CN104081640A - 高频电流降低装置 - Google Patents

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Abstract

在从交流电源(40)经由转换器(41)以及逆变器(42)向负载供给电力的系统中，对交流电源(40)与转换器(41)之间的单线的连接线(10s)连接了噪音降低部(100s)。在噪音降低部(100s)中，电流互感器(1)对流过连接线(10s)的噪音电流进行电压变换来进行检测，检测电压V1经由滤波器装置(6)被供给到电压放大器(3)，并被放大电压后施加到电容器(21)。电容器(21)连接于连接线(10s)上的注入点(20)，与噪音电流同方向的高频电流从连接线(10s)供给到转换器(41)，由此降低交流电源(40)侧的高频的噪音电流。

Description

高频电流降低装置
技术领域
本发明涉及一种例如连接于交流电源且将在输出任意的交流电压的电力变换装置等中产生的高频电流进行降低的高频电流降低装置。
背景技术
作为以往的高频电流降低装置的传导性噪音滤波器例如适用于具有整流器以及电力变换器的系统，其中，所述整流器将交流电源的输出变换为直流电压，所述电力变换器通过功率用半导体元件的开关动作而将直流电压变换为交流电压。并且，具备：共模电压检测单元，经由与交流电源和整流器之间的线路连接的接地电容器来检测功率用半导体元件的开关动作时所产生的共模电压；以及抵消用电压源，根据检测到的共模电压而产生与共模电压相同大小的反极性的抵消用电压，使该抵消用电压重叠到线路中的交流电源与接地电容器的连接点之间来抵消共模电压(例如参照专利文献1)。
专利文献1：日本特开2010-057268号公报
发明内容
以往的高频电流降低装置如以上那样构成，以检测高频的共模电压来降低共模电流的方式进行动作，但是关于正常模式噪音电流，只考虑了X电容器所致的降低，存在未被充分降低这样的问题。
另外，作为共模的电压检测单元使用了接地电容器，因此检测电路的阻抗小，检测值变小。因此，基于检测值而生成的抵消用电压也变小，不能有效地降低共模电流。
而且，在以往的电路方式中，存在如下问题点：运算放大器的放大率(以后称为增益)成为最大的频率、与由于包含运算放大器的放大电路的延迟时间等而导致相位反转的频率(作为结果导致将噪音进行放大)一致，如果为了降低噪音而增大放大电路的增益则不会稳定地进行动作。
本发明是为了解决上述那样的课题而作出的，其目的在于得到一种能够有效地降低正常模式噪音以及共模噪音双方的噪音电流的高频电流降低装置。
本发明的高频电流降低装置具备噪音降低部，该噪音降低部经由第1、第2电气装置间的单线的连接线而插入到所述第1电气装置与所述第2电气装置之间，降低从所述第1电气装置向所述连接线流动的高频的噪音电流。该噪音降低部具备：检测部，将流过所述连接线的噪音电流检测为电压；滤波器装置，从所述检测部的检测电压抽取所期望的高频分量；电压放大器，放大所述滤波器装置的输出；以及电流注入单元，在所述第1、第2电气装置间具有一个端子连接到比起所述检测部更靠近所述第2电气装置侧的所述连接线上的注入点的电容器，向所述连接线注入高频电流。并且，所述电流注入单元向所述电容器的另一个端子施加来自所述电压放大器的输出电压，向所述连接线注入与所述噪音电流大致同方向的所述高频电流。
根据本发明，通过经由第1、第2电气装置间的单线的连接线而插入的噪音降低部来检测流过连接线的噪音电流，并根据检测值而生成高频电流来降低噪音电流。因此，能够降低流过连接线的线电流中包含的正常模式噪音以及共模噪音双方的噪音电流。
另外，电流注入单元在比起检测部更靠近第2电气装置的一侧将与噪音电流大致相同方向的高频电流提供给连接线，因此该高频电流成为从连接线向第2电气装置流动的噪音电流，能够有效地降低从第1电气装置流过连接线的噪音电流。而且，电流注入单元使用电容器来注入高频电流，因此能够将电容器利用于高通滤波器，能够通过调整其常数来保护电压放大器，并且能够降低低频带的电流输出。
另外，在电压放大器的输入侧具备滤波器装置，因此能够调整使噪音电流变大的主要因素，在实现噪音去除的频率中增大电压放大器的增益，能够可靠性良好且有效地降低噪音电流。
附图说明
图1是表示本发明的实施方式1的高频电流降低装置的结构的图。
图2是表示本发明的实施方式1的高频电流降低装置的连接例的连接图。
图3是表示本发明的实施方式1的转换器的详细结构的电路图。
图4是表示本发明的实施方式1的逆变器的详细结构的电路图。
图5是表示本发明的实施方式2的高频电流降低装置的连接例的连接图。
图6是表示本发明的实施方式3的高频电流降低装置的连接例的连接图。
图7是表示本发明的实施方式4的高频电流降低装置的结构的图。
图8是表示本发明的实施方式5的高频电流降低装置的连接例的连接图。
图9是表示本发明的实施方式5的其它例的高频电流降低装置的连接例的连接图。
具体实施方式
实施方式1.
图1～图4是表示用于实施本发明的实施方式1的图，图1是表示高频电流降低装置的结构的结构图，图2是表示高频电流降低装置的连接例的连接图，图3是表示转换器的详细结构的电路图，图4是表示逆变器的详细结构的电路图。
高频电流降低装置100由在作为第1电气装置的单相的交流电源40与作为第2电气装置的转换器41之间经由作为将交流电源40和转换器41进行连接的交流输出线的两根连接线10s、10r中的一个(连接线10s)而被插入的噪音降低部100s构成。并且，降低从交流电源40向连接线10s流动的线电流的高频分量即噪音电流I1。
如图1所示，噪音降低部100s具有作为检测部的电流互感器1、作为电流注入单元的注入电路2、电压放大器3、滤波器装置6以及输出滤波器9。
电流互感器1具有与连接线10s串联连接的作为导线的主绕组11和电流检测用的绕组12(以后称为检测绕组12)，将流过连接线10s的高频的噪音电流I1变换为电压V1来检测。主绕组11以及检测绕组12在未图示的铁芯以相同的卷绕方向卷绕规定次数、在本实施方式中分别卷绕4次。
另外，注入电路2是将电压施加用的电容器21和接地电阻器22进行连接而构成的。关于电容器21，一个端子连接于比起电流互感器1更靠近转换器41侧的连接线10s上的注入点20，另一个端子经由接地电阻器22而被接地。此外，也可以构成为代替接地电阻器22而设置电容器。
电流互感器1的检测绕组12的输出经由滤波器装置6而被供给到电压放大器3的正侧输入端子，并通过作为放大元件的半导体开关元件进行电压放大后经由输出滤波器9，作为输出电压V6而被施加到电容器21与接地电阻器22的连接点23。此外，检测绕组12的一个端子被接地。
在注入电路2中，在向连接点23施加电压时电容器21的两端电压变化，由此从连接线10s向转换器41提供与噪音电流I1同方向的高频电流。
滤波器装置6从检测绕组12的输出(电压V1)抽取所期望的高频分量，是由一个或者多个滤波器电路6a、6b并联、串联或者串并联多级地进行连接而构成的。并且，通过调整各滤波器电路6a、6b的常数来分别调整通过频率范围，另外在各自的通过频率中，调整检测出的电压V1与各滤波器电路6a、6b的输出电压V2、V4的振幅比以及相位差。关于滤波器装置6的设定，例如组合多个高通滤波器和低通滤波器来调整不同频率的检测值(电压V1)的振幅以及相位，使较大地产生噪音的频率的噪音降低效果变大。
在这种情况下，滤波器装置6是并联地具备对于由电流互感器1检测出的电压V1分别限制不同的频率分量的通过的两个滤波器电路6a、6b而构成的。另外，电压放大器3包括：电压放大器3a，将滤波器电路6a的输出电压V2放大为增益(G1)倍，生成输出电压V3；以及电压放大器3b，将滤波器电路6b的输出电压V4放大为增益(G2)倍，生成输出电压V5。
而且，输出滤波器9具备：电容器7，是电压放大器3a的输出滤波器；以及电抗器8，是电压放大器3b的输出滤波器。
此外，在这种情况下，叙述了由两个电压放大器3a、3b构成的情况，但是也可以根据所连接的电路的噪音的大小、作为对象的频率范围，将所构成的电压放大器3的电路数调整为仅一个、或3并联等而调整并联电路数。另外，关于输出滤波器9也能够适当进行变更。
各电压放大器3a、3b具有接受自身的动作用电力的供给的电源端子4、5以及运算放大器，运算放大器具有作为电压放大用的半导体开关元件的MOSFET。并且，经由电源端子4、5从未图示的外部电源接受动作用电力的供给。
由检测绕组12检测出的电压V1经由各滤波器电路6a、6b被输入到电压放大器3a、3b，并被放大电压后作为交流分量的电压V3、V5经由输出滤波器9(电容器7、电抗器8)而被施加到注入电路2的连接点23。
根据连接各电压放大器3a、3b的电路的阻抗、内置于电压放大器3a、3b中的未图示的运算放大器的延迟时间等的特性，发生如下现象：在噪音电流I1和电压放大器3a、3b所输出的电流的相位反转的相位反转频率、由系统、布线的阻抗或与连接线连接的电气装置的阻抗等所致的谐振发生的频率中，导致电压放大器3a、3b放大噪音。通过调整注入电路2的电容器21的电容、滤波器电路6a、6b、输出滤波器9(电容器7、电抗器8)的常数，能够调整所述频率以及增益。例如，能够进行将所述频率从根据需要降低噪音的标准而确定的频率分离等的调整。另外，也可以在高频电流降低装置100的外部，对连接线10s、10r连接电容器等，进行调整使得导致放大噪音的频率从作为对象的频率中分离。
另外，作为滤波器电路6a、6b的结构而串联地连接电容器等，由此能够调整各频率中的检测值的相位。从电压放大器3a、3b输出的高频电流如果与噪音电流I1的相位一致，则从交流电源40提供的噪音降低效果显现得大，如果相位的偏差大则产生导致放大噪音的现象。因此，通过调整滤波器电路6a、6b以及输出滤波器9的常数来调整所述频率以及增益，并进行调整以使增大需要降低噪音的频带的增益且去除该频带的相位差，从而能够获得大的噪音降低效果。
在各滤波器电路6a、6b中，调整电路常数，进行调整以使放大的频率在两个电压放大器3a、3b中不一致，另外降低逆变器42的载波频率附近等无需去除的低频率区域等、不需要降低的频带的增益，不放大噪音而只降低想要降低的频带的噪音。在本实施方式中，滤波器电路6a确保谐振频率以上的高频带的增益，滤波器电路6b确保谐振频率以下的低频带的增益。
以上那样构成的高频电流降低装置100的噪音降低部100s如图2所示，在从交流电源40向未图示的负载、例如三相马达供给电力的系统中，经由将交流电源40和转换器41进行连接的两根连接线10s、10r中的一个(连接线10s)而被插入。转换器41如图3所示，作为半导体开关元件将反并联连接了二极管的IGBT41a进行全桥连接来构成，通过对IGBT41a进行开闭控制而将来自交流电源40的单相交流变换为可变电压的直流。转换器41的输出通过直流母线(P、N)，经由滤波电容器44而被输入到逆变器42。
逆变器42如图4所示，作为半导体开关元件将反并联连接了二极管的IGBT42a进行三相全桥连接来构成，根据对相电压指令与规定频率的三角波或者锯齿状的载波进行大小比较而产生的PWM信号对IGBT42a进行开闭控制，从而以将直流变换为可变电压可变频率的三相交流的脉宽调制方式进行动作。并且，逆变器42的输出通过交流输出线，经由输出滤波器45而被供给到负载。
由以上的交流电源40、转换器41、滤波电容器44、逆变器42、输出滤波器45以及负载构成系统。
此外，交流电源40具有接地寄生静电电容，另外关于转换器41、逆变器42、滤波电容器44，众所周知未图示的框架或壳体被接地(GND)而具有接地寄生静电电容，经由各接地寄生静电电容而流过共模电流。在图2中示出该接地的状况。
接着，说明噪音降低部100s的动作。电流互感器1通过检测绕组12，检测由于从交流电源40向连接线10s即主绕组11流动的高频电流(噪音电流I1)而产生的电压V1。成为噪音降低对象的高频电流一般是150kHz～30MHz的带宽，但是能够不限于该带宽而进行检测。此外，检测电压V1与电流互感器1的电感以及频率成比例地产生。
由电流互感器1检测出的电压V1分别被输入到滤波器电路6a、6b。并且在滤波器电路6a中，输出按高频带的频率调整了增益和相位的电压V2。将它通过电压放大器3a放大为增益(G1)倍后输出电压V3。该输出电压V3通过作为高通滤波器的电容器7，由此去除直流分量，高频分量被施加到注入电路2的连接点23。
另外，在滤波器电路6b中，输出按低频带的频率调整了增益和相位的电压V4。将它通过电压放大器3b放大为增益(G2)倍后输出电压V5。该输出电压V5通过作为低通滤波器的电抗器8，由此去除高频分量，低频分量被施加到注入电路2的连接点23。
此外，由于设置有成为输出滤波器9的电容器7以及电抗器8，因此即使将各电压放大器3a、3b的输出连接于连接点23，各电压放大器3a、3b的输出也不会由低阻抗的连接线来连接，能够降低相互的干扰。
注入电路2将经由电容器7以及电抗器8的各电压放大器3a、3b的输出电压施加到电容器21，电容器21的两端电压发生变化，由此来自各电压放大器3a、3b的高频电流被注入到连接线10s的注入点20。由此，与噪音电流I1同方向的高频电流从注入电路2注入到连接线10s而被供给到转换器41。
此外，以上说明的情况与如下情形等效，该情形为：通过滤波器电路6a、6b以及电压放大器3a、3b，电流互感器1的电感成为按频率被调整了的增益倍，其电感产生在电流互感器1与注入电路2之间。
另外，此时在各电压放大器3a、3b中，为使噪音电流I1接近0，通过对内部的半导体开关元件进行开闭控制来控制各输出电压V3、V5。因此，从连接线10s向转换器41流动的噪音电流I2的大部分从电压放大器3a、3b经由注入电路2作为高频电流而被供给，能够将从交流电源40向连接线10s流动的噪音电流I1降低到大致0。
如以上那样，在本实施方式中，对交流电源40与转换器41之间的单线的连接线10s连接噪音降低部100s，通过电流互感器1来检测噪音电流I1，通过从相同的连接线10s上的电流互感器1向转换器41侧注入与噪音电流I1同方向的高频电流来降低噪音电流I1。因此，不管传播路径如何，转换器41、逆变器42所产生的高频电流都成为抑制的对象，因此能够有效地抑制高频电流向交流电源40的传播。
另外，关于流过连接线10s的线电流内的噪音电流I1，正常模式噪音、共模噪音的双方都能够降低。特别是，在本实施方式中处理单相交流，因此通过被插入到一方的连接线10s的噪音降低部100s，还能够降低另一方的连接线10r的正常模式噪音。
另外，在通过滤波器装置6、输出滤波器9选出的频率中，高频电流通过注入电路2的电容器21注入到连接线10s并被供给到转换器41，因此能够抑制从交流电源40向连接线10s流动的噪音电流I1。
另外，电压放大器3能够应用例如使用了运算放大器的简单的放大电路，因此能够简化结构。
而且，通过在噪音检测中使用电流互感器1，相对作为交流输出线的连接线10s使滤波器装置6以及电压放大器3绝缘，能够仅检测降低对象的频率分量即噪音并作为高频电流来注入。因此，滤波器装置6以及电压放大器3中使用的电子部件不需要使用耐压大的部件，能够实现装置的小型化、低成本化。
此外，根据噪音的产生状况，关于滤波器电路6a以及电容器7，也可以设为仅设置了调整电路常数所需的某一个部件的结构。同样地，关于滤波器电路6b以及电抗器8，也可以设为仅设置了调整电路常数所需的某一个部件的结构。
另外，利用电流互感器1来检测电压V1，但是为了能够高精度地检测检测绕组12的两端电压，而将电压放大器3的输入阻抗设定为大的值。这是因为，如果减小输入阻抗则检测电压V1的检测精度下降。
在以往例中在噪音检测中使用了电容器，因此在检测高频率的噪音电流时，检测电路的阻抗变小，几乎不会产生电压，因此难以检测小的噪音电流、高频带的噪音电流。另一方面，在本实施方式中利用电流互感器1在产生检测电压V1的状态下检测电压，因此由电流互感器1产生的阻抗所致的噪音降低效果被重叠，起到更好的噪音降低效果。
另外，在本实施方式中，由于连接有频率特性不同的两个滤波器电路6a、6b，因此有时导致在宽频率的范围内电流互感器1的输出阻抗变小。在该情况下，通过对电流互感器1的输出设置缓冲器电路，从而电流互感器1的检测值不受滤波器电路6a、6b的连接所致的阻抗的下降影响而能够维持高的阻抗，能够进行宽频率范围下的高频电流的检测。
另外，根据电压放大器3a、3b所连接的电路的阻抗、内置的未图示的运算放大器的延迟时间等的特性，导致检测电压V1与电压放大器3a、3b的输出电压V3、V5的相位反转的相位反转频率、由布线、电流互感器1等的阻抗引起的谐振频率、在连接有逆变器42的情况下逆变器42的载波频率附近等不需要去除的低频率区域等这些频率分量的噪音混合存在于检测电压V1内。通过滤波器电路6a、6b来降低这种频带的增益，由此能够不放大噪音而仅降低想要降低的频带的噪音。
并且，通过区分多个电压放大器3a、3b所放大的频带，从而能够与各电压放大器3a、3b的特性的差异所致的问题无关地对于电压放大器3a、3b进行多台并联驱动，能够供给大的高频电流，降低来自交流电源40的供给。多个电压放大器3a、3b也可以降低相同的频带的噪音电流，在这种情况下，作为输出滤波器9也可以使用电阻。
另外，根据对滤波器电路6a、6b串联地插入电容器等的结构，调整滤波器电路6a、6b的常数，由此从电压放大器3a、3b输出的电压V3、V5的相位相对于检测电压V1进行反转，能够调整导致从电压放大器3a、3b输出的电流的相位反转的相位反转频率。由此，在成为降低对象的电流的频率与所述相位反转频率之间留有余量，因此能够使针对想要降低的频带的噪音的电压放大器3a、3b的增益变大，并且能够稳定地进行动作。
并且，通过使从电压放大器3a、3b输出的电压V3、V5的相位相对于检测电压V1而反转的相位反转频率不一致，从而在电压放大器3a中无法放大的频率的噪音由电压放大器3b来放大，相反地在电压放大器3b中无法放大的频率的噪音由电压放大器3a来放大，由此能够在宽频带下获得噪音降低效果。
而且，能够调整注入电路2的电容器21的电容来调整所述相位反转频率。
关于成为降低对象的频带，设定成调整滤波器常数使其成为例如由噪音标准所确定的频带即150kHz以上的频带、或以测量系统、母线的噪音得到的结果为基础而噪音分量大的频带，能够有效地降低这些频带的噪音电流。
另外，在系统被接地的情况下，对于来自交流电源40的连接线10s、10r之中的没有接地的连接线10s连接噪音降低部100s。在这种情况下，在注入电路2的电容器21与接地电阻器22之间被施加电源电压。因此，通过调整注入电路2的电路常数，并设定从系统侧看到的阻抗使其成为系统频率以上的高通滤波器，从而防止向电压放大器3a、3b的输出施加电源电压。通过这样设定常数，能够从电源频率的大电压中保护电压放大器3a、3b。该保护用高通滤波器也可以利用注入电路2以外的元件来形成高通滤波器。
另外，在向系统接通交流电源40的瞬间、或者由于骤降、电压异常而在注入电路2的连接点23的电压中产生异常电压。为了从该异常电压中保护各电压放大器3a、3b，而在各电压放大器3a、3b与注入电路2间的任意的位置和接地之间插入由齐纳二极管、电阻等构成的保护电路。由此，能够从所述状况下的异常电压中保护电压放大器3a、3b。
而且，在与两个电压放大器3a、3b的输出连接的输出滤波器9(电容器7以及电抗器8)的谐振频率中，两个电压放大器3a、3b间的阻抗变低，但是能够在各电压放大器3a、3b的输出侧连接电阻器来进行保护。在这种情况下，也可以兼用针对所述异常电压的保护电路的电阻。
此外，在所述实施方式中示出了噪音降低部100s由使用了电阻、电容器、电压放大器等模拟电路的电路构成的情况，但是也可以将该构成要素的一部分或者全部替换为数字电路，并使用DSP、微型计算机来构成。在这种情况下，也可以并用抑制高频率的增益的模拟滤波器。例如，在对滤波器装置6应用了数字电路的情况下，仅降低所设定的频率的增益，具有能够确保其周边频率的增益等的优点。
另外，电流互感器1的主绕组11与检测绕组12的卷绕方向也可以相反。只要是对流过连接线10s的噪音电流I1进行检测并从电压放大器3向连接线供给与噪音电流I1同方向的高频电流的结构即可，因此也可以使电流互感器1的极性反转、并且使电压放大器3的输出的极性反转。
另外，在所述实施方式中，示出了电流互感器1是主绕组11、检测绕组12分别在未图示的铁芯卷绕相同数而成的。但是，卷绕次数不限于此，也可以将检测绕组12的匝数相对主绕组11的匝数而设为N倍。在这种情况下，进行了电压变换的高频电流的检测值成为V1×N。
这样使检测绕组12的匝数大于主绕组11的匝数，增大检测电压，从而能够将电压放大器3a、3b的增益G1、G2设定得相对小。由此，能够抑制电压放大器3a、3b的增益误差、偏移误差的产生，能够调整电压放大器3a、3b所需的直流电源的电压。
而且，即使应用小型且电感小的电流互感器1，只要将匝数比N设定得大，就能够抑制检测电压的下降而检测出噪音电流。
另外，电流互感器1设为主绕组11、检测绕组12卷绕于铁芯，但不限于此，例如即使在环状的铁芯中代替主绕组11而贯通连接线10s，并对所述环状的铁芯卷绕检测绕组12，也起到同样的效果。在这种情况下，将贯通环状的铁芯的部分设为导线，电流互感器1具有与连接线10s串联连接的导线和检测绕组12。
实施方式2.
在所述实施方式1中，仅对单相的交流电源40与转换器41之间的两根连接线10s、10r中的一方连接了噪音降低部100s，但是在本实施方式2的高频电流降低装置100A中，对双方的连接线10s、10r分别连接噪音降低部100s、100r。
如图5所示，高频电流降低装置100A包括向单相的交流电源40与转换器41之间经由将交流电源40和转换器41进行连接的两根连接线10s、10r插入的两个噪音降低部100s、100r。噪音降低部100s经由连接线10s、且噪音降低部100r经由连接线10r而分别单独地插入。
噪音降低部100s如所述实施方式1所示具有电流互感器1、注入电路2、电压放大器3、滤波器装置6以及输出滤波器9，如所述实施方式1所说明那样，降低从交流电源40向连接线10s流动的线电流的高频分量即噪音电流I1。并且，噪音降低部100r也具有与噪音降低部100s同样的结构、即电流互感器1、注入电路2、电压放大器3、滤波器装置6以及输出滤波器9，降低从交流电源40向连接线10r流动的线电流的高频分量即噪音电流I1。
在所述实施方式1中，无法降低在连接线10r中产生的共模噪音，但是在本实施方式中，关于双方的连接线10s、10r的噪音电流I1，正常模式噪音、共模噪音的双方都能够降低，能够有效地抑制所有的高频电流向交流电源40的传播。
关于其它的结构以及基于此的效果，与所述实施方式1相同。
实施方式3.
在所述实施方式1中，作为第1电气装置使用了单相的交流电源40，但是在本实施方式2中使用三相的交流电源40A。
在这种情况下，如图6所示，作为第2电气装置的转换器41A是将三相的交流电力变换为直流电力的结构，由交流电源40A、转换器41A、滤波电容器44、逆变器42、输出滤波器45以及未图示的负载来构成系统。
并且，高频电流降低装置100B具有向三相的交流电源40A与转换器41A之间经由作为将交流电源40A和转换器41A进行连接的各相的交流输出线的三根连接线10r、10s、10t而插入的三个噪音降低部100r、100s、100t。噪音降低部100r经由连接线10r、噪音降低部100s经由连接线10s、且噪音降低部100t经由连接线10t而分别单独地插入。
各噪音降低部100r～100t如所述实施方式1所示分别具有电流互感器1、注入电路2、电压放大器3、滤波器装置6以及输出滤波器9，通过进行与所述实施方式1同样的动作，能够降低从交流电源40A向各连接线10r～10t流动的线电流的正常模式噪音、共模噪音这双方的噪音电流。因此，能够有效地抑制所有的高频电流向三相的交流电源40A的传播。
此外，在使用了三相的交流电源40A的情况下，也可以仅针对三根连接线10r、10s、10t中的一部分的连接线10s具备噪音降低部100s，能够获得降低该连接线10s的噪音电流的效果。
实施方式4.
图7是表示实施方式4的高频电流降低装置100C的结构的结构图。在图7中，高频电流降低装置100C是在图1中的噪音降低部100s中具备整流电源装置35而构成的。整流电源装置35将来自连接线10s、10r的交流电力变换为正负两个电平的直流电压并作为动作用电力而供给到电压放大器3。在整流电源装置35中，二极管30的阳极侧连接于连接线10r，阴极侧经由电阻31而连接于电容器33与电容器34的串联电路的电容器33侧。电容器33与电容器34的串联电路的电容器34侧连接于连接线10s，电容器33与电容器34的连接点被接地。另外，对电容器33与电容器34的串联电路并联地连接有齐纳二极管32。
在两根连接线10s、10r间产生的交流电压通过二极管30被半波整流，并通过电阻31和齐纳二极管32而被分压，在电容器33、34的串联电路的两端得到用于对电压放大器3进行驱动的电压电平不同的两个直流电压。电容器33、34的串联电路的两端的电压端子连接于电压放大器3的电源端子4、5，向电压放大器3供给动作用电力。关于其它的结构，与图1～图4所示的实施方式1相同。
在本实施方式中，从连接线10s、10r接受交流电力而得到驱动电压放大器3的直流电源，因此不需要另行进行电源供给。另外，在本实施方式中通过齐纳二极管32来调整了电压，因此不需要绝缘变压器、转换器等，能够实现电源部的小型化、低成本化。电压调整方法不限于该方法，也可以利用绝缘变压器、DC/DC转换器等，从连接线作为控制电源来进行供给。
此外，整流电源装置35优选从比起注入电路2更靠近交流电源40侧的连接线10s、10r接收电力。如果受电点比起注入电路2更靠近交流电源40侧，则降低噪音电流，因此能够降低经由整流电源装置35流入电压放大器3的噪音，高频电流降低装置100C的可靠性得到提高。
另外，在图7中使用连接线10s、10r从交流电源40得到驱动电压放大器3的直流电源，但是既可以使用转换器41的输出侧的连接线P、N间的直流电压来得到直流电源，也可以通过在连接线P、N间连接多个电容器的串联电路、电阻、齐纳二极管、变压器或者开关电源等而得到直流电源、或者通过来自外部的电力供给而得到直流电源。此时，为了阻止来自电源端子4、5的噪音的蔓延，而在电源电路的输入、输出中也需要由无源滤波器等构成的滤波器。
另外，在实施方式中，说明了在噪音降低部100s中具备整流电源装置35的高频电流降低装置100C，但是在所述实施方式2、3所示的高频电流降低装置100A、100B中通过具备整流电源装置35，能够生成各噪音降低部内的电压放大器3的直流电源。在高频电流降低装置100B的情况下，也可以使用连接线10s、10t或者连接线10r、10t而从交流电源40得到驱动电压放大器3的直流电源。
实施方式5.
图8是表示实施方式5的高频电流降低装置100D的连接例的图。
如图8所示，在从单相的交流电源40向作为负载的三相马达43供给电力的系统中，对交流电源40连接了作为第1电气装置的转换器41，在该转换器41与作为第2电气装置的逆变器42之间经由作为直流母线的连接线P、N而被插入高频电流降低装置100D，降低从转换器41流过连接线P、N的高频的噪音电流。逆变器42的交流输出侧连接于三相马达43，利用可变电压可变频率的三相交流来驱动三相马达43。
高频电流降低装置100D具备连接于连接线P的噪音降低部100p、以及连接于连接线N的噪音降低部100n，各噪音降低部100p、100n与在所述实施方式1中说明的噪音降低部100s相同。
另外，图9是表示高频电流降低装置100D的其它的连接例的图。在这种情况下，对交流电源40连接了作为第1电气装置的转换器41，在该转换器41与作为第2电气装置的转换器即DC/DC转换器46之间经由作为直流母线的连接线P、N而被插入高频电流降低装置100D，降低从转换器41流过连接线P、N的高频的噪音电流。DC/DC转换器46作为半导体开关元件而具备反并联连接了二极管的IGBT46a，调整来自转换器41的输出直流电压，驱动直流负载47。
此外，在图8、图9中，没有图示向接地的连接布线，但是各个设备被接地。
这样，噪音降低部100p、100n也可以连接于连接直流电力的连接线P、N，能够与所述各实施方式同样地降低高频的噪音电流。
如图8、图9那样，逆变器42、DC/DC转换器46连接于交流电源40，在各个开关频率附近等没有必要去除的低频率区域的噪音电流混合存在而流过连接线P、N的情况下，在滤波器装置6中降低所述频带的增益，仅将想要降低的频带的检测分量输入到电压放大器3，由此设定为仅降低想要降低的频率的噪音电流。由此能够抑制高频电流降低装置100D所消耗的电力。
此外，在所述实施方式中，具备连接于连接线P的噪音降低部100p、以及连接于连接线N的噪音降低部100n，但是也可以对于某一方的连接线P具备一个噪音降低部100p。
另外，与所述实施方式4同样地，也可以从连接线P、N得到驱动电压放大器3的直流电源。在这种情况下，可以是转换器41侧或者第2装置(逆变器42、DC/DC转换器46)侧的任一侧，但是优选从转换器41侧的连接线P、N接受电力。如果受电点比起注入电路2更靠近转换器41侧，则流过连接线P、N的噪音电流被降低，因此能够降低流入电压放大器3的噪音，高频电流降低装置100D的可靠性得到提高。
而且，在来自交流电源40的交流输出线、或者来自逆变器42的交流输出线的两根交流输出线之间设置整流电路，还能够得到驱动电压放大器3的直流电源。
另外，作为所述各实施方式中使用的转换器41、逆变器42、DC/DC转换器46的IGBT41a、42a、46a等半导体开关元件，近来使用了由碳化硅(silicon carbide，SiC)、氮化镓系材料、金刚石等形成的宽能带隙半导体的半导体开关元件，使得能够将开关动作进一步高速化，但是伴随着高速化，噪音的产生量有增加的倾向。根据所述各实施方式的高频电流降低装置100、100A～100D，即使存在如上所述那样的问题点，也能够进行动作使得不用选择半导体开关元件的种类而降低高频的噪音电流。因而，能够有效地降低由碳化硅等形成且高速地进行开关动作的半导体开关元件所产生的噪音，能够解决高速地进行了开关动作时的缺点。另外同样地，在电压放大器3中，在通过由碳化硅、氮化镓系材料、金刚石等的宽能带隙半导体形成的晶体管、MOSFET等半导体开关元件进行放大的情况下，也能够减轻噪音产生的影响，能够降低高频的噪音电流。
此外，本发明能够在发明的范围内自由地组合各实施方式、或适当变形、省略各实施方式。

Claims (15)

1.一种高频电流降低装置，其特征在于，
具备噪音降低部，该噪音降低部经由第1电气装置与第2电气装置之间的单线的连接线而被插入到所述第1、第2电气装置之间，降低从所述第1电气装置流过所述连接线的高频的噪音电流，
该噪音降低部具备：
检测部，将流过所述连接线的噪音电流检测为电压；
滤波器装置，从所述检测部的检测电压抽取所期望的高频分量；
电压放大器，放大所述滤波器装置的输出；以及
电流注入单元，在所述第1、第2电气装置之间具有对于比起所述检测部更靠近所述第2电气装置侧的所述连接线上的注入点连接了一个端子的电容器，向所述连接线注入高频电流，
所述电流注入单元向所述电容器的另一个端子施加来自所述电压放大器的输出电压，向所述连接线注入与所述噪音电流大致同方向的所述高频电流。
2.根据权利要求1所述的高频电流降低装置，其特征在于，
所述滤波器装置将正常模式的高频分量和共模噪音一起进行抽取。
3.根据权利要求1所述的高频电流降低装置，其特征在于，
所述第1、第2电气装置之间由多个连接线来连接，针对该多个连接线的全部或者一部分的连接线中的每个连接线，单独地具备所述噪音降低部。
4.根据权利要求1～3中的任一项所述的高频电流降低装置，其特征在于，
所述检测部由检测变压器构成，该检测变压器具有串联连接于所述连接线的导线和电流检测用的绕组，并对所述高频电流进行检测。
5.根据权利要求1～3中的任一项所述的高频电流降低装置，其特征在于，
所述滤波器装置由能够调整通过频率范围的至少一个滤波器电路构成。
6.根据权利要求5所述的高频电流降低装置，其特征在于，
所述滤波器装置是能够调整各自的通过频率范围的多个所述滤波器电路并联、串联或者串并联多级地连接而构成的。
7.根据权利要求1～3中的任一项所述的高频电流降低装置，其特征在于，
所述滤波器装置被设定为限制所述检测电压的频率分量之中的、所述电压放大器所输出的电流的相位相对于所述噪音电流而相位反转的频率分量的通过。
8.根据权利要求1～3中的任一项所述的高频电流降低装置，其特征在于，
所述电压放大器构成为仅输出特定的频率分量。
9.根据权利要求8所述的高频电流降低装置，其特征在于，
所述电压放大器具备输出滤波器而仅输出所述特定的频率分量。
10.根据权利要求1～3中的任一项所述的高频电流降低装置，其特征在于，
所述电流注入单元通过调整所述电容器的电容，能够调整所述电压放大器所输出的所述输出电压的相位相对于所述检测电压的相位进行反转的相位反转频率。
11.根据权利要求1～3中的任一项所述的高频电流降低装置，其特征在于，
对所述连接线连接有脉宽调制方式的逆变器，
所述滤波器装置限制所述检测电压的频率分量之中的所述逆变器的载波频率以下的频率分量的通过。
12.根据权利要求1～3中的任一项所述的高频电流降低装置，其特征在于，
所述第1电气装置是交流电源，所述第2电气装置是将所述交流电源的交流电力变换为直流电力的转换器。
13.根据权利要求1～3中的任一项所述的高频电流降低装置，其特征在于，
所述第1电气装置是将交流电力变换为直流电力的转换器，所述第2电气装置是将来自所述转换器的所述直流电力变换为交流电力的逆变器。
14.根据权利要求1～3中的任一项所述的高频电流降低装置，其特征在于，
所述第1电气装置是将交流电力变换为直流电力的转换器，所述第2电气装置是对来自所述转换器的输出直流电压进行调整的转换器。
15.根据权利要求11～14中的任一项所述的高频电流降低装置，其特征在于，
所述转换器或者所述逆变器具有半导体开关元件而进行输出控制，所述半导体开关元件由宽能带隙半导体形成。
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