CN110168898A - 电力转换装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及电力转换装置。电力转换装置具备滤波器部，上述滤波器部具有：具有抑制上述噪声的共模噪声中的比预先决定的阈值频率低的低频成分的有源元件的有源型滤波器、以及由抑制上述噪声的常模噪声以及上述噪声的共模噪声中的大于等于上述阈值频率的高频成分的无源元件构成的无源型滤波器，上述有源型滤波器具备：具有卷绕被供给上述第一交流电的导体而成的初级绕组和输出与上述初级绕组所产生的磁通对应的电流的次级绕组的扼流线圈；抑制上述次级绕组的电流的至少高频区域的滤波电路；放大上述滤波电路的输出，并且确保需要的电流量的放大电路；以及设置于上述扼流线圈与上述逆变器部之间，将上述放大电路的输出向上述第一交流电的各相注入的电流注入电路。

Description

电力转换装置
技术领域
本发明涉及在驱动马达时抑制噪声的电力转换装置。
背景技术
以往，公知有抑制在驱动马达时向交流电源泄漏的噪声的电力转换装置。噪声有常模噪声和共模噪声。专利文献1公开了使用具有作为有源元件的电压放大器的有源型滤波器来抑制常模噪声以及共模噪声的电力转换装置。另外，专利文献2公开了使用具有有源元件即开关元件的有源型滤波器控制负载的中性点电位来抑制共模噪声的电力转换装置，以及将具有无源元件即电抗器的无源型滤波器插入交流电所流动的电线来抑制常模噪声的电力转换装置。
专利文献1：日本特许第5248713号公报
专利文献2：日本特许第3044650号公报
这样，专利文献1所公开的电力转换装置、以及专利文献2所公开的电力转换装置，使用有源型滤波器以及无源型滤波器中的任一方，来抑制噪声。若想要使用有源型滤波器以及无源型滤波器中的任一方，来抑制常模噪声以及共模噪声，则需要增加电感器的电感量。在该情况下，由于电感器的大型化，所以电力转换装置本身也变得大型化。
发明内容
本发明正是为了解决上述那样的课题而完成的，提供一种抑制常模噪声以及共模噪声而不变得大型化的电力转换装置。
本发明的电力转换装置具有将从交流电源供给的第一交流电转换为直流电的转换器部、以及将上述直流电转换为第二交流电的逆变器部，并且通过上述第二交流电来驱动马达，其具备：滤波器部，其在上述交流电源与上述转换器部之间抑制由上述转换器部以及上述逆变器部产生的噪声向上述交流电源的传播，上述滤波器部具有：有源型滤波器，其具有抑制上述噪声的共模噪声中的比预先决定的阈值频率低的低频成分的有源元件；以及无源型滤波器，其由抑制上述噪声的常模噪声、以及上述噪声的共模噪声中的大于等于上述阈值频率的高频成分的无源元件构成，上述有源型滤波器具备：扼流线圈，其具有卷绕被供给上述第一交流电的导体而成的初级绕组、以及输出与上述初级绕组所产生的磁通对应的电流的次级绕组；滤波电路，其抑制上述次级绕组的电流的至少高频区域；放大电路，其放大上述滤波电路的输出，并且确保需要的电流量；以及电流注入电路，其设置于上述扼流线圈与上述逆变器部之间，将上述放大电路的输出向上述第一交流电的各相注入。
根据本发明，由于无源型滤波器承担常模噪声的抑制、和共模噪声中的高频率成分的抑制，所以有源型滤波器只要仅抑制共模噪声中的低频率成分即可。因此，不需要使电感器大型化。因此，能够抑制常模噪声以及共模噪声而不使电力转换装置大型化。
附图说明
图1是表示本发明的实施方式1的电力转换装置2应用于空调机3的例子的框图。
图2是表示本发明的实施方式1的电力转换装置2的结构的框图。
图3是表示本发明的实施方式1的上游侧无源型滤波器51的电路图。
图4是表示本发明的实施方式1的下游侧无源型滤波器52的电路图。
图5是表示本发明的实施方式1的有源型滤波器6的框图。
图6是表示本发明的实施方式1的扼流线圈61的图。
图7是表示本发明的实施方式1的滤波电路62以及放大电路63的电路图。
图8是表示本发明的实施方式1的电力转换装置2的噪声抑制量的图表。
图9是表示本发明的实施方式1的有源型滤波器6的整合特性的图表。
图10是表示本发明的实施方式2的滤波电路62的电路图。
图11是表示本发明的实施方式2的有源型滤波器6的整合特性的图表。
图12是表示本发明的实施方式3的放大电路63的电路图。
具体实施方式
实施方式1.
以下，参照附图来说明本发明的电力转换装置的实施方式。图1是表示本发明的实施方式1的电力转换装置2应用于空调机3的例子的框图。如图1所示，电力转换装置2设置于交流电源1与空调机3内的马达31之间。电力转换装置2将从交流电源1供给的第一交流电转换为具有与第一交流电不同的电压以及频率的第二交流电并向马达31输出。交流电源1例如是三相的系统交流电源。马达31驱动对制冷剂进行压缩的空调机3内的压缩机32。
图2是表示本发明的实施方式1的电力转换装置2的结构的框图。如图2所示，电力转换装置2具备：滤波器部4、转换器部7、逆变器部8。滤波器部4将从交流电源1供给的第一交流电向转换器部7输出，并且抑制来自转换器部7以及逆变器部8的噪声。作为噪声存在常模噪声、和共模噪声。
滤波器部4具有无源型滤波器5、和有源型滤波器6。无源型滤波器5具有：设置于交流电源1与有源型滤波器6之间的上游侧无源型滤波器51、和设置于有源型滤波器6与转换器部7之间的下游侧无源型滤波器52。转换器部7具有将从滤波器部4输出的第一交流电转换为直流电并输出的整流功能。另外，除了整流功能之外，也可以具有使用公知的升降压斩波器对已整流的直流进行升降压的功能。逆变器部8具有将从转换器部7输出的直流电转换为具有根据驱动马达31的条件而进行调整的电压以及频率的第二交流电并向马达31输出的电力转换功能，例如是公知的两电平PWM逆变器或者多电平逆变器。此外，也能够将两个以上的逆变器部并联连接于转换器部7，而驱动与各个逆变器部连接的负载。例如与多个逆变器部的各个连接的负载，包含驱动压缩机32的马达31、以及省略了图示的驱动风扇的风扇马达。
图3是表示本发明的实施方式1的上游侧无源型滤波器51的电路图。如图3所示，上游侧无源型滤波器51具有电感器511、相间电容器512、以及上游侧旁路电容器513。电感器511是通过将扼流线圈分别插入到被供给三相第一交流电的电线、或用磁性体覆盖三相电线的各个而构成。电感器511抑制常模噪声。这里，将三相电线分别称为R相、S相以及T相。将R相的电感器511称为电感器511r，将S相的电感器511称为电感器511s，将T相的电感器511称为电感器511t。
相间电容器512设置于三相电线的相间，将R相与S相之间的相间电容器512称为相间电容器512rs，将S相与T相之间的相间电容器512称为相间电容器512st，将T相与R相之间的相间电容器512称为相间电容器512tr。这里，滤波器部4具有在上游侧无源型滤波器51、下游侧无源型滤波器52共用的电位亦即共用电位514的导体。上游侧旁路电容器513设置于三相电线与共用电位514之间，将R相与共用电位514之间的上游侧旁路电容器513称为上游侧旁路电容器513r，将S相与共用电位514之间的上游侧旁路电容器513称为上游侧旁路电容器513s，将T相与共用电位514之间的上游侧旁路电容器513称为上游侧旁路电容器513t。
此外，在本实施方式1中，例示出了上游侧无源型滤波器51具有电感器511、相间电容器512以及上游侧旁路电容器513它们全部的情况，但只要具有电感器511、相间电容器512以及上游侧旁路电容器513中的至少一个以上即可。
图4是表示本发明的实施方式1的下游侧无源型滤波器52的电路图。如图4所示，下游侧无源型滤波器52具有下游侧旁路电容器521。下游侧旁路电容器521设置于三相电线与共用电位514之间，将R相与共用电位514之间的下游侧旁路电容器521称为下游侧旁路电容器521r，将S相与共用电位514之间的下游侧旁路电容器521称为下游侧旁路电容器521s，将T相与共用电位514之间的下游侧旁路电容器521称为下游侧旁路电容器521t。
图5是表示本发明的实施方式1的有源型滤波器6的框图。如图5所示，有源型滤波器6具有扼流线圈61、滤波电路62、放大电路63以及电流注入电路64。扼流线圈61具有初级绕组611和次级绕组612。上游侧无源型滤波器51的输出向扼流线圈61的初级绕组611输入。扼流线圈61的初级绕组611的输出经由电流注入电路64向下游侧无源型滤波器52输出。另外，扼流线圈61的次级绕组612的两端向滤波电路62输入。
图6是表示本发明的实施方式1的扼流线圈61的图。如图6所示，初级绕组611是分别将被供给三相第一交流电的电线卷绕在磁性体613而成的绕组，抵消常模成分而使磁性体613产生基于共模噪声的磁通。次级绕组612也卷绕在磁性体613，利用滤波电路62将与基于通过初级绕组611使磁性体613产生的共模噪声的磁通对应的电流量转换为电压值并进行检测。
图7是表示本发明的实施方式1的滤波电路62以及放大电路63的电路图。如图7所示，滤波电路62将次级绕组612作为输入。滤波电路62是将滤波电路62产生的时间常数设为频率阈值，并且将抑制了比该频率阈值大的高频区域的共模噪声信号予以输出的电路。图7所示的滤波电路62是具有电阻621与电容器622的低通滤波器。电阻621与次级绕组612的一方的端子串联连接。电容器622的一端与电阻621的未与次级绕组612连接的端子连接，电容器622的另一端与次级绕组612的另一方的端子连接。由次级绕组612、电阻621以及电容器622构成闭合电路，基于在该闭合电路中流动的共模噪声的电流量被转换为电容器622的两端电压值。此外，滤波电路62也可以是带通滤波器。
放大电路63为与滤波电路62连接，且使用以运算放大器为代表的有源元件，对从滤波电路62输出的共模噪声信号进行放大，而向电流注入电路64内的注入用电容器641确保能够充放电的电流量来输出的电路。在图7中，具有第一运算放大器631、第一电阻632、第二电阻633、第二运算放大器634以及保护电阻635。第一运算放大器631的正端子与滤波电路62的输出的一方连接。第一运算放大器631的负端子与第二电阻633的一方的端子连接。另外，第一运算放大器631的输出端子经由第一电阻632与第一运算放大器631的负端子连接而予以反馈。并且，第二电阻633的另一方的端子与滤波电路62的输出的另一方连接。即，由第一运算放大器631、第一电阻632以及第二电阻633形成了非反相放大电路。
第二运算放大器634的正端子与第一运算放大器631的输出端子连接，第二运算放大器634的输出端子与第二运算放大器634的负端子连接而予以反馈。即，通过第二运算放大器634形成了电压跟随电路。第二运算放大器634的输出端子经由保护电阻635与电流注入电路64连接。
使用图5来说明电流注入电路64。如图5所示，电流注入电路64的一端与放大电路63连接，另一端具有与通过了初级绕组611的电流所流动的三相电线连接的注入用电容器641。将R相与放大电路63之间的注入用电容器641称为注入用电容器641r，将S相与放大电路63之间的注入用电容器641称为注入用电容器641s，将T相与放大电路63之间的注入用电容器641称为注入用电容器641t。此外，放大电路63的输出分别经由注入用电容器641而与R相、S相以及T相的电线连接。此外，也可以代替注入用电容器而使用电感器。
接下来，对电力转换装置2的动作进行说明。电力转换装置2首先利用无源型滤波器5以及有源型滤波器6抑制由转换器部7及逆变器部8产生的常模噪声以及共模噪声，减少朝向交流电源1的噪声传播。电力转换装置2利用转换器部7将第一交流电转换为直流电。然后，电力转换装置2利用逆变器部8将从转换器部7输出的直流电转换为第二交流电，并向空调机3内的马达31输出。通过施加了第二交流电的马达31来驱动空调机3内的压缩机32。
接下来，对抑制电力转换装置2的噪声的动作进行说明。在无源元件中的线圈等具有电感的部件中，在电感量是L[H]的情况下，相对于频率f[Hz]的信号的阻抗量是2πfL[Ω]。这里，π是圆周率。因此，若具有电感的部件以串联的方式插入信号，则频率f越大阻抗越大。因此，越是频率f的噪声越被抑制。
另一方面，在无源元件中的电容器等具有电容的部件中，在电容量是C[F]的情况下，相对于频率f[Hz]的信号的阻抗量是(1/2πfC)[Ω]。因此，对于具有电容的部件的阻抗而言，频率f变得越大阻抗变得越小。因此，若具有电容的部件插入噪声传播路径，则越是频率f的噪声越被抑制。
图8是表示本发明的实施方式1的电力转换装置2的噪声抑制量的图表。在图8中，横轴是噪声所含的成分的频率[Hz]，纵轴是噪声的强度。图8的倾斜的虚线是表示由转换器部7以及逆变器部8产生的噪声量的图表。图8的单点划线是表示仅用无源型滤波器5以及扼流线圈61即没有使用滤波电路62、放大电路63以及电流注入电路64来抑制噪声后的噪声量的图表。图8的细线是表示由标准等所要求的噪声的上限量的图表。图8的粗线是表示使用本实施方式1的电力转换装置2抑制噪声后的噪声量的图表。此外，频率5[MHz]以上的噪声满足了标准。另外，频率A[Hz]是后述的预先决定的阈值的频率。比较图8的虚线与单点划线可知，对于由图8的单点划线记载的噪声量而言，频率越大越被抑制。
为了仅用无源型滤波器5以及扼流线圈61将由图8的单点划线记载的噪声量减少到由图8的细线记载的噪声量，例如可以想到四个手段。第一个手段为使电感器511的电感量增加。第二个手段为使上游侧无源型滤波器51的上游侧旁路电容器513的电容量增加。第三个手段为使下游侧无源型滤波器52的下游侧旁路电容器521的电容量增加。第四个手段为使扼流线圈61的电感量增加。
然而，对于上游侧旁路电容器513或者下游侧旁路电容器521的电容量的增加而言，由于伴随着增加，引起漏电流量的增加，因此存在转换效率的降低以及导致漏电的产生的担忧。另外，电感器511或者扼流线圈61的电感量的增加会引起部件体积的增大以及部件重量的增大。另外，由于伴随着部件体积的增大以及部件重量的增大，需要加强搭载部件的装置，所以存在成本增加的担忧。
与此相对，本实施方式1在有源型滤波器6中，将由扼流线圈61的次级绕组612检测出的交流电的共模噪声电流转换为滤波电路62以及放大电路63的频率特性，经由电流注入电路64的注入用电容器641而向交流电的R相、S相以及T相分别施加电压值从而抑制共模噪声。
图9是表示本发明的实施方式1的有源型滤波器6的整合特性的图表。这里，有源型滤波器6的整合特性是指将扼流线圈61的初级绕组611与次级绕组612的绕组比、低通滤波器亦即滤波电路62的特性、放大电路63的放大率以及相位特性整合了的特性。图9的上半部是放大率(Gain)相对于频率的特性，横轴表示频率[Hz]，纵轴表示放大率(Gain)[dB(分贝)]。图9的下半部是相对于频率的相位特性，横轴表示频率[Hz]，纵轴表示相位[rad(弧度)]，图9的上半部和图9的下半部的横轴是相同的轴。有源型滤波器6内的放大电路63的放大功能伴随着频率f[Hz]的增加而放大率降低，相位也延迟。作为有源型滤波器6整体的整合特性，在放大率中，伴随着频率f[Hz]的增加，首先放大率慢慢地降低，从放大电路63的放大功能降低的频率开始放大率急剧地下降。在相位特性中也一样，伴随着频率f[Hz]的增加，首先相位慢慢地延迟，从放大电路63的放大率急剧下降的频率开始相位也急剧地延迟。有源型滤波器6整体的相位都达到反转(相位是π[rad])的频率。如图9所示，将有源型滤波器6整体的相位反转的频率设为B[Hz]。
因此，在本实施方式1中，有源型滤波器6以抑制比频率B[Hz]以下的预先设定的频率A[Hz]低的频率区域的噪声的方式进行设定。以在阈值频率A[Hz]，有源型滤波器6的放大率成为1以下即放大率成为0[dB]以下的方式，设定扼流线圈61、滤波电路62以及放大电路63的各特性。由此，能够将由图8的单点划线记载的噪声量抑制到由图8的粗线记载的噪声量。此外，考虑放大电路63的第一运算放大器631以及第二运算放大器634的性能以及价格，优选在800[kHz]～2[MHz]的范围内设定阈值频率A[Hz]。
根据本实施方式1，上游侧无源型滤波器51承担常模噪声的抑制、和共模噪声中的高频率成分的抑制，所以有源型滤波器6只要抑制共模噪声中的低频率成分即可。因此，不需要使电感器511大型化。因此，不使电力转换装置2大型化便能够抑制常模噪声以及共模噪声。
总的来说，若不使用有源型滤波器6的滤波电路62以及放大电路63便想满足噪声的标准，则扼流线圈61的电感成为1000[μH]以上。与此相对，如本实施方式1那样，在利用无源型滤波器5以及有源型滤波器6双方来分担噪声的抑制的情况下，扼流线圈61的电感被抑制在100[μH]～数百[μH]。因此，能够降低具有电感的部件的成本。另外，伴随着具有电感的部件的小型化，能够减少具有电感的部件的发热量，从而提高电力转换装置2的转换效率。另外，具有实现小型化且轻型化的电感的部件由于能够安装于电气电路基板上，所以在搭载于空调机3的情况下不需要固定部件的专用的构造体。因此，能够减少成本。
而且，通过减小具有电感的部件的体积，能够在同一形状的空调机3中实现压缩机32的大型化。因此，提高空调机3的性能。进而，由于利用无源型滤波器5以及有源型滤波器6双方来分担噪声的抑制，所以只要选择能够抑制的噪声频带，并且至少能够抑制选择出的频带的方式，分别设定无源型滤波器5以及有源型滤波器即可。因此，无源型滤波器5以及有源型滤波器6的设计变得容易。
另外，有源型滤波器6通过具有低通滤波器亦即滤波电路62，由此放大电路63的处理在相位反转的频率区域能够将放大率抑制在1以下，即0[dB]以下。由此，能够使有源型滤波器6的动作稳定。而且，由于有源型滤波器6的扼流线圈61具有初级绕组611以及次级绕组612，所以能够通过初级绕组611与次级绕组612的绕组比来放大共模噪声电流。因此，能够使放大电路63的第一运算放大器631以及第二运算放大器634的放大性能降低。因此，能够减少第一运算放大器631以及第二运算放大器634的成本。而且，由于有源型滤波器6的扼流线圈61具有初级绕组611以及次级绕组612，电流注入电路64具有注入用电容器641，所以能够在滤波电路62以及放大电路63中使用低压用部件。因此，还能够减少在滤波电路62以及放大电路63中使用的部件的成本。
此外，在本实施方式1中虽对滤波电路62以及放大电路63没有连接共用电位514的情况进行了说明，但即使将滤波电路62内的电容器622与放大电路63内的第二电阻633的连接点与共用电位514连接，也不损失本发明的效果。
另外，即使对上游侧旁路电容器513与下游侧旁路电容器521进行整合，并整合在上游侧无源型滤波器51内以及下游侧无源型滤波器52内的任一个，也不损失本发明的效果。
实施方式2.
图10是表示本发明的实施方式2的滤波电路62的电路图。本实施方式2在滤波电路62是带通滤波器这一点上与实施方式1不同。在本实施方式2中，对与实施方式1相同的部分标注相同的符号并省略说明，围绕与实施方式1的不同的点进行说明。
如图10所示，滤波电路62是组合了将次级绕组612的电流转换为电压值的电阻625、高通滤波器以及低通滤波器的带通滤波器。本实施方式2的滤波电路62具有电阻621、电容器622、电容器623、电阻624以及电阻625。电阻625的两端分别与次级绕组612连接。电容器623与电阻624串联连接。电容器623的未与电阻624连接的端子与次级绕组612的一方的端子连接。电阻624的未与电容器623连接的端子与次级绕组612的另一方的端子连接。而且，电容器623与电阻624的连接点与电阻621的一方的端子连接。电阻621的另一方的端子与电容器622的一方的端子连接。电容器622的另一方的端子与次级绕组612和电阻624的连接点连接，并且与共用电位514连接。电阻621与电容器622的连接点成为朝向放大电路63输出的输出端。利用电容器623以及电阻624构成抑制频率比上述阈值频率A[Hz]低的阈值频率C[Hz]以下的低频区域的高通滤波器。另外，利用电阻621与电容器622，构成与实施方式1相同的低通滤波器。
如图8的倾斜的虚线所表示的那样，150[kHz]以下的噪声强度大。另一方面，在150[kHz]以上的频带中，电源端子电动阻碍波的允许值取决于标准。作为标准例如可例举一般财団法人VCCI协会的标准，或者EN标准(欧州统一标准)EN61000-6-3。对于小于150[kHz]的频带而言，产生噪声量不取决于标准，从标准的观点来看是不需要进行噪声对策的，但从实际动作的观点出发优选减少噪声。
图11是表示本发明的实施方式2的有源型滤波器6的整合特性的图表。在图11中，横轴是频率[Hz]，纵轴是放大率(Gain)[dB(分贝)]。如图11所示，在有源型滤波器6中，对于放大电路63的放大功能而言，将第二阈值频率C[Hz]设为150[kHz]，抑制小于150[kHz]的噪声强度。
这样，本实施方式2由于抑制噪声的手段抑制低频区域的频率特性，所以除了实施方式1的效果之外，还能够减少放大电路63的第一运算放大器631以及第二运算放大器634所对应的输入振幅。因此，能够减少第一运算放大器631以及第二运算放大器634的成本。
实施方式3.
图12是表示本发明的实施方式3的放大电路63的电路图。本实施方式3在放大电路63具有雪崩二极管对636这一点上与实施方式1不同。在本实施方式3中，对与实施方式1相同的部分标注相同的符号并省略说明，围绕与实施方式1不同的点进行说明。
本实施方式3例示了应对被施加雷击等浪涌电压的情况的电力转换装置2。在对第一交流电的电线重叠雷击等大的浪涌电压的情况下，电流注入电路64虽与交流电绝缘，但放大电路63被施加大的电压。通常，作为应对浪涌电压的对策，使用具有大电阻值的电阻、具有大静电电容的电容器、或者压敏电阻等。然而，放大电路63由于处理具有高频率成分的共模噪声电流，所以难以采用具有大电阻值的电阻以及具有大静电电容的电容器。另外，在压敏电阻中，直到发挥效果为止需要大量的时间。
因此，在本实施方式3中，如图12所示，放大电路63具有设置于从放大电路63输出的电流所流动的电线与共用电位514之间，且相互反向连接的雪崩二极管对636。这里，雪崩二极管对636的数量基于使浪涌电压向共用电位514避开的电流量来决定。
这样，本实施方式3由于实施了应对浪涌电压的对策，所以除了实施方式1以及实施方式2的效果之外，还能够得到兼得共模噪声电流对策和浪涌电压对策这样的效果。此外，本实施方式3也可以代替雪崩二极管对536而使用齐纳二极管对，也能够得到相同的效果。
实施方式4.
本实施方式4例示了在马达31中存在中性点的情况。在本实施方式4中，共用电位514的导体(电线)与马达31的中性点连接。由此，除了实施方式1～实施方式3的效果之外，还实现减少来自马达31的漏电流所引起的噪声之类的效果。
实施方式5.
本实施方式5例示了在交流电源1中存在中性点的情况。在本实施方式5中，共用电位514的导体(电线)与交流电源1的中性点连接。另外，在有源型滤波器6的扼流线圈61中，能够将交流电源1的中性点与R相、S相以及T相一起作为初级绕组611来对待。
由此，除了实施方式1～实施方式4的效果之外，还实现减少交流电源1所含的共模噪声这样的效果。
此外，在上述实施方式1～实施方式5中，虽例示了将电力转换装置2应用于空调机3的情况，但也能够应用于使用其它马达的压力压缩机以及树脂成型机。
附图标记的说明
1…交流电源，2…电力转换装置，3…空调机，4…滤波器部，5…无源型滤波器，6…有源型滤波器，7…转换器部，8…逆变器部，31…马达，32…压缩机，51…上游侧无源型滤波器，52…下游侧无源型滤波器，61…扼流线圈，62…滤波电路，63…放大电路，64…电流注入电路，511、511r、511s、511t…电感器，512、512rs、512st、512tr…相间电容器，513、513r、513s、513t…上游侧旁路电容器，514…共用电位，521、521r、521s、521t…下游侧旁路电容器，611…初级绕组，612…次级绕组，613…磁性体，621…电阻，622…电容器，623…电容器，624…电阻，625…电阻，631…第一运算放大器，632…第一电阻，633…第二电阻，634…第二运算放大器，635…保护电阻，636…雪崩二极管对，641r、641s、641t…注入用电容器。

Claims (8)

1.一种电力转换装置，具有将从交流电源供给的第一交流电转换为直流电的转换器部、以及将上述直流电转换为第二交流电的逆变器部，并且通过上述第二交流电来驱动马达，
其特征在于，
具备滤波器部，该滤波器部在上述交流电源与上述转换器部之间抑制由上述转换器部以及上述逆变器部产生的噪声向上述交流电源的传播，
上述滤波器部具有：
有源型滤波器，其具有抑制上述噪声的共模噪声中的比预先决定的阈值频率低的低频成分的有源元件；以及
无源型滤波器，其由抑制上述噪声的常模噪声、以及上述噪声的共模噪声中的大于等于上述阈值频率的高频成分的无源元件构成，
上述有源型滤波器具备：
扼流线圈，其具有卷绕被供给上述第一交流电的导体而成的初级绕组、以及输出与上述初级绕组所产生的磁通对应的电流的次级绕组；
滤波电路，其抑制上述次级绕组的电流的至少高频区域；
放大电路，其放大上述滤波电路的输出，并且确保需要的电流量；以及
电流注入电路，其设置于上述扼流线圈与上述逆变器部之间，将上述放大电路的输出向上述第一交流电的各相注入。
2.根据权利要求1所述的电力转换装置，其中，
上述无源型滤波器具有：抑制上述常模噪声的电感器或者磁性材料、设置于被供给上述第一交流电的导体的相间的相间电容器、以及设置于被供给上述第一交流电的导体与共用电位的导体之间的旁路电容器这三者中的至少一个以上。
3.根据权利要求1或2所述的电力转换装置，其中，
上述第一交流电是三相交流电。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的电力转换装置，其中，
上述马达是空调机的压缩机用马达。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的电力转换装置，其中，
上述阈值频率是比上述放大电路的相位特性发生反转的频率低的频率。
6.根据权利要求1～5中任一项所述的电力转换装置，其中，
上述电流注入电路经由电容器组将上述放大电路的输出电流向上述第一电的各相注入。
7.根据权利要求1～6中任一项所述的电力转换装置，其中，
上述电流注入电路经由电感器组将上述放大电路的输出电流向上述第一电的各相注入。
8.根据权利要求1～7中任一项所述的电力转换装置，其中，
上述放大电路具有：设置于从上述放大电路输出的电流所流动的电线与共用电位的电线之间，且相互反向连接的雪崩二极管对以及齐纳二极管对中的任一方。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115135880A (zh) * 2020-02-26 2022-09-30 三菱电机株式会社 电力转换装置

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020213997A1 (ko) * 2019-04-17 2020-10-22 이엠코어텍 주식회사 전압 또는 전류를 보상하는 장치
CN110011309A (zh) * 2019-04-26 2019-07-12 苏州普雷斯顿智能科技有限公司 一种全波段混合型滤波器
JP7347253B2 (ja) 2020-02-18 2023-09-20 オムロン株式会社 ノイズフィルタ
EP4047768A1 (en) * 2021-02-18 2022-08-24 Schaffner EMV AG Electromagnetic compatibility filter having controlled impedance magnitude
EP4203221A1 (en) * 2021-12-22 2023-06-28 Schaffner EMV AG Electromagnetic interference filter

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101527505A (zh) * 2009-03-31 2009-09-09 西安交通大学 一种干扰电压衰减装置
CN103155388A (zh) * 2010-08-26 2013-06-12 三菱电机株式会社 泄漏电流降低装置
CN104868466A (zh) * 2015-04-27 2015-08-26 华为技术有限公司 一种滤波装置和电源供电系统

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5248713B2 (zh) 1974-02-12 1977-12-12
JP3044650B2 (ja) 1996-03-27 2000-05-22 勲 高橋 電力変換装置のノイズ低減装置
JP2002135973A (ja) * 2000-10-20 2002-05-10 Toshiba Corp 過電圧保護回路
JP2003087973A (ja) 2001-09-12 2003-03-20 Toshiba Corp アクティブフィルタ
JP4209100B2 (ja) * 2001-09-13 2009-01-14 三菱電機株式会社 電力変換装置のノイズ低減装置
CN1478319B (zh) 2001-09-25 2010-04-21 大金工业株式会社 相电流检测装置
CN1851973B (zh) * 2006-04-30 2010-05-12 西安交通大学 宽频带高衰减共模传导电磁干扰并联混合型滤波器
US7920393B2 (en) 2007-06-01 2011-04-05 Drs Power & Control Technologies, Inc. Four pole neutral-point clamped three phase converter with low common mode voltage output
US7957166B2 (en) * 2007-10-30 2011-06-07 Johnson Controls Technology Company Variable speed drive
WO2013008925A1 (ja) 2011-07-13 2013-01-17 国立大学法人北海道大学 アクティブコモンモードフィルタ
WO2014048471A1 (en) * 2012-09-26 2014-04-03 Schaffner Emv Ag Power line filter device
US9490690B2 (en) * 2014-03-11 2016-11-08 Rockwell Automation Technologies, Inc. Filter capacitor degradation identification using computed power
EP2945268B1 (en) * 2014-05-12 2019-12-18 TDK Electronics AG Active filter device and circuit arrangement comprising an active filter device
US10177702B2 (en) * 2015-08-12 2019-01-08 Samsung Electronics Co., Ltd. Conduction noise filtering circuit, inverting device, and compressor

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101527505A (zh) * 2009-03-31 2009-09-09 西安交通大学 一种干扰电压衰减装置
CN103155388A (zh) * 2010-08-26 2013-06-12 三菱电机株式会社 泄漏电流降低装置
CN104868466A (zh) * 2015-04-27 2015-08-26 华为技术有限公司 一种滤波装置和电源供电系统

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115135880A (zh) * 2020-02-26 2022-09-30 三菱电机株式会社 电力转换装置
CN115135880B (zh) * 2020-02-26 2024-05-14 三菱电机株式会社 电力转换装置

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