(57)【要約】【課題】複数のノイズ低減回路のうちの一つのノイズ低減回路に異常が発生したとしても、他のノイズ低減回路で代行して、漏洩電流全体を効率的に低減させる。【解決手段】電力変換装置の電動機７で発生する漏洩電流のうちの低レベルの漏洩電流に対する打消し電流を作成する低出力用ノイズ低減回路３２の動作領域として、通常使用する「低レベル動作領域」の他に、「高レベル動作領域」を準備しておき、漏洩電流のうちの高レベルの漏洩電流に対する打消し電流を作成する高出力用ノイズ低減回路３１に異常が発生した場合は、低出力用ノイズ低減回路の動作領域を「高レベル動作領域」に切換える。その結果、多少、低レベルの低減効果は低下するが、環境に悪影響を及ぼす高レベルの漏洩電流を確実に低下できる。【選択図】      図１
2009254188.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
交流電源から供給される交流を整流器で直流に変換して、この直流をインバータで交流に変換して交流電動機に供給する電力変換装置における前記交流電動機から大地へ流れる漏洩電流を前記交流電源の電力線から検出し、この検出した種々の電流レベルを有する漏洩電流を電流レベルに応じた動作領域を有する複数のノイズ低減回路にてそれぞれ反転増幅して前記漏洩電流に対する打消し電流として前記漏洩電流の流路にそれぞれ出力する電力変換装置のノイズ低減装置において、
前記複数のノイズ低減回路のうちの高電流レベルの動作領域を有するノイズ低減回路に設けられ、当該ノイズ低減回路の異常を検出する異常検出回路と、
前記複数のノイズ低減回路のうちの少なくとも１つのノイズ低減回路に自己の電流レベルの動作領域の他に設けられた代替用の高電流レベルの動作領域と、
前記異常検出回路の異常検出に応じて、前記代替用の高電流レベルの動作領域を有するノイズ低減回路の動作領域を前記代替用の高電流レベルの動作領域に切り換える動作領域切換回路と、
前記異常検出回路の異常検出に応じて、異常発生したノイズ低減回路の出力を遮断する出力遮断回路と
を備えたことを特徴とする電力変換装置のノイズ低減装置。
【請求項２】
前記複数のノイズ低減回路は、高電流レベルの漏洩電流に対応する高レベル動作領域のみを有する高出力用ノイズ低減回路と、低電流レベルの漏洩電流に対応する低レベル動作領域及び前記代替用の高電流レベルの動作領域としての高レベル動作領域とを有し通常時には低レベル動作領域で動作する低出力用ノイズ低減回路とで構成され、
前記異常検出回路は高出力用ノイズ低減回路に設けられ、
前記動作領域切換回路は、前記異常検出回路の異常検出に応じて、前記低出力用ノイズ低減回路の動作領域を低レベル動作領域から高レベル動作領域に切り換える
ことを特徴とする請求項１記載の電力変換装置のノイズ低減装置。
【請求項３】
前記異常検出回路は、前記高出力用ノイズ低減回路における前記打消し電流の出力トランジスタに対する電流供給路に介挿されたヒューズと、このヒューズの溶断を検出する溶断検出回路とを有する
ことを特徴とする請求項２記載の電力変換装置のノイズ低減装置。
【請求項４】
前記異常検出回路は、前記高出力用ノイズ低減回路における前記打消し電流の電流値が予め定められた許容値を超えることで異常を検出する比較回路で構成されている
ことを特徴とする請求項２記載の電力変換装置のノイズ低減装置。
【請求項５】
前記異常検出回路は、前記高出力用ノイズ低減回路の温度が予め定められた許容値を超えたことを検出する温度センサであることを特徴とする請求項２記載の電力変換装置のノイズ低減装置。
【請求項６】
前記異常検出回路は高出力用ノイズ低減回路の他に低出力用ノイズ低減回路にも設けられ、
この低出力用ノイズ低減回路に設けられた異常検出回路の異常検出に応じて、前記低出力用ノイズ低減回路の出力を遮断する出力遮断回路を設けた
ことを特徴とする請求項２記載の電力変換装置のノイズ低減装置。
【請求項７】
前記各異常検出回路の異常検出に応じて異常検出状態を警告出力する警告出力手段を備えたことを特徴とする請求項６記載の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、交流電源から供給される交流を整流器で直流に変換して、この直流をインバータで交流に変換して交流電動機に供給する電力変換装置に係わり、特に、交流電動機から大地に流れる漏洩電流を抑制する電力変換装置のノイズ低減装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、ビル等の大規模な建屋に組込まれたエレベータは、頻繁に起動、停止を繰り返し、起動から短時間で、最高速度に移行する。したがって、このエレベータを駆動する電動機には、広い速度範囲と高い応答特性（トルク特性）が要求される。このような動作特性が要求される電動機の電源として、電力変換装置が採用されている。
【０００３】
この電力変換装置においては、周知のように、交流電源から供給される交流を整流器で直流に変換して、この直流を平滑コンデンサでリップル成分を除去した後、インバータで交流に変換して電動機に供給する。そして、直流を例えば三相交流に変換するインバータにおいては、ＧＴＲやＩＧＢＴ（絶縁ゲート型バイポーラ・トランジスタ）等の大電力用半導体素子で形成された６個のスイッチング素子がブリッジ接続されている。
【０００４】
このブリッジ接続された６個のスイッチング素子を、このインバータの制御部から出力される各ＰＷＭ（パルス幅変調）信号によって順次導通していくことによって直流を三相交流に変換する。各ＰＷＭ信号の送信時間間隔及びパルス幅を変更することによって、このインバータから出力される三相交流の周波数及び振幅を任意に設定可能である。したがって、この三相交流が供給される電動機の速度及びトルクを連続的に変化させることが可能である。
【０００５】
しかしながら、インバータから出力される三相交流の波形は、各ＰＷＭ信号の印加時間だけ導通する（オンレベルを有する）パルス波形の集合である。一方、電動機においては、巻線とアース（大地）に接地されたフレームのとの間に浮遊容量Ｃが存在する。三相交流波形のパルスにおける電圧変化率ｄｖ／ｄｔによって、この電動機とアースとの間に浮遊容量Ｃを介した電流路が形成され、電動機からアースに対して漏洩電流が流れる。
【０００６】
この漏洩電流は電動機のフレームから電力変換装置のアース端子、大地（アース）を経由して交流電源の接地点に対して流入する。この漏洩電流は漏電ブレーカの誤動作や感電事故の原因となる。
【０００７】
この漏洩電流を低減させるノイズ低減装置が組込まれた電力変換装置が特許文献１に開示されている。すなわち、図１１に示すように、この電力変換装置においては、交流電源１から電力線２を介して供給される交流を整流器３で直流に変換して、この直流を平滑コンデンサ４でリップル成分を除去した後、インバータ５で交流に変換して電力線６を介して交流の電動機７に供給する。そして、前述したように、電動機７で発生した漏洩電流ＩRは、電動機７のアース線８ａ，大地、交流電源１のアース線８ｂを経由して、交流電源１に帰還する。また、漏洩電流ＩRは極性に応じて交流電源１側から大地を介して電動機７へ流入する。
【０００８】
そこで、この漏洩電流ＩRを低減させるために、ノイズ低減装置９が設けられている。このノイズ低減装置９は、高出力用ノイズ低減回路１０と、低出力用ノイズ低減回路１１と、電源回路１２とで構成されている。
【０００９】
交流電源１の電力線２に設けられた漏洩電力検出器１３で検出され漏洩電流ＩRは信号線１３ａを介して、高出力用ノイズ低減回路１０と、低出力用ノイズ低減回路１１とに供給される。
【００１０】
高出力用ノイズ低減回路１０においては、漏洩電流検出器１３で検出された電圧信号レベルに変換された漏洩電流ＩR（ｖ）は、反転増幅器１４へ入力される。この反転増幅器１４は、入力抵抗１５と、オペレーションアンプ１６と帰還抵抗１７と調整抵抗１８とで構成されおり、入力された漏洩電流ＩR（ｖ）の極性を反転して増幅する。帰還回路の調整抵抗１８の抵抗値を調整することによって、オペレーションアンプ１６から出力される反転増幅された漏洩電流ＩR（ｖ）の最大電圧が１０ｖ（ボルト）に制限されている。
【００１１】
この反転増幅器１４で反転増幅された漏洩電流ＩR（ｖ）は抵抗１９を経てコンプリメンタリトランジスタペア２０を構成するＮＰＮ型のトランジスタ２１及びＰＮＰ型のトランジスタ２２の各ベースに印加される。
【００１２】
コンプリメンタリトランジスタペア２０を構成するＮＰＮ型のトランジスタ２１とＰＮＰ型のトランジスタ２２の各エミッタは接続され、抵抗２３を介して電動機７のアース線８ａに接続される。
【００１３】
反転増幅器１４で反転増幅された漏洩電流ＩR（ｖ）の正（＋）側成分はＮＰＮ型のトランジスタ２１で増幅され、漏洩電流ＩR（ｖ）の負（―）側成分はＰＮＰ型のトランジスタ２１で増幅され、両者は波形合成され、漏洩電流ＩR（ｖ）に対する打消し電流ＩQとして、電動機７のアース線８ａに印加される。
【００１４】
低出力用ノイズ低減回路１１においては、先の高出力用ノイズ低減回路１０とほぼ同一構成であり、異なる所は、高出力用ノイズ低減回路１０の反転増幅器１４からの出力を低出力用ノイズ低減回路１１の反転増幅器１４に定電圧ダイオード２４を介して入力されていることである。
【００１５】
したがって、オペレーションアンプ１６には最大±５ｖ（ボルト）の漏洩電流が印加される。その結果、この低出力用ノイズ低減回路１１のオペレーションアンプ１６から出力される反転増幅された漏洩電流ＩR（ｖ）の最大電圧が５ｖ（ボルト）に制限されている。
【００１６】
すなわち、高出力用ノイズ低減回路１０においては、反転増幅器１４の増幅率を低くして、高電流レベルの漏洩電流に対応する高レベル動作領域を有し、漏洩電流ＩRの高ベルル部分に対応する高レベル打消し電流ＩQ1 を電動機７のアース線８ａに出力する。
【００１７】
一方、低出力用ノイズ低減回路１１においては、低電流レベルの漏洩電流１Rに対応する低レベル動作領域を有し、漏洩電流ＩRの低レベルル部分に対応する低レベル打消し電流ＩQ2 を電動機７のアース線８ａに出力する。
【００１８】
電源回路１２においては、交流電源１の電力線２の接地されていない２相間の交流電力をトランス２５で減圧して、整流器２６で整流して、コンデンサ２７、２８で分圧して正、負の駆動電圧ＶCC、―ＶCCを得て、コンプリメンタリトランジスタペア２０の各トランジスタ２１、２２のコレクタに供給している。
【００１９】
このように、発生した低レベルの漏洩電流から高レベルの漏洩電流まで、幅広い電流レベル範囲に亘って精度よく漏洩電流を打消すために、２台のノイズ低減回路１０、１１における増幅度（感度）を異ならせて、各得られた高レベル打消し電流ＩQ1 と低レベル打消し電流ＩQ2とをアース線８ａ上で合成することによって、漏洩電流ＩRの低減効果を向上できる。
【特許文献１】特開２００３−１１１４９１
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２０】
しかしながら、上述した電源変換装置に組み込まれたノイズ低減装置においてもまだ改良すべき次のような課題があった。
【００２１】
すなわち、図１１に示すように、高出力用ノイズ低減回路１０の反転増幅器１４からの出力を低出力用ノイズ低減回路１１の反転増幅器１４に定電圧ダイオード２４を介して入力されている。
【００２２】
したがって、高出力用ノイズ低減回路１０に異常が発生した場合、低出力用ノイズ低減回路１１も正常に動作することができなくなる。その結果、このノイズ低減装置が組込まれた電力変換装置の信頼性が低下する。また、故障が発生したノイズ低減装置がそのまま継続して使用されると電力変換装置に悪影響を与える。
【００２３】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、電動機からアース線を介して、大地に流れる漏洩電流における高レベルから低レベルに至るまで、全レベル領域に亘って正確に漏洩電流を低減できると共に、たとえ、複数のノイズ低減回路のうちの一部のノイズ低減回路に異常が生じたとしても、他のノイズ低減回路でその異常を補うことができ、電力変換装置の信頼性を向上できる電力変換装置のノイズ低減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】
【００２４】
上記課題を解消するために、本発明は、交流電源から供給される交流を整流器で直流に変換して、この直流をインバータで交流に変換して交流電動機に供給する電力変換装置における交流電動機から大地へ流れる漏洩電流を交流電源の電力線から検出し、この検出した種々の電流レベルを有する漏洩電流を電流レベルに応じた動作領域を有する複数のノイズ低減回路にてそれぞれ反転増幅して漏洩電流に対する打消し電流として漏洩電流の流路にそれぞれ出力する電力変換装置のノイズ低減装置において、
複数のノイズ低減回路のうちの高電流レベルの動作領域を有するノイズ低減回路に設けられ、当該ノイズ低減回路の異常を検出する異常検出回路と、複数のノイズ低減回路のうちの少なくとも１つのノイズ低減回路に自己の電流レベルの動作領域の他に設けられた代替用の高電流レベルの動作領域と、異常検出回路の異常検出に応じて、代替用の高電流レベルの動作領域を有するノイズ低減回路の動作領域を代替用の高電流レベルの動作領域に切り換える動作領域切換回路と、異常検出回路の異常検出に応じて、異常発生したノイズ低減回路の出力を遮断する出力遮断回路とを備えている。
【００２５】
このように構成された電力変換装置のノイズ低減装置においては、各ノイズ低減回路は、それぞれ独立して、自己に設定された動作領域の電流レベルの漏洩電流に対する打消し電流を作成する。そして、一部のノイズ低減回路は自己の動作領域以外に代替え用の高電流レベルの動作領域を有する。そして、他のノイズ低減回路に異常が生じると、このノイズ低減回路の動作領域を代替え用の高電流レベルの動作領域に切り換える。
【００２６】
よって、漏洩電流における高レベルから低レベルに至るまで、全レベル領域に亘って正確に漏洩電流を低減できると共に、たとえ、複数のノイズ低減回路のうちの一部のノイズ低減回路に異常が生じたとしても、他のノイズ低減回路でその異常を補うことができる。
【００２７】
また、別の発明は、上述した発明の電力変換装置のノイズ低減装置において、複数のノイズ低減回路は、高電流レベルの漏洩電流に対応する高レベル動作領域のみを有する高出力用ノイズ低減回路と、低電流レベルの漏洩電流に対応する低レベル動作領域及び高レベル動作領域とを有し通常時には低レベル動作領域で動作する低出力用ノイズ低減回路とで構成されている。異常検出回路は高出力用ノイズ低減回路に設けられている。また、動作領域切換回路は、異常検出回路の異常検出に応じて、低出力用ノイズ低減回路の動作領域を低レベル動作領域から高レベル動作領域に切り換える。また、代替え用の高電流レベルの動作領域は高レベル動作領域に対応する。
【００２８】
このような構成のノイズ低減装置においては、高出力用ノイズ低減回路と低出力用ノイズ低減回路との２個のノイズ低減回路で構成されている。そして、高出力用ノイズ低減回路に異常が生じると、低出力用ノイズ低減回路の動作領域が高レベル動作領域に切替わる。
【００２９】
低出力用ノイズ低減回路は、通常状態時においては、低レベルの漏洩電流を精度良く検出しており、高レベルの漏洩電流は飽和するので、正確に受信できなかったが、動作領域が高レベル動作領域に変化すると、高レベルの漏洩電流も飽和することなく受信できる。ただし、低レベルの漏洩電流の受信精度は低下する。
【００３０】
さらに、異常発生した高出力用ノイズ低減回路の打消し電流出が遮断されるので、電力変換装置の信頼性を向上できる。
【００３１】
また、別の発明は、上述した発明の電力変換装置のノイズ低減装置において、異常検出回路を、高出力用ノイズ低減回路における打消し電流の出力トランジスタに対する電流供給路に介挿されたヒューズと、このヒューズの溶断を検出する溶断検出回路とで構成している。
【００３２】
さらに、異常検出回路を、高出力用ノイズ低減回路における前記打消し電流の電流値が予め定められた許容値を超えることで異常を検出する比較回路で構成している。
【００３３】
されている。
【００３４】
さらに、異常検出回路を、高出力用ノイズ低減回路の温度が予め定められた許容値を超えたことを検出する温度センサで構成している。
【００３５】
さらに、異常検出回路は高出力用ノイズ低減回路の他に低出力用ノイズ低減回路にも設けられている。そして、この低出力用ノイズ低減回路に設けられた異常検出回路の異常検出に応じて、低出力用ノイズ低減回路の出力を遮断する出力遮断回路を設けている。
【００３６】
このような構成であると、たとえ、低出力用ノイズ低減回路であっても、異常が発生すると、出力が遮断されるので、上述した信頼性をより一層向上できる。
【００３７】
また、各異常検出回路が異常検出すると異常検出状態が警告出力される。
【発明の効果】
【００３８】
本発明によれば、電動機からアース線を介して、大地に流れる漏洩電流における高レベルから低レベルに至るまで、全レベル領域に亘って正確に漏洩電流を低減できると共に、たとえ、複数のノイズ低減回路のうちの一部のノイズ低減回路に異常が生じたとしても、他のノイズ低減回路でその異常を補うことができ、電力変換装置の信頼性を向上できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３９】
以下、本発明の各実施形態を図面を用いて説明する。
【００４０】
（第１実施形態）
図１は本発明の第１実施形態のノイズ低減装置が組込まれた電力変換装置の概略構成図である。図１１に示す従来の電力変換装置と同一部分には同一符号を付して、重複する部分の詳細説明を省略する。
【００４１】
交流電源１から電力線２を介して供給される三相交流は６個のダイオードがブリッジ接続された整流器３で全波整流されて直流に変換される。なお、交流電源１はＹ結線でもΔ結線であってもよい。この直流は平滑コンデンサ４でリップル成分が除去された後、前述したようにＧＲＴやＩＧＢＴ（絶縁ゲート型バイポーラ・トランジスタ）等の大電力用半導体素子で形成された６個のスイッチング素子がブリッジ接続されたインバータ５で三相交流に変換された後、電力線６を介して交流の電動機７に供給する。そして、前述したように、電動機７で発生した漏洩電流ＩRは、電動機７のアース線８ａ，大地、交流電源１のアース線８ｂを経由して、交流電源１に帰還する。また、漏洩電流は極性に応じて交流電源１側から大地を介して電動機７へ流入する。
【００４２】
この第１実施形態の電力変換装置においては、この漏洩電流ＩRを低減させるために、ノイズ低減装置３０が設けられている。このノイズ低減装置３０は、高出力用ノイズ低減回路３１と、低出力用ノイズ低減回路３２と、電源回路３３とで構成されている。
【００４３】
電源回路３３においては、交流電源１の電力線２の接地されていない２相間の交流電力をトランス５６で減圧して、ダイオード５７、５８で整流して、抵抗５９を介してコンデンサ６０、６１で分圧して、このコンデンサ６０、６１の接続点をコンデンサ６２を介して交流電源１の電力線２の接地相に接続することによって、０Ｖ（ボルト）のアース電位を得ている。そして、コンデンサ６０、６１の端子電圧を直流の正負の駆動電圧ＶCC、―ＶCCとして、高出力用ノイズ低減回路３１と、低出力用ノイズ低減回路３２とに供給している。
【００４４】
交流電源１の電力線２に設けられた漏洩電力検出器１３で検出され漏洩電流ＩRは信号線１３ａを介して、高出力用ノイズ低減回路３１と、低出力用ノイズ低減回路３２とに供給される。
【００４５】
図２に示す高出力用ノイズ低減回路３１において、漏洩電流検出器１３で検出された電圧信号レベルに変換された漏洩電流ＩR（ｖ）は、反転増幅器３４へ入力される。この反転増幅器３４は、入力抵抗３５、オペレーションアンプ３６、帰還抵抗３７、及び調整抵抗３８で構成されおり、入力された漏洩電流ＩR（ｖ）の極性を反転して増幅する。帰還回路の調整抵抗３８の抵抗値を調整することによって、この反転増幅器３４の増幅度（ゲイン）を調整できる。
【００４６】
この高出力用ノイズ低減回路３１においては、漏洩電流ＩR（ｖ）が最大電流レベルを示した場合であっても、出力が飽和しない低レベルに増幅度（ゲイン）設定されている。すなわち、この高出力用ノイズ低減回路３１の入力信号レベルに応答可能なレベル動作範囲は、漏洩電流ＩR（ｖ）が最大電流レベルを示した場合であっても対応可能な「高レベル動作領域」に設定されている。
【００４７】
この反転増幅器１４で反転増幅された漏洩電流ＩR（ｖ）は抵抗１９を経てコンプリメンタリトランジスタペア２０を構成するＮＰＮ型のトランジスタ２１及びＰＮＰ型のトランジスタ２２の各ベースに印加される。
【００４８】
コンプリメンタリトランジスタペア２０を構成するＮＰＮ型のトランジスタ２１とＰＮＰ型のトランジスタ２１２の各エミッタは接続され、抵抗２３、及びリレー４４の常閉接点４４ａを介して電動機７のアース線８ａに接続される。
【００４９】
この反転増幅器３４で反転増幅された漏洩電流ＩR（ｖ）の正（＋）側成分はＮＰＮ型のトランジスタ２１で増幅され、漏洩電流ＩR（ｖ）の負（―）側成分はＰＮＰ型のトランジスタ２２で増幅され、両者は波形合成され、漏洩電流ＩR（ｖ）に対する打消し電流ＩQ1として、電動機７のアース線８ａに印加される。
【００５０】
打消し電流ＩQ1の出力トランジスタとしてのＮＰＮ型のトランジスタ２１のコレクタには、異常検出回路としてのヒューズ３９を介して、電源回路３３から駆動電圧ＶCCが供給される。ヒューズ３９のトランジスタ２１側端は電流制限用の抵抗４０、フォトカプラ４１を介して接地されている。フォトカプラ４１の他端は、電流制限用の抵抗４２を介して電源＋Ｖに接続されるとともに、抵抗４３、リレー４４を介して電源＋Ｖに接続されている。
【００５１】
同様に、打消し電流ＩQ1の出力トランジスタとしてのＰＮＰ型のトランジスタ２２のコレクタには、異常検出回路としてのヒューズ４５を介して、電源回路３３から駆動電圧―ＶCCが供給される。ヒューズ４５のトランジスタ２２側端はフォトカプラ４７、電流制限用の抵抗４６を介して接地されている。フォトカプラ４７の他端は、抵抗４８を介して電源＋Ｖに接続されるとともに、抵抗４９、リレー４４を介して電源＋Ｖに接続されている。
【００５２】
この高出力用ノイズ低減回路３１が正常状態時には、フォトカプラ４１、４７には、ヒューズ３９、４５を介して電流が供給されているので、オン状態を維持している。その結果、リレー４４はオン（通電）状態を維持し、リレー４４の常閉接点４４ａも閉じた状態であり、この高出力用ノイズ低減回路３１は正常に動作する。
【００５３】
一方、何らかの原因で、反転増幅器３４の出力が異常に増加した場合には、少なくとも一方のヒューズ３９、４５が溶断するので、フォトカプラ４１、４７がオフとなり、リレー４４はオン（通電）状態を維持できなくオフとなる。その結果、リレー４４の常閉接点４４ａは開放する。よって、この高出力用ノイズ低減回路３１から異常な打消し電流ＩQ1が電動機７のアース線８ａに印加されることはない。
【００５４】
したがって、フォトカプラ４１、４７はヒューズ３９，４５の溶断を検出する溶断検出回路を構成し、リレー４４、リレー４４の常閉接点４４ａは異常発生した高出力用ノイズ低減回路３１の打消し電流ＩQ1の出力を遮断する出力遮断回路を構成する。
【００５５】
また、リレー４４がオフとなると、後述するように、低出力用ノイズ低減回路３２における反転増幅器５０の常開接点４４ｂが閉じ、さらに、切換接点４４ｃが出力端子側に切り替わる。
【００５６】
図１に示す、低出力用ノイズ低減回路３２において、漏洩電流検出器１３で検出された電圧信号レベルに変換された漏洩電流ＩR（ｖ）は、反転増幅器５０へ入力される。この反転増幅器５０は、入力抵抗５１、オペレーションアンプ５２、調整抵抗５３、５４、リレー４４の常開接点４４ｂ、帰還抵抗５５、リレー４４の切換点４４ｃとで構成されている。
【００５７】
通常状態時には、リレー４４の常開接点４４ｂは開き、リレー４４の切換点４４ｃは帰還抵抗６５側に接続されている。
【００５８】
この通常状態時における反転増幅器５０の増幅度（ゲイン）は、帰還抵抗６５、調整抵抗抗５３で調整できる。この低出力用ノイズ低減回路３２においては、漏洩電流ＩR（ｖ）が低い電流レベルを示した場合であっても、十分な出力が得られるような高レベルに設定されている。すなわちこの低出力用ノイズ低減回路３２の入力信号レベルに応答可能なレベル動作範囲は、漏洩電流ＩR（ｖ）が低い電流レベルを示した場合であっても対応可能な「低レベル動作領域」に設定されている。この状態において、高レベルの漏洩電流ＩR（ｖ）が入力した場合は飽和して、出力されない。
【００５９】
一方、前述した高出力用ノイズ低減回路３１が異常状態時には、リレー４４のオフ動作により、図３に示すように、リレー４４の常開接点４４ｂは閉じ、リレー４４の切換点４４ｃは出力端子側に接続される。この異常状態時における反転増幅器５０の増幅度（ゲイン）は、調整抵抗５４で調整できる。この異常状態時における反転増幅器５０の増幅度（ゲイン）は、前述した漏洩電流ＩR（ｖ）が最大電流レベルを示した場合であっても対応可能な「高レベル動作領域」に設定されている。
【００６０】
このように、この低出力用ノイズ低減回路３２においては、動作領域を「低レベル動作領域」と「高レベル動作領域」とに切換可能である。
【００６１】
この反転増幅器５０で反転増幅された漏洩電流ＩR（ｖ）は抵抗１９を経てコンプリメンタリトランジスタペア２０を構成するＮＰＮ型のトランジスタ２１及びＰＮＰ型のトランジスタ２２の各ベースに印加される。
【００６２】
コンプリメンタリトランジスタペア２０を構成するＮＰＮ型のトランジスタ２１とＰＮＰ型のトランジスタ２２の各エミッタは接続され、抵抗２３を介して電動機７のアース線８ａに接続される。
【００６３】
また、各トランジスタ２１、２２の各コレクタには正負の制御電圧Ｐ１、Ｎ１が印加されている。
【００６４】
この反転増幅器３４で反転増幅された漏洩電流ＩR（ｖ）の正（＋）側成分はＮＰＮ型のトランジスタ２１で増幅され、漏洩電流ＩR（ｖ）の負（―）側成分はＰＮＰ型のトランジスタ２２で増幅され、両者は波形合成され、漏洩電流ＩR（ｖ）に対する打消し電流ＩQ2として、電動機７のアース線８ａに印加される。
【００６５】
このように構成された第１実施形態の電力変換装置のノイズ低減装置においては、通常状態時においては、電動機７で発生した高電流レベルの漏洩電流は、高出力用ノイズ低減回路３１にて、この高電流レベルの漏洩電流に対する打消し電流が作成されて、この打消し電流で相殺されて、低減される。また、電動機７で発生した低電流レベルの漏洩電流は、低出力用ノイズ低減回路３２にて、この低電流レベルの漏洩電流に対する打消し電流が作成されて、この打消し電流で相殺されて、低減される。
【００６６】
このように、電動機７で発生した高レベルの漏洩電流から低レベルの漏洩電流までの広レベル範囲に亘って、高い精度で発生した漏洩電流を低減できる。
【００６７】
また、何らかの原因で、高出力用ノイズ低減回路３１に異常が生じた場合には、リレー４４がオフになり、常閉リレー４４の常閉接点４４ａが開いて、誤った取消し電流が出力されないので、電力変換装置の信頼性を向上できる。さらに、リレー４４のオフ動作にて、低出力用ノイズ低減回路３２における動作領域が「低レベル動作領域」から「高レベル動作領域」に自動的に切り替わる。じたがって、低レベルの漏洩電流の打ち消し精度は多少低下するが、周囲に悪影響を及ぼす高レベルの漏洩電流を確実に低減できる。
【００６８】
（第２実施形態）
図４は本発明の第２実施形態の電力変換装置に組込まれた高出力用ノイズ低減回路３１ａの回路図であり、図５は同実施形態の低出力用ノイズ低減回路３２ａの回路図である。図２に示す第１実施形態の高出力用ノイズ低減回路３１、及び図１に示す第１実施形態の低出力用ノイズ低減回路３２と同一部分には同一符号を付して、重複する部分の詳細説明を省略する。また、電力変換装置の全体図、電源回路は図１に示す第１実施形態とほぼ同じであるので説明を省略する。
【００６９】
この第２実施形態の高出力用ノイズ低減回路３１ａにおいては、漏洩電流検出器１３で検出されて、高出力用ノイズ低減回路３１ａ内の反転増幅器３４で反転増幅された漏洩電流ＩR（ｖ）の正（＋）側成分はコンプリメンタリトランジスタペア２０を構成するＮＰＮ型のトランジスタ２１で増幅され、漏洩電流ＩR（ｖ）の負（―）側成分はＰＮＰ型のトランジスタ２２で増幅され、両者は波形合成され、漏洩電流ＩR（ｖ）に対する打消し電流ＩQ1として、リレー４４の常閉接点４４ａ及び抵抗２３を介して電動機７のアース線８ａに印加される。なお、各トランジスタ２１、２２のコレクタには、電源回路３３から駆動電圧ＶCC、―ＶCCが供給される。
【００７０】
そして、漏洩電流ＩR（ｖ）に対する打消し電流ＩQ1の電圧ＩQ1（ｖ）は互いに逆極性の各ダイオード６２、６６を介して比較回路としてのオペレーションアンプ６１、６５の一端に入力されている。このオペレーションアンプ６１、６５の他端には、漏洩電流ＩR（ｖ）に対する打消し電流ＩQ1の許容値としての定電圧ダイオード６３、６４が接続されている。そしてオペレーションアンプ６１、６５の出力端は、抵抗６４、６８を介してリレー４４に接続されている。
【００７１】
このような、高出力用ノイズ低減回路３１ａにおいて、通常状態時においては、打消し電流ＩQ1の正（＋）側成分、負（―）側成分共に許容値としての定電圧ダイオード６３、６４の端子電圧を超えることないので、オペレーションアンプ６１、６５の出力端は、負（−）レベルであり、オープンコレクタ端子として動作するので、リレー４４に電流が流れ、オン状態を維持する。よよって、リレー４４の常閉接点４４ａは閉じた状態を維持する。
【００７２】
また、高出力用ノイズ低減回路３１ａに、何らかの異常が生じて、打消し電流ＩQ1の正（＋）側成分又は負（―）側成分が許容値を超えると、リレー４４はオン（通電）状態を維持できなくオフとなる。その結果、リレー４４の常閉接点４４ａは開放する。よって、この高出力用ノイズ低減回路３１から異常な打消し電流ＩQ1が電動機７のアース線８ａに印加されることはない。
【００７３】
また、リレー４４がオフとなると、図５に示す、低出力用ノイズ低減回路３２ａにおける反転増幅器５０の常開接点４４ｂが閉じ、さらに、切換接点４４ｃが出力端子側に切り替わる。
【００７４】
図５の低出力用ノイズ低減回路３２ａ内には、第１実施形態の低出力用ノイズ低減回路３２と同一の反転増幅器５０が組込まれている。したがって、先に説明した第１実施形態のノイズ低減装置と同様の作用効果を奏することが可能である。
【００７５】
さらに、低出力用ノイズ低減回路３２ａにおいては、漏洩電流検出器１３で検出されて、低出力用ノイズ低減回路３２ａ内の反転増幅器５０で反転増幅された漏洩電流ＩR（ｖ）はコンプリメンタリトランジスタペア２０にて、漏洩電流ＩR（ｖ）に対する打消し電流ＩQ2が作成され、リレー７２の常閉接点７２ａ及び抵抗２３を介して電動機７のアース線８ａに印加される。なお、各トランジスタ２１、２２のコレクタには、電源回路３３から駆動電圧ＶCC、―ＶCCが供給される。
【００７６】
そして、漏洩電流ＩR（ｖ）に対する打消し電流ＩQ2の電圧ＩQ2（ｖ）は比較回路としてのオペレーションアンプ６９、７３の一端に入力されている。このオペレーションアンプ６６９，７３の他端には、漏洩電流ＩR（ｖ）に対する打消し電流ＩQ2の許容値としての定電圧ダイオード７０、７４が接続されている。そしてオペレーションアンプ６９、７３の出力端は、抵抗７１、７５を介してリレー７２に接続されている。
【００７７】
このような、低出力用ノイズ低減回路３２ａにおいて、通常状態時においては、打消し電流ＩQ2が許容値を超えることないので、リレー７２に電流が流れ、オン状態を維持する。よよって、リレー７２の常閉接点７２ａは閉じた状態を維持する。
【００７８】
また、低出力用ノイズ低減回路３２ａに、何らかの異常が生じて、打消し電流ＩQ2が許容値を超えると、リレー７２はオン（通電）状態を維持できなくオフとなる。その結果、リレー７２の常閉接点７４ａは開放する。よって、この低出力用ノイズ低減回路３２ａから異常な打消し電流ＩQ2が電動機７のアース線８ａに出力されることはない。
【００７９】
このように構成された第２実施形態のノイズ低減装置においては、高出力用ノイズ低減回路３１ａに異常が生じると、低出力用ノイズ低減回路３２ａの動作領域が高レベル動作領域に変化する。したがって、低出力用ノイズ低減回路３２ａは、高レベルの漏洩電流も飽和することなく受信して、この高レベルの漏洩電流に対する打消し電流を作成できる。
【００８０】
さらに、高出力用ノイズ低減回路３１ａ、低出力用ノイズ低減回路３２ａが異常状態になると、それぞれ出力される打消し電流を遮断しているので、電力変換装置の信頼性をより一層向上できる。
【００８１】
（第３実施形態）
図６は本発明の第３実施形態の電力変換装置に組込まれた高出力用ノイズ低減回路３１ｂの回路図であり、図７は同実施形態の低出力用ノイズ低減回路３２ｂの回路図である。図４に示す第２実施形態の高出力用ノイズ低減回路３１ａ、及び図５に示す第２実施形態の低出力用ノイズ低減回路３２ａと同一部分には同一符号を付して、重複する部分の詳細説明を省略する。また、電力変換装置の全体図、電源回路は図１に示す第１実施形態とほぼ同じであるので説明を省略する。
【００８２】
この第３実施形態の高出力用ノイズ低減回路３１ｂにおいては、図２で示したヒューズ３９，４５を用いた異常検出回路と、図４で示した比較回路としてのオペレーションアンプ６１、６５を用いた異常検出回路とが組込まれている。このように、複数の異常検出回路を組込むことにより、高出力用ノイズ低減回路３１ｂの異常の検出精度をより一層向上できる。
【００８３】
なお、図７に示す低出力用ノイズ低減回路３２ｂは、図５に示す第２実施形態の低出力用ノイズ低減回路３２ａと同一構成である。
【００８４】
（第４実施形態）
図８は本発明の第４実施形態の電力変換装置に組込まれた高出力用ノイズ低減回路３１ｃの回路図であり、図９は同実施形態の低出力用ノイズ低減回路３２ｃの回路図である。図６に示す第３実施形態の高出力用ノイズ低減回路３１ｂ、及び図７に示す第３実施形態の低出力用ノイズ低減回路３２ｂと同一部分には同一符号を付して、重複する部分の詳細説明を省略する。また、電力変換装置の全体図、電源回路は図１に示す第１実施形態とほぼ同じであるので説明を省略する。
【００８５】
この第４実施形態の高出力用ノイズ低減回路３１ｃにおいては、図２で示したヒューズ３９，４５を用いた異常検出回路と、図４で示したオペレーティングアンプ（比較器）６１，６５を用いた異常検出回路と、音素センサ７６、７７を用いた異常検出回路とが組込まれている。
【００８６】
すなわち、コンプリメンタリトランジスタペア２０を構成するＮＰＮ型のトランジスタ２１とＰＮＰ型のトランジスタ２２の近傍にそれぞれ温度センサ７６、７７が設置されている。この温度センサ７６、７７は周囲温度が許容値を超えると、接点が開放する。この温度センサ７６、７７がリレー４４と接地間に直列に介挿されている。
【００８７】
このように温度センサ７６、７７がリレー４４に接続された、高出力用ノイズ低減回路３１ｃにおいては、各トランジスタ２１，２２が常温の場合は、温度センサ７６、７７の接点は閉じているので、リレー４４に電流が流れ、リレー４４はオン状態を維持するので、リレー４４の常閉接点４４ａは閉じている。
【００８８】
しかし、各トランジスタ２１，２２の温度が許容値を超えると、接点が開放するので、リレー４４はオフ状態になる。すると、リレー４４の常閉接点４４ａは開放されて、取消し電流ＩQ1の出力が遮断される。さらに、図９に示す低出力用ノイズ低減回路３２ｃの動作領域が「高レベル動作領域」に変更になる。
【００８９】
図９の低出力用ノイズ低減回路３２ｂにおいても、図８と同様に、コンプリメンタリトランジスタペア２０を構成するＮＰＮ型のトランジスタ２１とＰＮＰ型のトランジスタ２２の近傍にそれぞれ温度センサ７８、７９が設置されている。この温度センサ７８、７９がリレー７２と接地間に直列に介挿されている。したがって、各トランジスタ２１，２２の温度が許容値を超えると、リレー７２の常閉接点７２ａは開放され、取消し電流ＩQ2の出力が遮断される。
【００９０】
なお、図１０は、例えば、図８の高出力用ノイズ低減回路３１ｃに組み込まれた、異常検出状態を警告表示する警告表示回路を示す回路図ある。制御電源（＋Ｖ）と接地間に、リレー４４の常開接点４４ｄ、ＬＥＤ８０ａ、電流制限用の抵抗８１ａの直列回路、リレー７２の常開接点７２ｂ、ＬＥＤ８０ｂ、抵抗８１ｂの直列回路、及びリレー４４の常開接点４４ｅ、リレー７２の常開接点７２ｃ、ＬＥＤ８０ｃ、抵抗８１ｃの直列回路がそれぞれ接続されている。
【００９１】
このような警告表示回路においては、高出力用ノイズ低減回路３１ｃに異常が発生した場合にはＬＥＤ８０ａが点灯し、低出力用ノイズ低減回路３２ｃに異常が発生した場合にはＬＥＤ８０ｂが点灯する。そして、両方のノイズ低減回路３１ｃ、３２ｃに異常が発生した場合にはＬＥＤ８０ｃが点灯する。したがって、この電力変換装置が電動機の電源として愛用された各種プラントの管理者は電力変換器の異常を確実に把握できる。
【００９２】
なお、本発明は上述した各実施形態に限定されるものではない。各ノイズ低減回路３１ｃ、３２ｃに異常が発生したことを通信回線を介して、外部に通知することも可能である。
【００９３】
さらに、上述した各実施形態のノイズ低減装置においては、高出力用ノイズ低減回路と低出力用ノイズ低減回路との２つのノイズ低減回路で構成したが、例えば、中出力用ノイズ低減回路を加えた３つのノイズ低減回路で構成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００９４】
【図１】本発明の第１実施形態のノイズ低減装置が組込まれた電力変換装置の概略構成図
【図２】同第１実施形態のノイズ低減装置に組込まれた高出力用ノイズ低減回路の回路図
【図３】同第１実施形態のノイズ低減装置に組込まれた低出力用ノイズ低減回路の反転増器の回路図
【図４】本発明の第２実施形態のノイズ低減装置に組込まれた高出力用ノイズ低減回路の回路図
【図５】本発明の第２実施形態のノイズ低減装置に組込まれた低出力用ノイズ低減回路の回路図
【図６】本発明の第３実施形態のノイズ低減装置に組込まれた高出力用ノイズ低減回路の回路図
【図７】本発明の第３実施形態のノイズ低減装置に組込まれた低出力用ノイズ低減回路の回路図
【図８】本発明の第４実施形態のノイズ低減装置に組込まれた高出力用ノイズ低減回路の回路図
【図９】本発明の第４実施形態のノイズ低減装置に組込まれた低出力用ノイズ低減回路の回路図
【図１０】同ノイズ低減装置に組込まれた高出力用ノイズ低減回路内に設けられた警告表示回路図
【図１１】従来のノイズ低減装置が組込まれた電力変換装置の概略構成図
【符号の説明】
【００９５】
１…交流電源、３…整流器、４…平滑コンデンサ、５…インバータ、７…電動機、８ａ，８ｂ…アース線、２０…コンプリメンタリトランジスタペア、２１…ＮＰＮ型トランジスタ、２２…ＰＮＰ型トランジスタ、３０…ノイズ低減装置、３１，３１ａ，３１ｂ，３１ｃ…高出力用ノイズ低減回路、３２，３２ａ，３２ｂ，３２ｃ…低出力用ノイズ低減回路、３３…電源回路、３４，５０…反転増幅器、３９，４５…ヒューズ、４１，４７…フォトカプラ、４４，４７…リレー、４４ａ，４７ａ…常閉接点、６１，６５，６９，７３…オペレーションアンプ、７６，７７，７８，７９…温度センサ、８０ａ，８０ｂ，８０ｃ…ＬＥＤ
【図１】
2009254188.tif 000003
【図２】
2009254188.tif 000004
【図３】
2009254188.tif 000005
【図４】
2009254188.tif 000006
【図５】
2009254188.tif 000007
【図６】
2009254188.tif 000008
【図７】
2009254188.tif 000009
【図８】
2009254188.tif 000010
【図９】
2009254188.tif 000011
【図１０】
2009254188.tif 000012
【図１１】
2009254188.tif 000013