(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンバータ部と、コンデンサ部と、インバータ部を備えて構成されるインバータ装置において、
前記コンデンサ部は、第１のコンデンサ・グループと、第２のコンデンサ・グループに分けて構成され、
前記第１のコンデンサ・グループは、
くの字形に配列した３個１組のコンデンサ１１１ａ，１１２ａ，１１３ａを備え、
２個のコンデンサ１１１ａ，１１３ａは、陽極と陰極の端子の位置が同じで、かつ４つの端子が直線状に並ぶように積み重ねられるとともに、１個のコンデンサ１１２ａは、陽極と陰極の端子の位置を前記２個のコンデンサ１１１ａ，１１３ａと同じにして、前記２個のコンデンサ１１１ａ，１１３ａの中間部における一方の側面に配置され、
前記コンデンサ１１１ａの陰極端子と前記コンデンサ１１２ａの陽極端子は、直線状の板状導体１２ａに接続され、
前記コンデンサ１１２ａの陰極端子と、前記コンデンサ１１３ａの陽極端子は、前記直線状の板状導体１２ａと同じ形状で平行に並べられて配置された板状導体１３ａに接続され、
前記コンデンサ１１１ａの陽極は、前記コンデンサ１１１ａ，１１２ａ，１１３ａの電極表面を覆う板状導体１４ａに接続されて構成され、
前記第２のコンデンサ・グループは、
前記第１のコンデンサ・グループにおける前記コンデンサ１１２ａが他方の側面に配置された、前記第１のコンデンサ・グループとは逆のくの字形の構成をした、３個１組のコンデンサ１１１ｂ，１１２ｂ，１１３ｂを備え、
前記コンデンサ１１１ｂの陰極端子と前記コンデンサ１１２ｂの陽極端子は、直線状の板状導体１２ｂに接続され、
前記コンデンサ１１２ｂの陰極端子と、前記コンデンサ１１３ｂの陽極端子は、前記直線状の板状導体１２ｂと同じ形状で平行に並べられて配置された板状導体１３ｂに接続され、
前記コンデンサ１１１ｂの陽極は、前記コンデンサ１１１ｂ，１１２ｂ，１１３ｂの電極表面を覆う、前記板状導体１４ａと同一形状の板状導体１４ｂに接続されて構成され、
前記第１のコンデンサ・グループと第２のコンデンサ・グループは、前記第１のコンデンサ・グループの、くの字形に配置されたコンデンサ１１１ａ，１１２ａ，１１３ａと、前記第２のコンデンサ・グループの、くの字形に配置されたコンデンサ１１１ｂ，１１２ｂ，１１３ｂとが、互いの電極が向かい合うようにして対向配置され、かつ、前記板状導体１４ａと前記板状導体１４ｂとが、対向面積が均等で向かい合うようにして対向配置され、
前記第１のコンデンサ・グループの前記板状導体１４ａは、前記コンデンサ１１１ａの陽極を前記インバータの正側に接続され、
前記第２のコンデンサ・グループの前記板状導体１４ｂは、前記コンデンサ１１１ｂの陽極を前記インバータの負側に接続され、
前記第１のコンデンサ・グループの前記コンデンサ１１３ａの陽極は、前記板状導体１４ａを貫通する絶縁した接続バー１５ｂで、前記板状導体１４ｂに接続され、
さらに、前記第２のコンデンサ・グループの前記コンデンサ１１３ｂの陰極は、前記板状導体１４ｂを貫通する絶縁した接続バー１５ａで、前記板状導体１４ａに接続されていることを特徴とするインバータ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、インバータ装置における平滑コンデンサ（以下、コンデンサという）間及びコンデンサからインバータ部までの配線が原因で発生するサージを軽減するためのコンデンサ配列をしたインバータ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
初めに図１は、インバータの基本構成図と対象コンデンサの実態配線及び各コンデンサと、そこからインバータ部（ＩＧＢＴ・Insulated Gate BipoIar Tran-sistor）部までの理想配線条件を示す図である。
図１(a) はインバータの基本回路構成と対象コンデンサを示す図、図１(b) は図１(a) のコンデンサの実態配線図、図１(c) は図１(b) における各コンデンサの理想配線条件の説明図である。
図１(c) に示すごとく、理想配線条件として[1001],[1002] 部の導体が密着し、並行して配置され、各導体の電流による磁力線発生を防止することが、サージを防止する必要条件である。
ここで、101 は商用電源・入力、102 はコンバータ、103.1C,2C,3Cは平滑コンデンサ、104 はインバータ部、105 はインバータ出力、1001と1002はコンデンサ電流の対向して流れる部分である。
ところが従来のインバータ装置の平滑コンデンサ配列とインバータ部への配線は、そのような環境になされていない。
図３は２つの従来例の構成を表す図である。
図３(a),(b) はコンデンサとインバータ部を対面して取り付ける一つの例であり、図３(c),(d) はコンデンサとインバータ部と並べて取り付ける他の例である。
これらに示すごとく、コンデンサ21…,31 …を接続する導体23,24,25,26 、33,34,35,36 の一部は電流方向が反対となり、磁力線が互いに打ち消し合うが、コンデンサ21への充電電流のプラス側とマイナス側、例えば図３(b) の2a部と2b部並びに図３(d) の3a部と3b部が逆向きの電流と相対していないため、図１(c) を満足できない構造・配線になっており、ノイズ発生を大幅に低減できない状況であった。
このため、これによって生じるノイズ対策として、比較的大きな容量を持つサージ吸収装置( スバナ回路) を設けていた。
ここで図３(a) において、104はＩＧＢＴ、23,24 及び33,34 はコンデンサ間を接続する導体、25,26,35,36 はコンデンサからＩＧＢＴ104 間を接続する陽極（Ｐ）、陰極（Ｎ）の導体である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
インバータ装置において、従来の発生ノイズ除去方式から配線リアクタンスを極限まで減少させ、その発生自体を大幅に低減させることができるコンデンサ配列方法を適用したコンデンサ配列構造を通じて、サージ吸収装置の容量を小さくして、装置自体の信頼性と小形化、低コスト化を図ることを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため本発明の請求項１の発明は、コンバータ部と、コンデンサ部と、インバータ部を備えて構成されるインバータ装置において、前記コンデンサ部は、第１のコンデンサ・グループと、第２のコンデンサ・グループに分けて構成され、前記第１のコンデンサ・グループは、くの字形に配列した３個１組のコンデンサ１１１ａ，１１２ａ，１１３ａを備え、２個のコンデンサ１１１ａ，１１３ａは、陽極と陰極の端子の位置が同じで、かつ４つの端子が直線状に並ぶように積み重ねられるとともに、１個のコンデンサ１１２ａは、陽極と陰極の端子の位置を前記２個のコンデンサ１１１ａ，１１３ａと同じにして、前記２個のコンデンサ１１１ａ，１１３ａの中間部における一方の側面に配置され、前記コンデンサ１１１ａの陰極端子と前記コンデンサ１１２ａの陽極端子は、直線状の板状導体１２ａに接続され、前記コンデンサ１１２ａの陰極端子と、前記コンデンサ１１３ａの陽極端子は、前記直線状の板状導体１２ａと同じ形状で平行に並べられて配置された板状導体１３ａに接続され、前記コンデンサ１１１ａの陽極は、前記コンデンサ１１１ａ，１１２ａ，１１３ａの電極表面を覆う板状導体１４ａに接続されて構成され、前記第２のコンデンサ・グループは、前記第１のコンデンサ・グループにおける前記コンデンサ１１２ａが他方の側面に配置された、前記第１のコンデンサ・グループとは逆のくの字形の構成をした、３個１組のコンデンサ１１１ｂ，１１２ｂ，１１３ｂを備え、前記コンデンサ１１１ｂの陰極端子と前記コンデンサ１１２ｂの陽極端子は、直線状の板状導体１２ｂに接続され、前記コンデンサ１１２ｂの陰極端子と、前記コンデンサ１１３ｂの陽極端子は、前記直線状の板状導体１２ｂと同じ形状で平行に並べられて配置された板状導体１３ｂに接続され、前記コンデンサ１１１ｂの陽極は、前記コンデンサ１１１ｂ，１１２ｂ，１１３ｂの電極表面を覆う、前記板状導体１４ａと同一形状の板状導体１４ｂに接続されて構成され、前記第１のコンデンサ・グループと第２のコンデンサ・グループは、前記第１のコンデンサ・グループの、くの字形に配置されたコンデンサ１１１ａ，１１２ａ，１１３ａと、前記第２のコンデンサ・グループの、くの字形に配置されたコンデンサ１１１ｂ，１１２ｂ，１１３ｂとが、互いの電極が向かい合うようにして対向配置され、かつ、前記板状導体１４ａと前記板状導体１４ｂとが、対向面積が均等で向かい合うようにして対向配置され、前記第１のコンデンサ・グループの前記板状導体１４ａは、前記コンデンサ１１１ａの陽極を前記インバータの正側に接続され、前記第２のコンデンサ・グループの前記板状導体１４ｂは、前記コンデンサ１１１ｂの陽極を前記インバータの負側に接続され、前記第１のコンデンサ・グループの前記コンデンサ１１３ａの陽極は、前記板状導体１４ａを貫通する絶縁した接続バー１５ｂで、前記板状導体１４ｂに接続され、さらに、前記第２のコンデンサ・グループの前記コンデンサ１１３ｂの陰極は、前記板状導体１４ｂを貫通する絶縁した接続バー１５ａで、前記板状導体１４ａに接続されていることを特徴とするものである。
かくしてこの本発明の請求項１の発明によれば、コンデンサ間及びコンデンサ部からインバータ部（ＩＧＢＴ）までの配線において、陽極（Ｐ）と陰極（Ｎ）間に直列に接続される３個を１組として「く」の字形に配列し、一方向に流れる電流の向きを相反する電流方向となるように並行導体を形成し、また、そのコンデンサ群を２ブロックに分け、それぞれコンデンサ端子極性が相反する位置で組合せることにより、コンデンサ部とインバータ部間も全ての部分で電流方向が反対となる並行導体とし、それぞれの相（極）で発生する磁力線を打ち消す構造とし、サージノイズが極力低減できるという特段の効果を奏することができる。
【０００５】
また、コンデンサ間を板状導体で接続することにより、最短電流が流れ易くなり、相互の電磁相殺に顕著な効果を持つ。
【０００６】
また、第１のコンデンサ・グループと第２のコンデンサ・グループを板状の導体で覆うことにより、陽極（Ｐ）側と陰極（Ｎ）側の対向面積が均等になり完全に近い電磁相殺がなされるという特色をも兼ね備える。
【０００７】
さらに、本インバータ装置によれば、インバータの配線の不均衡によるノイズの発生が抑制でき、その吸収のため従来設けていたスナバ回路の容量を大幅に削減できるので、従来品に比べ小形化、簡素化、低価格化と装置の信頼性向上を図ることができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。すべての図面において同一符号は同一若しくは相当部材とする。
図２は本発明の実施の形態における構成を示し、図２(a) はその１つのブロックの正面図、図２(b) は図２(a) の側面図、図２(c) は２つのブロックを組み合わせたこの装置の側面図である。
図２(a) 、図２(b) は使用するコンデンサを２ブロックに分け、導体により接続した状態である。また、図２(c) は図２(a) ・図２(b) の各ブロックを組合せ、完成した状態の側面図である。
【０００９】
図２において、111a,112a,113a,111b,112b,113bはコンデンサ、12a,13a.12b,13b はコンデンサ間を接続する導体であって、板状導体をなしている。14a は陽極（Ｐ）板状導体、14b は陰極（Ｎ）板状導体でいずれもインバータ部（ＩＧＢＴ）104 に接続される。
ここで、コンデンサの配置は図１(b) に示す回路のものと、陽極（Ｐ）と陰極（Ｎ）間に直列に接続される３個１組を「く」の字形に配列したもの必要数を組み合わせ、それを２ブロック[ Ａブロック，Ｂブロック〕に分けて、陽極側、陰極側導体を境にして、互いに端子を向き合わせて面対称的に配置・構成させている。
このとき、図２(b) に示す通り、各ブロックのコンデンサの極性は互いに相反する状態に取り付ける。上下に分かれたコンデンサと各極導体の同極の一部は15a 、15b の接続バーにより接続する。これらの接続バー15a,15b は、中実の円柱状導体で板状導体に接続する箇所はタッピング工法で、コンデンサ電極とはネジ止め工法で施行される。
このとき、前記接続バー15a,15bが貫通する異極の導体は、絶縁距離が確保できる直径の穴を設けるか、接続バー自体を絶縁する方法を採用している。
この結果、コンデンサ相互間及びコンデンサ部とインバータ部（ＩＧＢＴ）間の導体には図中矢印（→）で示す通り、どの部分を取っても、電流の向きが逆向きになる。これにより、電流により発生する磁力線が互いに打ち消し合うことになり、サージの発生が抑制される。
また、全ての図面でコンデンサの両電極表面を円形で示したが、長方形であっても、本発明が適用可能であることは明らかである。
【００１０】
以下、コンデンサ部における各コンデンサの配列構造と、インバータ部との接続構造について、具体的に説明する。
図２（ａ），（ｂ），（ｃ）に示すように、前記コンデンサ部は、第１のコンデンサ・グループ（Ａブロック）と第２のコンデンサ・グループ（Ｂブロック）から構成されている。
前記第１のコンデンサ・グループは、３個１組のコンデンサ１１１ａ，１１２ａ，１１３ａを「く」の字形に配列して構成される。２個のコンデンサ１１１ａ，１１３ａは積み重ねられて配列される。このとき、２個のコンデンサ１１１ａ，１１３ａは、それぞれ陽極と陰極の端子の位置が同じで、かつそれらの４つの端子が直線状に並ぶように配置される。
残りの１個のコンデンサ１１２ａは、前記２個のコンデンサ１１１ａ，１１３ａの中間部における一方の側面に配置される。このとき、前記コンデンサ１１２ａの陽極と陰極の端子の位置は、前記２個のコンデンサ１１１ａ，１１３ａと同じにして、前記２個のコンデンサ１１１ａ，１１３ａの中間部における一方の側面に配置される。この場合、前記コンデンサ１１２ａの２つの端子は、前記２個のコンデンサ１１１ａ，１１３ａの直線状に並ぶ４つの端子に対して平行に配置されることになる。
前記コンデンサ１１１ａの陰極端子と前記コンデンサ１１２ａの陽極端子は、直線状の板状導体１２ａで接続される。
また、前記コンデンサ１１２ａの陰極端子と前記コンデンサ１１３ａの陽極端子は、前記直線状の板状導体１２ａと同じ形状で平行に並べられて配置された直線状の板状導体１３ａで接続される。
さらに、前記コンデンサ１１１ａの陽極は、前記コンデンサ１１１ａ，１１２ａ，１１３ａの電極表面を覆う板状導体１４ａに接続される。
これにより、第１のコンデンサ・グループが構成される。
第２のコンデンサ・グループは、前記第１のコンデンサ・グループにおける前記コンデンサ１１２ａが他方の側面に配置された、前記第１のコンデンサ・グループとは逆の「く」の字形の配列構成をした、３個１組のコンデンサ１１１ｂ，１１２ｂ，１１３ｂを備えている。
２個のコンデンサ１１１ｂ，１１３ｂは積み重ねられて配列される。このとき、２個のコンデンサ１１１ｂ，１１３ｂは、それぞれ陽極と陰極の端子の位置が同じで、かつそれらの４つの端子が直線状に並ぶように配置される。
残りの１個のコンデンサ１１２ｂは、前記２個のコンデンサ１１１ｂ，１１３ｂの中間部における他方の側面（第１のコンデンサ・グループとは逆の側面）に配置される。このとき、前記コンデンサ１１２ｂの陽極と陰極の端子の位置は、前記２個のコンデンサ１１１ｂ，１１３ｂと同じにして、前記２個のコンデンサ１１１ｂ，１１３ｂの中間部における他方の側面に配置される。この場合、前記コンデンサ１１２ｂの２つの端子は、前記２個のコンデンサ１１１ｂ，１１３ｂの直線状に並ぶ４つの端子に対して平行に配置されることになる。
前記コンデンサ１１１ｂの陰極端子と前記コンデンサ１１２ｂの陽極端子は、直線状の板状導体１２ｂで接続される。
また、前記コンデンサ１１２ｂの陰極端子と前記コンデンサ１１３ｂの陽極端子は、前記直線状の板状導体１２ｂと同じ形状で平行に並べられて配置された直線状の板状導体１３ｂで接続される。
さらに、前記コンデンサ１１１ｂの陽極は、前記コンデンサ１１１ｂ，１１２ｂ，１１３ｂの電極表面を覆う板状導体１４ｂに接続される。前記板状導体１４ｂは、前記板状導体１４ａと同一形状をしている。
これにより、第２のコンデンサ・グループが構成される。
このように構成された前記第１のコンデンサ・グループと第２のコンデンサ・グループは、図２（ｃ）に示すように、互いの電極が向かい合うようにして対向配置される。つまり、前記第１のコンデンサ・グループの、「く」の字形に配置されたコンデンサ１１１ａ，１１２ａ，１１３ａと、前記第２のコンデンサ・グループの、「く」の字形に配置されたコンデンサ１１１ｂ，１１２ｂ，１１３ｂとが、互いの電極が向かい合うようにして対向配置される。
また、前記板状導体１４ａと前記板状導体１４ｂとが、対向面積が均等で向かい合うようにして対向配置される。
この状態で、前記第１のコンデンサ・グループの前記板状導体１４ａは、前記コンデンサ１１１ａの陽極を前記インバータの正側に接続され、前記第２のコンデンサ・グループの前記板状導体１４ｂは、前記コンデンサ１１１ｂの陽極を前記インバータの負側に接続される。
また、前記第１のコンデンサ・グループの前記コンデンサ１１３ａの陽極は、前記板状導体１４ａを貫通する絶縁した接続バー１５ｂで、前記板状導体１４ｂに接続され、前記第２のコンデンサ・グループの前記コンデンサ１１３ｂの陰極は、前記板状導体１４ｂを貫通する絶縁した接続バー１５ａで、前記板状導体１４ａに接続される。
【００１１】
【発明の効果】
以上述べたように本発明によれば、インバータの配線の不均衡によるノイズの発生が抑制でき、その吸収のため従来設けていたスナバ回路の容量を大幅に削減できる。
これにより、従来品に比べ小形化、簡素化、低価格化と装置の信頼性向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の基本となる装置の回路構成と配線条件を示し、
(a) はインバータの基本回路構成と対象とする平滑コンデンサを示す図
(b) は平滑コンデンサの実態的配線図
(c) は各コンデンサの理想的配線条件を示す図
【図２】本発明の実施の形態を示す図で、
(a) はＡブロックとＢブロックの正面図
(b) はその側面図
(c) は図２(a)、図２(b) の各ブロックを組合せ、完成した状態の側面図である。
【図３】従来例の配置・配線を示し、
(a) はコンデンサとインバータ部を対面して取り付ける一例の正面図
(b) は(a) の側面図
(c) はコンデンサとインバータ部を並べて取り付ける他の例の正面図
(d) は(c) の側面図
【符号の説明】
101   商用電源入力
102   整流回路 (コンバータ)
103,1C.2C,3C,21,31,111a,112a,113a,111b,112b,112c  平滑コンデンサ
104   インバータ部
105   インバータ出力
12a,13a,14a,12b,13b,14b,23,24,25,26,33,34,35,36   板状導体
15a,15b  接続バー
【図１】
0004292494.tif 000002
【図２】
0004292494.tif 000003
【図３】
0004292494.tif 000004