JP3331881B2 - インバータ装置、圧縮機 - Google Patents

Description

【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６２−８８４８
４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１
０３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
のインバータ装置は、直流を変換し交流を発生させるイ
ンバータと、このインバータの発生する交流電圧を印加
する駆動負荷と、この駆動負荷の漏洩インピーダンスの
容量成分を通して大地漏洩電流を接地する駆動負荷本体
と、前記インバータの発生する交流電圧と逆位相の電圧
を発生させるスイッチング手段と、前記駆動負荷の漏洩
インピーダンスに相当するインピーダンスを有し、前記
スイッチング手段から電圧を印加され、前記駆動負荷本
体の接地部または別の接地部に電流を流すインピーダン
ス部と、を備えたものである。

【０００７】請求項２に係るこの発明のインバータ装置
は、直流を変換し交流を発生させるインバータと、この
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設定し一端
を接地したインピーダンス部と、このインピーダンス部
の他端に接続され、前記インバータの発生する交流電圧
と逆位相の交流をスイッチングにより発生させて印加す
る反転電圧印加手段と、を備えたものである。

【０００８】請求項３に係るこの発明のインバータ装置
は、直流を変換し交流を発生させるインバータの交流電
圧を発生させるスイッチングの制御信号を入力し、この
交流電圧の反転信号を発生させる駆動信号発生手段と、
前記駆動信号発生手段からの反転信号を入力し、直流電
源からの直流を前記交流電圧と逆位相の電圧に変換する
スイッチング手段と、前記スイッチング手段が発生した
交流電圧が一端に印加され他端が接地される、前記イン
バータが駆動す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
と、を備えたものである。

【０００９】請求項４に係るこの発明のインバータ装置
は、インピーダンス部は、インバータ駆動負荷が運転中
に大地漏洩電流をキャンセルするキャンセル電流が流れ
るインピーダンスを、少なくともコンデンサを含む素子
から構成するものである。

【００１０】請求項５に係るこの発明のインバータ装置
は、スイッチング手段へ印加する直流電源の電圧値は、
インバータがスイッチングする直流電圧値と異なるもの
である。

【００１１】請求項６に係るこの発明のインバータ装置
は、インバータが駆動負荷に印加する電圧値情報を入力
して、インピーダンス部に印加する電圧値を可変とする
ものである。

【００１２】請求項７に係るこの発明のインバータ装置
は、インバータ駆動負荷から大地へ漏洩する漏洩電流を
検出し、インピーダンスに印加する電圧を変更するもの
である。

【００１３】請求項８に係るこの発明のインバータ装置
は、インピーダンス部への印加電圧の発生タイミングを
インバータの交流電圧からずらすものである。

【００１４】請求項９に係るこの発明のインバータ装置
は、インバータ駆動負荷から大地へ漏洩する漏洩電流の
電流値および電流変化の変化時間を検出し、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。

【００１５】請求項１０に係るこの発明のインバータ装
置は、インピーダンス部に交流を印加するスイッチング
手段を駆動制御する際、印加する電圧をインバータの交
流電圧よりもずらして反転電圧を発生させる遅延手段を
設けたものである。

【００１６】請求項１１に係るこの発明のインバータ装
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。

【００１７】請求項１２に係るこの発明のインバータ装
置は、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とインバータを駆動制御する
制御装置を同一ＩＣ内に集積したものである。

【００１８】請求項１３に係るこの発明のインバータ装
置は、インバータ負荷が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する冷媒を圧縮する圧縮機
のモータである。

【００１９】請求項１４に係るこの発明のインバータ装
置は、インピーダンス部に電圧を与えるスイッチング手
段を、ＰＮＰ形スイッチング素子とＮＰＮ形スイッチン
グ素子にて構成したものである。

【００２０】請求項１５に係るこの発明の圧縮機は、モ
ータが固定される密閉容器に漏洩電流が流れる構造の圧
縮機用モータの駆動装置として、請求項１乃至１３のい
ずれかに記載のインバータ装置を用いたものである。

【００２１】請求項１６に係るこの発明の圧縮機は、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
とした冷媒用圧縮機に用いたものである。

【００２２】

【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（５
００ｍＡ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。

【００２３】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。

【００２４】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。

【００２５】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。

【００２６】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。

【００２７】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。

【００２８】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。

【００２９】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Ｏ
Ｎ、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。

【００３０】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。

【００３１】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。

【００３２】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。

【００３３】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。

【００３４】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。

【００３５】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。

【００３６】図７において制御部７が補正動作のためＳ
ＴＯ１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，Ｏ
ＦＦ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）。

【００３７】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。

【００３８】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。

【００３９】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。

【００４０】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。

【００４１】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。

【００４２】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。

【００４３】図１０において等価インピーダンス４のＬ
ＣＲ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，ｔ
ｄ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）。

【００４４】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。

【００４５】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。

【００４６】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。

【００４７】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。

【００４８】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（ＳＴ１
８）、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。

【００４９】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。

【００５０】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。

【００５１】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Ｏ
Ｎ，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。

【００５２】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。

【００５３】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。

【００５４】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。

【００５５】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。

【００５６】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。２０，２
１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。

【００５７】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。

【００５８】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Ｕ
ａｎｔｉ、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。

【００５９】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３
７，３８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。

【００６０】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、３
５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。

【００６１】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１
１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。

【００６２】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。

【００６３】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４
１、４３は数ｋから数十ｋオーム、４４は数から数十ｍ
Ｈ、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。

【００６４】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。

【００６５】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２
３，２４と動作は同一であり、図２３，２４からＬ４
４，３５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。

【００６６】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。

【００６７】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。

【００６８】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。

【００６９】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。

【００７０】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。６
０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。

【００７１】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。

【００７２】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。

【００７３】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。

【００７４】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。

【００７５】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。

【００７６】本実施の形態の漏電防止装置の動作を図３
２，３３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。

【００７７】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。

【００７８】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。

【００７９】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。

【００８０】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。

【００８１】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。

【００８２】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３
６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、１６
２、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→１６
４→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。

【００８３】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、１６
２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。

【００８４】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。

【００８５】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。

【００８６】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。

【００８７】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。

【００８８】本実施の形態の漏電防止装置の動作を図３
６、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。

【００８９】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、Ｉ
Ｃ化すればさらに安価で小型化可能である。

【００９０】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。

【００９１】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。

【００９２】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。

【００９３】本実施の形態の漏電防止装置の動作を図３
６、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１４
０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。

【００９４】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。

【００９５】

【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、インバータの発生する交流電圧と逆位相の電
圧を負荷の漏洩インピーダンスに相当するインピーダン
スに印加して接地電流を打ち消すので、簡単で、かつ確
実に漏電が防止できるインバータ装置が得られる。

【００９６】請求項２に係るこの発明は、インバータの
発生する電圧と逆位相の交流をスイッチングにより発生
させてインビーダンス部に印加する反転電圧印加手段を
設けたので、小型で、かつ確実に漏電を防止できる装置
が得られる。

【００９７】請求項３に係るこの発明は、インバータ駆
動負荷の大地漏洩に対するインピーダンスに相当するイ
ンビーダンス部を設け、インバータのスイッチング信号
を基にインバータの交流電圧と逆位相の電圧を印加する
ので製造が容易で、汎用性が高い装置が得られる。又、
駆動発生手段から反転信号を作ることができるので漏洩
電流に対する時間遅れが制御部からの信号より少なく、
スイッチング部より大きいが信号が低電圧であったり、
同一回路内（同一プログラム内）であったりするので信
号を取りやすく、駆動部の制御時間ばらつきに対して補
償でき、安価である。

【００９８】請求項４に係るこの発明は、キャンセル電
流を発生させる漏洩インピーダンスに相当するインピー
ダンスを少なくともコンデンサを含む素子から構成する
ので製造が簡単で、かつ、変更等フレキシブルに対応で
きる。

【００９９】請求項５に係るこの発明は、直流電流の電
圧を自由に選択できるので、インピーダンス部は小容量
化や標準化が可能となる。特に低圧電源化が可能で低耐
圧素子が使え、集積化しやすく安価である。

【０１００】請求項６に係るこの発明は、インビーダン
ス等に印加する電圧を可変にできるので、インバータの
出力に応じたり、長期使用中の漏れ電流の変化に対応で
きる、使いやすい装置が得られる。インピーダンス部に
対し、Ｌ削減が可能で小形化ができる。

【０１０１】請求項７に係るこの発明は、漏洩電流に応
じてインビーダンス部に印加する電圧を変更するので汎
用性が高く信頼性が高い、負荷の経年変化などで変化し
ても確実に精度よく漏電を防止できるインバータ装置が
得られる。

【０１０２】請求項８に係るこの発明は、インバータの
交流電圧からインビーダンス部への印加電圧の発生タイ
ミングをずらすので、安価に漏電を防止できる。

【０１０３】請求項９に係るこの発明は、漏洩電流を検
出してインピーダンス量を変更させるので仕様の変更が
簡単で、信頼性のあるインバータ装置が得られる。

【０１０４】請求項１０に係るこの発明は、反転電圧を
ずらして発生させる遅延手段を設けたので、簡単にかつ
確実に漏電を防止できる。

【０１０５】請求項１１に係るこの発明は、インピーダ
ンス部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。

【０１０６】請求項１２に係るこの発明は、インバータ
制御装置と漏電防止を一体にでき、より信頼性を向上で
きるインバータ装置が得られる。

【０１０７】請求項１３に係るこの発明は、安価で漏電
の少ない圧縮器用モータを駆動するインバータが得ら
れ、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、又はその他を混合した冷媒を使えるので、冷凍
サイクルで冷媒に塩素を含まないフロンの使用を促進さ
せることができ環境への効果が大きい。

【０１０８】請求項１４に係るこの発明は、小容量の部
品で構成され、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。

【０１０９】請求項１５に係るこの発明は、上記インバ
ータ装置を圧縮機に用いるので、モータが固定される密
閉容器に流れる漏洩電流を低減できる。

【０１１０】請求項１６に係るこの発明は、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、又はそ
の他を混合した冷媒用圧縮機に上記圧縮機を用いたる
で、冷凍サイクルで冷媒に塩素を含まず誘電率の高いフ
ロンの使用を促進させることができ環境への効果が大き
い。

【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、４
４ 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、５
２，５６ コイル、７０，７３，７６ 可変抵抗、７
１，７４ 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、１２３，１２４，１４
２，１６２，１６３ 抵抗、１２６，１４４，１６５
コイル。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平７−87601（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−312877（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−98536（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−136072（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−131395（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−195393（ＪＰ，Ａ) 米国特許4155852（ＵＳ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H02M 7/48 H02H 7/122 H02P 7/63

Claims (16)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 直流を変換し交流を発生させるインバー
   タと、このインバータの発生する交流電圧を印加する駆
   動負荷と、この駆動負荷の漏洩インピーダンスの容量成
   分を通して大地漏洩電流を接地する駆動負荷本体と、前
   記インバータの発生する交流電圧と逆位相の電圧を発生
   させるスイッチング手段と、前記駆動負荷の漏洩インピ
   ーダンスに相当するインピーダンスを有し、前記スイッ
   チング手段から電圧を印加され、前記駆動負荷本体の接
   地部または別の接地部に電流を流すインピーダンス部
   と、を備えたことを特徴とするインバータ装置。
2. 【請求項２】 直流を変換し交流を発生させるインバー
   タと、この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
   設定し一端を接地したインピーダンス部と、 このインピーダンス部の他端に接続され、前記インバー
   タの発生する交流電圧と逆位相の交流をスイッチング手
   段により発生させて印加する反転電圧印加手段と、を備
   えたことを特徴とするインバータ装置。
3. 【請求項３】 直流を変換し交流を発生させるインバー
   タの交流電圧を発生させるスイッチングの制御信号を入
   力し、この交流電圧の反転信号を発生させる駆動信号発
   生手段と、 前記駆動信号発生手段からの反転信号を入力し、直流電
   源からの直流を前記交流電圧と逆位相の電圧に変換する
   スイッチング手段と、 前記スイッチング手段が発生した交流電圧が一端に印加
   され他端が接地される、前記インバータが駆動する負荷
   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と、を備えたことを特
   徴とするインバータ装置。
4. 【請求項４】 インピーダンス部は、インバータ駆動負
   荷が運転中に大地漏洩電流をキャンセルするキャンセル
   電流が流れるインピーダンスを、少なくともコンデンサ
   を含む素子から構成することを特徴とする請求項１また
   は請求項２または請求項３に記載のインバータ装置。
5. 【請求項５】 スイッチング手段へ印加する直流電源の
   電圧値は、インバータがスイッチングする直流電圧値と
   異なることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいず
   れかに記載のインバータ装置。
6. 【請求項６】 インバータが駆動負荷に印加する電圧値
   情報を入力して、インピーダンス部に印加する電圧値を
   可変とすることを特徴とする請求項１ないし請求項５の
   いずれかに記載のインバータ装置。
7. 【請求項７】 インバータ駆動負荷から大地へ漏洩する
   漏洩電流を検出し、インピーダンス部に印加する電圧を
   変更することを特徴とする請求項１ないし請求項６のい
   ずれかに記載のインバータ装置。
8. 【請求項８】 インピーダンス部への印加電圧の発生タ
   イミングをインバータの交流電圧からずらすことを特徴
   とする請求項１ないし請求項７のいずれかに記載のイン
   バータ装置。
9. 【請求項９】 インバータ駆動負荷から大地へ漏洩する
   漏洩電流の電流値および電流変化の変化時間を検出し、
   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ないし請求項６のいずれかに記載の
   インバータ装置。
10. 【請求項１０】 インピーダンス部に交流を印加するス
    イッチング手段を駆動制御する際、印加する電圧をイン
    バータの交流電圧よりもずらして反転電圧を発生させる
    遅延手段を設けたことを特徴とする請求項１ないし請求
    項９のいずれかに記載のインバータ装置。
11. 【請求項１１】 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
    １０のいずれかに記載のインバータ装置。
12. 【請求項１２】 インピーダンス部に電圧を印加するス
    イッチング手段を駆動制御する制御装置とインバータを
    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１０のいずれかに記載の
    インバータ装置。
13. 【請求項１３】 インバータ駆動負荷は、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する冷媒
    を圧縮して冷凍サイクルを循環させる圧縮機のモータで
    あることを特徴とする請求項１ないし請求項１０のいず
    れかに記載のインバータ装置。
14. 【請求項１４】 インピーダンス部に電圧を与えるスイ
    ッチング手段を、ＰＮＰ形スイッチング素子とＮＰＮ形
    スイッチング素子にて構成したことを特徴とする請求項
    １ないし請求項１３のいずれかに記載のインバータ装
    置。
15. 【請求項１５】 モータが固定される密閉容器に漏洩電
    流が流れる構造の圧縮機用モータの駆動装置として、請
    求項１乃至１４のいずれかに記載のインバータ装置を用
    いたことを特徴とする圧縮機。
16. 【請求項１６】 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た冷媒用圧縮機に用いたことを
    特徴とする請求項１５記載の圧縮機。