(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の電力供給線と接地線との間に挿入された第１の静電容量要素と、
供給電力を任意の周波数成分の交流電力に変換して負荷に供給する電力変換装置に接続され、前記電力供給線と前記接地線との間の高周波ノイズ電圧を検出し、該検出した高周波ノイズ電圧を零とするための制御電流を生成し、該制御電流を前記電力供給線に出力することにより、前記電力変換装置のノイズを低減するノイズ低減装置と、
該ノイズ低減装置と前記第１の静電容量要素との間に設けられ、前記制御電流の周波数成分に対して高インピーダンスとなる第１のインピーダンス要素と、を備えたノイズ低減フィルタ。
【請求項２】
前記第１のインピーダンス要素をノーマルモードリアクトルで構成したことを特徴とする請求項１記載のノイズ低減フィルタ。
【請求項３】
前記第１のインピーダンス要素として、コモンモードリアクトルを設けたことを特徴とする請求項２記載のノイズ低減フィルタ。
【請求項４】
前記第１のインピーダンス要素として、前記電力供給線の線間にコンデンサを設けたことを特徴とする請求項２または請求項３に記載のノイズ低減フィルタ。
【請求項５】
前記第１のインピーダンス要素として、前記接地線にアースリアクトルを設けたことを特徴とする請求項２から請求項４のいずれかに記載のノイズ低減フィルタ。
【請求項６】
前記電力変換装置に内蔵の簡易フィルタを動作させるようにしたことを特徴とする請求項２から請求項５のいずれかに記載のノイズ低減フィルタ。
【請求項７】
前記第１の静電容量要素と前記複数の電力供給線との間に第２のインピーダンス要素を設けたことを特徴とする請求項１から請求項６のいずれかに記載のノイズ低減フィルタ。
【請求項８】
前記ノイズ低減装置と前記電力変換装置との間に第３のインピーダンス要素を設けたことを特徴とする請求項１から請求項７のいずれかに記載のノイズ低減フィルタ。
【請求項９】
前記第２のインピーダンス要素をコモンモードリアクトルで構成したことを特徴とする請求項７または請求項８に記載のノイズ低減フィルタ。
【請求項１０】
前記第３のインピーダンス要素をコモンモードリアクトルで構成したことを特徴とする請求項８に記載のノイズ低減フィルタ。
【請求項１１】
前記第３のインピーダンス要素として、ノーマルモードリアクトルを設けたことを特徴とする請求項１０に記載のノイズ低減フィルタ。
【請求項１２】
前記第３のインピーダンス要素として、前記電力供給線の線間にコンデンサを設けたことを特徴とする請求項１０または請求項１１に記載のノイズ低減フィルタ。
【請求項１３】
前記第３のインピーダンス要素として、前記電力供給線と前記接地線との間にコンデンサを設けたことを特徴とする請求項１０または請求項１２に記載のノイズ低減フィルタ。
【請求項１４】
前記第１のインピーダンス要素、前記第２のインピーダンス要素および前記第３のインピーダンス要素を同等の性能を有する能動素子で構成したことを特徴とする請求項１０から請求項１３のいずれかに記載のノイズ低減フィルタ。
【請求項１５】
前記第１の静電容量要素を同等の性能を有する能動素子で構成したことを特徴とする請求項１に記載のノイズ低減フィルタ。
【請求項１６】
電力変換装置と負荷との間の接続線としての動力線とアース線とに共通のをシールディングを施したシールドケーブルを使用するとともに、
複数の電力供給線と接地線との間に挿入された第１の静電容量要素と、前記第１の静電容量要素と前記複数の電力供給線との間に設けた第２のインピーダンス要素と、を導電性材料で製作した筐体に収め、該筐体、第１の静電容量要素の接地線を前記シールドケーブルの接地線と同電位とするようにしたことを特徴とするノイズ低減フィルタ。
【請求項１７】
前記筐体に、供給電力を任意の周波数成分の交流電力に変換して負荷に供給する電力変換装置のノイズを低減するノイズ低減装置と、このノイズ低減装置と前記第１の静電容量要素との間に設けられた第１のインピーダンス要素と、を収めるようにしたことを特徴とする請求項１６記載のノイズ低減フィルタ。
【請求項１８】
前記筐体に、前記ノイズ低減装置と前記電力変換装置との間に設けられる第３のインピーダンス要素を収めるようにしたことを特徴とする請求項１７記載のノイズ低減フィルタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、供給電力を交流電力に変換して負荷に供給する電力変換装置から発生するノイズを低減するノイズ低減フィルタに関する。
【背景技術】
【０００２】
商用電源と電力変換装置との間に設置され、ノーマルモードとコモンモードの伝導性ノイズを同時に低減できる電力変換装置のノイズ低減装置として、特許文献１に記載のものがある。
【０００３】
このノイズ低減装置の構成を下記に簡単に説明する。
商用電源に接続された電力供給線と接地線との間に静電容量要素（または浮遊容量）を挿入して、この静電容量要素で検出した電圧をハイパスフィルタに通すことにより高周波電圧成分を抽出する。
抽出した高周波電圧成分は減算器、演算制御器、電流発生器を経て、元々の高周波電圧成分をゼロにするための制御電流Ｉｃｏｍが生成される。この制御電流Ｉｃｏｍは高周波成分のみなので、そのほとんどが静電容量要素（または浮遊容量）に流れ込む。
このようにして、静電容量要素（または浮遊容量）に生じていた高周波電圧を抑制でき商用電源に伝わる伝導性ノイズを低減できる。なお、静電容量要素（または浮遊容量）とハイパスフィルタで検出される高周波電圧成分はノーマルモードノイズとコモンモードノイズが重畳されているため、制御電流Ｉｃｏｍにはノーマルモードとコモンモードの伝導性ノイズを抑制するための電流成分が含まれている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−８８０９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来のノイズ低減装置による伝導性ノイズ低減量では不十分な場合、受動素子からなる受動フィルタを併用することが考えられるが、ノイズ低減装置と受動フィルタを単純に接続しただけでは伝導性ノイズを低減する効果を上げることができない場合があるという問題点があった。
例えば、ノイズ低減装置と併用する受動フィルタとして、電力供給線と接地線との間にコンデンサを挿入する場合を考える。このコンデンサは通称Ｙコンデンサとされ、コモンモードノイズの抑制に大きな効果がある。この構成において、ノイズ低減装置の静電容量要素（または浮遊容量）とＹコンデンサが並列接続された形態となり、ノイズ低減装置から出力される制御電流Ｉｃｏｍは静電容量要素（または浮遊容量）とＹコンデンサのインピーダンス比によって分流することになる。ノイズ低減装置は制御電流Ｉｃｏｍを静電容量要素（または浮遊容量）に流し込むことでノイズ低減効果を得るため、制御電流Ｉｃｏｍの一部がＹコンデンサに分流することはノイズ低減装置によるノイズ低減効果の低下を招くことになる。
【０００６】
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、ノイズ低減性能の向上を実現したノイズ低減フィルタを得ることを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明に係るノイズ低減フィルタは、複数の電力供給線と接地線との間に挿入された第１の静電容量要素と、供給電力を任意の周波数成分の交流電力に変換して負荷に供給する電力変換装置に接続され、前記電力供給線と前記接地線との間の高周波ノイズ電圧を検出し、該検出した高周波ノイズ電圧を零とするための制御電流を生成し、該制御電流を前記電力供給線に出力することにより、前記電力変換装置のノイズを低減するノイズ低減装置と、該ノイズ低減装置と前記第１の静電容量要素との間に設けられ、前記制御電流の周波数成分に対して高インピーダンスとなる第１のインピーダンス要素とを備えたものである。
【発明の効果】
【０００８】
この発明に係るノイズ低減フィルタは、複数の電力供給線と接地線との間に挿入された第１の静電容量要素と、供給電力を任意の周波数成分の交流電力に変換して負荷に供給する電力変換装置に接続され、前記電力供給線と前記接地線との間の高周波ノイズ電圧を検出し、該検出した高周波ノイズ電圧を零とするための制御電流を生成し、該制御電流を前記電力供給線に出力することにより、前記電力変換装置のノイズを低減するノイズ低減装置と、該ノイズ低減装置と前記第１の静電容量要素との間に設けられ、前記制御電流の周波数成分に対して高インピーダンスとなる第１のインピーダンス要素と、を備えたので、ノイズ低減装置によるノイズ低減効果と前記第１の静電容量要素によるノイズ低減効果の両方を最大限に生かすことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１に係るノイズ低減フィルタを使用した回路構成を示す図である。
図において、３は交流電源１に接続された電力供給線と、接地点２に接続された接地線との間に挿入された第1の静電容量要素としてのコンデンサ、１０は特許文献１に記載した従来技術としてのノイズ低減装置、４はコンデンサ３とノイズ低減装置１０との間に挿入された第１のインピーダンス要素、１１は電力変換装置であり、１２は電力変換装置１１の後段に接続された負荷である。なお、コンデンサ３は３相とも同様に挿入されるため、図では１相分のみ示している。
【００１０】
ノイズ低減装置１０は特許文献１で記載された構成と同じであるが、この発明の説明に必要な部分のみ抽出して図示している。
５は電力供給線と接地線との間に挿入されたコンデンサ、６はコンデンサ５の両端電圧Ｖ５を検出する電圧検出回路、７は電圧検出回路６の出力側に接続され、オペアンプ等の能動素子を用いて構成される能動ノイズフィルタ、８は電力供給線と能動ノイズフィルタ７の出力線との間に挿入されたコンデンサ、９はコンデンサ８と接地線との間に挿入された抵抗である。このノイズ低減装置１０は３相とも同じ構成であるため、図では１相分のみ示している。
なお、能動ノイズフィルタ７は、ハイパスフィルタと減算器と演算制御器と電流発生器とから構成されている。
【００１１】
次にこの発明の実施の形態1による回路の動作について説明する。
電力変換装置１１は交流電源１からの交流電力を直流電力に変換し、この直流電力を任意周波数の交流電力に変換して負荷１２を駆動する。直流電力を任意周波数の交流電力に変換する過程において、ＩＧＢＴ等の高周波スイッチング素子のスイッチング動作により伝導性ノイズが発生し、この伝導性ノイズは電力変換装置１１に接続された電力供給線および接地線を介して交流電源１に伝わる。
【００１２】
そこで、交流電源１への伝導性ノイズを低減するためにノイズ低減装置１０を使用する。このノイズ低減装置１０の動作の概略は次の通りである。
電圧検出器６によりコンデンサ５の電圧を検出し、能動ノイズフィルタ内のハイパスフィルタにより高周波電圧成分を抽出し、能動ノイズフィルタ内の減算器、演算制御器、電流発生器により前記高周波電圧成分をゼロとするための制御電流Ｉｃｏｍが生成される。この制御電流Ｉｃｏｍは高周波成分のみなので、そのほとんどがコンデンサ６を介して電力供給線に流れ、結果として、コンデンサ５に流れ込む。このようにして、ノイズ低減装置１０はコンデンサ５に生じていた高周波電圧をゼロにするように動作し、交流電源１への伝導性ノイズが低減されることになる。
【００１３】
なお、ノイズ低減装置１０の構成によれば、ノーマルモードとコモンモードの伝導性ノイズが重畳された高周波電圧を検出して、両モードの伝導性ノイズを低減するための制御電流Ｉｃｏｍを生成して、この制御電流Ｉｃｏｍを両モードの伝導性ノイズの伝わる経路に直接注入するため、ノーマルモードとコモンモードの区別なく同時に低減することができる。
【００１４】
このようにノイズ低減装置１０のみでもノーマルモードおよびコモンモードの伝導性ノイズを低減可能であるが、受動素子で構成される受動ノイズフィルタをノイズ低減装置１０に組み合わせることで伝導性ノイズを更に低減できる。  
【００１５】
この発明の実施の形態1では、上記の受動ノイズフィルタの1つとして電力供給線と接地線との間にコンデンサ３を挿入している。
このコンデンサ３は交流電源１と並列に接続されており、また高周波成分に対して低インピーダンスとなるため、交流電源１への伝導性ノイズを低減することができる。
【００１６】
このコンデンサ３の静電容量値を増加させれば高周波成分に対するインピーダンスが更に低下できるため交流電源１への伝導性ノイズを更に低減することができるが、その一方でコンデンサ３の静電容量値増加は漏洩電流の増加につながるため、ノイズフィルタの適用環境やユーザ要求等に応じて、コンデンサ３の静電容量値を適切に決定する。
コンデンサ３とノイズ低減装置１０を組み合わせる場合、単純に接続しただけでは伝導性ノイズが増加する場合があるため、コンデンサ３によるノイズ低減効果とノイズ低減装置１０によるノイズ低減効果を両立させるには以下の接続形態を用いる。
【００１７】
ノイズ低減装置１０はコンデンサ５によって検出した高周波電圧をゼロにするような制御電流Ｉｃｏｍをコンデンサ５に流し込むことで伝導性ノイズを低減しているため、ノイズ低減装置１０とコンデンサ３とが直近に接続されていると制御電流Ｉｃｏｍがコンデンサ3に流れ込み、ノイズ低減装置１０による伝導性ノイズの低減ができなくなる。このため、ノイズ低減装置１０とコンデンサ３との間に、制御電流Ｉｃｏｍの周波数成分に対して高インピーダンスとなるようなインピーダンス要素４を設ける。
このような構成とすることで制御電流Ｉｃｏｍのほとんどがコンデンサ５に流れるようできるため、ノイズ低減装置１０によるノイズ低減効果とコンデンサ３によるノイズ低減効果を両立させることができる。また、インピーダンス要素４は電力変換装置１１から交流電源１への伝導性ノイズに対しても高インピーダンスとなるため、伝導性ノイズを低減することができ、ノイズ低減装置１０のみの場合よりも更に伝導性ノイズを低減することができる。
【００１８】
実施の形態２．
図２はこの発明の実施の形態２に係るノイズ低減フィルタを使用した回路構成を示す図である。図において、１，２，３，５〜９，１０，１１，１２は、図１と同様であり、その説明を省略する。
実施の形態1に記載のように、インピーダンス要素４を設けることによりノイズ低減装置１０によるノイズ低減効果とコンデンサ３によるノイズ低減効果を両立でき、更に、インピーダンス要素４自体のノイズ低減効果も見込めるが、実施の形態２においてはインピーダンス要素４として、コモンモードリアクトル１３とノーマルモードリアクトル１４，１５，１６を直列接続したものを用いた例を示した。
【００１９】
コモンモードリアクトル１３を挿入することでコモン的にインダクタンス値を持たせることができるためノイズ低減装置１０から出力される制御電流Ｉｃｏｍのうちのコモンモード成分に対するインピーダンスを増加でき、制御電流Ｉｃｏｍのコモンモード成分がコンデンサ３に流れ込むことを抑制することができる。またノーマルモードリアクトル１４，１５，１６を挿入することでノーマル的にインダクタンス値を持たせることが出来るためノイズ低減装置１０から出力される制御電流Ｉｃｏｍのうちのノーマルモード成分に対するインピーダンスを増加でき、制御電流Ｉｃｏｍのノーマルモード成分がコンデンサ３に流れ込むことを抑制することができる。
【００２０】
また、コモンモードリアクトル１３とノーマルモードリアクトル１４，１５，１６は電力変換装置１１から交流電源１への伝導性ノイズに対しても高インピーダンスとなるため、伝導性ノイズを低減でき、ノイズ低減装置１０によるノイズ低減効果と、コンデンサ３によるノイズ低減効果と、を合わせて更に伝導性ノイズを低減することができる。
【００２１】
上記、コモンモードリアクトルとノーマルモードリアクトルは具体的には磁性体コアに電力供給線が巻きまわされた形状、もしくは磁性体コアに電力供給線を貫通させた形状などとすればよい。この磁性体コアはトロイダル形状もしくはU字型を２つ向かい合わせに貼り合わせた形状などとすれば良く、リアクトルを製作する上で容易なコア形状を選択すれば良い。
また、電力供給線に流れる電流値が数百アンペアとなる場合は電力供給線の断面積が数十ｍｍ２以上となり通常電線で巻き回すとリアクトルの寸法が大きくなるため、ノーマルモードリアクトルを小型化したい場合は、平角銅線や任意の断面積で製作したブスバーを巻線として使用しても良い。この場合、平角銅線やブスバーの巻線表面は絶縁処理を施すことが望ましい。
【００２２】
なお、ノーマルモードリアクトル１４，１５，１６が近接配置される場合は適切な絶縁距離を守らないと線間短絡または地絡する可能性があるため、巻線に絶縁処理を行うことが必須である。しかし、製作上の問題で絶縁処理を行えない場合はノーマルモードリアクトル１４，１５，１６間の空間距離と沿面距離、および、ノーマルモードリアクトル１４，１５，１６と対地間の空間距離および沿面距離が交流電源1の電圧値と周波数から決まる絶縁距離を満たすようにするか、あるいは、十分な耐圧を有する絶縁シートをノーマルモードリアクトル間に挿入する。
【００２３】
なお、上記でノーマルモードリアクトル１４，１５，１６を磁性体コアを用いて製作すればよいと記載したが、コアを用いると磁束飽和による発熱や電力供給線電流の増加によるリアクトル大型化の問題があるため、磁性体コアを用いずにリアクトルを形成する方法もある。この場合、空芯リアクトルを用いることになる。空芯リアクトルから漏れる磁束については磁束遮蔽板または磁束遮蔽シート等を用いれば良い。
【００２４】
実施の形態３．
図３はこの発明の実施の形態３に係るノイズ低減フィルタを使用した回路構成を示す図である。図において、１，２，３，５〜９，１０，１１，１２，１３，１４〜１６は、図２と同様であり、その説明を省略する。
実施の形態２ではインピーダンス要素４として、コモンモードリアクトル１３とノーマルモードリアクトル１４，１５，１６を用いた例を示したが、実施の形態３においては、更に電力供給線の線間にコンデンサ１７，１８，１９を挿入した例を示した。
【００２５】
コンデンサ１７，１８，１９を挿入することにより、電力供給線の線間に高周波成分に対するバイパス回路を形成することになり、制御電流Ｉｃｏｍのノーマルモード成分がコンデンサ３に流れ込むことを抑制することができる。なお、図示しないがコンデンサ１７，１８，１９の静電容量値が大きくなる場合、通常、各コンデンサと並列に放電抵抗を接続することになる。
また、コンデンサ１７，１８，１９は電力変換装置１１から交流電源１への伝導性ノイズに対して低インピーダンスとなるため、伝導性ノイズの低減効果を有し、ノイズ低減装置１０によるノイズ低減効果と、コンデンサ３によるノイズ低減効果と、コモンモードリアクトル１３とノーマルモードリアクトル１４，１５，１６によるノイズ低減効果と、を合わせて更に伝導性ノイズを低減することができる。
【００２６】
実施の形態４．
図４はこの発明の実施の形態４に係るノイズ低減フィルタを使用した回路構成を示す図である。図において、１，２，３，５〜９，１０，１１，１２，１３，１４〜１６、１７〜１９は、図３と同様であり、その説明を省略する。
実施の形態３ではインピーダンス要素４として、コモンモードリアクトル１３とノーマルモードリアクトル１４，１５，１６およびコンデンサ１７，１８，１９を用いた例を示したが、実施の形態４においては、更にコンデンサ３とノイズ低減装置１０との間の接地線にアースリアクトル２０を設けた例を示した。
【００２７】
アースリアクトル２０により、制御電流Ｉｃｏｍが接地線経由でコンデンサ３に流れ込むことを抑制することができる。
また、アースリアクトル２０は接地線を経由して電力変換装置１１から交流電源１へ流れる伝導性ノイズに対して高インピーダンスとなるため、伝導性ノイズの低減効果を有し、ノイズ低減装置１０によるノイズ低減効果と、コンデンサ３によるノイズ低減効果と、コモンモードリアクトル１３とノーマルモードリアクトル１４，１５，１６によるノイズ低減効果と、コンデンサ１７，１８，１９によるノイズ低減効果と、を合わせて更に伝導性ノイズを低減することが出来る。
【００２８】
実施の形態５．
図５はこの発明の実施の形態５に係るノイズ低減フィルタを使用した回路構成を示す図である。図において、１，２，３，５〜９，１０，１１，１２，１３，１４〜１６、１７〜１９、２０は、図４と同様であり、その説明を省略する。電力変換装置１１には標準で簡易フィルタ２１が内蔵されている場合がある。この簡易フィルタ２１の構成は図示しないが、一般的にコンデンサやリアクトル等の受動素子で構成されている。
この簡易フィルタ２１によるノイズ低減効果と、実施の形態１から実施の形態４に示した受動フィルタによるノイズ低減効果と、を合わせて更に伝導性ノイズを低減することができる。
なお、簡易フィルタ２１を構成する要素として、電力供給線と接地線との間にコンデンサが挿入されている場合は漏洩電流が生じるので、コンデンサ３の静電容量値を決定する際には簡易フィルタ２１の漏洩電流値を含め、ノイズ低減フィルタ全体での漏洩電流値がノイズズフィルタの適用環境やユーザ要求等に応じた値となるように設計する。
【００２９】
実施の形態６．
図６はこの発明の実施の形態６に係るノイズ低減フィルタを使用した回路構成を示す図である。図において、１，２，３，５〜９，１０，１１，１２，１３，１４〜１６、１７〜１９、２０は、図４と同様であり、その説明を省略する。
【００３０】
２２は前記コンデンサ３と交流電源１との間に挿入された第２のインピーダンス要素、２３はノイズ低減装置１０と電力変換装置１１との間に挿入された第３のインピーダンス要素である。
実施の形態１から実施の形態５に示した受動フィルタにより制御電流Ｉｃｏｍがコンデンサ３に流入することを防ぎ、ノイズ低減装置１０と前記受動フィルタのノイズ低減効果を両立させることができる。しかし、伝導ノイズ許容値の小さいＥＭＩ規格に対応させる場合にノイズ低減装置１０と前記受動フィルタによるノイズ低減効果では対応困難な場合がある。この場合、前記インピーダンス要素２２を設けることによりノイズ低減装置１０と前記受動フィルタによるノイズ低減効果を向上させることができる。
また、ノイズ低減装置１０と電力変換装置１１との間にインピーダンス要素２３を設けることにより、制御電流Ｉｃｏｍが電力変換装置１１に流れ込むことを抑制することができる。また、インピーダンス要素２３は電力変換装置１１から交流電源１への伝導性ノイズに対して高インピーダンスとなるため、電力変換装置１１から電力供給線と接地線を経由して交流電源１に伝わる伝導性ノイズを低減する効果を有するので、実施の形態１から実施の形態５に示した受動フィルタとノイズ低減装置１０とによるノイズ低減効果と、を合わせて更に伝導性ノイズを低減することが出来る。
【００３１】
実施の形態７．
図７はこの発明の実施の形態７に係るノイズ低減フィルタを使用した回路構成を示す図である。図において、１，２，３，５〜９，１０，１１，１２，１３，１４〜１６、１７〜１９、２０は、図４と同様であり、その説明を省略する。
実施の形態７においてはインピーダンス要素２２としてコモンモードリアクトル２４を用い、インピーダンス要素２３として、電力供給線の線間に挿入したコンデンサ２６，２７，２８と、コモンモードリアクトル２９を用いた例を示した。
【００３２】
コモンモードリアクトル２４を挿入することによりコモン的にインダクタンス値を持たせることが出来るため、ノイズ低減装置１０と実施の形態１から実施の形態５に示した受動フィルタによるコモンモードノイズの低減効果を更に向上させることができる。
コンデンサ２６，２７，２８を挿入することにより、電力供給線の線間に高周波成分に対するバイパス回路を形成することになり、制御電流Ｉｃｏｍのノーマルモード成分が電力変換装置１１に流れ込むことを抑制することができる。
なお図示しないがコンデンサ２６，２７，２８の静電容量値が大きくなる場合、通常、各コンデンサと並列に放電抵抗を接続することになる。
【００３３】
コモンモードリアクトル２９を挿入することで、コモン的にインダクタンス値を持たせることが出来るためノイズ低減装置１０から出力される制御電流Ｉｃｏｍのうちのコモンモード成分に対するインピーダンスを増加でき、制御電流Ｉｃｏｍのコモンモード成分が電力変換装置１１に流れ込むことを抑制することができる。
また、コンデンサ２６，２７，２８は電力変換装置１１から交流電源１への伝導性ノイズに対して低インピーダンスとなり、コモンモードリアクトル２９は電力変換装置１１から交流電源１への伝導性ノイズに対して高インピーダンスとなるため、伝導性ノイズの低減効果を有し、実施の形態１から実施の形態５に示した受動フィルタとノイズ低減装置１０とによるノイズ低減効果と、を合わせて更に伝導性ノイズを低減することが出来る。
【００３４】
実施の形態８．
図８はこの発明の実施の形態８に係るノイズ低減フィルタを使用した回路構成を示す図である。図において、１、２、３、５〜９、１０、１１、１２、１３、１４〜１６、１７〜１９、２０、２４、２６〜２８、２９は、図７と同様であり、その説明を省略する。
実施の形態７においてはインピーダンス要素２３として、電力供給線の線間に挿入したコンデンサ２６，２７，２８と、コモンモードリアクトル２９を用いた例を示したが、実施の形態８においてはインピーダンス要素２３として、更に、ノーマルモードリアクトル３０，３１，３２と、電力供給線と接地線との間に挿入したコンデンサ３３を用いた例を示した。
【００３５】
ノーマルモードリアクトル３０，３１，３２を挿入することで、ノーマル的にインダクタンス値を持たせることが出来るためノイズ低減装置１０から出力される制御電流Ｉｃｏｍのうちのノーマルモード成分に対するインピーダンスを増加でき、制御電流Ｉｃｏｍのノーマルモード成分が電力変換装置１１に流れ込むことを抑制することができる。
【００３６】
コンデンサ３３を挿入することで、高周波成分に対して電力供給線と接地線との間にバイパス回路を成している。つまり、電力変換装置１１からの伝導性ノイズがコンデンサ３３に流れるためコモンモードリアクトル２９、コンデンサ２６，２７，２８、ノイズ低減装置１０を経由して交流電源１に伝わる伝導性ノイズを低減することができる。ただし、コンデンサ３３の静電容量値の増加は漏洩電流値の増加につながるため、ノイズフィルタの適用環境やユーザ要求等に応じて、コンデンサ３の静電容量値と共に、コンデンサ３３の静電容量値を適切に決定する。
【００３７】
また、コンデンサ２６，２７，２８とコンデンサ３は電力変換装置１１から交流電源１への伝導性ノイズに対して低インピーダンスとなり、また、コモンモードリアクトル２９とノーマルモードリアクトル３０，３１，３２は電力変換装置１１から交流電源１への伝導性ノイズに対して高インピーダンスとなるため、伝導性ノイズの低減効果を有し、実施の形態１から実施の形態５に示した受動フィルタとノイズ低減装置１０とによるノイズ低減効果と、を合わせて更に伝導性ノイズを低減することが出来る。
【００３８】
実施の形態９．
図９はこの発明の実施の形態９に係るノイズ低減フィルタを使用した回路構成を示す図である。図において、１、２、３、５〜７、１１、１２、１３、１４〜１６、１７〜１９、２０、２４、２６〜２８、２９、３０〜３２、３３は、図８と同様であり、その説明を省略する。
【００３９】
実施の形態９におけるノイズ低減装置１０ａは、実施の形態1から実施の形態8に示したノイズ低減装置１０からコンデンサ8と抵抗9を省略した構成であり、能動ノイズフィルタ７からの制御電流Ｉｃｏｍをコンデンサ8と抵抗9を用いずに、直接に電力供給線に注入するようにしたものである。
【００４０】
実施の形態１０．
ノイズ低減装置１０の回路は複数のオペアンプと抵抗、コンデンサ、トランジスタから構成されている。
上記実施の形態１から実施の形態９に示した構成においてはノイズ低減装置１０に受動素子で構成される受動フィルタが併用されるため、これらの受動フィルタが存在している場合にノイズ低減装置１０の回路が安定動作するよう回路定数を決定する。
【００４１】
実施の形態１１．
上記実施の形態１から実施の形態９で示した構成において、ノイズ低減装置１０にコンデンサやリアクトルなどの受動素子から成る受動フィルタを併用したが、これらの受動フィルタに代えて、同等の性能を有する、能動素子で構成されるフィルタを併用してもよい。
【００４２】
実施の形態１２．
上記実施の形態１から実施の形態９および実施の形態１１において、電力供給線が交流電源１に接続されている場合を示したが、直流電源であってもよい。
【００４３】
実施の形態１３．
図１０はこの発明の実施の形態１３に係るノイズ低減フィルタを使用した回路構成を示す図、また図１１はこの発明の実施の形態１３に係るノイズ低減処理方法を示す図である。図において、１、２、３、１１、１２は、図１と同様であり、その説明を省略する。
【００４４】
電力変換装置１１と負荷１２との間の接続線として動力線とアース線にシールディングを施したシールドケーブルを使用する。また、コンデンサ３とコモンモードリアクトル２４を導電性材料で製作した筐体３４に収め、この筐体３４は接地点２に接続して同電位とする。また、この筐体３４の表面処理としては全面非塗装とするか、もしくは、図１１に示すように一部の非塗装面３７を残し、その他の面は塗装を施してもよい。この非塗装面３７は接地点２と同電位となる。
前記シールドケーブルは図１１のように外皮３８の一部を取り除いてシールド部分３５を露出させ、前記非塗装面３７にシールド部分３５を接触させて固定具３６で固定する。なお、このシールド部分３５は電力変換装置１１の出力部もしくは負荷１２の入力部でシールドケーブルの接地線に接続する。
【００４５】
このように構成することでシールドケーブルのシールド部分３５と、シールドケーブルが敷設される壁面もしくは床面等との間に存在する浮遊容量を介して交流電源１に流れる伝導性ノイズに対し、前記浮遊容量のインピーダンスよりも低いインピーダンスの経路がシールド部分３５と筐体３４の間に形成される。よって、伝導性ノイズは前記低インピーダンス経路を流れ、コンデンサ３に流れ込む。なお、上記のように流れる伝導性ノイズが筐体３４の表面を介して交流電源１に流れ込むことはほとんど無い。この理由は前記経路で流れる伝導性ノイズは数ＭＨｚ以上のコモンモードノイズが主であり、コンデンサ３のインピーダンスは数ＭＨｚ以上の高周波に対して低インピーダンスとなるため、伝導性ノイズのほとんどが交流電源１でなくコンデンサ３に流れ込むことになるためである。また交流電源１とコンデンサ３との間にコモンモードリアクトル２４を挿入すればコンデンサ３を通過したコモンモードノイズが交流電源１に流れ込むこともない。
上記の構成を用いることで壁面もしくは床面を介して交流電源１に流れ込む伝導性ノイズを低減することができ、ノイズ低減効果を更に向上させることができる。また伝導性材料で製作された筐体３４に収めることで放射性ノイズの低減効果も有する。
【００４６】
図１２はこの発明の実施の形態１３に係るノイズ低減処理方法を示す図である。
なお、上記において筐体３４にコモンモードリアクトル２４とコンデンサ３を収める形態を用いて説明したが、図１２に示すように、コモンモードリアクトル２４、コンデンサ３、第１のインピーダンス要素４、ノイズ低減装置１０が筐体３４に収められていても良い。この場合、第１のインピーダンス要素４とノイズ低減装置１０のノイズ低減効果が追加されるため更にノイズ低減効果を向上できる。
【００４７】
図１３は、この発明の実施の形態１３に係るノイズ低減処理方法を示す図である。
なお、図１２では筐体３４にコモンモードリアクトル２４、コンデンサ３、第１のインピーダンス要素４、ノイズ低減装置１０を収める形態を示しているが、図１３に示すように、コモンモードリアクトル２４、コンデンサ３、第１のインピーダンス要素４、ノイズ低減装置１０および第３のインピーダンス要素２３を筐体３４に収める形態としても良い。この場合、第３のインピーダンス要素２３のノイズ低減効果が追加されるために更にノイズ低減効果を向上できる。
【産業上の利用可能性】
【００４８】
この発明のノイズ低減フィルタは、ノイズ低減装置によるノイズ低減効果を更に向上させることができ、伝導性ノイズ低減を考慮した電力変換装置のシステム構築と、伝導性ノイズ許容値の小さいEMI規格に対応した電力変換装置のシステム構築が容易となる。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】この発明の実施の形態１に係るノイズ低減フィルタを使用した回路構成を示す図である。
【図２】この発明の実施の形態２に係るノイズ低減フィルタを使用した回路構成を示す図である。
【図３】この発明の実施の形態３に係るノイズ低減フィルタを使用した回路構成を示す図である。
【図４】この発明の実施の形態４に係るノイズ低減フィルタを使用した回路構成を示す図である。
【図５】この発明の実施の形態５に係るノイズ低減フィルタを使用した回路構成を示す図である。
【図６】この発明の実施の形態６に係るノイズ低減フィルタを使用した回路構成を示す図である。
【図７】この発明の実施の形態７に係るノイズ低減フィルタを使用した回路構成を示す図である。
【図８】この発明の実施の形態８に係るノイズ低減フィルタを使用した回路構成を示す図である。
【図９】この発明の実施の形態９に係るノイズ低減フィルタを使用した回路構成を示す図である。
【図１０】この発明の実施の形態１３に係るノイズ低減フィルタを使用した回路構成を示す図である。
【図１１】この発明の実施の形態１３に係るノイズ低減処理方法を示す図である。
【図１２】この発明の実施の形態１３に係るノイズ低減処理方法を示す図である。
【図１３】この発明の実施の形態１３に係るノイズ低減処理方法を示す図である。
【符号の説明】
【００５０】
１  交流電源、  ２  接地点、  ３  第１のコンデンサ、  ４  第１のインピーダンス要素、  ５  第２のコンデンサ、  ６  電圧検出回路、  ７  能動ノイズフィルタ、  ８  コンデンサ、  ９    抵抗、  １０，１０ａ  ノイズ低減装置、  １１  電力変換装置、  １２  負荷、  １３  コモンモードリアクトル、  １４〜１６  ノーマルモードリアクトル、  １７〜１９  コンデンサ、  ２０  アースリアクトル、  ２１  簡易フィルタ、  ２２  第２のインピーダンス要素、  ２３  第３のインピーダンス要素インピーダンス要素、  ２４  コモンモードリアクトル、  ２６〜２８  コンデンサ、  ２９  コモンモードリアクトル、  ３０〜３２  ノーマルモードリアクトル、  ３３  コンデンサ、  ３４  筐体、  ３５  シールドケーブルのシールド部分、  ３６  シールド部分の固定具、  ３７  筐体表面の導電部分、  ３８  シールドケーブルの外皮、  Ｖ５  コンデンサ５の両端電圧、  Ｉｃｏｍ  制御電流。
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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