(57)【要約】【課題】半導体電力変換装置の逆変換回路のスイッチングノイズが逆変換回路および動力線から放射され、そのノイズにより電流検出手段が誤検出することを防止し、誤検出に起因するトルクリップルを抑制することを目的とする。【解決手段】交流電源１を整流して得られた直流電圧を平滑する平滑回路３と、直流を任意の周波数に変換する逆変換回路４と、動力線８の二相の出力電流を検出する電流検出手段５，５と、検出した電流を電流制御する電流制御演算回路６と、電流制御演算回路６の出力信号から逆変換回路４を駆動するＰＷＭ生成回路７を備えた半導体電力変換装置において、電流検出手段５が電流検出する二相の動力線に電磁遮蔽１２を施し、その電磁遮蔽１２を半導体電力変換装置１０のアースに接地する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
交流電源を整流して直流に変換する整流回路と、整流された直流電圧を平滑する平滑回路と、直流を任意の周波数に変換する逆変換回路と、三相負荷への動力線のうち二相の動力線のそれぞれの出力電流を検出する電流検出手段と、検出した電流を電流制御する電流制御演算回路と、前記電流制御演算回路の出力信号から前記逆変換回路を駆動するパルス幅変調信号を生成するＰＷＭ生成回路を備えた交流入力形半導体電力変換装置において、
前記電流検出手段が電流検出する二相の動力線のそれぞれに電磁遮蔽を施し、その電磁遮蔽を前記交流入力形半導体電力変換装置のアースに接地したことを特徴とする交流入力形半導体電力変換装置。
【請求項２】
直流電圧を平滑する平滑回路と、直流を任意の周波数に変換する逆変換回路と、三相負荷への動力線のうち二相の動力線のそれぞれの出力電流を検出する電流検出手段と、検出した電流を電流制御する電流制御演算回路と、前記電流制御演算回路の出力信号から前記逆変換回路を駆動するパルス幅変調信号を生成するＰＷＭ生成回路を備えた直流入力形半導体電力変換装置において、
前記電流検出手段が電流検出する二相の動力線のそれぞれに電磁遮蔽を施し、その電磁遮蔽を前記直流入力形半導体電力変換装置のアースに接地したことを特徴とする直流入力形半導体電力変換装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、交流入力形ないしは直流入力形半導体電力変換装置に関し、より詳しくは、かかる半導体電力変換装置のトルクリップル抑制技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
図４は従来の交流入力形半導体電力変換装置の構成を示す回路図である。
図４において、半導体電力変換装置１０は、交流電源１を整流して直流に変換する整流回路２と、整流された直流電圧を平滑する平滑回路３と、直流を任意の周波数に変換する逆変換回路４と、逆変換回路４に接続する三相負荷であるモータ１１への三相の動力線８のうち、二相の動力線の出力電流をそれぞれ検出するＣＴ（電流変成器）等の電流検出手段５，５と、検出した電流を電流制御する電流制御演算回路６と、電流制御演算回路６の出力信号から逆変換回路４を駆動するパルス幅変調（ＰＷＭ）信号を生成するＰＷＭ生成回路７とを有しており、半導体電力変換装置１０のケースは、アース端子９により接地されている。
【０００３】
図５は従来の半導体電力変換装置における各部の電流波形である。
図５において、（ａ）は電流検出手段の出力電流波形、（ｂ）は電流制御演算回路の入力電流波形、（ｃ）は電流制御演算回路の読み込みタイミング波形を示す。
図５に示すように、従来の半導体電力変換装置は、動力線８が逆変換回路４から直接電流検出手段５を貫通する構造であるため、逆変換回路４のスイッチングノイズが逆変換回路４および動力線８から放射され、そのノイズにより電流検出手段５が出力電流を誤検出していた。誤検出した電流で電流制御を行うと、電流制御演算回路６が誤動作し、逆変換回路４を駆動するために、モータ１１の回転にトルクリップルが発生する問題があった。
電力用半導体素子の高周波スイッチング動作が、周辺のエレクトロニクス機器に及ぼすノイズ障害の対策のために、特許文献１には、逆変換回路とモータとを接続する三相の動力線全体を一括してシールドし、アース線により接地する技術が開示されている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−２８１７６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に開示されたノイズの抑制方法は、あくまでも、電力用半導体素子の高周波スイッチング動作が、周辺のエレクトロニクス機器に及ぼすノイズ障害の対策のためであり、逆変換回路からの出力電流を検出するための電流検出手段に混入するノイズによるモータのトルクリップルの発生を抑制するものではない。特許文献１のように、三相の動力線全体を一括してシールドしても、トルクリップルの発生を抑制することはできない。
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、半導体電力変換装置の電流検出の誤検出を防止し、誤検出に起因するトルクリップルを抑制することのできる半導体電力変換装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記問題を解決するため、本発明の第１の構成は、交流電源を整流して直流に変換する整流回路と、整流された直流電圧を平滑する平滑回路と、直流を任意の周波数に変換する逆変換回路と、三相負荷への動力線のうち二相の動力線のそれぞれの出力電流を検出する電流検出手段と、検出した電流を電流制御する電流制御演算回路と、前記電流制御演算回路の出力信号から前記逆変換回路を駆動するパルス幅変調信号を生成するＰＷＭ生成回路を備えた交流入力形半導体電力変換装置において、前記電流検出手段が電流検出する二相の動力線のそれぞれに電磁遮蔽を施し、その電磁遮蔽を前記交流入力形半導体電力変換装置のアースに接地したものである。
この第１の構成においては、電流検出手段が電流検出する動力線に電磁遮蔽を施し、その電磁遮蔽を交流入力形半導体電力変換装置のアースに接地することにより、逆変換回路および動力線から放射される逆変換回路のスイッチングノイズによる電流検出手段の誤検出を低減し、モータのトルクリップルの発生が抑制される。
【０００７】
また、本発明の第２の構成は、直流電圧を平滑する平滑回路と、直流を任意の周波数に変換する逆変換回路と、三相負荷への動力線のうち二相の動力線のそれぞれの出力電流を検出する電流検出手段と、検出した電流を電流制御する電流制御演算回路と、前記電流制御演算回路の出力信号から前記逆変換回路を駆動するパルス幅変調信号を生成するＰＷＭ生成回路を備えた直流入力形半導体電力変換装置において、前記電流検出手段が電流検出する二相の動力線のそれぞれに電磁遮蔽を施し、その電磁遮蔽を前記直流入力形半導体電力変換装置のアースに接地したものである。
この第２の構成においても、電流検出手段が電流検出する動力線に電磁遮蔽を施し、その電磁遮蔽を直流入力形半導体電力変換装置のアースに接地することにより、逆変換回路および動力線から放射される逆変換回路のスイッチングノイズによる電流検出手段の誤検出を低減し、モータのトルクリップルの発生が抑制される。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、交流入力形ないし直流入力形の半導体電力変換装置において、電流検出手段が電流検出する動力線に電磁遮蔽を施し、その電磁遮蔽を直流入力形半導体電力変換装置のアースに接地することにより、半導体電力変換装置の電流検出の誤検出を防止し、誤検出に起因するトルクリップルを抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の実施の形態を、図１〜図３に基づいて説明する。
＜第１の実施の形態＞
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る交流入力形半導体電力変換装置の構成を示す回路図、図２は本実施の形態における各部の電流波形図である。
本実施の形態が図４に示す従来技術と異なる部分は、電流検出手段の動力線に電磁遮蔽を施し、その電磁遮蔽を半導体電力変換装置のアースに接地している部分である。
【００１０】
図１において、本実施の形態の交流入力形半導体電力変換装置１０は、交流電源１を整流して直流に変換する整流回路２と、整流された直流電圧を平滑する平滑回路３と、直流を任意の周波数に変換する逆変換回路４と、逆変換回路４に接続する三相負荷であるモータ１１への三相の動力線８のうち、二相の動力線の出力電流をそれぞれ検出するＣＴ等の電流検出手段５，５と、検出した電流を電流制御する電流制御演算回路６と、電流制御演算回路６の出力信号から逆変換回路４を駆動するＰＷＭ信号を生成するＰＷＭ生成回路７とを有しており、動力線８には電磁遮蔽１２が施され、その電磁遮蔽１２は、導線により交流入力形半導体電力変換装置１０のアース端子９に接続されている。
電磁遮蔽１２は、金属管、金属撚り線、アルミ箔等で構成することができ、動力線８の周囲を覆うように配置し、高周波ノイズ分が外部に放射されることを抑制する。電流検出手段５は、電磁遮蔽１２の外側に設けて、動力線８に流れる低周波成分である出力電流を検出する。
【００１１】
図２は本発明の各部電流波形である。
図２において、（ａ）は電流検出手段の出力電流波形、（ｂ）は電流制御演算回路の入力電流波形、（ｃ）は電流制御演算回路の読み込みタイミング波形である。
電流検出手段５が設けられる動力線８に電磁遮蔽１２を施し、その電磁遮蔽１２を半導体電力変換装置１０のアースに接地することにより逆変換回路４および動力線８から放射されるスイッチングノイズが抑制され、電流検出の誤動作を防止することが可能となる。
このように、正常な電流検出で電流制御を行い、逆変換回路４を駆動することにより、モータ１１のトルクリップルが抑制される。
＜第２の実施の形態＞
【００１２】
図３は、本発明の第２の実施の形態の構成を示す回路図である。
本発明が第１の実施の形態と異なる部分は、直流電源入力形の半導体電力変換装置１４となっていることである。
【００１３】
図３において、直流入力形半導体電力変換装置１４は、蓄電池や乾電池等の直流電源１３から供給される直流電圧を平滑する平滑回路３と、直流を任意の周波数に変換する逆変換回路４と、逆変換回路４に接続する三相負荷であるモータ１１への三相の動力線８のうち、二相の動力線の出力電流をそれぞれ検出する電流検出手段５，５と、検出した電流を電流制御する電流制御演算回路６と、電流制御演算回路６の出力信号から逆変換回路４を駆動するＰＷＭ信号を生成するＰＷＭ生成回路７とを有しており、動力線８には電磁遮蔽１２が施され、その電磁遮蔽１２は、導線により直流入力形半導体電力変換装置１４のアース端子９に接続されている。
なお、この第２の実施の形態における各部の電流波形は図２と同様である。
【００１４】
本実施の形態においても、電流検出手段５が設けられる動力線８に電磁遮蔽１２を施し、その電磁遮蔽１２を直流半導体電力変換装置１４のアースに接地することにより逆変換回路４および動力線８から放射されるスイッチングノイズが抑制され、電流検出の誤動作を防止することが可能となる。
このように、正常な電流検出で電流制御を行い、逆変換回路４を駆動することにより、モータ１１のトルクリップルが抑制される。
【産業上の利用可能性】
【００１５】
本発明は、トルクリップルを抑制することのできる半導体電力変換装置であり、エレベータ、エスカレータ、クレーン等のモータ駆動装置として、広く利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の第１実施例の構成を示す回路図
【図２】第１実施例の各部電流波形
【図３】第２実施例の構成を示す回路図
【図４】従来の構成を示す回路図
【図５】従来の各部電流波形
【符号の説明】
【００１７】
１  交流電源
２  整流回路
３  平滑回路
４  逆変換回路
５  電流検出手段
６  電流制御演算回路
７  ＰＷＭ生成回路
８  動力線
９  アース端子
１０  交流入力形半導体電力変換装置
１１  モータ
１２  電磁遮蔽
１３  直流電源
１４  直流入力形半導体電力変換装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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