(57)【要約】【課題】フェライトコアによるノイズ低減に、小型化、コストダウンを図る。【解決手段】交流電源１の入力部に高周波除去用フィルタ回路２、３を設け、半導体素子を主回路スイッチ素子としてコンバータ４で直流に電力変換し、インバータ５で交流電力に変換して誘導電動機６に供給するインバータ装置において、ＣＲフィルタとコンバータとインバータおよび誘導電動機のアース線２Ｅ，４Ｅ，５Ｅ，６Ｅはアース母線１０まで引き回し配線し、各アース線は各部から漏洩するノイズを低減するためのフェライトコア１１、１２との間に必要ターン数だけ巻回させてアース母線に接続する。  各アース線は、それらに流れるアース電流のうちの主電流の極性が互いに逆極性になるようフェライトコアに巻回させた構成を含む。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
交流電源から交流電力を取り込む入力部に高周波除去用フィルタ回路を設け、半導体素子を主回路スイッチ素子として前記交流電力を交流または直流に電力変換して負荷に供給する電力変換部を設けた半導体電力変換装置において、
前記入力部と電力変換部および負荷のアース線は半導体電力変換装置のアース母線まで引き回し配線し、前記各アース線は半導体電力変換装置から漏洩するノイズを低減するためのフェライトコアとの間に必要ターン数だけ巻回させて前記アース母線に接続した構成を特徴とする半導体電力変換装置のノイズ低減装置。
【請求項２】
前記各アース線は、それらに流れるアース電流のうちの主電流の極性が互いに逆極性になるよう前記フェライトコアに巻回させた構成を特徴とする請求項１に記載の半導体電力変換装置のノイズ低減装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体電力変換装置から外部装置へのノイズ漏洩を、フェライトコアによって抑制するノイズ低減装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
本発明に係る半導体電力変換装置として、誘導電動機を可変速駆動するインバータ装置の要部構成を図２に示す。商用電源などの交流電源１が接続される入力部には高調波抑制用のＣＲフィルタ２と交流リアクトル３からなる高周波除去用フィルタ回路を設け、このフィルタ回路（さらに絶縁トランス）を介して交流−直流電力変換部としてのコンバータ４に交流電力を取り込む。直流−交流電力変換部としてのインバータ５は、コンバータ４を直流電源とし、電圧および周波数を制御し、さらにはＰＷＭ制御した３相出力を得、この交流電流を負荷となる誘導電動機６に出力トランスを介して供給し、誘導電動機６を可変速駆動する。
【０００３】
コンバータ４およびインバータ５は、主スイッチ素子としてダイオード、ＩＧＢＴ、ＧＴＯ、トランジスタなどの電力用半導体素子を設け、これらをスイッチング動作させることで所期の電力変換動作を得るが、これら素子のスイッチング動作にはパルス性の電流が流れ、この電流が周辺のコンピュータや交流電源に接続される他の装置にノイズとして誘導され、これら外部装置の誤動作などの原因となる。
【０００４】
上記のインバータ装置から外部装置へのノイズ漏洩を抑制するノイズ低減方式として、交流入力部およびインバータ出力部の３相ケーブルにフェライトコア７およびフェライトコア８を付設し、さらには誘導電動機のアース線を含めた４相ケーブルにフェライトコア９を付設し、これらフェライトコア７〜９とケーブル間に発生させる高周波電磁誘導によってノイズが外部に漏洩するのを抑制する。
【０００５】
フェライトコアは、ドーナツ型の一体構造、または複数の角型コア材による組み立て構造にされ、これに３相ケーブルまたは４相ケーブルを数ターン巻回させる。さらには、複数のフェライトコアを一体にしてそれらにケーブルを巻回させる（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２０００−３４０３７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
前記のようなフェライトコアの付設構造において、３相ケーブルは大きな電流容量を必要とするため、その線径およびその絶縁被覆が大きくなり、フェライトコアとケーブルとの間に所期のターン数を得るにはフェライトコアの大型化と必要個数増を招く。また、フェライトコアは高周波電流によって発熱するため、その冷却構造を必要とする。
【０００７】
これら事情から、従来のノイズ低減装置は、フェライトコアおよびケーブルを含めて装置の大型化とコストアップになる問題があった。
【０００８】
本発明の目的は、上記の課題を解決したを半導体電力変換装置のノイズ低減装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、前記の課題を解決するため、半導体電力変換装置を構成する各部のアース線および負荷のアース線をアース母線まで引き回し配線することで、半導体電力変換装置としてのアースをアース母線で一本化し、これらアース線をフェライトコアに必要ターン数だけ巻回させてアース母線に接続したもので、以下の構成を特徴とする。
【００１０】
（１）交流電源から交流電力を取り込む入力部に高周波除去用フィルタ回路を設け、半導体素子を主回路スイッチ素子として前記交流電力を交流または直流に電力変換して負荷に供給する電力変換部を設けた半導体電力変換装置において、
前記入力部と電力変換部および負荷のアース線は半導体電力変換装置のアース母線まで引き回し配線し、前記各アース線は半導体電力変換装置から漏洩するノイズを低減するためのフェライトコアとの間に必要ターン数だけ巻回させて前記アース母線に接続した構成を特徴とする。
【００１１】
（２）前記各アース線は、それらに流れるアース電流のうちの主電流の極性が互いに逆極性になるよう前記フェライトコアに巻回させた構成を特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
以上のとおり、本発明によれば、半導体電力変換装置を構成する各部のアース線および負荷のアース線をアース母線まで引き回し配線することで、半導体電力変換装置としてのアースをアース母線で一本化し、これらアース線をフェライトコアに必要ターン数だけ巻回させてアース母線に接続したため、以下の効果がある。
【００１３】
（１）フェライトコアは、電力ケーブルに比べて非常に細いアース線のみを巻回させる構成で済み、その小型化、コストダウンおよび必要数量の低減を図ることができ、ひいては半導体電力変換装置の小型化、コストダウンを図ることができる。
【００１４】
（２）アース電流は、電力変換装置の出力電流に比べて非常に小さい電流しか流れないため、フェライトコアに流れる高周波ノイズ電流も小さくなり、フェライトコアの発熱も微々たるものに低減でき、その冷却構造が不要となる。特に、各アース線に流れるアース電流のうちの主電流の極性が互いに逆極性になるようフェライトコアに巻回させる構成にして顕著な効果を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
図１は、本発明の実施形態を示し、インバータ装置に適用した場合である。同図が図２と異なる部分は、インバータ装置を構成する各部のアース線および負荷のアース線をアース母線まで引き回し配線することで、インバータ装置としてのアースをアース母線で一本化し、これらアース線をフェライトコアに巻回させてアース母線に接続した点にある。
【００１６】
図１において、フィルタ回路２のアース線２Ｅと、コンバータ４のアース線４Ｅと、インバータ５のアース線５Ｅおよび誘導電動機６のアース線６Ｅは、それぞれアース母線１０の位置まで引き回し、アース母線１０で接地する。
【００１７】
フェライトコア１１は、フィルタ回路２のアース線２Ｅとコンバータ４のアース線４Ｅの両方が必要ターン数だけ巻回され、両アース線２Ｅと４Ｅがそれぞれアース母線１０に接続される。ここで、フェライトコア１１に対する両アース線の巻回方向は、アース線２Ｅとアース線４Ｅに流れるアース電流のうちの主電流の極性が互いに逆極性になるよう巻回しておく。これらの主電流の極性を図中に矢印で示す。
【００１８】
フェライトコア１２は、インバータ５のアース線５Ｅと誘導電動機６のアース線６Ｅの両方が必要ターン数だけ巻回され、両アース線５Ｅと６Ｅがそれぞれアース母線１０に接続される。この場合も同様に、フェライトコア１２に対する両アース線の巻回方向は、アース線５Ｅとアース線６Ｅに流れるアース電流のうちの主電流の極性が互いに逆極性になるよう巻回しておく。これらの主電流の極性を図中に矢印で示す。
【００１９】
以上の構成になるノイズ低減装置によれば、各アース線２Ｅ、４Ｅ、５Ｅ、６Ｅは、それぞれ１本線構成で、しかも少しのアース電流容量をもてばよいため、インバータ５の出力ケーブル等に比べて非常に細い線で済む。これにより、フェライトコア１１、１２に必要ターン数を巻回するにも、従来方式に比べて大幅に小型化したフェライトコアを使用することができる。
【００２０】
さらに、アース線２Ｅと４Ｅを１つのフェライトコア１１に巻回させ、それらの主アース電流が互いに逆極性になる構成とするため、フェライトコア１１に発生する磁束量としては両アース電流で打ち消され、フェライトコア１１の発熱を大幅に低減できる。同様に、フェライトコア１２に巻回させるアース線５Ｅ、６Ｅの主アース電流が互いに逆極性になり、フェライトコア１２の発熱を大幅に低減できる。
【００２１】
なお、実施形態では、インバータ装置に適用した場合を示すが、本発明は電力用チョッパやサイクロコンバータなど半導体素子を主スイッチ素子とし、大きな電流容量をもつ半導体電力変換装置に適用して同等の作用効果を得ることができる。
【００２２】
また、実施形態では、コンバータのアース線とＣＲフィルタのアース線を１つのフェライトコアに巻回し、インバータのアース線と誘導電動機のアース線を１つのフェライトコアに巻回する場合を示すが、全てのアース線を１つのフェライトコアに巻回する構成、逆に３つ以上のフェライトコアに複数のアース線を巻回する構成など、半導体電力変換装置に構成に応じて適宜設計変更される。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の実施形態を示すインバータ装置の要部構成図。
【図２】従来のインバータ装置の要部構成図。
【符号の説明】
【００２４】
１  交流電源
２  ＣＲフィルタ
３  交流リアクトル
４  コンバータ
５  インバータ
６  誘導電動機
７〜９  フェライトコア
１０  アース母線
１１、１２  フェライトコア
【図１】
2008104307.tif 000003
【図２】
2008104307.tif 000004