(57)【要約】【課題】  コンデンサ端子間の寄生インダクタンスを低減してフィルタ性能を向上できる三相ノイズフィルタ並びにそれを用いる交流電動機駆動システムを提供する。【解決手段】  基板上に設けられる、配線パターン１１１〜１１３と、配線パターン１１１〜１１３の各線間に接続されるＸコンデンサ１１〜１３と、配線パターン１１１〜１１３に接続されるインダクタ５０とを備え、配線パターン１１２は、配線パターン１１１と配線パターン１１３の間に設けられ、配線パターン１１１および１１３は各々配線パターン１１２に近づくように屈曲する屈曲部を有し、Ｘコンデンサ１１は、配線パターン１１１の屈曲部と配線パターン１１２に接続され、Ｘコンデンサ１２は、配線パターン１１２と配線パターン１１３の屈曲部に接続され、Ｘコンデンサ１３は、配線パターン１１３の屈曲部と配線パターン１１１の屈曲部に接続される。【選択図】図２
2017055584.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に設けられる、第１の配線パターン、第２の配線パターンおよび第３の配線パターンと、
前記第１の配線パターン、前記第２の配線パターンおよび前記第３の配線パターンの各線間に接続される第１のコンデンサ、第２のコンデンサおよび第３のコンデンサと、
前記第１の配線パターン、前記第２の配線パターンおよび前記第３の配線パターンに接続されるインダクタと、
を備える三相ノイズフィルタにおいて、
前記第２の配線パターンは、前記第１の配線パターンと前記第３の配線パターンの間に設けられ、
前記第１の配線パターンおよび前記第３の配線パターンは各々、前記第２の配線パターンに近づくように屈曲する屈曲部を有し、
前記第１のコンデンサは、前記第１の配線パターンの前記屈曲部と前記第２の配線パターンに接続され、
前記第２のコンデンサは、前記第２の配線パターンおよび前記第３の配線パターンの前記屈曲部に接続され、
前記第３のコンデンサは、前記第３の配線パターンの前記屈曲部と前記第１の配線パターンの前記屈曲部に接続されることを特徴とする三相ノイズフィルタ。
【請求項２】
請求項１に記載の三相ノイズフィルタにおいて、
前記第３のコンデンサは前記第２の配線パターンを跨いでいることを特徴とする三相ノイズフィルタ。
【請求項３】
請求項１に記載の三相ノイズフィルタにおいて、
前記第１の配線パターン、前記２の配線パターンおよび前記第３の配線パターンの各幅はそれぞれ均一であることを特徴とする三相ノイズフィルタ。
【請求項４】
請求項３に記載の三相ノイズフィルタにおいて、
前記第１の配線パターン、前記第２の配線パターンおよび前記第３の配線パターンの各幅は同じ大きさであることを特徴とする三相ノイズフィルタ。
【請求項５】
請求項１に記載の三相ノイズフィルタにおいて、
前記第１の配線パターンに接続される前記第１のコンデンサの端子および前記第３のコンデンサの端子が互いに近接し、
前記第２の配線パターンに接続される前記第１のコンデンサの端子および前記第２のコンデンサの端子が互いに近接し、
前記第３の配線パターンに接続される前記第２のコンデンサの端子および前記第３のコンデンサの端子が互いに近接し、
前記第１の配線パターンにおける前記第１のコンデンサおよび前記第３のコンデンサの端子間距離、前記第２の配線パターンにおける前記第１のコンデンサおよび前記第２のコンデンサの端子間距離、および前記第３の配線パターンにおける前記第２のコンデンサおよび前記第３のコンデンサの端子間距離が均一であることを特徴とする三相ノイズフィルタ。
【請求項６】
請求項５に記載の三相ノイズフィルタにおいて、
前記第１のコンデンサ、前記第２のコンデンサおよび前記第３のコンデンサは三角形状に配置されることを特徴とする三相ノイズフィルタ。
【請求項７】
請求項１に記載の三相ノイズフィルタにおいて、
さらに、コモンモードノイズをグランドへバイパスする第４のコンデンサ、第５のコンデンサおよび第６のコンデンサを備えることを特徴とする三相ノイズフィルタ。
【請求項８】
請求項１に記載の三相ノイズフィルタにおいて、
ノーマルモードノイズに対して、Ｃ−Ｌ−Ｃ型の３次ローパスフィルタとして動作することを特徴とする三相ノイズフィルタ。
【請求項９】
請求項１に記載の三相ノイズフィルタにおいて、
ノーマルモードノイズに対して、Ｌ−Ｃ−Ｌ型の３次ローパスフィルタとして動作することを特徴とする三相ノイズフィルタ。
【請求項１０】
三相交流電源から入力する電力を可変電圧および可変周波数の三相交流電力に変換して出力する電力変換装置と、
前記電力変換装置が出力する前記三相交流電力によって駆動される交流電動機と、
前記電力変換装置の入力側または出力側に接続される三相ノイズフィルタと、
を備える交流電動機駆動システムにおいて、
前記三相ノイズフィルタは、
基板上に設けられる、第１の配線パターン、第２の配線パターンおよび第３の配線パターンと、
前記第１の配線パターン、前記第２の配線パターンおよび前記第３の配線パターンの各線間に接続される第１のコンデンサ、第２のコンデンサおよび第３のコンデンサと、
前記第１の配線パターン、前記第２の配線パターンおよび前記第３の配線パターンに接続されるインダクタと、
を備え、
前記第２の配線パターンは、前記第１の配線パターンと前記第３の配線パターンの間に設けられ、
前記第１の配線パターンおよび前記第３の配線パターンは各々、前記第２の配線パターンに近づくように屈曲する屈曲部を有し、
前記第１のコンデンサは、前記第１の配線パターンの前記屈曲部と前記第２の配線パターンに接続され、
前記第２のコンデンサは、前記第２の配線パターンおよび前記第３の配線パターンの前記屈曲部に接続され、
前記第３のコンデンサは、前記第３の配線パターンの前記屈曲部と前記第１の配線パターンの前記屈曲部に接続されることを特徴とする交流電動機駆動システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、三相ノイズフィルタ、並びにそれを用いる交流電動機駆動システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
交流電動機を可変速駆動するために用いられる三相電力変換装置においては、三相系統電源の交流電力がコンバータで直流電力に変換され、さらに、直流電力がインバータで交流電圧に変換される。このような三相電力変換装置においては、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）などの半導体スイッチング素子をスイッチングすることで、電力の形態（直流、交流、電圧、周波数など）が変換される。特に、半導体素子の発熱を低減するために、高速スイッチングで直流電圧をパルス状の交流電圧に変換するため、パルスの立ち上がりおよび立ち下がりは非常に急峻な特性となる。従って、スイッチング波形は高周波成分を多く含み、かつ、主回路や電力ケーブルに存在する寄生インダクタンスや寄生容量により意図しない共振回路が形成されるため、高周波においてコモンモードノイズやノーマルモードノイズが増大する。
【０００３】
このようなノイズを低減するために、一般に三相ノイズフィルタが用いられる。三相系統電源に固有に含まれるノイズと、コンバータおよびインバータにおける半導体スイッチング素子がスイッチングすることで発生するノイズとを低減するためには、三相系統電源とコンバータの間に三相ノイズフィルタが接続される。また、インバータが生成したパルス電圧が交流電動機の入力端子に印加されることにより、交流電動機とその筺体間に存在する寄生容量を通じてグランドにノイズ電流が漏洩する。この漏洩したノイズ電流が三相系統電源側へ流れないようにするために、三相ノイズフィルタは、ノイズ電流をバイパスさせ、コンバータ、インバータ、交流電動機で閉じるようにする働きがある。ここで、交流電動機を経由してグランドへ漏洩するノイズ電流を、より近傍でバイパスさせる場合には、インバータと交流電動機の間に三相ノイズフィルタが接続される。
【０００４】
このような三相ノイズフィルタに関して、特許文献１に記載される従来技術が知られている。本従来技術においては、三相ノイズフィルタが、プリント基板上で、インダクタ（コモンモードチョークコイル）とコンデンサから構成される。インダクタ（コモンモードチョークコイル）に対して入力端子側および出力端子側において、各配線パターン間にノーマルモードノイズ対策用のコンデンサ（Ｘコンデンサ）を設け、出力端子側において各配線パターンとグランドパターンとの間にコモンモードノイズ対策用のコンデンサ（Ｙコンデンサ）が設けられる。これらの電気部品および端子を近接配置させ、配線パターン上における寄生インダクタンスを低減することで、ノイズフィルタの特性を向上させることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−２１７６６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記従来技術による三相ノイズフィルタにおいて、プリント基板上に並置される三本の配線パターンの内、外側に位置する二本の配線パターンの各々には、これら二本の配線パターン間に一相分のＸコンデンサを接続するために、端子とインダクタを接続する主配線パターン部から分岐した配線パターン部が設けられている。このため、これら二本の配線パターンに接続される他のＸコンデンサの端子と、分岐した配線パターン部に接続されるＸコンデンサの端子の間の配線長が大きくなり、各Ｘコンデンサの端子間に寄生インダクタンスが存在してしまう。このような、寄生インダクタンスを含めた、従来技術による三相ノイズフィルタの回路図を図７に示す。
【０００７】
図７に示すように、従来技術による三相ノイズフィルタ２０１は、コモンモードノイズに対して、インダクタ（コモンモードチョークコイル）５０とＹコンデンサ９１〜９３とで構成されるＬ−Ｃ型の２次ローパスフィルタとなる。また、ノーマルモードノイズに対しては、Ｘコンデンサ１１〜１３とインダクタ（コモンモードチョークコイル）５０の漏れインダクタンス（図示せず）とＸコンデンサ２１〜２３とで構成されるＣ−Ｌ−Ｃ型の３次ローパスフィルタとなる。この三相ノイズフィルタ２０１は、三相電源に対応する入力端子１〜３および出力端子４〜６を備えると共に、Ｙコンデンサの一端が接続されるグランド端子７を備える。そして、Ｘコンデンサ１１の端子とＸコンデンサ１３の端子間の配線パターン部による寄生インダクタンス１５１と、Ｘコンデンサ１２の端子とＸコンデンサ１３の端子間の配線パターン部による寄生インダクタンス１５２と、Ｘコンデンサ２１の端子とＸコンデンサ２３の端子間の配線パターン部による寄生インダクタンス１５３と、Ｘコンデンサ２２の端子とＸコンデンサ２３の端子間の配線パターン部による寄生インダクタンス１５４とが存在する。
【０００８】
このような寄生インダクタンスがノイズに及ぼす影響について、図８を用いて説明する。
【０００９】
図８は、従来技術による三相ノイズフィルタにおけるノイズ電流の流れを示す回路図である。ここでは、三相系統電源のＲ相（１）とＴ相（３）の間にノーマルモードノイズが発生している。
【００１０】
ノイズ電流はインダクタ（コモンモードチョークコイル）５０とＸコンデンサ１１〜１３およびＸコンデンサ２１〜２３により減衰されるが、インダクタ（コモンモードチョークコイル）５０を通過したノイズ電流はＲ相とＴ相に接続されるＸコンデンサ２１〜２３を経由して三相系統電源へ帰還する。出力端子側でＲ相とＴ相間には、Ｘコンデンサ２３と、Ｘコンデンサ２１およびＸコンデンサ２２の直列コンデンサとの並列回路が接続される。このため、ノイズ電流は、Ｘコンデンサ２３側（分流Ａ）と、Ｘコンデンサ２１およびＸコンデンサ２２の直列コンデンサ側（分流Ｂ）に分流される。しかしながら、寄生インダクタンス１５３，１５４により、直列コンデンサ側への分流電流（分流Ｂ）が流れ難くなってしまう。従って、フィルタ性能が低下してしまう。
【００１１】
そこで、本発明は、コンデンサ端子間の寄生インダクタンスを低減してフィルタ性能を向上できる三相ノイズフィルタ並びにそれを用いる交流電動機駆動システムを提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するために、本発明による三相ノイズフィルタは、基板上に設けられる、第１の配線パターン、第２の配線パターンおよび第３の配線パターンと、第１の配線パターン、第２の配線パターンおよび第３の配線パターンの各線間に接続される第１のコンデンサ、第２のコンデンサおよび第３のコンデンサと、第１の配線パターン、第２の配線パターンおよび第３の配線パターンに接続されるインダクタと、を備えるものであって、第２の配線パターンは、第１の配線パターンと第３の配線パターンの間に設けられ、第１の配線パターンおよび第３の配線パターンはそれぞれ、第２の配線パターンに近づくように屈曲する屈曲部を有し、第１のコンデンサは、第１の配線パターンの屈曲部と第２の配線パターンに接続され、第２のコンデンサは、第２の配線パターンおよび第３の配線パターンの屈曲部に接続され、第３のコンデンサは、第３の配線パターンの屈曲部と第１の配線パターンの屈曲部に接続される。
【００１３】
また、上記課題を解決するために、本発明による交流電動機駆動システムは、三相交流電源から入力する電力を可変電圧および可変周波数の三相交流電力に変換して出力する電力変換装置と、電力変換装置が出力する三相交流電力によって駆動される交流電動機と、電力変換装置の入力側または出力側に接続される三相ノイズフィルタと、を備えるものであって、三相ノイズフィルタは、前記本発明による三相ノイズフィルタである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、配線パターンに設けられる屈曲部にコンデンサを接続することにより寄生インダクタンスが低減されるので、フィルタ性能を向上できる。さらに、フィルタ性能が向上することにより、交流電動機駆動システムの信頼性が向上する。
【００１５】
上記した以外の課題、構成および効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の一実施例である交流電動機駆動システムを示す。
【図２】図１の実施例における三相ノイズフィルタのレイアウト図である。
【図３】図２の三相ノイズフィルタの回路図である。
【図４】図２の三相ノイズフィルタにおけるノイズ電流の流れを示す回路図である。
【図５】本発明の他の実施例である三相ノイズフィルタの回路図である。
【図６】図５の三相ノイズフィルタのレイアウト図である。
【図７】従来技術による三相ノイズフィルタの回路図である。
【図８】従来技術による三相ノイズフィルタにおけるノイズ電流の流れを示す回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施例について図面を用いて説明する。各図において、参照番号が同一のものは同一の構成要件あるいは類似の機能を備えた構成要件を示している。
【００１８】
図１は、本発明の一実施例である交流電動機駆動システムを示す。三相交流電源、本実施例では三相系統電源５０１から供給される三相交流電力が、三相ノイズフィルタ２０１を介して、コンバータ５０２によって受電される。コンバータ５０２は、受電した三相交流電力を直流電力に変換する。インバータ５０３は、コンバータ５０２から入力する直流電力を可変電圧および可変周波数の三相交流電力に変換する。インバータ５０３から出力される三相交流電力は、三相ノイズフィルタ２０１を介して、三相交流電動機５０４に供給される。三相交流電動機５０４は、供給される三相交流電力によって回転駆動される。
【００１９】
コンバータ５０２は、ダイオードからなる、あるいはダイオードおよび半導体スイッチング素子からなる整流回路を備える。また、インバータ５０３は、主回路を構成する半導体スイッチング素子をオン・オフ制御することにより、直流電力を可変電圧・可変周波数で三相交流電力に変換する。ダイオードの整流動作や半導体スイッチング素子のスイッチング動作に伴って発生するノイズは、コンバータ５０２の入力側並びにインバータ５０３の出力側にそれぞれ接続される三相ノイズフィルタ２０１によって吸収される。これにより、三相系統電源５０１および三相交流電動機５０４に及ぶノイズの影響が緩和される。また、コンバータ５０２の入力側に接続される三相ノイズフィルタ２０１は、三相系統電源５０１から、コンバータ５０２およびインバータ５０３を含む電力変換装置への外部ノイズの流入を防止する。
【００２０】
なお、半導体スイッチング素子としては、ＩＧＢＴ，ＭＯＳＦＥＴ，ＧＴＯ（Gate Turn-Off Thyristor）などが適用できる。また、三相交流電動機としては、永久磁石式同期電動機や誘導電動機などが適用できる。
【００２１】
三相ノイズフィルタ２０１は、コンバータ５０２の入力側並びにインバータ５０３の出力側のどちらか一方のみに接続しても良い。また、三相ノイズフィルタ２０１の特性は、コンバータ５０２の入力側並びにインバータ５０３の出力側で、同じにしても良いし、コンバータ５０２やインバータ５０３の特性に応じて適宜異ならしめても良い。
【００２２】
図２は、図１の実施例における三相ノイズフィルタのレイアウト図である。
【００２３】
図２に示すように、三相ノイズフィルタ２０１は、樹脂あるいはセラミックなどからなる絶縁板に配線パターンを有する基板（例えば、プリント回路基板）上において、インダクタ（コモンモードチョークコイル）５０とコンデンサ（Ｘコンデンサ１１〜１３，２１〜２３、Ｙコンデンサ９１〜９３）で構成される。ここで、インダクタ（コモンドチョークコイル）５０の両側に接続され、ノーマルモードノイズを低減するコンデンサ（１１〜１３，２１〜２３）、およびコモンモードノイズをグランドに流して低減するコンデンサ（９１〜９３）を、一般的な呼称に従い、それぞれＸコンデンサおよびＹコンデンサと記す。なお、インダクタ５０は、インダクタンス５１〜５３を含み、インダクタンス５１〜５３は、それぞれＲ相、Ｓ相およびＴ相（もしくは、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相）に接続される。
【００２４】
本実施例における三相ノイズフィルタ２０１は、コモンモードノイズに対しては、インダクタ（コモンモードチョークコイル）５０とＹコンデンサ９１〜９３で構成されるＬ−Ｃ型の２次ローパスフィルタとなる。また、ノーマルモードノイズに対しては、Ｘコンデンサ１１〜１３とインダクタ（コモンモードチョークコイル）５０の漏れインダクタンス（不図示）とＸコンデンサ２１〜２３で構成されるＣ−Ｌ−Ｃ型の３次ローパスフィルタとなる。
【００２５】
この三相ノイズフィルタ２０１は、三相系統電源の相数分すなわち三相分の入力端子１〜３および出力端子４〜６を備えると共に、Ｙコンデンサ９１〜９３の一端が接続されるグランド端子７を備える。コンバータ５０２の入力側に接続される三相ノイズフィルタ２０１において、入力端子１〜３は三相系統電源５０１に接続され、出力端子４〜６はコンバータ５０２の交流入力に接続される。また、インバータ５０３の出力側に接続される三相ノイズフィルタ２０１において、入力端子１〜３はインバータ５０３の交流出力に接続され、出力端子４〜６は三相交流電動機５０４に接続される。
【００２６】
ノーマルモードノイズは系統三相電源５０１または電力変換装置（コンバータ５０２およびインバータ５０３）から伝搬する。伝搬してきたノイズは、インダクタ（コモンモードチョークコイル）５０により遮断され、Ｘコンデンサ１１〜１３，２１〜２３によりバイパスされることで、三相ノイズフィルタ２０１の入力側から出力側、または出力側から入力側へノイズが通過するのを抑制する。
【００２７】
コモンモードノイズについては、電力変換装置（コンバータ５０２およびインバータ５０３）における半導体スイッチング素子のスイッチング動作に応じて、絶縁体部に存在する浮遊容量などを介して漏洩電流がグランドに流れる。この漏洩電流は、インダクタ（コモンモードチョークコイル）５０で遮断し、Ｙコンデンサ９１〜９３により対地間でバイパスされることで、系統三相電源５０１の方へノイズが流出することが抑制される。
【００２８】
本実施例では、基板上に設けられる、入力端子側の三相分の配線パターン１１１〜１１３において、入力端子１が設けられる第１電位の配線パターン１１１と、入力端子３が設けられる第３電位の配線パターン１１３とを、第１電位および第３電位の配線パターンの間に設けられ、かつ直線状に延びる第２電位の配線パターン１１２に近接するように屈曲させる。Ｘコンデンサ１１，１２は、それぞれ、互いに近接する第１電位の配線パターン１１１の屈曲部と第２電位の配線パターン１１２の線間、および、互いに近接する第２電位の配線パターン１１２と第３電位の配線パターン１１３の屈曲部の線間に接続される。Ｘコンデンサ１３は、第２電位の配線パターン１１２を間にして互いに近接する第３電位の配線パターン１１３の屈曲部と第１電位の配線パターン１１１の屈曲部の線間に第２電位の配線パターン１１２を跨いで接続される。そして、同一の配線パターンに接続されるＸコンデンサ１１〜１３の端子間距離が、低減されるように、かつそれぞれの配線パターン上でほぼ等しくなるように、Ｘコンデンサ１１〜１３は三角形状に配置される。
【００２９】
なお、第１，２および３電位とは、それぞれ、三相交流のＲ，ＳおよびＴ相の電位もしくはＵ，ＶおよびＷ相の電位である。
【００３０】
配線パターン１１１〜１１３は、入力端子１〜３からインダクタ（コモンモードチョークコイル）５０に向って延伸し、インダクタ（コモンモードチョークコイル）５０に備わる一端側の端子に接続される。なお、配線パターン１１１および１１３は、入力端子１〜３とインダクタ（コモンモードチョークコイル）５０との間において、上述したように、直線状に延びる配線パターン１１２に近づくように折れ曲がる屈曲部を有する。
【００３１】
同じ基板上に設けられる、出力端子側の三相分の配線パターン１２１〜１２３において、第１電位の配線パターン１２１と、第３電位の配線パターン１２３とを、第１電位および第３電位の配線パターンの間に設けられ直線状に延びる第２電位の配線パターン１２２に近接するように屈曲させる。Ｘコンデンサ２１，２２は、それぞれ、互いに近接する第１電位の配線パターン１２１の屈曲部と第２電位の配線パターン１２２の線間、および互いに近接する第２電位の配線パターン１２２と第３電位の配線パターン１２３の屈曲部の線間に接続される。Ｘコンデンサ２３は、第２電位の配線パターン１２２を間にして互いに近接する第３電位の配線パターン１２３の屈曲部と第１電位の配線パターン１２１の屈曲部の線間に第２電位の配線パターン１２２を跨いで接続される。そして、同一の配線パターンに接続されるＸコンデンサ２１〜２３相互の端子間距離が、低減されるように、かつそれぞれの配線パターン上でほぼ等しくなるように、Ｘコンデンサ２１〜２３は三角形状に配置される。
【００３２】
出力端子側の三相分の配線パターン１２１〜１２３は、インダクタ（コモンモードチョークコイル）５０に備わる他端側の端子に接続され、インダクタ（コモンモードチョークコイル）５０から出力端子４〜６に向って延伸する。そして、配線パターン１２１〜１２３において、出力端子４〜６を越えてさらに延伸する部分が、配線パターン１２１〜１２３の端部となる。配線パターン１２１〜１２３の端部に隣接するように、グランド端子７を有するグランド配線パターン１３１が同じ基板上に設けられる。配線パターン１２１〜１２３の端部とグランド配線パターン１３１との間に、Ｙコンデンサ９１〜９３が接続される。さらに、配線パターン１２１および１２３は、出力端子４〜６とインダクタ（コモンモードチョークコイル）５０との間において、上述したように、直線状に延びる配線パターン１２２に近づくように折れ曲がる屈曲部を有する。
【００３３】
なお、本実施例においては、配線パターン１１１，１１３、並びに配線パターン１２１，１２３に、Ｘコンデンサを接続する屈曲部を設けている。このため、配線パターンは、Ｘコンデンサを接続するための突起や分岐などを備えず、全長にわたって均一な配線幅を有する。さらに、本実施例においては、配線パターン１１１〜１１３，１２１〜１２３の各幅は共に同じ大きさに設定される。従って、配線パターンの長さ方向において、インダンタンスや抵抗の分布が均一になる。従って、寄生インダクタンスの調整や低減が容易になったり、抵抗成分による局所的な発熱が防止されたりする。
【００３４】
図３は、図２の三相ノイズフィルタの回路図である。また、図４は、図２の三相ノイズフィルタにおけるノイズ電流の流れを示す回路図である。なお、図３では、三相系統電源のＲ相（１）とＴ相（３）の間にノーマルモードノイズが発生している。
【００３５】
図３，７を比較すると、本実施例では、上述したような配線パターンおよびＸコンデンサの接続構成により、Ｘコンデンサ１１〜１３，２１〜２３相互の接続部における寄生インダクタンス（図７の１５１〜１５４）が低減される。
【００３６】
図４に示すように、ノイズ電流はインダクタ（コモンモードチョークコイル）５０とＸコンデンサ１１〜１３および２１〜２３により減衰されるが、インダクタ（コモンモードチョークコイル）５０を通過したノイズ電流はＲ相とＴ相に接続されるＸコンデンサ２１〜２３を経由して三相系統電源５０１へ帰還する。ここで、出力端子側のＲ相（４）とＴ相（６）の間においては、Ｘコンデンサ２３と、Ｘコンデンサ２１とＸコンデンサ２２の直列コンデンサとの並列回路が接続される。このため、ノイズ電流は、Ｘコンデンサ２３側（分流Ａ）と、Ｘコンデンサ２１とＸコンデンサ２２の直列コンデンサ側（分流Ｂ）に分流される。この際、Ｘコンデンサ２１〜２３に備わる端子は、同一の配線パターン上に接続される端子同士がそれぞれ近接する位置に存在するため、配線パターン１２１〜１２３における端子間のインピーダンスが低減されると共に、均一化される。よって、分流Ａと分流Ｂに流れるノイズ電流量は、配線パターン１２１〜１２３における各Ｘコンデンサの端子間インピーダンスに依らず、ほとんどＸコンデンサ２１〜２３の容量値に依存する。例えば、Ｘコンデンサ２１〜２３の容量値が等しい場合は、分流Ｂ側の経路はＸコンデンサ２１とＸコデンサ２２の直列コンデンサとなるので、分流Ｂ側の実質的な容量値は分流Ａ側の容量値の１／２となる。これにより、分流Ａと分流Ｂの電流比は２：１となる。このように、分流Ａ，Ｂの両方について、Ｘコンデンサ容量に見合った電流値が得られるので、三相ノイズフィルタのノイズ除去性能が向上できる。
【００３７】
なお、図４では、三相系統電源５０１のＲ相（１）とＴ相（３）の間に生じるノーマルモードノイズを示したが、ノーマルモードノイズの対称性の関係から、実際には、Ｒ相（１）とＳ相（２）、Ｓ相（２）とＴ相（３）の間にもノーマルモードノイズが位相を１２０度ずらして発生する。よって、１周期で見たときに各Ｘコンデンサに流れる平均電流量は等しくなる。また、電力変換部（コンバータ５０２およびインバータ５０３）側にノーマルモードノイズが発生する場合は、Ｘコンデンサ１１〜１３によってノイズが除去されるが、同様にＸコンデンサ容量に見合ったノイズ電流値が得られるので、三相ノイズフィルタのノイズ除去性能が向上できる。
【００３８】
なお、上述したような三相ノイズフィルタを交流電動機駆動システムに適用することにより、ノイズに伴うシステムの誤動作や故障あるいは性能劣化が防止される。従って、交流電動機駆動システムの信頼性が向上する。
【００３９】
図５は、本発明の他の実施例である三相ノイズフィルタの回路図である。また、図６は、図５の三相ノイズフィルタのレイアウト図である。なお、本実施例の三相ノイズフィルタは、図１に示したような交流電動機駆動システムに適用される。
【００４０】
以下、主に、図２〜４に示した実施例とは異なる点について説明する。
【００４１】
図５，６の実施例における三相ノイズフィルタ２０１は、インダクタ（コモンモードチョークコイル）５０，６０とコンデンサ（Ｘコンデンサ１１〜１３、またはＹコンデンサ９１〜９３）で構成される。本実施例における三相ノイズフィルタ２０１は、コモンモードノイズに対しては、インダクタ（コモンモードチョークコイル）５０，６０とＹコンデンサ９１〜９３で構成されるＬ−Ｃ型の２次ローパスフィルタとなる。また、ノーマルモードノイズに対しては、インダクタ（コモンモードチョークコイル）５０の漏れインダクタンス（不図示）とＸコンデンサ１１〜１３とインダクタ（コモンモードチョークコイル）６０の漏れインダクタンス（不図示）とで構成されるＬ−Ｃ−Ｌ型の３次ローパスフィルタとなる。この三相ノイズフィルタ２０１は、三相系統電源の相数分すなわち三相分の入力端子１〜３および出力端子４〜６を備え、Ｙコンデンサの一端が接続されるグランド端子７を備える。なお、インダクタ６０は、インダクタンス６１〜６３を含み、インダクタンス６１〜６３は、それぞれＲ相、Ｓ相およびＴ相（もしくは、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相）に接続される。
【００４２】
入力端子１〜３は、Ｘコンデンサを介することなく、配線パターン１０１〜１０４によって直接、インダクタ（コモンモードチョークコイル）５０の一端側の端子に接続される。インダクタ（コモンモードチョークコイル）５０の他端側の端子とインダクタ（コモンモードチョークコイル）６０の一端側の端子との間には、図２の実施例と同様の配線パターン１１１〜１１３が接続される。さらに、これら配線パターンの線間に、図２の実施例と同様に、Ｘコンデンサ１１〜１３が接続される。また、インダクタ（コモンモードチョークコイル）６０の他端側の端子は、Ｘコンデンサを介することなく、直接、配線パターン１０４〜１０６によって出力端子４〜６に接続される。図２の配線パターン１２１〜１２３と同様に、図６の配線パターン１０４〜１０６の端部とグランド配線パターン１３１との間に、Ｙコンデンサ９１〜９３が接続される。
【００４３】
図５，６の実施例における三相ノイズフィルタ２０１は、コモンモードノイズに対しては、インダクタ（コモンモードチョークコイル）５０と６０の直列接続によりインダクタンスを稼ぐことができ、その分Ｙコンデンサ９１〜９３を小さくしてＹコンデンサを通じてグランドに流れる電流を小さくできる。ノーマルモードノイズに対しては、Ｌ−Ｃ−Ｌ型であることより、三相ノイズフィルタ２０１の入力側および出力側から見たインピーダンスが高くなるため、三相ノイズフィルタ２０１の入力側および出力側に接続する回路が低インピーダンスである場合に有効である。
【００４４】
上述したような図５，６の実施例によっても、同様に三相ノイズフィルタのノイズ除去性能が向上できるとともに、交流電動機駆動システムの信頼性が向上する。
【００４５】
なお、本発明は前述した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、前述した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置き換えをすることが可能である。
【００４６】
例えば、図２の三相ノイズフィルタにおいて、Ｘコンデンサ２１〜２３を設けずに、インダクタ（コモンモードチョークコイル）５０の他端側の端子を、配線パターン１２１〜１２３によって、直接、出力端子４〜６を接続しても良い。この場合、ノーマルモードノイズに対しては、Ｘコンデンサ１１〜１３と、インダクタ（コモンモードチョークコイル）５０の漏れインダクタンスとで構成されるＣ−Ｌ型の２次ローパスフィルタとなる。また、図６の三相ノイズフィルタにおいて、インダクタ（コモンモードチョークコイル）６０を設けず、配線パターン１１１〜１１３に、直接、出力端子４〜６を接続しても良い。この場合、ノーマルモードノイズに対しては、インダクタ（コモンモードチョークコイル）５０の漏れインダクタンスとＸコンデンサ１１〜１３とで構成されるＬ−Ｃ型の２次ローパスフィルタとなる。
【００４７】
また、図２，５の三相ノイズフィルタにおいて、Ｙコンデンサ９１〜９３を設けずに、ノーマルモードノイズとコモンモードノイズの内、ノーマルモードノイズのみを除去するようにしても良い。
【００４８】
また、図１において、コンバータ５０２およびインバータ５０３を含む電力変換部を、いわゆるマトリクスコンバータ回路として、三相系統電源から受電する三相交流電力を、直流電力に変換することなく、直接、可変電圧および可変周波数の三相交流電力に変換しても良い。
【符号の説明】
【００４９】
１，２，３  入力端子
４，５，６  出力端子
７  グランド端子
１１，１２，１３  Ｘコンデンサ
２１，２２，２３  Ｘコンデンサ
５０  インダクタ
５１，５２，５３  インダクタンス
６０  インダクタ
６１，６２，６３  インダクタンス
９１，９２，９３  Ｙコンデンサ
１０１，１０２，１０３，１０４，１０５，１０６  配線パターン
１１１，１１２，１１３  配線パターン
１２１，１２２，１２３  配線パターン
１３１  グランド配線パターン
２０１  三相ノイズフィルタ
５０１  三相系統電源
５０２  コンバータ
５０３  インバータ
５０４  交流電動機
【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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