(57)【要約】  コモンモードノイズ低減装置は、負荷に電力を供給する電力変換器と、前記電力変換器を収容する筐体と、前記電力変換器と前記負荷との間に配置されたコモンモードインダクタと、前記コモンモードインダクタを貫通し、前記電力変換器を前記負荷に接続する電力配線と、前記コモンモードインダクタを貫通し、前記筐体及び前記電力変換器の母線を前記負荷側の接地電位に接続する接地配線と、前記接地配線上における前記筐体と前記負荷との間に設けられた第１のインピーダンス要素と、前記接地配線上における前記電力変換器の母線と前記負荷との間に設けられた第２のインピーダンス要素とを備える。
2014064807.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
負荷に電力を供給する電力変換器と、
前記電力変換器を収容する筐体と、
前記電力変換器と前記負荷との間に配置されたコモンモードインダクタと、
前記コモンモードインダクタを貫通し、前記電力変換器を前記負荷に接続する電力配線と、
前記コモンモードインダクタを貫通し、前記負荷を前記筐体及び前記電力変換器の母線に接続する接地配線と、
前記接地配線上における前記筐体と前記負荷との間に設けられた第１のインピーダンス要素と、
前記接地配線上における前記電力変換器の母線と前記負荷との間に設けられた第２のインピーダンス要素と、
を備えたことを特徴とするコモンモードノイズ低減装置。
【請求項２】
前記接地配線は、
前記コモンモードインダクタを貫通し、前記負荷を共通ノードに接続する共通アース線と、
前記共通ノードを前記筐体に接続する第１のアース線と、
前記共通ノードを前記電力変換器の母線に接続する第２のアース線と、
を有し、
前記第１のインピーダンス要素は、前記第１のアース線上に設けられ、
前記第２のインピーダンス要素は、前記第２のアース線上に設けられる
ことを特徴とする請求項１に記載のコモンモードノイズ低減装置。
【請求項３】
前記共通アース線は、前記負荷の筐体に接続されている
ことを特徴とする請求項２に記載のコモンモードノイズ低減装置。
【請求項４】
前記第１のアース線は、筐体アース線及び電源アース線を介して電源に接続されている
ことを特徴とする請求項２に記載のコモンモードノイズ低減装置。
【請求項５】
前記接地配線は、
前記負荷を共通ノードに接続する共通アース線と、
前記コモンモードインダクタを貫通し、前記共通ノードを前記筐体に接続する第３のアース線と、
前記コモンモードインダクタを貫通し、前記共通ノードを前記電力変換器の母線に接続する第４のアース線と、
を有し、
前記第１のインピーダンス要素は、前記第３のアース線上における前記共通ノードと前記コモンモードインダクタとの間に設けられ、
前記第２のインピーダンス要素は、前記第４のアース線上における前記共通ノードと前記コモンモードインダクタとの間に設けられた
ことを特徴とする請求項１に記載のコモンモードノイズ低減装置。
【請求項６】
前記共通アース線は、前記負荷の筐体に接続されている
ことを特徴とする請求項５に記載のコモンモードノイズ低減装置。
【請求項７】
前記第１のアース線は、筐体アース線及び電源アース線を介して電源に接続されている
ことを特徴とする請求項５に記載のコモンモードノイズ低減装置。
【請求項８】
前記第１のインピーダンス要素のインピーダンス値と前記第２のインピーダンス要素のインピーダンス値とは、安全面及び低減すべきノイズレベルを考慮して、バランスがとられている
ことを特徴とする請求項１に記載のコモンモードノイズ低減装置。
【請求項９】
前記第２のインピーダンス要素のインピーダンス値は、安全面に関する要求を規定する安全条件を満たすように決められており、
前記第１のインピーダンス要素のインピーダンス値は、前記第２のインピーダンス要素のインピーダンス値が前記安全条件を満たす状態において、低減すべきノイズレベルに関する要求を規定するノイズ条件を満たすように決められている
ことを特徴とする請求項８に記載のコモンモードノイズ低減装置。
【請求項１０】
前記第１のインピーダンス要素のインピーダンス値は、前記第２のインピーダンス要素のインピーダンス値が前記安全条件を満たす状態において、低減すべきノイズレベルに関する要求を規定するノイズ条件を満たすとともに、外部へ流れ出すコモンモード電流の許容上限レベルに関する要求を規定する電流条件を満たすように決められている
ことを特徴とする請求項８に記載のコモンモードノイズ低減装置。
【請求項１１】
前記第１のインピーダンス要素のインピーダンス値に関するパラメータをＺ１’、前記第２のインピーダンス要素のインピーダンス値をＺ２、安全面に関する要求を規定する安全条件の境界を示す値をＺ２ｍｉｎとし、低減すべきノイズレベルに関する要求を規定するノイズ条件の境界を示す関数をｆ（ｘ，ｙ）とすると、前記コモンモードノイズ低減装置は、
Ｚ２≧Ｚ２ｍｉｎ、かつ、（Ｚ１’，Ｚ２）≦ｆ（ｘ，ｙ）
を満たす
ことを特徴とする請求項８に記載のコモンモードノイズ低減装置。
【請求項１２】
外部へ流れ出すコモンモード電流の許容上限レベルに関する要求を規定する電流条件の境界を示す値をＺ１’ｍｉｎとすると、前記コモンモードノイズ低減装置は、さらに、
Ｚ１’≧Ｚ１’ｍｉｎ
を満たす
ことを特徴とする請求項１１に記載のコモンモードノイズ低減装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コモンモードノイズ低減装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、インバータとモータとを接続する負荷配線をコアに通した電力変換装置において、モータの筐体を接地する接地線を上記のコアに通してインバータの入力側のコンデンサに接続することが記載されている。これにより、特許文献１によれば、コアのインピーダンスによりインバータにおける共振経路の共振周波数が下がり、共振経路に対してダンピング効果が得られるものとされている。【０００３】
特許文献２には、インバータとモータとを接続する電力線をＰＧコイルのコアに貫通させた電力変換システムにおいて、コモンモード電流が還流する経路としてコモンモード電流還流線を上記のＰＧコイルのコアに貫通させ、電力線とコモンモード電流還流線とを近接させて配置することが記載されている。これにより、特許文献２によれば、電力線を流れるコモンモード電流とコモンモード電流還流線を流れるコモンモード電流との向きが逆なので、電力線を流れるコモンモード電流による磁界とコモンモード電流還流線を流れるコモンモード電流による磁界とが相殺されて、電力線からの放射ノイズを抑制できるとされている。【０００４】
特許文献３には、電力変換装置と負荷との間にフィルタを設けた電力変換システムのフィルタにおいて、電力変換装置と負荷とを接続する電力線を第１の磁性コア及び第２の磁性コアに同時に１ターンの巻線をし、電力変換装置の筐体と負荷の筐体とを接続する接地線を第２の磁性コアに１ターンの巻線をすることが記載されている。また、接地線の巻線方向を、電力線の電流による磁場と接地線の電流による磁場とが打ち消し合うようなものとすることが記載されている。これにより、特許文献３によれば、フィルタに大電流が流れ、断面積の大きな電力を一度の巻線工程で巻くことができ、製作工程の低減とフィルタの小型化が図れるとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−３０１５５５号公報
【特許文献２】特開２００１−２６８８９０号公報
【特許文献３】特開２００３−３４８８１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に記載の技術では、接地線に直流カット用のコンデンサが設けられているが、低周波領域において充分に低いインピーダンスで接地作用を得ることを目的としているため、直流カット用のコンデンサのインピーダンス値は非常に小さいものであると考えられる。【０００７】
すなわち、特許文献１に記載の技術では、接地線上におけるインバータの直流母線のマイナス電位とモータ側の接地電位との間のインピーダンスが非常に小さいものであると考えられるので、電源側から接地線への漏れ電流が増加しやすく、別の機器から接地線へのコモンモード電流の流入増加が発生しやすい。また、インバータの主回路とモータ側の接地電位との間のインピーダンスが低すぎると、電源側から接地線へ流れ込んだコモンモード電流がモータの筐体へ流れ込み、モータの筐体に触れた作業者が感電する可能性もあり、安全面の問題が発生する可能性がある。【０００８】
特許文献２には、ＰＧコイルに印加される直流電圧を抑制してＰＧコイルの特性劣化を防止するために、コモンモード電流還流線上にコンデンサを挿入することが記載されている。特許文献２に記載の技術では、コモンモード電流還流線のインピーダンスを接地回路のインピーダンスより十分に小さくしなければならないとされていることから、コモンモード電流還流線上に挿入されるコンデンサのインピーダンスは非常に小さいものであると考えられる。【０００９】
すなわち、特許文献２に記載の技術では、コモンモード電流還流線上における電力変換装置の筐体と電源側の接地電位との間のインピーダンスが非常に小さいものであると考えられるので、モータ側から還流してきたコモンモード電流が容易に電源側へ流れ、同一電源系統に接続されている周辺機器に許容レベルを超えたノイズ影響が発生する可能性がある。【００１０】
特許文献３に記載の技術では、第１の磁性コア及び第２の磁性コアの磁性材を飽和させないように、フィルタの接地線に低インピーダンスの抵抗を直列接続するものとされている。【００１１】
すなわち、特許文献３に記載の技術では、接地線上における電力変換装置の筐体と電源側の接地電位との間のインピーダンスが非常に小さいものであると考えられるので、モータ側から還流してきたコモンモード電流が容易に電源側へ流れ、同一電源系統に接続されている周辺機器に許容レベルを超えたノイズ影響が発生する可能性がある。【００１２】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、安全に運転でき、周辺機器へのノイズ影響を許容レベル以下に抑制できるコモンモードノイズ低減装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の１つの側面にかかるコモンモードノイズ低減装置は、負荷に電力を供給する電力変換器と、前記電力変換器を収容する筐体と、前記電力変換器と前記負荷との間に配置されたコモンモードインダクタと、前記コモンモードインダクタを貫通し、前記電力変換器を前記負荷に接続する電力配線と、前記コモンモードインダクタを貫通し、前記筐体及び前記電力変換器の母線を前記負荷側の接地電位に接続する接地配線と、前記接地配線上における前記筐体と前記負荷との間に設けられた第１のインピーダンス要素と、前記接地配線上における前記電力変換器の母線と前記負荷との間に設けられた第２のインピーダンス要素とを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、電力配線が、コモンモードインダクタを貫通しながら電力変換器を負荷に接続し、接地配線が、コモンモードインダクタを貫通しながら負荷を筐体及び電力変換器の母線に接続する。これにより、電力変換器で発生し負荷へ流れるコモンモード電流を抑制させながら筐体及び電力変換器側へ還流させることができる。また、第１のインピーダンス要素が、接地配線上における筐体と負荷との間に設けられており、第２のインピーダンス要素が、接地配線上における電力変換器の母線と負荷との間に設けられている。これにより、負荷側から還流してくるコモンモード電流を適正なバランスで筐体側及び電力変換器の母線側へ分流させることができるので、コモンモード電圧を許容上限値以下に抑制できるとともにコモンモードノイズ低減装置の外部へ流れ出すコモンモード電流を許容上限レベル以下に抑制できる。この結果、負荷の筐体に触れた作業者が感電することを低減できるので安全に運転できるとともに、同一電源系統に接続されている周辺機器へのノイズ影響を許容レベル以下に抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は、実施の形態１にかかるコモンモードノイズ低減装置の構成を示す図である。
【図２】図２は、実施の形態１におけるコモンモードノイズ低減装置の特性を示す図である。
【図３】図３は、実施の形態１におけるコモンモードノイズ低減装置の特性を示す図である。
【図４】図４は、実施の形態１におけるコモンモードノイズ低減装置の動作を示す図である。
【図５】図５は、実施の形態１の変形例における第１のインピーダンス要素の構成を示す図である。
【図６】図６は、実施の形態１の変形例における第２のインピーダンス要素の構成を示す図である。
【図７】図７は、実施の形態１の他の変形例にかかるコモンモードノイズ低減装置の構成を示す図である。
【図８】図８は、実施の形態１の他の変形例にかかるコモンモードノイズ低減装置の構成を示す図である。
【図９】図９は、実施の形態２にかかるコモンモードノイズ低減装置の構成を示す図である。
【図１０】図１０は、比較例１にかかるコモンモードノイズ低減装置の構成を示す図である。
【図１１】図１１は、比較例１にかかるコモンモードノイズ低減装置の動作を示す図である。
【図１２】図１２は、比較例２にかかるコモンモードノイズ低減装置の構成を示す図である。
【図１３】図１３は、比較例２にかかるコモンモードノイズ低減装置の動作を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下に、本発明にかかるコモンモードノイズ低減装置の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、これらの実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１７】
実施の形態１．
実施の形態１にかかるコモンモードノイズ低減装置１について図１を用いて説明する。図１は、コモンモードノイズ低減装置１の構成を示す図である。
【００１８】
コモンモードノイズ低減装置１は、電力変換器１０で発生し外部に流れ出すコモンモード電流（コモンモードノイズ）を低減するための装置である。すなわち、コモンモードノイズ低減装置１は、筐体２０、電力変換器１０、コモンモードインダクタ３０、電力配線４０、接地配線５０、第１のインピーダンス要素６０、及び第２のインピーダンス要素７０を備える。
【００１９】
筐体２０は、電力変換器１０を収容する。これにより、筐体２０は、電力変換器１０を外部の機械的な衝撃等から保護する。筐体２０は、例えば、金属などの導電体で形成されている。
【００２０】
電力変換器１０は、電源ＰＳから電源配線ＰＳＬ（電源線ＰＳＬ１〜ＰＳＬ３）経由で電源電力（例えば、３相交流電力）を受け、電源電力を用いて電力変換を行って駆動用の電力（例えば、３相交流電力）を生成し、駆動用の電力を電力配線４０（電力線ＰＬ１〜ＰＬ３）経由で負荷ＬＤに供給する。負荷ＬＤは、例えば、モータである。
【００２１】
具体的には、電力変換器１０は、コンバータ１１、平滑部１２、及びインバータ１３を有する。コンバータ１１は、電源電力（例えば、交流電力）を直流電力に変換する。例えば、コンバータ１１は、複数のダイオードＤ１１〜Ｄ１６を有し、複数のダイオードＤ１１〜Ｄ１６を用いて電源電力（例えば、交流電力）を整流化する。各ダイオードＤ１１〜Ｄ１６の材料としては、ＳｉまたＧａＡｓなどの半導体を用いるようにしてもよいし、ＳｉＣ、ＧａＮまたはダイヤモンドなどのワイドバンドギャップ半導体を用いるようにしてもよい。コンバータ１１は、整流化された直流電力を平滑部１２へ供給する。
【００２２】
平滑部１２は、整流化された直流電力をコンバータ１１から受け、直流電力を平滑化する。例えば、平滑部１２は、平滑コンデンサＣを有し、平滑コンデンサＣを用いて直流電力を平滑化する。平滑部１２は、平滑化された直流電力をインバータ１３へ供給する。
【００２３】
インバータ１３は、平滑化された直流電力を平滑部１２からＰ側母線ＰＬ，Ｎ側母線ＮＬ経由で受け、直流電力を駆動用の電力（例えば、交流電力）に変換する。例えば、インバータ１３は、複数のスイッチング素子ＳＷ１〜ＳＷ６及び複数の還流ダイオードＤ１〜Ｄ６を有し、各スイッチング素子ＳＷ１〜ＳＷ６を所定のタイミングでスイッチング動作させることにより、直流電力を駆動用の電力（例えば、交流電力）に変換する。各スイッチング素子ＳＷ１〜ＳＷ６及び各還流ダイオードＤ１〜Ｄ６の材料としては、それぞれ、ＳｉまたＧａＡｓなどの半導体を用いるようにしてもよいし、ＳｉＣ、ＧａＮまたはダイヤモンドなどのワイドバンドギャップ半導体を用いるようにしてもよい。インバータ１３は、駆動用の電力を電力配線４０経由で負荷ＬＤに供給する。
【００２４】
電力変換器１０では、各スイッチング素子ＳＷ１〜ＳＷ６のスイッチング動作が行われるので、コモンモード電流（所定の周波数を有するコモンモードノイズ）が発生して電力配線４０経由で負荷ＬＤ側に流れる。負荷ＬＤでは、電力が供給される負荷本体ＬＤ１と、負荷本体ＬＤ１を収容する負荷筐体ＬＤ３との間が、寄生的な浮遊容量ＬＤ２で等価的に接続されている。また、負荷筐体ＬＤ３に帯電した電荷を接地電位ＧＮＤ１に逃がすために、負荷筐体ＬＤ３を接地電位ＧＮＤ１に接続する負荷アース線ＬＥＬが設けられている。これにより、電力変換器１０から負荷ＬＤに大きなコモンモード電流が流れ込むと、流れ込んだコモンモード電流は、負荷本体ＬＤ１から浮遊容量ＬＤ２、負荷筐体ＬＤ３、及び負荷アース線ＬＥＬ経由で接地電位ＧＮＤ１に流れ出す可能性がある。
【００２５】
負荷アース線ＬＥＬは、寄生インピーダンス値Ｚ０を有するので、大きなコモンモード電流が全て負荷アース線ＬＥＬへ流れると、接地電位ＧＮＤ１に対する負荷筐体ＬＤ３の電圧であるコモンモード電圧Ｖｍｃが許容上限値を超えて上昇する可能性がある。コモンモード電圧Ｖｍｃが許容上限値を超えて上昇すると、負荷筐体ＬＤ３に触れた作業者が感電する可能性もあり、安全面の問題が発生する可能性がある。
【００２６】
そのため、コモンモードインダクタ３０は、電力変換器１０と負荷ＬＤとの間に配置され、その内側の穴に電力配線４０（電力線ＰＬ１〜ＰＬ３）が貫通するように構成されている。コモンモードインダクタ３０は、例えば、電力線ＰＬ１〜ＰＬ３を介して流れる電流のうちコモンモード電流に応じた周波数成分を選択的に抑制するようなインダクタンス値を有する。コモンモードインダクタ３０は、例えば、環状（例えば、矩形環状、円環状、楕円環状など）の形状を有する。コモンモードインダクタ３０は、例えば、フェライトなどの磁性体で形成されている。
【００２７】
電力配線４０は、コモンモードインダクタ３０を貫通し、電力変換器１０を負荷ＬＤに接続する。電力配線４０は、例えば、複数の電力線ＰＬ１〜ＰＬ３を含む。電力線ＰＬ１は、例えば、Ｕ相の交流電力を電力変換器１０から負荷ＬＤへ伝達する。電力線ＰＬ２は、例えば、Ｖ相の交流電力を電力変換器１０から負荷ＬＤへ伝達する。電力線ＰＬ３は、例えば、Ｗ相の交流電力を電力変換器１０から負荷ＬＤへ伝達する。
【００２８】
このとき、各電力線ＰＬ１〜ＰＬ３がコモンモードインダクタ３０を貫通しているので、各電力線ＰＬ１〜ＰＬ３を介して流れるコモンモード電流をある程度は抑制できる。しかし、抑制しきれずに負荷ＬＤに流れ込んだコモンモード電流が負荷アース線ＬＥＬ経由で接地電位ＧＮＤ１に流れ出す可能性は依然としてある。抑制しきれなかったコモンモード電流が全て負荷アース線ＬＥＬへ流れると、接地電位ＧＮＤ１に対する負荷筐体ＬＤ３の電圧であるコモンモード電圧Ｖｍｃが許容上限値を超えて上昇する可能性がある。コモンモード電圧Ｖｍｃが許容上限値を超えて上昇すると、負荷筐体ＬＤ３に触れた作業者が感電する可能性もあり、安全面の問題が発生する可能性がある。
【００２９】
そこで、接地配線５０は、コモンモードインダクタ３０を貫通し、筐体２０及び電力変換器１０の母線（例えば、Ｎ側母線ＮＬ）を負荷ＬＤ側の接地電位ＧＮＤ１へ接続する。すなわち、接地配線５０は、抑制しきれずに負荷ＬＤに流れ込んだコモンモード電流を、接地配線５０経由で筐体２０及び電力変換器１０側に還流させるように構成されている。
【００３０】
具体的には、接地配線５０は、共通アース線ＣＥＬ、第１のアース線ＥＬ１、及び第２のアース線ＥＬ２を有する。共通アース線ＣＥＬは、負荷ＬＤ側からコモンモードインダクタ３０を貫通し共通ノードＮ１へ延びている。共通アース線ＣＥＬは、コモンモードインダクタ３０を貫通し、負荷ＬＤ側の接地電位ＧＮＤ１を共通ノードＮ１に電気的に接続する。共通アース線ＣＥＬは、負荷アース線ＬＥＬを介して負荷ＬＤ側の接地電位ＧＮＤ１に接続されている。
【００３１】
例えば、共通アース線ＣＥＬは、負荷筐体ＬＤ３と共通ノードＮ１とを接続している。すなわち、共通アース線ＣＥＬは、負荷筐体ＬＤ３及び負荷アース線ＬＥＬを介して負荷ＬＤ側の接地電位ＧＮＤ１に接続されている。なお、共通アース線ＣＥＬは、負荷アース線ＬＥＬ上における負荷筐体ＬＤ３側のノードに接続されていてもよく、負荷筐体ＬＤ３を介さずに負荷アース線ＬＥＬを介して負荷ＬＤ側の接地電位ＧＮＤ１に接続されていてもよい。
【００３２】
このとき、共通アース線ＣＥＬがコモンモードインダクタ３０を貫通しているので、共通アース線ＣＥＬを介して還流するコモンモード電流をある程度は抑制できる。しかし、抑制しきれずに筐体２０及び電力変換器１０側に還流したコモンモード電流が筐体２０及び電力変換器１０の一方のみに流れ出すと、問題を発生させる可能性がある。
【００３３】
例えば、還流したコモンモード電流が全て筐体２０側、すなわち筐体アース線ＨＥＬ及び電源アース線ＰＥＬ経由で電源ＰＳ側に流れ出すと、電源ＰＳと同一の電源系統に接続されている他の周辺機器に許容レベルを超えたノイズ影響（ノイズ）を及ぼす可能性がある。
【００３４】
そこで、接地配線５０では、共通ノードＮ１を介して共通アース線ＣＥＬが第１のアース線ＥＬ１及び第２のアース線ＥＬ２に接続されている。すなわち、接地配線５０は、共通アース線ＣＥＬにより還流したコモンモード電流を第１のアース線ＥＬ１及び第２のアース線ＥＬ２に分流させるように構成されている。
【００３５】
第１のアース線ＥＬ１は、共通ノードＮ１から筐体２０へ延びている。第１のアース線ＥＬ１は、共通ノードＮ１と筐体２０とを電気的に接続している。第１のアース線ＥＬ１は、筐体アース線ＨＥＬ及び電源アース線ＰＥＬを介して電源ＰＳ側の接地電位ＧＮＤ２に接続されている。
【００３６】
例えば、第１のアース線ＥＬ１は、筐体アース線ＨＥＬにおける筐体２０側のノードＮ２に接続されている。筐体アース線ＨＥＬは、筐体２０を電源アース線ＰＥＬへ接続している。筐体アース線ＨＥＬは、例えば、ノードＮ２から電源アース線ＰＥＬの接続端までの寄生インピーダンス値がＺ３である。電源アース線ＰＥＬは、電源ＰＳに基準となる接地電位を供給するように、電源ＰＳを接地電位ＧＮＤ２に接続している。
【００３７】
第２のアース線ＥＬ２は、共通ノードＮ１から電力変換器１０の母線（例えば、Ｎ側母線ＮＬ）へ延びている。第２のアース線ＥＬ２は、共通ノードＮ１と電力変換器１０の母線（例えば、Ｎ側母線ＮＬ）とを電気的に接続している。
【００３８】
例えば、第２のアース線ＥＬ２は、電力変換器１０のＮ側母線ＮＬに接続されている。Ｎ側母線ＮＬは、複数のダイオードＤ１４〜Ｄ１６及び電源配線ＰＳＬ（電源線ＰＳＬ１〜ＰＳＬ３）を介して電源ＰＳに接続されている。
【００３９】
第１のインピーダンス要素６０は、接地配線５０上における筐体２０と負荷ＬＤとの間に設けられている。例えば、第１のインピーダンス要素６０は、第１のアース線ＥＬ１上に設けられている。すなわち、第１のインピーダンス要素６０は、一端６０ａがノードＮ２に接続され、他端６０ｂが共通ノードＮ１に接続されている。第１のインピーダンス要素６０は、例えば、インピーダンス値Ｚ１を有する。
【００４０】
第２のインピーダンス要素７０は、接地配線５０上における電力変換器１０の母線（例えば、Ｎ側母線ＮＬ）と負荷ＬＤとの間に設けられている。例えば、第２のインピーダンス要素７０は、第２のアース線ＥＬ２上に設けられている。すなわち、第２のインピーダンス要素７０は、一端７０ａが共通ノードＮ１に接続され、他端７０ｂがＮ側母線ＮＬに接続されている。第２のインピーダンス要素７０は、例えば、インピーダンス値Ｚ２を有する。
【００４１】
このように、コモンモードノイズ低減装置１では、電力変換器１０及び負荷ＬＤの間の電力配線４０と接地配線５０とを同一のコモンモードインダクタ３０に通す回路構成において、電力変換器１０側のアース線を２系統（第１のアース線ＥＬ１及び第２のアース線ＥＬ２）に分割し、片方（第１のアース線ＥＬ１）は第１のインピーダンス要素６０を介して電力変換器１０側のアース電位（筐体アース線ＨＥＬ）に、もう片方（第２のアース線ＥＬ２）は第２のインピーダンス要素７０を介して電力変換器１０の直流側電位（Ｎ側母線ＮＬ）に、それぞれ接続する。第１のインピーダンス要素６０及び第２のインピーダンス要素７０は、流そうとするコモンモード電流に対応するインピーダンス値Ｚ１，Ｚ２を持たせる。
【００４２】
ここで、仮に、図１０に比較例１として示すように、コモンモードノイズ低減装置８００において、第１のアース線ＥＬ１及び第１のインピーダンス要素６０（図１参照）が設けられていない場合を考える。この場合、接地電位ＧＮＤ１に対する負荷筐体ＬＤ３の電圧であるコモンモード電圧Ｖｍｃを低減するためには、例えば、第２のインピーダンス要素８７０を大きな容量のコンデンサＣ８０２で構成し、図１１に一点鎖線の矢印で示すように積極的にコモンモード電流を電力変換器１０側へ還流させる方が良いようにも考えられる。この条件は、図１の構成において、第２のインピーダンス要素７０のインピーダンス値Ｚ２を小さく、第１のインピーダンス要素６０のインピーダンス値Ｚ１を無限大にしたものに相当する。
【００４３】
しかし、第２のインピーダンス要素７０のインピーダンス値Ｚ２が低下すると、図１１に実線の矢印で示すように、他の周辺機器から接地電位ＧＮＤ２及び電源アース線ＰＥＬを介して電源ＰＳに流れ込んだコモンモード電流が、電源ＰＳ側からダイオードＤ１１〜Ｄ１６、平滑コンデンサＣ、及び電力変換器１０の母線（例えば、Ｎ側母線ＮＬ）経由で接地配線５０に流入する可能性がある。接地配線５０に流入したコモンモード電流が第２のアース線ＥＬ２、共通アース線ＣＥＬ、及び負荷アース線ＬＥＬ経由で接地電位ＧＮＤ１に流れ出すと、接地電位ＧＮＤ１に対する負荷筐体ＬＤ３の電圧であるコモンモード電圧Ｖｍｃが許容上限値を超えて上昇する可能性がある。コモンモード電圧Ｖｍｃが許容上限値を超えて上昇すると、負荷筐体ＬＤ３に触れた作業者が感電する可能性もあり、安全面の問題が発生する可能性がある。
【００４４】
あるいは、仮に、図１２に比較例２として示すように、コモンモードノイズ低減装置９００において、第２のアース線ＥＬ２及び第２のインピーダンス要素７０（図１参照）が設けられていない場合を考える。この場合、接地電位ＧＮＤ１に対する負荷筐体ＬＤ３の電圧であるコモンモード電圧Ｖｍｃを低減するために、第１のインピーダンス要素８６０を大きな容量のコンデンサＣ９０１で構成し、図１３に実線の矢印で示すように積極的にコモンモード電流を筐体２０側へ還流させる方が良いようにも考えられる。この条件は、図１の構成において、第１のインピーダンス要素６０のインピーダンス値Ｚ１を小さく、第２のインピーダンス要素７０のインピーダンス値Ｚ２を無限大にしたものに相当する。
【００４５】
しかし、第１のインピーダンス要素６０のインピーダンス値Ｚ１が低下すると、図１３に実線の矢印で示すように、還流したコモンモード電流が全て筐体２０側、すなわち筐体アース線ＨＥＬ及び電源アース線ＰＥＬ経由で電源ＰＳ側に流れ出す可能性がある。還流したコモンモード電流が全て電源ＰＳ側に流れ出すと、電源ＰＳと同一の電源系統に接続されている他の周辺機器に許容レベルを超えたノイズ影響（ノイズ）を及ぼす可能性がある。さらに、筐体アース線ＨＥＬ〜寄生インピーダンスＺ３〜電源アース線ＰＥＬをコモンモード電流が流れる際に、装置周辺へ分流していく成分が増加するため、装置の周辺機器に対してノイズによる悪影響を及ぼす可能性がある。
【００４６】
それに対して、実施の形態１では、負荷ＬＤ側からのコモンモード電流の還流経路として、第１のアース線ＥＬ１及び第２のアース線ＥＬ２を用意し、第１のアース線ＥＬ１及び第２のアース線ＥＬ２にそれぞれ第１のインピーダンス要素６０及び第２のインピーダンス要素７０を設けている。これによって、負荷ＬＤ側から還流してくるコモンモード電流を適正なバランスで第１のアース線ＥＬ１及び第２のアース線ＥＬ２にそれぞれ分流させることができる（図４参照）。例えば、第２のインピーダンス要素７０のインピーダンス値Ｚ２を無限大から下げていった場合に下限値Ｚ２ｍｉｎ（図３参照）より低く下げられないことによって第２のアース線ＥＬ２では吸収しきれない成分を、第１のインピーダンス要素６０のインピーダンス値Ｚ１を適正レベルに調整することで第１のアース線ＥＬ１を経由させて電源アース線ＰＥＬに流すことができる。
【００４７】
すなわち、第１のインピーダンス要素６０のインピーダンス値Ｚ１と第２のインピーダンス要素７０のインピーダンス値Ｚ２との組み合わせには適正な範囲が存在すると考えられる。
【００４８】
そこで、まず、本発明者は、比較例１及び比較例２の検討結果に基づき、第１のインピーダンス要素６０のインピーダンス値Ｚ１と第２のインピーダンス要素７０のインピーダンス値Ｚ２との大きさによる得失が、図２に示す表のようになると考えた。
【００４９】
次に、本発明者は、図２に示す得失を踏まえて、第１のインピーダンス要素６０のインピーダンス値Ｚ１と第２のインピーダンス要素７０のインピーダンス値Ｚ２とを適正にバランスさせるための手順について検討した。
【００５０】
手順としては、まず、第２のインピーダンス要素７０のインピーダンス値Ｚ２を無限大から下げていった場合に、安全面を踏まえて取りうる値の下限値Ｚ２ｍｉｎ（図３参照）を検討する。すなわち、第２のインピーダンス要素７０のインピーダンス値Ｚ２を、安全面に関する要求を規定する安全条件を満たすように決める。安全条件は、例えば、下記の数式１で表される。
【００５１】
Ｚ２≧Ｚ２ｍｉｎ・・・数式１
【００５２】
次に、そのインピーダンス値Ｚ２の値で不十分となるコモンモード電圧Ｖｍｃ電圧の抑制能力を、第１のインピーダンス要素６０のインピーダンス値Ｚ１を無限大から小さくすることで補っていく。
【００５３】
例えば、図１に示す構成において、第１のインピーダンス要素６０のインピーダンス値Ｚ１と第２のインピーダンス要素７０のインピーダンス値Ｚ２とをバランスさせることによってコモンモード電圧Ｖｍｃを許容上限値以下に抑制することを考える。
【００５４】
インピーダンス値Ｚ１の第１のインピーダンス要素６０に流れるコモンモード電流は、筐体アース線ＨＥＬ及び電源アース線ＰＥＬを経由して電源ＰＳに流れ、その後、電源配線ＰＳＬ（電源線ＰＳＬ１〜ＰＳＬ３）を経由して電力変換器１０に戻る経路を流れるものとする。ここで、電源アース線ＰＥＬと筐体２０との間のインピーダンス値が筐体アース線ＨＥＬの寄生インピーダンス値Ｚ３にほぼ等しいものとし、電源ＰＳから電力変換器１０までのコモンモードインピーダンスが電源配線ＰＳＬの寄生インピーダンス値Ｚ４にほぼ等しいものとする。この場合、インピーダンス値Ｚ１の第１のインピーダンス要素６０側に流れるコモンモード電流は、結果として寄生インピーダンス値Ｚ３の筐体アース線ＨＥＬと寄生インピーダンス値Ｚ４の電源配線ＰＳＬも流れることから、コモンモード電圧Ｖｍｃの抑制効果はＺ１＋Ｚ３＋Ｚ４のインピーダンス値によって変化する。
【００５５】
必要なコモンモード電圧Ｖｍｃの抑制幅から、インピーダンス値Ｚ１＋Ｚ３＋Ｚ４とインピーダンス値Ｚ２との組み合わせは、図３に示す（Ｚ１＋Ｚ３＋Ｚ４）−Ｚ２平面において、斜線ハッチング部ＮＡとなる。図３に示す斜線ハッチング部ＮＡよりも右上の組み合わせ（Ｚ１＋Ｚ３＋Ｚ４，Ｚ２）の場合、コモンモード電流に対する接地配線５０の合成インピーダンスが負荷アース線ＬＥＬの寄生インピーダンス値Ｚ０に比べて大きすぎるため、負荷ＬＤに流れ込んだコモンモード電流をコモンモードインダクタ３０に貫通させながら筐体２０及び電力変換器１０側に還流させることが困難になり、必要なノイズ低減効果が得られない傾向にある。
【００５６】
すなわち、第１のインピーダンス要素のインピーダンス値を、第２のインピーダンス要素７０のインピーダンス値Ｚ２が安全条件（例えば、数式１）を満たす状態において、低減すべきノイズレベルに関する要求を規定するノイズ条件を満たすように決める。ノイズ条件は、例えば、ノイズ条件の境界を示す関数をｆ（ｘ，ｙ）とすると、図３に示す斜線ハッチング部ＮＡに対応した下記の数式２で表される。
【００５７】
（Ｚ１＋Ｚ３＋Ｚ４，Ｚ２）≦ｆ（ｘ，ｙ）・・・数式２
【００５８】
インピーダンス値Ｚ１＋Ｚ３＋Ｚ４において調整する対象が主としてインピーダンス値Ｚ１であることを考慮すると、インピーダンス値Ｚ１＋Ｚ３＋Ｚ４は、第１のインピーダンス要素のインピーダンス値に関するパラメータＺ１’とみなすことができる。そこで、インピーダンス値Ｚ１＋Ｚ３＋Ｚ４をパラメータＺ１’で置き換えると、数式２は下記の数式２’のようになる。
【００５９】
（Ｚ１’，Ｚ２）≦ｆ（ｘ，ｙ）・・・数式２’
【００６０】
上記の２つの条件（安全条件及びノイズ条件）を満たす範囲（すなわち、図３に示す斜線ハッチング部ＮＡにおける破線ＬＺ２上又は破線ＬＺ２より上の領域）であれば、コモンモード電圧Ｖｍｃ抑制が可能であるが、インピーダンス値Ｚ１＋Ｚ３＋Ｚ４（＝Ｚ１’）が小さいほど、電源ＰＳに流れ込むコモンモード電流が増加し、電源ＰＳと同一電源系統に接続されている他の周辺機器へのノイズ影響が増加する。そこで、第１のインピーダンス要素６０のインピーダンス値Ｚ１を無限大から下げていった場合に、外部へ流れ出すコモンモード電流を許容上限レベル以下に抑えることを踏まえて取りうるインピーダンス値Ｚ１＋Ｚ３＋Ｚ４（＝Ｚ１’）の下限値Ｚ１’ｍｉｎ（図３参照）を検討する。
【００６１】
すなわち、第１のインピーダンス要素６０のインピーダンス値Ｚ１を、第２のインピーダンス要素７０のインピーダンス値Ｚ２が安全条件（例えば、数式１）を満たす状態において、ノイズ条件（例えば、数式２又は数式２’）を満たすとともに、外部へ流れ出すコモンモード電流の許容上限レベルに関する要求を規定する電流条件を満たすように決める。電流条件は、例えば、下記の数式３で表される。
【００６２】
Ｚ１＋Ｚ３＋Ｚ４≧Ｚ１’ｍｉｎ・・・数式３
【００６３】
また、インピーダンス値Ｚ１＋Ｚ３＋Ｚ４をパラメータＺ１’で置き換えると、数式３は下記の数式３’のようになる。
【００６４】
Ｚ１’≧Ｚ１’ｍｉｎ・・・数式３’
【００６５】
よって、上記の３つの条件（安全条件、ノイズ条件、及び電流条件）を満たす範囲（すなわち、図３に示す斜線ハッチング部ＮＡにおける破線ＬＺ２上又は破線ＬＺ２より上の領域で且つ破線ＬＺ１’上又は破線ＬＺ１’より右の領域）を、適正な範囲とすることができる。
【００６６】
この適正な範囲において、安全面に比べて他の周辺機器へのノイズ影響の抑制を重視する場合、極力、インピーダンス値Ｚ１を大きくすることが望ましく、図３に示すように、関数ｆ（ｘ，ｙ）と破線ＬＺ２との交点Ｐ１が最終的な選定ポイントとなる。
【００６７】
あるいは、この適正な範囲において、他の周辺機器へのノイズ影響の抑制に比べて安全面を重視する場合、極力、インピーダンス値Ｚ２を大きくすることが望ましく、図３に示すように、関数ｆ（ｘ，ｙ）と破線ＬＺ１’との交点Ｐ２が最終的な選定ポイントとなる。
【００６８】
以上のように、実施の形態１では、電力配線４０が、コモンモードインダクタ３０を貫通しながら電力変換器１０を負荷ＬＤに接続し、接地配線５０が、コモンモードインダクタ３０を貫通しながら負荷ＬＤを筐体２０及び電力変換器１０の母線（例えば、Ｎ側母線ＮＬ）に接続する。これにより、電力変換器１０で発生し負荷ＬＤへ流れるコモンモード電流を抑制させながら筐体２０及び電力変換器１０側へ還流させることができる。また、第１のインピーダンス要素６０が、接地配線５０上における筐体２０と負荷ＬＤとの間に設けられており、第２のインピーダンス要素７０が、接地配線５０上における電力変換器１０の母線と負荷ＬＤとの間に設けられている。これにより、負荷ＬＤ側から還流してくるコモンモード電流を適正なバランスで筐体２０側及び電力変換器１０の母線側へ分流させることができるので、コモンモード電圧Ｖｍｃを許容上限値以下に抑制できるとともにコモンモードノイズ低減装置１の外部へ流れ出すコモンモード電流を許容上限レベル以下に抑制できる。この結果、負荷筐体ＬＤ３に触れた作業者が感電することを低減できるので安全に運転できるとともに、同一電源系統に接続されている周辺機器へのノイズ影響を許容レベル以下に抑制できる。
【００６９】
また、実施の形態１では、接地配線５０において、共通アース線ＣＥＬが、コモンモードインダクタ３０を貫通しながら負荷ＬＤを共通ノードＮ１に接続し、第１のアース線ＥＬ１が、共通ノードＮ１を筐体２０に接続し、第２のアース線ＥＬ２が、共通ノードＮ１を電力変換器１０の母線（例えば、Ｎ側母線ＮＬ）に接続する。また、第１のインピーダンス要素６０は、第１のアース線ＥＬ１上に設けられており、第２のインピーダンス要素７０は、第２のアース線ＥＬ２上に設けられている。これにより、負荷ＬＤ側から還流してくるコモンモード電流を適正なバランスで第１のアース線ＥＬ１及び第２のアース線ＥＬ２に分流させることができる。
【００７０】
また、実施の形態１では、共通アース線ＣＥＬが、例えば、負荷筐体ＬＤ３に接続されている。これにより、電力変換器１０から負荷本体ＬＤ１及び浮遊容量ＬＤ３経由で負荷筐体ＬＤ３に流れ込んだコモンモード電流を、負荷アース線ＬＥＬに流れ込ませずに接地配線５０へ還流させることが容易である。
【００７１】
また、実施の形態１では、第１のアース線ＥＬ１が、筐体アース線ＨＥＬ及び電源アース線ＰＥＬを介して電源ＰＳに接続されている。これにより、第１のアース線ＥＬ１に分流されたコモンモード電流を電源ＰＳ側から電力変換器１０側へ還流させることができる。
【００７２】
また、実施の形態１では、第１のインピーダンス要素６０のインピーダンス値Ｚ１と第２のインピーダンス要素７０のインピーダンス値Ｚ２とは、安全面及び低減すべきノイズレベルを考慮して、バランスがとられている。これにより、負荷ＬＤ側から還流してくるコモンモード電流を、安全面及び低減すべきノイズレベルを考慮して、筐体２０側及び電力変換器１０の母線側へ分流させることができる。
【００７３】
また、実施の形態１では、第２のインピーダンス要素７０のインピーダンス値Ｚ２が、安全面に関する要求を規定する安全条件を満たすように決められている。そして、第１のインピーダンス要素６０のインピーダンス値Ｚ１は、第２のインピーダンス要素７０のインピーダンス値Ｚ２が安全条件を満たす状態において、低減すべきノイズレベルに関する要求を規定するノイズ条件を満たすように決められている。これにより、第１のインピーダンス要素６０のインピーダンス値Ｚ１と第２のインピーダンス要素７０のインピーダンス値Ｚ２とを、安全面及び低減すべきノイズレベルを考慮してバランスさせることができる。
【００７４】
また、実施の形態１では、第１のインピーダンス要素６０のインピーダンス値Ｚ１は、第２のインピーダンス要素７０のインピーダンス値Ｚ２が安全条件を満たす状態において、低減すべきノイズレベルに関する要求を規定するノイズ条件を満たすとともに、外部へ流れ出すコモンモード電流の許容上限レベルに関する要求を規定する電流条件を満たすように決められている。これにより、第１のインピーダンス要素６０のインピーダンス値Ｚ１と第２のインピーダンス要素７０のインピーダンス値Ｚ２とを、安全面及び低減すべきノイズレベルを考慮するとともに周辺機器へのノイズ影響をさらに考慮して、バランスさせることができる。
【００７５】
また、実施の形態１では、コモンモードノイズ低減装置１が上記の数式１’及び数式２’を同時に満たす。これにより、安全条件を満たすように第２のインピーダンス要素７０のインピーダンス値Ｚ２を決定できるとともに、第２のインピーダンス要素７０のインピーダンス値Ｚ２が安全条件を満たす状態において、ノイズ条件を満たすように第１のインピーダンス要素６０のインピーダンス値Ｚ１を決定できる。
【００７６】
また、実施の形態１では、コモンモードノイズ低減装置１が上記の数式１’、数式２’及び数式３’を同時に満たす。これにより、安全条件を満たすように第２のインピーダンス要素７０のインピーダンス値Ｚ２を決定できるとともに、第２のインピーダンス要素７０のインピーダンス値Ｚ２が安全条件を満たす状態において、ノイズ条件及び電流条件をともに満たすように第１のインピーダンス要素６０のインピーダンス値Ｚ１を決定できる。
【００７７】
なお、第１のインピーダンス要素６０は、例えば、図５（ａ）に示すように、コンデンサＣ１を含むものでもよい。あるいは、第１のインピーダンス要素６０は、例えば、図５（ｂ）に示すように、互いに直列に接続された抵抗Ｒ１及びコンデンサＣ１を含むものでもよい。あるいは、第１のインピーダンス要素６０は、例えば、図５（ｃ）に示すように、互いに並列に接続された抵抗Ｒ１及びコンデンサＣ１を含むものでもよい。あるいは、第１のインピーダンス要素６０は、例えば、図５（ｄ）に示すように、互いに直列に接続されたコイルＬ１及びコンデンサＣ１を含むものでもよい。あるいは、第１のインピーダンス要素６０は、例えば、図５（ｅ）に示すように、互いに直列に接続されたコイルＬ１、抵抗Ｒ１、及びコンデンサＣ１を含むものでもよい。あるいは、第１のインピーダンス要素６０は、例えば、図５（ｆ）に示すように、互いに並列に接続されたコイルＬ１、抵抗Ｒ１、及びコンデンサＣ１を含むものでもよい。図５（ａ）〜図５（ｆ）のいずれの場合でも、第１のインピーダンス要素６０のインピーダンス値をＺ１に決定することができる。
【００７８】
図５（ａ）〜図５（ｆ）に示すように第１のインピーダンス要素６０がコンデンサＣ１を含む場合、負荷ＬＤ側の接地電位ＧＮＤ１と電源ＰＳ側の接地電位ＧＮＤ２とを直流的に分離することができ、負荷ＬＤ側と電源ＰＳ側とで個別接地とすることが可能である。
【００７９】
図５（ｂ）、図５（ｃ）、図５（ｅ）、図５（ｆ）に示すように第１のインピーダンス要素６０が抵抗Ｒ１を含む場合、ダンピングを増加でき、還流されたコモンモード電流の振動抑制が可能である。
【００８０】
図５（ｄ）〜図５（ｆ）に示すように第１のインピーダンス要素６０がコイルＬ１を含む場合、還流されたコモンモード電流のピーク値を低損失（例えば、無損失）で低減することが可能である。
【００８１】
また、第２のインピーダンス要素７０は、例えば、図６（ａ）に示すように、コンデンサＣ２を含むものでもよい。あるいは、第２のインピーダンス要素７０は、例えば、図６（ｂ）に示すように、互いに直列に接続された抵抗Ｒ２及びコンデンサＣ２を含むものでもよい。あるいは、第２のインピーダンス要素７０は、例えば、図６（ｃ）に示すように、互いに並列に接続された抵抗Ｒ２及びコンデンサＣ２を含むものでもよい。図６（ａ）〜図６（ｃ）のいずれの場合でも、第２のインピーダンス要素７０のインピーダンス値をＺ２に決定することができる。
【００８２】
図６（ａ）〜図６（ｃ）に示すように第２のインピーダンス要素７０がコンデンサＣ２を含む場合、負荷ＬＤ側の接地電位ＧＮＤ１と電力変換器１０の母線（例えば、Ｎ側母線ＮＬ）とを直流的に分離することができる。
【００８３】
図６（ｂ）〜図６（ｃ）に示すように第２のインピーダンス要素７０が抵抗Ｒ２を含む場合、ダンピングを増加でき、還流されたコモンモード電流の振動抑制が可能である。
【００８４】
また、図５（ｄ）〜図５（ｆ）に示す第１のインピーダンス要素６０の具体的形態と図６（ｂ）〜図６（ｃ）に示す第２のインピーダンス要素７０の具体的形態とは、任意に組み合わせ可能である。
【００８５】
あるいは、図７に示すように、コモンモードノイズ低減装置１ｉでは、接地配線５０ｉにおける第２のアース線ＥＬ２ｉが、電力変換器１０のＰ側母線ＰＬに接続されていてもよい。この場合でも、実施の形態１と同様の効果を実現することができる。
【００８６】
あるいは、図８に示すように、コモンモードノイズ低減装置１ｊでは、電力変換器１０ｊが、コンバータ１１（図１参照）を含まないものであってもよい。この場合、電力変換器１０ｊは、電源ＰＳｊから電源配線ＰＳＬｊ（電源線ＰＳＬ１ｊ，ＰＳＬ２ｊ）経由で直流の電源電力を受け、直流の電源電力を用いて電力変換を行うことになる。この場合でも、実施の形態１と同様の効果を実現することができる。
【００８７】
実施の形態２．
次に、実施の形態２にかかるコモンモードノイズ低減装置１００について図９を用いて説明する。図９は、コモンモードノイズ低減装置１００の構成を示す図である。
【００８８】
実施の形態１では、接地配線５０において還流するコモンモード電流をコモンモードインダクタ３０に貫通させてから分流させているが、実施の形態２では、接地配線１５０において還流するコモンモード電流を分流させてからコモンモードインダクタ３０に貫通させる。
【００８９】
具体的には、図９に示すように、コモンモードノイズ低減装置１００は、接地配線５０、第１のインピーダンス要素６０、及び第２のインピーダンス要素７０に代えて、接地配線１５０、第１のインピーダンス要素１６０、及び第２のインピーダンス要素１７０を備える。
【００９０】
接地配線１５０は、共通アース線ＣＥＬ１００、第３のアース線ＥＬ１０１、及び第４のアース線ＥＬ１０２を有する。共通アース線ＣＥＬ１００は、負荷ＬＤを共通ノードＮ１０１に接続している。例えば、共通アース線ＣＥＬ１００は、負荷筐体ＬＤ３に接続されており、負荷筐体ＬＤ３を共通ノードＮ１０１に接続している。
【００９１】
第３のアース線ＥＬ１０１は、共通ノードＮ１０１からコモンモードインダクタ３０を貫通し筐体２０へ延びている。すなわち、第３のアース線ＥＬ１０１は、コモンモードインダクタ３０を貫通しながら、共通ノードＮ１０１を筐体２０に接続する。例えば、第３のアース線ＥＬ１０１は、筐体アース線ＨＥＬにおける筐体２０側のノードＮ２に接続されている。
【００９２】
第４のアース線ＥＬ１０２は、共通ノードＮ１０１からコモンモードインダクタ３０を貫通し電力変換器１０の母線（例えば、Ｎ側母線ＮＬ）へ延びている。すなわち、第４のアース線ＥＬ１０２は、コモンモードインダクタ３０を貫通しながら、共通ノードＮ１０１を電力変換器１０の母線（例えば、Ｎ側母線ＮＬ）に接続する。例えば、第４のアース線ＥＬ１０２は、電力変換器１０のＮ側母線ＮＬに接続されている。
【００９３】
第１のインピーダンス要素１６０は、第３のアース線ＥＬ１０１上に設けられている。例えば、第１のインピーダンス要素１６０は、第３のアース線ＥＬ１０１上における共通ノードＮ１０１とコモンモードインダクタ３０との間に設けられている。第１のインピーダンス要素１６０が例えばインピーダンス値Ｚ１を有する点は実施の形態１と同様である。
【００９４】
第２のインピーダンス要素１７０は、第４のアース線ＥＬ１０２上に設けられている。例えば、第２のインピーダンス要素１７０は、第４のアース線ＥＬ１０２上における共通ノードＮ１０１とコモンモードインダクタ３０との間に設けられている。第２のインピーダンス要素１７０が例えばインピーダンス値Ｚ２を有する点は実施の形態２と同様である。
【００９５】
以上のように、実施の形態２では、共通アース線ＣＥＬ１００が、負荷ＬＤを共通ノードＮ１０１に接続し、第３のアース線ＥＬ１０１が、コモンモードインダクタ３０を貫通しながら共通ノードＮ１０１を筐体２０に接続し、第４のアース線ＥＬ１０２が、コモンモードインダクタ３０を貫通しながら共通ノードＮ１０１を電力変換器１０の母線に接続する。また、第１のインピーダンス要素１６０が、第３のアース線ＥＬ１０１上におけるコモンモードインダクタ３０と共通ノードＮ１０１との間に設けられており、第２のインピーダンス要素１７０が、第４のアース線ＥＬ１０２上におけるコモンモードインダクタ３０と共通ノードＮ１０１との間に設けられている。これにより、負荷ＬＤ側から還流してきたコモンモード電流を第３のアース線ＥＬ１０１及び第４のアース線ＥＬ１０２に分流させた後でコモンモードインダクタ３０に貫通させるので、コモンモードインダクタ３０でコモンモード電流を効率的に抑制できる。
【産業上の利用可能性】
【００９６】
以上のように、本発明にかかるコモンモードノイズ低減装置は、コモンモードノイズの低減に有用である。
【符号の説明】
【００９７】
１，１ｉ，１ｊ，１００，８００，９００  コモンモードノイズ低減装置、１０，１０ｊ  電力変換器、１１  コンバータ、１２  平滑部、１３  インバータ、２０  筐体、３０  コモンモードインダクタ、４０  電力配線、５０，５０ｉ，１５０  接地配線、６０，１６０  第１のインピーダンス要素、７０，１７０  第２のインピーダンス要素、ＣＥＬ，ＣＥＬ１００  共通アース線、ＥＬ１  第１のアース線、ＥＬ２，ＥＬ２ｉ  第２のアース線、ＥＬ１０１  第３のアース線、ＥＬ１０２  第４のアース線、ＨＥＬ  筐体アース線、Ｎ１，Ｎ１０１  共通ノード、ＰＥＬ  電源アース線、ＰＳ，ＰＳｊ  電源。
【図１】
2014064807.tif 000003
【図２】
2014064807.tif 000004
【図３】
2014064807.tif 000005
【図４】
2014064807.tif 000006
【図５】
2014064807.tif 000007
【図６】
2014064807.tif 000008
【図７】
2014064807.tif 000009
【図８】
2014064807.tif 000010
【図９】
2014064807.tif 000011
【図１０】
2014064807.tif 000012
【図１１】
2014064807.tif 000013
【図１２】
2014064807.tif 000014
【図１３】
2014064807.tif 000015
【手続補正書】
【提出日】平成25年7月16日(2013.7.16)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
接地電位に負荷アース線で接続された負荷筐体を有する負荷に電力を供給する電力変換器と、
前記電力変換器を収容する筐体と、
前記電力変換器と前記負荷との間に配置されたコモンモードインダクタと、
前記コモンモードインダクタを貫通し、前記電力変換器を前記負荷に接続する電力配線と、
前記コモンモードインダクタを貫通し、前記負荷筐体を前記筐体及び前記電力変換器の母線に接続する接地配線と、
前記接地配線上における前記筐体と前記負荷筐体との間に設けられた第１のインピーダンス要素と、
前記接地配線上における前記電力変換器の母線と前記負荷筐体との間に設けられた第２のインピーダンス要素と、
を備え、
前記第１のインピーダンス要素のインピーダンス値と前記第２のインピーダンス要素のインピーダンス値とは、安全面及び低減すべきノイズレベルを考慮して、バランスがとられている
ことを特徴とするコモンモードノイズ低減装置。
【請求項２】
前記第２のインピーダンス要素のインピーダンス値は、安全面に関する要求を規定する安全条件を満たすように決められており、
前記第１のインピーダンス要素のインピーダンス値は、前記第２のインピーダンス要素のインピーダンス値が前記安全条件を満たす状態において、低減すべきノイズレベルに関する要求を規定するノイズ条件を満たすように決められている
ことを特徴とする請求項１に記載のコモンモードノイズ低減装置。
【請求項３】
前記第１のインピーダンス要素のインピーダンス値は、前記第２のインピーダンス要素のインピーダンス値が前記安全条件を満たす状態において、低減すべきノイズレベルに関する要求を規定するノイズ条件を満たすとともに、外部へ流れ出すコモンモード電流の許容上限レベルに関する要求を規定する電流条件を満たすように決められている
ことを特徴とする請求項１に記載のコモンモードノイズ低減装置。
【請求項４】
前記第１のインピーダンス要素のインピーダンス値に関するパラメータをＺ１’、前記第２のインピーダンス要素のインピーダンス値をＺ２、安全面に関する要求を規定する安全条件の境界を示す値をＺ２ｍｉｎとし、低減すべきノイズレベルに関する要求を規定するノイズ条件の境界を示す関数をｆ（ｘ，ｙ）とすると、前記コモンモードノイズ低減装置は、
Ｚ２≧Ｚ２ｍｉｎ、かつ、（Ｚ１’，Ｚ２）≦ｆ（ｘ，ｙ）
を満たす
ことを特徴とする請求項１に記載のコモンモードノイズ低減装置。
【請求項５】
外部へ流れ出すコモンモード電流の許容上限レベルに関する要求を規定する電流条件の境界を示す値をＺ１’ｍｉｎとすると、前記コモンモードノイズ低減装置は、さらに、
Ｚ１’≧Ｚ１’ｍｉｎ
を満たす  ことを特徴とする請求項４に記載のコモンモードノイズ低減装置。
【国際調査報告】
2014064807.tif 000016
2014064807.tif 000017
2014064807.tif 000018
2014064807.tif 000019