CN116391316A - 噪声滤波器 - Google Patents

Abstract

噪声滤波器(50)具有：电压检测器(7)，其对电力转换器(2)所产生的共模电压(Vci)进行检测；分压电路(9)，其输出将共模电压(Vci)分压得到的分压电压(Vd)；多个共模变压器(11a、11b)，它们与并联连接于电力转换器(2)的输出或输入的多个系统的电力线(5A、5B)各自单独地连接，并且将与共模电压(Vci)极性相反的叠加电压(Vs)分别叠加于多个系统的电力线(5A、5B)；以及注入波形生成器(10)，其基于分压电压(Vd)而生成向多个共模变压器(11a、11b)的初级侧输出的输出电压(Vp)。注入波形生成器(10)生成叠加于各个电力线(5A、5B)的叠加电压(Vs)与共模电压(Vci)之差小于或等于容许值的输出电压(Vp)。

Description

噪声滤波器

技术领域

本申请涉及噪声滤波器。

背景技术

近年来，就电压型PWM(Pulse Width Modulation)逆变器等电力转换装置而言，伴随电力用半导体元件的发展，正在推进载波频率的高频化。但是，伴随载波频率的高频化，以在电力用半导体元件的通断动作时产生的共模电压为原因的电磁故障成为问题。为了应对该问题，提出了如下方式，即，使用共模变压器而叠加将电力转换装置所产生的共模电压抵消的电压(抵消电压)，抑制由于共模电压而流向接地的泄漏电流即共模电流(例如专利文献1)。

专利文献1的共模抑制电路具有在将逆变器与电动机连接的三相电缆设置有次级侧线圈即次级绕组的共模变压器、与共模变压器的初级侧线圈即初级绕组串联连接的电容器、对共模电压进行检测的电容器组、将对共模电压进行电力放大得到的抵消电压输出至共模变压器的初级绕组的发射极跟随器电路。就专利文献1的共模抑制电路而言，共模变压器的初级绕组及次级绕组的匝数比为1：1，对大于或等于通断频率的共模电压进行抵消，从而将用于叠加抵消电压的共模变压器与将共模电压设为0的情况相比更加小型化。

专利文献1：日本专利第6491349号公报

发明内容

但是，存在以下课题，即，在专利文献1的共模抑制电路中，在从逆变器输出的相电流大的情况下，将逆变器与电动机进行连接的三相电缆的线径变大，铁芯(core)所需要的内径变大，因此铁芯变大。

本申请说明书所公开的技术的目的在于，提供即使在电力转换器的输出电流大的情况下，也能够使用小型的共模变压器来抑制共模电压的噪声滤波器。

本申请说明书所公开的一个例子的噪声滤波器是减小通过半导体元件的通断动作而进行电力转换的电力转换器所产生的共模电压的噪声滤波器。噪声滤波器具有：电压检测器，其对电力转换器所产生的共模电压进行检测；分压电路，其输出将由电压检测器检测到的共模电压分压得到的分压电压；多个共模变压器，它们与并联连接于电力转换器的输出或输入的多个系统的电力线各自单独地连接，并且将与共模电压极性相反的叠加电压分别叠加于多个系统的电力线；以及注入波形生成器，其基于分压电压而生成向多个共模变压器的初级侧输出的输出电压。注入波形生成器生成叠加于各个电力线的叠加电压与共模电压之差小于或等于容许值的输出电压。

发明的效果

本申请说明书所公开的一个例子的噪声滤波器具有与多个系统的电力线各自单独地连接的多个共模变压器，注入波形生成器生成叠加于各个电力线的叠加电压与共模电压之差小于或等于容许值的输出电压，因而即使在电力转换器的输出电流大的情况下，也能够使用小型的共模变压器来抑制共模电压。

附图说明

图1是表示实施方式1涉及的第一噪声滤波器及电动机驱动系统的结构的图。

图2是表示图1的电力转换器的输出侧的三相电力线的图。

图3是表示图1的电力转换器的结构的图。

图4是表示图1的分压电路的结构的图。

图5是表示图1的注入波形生成器的第一例的图。

图6是表示图1的注入波形生成器的第二例的图。

图7是表示图1的注入波形生成器的第三例的图。

图8是表示实施方式1涉及的第二噪声滤波器及电动机驱动系统的结构的图。

图9是表示实施方式1涉及的第三噪声滤波器及电动机驱动系统的结构的图。

图10是表示图9的电力转换器的输入侧的三相电力线的图。

图11是表示实施方式1涉及的第四噪声滤波器及电动机驱动系统的结构的图。

图12是表示实施方式1涉及的噪声滤波器的铁芯的图。

图13是对电线的弯曲半径进行说明的图。

图14是表示实施方式1涉及的第五噪声滤波器的主要部分的图。

图15是表示实施方式2涉及的第一噪声滤波器及电动机驱动系统的结构的图。

图16是表示图15的注入波形生成器的第一例的图。

图17是表示图15的注入波形生成器的第二例的图。

图18是表示图15的注入波形生成器的第三例的图。

图19是表示图15的注入波形生成器的第四例的图。

图20是表示图15的注入波形生成器的第五例的图。

图21是表示图15的注入波形生成器的第六例的图。

图22是表示图15的注入波形生成器的第七例的图。

图23是对循环电流进行说明的图。

图24是表示实施方式2涉及的第二噪声滤波器及电动机驱动系统的结构的图。

图25是表示实施方式2涉及的第三噪声滤波器及电动机驱动系统的结构的图。

图26是表示图25的注入波形生成器的图。

图27是表示实施方式3涉及的第一噪声滤波器及电动机驱动系统的结构的图。

图28是表示图27的第一注入波形生成器的第一例的图。

图29是表示图27的第二注入波形生成器的第一例的图。

图30是表示图27的第一注入波形生成器的第二例的图。

图31是表示图27的第二注入波形生成器的第二例的图。

图32是表示图27的第一注入波形生成器的第三例的图。

图33是表示图27的第二注入波形生成器的第三例的图。

图34是表示图27的第一注入波形生成器的第四例的图。

图35是表示图27的第二注入波形生成器的第四例的图。

图36是表示图27的第一注入波形生成器的第五例的图。

图37是表示图27的第二注入波形生成器的第五例的图。

图38是表示图27的第一注入波形生成器的第六例的图。

图39是表示图27的第二注入波形生成器的第六例的图。

图40是表示实施方式3涉及的第二噪声滤波器及电动机驱动系统的结构的图。

具体实施方式

一边参照附图一边对噪声滤波器及电动机驱动系统进行说明。在各图中对相同或与其相当的结构标注相同的标号而进行说明。

实施方式1

图1是表示实施方式1涉及的第一噪声滤波器及电动机驱动系统的结构的图，图2是表示图1的电力转换器的输出侧的三相电力线的图。图3是表示图1的电力转换器的结构的图，图4是表示图1的分压电路的结构的图。图5是表示图1的注入波形生成器的第一例的图，图6是表示图1的注入波形生成器的第二例的图，图7是表示图1的注入波形生成器的第三例的图。图8是表示实施方式1涉及的第二噪声滤波器及电动机驱动系统的结构的图。图9是表示实施方式1涉及的第三噪声滤波器及电动机驱动系统的结构的图，图10是表示图9的电力转换器的输入侧的三相电力线的图。图11是表示实施方式1涉及的第四噪声滤波器及电动机驱动系统的结构的图。图12是表示实施方式1涉及的噪声滤波器的铁芯的图，图13是对电线的弯曲半径进行说明的图。图14是表示实施方式1涉及的第五噪声滤波器的主要部分的图。实施方式1的噪声滤波器50被应用于通过多个半导体元件进行通断动作的电压型PWM逆变器等电力转换器2对感应电动机3进行控制的系统即电动机驱动系统60。

电动机驱动系统60具有：电力系统、自主电压源等交流电源1；电力转换器2，其将交流电源1的交流电力转换为直流电力，将直流电力转换为交流电力；三相电力线4，其将交流电源1与电力转换器2之间连接；三相电力线5，其将电力转换器2与感应电动机3之间连接；以及噪声滤波器50。感应电动机3通过接地线6而接地。接地GND的电位即接地电位成为噪声滤波器50的基准电位。三相电力线4具有u相的三相电力线4u、v相的三相电力线4v、w相的三相电力线4w。三相电力线5具有u相的三相电力线5u、v相的三相电力线5v、w相的三相电力线5w，并且由2个三相电力线5A、5B即双系统的三相电力线构成。三相电力线5A具有u相的三相电力线5Au、v相的三相电力线5Av、w相的三相电力线5Aw。三相电力线5B具有u相的三相电力线5Bu、v相的三相电力线5Bv、w相的三相电力线5Bw。u相的三相电力线5u由三相电力线5Au及三相电力线5Bu构成。v相的三相电力线5v由三相电力线5Av及三相电力线5Bv构成，w相的三相电力线5w由三相电力线5Aw及三相电力线5Bw构成。

噪声滤波器50具有电压检测器7、分压电路9、注入波形生成器10、共模变压器11a、11b。电力转换器2具有由半导体元件构成的正向转换电路21、对直流电力进行积蓄的蓄电元件即电容器22、由半导体元件构成且将直流电力转换为交流电力的反向转换电路23。正向转换电路21例如是整流电路，具有6个二极管D1、D2、D3、D4、D5、D6。反向转换电路23具有6个半导体元件Q1、Q2、Q3、Q4、Q5、Q6。一端与交流电源1连接的三相电力线4u、4v、4w各自的另一端分别与电力转换器2的交流输入端子41u、41v、41w连接。一端与感应电动机3连接的三相电力线5Au、5Av、5Aw及三相电力线5Bu、5Bv、5Bw各自的另一端分别与电力转换器2的交流输出端子42u、42v、42w连接。在图1中，示出了三相电力线5B从三相电力线5A的交流电源1侧进行分支而在感应电动机3侧与三相电力线5A耦合的例子。在记载有三相电力线5A、5B的其它图中，三相电力线5A、5B也呈与图1相同的结构。为方便起见，将三相电力线5A设为主系统，将三相电力线5B设为分支系统。从交流电源1侧的端部至分支点之前为止及从耦合点之后至感应电动机3侧的端部为止的三相电力线5适当地设为主系统的三相电力线5A。

正向转换电路21在高电位侧配线44p与低电位侧配线44s之间配置有串联连接的二极管D1、D2即第一串联体、串联连接的二极管D3、D4即第二串联体、串联连接的二极管D5、D6即第三串联体。二极管D1与二极管D2之间的连接点n1与交流输入端子41u连接。二极管D3与二极管D4之间的连接点n2与交流输入端子41v连接，二极管D5与二极管D6之间的连接点n3与交流输入端子41w连接。电容器22连接在高电位侧配线44p与低电位侧配线44s之间。反向转换电路23在高电位侧配线44p与低电位侧配线44s之间配置有串联连接的半导体元件Q1、Q2即第四串联体、串联连接的半导体元件Q3、Q4即第五串联体、串联连接的半导体元件Q5、Q6即第六串联体。半导体元件Q1与半导体元件Q2之间的连接点n4与交流输出端子42u连接。半导体元件Q3与半导体元件Q4之间的连接点n5与交流输出端子42v连接，半导体元件Q5与半导体元件Q6之间的连接点n6与交流输出端子42w连接。

半导体元件Q1、Q2、Q3、Q4、Q5、Q6例如使用MOSFET(Metal-Oxide-SemiconductorField-Effect Transistor)、IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)等电力用半导体元件。在图3中示出了MOSFET的例子。半导体元件Q1、Q2、Q3、Q4、Q5、Q6具有MOS晶体管M、二极管D。二极管D可以是与MOS晶体管M不同的元件，也可以是寄生二极管。半导体元件Q1、Q3、Q5的漏极d与高电位侧配线44p连接，半导体元件Q2、Q4、Q6的源极s与低电位侧配线44s连接。半导体元件Q1的源极s与半导体元件Q2的漏极d连接，半导体元件Q3的源极s与半导体元件Q4的漏极d连接，半导体元件Q5的源极s与半导体元件Q6的漏极d连接。从未图示的控制电路向半导体元件Q1、Q2、Q3、Q4、Q5、Q6的栅极g输入控制信号。反向转换电路23基于来自控制电路的控制信号使半导体元件Q1、Q2、Q3、Q4、Q5、Q6进行通断，将直流电力转换为交流电力。

对共模电压Vci进行检测的电压检测器7具有3个电容器8，该电容器8具有彼此相等的电容，各电容器8的一端与三相电力线5A、5B的任意一者的各相连接。各电容器8的另一端通过连接点n7彼此连接。就分压电路9而言，输入端子94连接于与电容器8的另一端连接的连接点n7，输出端子95与注入波形生成器10的输入端子51连接。分压电路9对成为接地电位的配线24与输入端子94之间的输入电压即共模电压Vci进行分压，将该分压得到的分压电压Vd作为输出电压而输出。

分压电路9例如具有电容器91、与电容器91并联连接的电阻92及电阻93的串联体。电容器91的一端及电阻92的一端与输入端子94连接，电容器91的另一端及电阻93的另一端与成为接地电位的配线24连接。将电阻92的另一端与电阻93的一端连接起来的连接点与输出端子95连接。分压电路9从输出端子95输出将被输入至输入端子94的共模电压Vci分压得到的分压电压Vd。所检测的共模电压Vci被通过电阻92与电阻93的电阻比而分压。三相电力线5的各相即三相电力线5u、5v、5w的电压在通过电容器8与电容器91的阻抗比而分压之后，通过电阻92与电阻93的电阻比而分压，作为分压电压Vd而从分压电路9输出。

分压电压Vd被输入至注入波形生成器10的输入端子51。注入波形生成器10基于输入来的分压电压Vd而从输出端子52输出被进行了频带限制且被调整了电压值的电压。从注入波形生成器10的输出端子52输出的电压被输入至共模变压器11a、11b的初级侧即初级绕组。共模变压器11a、11b具有初级侧的初级绕组和次级侧的次级绕组。共模变压器11a的次级绕组被插入至三相电力线5A的各相即三相电力线5Au、5Av、5Aw。共模变压器11b的次级绕组被插入至三相电力线5B的各相即三相电力线5Bu、5Bv、5Bw。从注入波形生成器10输出的电压即输出电压Vp被施加于各共模变压器11a、11b的初级绕组，与共模电压Vci极性相反，在次级绕组产生和初级侧与次级侧的匝数比相应的电压即注入电压Vs。注入电压Vs是被叠加于多个系统的电力线即三相电力线5A、5B的叠加电压。

电力转换器2在半导体元件Q1～Q6每次进行通断动作时产生台阶状地变化的共模电压Vci。该共模电压Vci由电压检测器7进行检测，通过分压电路9而被分压成分压电压Vd。对分压电压Vd通过注入波形生成器10进行频带限制且调整电压值而输出的输出电压Vp被输入至共模变压器11a、11b的初级绕组。调整在共模变压器11a、11b的次级绕组产生的电压即注入电压Vs以减小在电力转换器2产生的共模电压Vci。因此，实施方式1的噪声滤波器50基于由电压检测器7检测出的共模电压Vci将与共模电压Vci极性相反且被调整后的电压即输出电压Vp输入至共模变压器11a、11b，将注入电压Vs叠加于三相电力线5A、5B的各相，因而能够抑制共模电压Vci。对以下情况进行说明，即，实施方式1的噪声滤波器50在电力转换器2的输出电流大的情况下也能够使用小型的共模变压器11a、11b来抑制共模电压Vci。

图5～图7示出了注入波形生成器10的第一例～第三例。图5所示的第一例的注入波形生成器10具有频带限制器12、放大器13、控制电源15a、15b。控制电源15a供给正侧电压，控制电源15b供给负侧电压。能够通过频带限制器12而只将共模电压Vci中的要减小的频带施加于共模变压器11a、11b，因此能够实现共模变压器11a、11b的小型化。频带限制器12只要能够允许被设为对象的频带通过即可，能够应用带通滤波器、低通滤波器及高通滤波器的任意者。图5所示的放大器13是反转放大电路的例子。放大器13具有运算放大器19、电阻16、17、18。在运算放大器19的正侧输入端子经由电阻17而输入有接地电位。在运算放大器19的负侧输入端子经由电阻16而输入有频带限制器12的输出，并且经由电阻18而输入有运算放大器19的输出。

如果将电阻16及电阻18的电阻值分别设为r1、r2，则运算放大器19的增益Gi由式(1)表示。另外，输出电压Vp由式(2)表示。

Gi＝r2/r1 ··· (1)

Vp＝-Gi×Vd ··· (2)

运算放大器19的增益Gi是通过分压电路9的分压比Rv、共模变压器11a、11b的匝数比Rr而设定的。以经由共模变压器11a、11b的次级绕组而叠加于三相电力线5A、5B的u相、v相、w相的电压即注入电压Vs使共模电压Vci减小的方式即式(3)成立的方式设定增益Gi、分压比Rv、匝数比Rr。

|Vci-Vs|≤Vto ··· (3)

这里，Vto是电压差的容许值。式(3)示出共模电压Vci与注入电压Vs之差的绝对值小于或等于容许值Vto的情况。

分压电路9的分压比Rv由式(4)表示。如果将初级绕组及次级绕组的绕组数分别设为N1、N2，则共模变压器11a、11b的匝数比Rr由式(5)表示。

Rv＝Vci/Vd ··· (4)

Rr＝N2/N1 ··· (5)

电力转换器2的输出电流在三相电力线5A、5B分支地流动，因此三相电力线5A、5B各自所需的容许电流It小于电力转换器2的最大输出电流。

这里，电线的容许电流It由式(6)表示。T1是电线的最高容许温度，T是周围温度，rm是电线的最高容许温度T1下的导体有效电阻，R是导体的整体热阻，η0是设置了多条的情况下的容许电流减小率。三相电力线5A、5B例如是具有3个导体、通过将各导体覆盖而绝缘的绝缘体、将绝缘体的表面覆盖的包覆层的电线。三相电力线5A、5B具有3根导体，因而是设置了3条的情况。此外，3根导体也可以分别是多芯的绞线。

It＝η0×√{(T1-T) / (rm×R)} ··· (6)

另外，电线的最高容许温度T1下的导体有效电阻rm由式(7)表示。r0是电线的20℃下的导体电阻，是规格值。α是导体温度电阻系数。另外，电线的整体热阻R由式(8)表示。R1是绝缘体及包覆层的热阻，R2是电线表面的热阻。热阻R1、R2分别由式(9)、式(10)表示。d1是导体外径，d2是电线外径。P1是绝缘包覆层的固有热阻，P2是表面耗散的固有热阻。

rm＝r0×{1+α×(T1-20) } ··· (7)

R＝R1+R2 ··· (8)

R1＝(P1/2π) ×log_e(d2/d1) ··· (9)

R2＝10×P2/ (π×d2) ··· (10)

根据式(6)～式(10)可知，在三相电力线5A、5B所需的容许电流It变小的情况下，能够减小电线外径d2。因此，由于能够减小三相电力线5A、5B的电线外径d2，所以也能够减小与它们分别连接的共模变压器11a、11b的次级绕组所使用的电线即与各相对应的次级绕组的电线的外径。

共模变压器11a、11b具有1个初级绕组及3个次级绕组。共模变压器11a、11b的铁芯例如是图12所示的环型(toroidal-type)的铁芯28。铁芯28的内径是l，外径是L，宽度(厚度)是h。在减小了次级绕组所使用的电线的外径的情况下，共模变压器的安装所需最低限度的铁芯的内径l也变小，因此能够实现铁芯的小型化、共模变压器的小型化。

另外，通常在电线的外径大的情况下，电线的最小弯曲半径变大。弯曲半径由图13的Rc进行定义，考虑到了电线的损伤或性能的劣化的最小的弯曲半径是最小弯曲半径。图13的C是共模变压器等的绕组中的电线的一部分。图13的39是具有弯曲半径Rc的圆。实施方式1的噪声滤波器50能够减小共模变压器11a、11b的各4个绕组中的电线的外径。因此，初级绕组及次级绕组的各电线的最小弯曲半径也变小，能够将共模变压器11a、11b的绕组与铁芯28最大限度密接地安装，能够减小在铁芯28与绕组之间产生的间隙。因此，实施方式1的噪声滤波器50能够实现共模变压器11a、11b的小型化。在电线的线径大的情况下，弯曲半径变大，因此有时变压器的安装变得困难。但是，就实施方式1的噪声滤波器50而言，共模变压器11a、11b的最小弯曲半径变小，共模变压器11a、11b小型化，因而容易进行共模变压器11a、11b的安装。

对第二例的注入波形生成器10进行说明。第二例的注入波形生成器10与第一例的注入波形生成器10的不同点在于，在放大器13的输出端子与输出端子52之间追加有电流缓冲器14。此外，放大器13的输出端子是对运算放大器19的输出进行传输的配线与电阻18之间的连接点。第二例的注入波形生成器10与第一例的注入波形生成器10相比能够增加表示电流供给量的电流容量。电流缓冲器14例如具有串联连接的2个晶体管BT1、BT2。晶体管BT1的集电极c与控制电源15a连接，晶体管BT1的发射极e与晶体管BT2的发射极e连接，晶体管BT2的集电极c与控制电源15b连接。晶体管BT1、BT2的基极b被输入有放大器13的输出，晶体管BT1、BT2的发射极e与输出端子52连接。

在第一例的注入波形生成器10、第二例的注入波形生成器10的情况下示出了放大器13是反转放大电路的例子，但放大器13也可以是非反转放大电路。图7所示的第三例的注入波形生成器10是非反转放大电路的例子。在运算放大器19的正侧输入端子经由电阻17而输入有频带限制器12的输出。在运算放大器19的负侧输入端子经由电阻16而输入有接地电位，并且经由电阻18而输入有运算放大器19的输出。

如果将电阻16及电阻18的电阻值分别设为r1、r2，则非反转放大电路的运算放大器19的增益Gi由式(11)表示。另外，输出电压Vp由式(12)表示。

Gi＝1+r2/r1 ··· (11)

Vp＝Gi×Vd ··· (12)

在放大器13是非反转放大电路的情况下，如图8所示，将向共模变压器11a、11b的初级绕组的连接变更为反向，以减小共模电压Vci的方式设定被输出至次级绕组的电压即注入电压Vs。此外，图8中的输出电压Vp、注入电压Vs的箭头的指向表示以接地电位为基准的电压的正方向。

此外，示出了图1所示的电压检测器7与三相电力线5连接的例子，但也能够如图9所示，三相电力线4由2个三相电力线4A、4B构成，电压检测器7与三相电力线4A、4B的任一者连接。即使在这种情况下，从三相电力线4检测出的共模电压Vci也与从三相电力线5检测出的共模电压Vci相等，因而只要满足式(3)即可。图9所示的三相电力线4具有u相的三相电力线4u、v相的三相电力线4v、w相的三相电力线4w，并且由2个三相电力线4A、4B即双系统的三相电力线构成。三相电力线4A具有u相的三相电力线4Au、v相的三相电力线4Av、w相的三相电力线4Aw。三相电力线4B具有u相的三相电力线4Bu、v相的三相电力线4Bv、w相的三相电力线4Bw。u相的三相电力线4u由三相电力线4Au及三相电力线4Bu构成。v相的三相电力线4v由三相电力线4Av及三相电力线4Bv构成，w相的三相电力线4w由三相电力线4Aw及三相电力线4Bw构成。在图9中示出了三相电力线4B从三相电力线4A的交流电源1侧分支而在也作为电力转换器2侧的感应电动机3侧与三相电力线4A耦合的例子。为方便起见，将三相电力线4A设为主系统，将三相电力线4B设为分支系统。从交流电源1侧的端部至分支点之前为止及从耦合点之后至感应电动机3侧的端部为止的三相电力线4适当地设为主系统的三相电力线4A。

在图1、图8中示出了共模变压器11a、11b插入于三相电力线5A、5B的例子，但也能够如图9所示，共模变压器11a、11b插入于三相电力线4A、4B。并且，如图11所示，也可以调换共模变压器11a、11b与电压检测器7的位置。图1所示的第一例的噪声滤波器50是前馈结构，但图11所示的第四例的噪声滤波器50是反馈结构。

另外，图1所示的三相电力线5由2个三相电力线5A、5B构成，但也能够由大于或等于3个三相电力线构成三相电力线5，共模变压器也与由大于或等于3个三相电力线构成的三相电力线5各自连接。在图14中示出了噪声滤波器50具有3个共模变压器11a、11b、11c和由3个三相电力线5A、5B、5C即三系统的三相电力线构成的三相电力线5的例子。图14所示的三相电力线5具有u相的三相电力线5u、v相的三相电力线5v、w相的三相电力线5w，并且由3个三相电力线5A、5B、5C构成。三相电力线5A、5B如前所述。三相电力线5C具有u相的三相电力线5Cu、v相的三相电力线5Cv、w相的三相电力线5Cw。u相的三相电力线5u由三相电力线5Au、三相电力线5Bu、三相电力线5Cu构成。v相的三相电力线5v由三相电力线5Av、三相电力线5Bv、三相电力线5Cv构成，w相的三相电力线5w由三相电力线5Aw、三相电力线5Bw、三相电力线5Cw构成。

作为分压电路9的例子而示出了具有电容器91和电阻92、93的例子，但分压电路9不限定于此。分压电路9也能够仅是串联连接有2个电容器的电容器91的结构，仅是电阻92、93的结构，以及增加了电容器和电阻的数量后的结构。

如上所述，实施方式1的噪声滤波器50是使通过半导体元件Q1～Q6的通断动作进行电力转换的电力转换器2所产生的共模电压Vci减小的噪声滤波器。噪声滤波器50具有：电压检测器7，其对电力转换器2所产生的共模电压Vci进行检测；分压电路9，其输出将由电压检测器7检测出的共模电压Vci分压得到的分压电压Vd；多个共模变压器11a、11b，它们与并联连接于电力转换器2的输出或输入的多个系统的电力线(三相电力线5A、5B)各自单独地连接，并且将与共模电压Vci极性相反的叠加电压(注入电压Vs)分别叠加于多个系统的电力线(三相电力线5A、5B)；以及注入波形生成器10，其基于分压电压Vd而生成向多个共模变压器11a、11b的初级侧输出的输出电压Vp。注入波形生成器10生成叠加于各个电力线(三相电力线5A、5B)的叠加电压(注入电压Vs)与共模电压Vci之差小于或等于容许值Vto的输出电压Vp。实施方式1的噪声滤波器50通过该结构而具有与多个系统的电力线(三相电力线5A、5B)各自单独地连接的多个共模变压器11a、11b，注入波形生成器10生成叠加于各个电力线(三相电力线5A、5B)的叠加电压(注入电压Vs)与共模电压Vci之差小于或等于容许值Vto的输出电压Vp，因而伴随共模变压器11a、11b的次级绕组能够使用线径小的电线而能够使所使用的铁芯小型化，即使在电力转换器2的输出电流大的情况下，也能够使用小型的共模变压器11a、11b来抑制共模电压Vci。

实施方式2

图15是表示实施方式2涉及的第一噪声滤波器及电动机驱动系统的结构的图。图16是表示图15的注入波形生成器的第一例的图，图17是表示图15的注入波形生成器的第二例的图。图18是表示图15的注入波形生成器的第三例的图，图19是表示图15的注入波形生成器的第四例的图。图20是表示图15的注入波形生成器的第五例的图，图21是表示图15的注入波形生成器的第六例的图。图22是表示图15的注入波形生成器的第七例的图。图23是对循环电流进行说明的图。图24是表示实施方式2涉及的第二噪声滤波器及电动机驱动系统的结构的图。图25是表示实施方式2涉及的第三噪声滤波器及电动机驱动系统的结构的图，图26是表示图25的注入波形生成器的图。

实施方式2的噪声滤波器50与实施方式1的噪声滤波器50的不同点在于，在三相电力线5A、5B各自连接有多个共模变压器。图15所示的实施方式2的第一噪声滤波器50是在三相电力线5A连接有2个共模变压器11a、11c，在三相电力线5B连接有2个共模变压器11b、11d的例子。图16所示的第一注入波形生成器10的第一例与图5所示的注入波形生成器10的不同点在于具有2个输出端子52a、52b。实施方式2的注入波形生成器10的第一例从输出端子52a输出作为第一输出电压的输出电压Vpx，从输出端子52b输出作为第二输出电压的输出电压Vpy。此外，在图16中，省略了成为接地电位的配线24。在图17～图22中也省略了成为接地电位的配线24。

主要对与实施方式1的噪声滤波器50不同的部分进行说明。实施方式2的运算放大器19的增益Gi是通过分压电路9的分压比Rv、共模变压器11a、11b、11c、11d的匝数比Rr、与由多个系统构成的三相电力线中的1个三相电力线连接的连接变压器数量Nt而设定的。在图15的情况下，Nt是2。以利用经由共模变压器11a、11c的次级绕组而叠加于三相电力线5A的u相、v相、w相的叠加电压即总注入电压Vst和经由共模变压器11b、11d的次级绕组而叠加于三相电力线5B的u相、v相、w相的叠加电压即总注入电压Vst减小共模电压Vci的方式，即以式(13)成立的方式设定增益Gi、分压比Rv、匝数比Rr、连接变压器数量Nt。在图15中示出了共模变压器11a与共模变压器11b是相同的结构，共模变压器11c与共模变压器11d是相同的结构的例子。这里，相同结构的共模变压器是指各共模变压器由相同的铁芯材料、铁芯的外径、内径、截面积及匝数比构成。因此，叠加于三相电力线5A的总注入电压Vst与叠加于三相电力线5B的总注入电压Vst成为相等的电压。

|Vci-Vst|≤Vto ··· (13)

式(13)示出共模电压Vci与各三相电力线5A、5B的总注入电压Vst之差的绝对值小于或等于容许值Vto的情况。总注入电压Vst由式(14)表示，是将与由多个系统构成的三相电力线5A、5B中的1个三相电力线连接的共模变压器所产生的注入电压Vsx、Vsy相加得到的电压。如果将分别叠加于三相电力线5A、5B的注入电压的总和分别设为Vsa、Vsb，则与总注入电压Vst之间式(15)成立。

Vst＝Vsx+Vsy ··· (14)

Vsa＝Vsb＝Vst ··· (15)

在与由多个系统构成的三相电力线5A、5B中的1个三相电力线连接的各共模变压器的注入电压相等时，即在图15的注入电压Vsx与注入电压Vsy是相等的注入电压Vs时，总注入电压Vst使用连接变压器数量Nt而由式(16)表示。

Vst＝Nt×Vs ··· (16)

针对某个共模电压Vci的值，与1个三相电力线连接的连接变压器数量Nt越多，则越能够减小被输入至1个共模变压器的电压即注入波形生成器10的输出电压Vpx、Vpy和被输出至共模变压器的次级绕组的电压即注入电压Vsx、Vsy。1个三相电力线具有多个共模变压器，从而实施方式2的噪声滤波器50能够通过与实施方式1的噪声滤波器50相比更加小型的共模变压器11a、11b、11c、11d将总注入电压Vst叠加于三相电力线5的u相、v相、w相。

实施方式2的噪声滤波器50在三相电力线5A、5B各自连接有多个共模变压器，因此能够使满足式(13)所需的每1个共模变压器的注入电压Vsx、Vsy变小。因此，1个共模变压器的电压时间积变小。通常，在电压时间积小的情况下，共模变压器所使用的铁芯的截面积变小，因此实施方式2的噪声滤波器50能够实现共模变压器的小型化。

图23是对三相电力线5分支为两个系统而再耦合的情况下的循环电流进行说明的图。图23示出了在实施方式1涉及的第一噪声滤波器及电动机驱动系统的结构中，共模变压器11a、11b将电压值不同的注入电压Vs1、Vs2注入至三相电力线5A、5B的情况。在三相电力线5由多个系统的三相电力线5A、5B构成，通过与各三相电力线5A、5B连接的共模变压器11a、11b对注入电压进行叠加时，在一个共模变压器发生了故障的情况下，在三相电力线5A、5B之间，总注入电压产生差值。当在三相电力线5A、5B之间，总注入电压存在差值的情况下，例如在由于注入电压Vs1、Vs2而使三相电力线5A的电压变得低于三相电力线5B的电压的情况下，如图23所示，在三相电力线5A、5B上循环的电流沿箭头71a、71b、71c、71d的指向而流动。

实施方式2的噪声滤波器50通过与三相电力线5A、5B连接的多个共模变压器而分别输出注入电压Vsx、Vsy，每1者的注入电压Vsx或注入电压Vsy小，因此即使在由于故障而使1个共模变压器11a无法输出正常的电压的情况下，也能够使在三相电力线5A、5B的总注入电压Vsa、Vsb之间产生的电压差小于实施方式1的噪声滤波器50。因此，就实施方式2的噪声滤波器50而言，即使1个共模变压器11a发生故障，在三相电力线5A、5B的总注入电压Vsa、Vsb之间产生的电压差也小于实施方式1的噪声滤波器50，与实施方式1的噪声滤波器50相比，能够减小由电压差引起的在三相电力线5A、5B上循环的循环电流。

另外，例如像图24所示的实施方式2的第二噪声滤波器50这样，通过在三相电力线5A、5B各自连接相同结构的共模扼流圈La、Lb，从而能够减小由三相电力线5A、5B的总注入电压Vsa、Vsb的电压差引起的循环电流。实施方式2的第二噪声滤波器50是具有电压检测器7、分压电路9、注入波形生成器10、共模变压器11a、11b、共模扼流圈La、Lb的例子。

在三相电力线5分支为两个系统而再耦合的情况下，为了抑制循环电流，只要叠加于主系统的三相电力线5A的总注入电压Vst即总注入电压Vsa与叠加于分支系统的三相电力线5B的总注入电压Vst即总注入电压Vsb相等即可。例如，通过使与主系统及分支系统连接的全部共模变压器中的铁芯材料、铁芯的外径、内径、截面积及匝数比相同，从而能够使总注入电压Vsa与总注入电压Vsb相等。在图15的例子中，同样地，通过将共模变压器11a、11b、11c、11d中的铁芯材料、铁芯的外径、内径、截面积及匝数比设定为相同，将相等的输出电压Vpx和输出电压Vpy输入至共模变压器11a、11b、11c、11d，从而实施方式2的噪声滤波器50能够将相等的注入电压Vsx和注入电压Vsy分别叠加于三相电力线5A、5B。

另外，如前所述，只要在主系统、分支系统各自连接相同个数的相同结构的共模变压器，则能够使总注入电压Vsa与总注入电压Vsb相等。例如，能够使共模变压器11a、11b通过相同的铁芯材料、铁芯的外径、内径、截面积及匝数比的第一设定条件而构成，使共模变压器11c、11d通过共通的、与第一设定条件不同的第二设定条件的铁芯材料、铁芯的外径、内径、截面积及匝数比而构成。即，共模变压器11a、11b与共模变压器11c、11d也可以构成为，铁芯材料、铁芯的外径、内径、截面积及匝数比的至少1者不同。在输出电压Vpx、Vpy的电压值不同的情况下，例如能够使用图22所示的注入波形生成器10的第七例。注入波形生成器10的第七例是每个输出端子52a、52b具有单独的放大器13a、13b的例子。例如，通过对放大器13a的增益和放大器13b的增益进行不同的设定，从而注入波形生成器10的第七例能够输出电压值不同的输出电压Vpx、Vpy。

图17所示的注入波形生成器10的第二例与图6所示的注入波形生成器10的不同点在于，具有2个输出端子52a、52b。实施方式2的注入波形生成器10的第二例从输出端子52a将输出电压Vpx输出，从输出端子52b将输出电压Vpy输出。另外，实施方式2的注入波形生成器10的第二例与注入波形生成器10的第一例的不同点在于，在放大器13的输出端子与输出端子52a、52b之间追加有电流缓冲器14。与第一例的注入波形生成器10相比，实施方式2的注入波形生成器10的第二例能够通过电流缓冲器14而增加表示电流供给量的电流容量。

图18所示的注入波形生成器10的第三例与图16所示的注入波形生成器10的第一例的不同点在于，在输入端子51侧没有频带限制器12，在放大器13的输出端子与输出端子52a、52b之间分别配置有频带限制器12a、12b。频带限制器12a的频带与频带限制器12b的频带可以相同，也可以不同。在频带限制器12a的频带与频带限制器12b的频带不同的情况下，能够输出频带不同的输出电压Vpx、Vpy。

图19所示的注入波形生成器10的第四例与图18所示的注入波形生成器10的第三例的不同点在于，在放大器13的输出端子与频带限制器12a、12b的输入侧之间追加有电流缓冲器14。与实施方式2的第三例的注入波形生成器10相比，实施方式2的注入波形生成器10的第四例能够通过电流缓冲器14而增加表示电流供给量的电流容量。

图19所示的注入波形生成器10的第四例是在放大器13的输出端子与频带限制器12a、12b的输入侧之间配置有电流缓冲器14的例子，但电流缓冲器14也可以配置于频带限制器12a、12b的输出侧与输出端子52a、52b之间。图20所示的注入波形生成器10的第五例与图18所示的注入波形生成器10的第三例的不同点在于，在频带限制器12a的输出侧与输出端子52a之间追加有电流缓冲器14a，在频带限制器12b的输出侧与输出端子52b之间追加有电流缓冲器14b。与实施方式2的第三例的注入波形生成器10相比，实施方式2的注入波形生成器10的第五例能够通过电流缓冲器14a、14b而增加表示电流供给量的电流容量。

图21所示的注入波形生成器10的第六例与图18所示的注入波形生成器10的第三例的不同点在于，在输入端子51与放大器13的输入侧之间配置有频带限制器12c。实施方式2的注入波形生成器10的第六例在输入侧也具有频带限制器12c，因而能够使输出侧的频带限制器12a、12b小型化。因此，与具有2个频带限制器12a、12b的实施方式2的注入波形生成器10的第三例相比，实施方式2的注入波形生成器10的第六例能够通过小型的频带限制器12a、12b、12c而减小频带限制器的合计消耗电力。

在注入波形生成器10的第二例～第六例中，也可以与图22的注入波形生成器10的第七例同样地，在每个输出端子52a、52b具有单独的放大器13a、13b。在注入波形生成器10的第二例中，在放大器13a与输出端子52a之间配置电流缓冲器14，在放大器13b与输出端子52b之间配置另一个电流缓冲器14。在注入波形生成器10的第三例、第六例中，在放大器13a与输出端子52a之间配置频带限制器12a，在放大器13b与输出端子52b之间配置频带限制器12b。在注入波形生成器10的第四例中，在放大器13a与输出端子52a之间配置电流缓冲器14及频带限制器12a，在放大器13b与输出端子52b之间配置另一个电流缓冲器14及频带限制器12b。在注入波形生成器10的第五例中，在放大器13a与输出端子52a之间配置频带限制器12a及电流缓冲器14a，在放大器13b与输出端子52b之间配置频带限制器12b及电流缓冲器14b。

在图15中示出了注入波形生成器10的输出端子存在2个，在三相电力线5A、5B各自存在2个共模变压器的情况，但不限定共模变压器的数量。例如也可以如图25所示，在三相电力线5A、5B各自连接3个共模变压器，从注入波形生成器10的输出端子52a、52b、52c将输出电压Vpx、Vpy、Vpz输出。具体地说，在三相电力线5A连接有3个共模变压器11a、11c、11e，在三相电力线5B连接有3个共模变压器11b、11d、11f。在这种情况下，总注入电压Vst由式(17)表示，注入电压Vsx、Vsy、Vsz是以满足式(17)的方式而设定的。

Vst＝Vsx+Vsy+Vsz ··· (17)

图26示出了在实施方式2的噪声滤波器50的第三例中应用的注入波形生成器10的一个例子。这是向图22所示的注入波形生成器10的第七例追加有放大器13c及输出端子52c的例子。图26所示的注入波形生成器10不限定于图26，也可以是以使得图17～图21所示的注入波形生成器10的二例～第六例具有放大器13a、13b的方式扩展，并且追加有放大器13c及输出端子52c的例子。此外，在应用了图18～图21所示的注入波形生成器10的第三例～第六例的情况下，在所追加的输出端子52c侧也与输出端子52a、52b侧同样地连接频带限制器等。

如上所述，实施方式2的噪声滤波器50在三相电力线5A、5B各自具有多个且相同个数的共模变压器，与实施方式1同样地，伴随共模变压器的次级绕组能够使用线径小的电线而能够使所使用的铁芯小型化，即使在电力转换器2的输出电流大的情况下，也能够由小型的共模变压器构成噪声滤波器。另外，实施方式2的噪声滤波器50在三相电力线5A、5B各自具有多个且相同个数的共模变压器，通过将与1个三相电力线连接的多个共模变压器的注入电压Vs相加得到的总注入电压Vst而减小共模电压Vci，因此每1个共模变压器的注入电压Vs变小。其结果，与1个共模变压器相对的电压时间积变小，能够使共模变压器所使用的铁芯小型化，能够使共模变压器小型化。另外，就实施方式2的噪声滤波器50而言，在1个共模变压器发生故障而无法注入所设定的电压的情况下，能够减小由在三相电力线5A的总注入电压Vsa与三相电力线5B的总注入电压Vsb之间产生的电压差引起的在三相电力线5A、5B上循环的循环电流。

实施方式3

图27是表示实施方式3涉及的第一噪声滤波器及电动机驱动系统的结构的图。图28是表示图27的第一注入波形生成器的第一例的图，图29是表示图27的第二注入波形生成器的第一例的图。图30是表示图27的第一注入波形生成器的第二例的图，图31是表示图27的第二注入波形生成器的第二例的图。图32是表示图27的第一注入波形生成器的第三例的图，图33是表示图27的第二注入波形生成器的第三例的图。图34是表示图27的第一注入波形生成器的第四例的图，图35是表示图27的第二注入波形生成器的第四例的图。图36是表示图27的第一注入波形生成器的第五例的图，图37是表示图27的第二注入波形生成器的第五例的图。图38是表示图27的第一注入波形生成器的第六例的图，图39是表示图27的第二注入波形生成器的第六例的图。图40是表示实施方式3涉及的第二噪声滤波器及电动机驱动系统的结构的图。

图27所示的实施方式3的噪声滤波器50与实施方式1的噪声滤波器50的不同点在于，在三相电力线5A连接有共模变压器11a、11c、11e，在三相电力线5B连接有共模变压器11b、11d、11f，具有2个注入波形生成器10a、10b。图28所示的第一注入波形生成器10a的第一例与图5所示的注入波形生成器10的不同点在于，频带限制器12被变更为使低频频带通过而使高频频带减少的频带限制器32，具有2个输出端子52a、52b。图29所示的第二注入波形生成器10b的第一例与图5所示的注入波形生成器10的不同点在于，频带限制器12被变更为使高频频带通过而使低频频带减少的频带限制器33。注入波形生成器10a从输出端子52a输出作为第一输出电压的输出电压Vpx，从输出端子52b输出作为另一个第一输出电压的输出电压Vpy。注入波形生成器10b从输出端子52输出作为第二输出电压的输出电压Vpz。在实施方式3中，第一输出电压、另一个第一输出电压是从作为第一注入波形生成器的注入波形生成器10a输出的输出电压，第二输出电压是从作为第二注入波形生成器的注入波形生成器10b输出的输出电压。此外，实施方式2中的第二输出电压相当于实施方式3的另一个第一输出电压。此外，在图28、图29中，省略了成为接地电位的配线24。在图30～图39中也省略了成为接地电位的配线24。此外，实施方式3的噪声滤波器50也能够具备具有2个波形生成器(注入波形生成器10a、10b)的注入波形生成器。

主要对与实施方式1的噪声滤波器50不同的部分进行说明。注入波形生成器10a被设定为仅将低频频带放大而使高频频带减少。另一方面，注入波形生成器10b被设定为仅将高频频带放大而使低频频带减少。即，注入波形生成器10a将低频频带的输出电压Vpx输出至共模变压器11a、11b，将低频频带的输出电压Vpy输出至共模变压器11c、11d。注入波形生成器10b将高频频带的输出电压Vpz输出至共模变压器11e、11f。输出电压Vpx、Vpy与输出电压Vpz的频带不同。由此，对与注入波形生成器10a连接的共模变压器11a、11b、11c、11d施加低频频带的电压，与注入波形生成器10b连接的共模变压器11e、11f被施加高频频带的电压。另外，输出电压Vpx、Vpy与输出电压Vpz也可以根据频带而电压值不同。

在实施方式3中，与实施方式2同样地，在三相电力线5A、5B连接相同个数的相同结构的共模变压器。即，以叠加于三相电力线5A的总注入电压Vsa与叠加于三相电力线5B的总注入电压Vsb相等的方式在三相电力线5A、5B连接共模变压器。在图27中示出了以下例子，即，被输入了输出电压Vpx的共模变压器11a与共模变压器11b呈相同的结构，被输入了输出电压Vpy的共模变压器11c与共模变压器11d呈相同的结构，被输入了输出电压Vpz的共模变压器11e与共模变压器11f呈相同的结构。此外，与三相电力线5A连接的共模变压器11a、11c、11e可以是相同的结构，也可以是不同的结构。与被输入相同的输出电压的三相电力线5A连接的共模变压器(主系统变压器)和与三相电力线5B连接的共模变压器(分支系统变压器)呈相同的结构。

就实施方式3的噪声滤波器50中的多个共模变压器11a～11f而言，针对每个被施加的输出电压Vpx、Vpy、Vpz，在多个系统的三相电力线各自连接有结构相同且个数相同的共模变压器。在图27的例子中，从注入波形生成器10a输出了输出电压Vpx、Vpy，从注入波形生成器10b输出了输出电压Vpz。因此，例如，在将与三相电力线5A连接的共模变压器11a、11c、11e各自设为不同的结构，从第一注入波形生成器10a向共模变压器11a、11c施加输出电压Vpx、Vpy，从第二注入波形生成器10b向共模变压器11e施加输出电压Vpz的情况下，考虑与三相电力线5B连接的共模变压器11b、11d、11f。在这种情况下，与三相电力线5B连接的共模变压器11b、11d、11f呈与三相电力线5A连接的共模变压器11a、11c、11e各自相同的结构，共模变压器11b、11d被从注入波形生成器10a施加输出电压Vpx、Vpy，共模变压器11f被从注入波形生成器10b施加输出电压Vpz。

在实施方式3的噪声滤波器50中，经由共模变压器而将注入波形生成器10a、10b所输出的输出电压Vpx、Vpy、Vpz转换得到的注入电压Vsx、Vsy、Vsz被同等地叠加于由多个系统构成的各三相电力线5A、5B，因此，即使在1个注入波形生成器发生故障而无法向所连接的共模变压器施加电压的情况下，其它注入波形生成器也正常地进行动作，因此在三相电力线5A、5B之间不产生总注入电压Vsa、Vsb的差值。因此，即使1个注入波形生成器发生故障，也能够抑制在三相电力线5A、5B上循环的循环电流的产生。

图30所示的第一注入波形生成器10a的第二例与图6所示的注入波形生成器10的不同点在于，频带限制器12被变更为使低频频带通过而使高频频带减少的频带限制器32，具有2个输出端子52a、52b。图31所示的第二注入波形生成器10b的第二例与图6所示的注入波形生成器10的不同点在于，频带限制器12被变更为使高频频带通过而使低频频带减少的频带限制器33。注入波形生成器10a从输出端子52a将输出电压Vpx输出，从输出端子52b将输出电压Vpy输出。注入波形生成器10b从输出端子52将输出电压Vpz输出。另外，第一注入波形生成器10a的第二例与第一注入波形生成器10a的第一例的不同点在于，在放大器13的输出端子与输出端子52a、52b之间追加有电流缓冲器14。第二注入波形生成器10b的第二例与第二注入波形生成器10b的第一例的不同点在于，在放大器13的输出端子与输出端子52之间追加有电流缓冲器14。与第一例的注入波形生成器10a、10b相比，第一注入波形生成器10a的第二例及第二注入波形生成器10b的第二例能够通过电流缓冲器14而增加表示电流供给量的电流容量。

图32所示的第一注入波形生成器10a的第三例与图28所示的第一注入波形生成器10a的第一例的不同点在于，在输入端子51侧没有频带限制器32，在放大器13的输出端子与输出端子52a、52b之间分别配置有频带限制器32a、32b。频带限制器32a的频带与频带限制器32b的频带可以相同，也可以不同。在频带限制器32a的频带与频带限制器32b的频带不同的情况下，能够输出频带不同的输出电压Vpx、Vpy。此外，输出电压Vpx、Vpy的频带是比输出电压Vpz低的频带。图33所示的第二注入波形生成器10b的第三例与图29所示的第二注入波形生成器10b的第一例的不同点在于，在输入端子51侧没有频带限制器33，在放大器13的输出端子与输出端子52之间配置有频带限制器33。

图34所示的第一注入波形生成器10a的第四例与第一注入波形生成器10a的第三例的不同点在于，在放大器13的输出端子与频带限制器32a、32b的输入侧之间追加有电流缓冲器14。图35所示的第二注入波形生成器10b的第四例与第二注入波形生成器10b的第三例的不同点在于，在放大器13的输出端子与频带限制器33的输入侧之间追加有电流缓冲器14。与第三例的注入波形生成器10a、10b相比，第一注入波形生成器10a的第四例及第二注入波形生成器10b的第四例能够通过电流缓冲器14而增加表示电流供给量的电流容量。

图34所示的第一注入波形生成器10a的第四例是在放大器13的输出端子与频带限制器32a、32b的输入侧之间配置有电流缓冲器14的例子，但电流缓冲器14也可以配置于频带限制器32a、32b的输出侧与输出端子52a、52b之间。图36所示的第一注入波形生成器10a的第五例与第一注入波形生成器10a的第三例的不同点在于，在频带限制器32a的输出侧与输出端子52a之间追加有电流缓冲器14a，在频带限制器32b的输出侧与输出端子52b之间追加有电流缓冲器14b。与第三例的注入波形生成器10a相比，第一注入波形生成器10a的第五例能够通过电流缓冲器14a、14b而增加表示电流供给量的电流容量。

同样地，图35所示的第二注入波形生成器10b的第四例是在放大器13的输出端子与频带限制器33的输入侧之间配置有电流缓冲器14的例子，但电流缓冲器14也可以配置于频带限制器33的输出侧与输出端子52之间。图37所示的第二注入波形生成器10b的第五例与第二注入波形生成器10b的第三例的不同点在于，在频带限制器33的输出侧与输出端子52之间追加有电流缓冲器14。与第三例的注入波形生成器10b相比，第二注入波形生成器10b的第五例能够通过电流缓冲器14而增加表示电流供给量的电流容量。

图38所示的第一注入波形生成器10a的第六例与第一注入波形生成器10a的第三例的不同点在于，在输入端子51与放大器13的输入侧之间配置有频带限制器32c。图39所示的第二注入波形生成器10b的第六例与第二注入波形生成器10b的第三例的不同点在于，在输入端子51与放大器13的输入侧之间配置有频带限制器34。频带限制器32c的频带与频带限制器32a、32b同样地，是比第二注入波形生成器10b中的频带限制器33、34低的频带。频带限制器34的频带与频带限制器33同样地，是比第一注入波形生成器10a中的频带限制器32a、32b、32c高的频带。

第一注入波形生成器10a的第六例在输入侧也具有频带限制器32c，因而能够使输出侧的频带限制器32a、32b小型化。因此，与具有2个频带限制器32a、32b的第一注入波形生成器10b的第三例相比，第一注入波形生成器10a的第六例能够通过小型的频带限制器32a、32b、32c而减小频带限制器的合计消耗电力。第二注入波形生成器10b的第六例在输入侧也具有频带限制器34，因而能够使输出侧的频带限制器33小型化。因此，与具有1个频带限制器33的第二注入波形生成器10b的第三例相比，第一注入波形生成器10b的第六例能够通过小型的频带限制器33、34而减小频带限制器的合计消耗电力。

在第一注入波形生成器10a的第一例～第六例中，也可以与图22所示的实施方式1的注入波形生成器10的第七例同样地，在每个输出端子52a、52b具有单独的放大器13a、13b。这种情况下的第一注入波形生成器10a的第一例只要在图22的注入波形生成器10中将频带限制器12变更为频带限制器32即可。在第一注入波形生成器10a的第二例中，在放大器13a与输出端子52a之间配置电流缓冲器14，在放大器13b与输出端子52b之间配置另一个电流缓冲器14。在第一注入波形生成器10a的第三例、第六例中，在放大器13a与输出端子52a之间配置频带限制器12a，在放大器13b与输出端子52b之间配置频带限制器12b。在第一注入波形生成器10a的第四例中，在放大器13a与输出端子52a之间配置电流缓冲器14及频带限制器12a，在放大器13b与输出端子52b之间配置另一个电流缓冲器14及频带限制器12b。在第一注入波形生成器10a的第五例中，在放大器13a与输出端子52a之间配置频带限制器12a及电流缓冲器14a，在放大器13b与输出端子52b之间配置频带限制器12b及电流缓冲器14b。在这些情况下，第一注入波形生成器10a的第一例～第六例能够输出电压值不同的输出电压Vpx和输出电压Vpy。

在图27中示出了存在2个注入波形生成器，在三相电力线5A、5B各自连接3个共模变压器的情况，但不限定共模变压器的数量。例如也可以如图40所示，在三相电力线5A连接2个共模变压器11a、11e，在三相电力线5B连接2个共模变压器11b、11f，从2个注入波形生成器10a、10b将输出电压Vpx、Vpz输出。图40所示的实施方式3的第二噪声滤波器50与图15所示的实施方式2的噪声滤波器50的不同点在于，通过2个注入波形生成器10a、10b而将输出电压Vpx、Vpz输出至与三相电力线5A连接的共模变压器11a、11c和与三相电力线5B连接的共模变压器11b、11f。此外，示出了注入波形生成器10a具有2个输出端子52a、52b的例子，但输出端子52b未被使用，因而也可以是没有输出端子52b的注入波形生成器10a。在这种情况下，将仅与输出端子52b连接的部件去除。

另外，示出了注入波形生成器10a、10b的频带不同的情况即频率特性不同的情况，但也能够以相同的增益及频率特性构成。这种情况下的实施方式3的噪声滤波器50与从多个输出端子输出频带相同的输出电压的情况下的实施方式2的噪声滤波器50产生相同的作用，因而取得与实施方式2的噪声滤波器50相同的效果。此外，注入波形生成器10a、10b也可以分别具有增益不同的放大器13，输出电压值不同的输出电压Vpx、Vpz。

至此，说明了输出电压Vpx、Vpy、Vpz彼此不同的例子。在输出电压Vpx、Vpy、Vpz彼此不同的情况下，共模变压器11a、11b、11c的铁芯材料、铁芯的外径、内径、截面积及匝数比的至少1者不同。即，共模变压器11a、11b、11c具有不同的结构而非相同的结构。但是，也可以如前所述，共模变压器11a、11b、11c呈相同的结构。

此外，示出了实施方式1～3的噪声滤波器50应用于搭载有从三相交流电力经由直流电力而转换为三相交流电力的电力转换器2的电动机驱动系统60的例子，但不限定于该例子。实施方式1～3的噪声滤波器50也能够应用于搭载有通过半导体元件的通断动作而产生共模电压的电力转换器的系统。例如，电力转换器2也可以是绝缘型DC-DC转换器。在这种情况下，交流电源1变为直流电源，感应电动机3变为直流电动机。

如上所述，就实施方式3的噪声滤波器50而言，与连接于三相电力线5A的共模变压器11a、11c、11e各自为相同结构且相同个数的共模变压器11b、11d、11f被连接至三相电力线5B，与实施方式1同样地，伴随共模变压器的次级绕组能够使用线径小的电线而能够使所使用的铁芯小型化，即使在电力转换器2的输出电流大的情况下，也能够由小型的共模变压器构成噪声滤波器。另外，实施方式3的噪声滤波器50具有向与三相电力线5A、5B各自连接的相同结构的共模变压器输出相同的电压的多个注入波形生成器10a、10b，因此即使在1个注入波形生成器发生故障而无法将输出电压输出的情况下，其它注入波形生成器也正常地进行动作，因此三相电力线5A、5B的总注入电压Vsa、Vsb不会产生电压差，能够抑制在三相电力线5A、5B上循环的循环电流的产生。

此外，示出了实施方式1～3的噪声滤波器50以在三相电力线5A、5B分别以相同的数量连接相同结构的共模变压器，将相同的叠加电压叠加于三相电力线5A、5B的方式而设定的例子，但不限定于此。例如，也可以在三相电力线5A和三相电力线5B连接有不同数量的共模变压器。在这种情况下，只要向与三相电力线5A连接的共模变压器和与三相电力线5B连接的共模变压器输出从具有其它注入波形生成器10a、10b或其它放大器13a、13b的注入波形生成器10输出的输出电压Va、Vb，叠加于三相电力线5A的叠加电压(总注入电压Vsa)和叠加于三相电力线5B的叠加电压(总注入电压Vsa)均满足式(13)即可。即，关于三相电力线5A的叠加电压，只要满足|Vci-Vsa|≤Vto即可，关于三相电力线5B的叠加电压，只要满足|Vci-Vsb|≤Vto即可。此外，由1个共模变压器产生的叠加电压也能够称为由1个注入电压Vs构成的总注入电压Vst。

另外，本申请记载了各种例示性的实施方式及实施例，但1个或多个实施方式所记载的各种特征、方案及功能不限于应用至特定的实施方式，能够单独地、或者以各种组合应用于实施方式。因此，在本申请说明书所公开的技术的范围内，可想到未例示的无数变形例。例如，包含对至少1个结构要素进行变形的情况、进行追加的情况或进行省略的情况，以及提取至少1个结构要素而与其它实施方式的结构要素进行组合的情况。

标号的说明

2…电力转换器，4…三相电力线，4A、4B…三相电力线(各系统的三相电力线)，5…三相电力线，5A、5B、5C…三相电力线(各系统的三相电力线)，7…电压检测器，9…分压电路，10…注入波形生成器，10a、10b…注入波形生成器(波形生成器)，11a、11b、11c、11d、11e、11f…共模变压器，12、12a、12b、12c…频带限制器，13…放大器，32、32a、32b、32c…频带限制器，33…频带限制器，34…频带限制器，50…噪声滤波器，52、52a、52b、52c…输出端子，Gi…增益，l…内径，L…外径，Nt…连接变压器数量，Q1、Q2、Q3、Q4、Q5、Q6…半导体元件，Rr…匝数比，Vci…共模电压，Vd…分压电压，Vp、Vpx、Vpy、Vpz…输出电压，Vs、Vsx、Vsy、Vsz…注入电压(叠加电压)，Vst、Vsa、Vsb…总注入电压(叠加电压)，Vto…容许值

Claims (16)

1.一种噪声滤波器，其减小通过半导体元件的通断动作而进行电力转换的电力转换器所产生的共模电压，

该噪声滤波器具有：

电压检测器，其对所述电力转换器所产生的所述共模电压进行检测；

分压电路，其输出将由所述电压检测器检测到的所述共模电压分压得到的分压电压；

多个共模变压器，它们与并联连接于所述电力转换器的输出或输入的多个系统的电力线各自单独地连接，并且将与所述共模电压极性相反的叠加电压分别叠加于多个系统的所述电力线；以及

注入波形生成器，其基于所述分压电压而生成向多个所述共模变压器的初级侧输出的输出电压，

所述注入波形生成器生成叠加于各个所述电力线的所述叠加电压与所述共模电压之差小于或等于容许值的所述输出电压。

2.根据权利要求1所述的噪声滤波器，其中，

所述共模变压器与多个系统的所述电力线各自一个一个地连接，

所述叠加电压是所述共模变压器输出至次级侧的注入电压。

3.根据权利要求1所述的噪声滤波器，其中，

在多个系统的所述电力线各自连接有多个且相同个数的所述共模变压器，

所述叠加电压是将由与各个所述电力线连接的多个所述共模变压器输出至次级侧的注入电压相加得到的总注入电压。

4.根据权利要求2或3所述的噪声滤波器，其中，

所述注入波形生成器向所有的所述共模变压器的初级侧输出相同的所述输出电压。

5.根据权利要求3所述的噪声滤波器，其中，

与多个系统中的一个所述电力线连接的多个所述共模变压器包含第一共模变压器和第二共模变压器，

所述第一共模变压器与所述第二共模变压器的铁芯材料、铁芯的截面积、铁芯的外径、铁芯的内径、匝数比的至少1者不同。

6.根据权利要求3所述的噪声滤波器，其中，

与多个系统的所述电力线各自连接的多个所述共模变压器包含第一共模变压器和第二共模变压器，

所述第一共模变压器与所述第二共模变压器的铁芯材料、铁芯的截面积、铁芯的外径、铁芯的内径、匝数比的至少1者不同。

7.根据权利要求6所述的噪声滤波器，其中，

所述注入波形生成器具有第一输出端子及第二输出端子，

从所述第一输出端子向与多个系统的所述电力线各自连接的所述第一共模变压器的初级侧输出共通的所述输出电压即第一输出电压，

从所述第二输出端子向与多个系统的所述电力线各自连接的所述第二共模变压器的初级侧输出共通的所述输出电压即第二输出电压，该第二输出电压与所述第一输出电压不同。

8.根据权利要求6所述的噪声滤波器，其中，

所述注入波形生成器具有第一波形生成器及第二波形生成器，

从所述第一波形生成器向与多个系统的所述电力线各自连接的所述第一共模变压器的初级侧输出共通的所述输出电压即第一输出电压，

从所述第二波形生成器向与多个系统的所述电力线各自连接的所述第二共模变压器的初级侧输出共通的所述输出电压即第二输出电压，该第二输出电压与所述第一输出电压不同。

9.根据权利要求2至4中任一项所述的噪声滤波器，其中，

所述共模变压器的铁芯材料、铁芯的截面积、铁芯的外径、铁芯的内径、匝数比相等。

10.根据权利要求3或6所述的噪声滤波器，其中，

所述注入波形生成器具有多个输出端子，从各个所述输出端子将不同的所述输出电压输出至对应的所述共模变压器的初级侧。

11.根据权利要求3或6所述的噪声滤波器，其中，

所述注入波形生成器具有多个波形生成器，

所述波形生成器各自将不同的所述输出电压输出至对应的所述共模变压器的初级侧。

12.根据权利要求10或11所述的噪声滤波器，其中，

所述注入波形生成器所输出的不同的所述输出电压的电压值不同。

13.根据权利要求7或8所述的噪声滤波器，其中，

所述第一输出电压与所述第二输出电压的电压值不同。

14.根据权利要求10至12中任一项所述的噪声滤波器，其中，

所述注入波形生成器具有对所述分压电压的频带进行变更的频带限制器，

所述注入波形生成器所输出的不同的所述输出电压的频带不同。

15.根据权利要求7、8、13中任一项所述的噪声滤波器，其中，

所述注入波形生成器具有对所述分压电压的频带进行变更的频带限制器，

所述第一输出电压与所述第二输出电压的频带不同。

16.根据权利要求3、5至8及10至15中任一项所述的噪声滤波器，其中，

注入波形生成器具有对所述分压电压进行放大的放大器，

所述放大器的增益是基于所述共模变压器的数量及匝数比而设定的。

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