JP2522426B2 - Inverter device - Google Patents
Inverter deviceInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、誘導電動機に交流電圧を供給するインバー
タ装置に関する。The present invention relates to an inverter device that supplies an alternating voltage to an induction motor.
一般に、この種のインバータ装置は、第３図の如く、
交流電源１を整流回路2a及び平滑コンデンサ2bでなるコ
ンバータ回路２により整流平滑して直流電圧Ｖを出力
し、このコンバータ回路２より直流電圧Ｖを電流検出器
３を介してインバータ回路４に供給し、このインバータ
回路４より誘導電動機５に交流電圧を供給する。Generally, this type of inverter device is as shown in FIG.
The AC power supply 1 is rectified and smoothed by the converter circuit 2 including the rectifier circuit 2a and the smoothing capacitor 2b to output the DC voltage V, and the DC voltage V is supplied from the converter circuit 2 to the inverter circuit 4 via the current detector 3. An AC voltage is supplied from the inverter circuit 4 to the induction motor 5.
このインバータ回路４は、正極側のスイッチング素子
4a及び逆方向のダイオード4bの並列回路を負極側のスイ
ッチング素子4c及び逆方向のダイオード4dの並列回路に
直列接続するアームを複数設け、このアームを並列接続
して直流電圧Ｖを印加すると共に、各アームの接続点Ｏ
より交流電圧を発生するようスイッチング素子4a、4cを
オンオフ動作させている。This inverter circuit 4 is a switching element on the positive side.
A plurality of arms for serially connecting the parallel circuit of 4a and the diode 4b in the reverse direction to the parallel circuit of the switching element 4c on the negative side and the diode 4d in the reverse direction are provided, and the DC voltage V is applied by connecting the arms in parallel. Connection point O of each arm
The switching elements 4a and 4c are turned on and off so as to generate more alternating voltage.
また、このスイッチング素子4a、4cのオンオフ動作
は、制御装置６により制御され、インバータ回路４より
出力される交流電圧の周波数を可変可能にし、誘導電動
機５の回転数制御を行えるようになっている。Further, the on / off operation of the switching elements 4a and 4c is controlled by the control device 6 so that the frequency of the AC voltage output from the inverter circuit 4 can be varied and the rotation speed of the induction motor 5 can be controlled. .
さらに、電流検出器３は、コンバータ回路２からイン
バータ回路４へ流れる電流を検出して、電流信号3aを、
制御装置６に出力する。制御装置６は、この電流信号3a
を受けて、電流値が大きいと判断した時に、インバータ
回路４の動作停止又は動作抑制を行い、インバータ回路
４の動作保護を行っている。Further, the current detector 3 detects the current flowing from the converter circuit 2 to the inverter circuit 4 and outputs the current signal 3a as
Output to the control device 6. The control device 6 uses the current signal 3a
In response to this, when it is determined that the current value is large, the operation of the inverter circuit 4 is stopped or suppressed, and the operation of the inverter circuit 4 is protected.
しかして、上述のインバータ装置にあっては、誘導電
動機５の回生状態は勿論、駆動状態には、インバータ回
路４のスイッチング素子4a、4cを介して流れる電流と、
これに並列接続されたダイオード4b、4dを介して流れる
電流とが各々発生し、次のような問題が発生した。Therefore, in the above-described inverter device, not only the regeneration state of the induction motor 5 but also the driving state, the current flowing through the switching elements 4a and 4c of the inverter circuit 4,
A current flowing through each of the diodes 4b and 4d connected in parallel was generated, and the following problems occurred.
すなわち、アームを構成する正極側のスイッチング素
子4a及び負極側のスイッチング素子4cがオフ状態で、正
極側のダイオード4bを介して電流Ｉが直流電圧Ｖ側へ流
れている場合、同アームを構成する負極側のスイッチン
グ素子4cがオフからオンに動作すると、電流Ｉを流して
いたダイオード4bが遮断し負極側のスイッチング素子4c
に通電を開始するものの、このダイオード4bが完全に遮
断するまでの間、このダイオード4bには逆方向のリカバ
リー電流Ｊが負極側のスイッチング素子4cを通じて流れ
る現象を生ずる。That is, if the switching element 4a on the positive electrode side and the switching element 4c on the negative electrode side forming the arm are in the OFF state and the current I flows to the DC voltage V side via the diode 4b on the positive electrode side, the arm is formed. When the switching element 4c on the negative electrode side is operated from off to on, the diode 4b which has been passing the current I is cut off and the switching element 4c on the negative electrode side is cut off.
However, a reverse recovery current J flows through the diode 4b through the negative side switching element 4c until the diode 4b is completely cut off.
このリカバリー電流Ｊは、インバータ回路４から電流
検出器３を通じて流れる関係から、電流検出器３には、
リカバリー電流Ｊを重畳した大電流が流れることとな
り、電流検出器３はこれに相当した電流信号3aを出力
し、制御回路６では電流値が大きいと判断してインバー
タ回路４の動作保護を行う恐れがあった。Since the recovery current J flows from the inverter circuit 4 through the current detector 3,
Since a large current that superimposes the recovery current J will flow, the current detector 3 outputs a corresponding current signal 3a, and the control circuit 6 may judge that the current value is large and protect the operation of the inverter circuit 4. was there.
勿論、アームを構成する正極側のスイッチング素子4a
及び負極側のスイッチング素子4cがオフ状態で、負極側
のダイオード4dを介して電流Ｉが直流電圧Ｖ側へ流れて
いる時に、正極側のスイッチング素子4aがオフからオン
へ動作した場合も同様の現象が生ずる。Of course, the switching element 4a on the positive electrode side that constitutes the arm
Also, when the switching element 4c on the negative electrode side is in the OFF state and the current I is flowing to the DC voltage V side through the diode 4d on the negative electrode side, the same applies when the switching element 4a on the positive electrode side operates from OFF to ON. A phenomenon occurs.
尚、インバータ回路４のスイッチング素子4a、4cがオ
ンからオフへ動作する時に、直流電圧Ｖ路の浮遊インダ
クタンスによって発生するスパイク電圧を抑制するため
に、電流検出器３よりインバータ回路４側で直流電圧Ｖ
路にスナバ回路７を並列接続することも行われるが、こ
のスナバ回路７はコンデンサへの充電作用によりスパイ
ク電圧を抑制するものであり、前述のリカバリー電流Ｊ
を補うことは出来なかった。When the switching elements 4a and 4c of the inverter circuit 4 operate from on to off, in order to suppress the spike voltage generated by the stray inductance of the direct current voltage V path, the direct current voltage on the side of the inverter circuit 4 from the current detector 3 is suppressed. V
The snubber circuit 7 may be connected in parallel to the path, but this snubber circuit 7 suppresses the spike voltage by the charging action on the capacitor, and the recovery current J
I could not make up for it.
本発明は、かかる事由に鑑みて成したもので、その目
的とするところは、電流検出器へのリカバリー電流の影
響を抑制して誤動作の少ないインバータ装置を提供する
ことにある。The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide an inverter device that suppresses the influence of a recovery current on a current detector and has less malfunction.
かかる課題を解決するため、本発明のインバータ装置
は、スイッチング素子及びこのスイッチング素子と逆方
向のダイオードの並列回路を一対直列接続したアームを
複数設け、このアームを並列接続して直列電圧を印加す
ると共に、各アームの接続点に誘導電動機を接続してこ
の誘導電動機に交流電圧を供給するよう前記スイッチン
グ素子をオンオフ動作させるインバータ回路と、このイ
ンバータ回路に供給する直流電圧を交流電源より整流平
滑して出力するコンバータ回路と、このコンバータ回路
から前記インバータ回路へ流れる電流を検出して前記イ
ンバータ回路の動作保護を行う電流信号を出力する電流
検出器とで構成したインバータ装置に於いて、前記電流
検出器に対して前記インバータ回路側の直流電圧路に、
前記直流電圧の極性に対し逆方向のダイオード及び抵抗
の並列回路をコンデンサに直列接続した保護回路を、並
列接続してなるものである。In order to solve such a problem, the inverter device of the present invention is provided with a plurality of arms in which a switching element and a parallel circuit of a diode in the opposite direction of the switching element are connected in series, and the arms are connected in parallel to apply a series voltage. At the same time, an induction motor is connected to the connection point of each arm to turn on and off the switching element so as to supply an AC voltage to the induction motor, and a DC voltage supplied to this inverter circuit is rectified and smoothed by an AC power supply. In the inverter device including a converter circuit that outputs a current signal and a current detector that detects a current flowing from the converter circuit to the inverter circuit and outputs a current signal that protects the operation of the inverter circuit, In the DC voltage path on the side of the inverter circuit with respect to the
A protection circuit in which a parallel circuit of a diode and a resistor in the opposite direction to the polarity of the DC voltage is connected in series to a capacitor is connected in parallel.
本発明のインバータ装置は、アームを構成する双方の
スイッチング素子が共にオフで、一方側のスイッチング
素子に並列接続されたダイオードを介して電流が直流電
圧側へ流れている場合に、同アームを構成する他方側の
スイッチング素子がオフからオンに動作した時、ダイオ
ードに逆方向のリカバリー電流が発生しても、保護回路
が、コンデンサの電荷をダイオードを通じて放電するこ
とにより、電流検出器を通じて流れる電流を抑制するこ
とが可能となる。The inverter device of the present invention forms the arm when both switching elements forming the arm are both off and current flows to the DC voltage side through the diode connected in parallel to the one side switching element. When the switching element on the other side operates from off to on, even if a reverse recovery current occurs in the diode, the protection circuit discharges the electric charge of the capacitor through the diode, and the current flowing through the current detector is It becomes possible to suppress.
以下、本発明の一実施例を第１図及び第２図に基づ
き、従来の技術の構成と同様のものには同符号を付し
て、説明する。An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG. 1 and FIG.
単相又は三相交流電源１にコンバータ回路２を接続
し、全波整流器2aを介して整流を行い、平滑コンデンサ
2bにより平滑して、直流電圧Ｖを出力する。A converter circuit 2 is connected to a single-phase or three-phase AC power source 1, and rectification is performed via a full-wave rectifier 2a to create a smoothing capacitor.
It is smoothed by 2b and a DC voltage V is output.
このコンバータ回路２の直流電圧Ｖを、電流検出器３
を介して、インバータ回路４に供給している。The DC voltage V of the converter circuit 2 is supplied to the current detector 3
It is supplied to the inverter circuit 4 via.
このインバータ回路４は、正極側のスイッチング素子
4a及びこれに逆方向のダイオード4bの並列回路を、負極
側のスイッチング素子4c及びこれに逆方向のダイオード
4dの並列回路に直列接続するアームを３本設け、この３
本のアームを並列接続して直流電圧Ｖの供給を受けてい
る。This inverter circuit 4 is a switching element on the positive side.
4a and a parallel circuit of a diode 4b in the reverse direction to the switching element 4c on the negative side and a diode in the reverse direction to the switching element 4c.
Three arms connected in series to the 4d parallel circuit are provided.
The arms of the book are connected in parallel to receive the DC voltage V.
また、このインバータ回路４は、各アームの接続点Ｏ
より、交流電圧を発生するようスイッチング素子4a、4c
をオンオフ動作する。In addition, this inverter circuit 4 has a connection point O of each arm.
The switching elements 4a, 4c to generate an alternating voltage.
Turn on and off.
この各スイッチング素子4a、4cのオンオフ動作は、制
御装置６により制御され、インバータ回路４より出力さ
れる交流電圧の周波数を可変可能にしている。The on / off operation of each of the switching elements 4a and 4c is controlled by the control device 6, and the frequency of the AC voltage output from the inverter circuit 4 is variable.
このインバータ回路４が発生する交流電圧は、誘導電
動機５に供給され、制御装置６により制御された周波数
に応答して回転数で動作する。The AC voltage generated by the inverter circuit 4 is supplied to the induction motor 5 and operates at the rotation speed in response to the frequency controlled by the control device 6.
また、このインバータ回路４の入力に、すなわち電流
検出器３に対してインバータ回路４側の直流電圧Ｖ路
に、保護回路８を並列接続している。Further, a protection circuit 8 is connected in parallel to the input of the inverter circuit 4, that is, to the DC voltage V path on the side of the inverter circuit 4 with respect to the current detector 3.
この保護回路８は、直流電圧Ｖに対して逆方向のダイ
オード8a及び放電抵抗8bの直列回路に充電抵抗8cを直列
接続し、この直列回路にコンデンサ8dを直列接続して構
成される。The protection circuit 8 is configured by connecting a charging resistor 8c in series to a series circuit of a diode 8a and a discharging resistor 8b in the direction opposite to the DC voltage V, and connecting a capacitor 8d in series to this series circuit.
尚、この保護回路８に対して、並列にコンデンサへの
充電作用を行うスナバ回路を接続して、インバータ回路
４のスイッチング素子4a、4cがオンからオフへ動作する
時に、直流電圧Ｖ路の浮遊インダクタンスによって発生
するスパイク電圧を抑制させることが望ましい。A snubber circuit for charging a capacitor is connected in parallel to the protection circuit 8 so that the DC voltage V path floats when the switching elements 4a and 4c of the inverter circuit 4 operate from on to off. It is desirable to suppress the spike voltage generated by the inductance.
さらに、電流検出器３は、コンバータ回路２からイン
バータ回路４へ流れる電流を検出して、電流信号3aを、
制御装置６に出力する。制御装置６は、この電流信号3a
を受けて、電流値が大きいと判断した時に、インバータ
回路４の動作停止又は動作抑制を行い、インバータ回路
４の動作保護を行っている。Further, the current detector 3 detects the current flowing from the converter circuit 2 to the inverter circuit 4 and outputs the current signal 3a as
Output to the control device 6. The control device 6 uses the current signal 3a
In response to this, when it is determined that the current value is large, the operation of the inverter circuit 4 is stopped or suppressed, and the operation of the inverter circuit 4 is protected.
しかして、このインバータ回路４の動作に伴う保護回
路８の動作状態を、第２図を参照して説明する。The operating state of the protection circuit 8 associated with the operation of the inverter circuit 4 will be described with reference to FIG.
例えば、アームを構成する正極側のスイッチング素子
4a及び負極側のスイッチング素子4cがオフ状態で、正極
側のダイオード4bを介して電流Ｉが、第２図（ａ）の如
く、直流電圧Ｖ側へ流れている場合、時間t1で、同アー
ムを構成する負極側のスイッチング素子4cがオフからオ
ンに動作すると、電流Ｉを流していたダイオード4bが一
旦、時間t2で遮断するものの、完全に遮断する時間t3ま
でのように、このダイオード4bには逆方向のリカバリー
電流Ｊが、負極側のスイッチング素子4cを通じて流れる
現象を生ずる。For example, the switching element on the positive electrode side that constitutes the arm
4a and the switching element 4c on the negative electrode side are in the OFF state, and when the current I is flowing to the DC voltage V side via the diode 4b on the positive electrode side as shown in FIG. When the switching element 4c on the negative electrode side, which is included in the circuit, operates from off to on, the diode 4b, which has been passing the current I, is temporarily cut off at time t2, but the diode 4b is completely cut off until the time t3 at which it is completely cut off. Causes a phenomenon that the reverse recovery current J flows through the negative side switching element 4c.
従って、負極側のスイッチング素子4cには、第２図
（ｂ）の如く、リカバリー電流Ｊを重畳した電流が流れ
ると共に、インバータ回路５への入力電流は、第２図
（ｃ）の点線で示す電流が流れる。Therefore, as shown in FIG. 2 (b), a current superposed with the recovery current J flows through the switching element 4c on the negative electrode side, and the input current to the inverter circuit 5 is shown by the dotted line in FIG. 2 (c). An electric current flows.
このとき、保護回路８のコンデンサ8dに充電していた
電荷を、ダイオード8a及び放電抵抗8bを介して、リカバ
リー電流Ｊを補うよう放電し、電流検出器３には、第２
図（ｃ）の実線で示すような電流に抑えることとなる。At this time, the charge charged in the capacitor 8d of the protection circuit 8 is discharged through the diode 8a and the discharge resistor 8b so as to compensate for the recovery current J, and the current detector 3 has the second
The current is suppressed to that shown by the solid line in FIG.
これによって、電流検出器３の電流信号3aを受けて制
御装置６により行われる動作保護を少なくできる。As a result, the operation protection performed by the control device 6 upon receiving the current signal 3a of the current detector 3 can be reduced.
勿論、アームを構成する正極側のスイッチング素子4a
及び負極側のスイッチング素子4cがオフ状態で、負極側
のダイオード4dを介して電流が直流電圧Ｖ側へ流れてい
る時に、正極側のスイッチング素子4aがオフからオンへ
動作した場合も同様の作用を行う。Of course, the switching element 4a on the positive electrode side that constitutes the arm
Also, when the switching element 4c on the negative electrode side is in the OFF state and the current is flowing to the DC voltage V side via the diode 4d on the negative electrode side, the same operation is performed when the switching element 4a on the positive electrode side operates from OFF to ON. I do.
尚、保護回路８のコンデンサ8dには、放電時の抵抗値
よりも大きい充電時の抵抗を介して、充電が行われる関
係から、充電電流による電流検出器３への影響は少な
い。Since the capacitor 8d of the protection circuit 8 is charged via the charging resistance that is larger than the discharging resistance, the charging current is less affected by the charging current.
かように、本発明のインバータ装置は、スイッチング
素子及びこのスイッチング素子と逆方向のダイオードの
並列回路を一対直列接続したアームを複数設け、このア
ームを並列接続して直流電圧を印加すると共に、各アー
ムの接続点に誘導電動機を接続してこの誘導電動機に交
流電圧を供給するよう前記スイッチング素子をオンオフ
動作させるインバータ回路と、このインバータ回路に供
給する直流電圧を交流電源より整流平滑して出力するコ
ンバータ回路と、このコンバータ回路から前記インバー
タ回路へ流れる電流を検出して前記インバータ回路の動
作保護を行う電流信号を出力する電流検出器とで構成し
たインバータ装置に於いて、前記電流検出器に対して前
記インバータ回路側の直流電圧線に、前記直流電圧の極
性に対し逆方向のダイオード及び抵抗の並列回路をコン
デンサに直列接続した保護回路を、並列接続したので、
アームを構成する両方のスイッチング素子が共にオフ
で、一方側のスイッチング素子に並列接続されたダイオ
ードを介して電流が直流電圧側へ流れている場合に、同
アームを構成する他方側のスイッチング素子がオフから
オンに動作した時、ダイオードに逆方向のリカバリー電
流が発生しても、保護回路が、コンデンサの電荷をダイ
オードを通じて放電することにより、電流検出器を通じ
て流れる電流を抑制することが可能となり、もって電流
検出器の電流信号を受けて行われる動作保護が少なくな
って、安定した動作の確保が行えるインバータ装置と出
来る。As described above, the inverter device of the present invention is provided with a plurality of arms in which a pair of parallel circuits of a switching element and a diode in the reverse direction of the switching element are connected in series, and the arms are connected in parallel to apply a DC voltage. An induction circuit is connected to the connection point of the arm to turn on / off the switching element so as to supply an AC voltage to the induction motor, and a DC voltage supplied to the inverter circuit is rectified and smoothed by an AC power source and output. In an inverter device composed of a converter circuit and a current detector that detects a current flowing from the converter circuit to the inverter circuit and outputs a current signal that protects the operation of the inverter circuit, the current detector is compared with the current detector. The DC voltage line on the inverter circuit side in the opposite direction to the polarity of the DC voltage. A protection circuit connected in series to a capacitor parallel circuit of diode and resistors, since the parallel connection,
When both switching elements that make up the arm are both off and current is flowing to the DC voltage side through the diode connected in parallel to the switching element on one side, the switching element on the other side that makes up the arm When operating from off to on, even if a reverse recovery current occurs in the diode, the protection circuit can suppress the current flowing through the current detector by discharging the charge of the capacitor through the diode. Therefore, the operation protection performed by receiving the current signal of the current detector is reduced, and the inverter device can ensure stable operation.
第１図は、本発明の一実施例を示す回路図、 第２図は、第１図の動作特性図、 第３図は、従来の回路図である。 １……交流電源、２……コンバータ回路、３……電流検
出器、４……インバータ回路、4a及び4c……スイッチン
グ素子、4b及び4d……ダイオード、５……誘導電動機、
６……制御装置、８……保護回路、8a……ダイオード、
8b……放電抵抗、8c……充電抵抗、8d……コンデンサ、
Ｖ……直流電圧、Ｏ……接続点。FIG. 1 is a circuit diagram showing an embodiment of the present invention, FIG. 2 is an operation characteristic diagram of FIG. 1, and FIG. 3 is a conventional circuit diagram. 1 ... AC power supply, 2 ... Converter circuit, 3 ... Current detector, 4 ... Inverter circuit, 4a and 4c ... Switching element, 4b and 4d ... Diode, 5 ... Induction motor,
6 ... control device, 8 ... protection circuit, 8a ... diode,
8b …… Discharging resistance, 8c …… Charging resistance, 8d …… Capacitor,
V: DC voltage, O: connection point.
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−151776（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−285668（ＪＰ，Ａ) 実開 昭61−49586（ＪＰ，Ｕ)Continuation of the front page (56) Reference JP-A-2-151776 (JP, A) JP-A-62-285668 (JP, A) Actually-opened Sho-61-49586 (JP, U)
Claims (1)
子と逆方向のダイオードの並列回路を一対直列接続した
アームを複数設け、このアームを並列接続して直流電圧
を印加すると共に、各アームの接続点に誘導電動機を接
続してこの誘導電動機に交流電圧を供給するよう前記ス
イッチング素子をオンオフ動作させるインバータ回路
と、このインバータ回路に供給する直流電圧を交流電源
より整流平滑して出力するコンバータ回路と、このコン
バータ回路から前記インバータ回路へ流れる電流を検出
して前記インバータ回路の動作保護を行う電流信号を出
力する電流検出器とで構成したインバータ装置に於い
て、前記電流検出器に対して前記インバータ回路側の直
流電圧路に、前記直流電圧の極性に対し逆方向のダイオ
ード及び抵抗の並列回路をコンデンサに直列接続した保
護回路を、並列接続したことを特徴とするインバータ装
置。1. A plurality of arms in which a pair of parallel circuits of a switching element and a diode in the opposite direction of the switching element are connected in series are provided, and the arms are connected in parallel to apply a DC voltage and induce at the connection point of each arm. An inverter circuit for connecting an electric motor to turn on and off the switching element so as to supply an alternating voltage to the induction motor, a converter circuit for rectifying and smoothing a direct current voltage supplied to the inverter circuit from an alternating current power source, and the converter. In an inverter device configured with a current detector that detects a current flowing from a circuit to the inverter circuit and outputs a current signal that protects the operation of the inverter circuit, in the inverter circuit with respect to the current detector, In the DC voltage path, a diode and a resistor are connected in parallel in the direction opposite to the polarity of the DC voltage. Inverter apparatus characterized by a protective circuit connected in series, are connected in parallel to the capacitor.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2048567A JP2522426B2 (en) | 1990-02-28 | 1990-02-28 | Inverter device |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| JP2048567A JP2522426B2 (en) | 1990-02-28 | 1990-02-28 | Inverter device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
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| JPH03253265A JPH03253265A (en) | 1991-11-12 |
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Family
ID=12806975
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2048567A Expired - Lifetime JP2522426B2 (en) | 1990-02-28 | 1990-02-28 | Inverter device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
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Families Citing this family (2)
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|---|---|---|---|---|
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| WO2023095292A1 (en) * | 2021-11-26 | 2023-06-01 | 三菱電機株式会社 | Electric motor drive device, and air conditioner |
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1990
- 1990-02-28 JP JP2048567A patent/JP2522426B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
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| JPH03253265A (en) | 1991-11-12 |
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