抵抗が少なくなる構成とした。
【００７８】
このようにコイルと抵抗の部品点数を減らしたことにより実施の形態１１，１２に対しさらに安価な漏電防止装置が得られる。
図２８は図２３，２４のうちコンデンサ以外の部品を共用化したもので、三相同時に相電圧が変化しない場合は、部品５４，５５，５６は共用化できる。この動作は図２７のようになる。
【００７９】
実施の形態１６．
図２９はこの発明の一実施の形態である漏電防止装置のスイッチング部及び駆動部の回路を示すものである。６０はコンデンサ、６１は抵抗でこれらは積分回路でスイッチング部の駆動をなめらかに駆動する。この駆動部を実施の形態１から１５に適用すると本体漏洩インピーダンス等価インピーダンス部にコイルがあるときはコイルの値を下げても同様の効果が得られる。またコイルの無いものについてはトランジスタの動作をなめらかにするのでキャンセル電流の波形がより漏洩電流波形に近づきキャンセル効果が高まる。この時の各部の動作を図３０に示す。
【００８０】
コイルのあるものはコイルの値が下がったことによりさらに安価な、コイルの無いものについてはさらに効果の高い漏電防止装置を得られる。
図２９はそれまでの実施例でスイッチ動作をさせていたスイッチング部のトランジスタをアンプ動作させ等価インピーダンス無しでも同様のキャンセル電流を得られるようにしたもので、この構成を用いると駆動部、スイッチング部、等価インピーダンス部がワンチップで外付け部品無しのＩＣ化可能となる。
【００８１】
実施の形態１７．
本実施の形態は実施の形態１１から１６の本体漏洩インピーダンス等価インピーダンス４の各素子の値を可変にしたものである。図３１は実施の形態１１，１２についてそれを示したものである。本実施の形態は本体漏洩インピーダンス等価インピーダンス４を可変としたことにより、経年変化や製造上のばらつき、動作状況の変化、製造上のばらつき等による本体負荷漏洩インピーダンス８と漏電防止装置の負荷漏洩インピーダンス等価インピーダンス４のずれを訂正することができる。
図３１の動作は図１１をもとに求められる。この時各素子は電子制御可能な可変インピーダンスとする。
また各部の値は出荷時調整にコンプレッサの製造ばらつきによる漏洩インピーダンスのばらつきの調整に用いてもよい。出荷時の調整のみで使うのなら通常の可変インピーダンス素子でよい。
【００８２】
このように漏電防止トランス等の高価で大きな部品を用いず実現可能な構成としたので安価で小型の漏電防止装置が得られる。また経年変化、動作状況の変化、製造上のばらつきに対応した信頼性の高い漏電防止装置が得られる。
【００８３】
実施の形態１８．
図３２はこの発明の一実施の形態である漏電防止装置の構成図を示すものである。本実施の形態で負荷１３は三相１８０゜通電方式で駆動される三相直流ブラシレスモータである。
【００８４】
図３３は本実施の形態の各部の電圧電流波形で、（ｅ）は本体のＵ相の出力電圧Ｕ、（ｆ）は本体のＶ相の出力電圧Ｖ、（ｇ）は本体のＷ相の出力電圧Ｗ、（ｈ）は三相総和の漏れ電流、（ｉ）は漏電防止装置のインピーダンスＭに印加される電圧Ｍａｎｔｉ、（ｊ）はＭａｎｔｉの電圧変動に起因するキャンセル電流である。横軸は時間軸である。
【００８５】
本実施の形態の漏電防止装置の動作を図３２，３３を用いて説明する。（ｅ）、（ｆ）、（ｇ）、（ｈ）に示されるようにコンプレッサモータから漏洩電流は相電圧の切り替わりにより、負荷漏洩インピーダンス８の容量成分にチャージされた電荷が漏洩している。これに対し本実施の形態に示される漏電防止装置では本体の相電圧の逆相の電圧を本体の制御情報からスイッチング回路５を駆動し（ｉ）に示されるような電圧を発生し負荷漏洩インピーダンスと等価なインピーダンス４に印加し（ｊ）に示されるような本体の漏れ電流と逆の電流を流すことにより漏電を防止する。
【００８６】
同時に相電圧が変化しない負荷では防止装置の各部の相数を負荷の相数より少なく構成でき、部品点数が下がり安価な漏電防止装置が得られる。
すなわち、図３３の点線で示すように、印加電圧Ｍａｎｔｉを１つの直列インピーダンスである等価インピーダンスに加えたキャンセル電流を得ればよく、回路コストが低減できる。
また電圧Ｍａｎｔｉの位相は各相電圧の相電圧変化のアンドをとることにより得られる。
なお同時に相電圧が変化しない負荷とは基本的に図３３に示されるような変調のかかっていない三相インバータは同時に変化しない。ただし、２相変調をかけると同時に２つの相電圧が変化し、３相変調をかけると同時に３つの相電圧が変化する。誘導機とブラシレスのモータいずれも２相変調が主流の場合実際には三相に対し２回路が最適となる。しかし本実施の形態は他との差異を明確にするため三相負荷で１回路のものを示した。
【００８７】
上記によりスイッチの総数、すなわちトランジスタの数、Ｌ、Ｃ、Ｒ素子数をインバータの相数よりも減らすことができる。すなわちインバータの総相数に対し防止装置の相数を少なくしたので安価な漏電防止装置が得られる。
上記実施の形態はすべて三相の負荷について示したが単相及びあらゆる相の負荷に対し、スイッチングのタイミングが同時に行えるものであれば、モータの種類や通電方式にかかわりなく利用できることはいうまでもない。またモータ中性点非接地の説明を行ってきたが、中性点非接地方式でもよいことは当然である。
【００８８】
上記説明はコンプレッサの漏電防止について述べたが、インバータにより駆動されるあらゆる負荷の漏電防止に利用できることはいうまでもない。
【００８９】
上記実施例を同一ＩＣ内に実現することができる。なお漏電防止装置をＩＣ内に含める場合、高圧と低圧を同一実装する技術が必要となるが、これについてはＨＶＩＣとして実用化されているので実現は容易である。
【００９０】
同一ＩＣ内に実現することにより、非常に小型で安価な漏電防止装置が得られる。上述の如く、図１の発明のように電源をインバータと防止装置が共用するので、安価、かつ、確実な逆位相発生が可能となる。又、各実施の形態とも、従来例の如くトランスを一切使わず小形化可能である。
【００９１】
実施の形態１９．
図３４は、漏電防止装置のスイッチング部および大地漏洩に対するインピーダンスと等価な等価インピーダンス部の回路構成図である。図３４は図２４と同一で、発明の実施の形態１２の説明とほぼ同一である。
また図３５はその１相の各部の動作タイミング図である。
また図３６は本発明の漏電防止装置の全体構成図である。
図３４で、１６０はトランジスタ、１６１はダイオード、１６２、１６３は抵抗、１６４はコンデンサ、１６５はコイルである。
図３４、３５を用いその動作を説明する。１→２のときトランジスタ１６０はｏｆｆ→ｏｎとなる。このとき相電圧ＵａｎｔｉはＨ→Ｌとなる。このとき本体の漏洩電流を打ち消すキャンセル電流が１６５→１６４→１６３→１６０の経路で流れる。ここで本体側の漏洩電流を完全に打ち消すためには各インピーダンスは本体と全く等価な値とする。
２→３の場合は論理が逆転しトランジスタ１６０はｏｎ→ｏｆｆとなる。このとき相電圧ＵａｎｔｉはＬ→Ｈとなる。このとき１→２とまったく逆の大きさで向きの違うキャンセル電流が１６２→１６１→１６４→１６５の経路で流れる。これは他の相についても全く同じ動作である。
このように本体のスイッチングの逆相の電圧をインピーダンスにあたえ漏洩電流を打ち消す電流を発生させ漏洩電流を防止している。
【００９２】
この漏電防止装置では、図３５に示されるように、トランジスタ１６０がｏｎしている間中、１６２の抵抗に電源電圧がフルに印加され、キャンセル電流には関与しない電流が流れ続ける。本体の漏洩インピーダンスの抵抗成分のインピーダンスが大きいとき、抵抗６２における電力損失は小さく、発熱に耐えるためでも小さな抵抗でよい。
すなわち等価インピーダンス部は本体の漏洩インピーダンス（抵抗分）と一致させるように設計される。本体、すなわち圧縮機の容量が小さくなり、物のサイズが小となって漏洩電流が減少すると抵抗１６２は小さな抵抗で良く経済的である。
【００９３】
ところが圧縮機のサイズが大きくなると反対に抵抗１６２の発熱が大きくなり、抵抗が大きく不経済になるので、この対策を次の例に記す。
【００９４】
実施の形態２０．
図３６はこの発明の一実施の形態である漏電防止装置の構成図を示すもので、１は漏電防止装置の構成、２は本体の構成、３は商用電源である。１の漏電防止装置で４は本体の負荷の漏洩インピーダンス８と等価なインピーダンス、５は４の負荷漏洩インピーダンス等価インピーダンスに電圧を与えるスイッチング部、６は５のスイッチング部をドライブする駆動部、７はスイッチングパターンを生成する制御部である。漏電防止装置のスイッチング部５の電源は本体コンバータ１２の出力を用いている。本実施の形態で本体の制御部９および漏電防止装置の制御部７は同一マイクロプロセッサ上で実現され、その制御はマイクロプロセッサに組み込まれたプログラム上で行われる。また駆動部６、スイッチング部５は低電流容量（５００ｍＡ以下程度）の電子部品で構成される。これは三相コンプレッサモータに実施した例である。
【００９５】
図３７は本実施の形態における漏電防止装置のスイッチング部および大地漏洩に対するインピーダンスと等価な等価インピーダンス部の回路構成図で、図３７で、１２０、１２１はトランジスタ、１２２はダイオード、１２３、１２４は抵抗、１２５はコンデンサ、１２６はコイルである。
【００９６】
図３８は本実施の形態における各部の動作タイミング図で、（ａ）本体のＵ相の出力電圧Ｕ、（ｂ）はＵの電圧変動に起因する漏れ電流、（ｃ）は漏電防止装置のインピーダンス４のＵ相部に印加される電圧Ｕａｎｔｉ、（ｄ）はＵａｎｔｉの電圧変動に起因するキャンセル電流である。また（ｅ）、（ｆ）はおのおの１２０、１２１のｏｎ、ｏｆｆ状態を示す。横軸は時間軸である。
【００９７】
本実施の形態の漏電防止装置の動作を図３６、３７、３８を用いて説明する。Ｕ相に注目し説明する。図３８（ｂ）の１→２のときトランジスタ１２０はｏｆｆ→ｏｎとなる。このとき相電圧ＵａｎｔｉはＨ→Ｌとなる。このとき本体の漏洩電流を打ち消すキャンセル電流が１２６→１２５→１２４→１２２→１２０の経路で流れる。ここで本体側の漏洩電流を完全に打ち消すためには各インピーダンスは本体と全く等価な値とする。
２→３の場合は論理が逆転しトランジスタ１２０はｏｎ→ｏｆｆとなる。またトランジスタ１２１はこのときｏｆｆ→ｏｎとなりキャンセル電流が流れている間は１２１がＯＮし、キャンセル電流の停止とともに１２１は閉じる、相電圧ＵａｎｔｉはＬ→Ｈとなる。このとき１→２とまったく逆の大きさで向きの違うキャンセル電流が１２１→１２４→１２５→１２６の経路で流れる。これは他の相についても全く同じ動作である。
このように本体のスイッチングの逆相の電圧をインピーダンスにあたえ漏洩電流を打ち消す電流を発生させ漏洩電流を防止している。
ここで抵抗１２３はトランジスタ１２１をドライブするためのもので等価インピーダンスの抵抗成分とは無関係で大きな値がとれる。ダイオード１２２はトランジスタ１２１のベース・エミッタ間の逆電圧を防止する。
【００９８】
このような構成としたことにより、漏洩インピーダンスの抵抗成分の小さな機器に対しても、本装置では大きな電力損失を発生する部分なく構成でき、安価で小型で効率の良い漏電防止装置が得られる。
また小容量の部品で構成されるため、ＩＣ化が可能であり、ＩＣ化すればさらに安価で小型化可能である。
【００９９】
実施の形態２１．
図３６はこの発明の一実施の形態である漏電防止装置の構成図を示すもので、１は漏電防止装置の構成、２は本体の構成、３は商用電源である。１の漏電防止装置で４は本体の負荷の漏洩インピーダンス８と等価なインピーダンス、５は４の負荷漏洩インピーダンス等価インピーダンスに電圧を与えるスイッチング部、６は５のスイッチング部をドライブする駆動部、７はスイッチングパターンを生成する制御部である。漏電防止装置のスイッチング部５の電源は本体コンバータ１２の出力を用いている。本実施の形態で本体の制御部９および漏電防止装置の制御部７は同一マイクロプロセッサ上で実現され、その制御はマイクロプロセッサに組み込まれたプログラム上で行われる。また駆動部６、スイッチング部５は低電流容量（５００ｍＡ以下程度）の電子部品で構成される。これは三相コンプレッサモータに実施した例である。
【０１００】
図３９は本実施の形態における漏電防止装置のスイッチング部および大地漏洩に対するインピーダンスと等価な等価インピーダンス部の回路構成図で、図３９は１４０、１４１はトランジスタ、１４２は抵抗、１４３はコンデンサ、１４４はコイルである。
【０１０１】
図４０は本実施の形態における各部の動作タイミング図で、（ａ）は本体のＵ相の出力電圧Ｕ、（ｂ）はＵの電圧変動に起因する漏れ電流、（ｃ）は漏電防止装置のインピーダンス４のＵ相部に印加される電圧Ｕａｎｔｉ、（ｄ）はＵａｎｔｉの電圧変動に起因するキャンセル電流である。また（ｇ）、（ｈ）はおのおののトランジスタ１４０、１４１のｏｎ、ｏｆｆ状態を示す。横軸は時間軸である。
【０１０２】
本実施の形態の漏電防止装置の動作を図３６、３９、４０を用いて説明する。Ｕ相に注目し説明する。１→２のときトランジスタ１４１はｏｆｆ→ｏｎ、トランジスタ１４０はｏｎ→ｏｆｆとなる。このとき相電圧ＵａｎｔｉはＨ→Ｌとなる。このとき本体の漏洩電流を打ち消すキャンセル電流が１４４→１４３→１４２→１４１の経路で流れる。ここで本体側の漏洩電流を完全に打ち消すためには各インピーダンスは本体と全く等価な値とする。
２→３の場合は論理が逆転しトランジスタ１４１はｏｎ→ｏｆｆとなる。またトランジスタ１４０はこのときｏｆｆ→ｏｎとなり、相電圧ＵａｎｔｉはＬ→Ｈとなる。このとき１→２とまったく逆の大きさで向きの違うキャンセル電流が１２０→１４２→１４３→１４４の経路で流れる。これは他の相についても全く同じ動作である。
このように本体のスイッチングの逆相の電圧をインピーダンスにあたえ漏洩電流を打ち消す電流を発生させ漏洩電流を防止している。なおスイッチング素子１４０はＮＰＮ形、１４１はＰＮＰ形である。
【０１０３】
このような構成としたことにより、漏洩インピーダンスの抵抗成分の小さな機器に対しても、本装置では大きな電力損失を発生する部分なく構成でき、安価で小型で効率の良い漏電防止装置が得られる。
また素子をＰＮＰとＮＰＮを組合せて構成されるため、又小容量の部品で構成されるため、ＩＣ化が可能であり、ＩＣ化すればさらに安価で小型化可能である。
【０１０４】
【発明の効果】
以上説明したとおり、請求項１に係るこの発明は、安価で小型で汎用性の高い漏電防止装置が得られる。
【０１０５】
請求項２に係るこの発明は、インバータ装置に付加可能な小型な装置により確実に漏電を防止できる。又、制御情報を元にスイッチングパターンを発生させるので、同一回路（マイコン）で駆動部を形成でき信頼性が高い。
【０１０６】
請求項３に係るこの発明は、スイッチングパターンを大地漏洩電流と逆位相の電流を発生するようにしたので、漏洩電流に近いキャンセル電流を発生でき、より小型な装置で安価に漏電防止装置が得られる。
【０１０７】
請求項４に係るこの発明は、漏洩電流を検出して制御するのできめ細かい対応ができ、信頼性の高い漏電防止装置が得られる。
【０１０８】
請求項５に係るこの発明は、大地漏洩の情報を基に制御信号を変更するので、広範囲なスイッチング動作が可能で、より確実な漏電防止装置が得られる。
【０１０９】
請求項６に係るこの発明は、大地漏洩の情報を基にスイッチング駆動信号を変更するので、スイッチング動作が確実で、信頼性の高い装置が得られる。
【０１１０】
請求項７に係るこの発明は、大地漏洩の情報を基にインピーダンス量を変更して調整するので、信頼性の高い精度の良い、電流を抑えた漏電防止装置が得られる。
【０１１１】
請求項８に係るこの発明は、大地漏洩情報を基に可変電源に提供し印加電圧を変えるので漏電量に応じた確実な防止が可能となる。
【０１１２】
請求項９に係るこの発明は、インバータ駆動部からスイッチングに関する情報を得るので、安価で汎用性の高い、制御動作を確実な装置が得られる。
【０１１３】
請求項１０に係るこの発明は、インバータのスイッチング情報を直接利用してスイッチングするのでノイズ等の影響が少なくより確実な漏電防止が可能で汎用性の高い装置が得られる。又、漏洩電流に対するキャンセル電流が一致しやすく、経年変化に強い信頼性の高い装置が得られる。
【０１１４】
請求項１１に係るこの発明は、制御部に遅延手段を有するので、精度よい漏電防止が行える。特に、スイッチング素子やフォトカプラなど信号を遅延する素子の特性やバラツキを遅延に入れて調整できるので、一層精度の良いキャンセル電流を作れる装置が得られる。
【０１１５】
請求項１２に係るこの発明は、駆動部に遅延手段を設けたので確実に効果的にスイッチングを遅延させられ信頼性の高い装置が得られる。
【０１１６】
請求項１３に係るこの発明は、インピーダンス部に各素子の構成で設けたので、保守の簡単な構成で装置が得られる。
【０１１７】
請求項１４に係るこの発明は、漏洩インピーダンス回路を簡素化したので装置の小形化ができる。
【０１１８】
請求項１５に係るこの発明は、簡素化した等価回路により構成でき、簡単な構成で漏電防止装置が得られる。
【０１１９】
請求項１６に係るこの発明は、インピーダンスをより簡単にでき、安価な装置を得ることができる。
【０１２０】
請求項１７に係るこの発明は、部品共有により、より少ない電気部品でインピーダンスを得ることができ安価な装置が得られる。
【０１２１】
請求項１８に係るこの発明は、駆動部に積分回路を用いたので、例えコイルを用いなくても、不足したとしても相電圧の急激な変化に対する漏洩電流の遅れを作ることができ安価で小型な漏電防止装置が得られる。
【０１２２】
請求項１９に係るこの発明は、インピーダンス各素子の値を可変できるようにしたので、漏電特性の変化に対応可能で信頼性が高い装置が得られる。
【０１２３】
請求項２０に係るこの発明は、少ない部品で漏電防止装置が得られ経済的である。
【０１２４】
請求項２１に係るこの発明は、装置各部を集積化でき、量産化が容易で安価となり、小型化出来どこにでも取りつけられる。
【０１２５】
請求項２２に係るこの発明は、例えば圧縮機のサイズが大きくなった場合のように漏洩電流が大きくなったとしても小形の装置で漏電防止が可能となる。
【０１２６】
請求項２３に係るこの発明は、ＰＮＰとＮＰＮを組合せて漏電防止装置が構成できるため部品の集積が可能となり著しい小形の装置が得られる。
【０１２７】
請求項２４に係るこの発明は、等価電流を発生させ接地電流をキャンセルさせるので、漏電防止を簡単に、かつ安価に行える。
【０１２８】
請求項２５に係るこの発明は、漏洩電流の変化に追随させることができ、精度のよい漏電防止方法が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１のインバータ駆動負荷に対する漏電防止装置の構成図である。
【図２】この発明の実施の形態１のインバータ駆動負荷に対する漏電防止装置の各部の波形図である。
【図３】この発明の実施の形態２のインバータ駆動負荷に対する漏電防止装置の構成図である。
【図４】この発明の実施の形態３のインバータ駆動負荷に対する漏電防止装置の構成図である。
【図５】この発明の漏洩電流検出部の説明図である。
【図６】この発明の駆動信号と漏洩電流のタイミングチャートを示す説明図である。
【図７】この発明の信号補正を示すフローチャートである。
【図８】この発明の実施の形態４のインバータ駆動負荷に対する漏電防止装置の構成図である。
【図９】この発明の補正を行う回路の構成図である。
【図１０】この発明の実施の形態５のインバータ駆動負荷に対する漏電防止装置の構成図である。
【図１１】この発明のキャンセル電流波形の説明図である。
【図１２】この発明の漏洩電流を示す説明図である。
【図１３】この発明の補正に関するアルゴリズムを示すフローチャートである。
【図１４】この発明の実施の形態６のインバータ駆動負荷に対する漏電防止装置の構成図である。
【図１５】この発明の補正に関するアルゴリズムを示すフローチャートである。
【図１６】この発明の実施の形態７のインバータ駆動負荷に対する漏電防止装置の構成図である。
【図１７】この発明のクロス結線説明図である。
【図１８】この発明の実施の形態８のインバータ駆動負荷に対する漏電防止装置の構成図である。
【図１９】この発明の情報と出力のタイミングチャートを示す説明図である。
【図２０】この発明の実施の形態９の漏電防止装置の制御部のフローチャートである。
【図２１】この発明の実施の形態１０の漏電防止装置の駆動部及びスイッチング部の回路図である。
【図２２】この発明の遅れ時間の説明図である。
【図２３】この発明の実施の形態１１の漏電防止装置のスイッチング部及び等価インピーダンス回路と動作説明図である。
【図２４】この発明の実施の形態１２の漏電防止装置のスイッチング部及び等価インピーダンス回路と動作説明図である。
【図２５】この発明の実施の形態１３の漏電防止装置のスイッチング部及び本体漏洩インピーダンス等価インピーダンスの回路図である。
【図２６】この発明の実施の形態１４の漏電防止装置のスイッチング部及び本体漏洩インピーダンス等価インピーダンスの回路図である。
【図２７】この発明の動作波形を示す説明図である。
【図２８】この発明の実施の形態１５の漏電防止装置のスイッチング部及び本体漏洩インピーダンス等価インピーダンスの回路図である。
【図２９】この発明の実施の形態１６の漏電防止装置の駆動部及びスイッチング部の回路図である。
【図３０】この発明の動作波形を示す説明図である。
【図３１】この発明の実施の形態１７の漏電防止装置のスイッチング部及び本体漏洩インピーダンス等価インピーダンスの回路図である。
【図３２】この発明の実施の形態１８の漏電防止装置の構成図である。
【図３３】この発明の実施の形態１８の漏電防止装置の各部の波形図である。
【図３４】この発明の実施の形態１９の漏電防止装置のスイッチング部および負荷と等価な大地に対する漏洩インピーダンスの回路図である。
【図３５】この発明の実施の形態１９の漏電防止装置の動作タイミング図である。
【図３６】この発明の実施の形態１９の漏電防止装置の構成図である。
【図３７】この発明の実施の形態１９である漏電防止装置のスイッチング部および負荷と等価な大地に対する漏洩インピーダンスの回路図である。
【図３８】この発明の実施の形態１９である漏電防止装置の各部の動作タイミング図である。
【図３９】この発明の実施の形態２０である漏電防止装置のスイッチング部および負荷と等価な大地に対する漏洩インピーダンスの回路図である。
【図４０】この発明の実施の形態２０である漏電防止装置の各部の動作タイミング図である。
【図４１】従来の漏電防止装置の回路構成図である。
【符号の説明】
１  漏電防止装置構成、２  本体構成、４  負荷漏洩インピーダンス等価インピーダンス部、５  漏電防止装置のスイッチング部、６  漏電防止装置の駆動部、７  漏電防止装置の制御部、８  本体負荷漏洩インピーダンス、９  本体制御部、１０  本体駆動部、１１  本体スイッチング部、１２  コンバータ、１５  直流電源、１６  漏洩電流検出部、１７  可変電源、２０  可変抵抗、２１  コンデンサ、２２  反転回路、３０，３１  トランジスタ、３２，３３  ダイオード、３４，３７  抵抗、３５，３８  コイル、３６  コンデンサ、４０  トランジスタ、４１，４３  抵抗、４２  ダイオード、４４  コイル、４５，４６  コンデンサ、５０，５３  コンデンサ、５４  ダイオード、５１，５５  抵抗、５２，５６  コイル、７０，７３，７６  可変抵抗、７１，７４  可変コイル、７２，７５  可変コンデンサ、８０  中性点、１２５，１４３，１６４  コンデンサ、１２０，１２１，１４０，１４１，１６０  トランジスタ、１２２，１６１  ダイオード、１２３，１２４，１４２，１６２，１６３  抵抗、１２６，１４４，１６５  コイル。