JP2003088099A - 電力変換装置のノイズ低減装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 フィルタの小型化を実現するとともに、ノー
マルモードノイズおよびコモンモードノイズを低減した
電力変換装置のノイズ低減装置を得る。 【解決手段】 複数の電力供給線を介して電源１に接続
され、変換電力を負荷５に供給する電力変換装置４のノ
イズ低減装置であって、各電力供給線と接地線との間に
挿入された静電容量要素３と、静電容量要素の電圧Ｖ３
を検出する電圧検出回路８と、静電容量要素の電圧Ｖ３
に応じた制御電流Ｉｃｏｍを各電力供給線側に供給する
制御手段９〜１２とを備え、制御手段９〜１２は、制御
電流Ｉｃｏｍにより、静電容量要素３に存在する高周波
電圧成分を抑制して、電力変換装置４の供給電流がノイ
ズ低減用のフィルタに流れないようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、電源からの供給
電力を交流電力に変換して負荷に供給する電力変換装置
のノイズ低減装置に関し、特に供給電源側への伝導性の
電磁妨害を抑制した電力変換装置のノイズ低減装置に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】図８は従来の電力変換装置を用いた伝導
性ノイズの測定装置を示す回路構成図である。図８にお
いて、１は３相（Ｒ、Ｓ、Ｔ相）の電力供給線を有する
交流電源、２は交流電源１からグランドへの接地点であ
る。

【０００３】４は電力供給線を介して交流電源１に接続
された電力変換装置、５は電力変換装置４からの変換電
力が供給される負荷である。電力変換装置４は、交流直
流変換部１３、コンデンサ１４および直流交流変換部１
５を備えている。

【０００４】交流直流変換部１３は交流電圧を直流電圧
に変換し、コンデンサ１４は直流電圧を蓄積して平滑
し、直流交流変換部１５は、直流電圧を交流電圧に変換
して負荷５に出力する。

【０００５】１６は交流電源１から電力変換装置４への
電力供給線に挿入された擬似電源回路網であり、３相の
入力端子Ｒ、Ｓ、Ｔと、３相の出力端子Ｕ、Ｖ、Ｗと、
接地点２へのグランド端子Ｇとを有し、電力変換装置４
が発生する伝導性ノイズを測定するように構成されてい
る。

【０００６】一般に、電力変換装置４は、入力側に挿入
された擬似電源回路網１６の出力端子Ｕ、Ｖ、Ｗ間への
高周波電流からなるノイズ（すなわち、ノーマルモード
ノイズ）と、電力供給線と接地点２（接地線）との間に
存在する浮遊キャパシタンスなど（図示せず）を介して
流れる高周波電流によるノイズ（すなわち、コモンモー
ドノイズ）とを発生させる。これらのノイズは、擬似電
源回路網１６により測定される。

【０００７】図９は一般的な擬似電源回路網１６を概略
的に示す回路構成図である。図９において、１００〜１
０２はリアクトルであり、交流電源１からの各入力端子
Ｒ、Ｓ、Ｔと、負荷５への出力端子Ｕ、Ｖ、Ｗとの間
に、それぞれ挿入されている。

【０００８】１０３〜１０５は各出力端子Ｕ、Ｖ、Ｗに
接続されたコンデンサ、１０６〜１０８は各コンデンサ
１０３〜１０５に接続されて直列回路を構成する抵抗器
であり、各直列回路は、それぞれ、出力端子Ｕ、Ｖ、Ｗ
と接地点２へのグランド端子Ｇとの間に挿入されてい
る。

【０００９】次に、図１０および図１１を参照しなが
ら、図９のように構成された疑似電源回路網１６を用い
たノイズ定量評価動作について説明する。図１０は一般
的な擬似電源回路網１６に対してノーマルモードで流れ
るノイズ経路を示す説明図、図１１は擬似電源回路網１
６に対してコモンモードで流れるノイズ経路を示す説明
図である。

【００１０】図１０において、電力変換装置４が発生す
るノーマルモードでのノイズがＵ−Ｖ相間である場合に
は、太線矢印経路に高周波電流が流れる。このとき、抵
抗器１０６に電圧Ｖ６が発生するので、抵抗器１０６の
両端間の電圧Ｖ６を測定することにより、ノイズを定量
評価することができる。

【００１１】また、図１１において、電力変換装置４が
発生するコモンモードでのノイズにより、太線矢印経路
に高周波電流が流れる。この場合も、抵抗器１０６に電
圧Ｖ６が発生するので、電圧Ｖ６を測定することによ
り、ノイズを定量評価することができる。

【００１２】なお、一般に、測定対象となる抵抗器１０
６の電圧Ｖ６は、ノーマルモードおよびコモンモードの
両方でのノイズが重畳して測定される。また、従来よ
り、上記のような電力変換装置４などが発生するノイズ
を低減するために、たとえばＬＣフィルタが用いられて
いる。

【００１３】図１２はＬＣフィルタを用いた従来の電力
変換装置のノイズ低減装置を示す回路構成図であり、交
流電源１と電力変換装置４との間にＬＣフィルタが挿入
された状態を示している。

【００１４】図１２において、１１０〜１１２は入力端
子Ｒ、Ｓ、Ｔ側に挿入されたコモンモードリアクトル、
１１６〜１１８は各コモンモードリアクトル１１０〜１
１２の一端とグランド端子Ｇとの間に挿入されたコンデ
ンサである。コモンモードリアクトル１１０〜１１２お
よびコンデンサ１１６〜１１８は、コモンモードノイズ
用フィルタを構成している。

【００１５】１１３〜１１５は出力端子Ｕ、Ｖ、Ｗ側に
挿入されたリアクトル、１１９〜１２１は出力端子Ｕ、
Ｖ、Ｗの各２相間に挿入されたコンデンサである。リア
クトル１１３〜１１５およびコンデンサ１１９〜１２１
は、ノーマルモードノイズ用フィルタを構成している。

【００１６】しかしながら、図１２に示した従来装置に
おいては、電力変換装置４に供給される電流が、コモン
モードリアクトル１１０〜１１２およびリアクトル１１
３〜１１５に流れるため、各リアクトルが大きくなるう
え、ノーマルモードおよびコモンモードの２つの対策を
個別に行う必要があるため、ＬＣフィルタが大型化して
しまう。

【００１７】一方、ノイズ低減装置の他の従来例とし
て、たとえば、１９９８年１月発行の半導体電力変換研
究会資料（ＳＰＣ−９８−４３）の第６３〜６８頁に記
載された「大容量ＰＷＭインバータのコモンモード電圧
のアクティブ補償回路」があげられる。

【００１８】図１３は上記文献に記載された従来の電力
変換装置のノイズ低減装置を概略的に示す回路構成図で
ある。図１３において、１３０は電力変換装置４の出力
端子に接続された電圧検出回路であり、電力変換装置４
が出力側で発生するコモンモードの電圧変動を検出す
る。

【００１９】１３１は電圧検出回路１３０の出力端子に
接続されたハイパスフィルタ、１３２、１３３はハイパ
スフィルタ１３１の出力端子に接続された並列のトラン
ジスタである。

【００２０】１３４〜１３７はコモンモードリアクトル
であり、負荷５の３相の入力端子、トランジスタ１３２
および１３３の出力端子に、それぞれ挿入されている。
３４、３５はトランジスタ１３２、１３３を駆動する直
流電源であり、コモンモードリアクトル１３７とグラン
ドとの接続点に接続されている。

【００２１】電圧検出回路１３０は、コモンモードノイ
ズの原因となるコモンモードの電圧変動を検出し、ハイ
パスフィルタ１３１は、電圧変動の高周波成分のみを抽
出する。

【００２２】トランジスタ１３２、１３３およびコモン
モードリアクトル１３４〜１３７は、負荷５に対するコ
モンモード電圧印加回路を構成しており、コモンモード
での電圧変動の逆位相となる電圧を負荷５に印加する。
これにより、負荷５を介して発生するコモンモードの電
圧変動が抑制され、コモンモードノイズが抑制される。

【００２３】しかしながら、図１３に示した従来装置に
おいても、電力変換装置４が供給する電流がコモンモー
ドリアクトル１３４〜１３７に流れるため、各リアクト
ルが大きくなる。

【００２４】また、低減対象となるノイズモードがコモ
ンモードのみであるため、ノーマルモードノイズを減少
させることができず、ノーマルモードノイズ低減用のフ
ィルタを別途に挿入しなければならない。

【００２５】

【発明が解決しようとする課題】従来の電力変換装置の
ノイズ低減装置は以上のように、図１２に示した装置で
は、コモンモードリアクトル１１０〜１１２およびリア
クトル１１３〜１１５の各リアクトルが大きくなるう
え、ＬＣフィルタが大型化するという問題点があった。

【００２６】また、図１３に示した従来装置では、コモ
ンモードリアクトル１３４〜１３７の各リアクトルが大
きくなるうえ、ノーマルモードノイズ低減用のフィルタ
を別途に挿入しなければならないという問題点があっ
た。

【００２７】この発明は上記のような問題点を解決する
ためになされたもので、電力変換装置の供給電流がノイ
ズ低減用のフィルタに流れないように構成することによ
り、フィルタの小型化を実現した電力変換装置のノイズ
低減装置を得ることを目的とする。

【００２８】また、この発明は、ノーマルモードノイズ
およびコモンモードノイズの両方を同時に低減すること
のできる電力変換装置のノイズ低減装置を得ることを目
的とする。

【００２９】

【課題を解決するための手段】この発明に係る電力変換
装置のノイズ低減装置は、複数の電力供給線を介して電
源に接続され、変換電力を負荷に供給するための電力変
換装置のノイズ低減装置であって、各電力供給線と接地
線との間に挿入された静電容量要素と、静電容量要素の
電圧を検出する電圧検出回路と、静電容量要素の電圧に
応じた制御電流を各電力供給線側に供給する制御手段と
を備え、制御手段は、制御電流により、静電容量要素に
存在する高周波電圧成分を抑制するものである。

【００３０】また、この発明に係る電力変換装置のノイ
ズ低減装置は、各電力供給線と接地線との間に挿入され
たインピーダンス回路を備え、静電容量要素は、第１の
コンデンサからなり、インピーダンス回路は、第２のコ
ンデンサおよび抵抗器からなる直列回路からなり、制御
手段は、第１のコンデンサの電圧に応じて、第２のコン
デンサと抵抗器との接続点に制御電流を供給するもので
ある。

【００３１】また、この発明に係る電力変換装置のノイ
ズ低減装置は、各電力供給線と接地線との間に挿入され
たコンデンサおよび抵抗器からなる直列回路を備え、静
電容量要素は、各電力供給線と接地線との間の浮遊容量
からなり、制御手段は、浮遊容量の電圧に応じて、コン
デンサと抵抗器との接続点に制御電流を供給するもので
ある。

【００３２】また、この発明に係る電力変換装置のノイ
ズ低減装置による静電容量要素は、コンデンサからな
り、制御手段は、コンデンサの電圧に応じて、制御電流
を各電力供給線に直接供給するものである。

【００３３】また、この発明に係る電力変換装置のノイ
ズ低減装置による静電容量要素は、各電力供給線と接地
線との間の浮遊容量からなり、制御手段は、浮遊容量の
電圧に応じて、制御電流を各電力供給線に直接供給する
ものである。

【００３４】また、この発明に係る電力変換装置のノイ
ズ低減装置による制御手段は、ハイパスフィルタ、減算
器、演算制御器および電流発生器を含み、ハイパスフィ
ルタは、電圧検出回路の出力信号に含まれる高周波成分
を通過させ、減算器は、ハイパスフィルタの出力信号を
ゼロ信号から減算し、演算制御器は、減算器の出力信号
に基づいて電流指令値を算出し、電流発生器は、電流指
令値に応じた電流値を制御電流として出力するものであ
る。

【００３５】また、この発明に係る電力変換装置のノイ
ズ低減装置は、各電力供給線と静電容量要素との接続点
と電源との間に挿入されたインピーダンス要素を備え、
インピーダンス要素には、電源の電圧と静電容量要素の
電圧との差分電圧が印加されるものである。

【００３６】また、この発明に係る電力変換装置のノイ
ズ低減装置によるインピーダンス要素は、リアクトルか
らなるものである。

【００３７】また、この発明に係る電力変換装置のノイ
ズ低減装置による電源は、交流電源からなるものであ
る。

【００３８】また、この発明に係る電力変換装置のノイ
ズ低減装置による電源は、直流電源からなるものであ
る。

【００３９】

【発明の実施の形態】実施の形態１．以下、図面を参照
しながら、この発明の実施の形態１について詳細に説明
する。図１はこの発明の実施の形態１を示すブロック構
成図であり、前述（図８参照）と同様のものについて
は、同一符号を付して詳述を省略する。

【００４０】図１において、３は第１のコンデンサ（以
下、単に「コンデンサ」という）であり、交流電源１の
各電力供給線と接地点２に接続された接地線との間に挿
入されている。ここでは、煩雑さを回避するために、コ
ンデンサ３は、１相分のみについて示されている。

【００４１】６は各電力供給線と接地点２（接地線）と
の間に挿入された第２のコンデンサ（以下、単に「コン
デンサ」という）であり、コンデンサ３と同様に、１相
分のみについて示されている。

【００４２】７はコンデンサ６の一端と接地点２との間
に挿入された抵抗器であり、コンデンサ３とともに直列
回路を構成している。８はコンデンサ３の電圧Ｖ３を検
出する電圧検出回路である。

【００４３】９は検出されたコンデンサ３の電圧Ｖ３の
うち高周波成分を通過させるハイパスフィルタ、１０は
ハイパスフィルタ９の出力信号Ｖ９をゼロ信号から減算
する減算器、１１は減算器１０の出力信号に基づいて電
流指令値Ｉｃｏｍ＊を算出する演算制御器、１２は電流
指令値Ｉｃｏｍ＊に応じた電流値Ｉｃｏｍを制御電流と
して出力する電流発生器である。

【００４４】ハイパスフィルタ９、減算器１０、演算制
御器１１および電流発生器１２は、コンデンサ３の電圧
に応じた制御電流Ｉｃｏｍを各電力供給線側に供給する
ための制御手段を構成している。この場合、制御電流Ｉ
ｃｏｍは、コンデンサ６と抵抗器７との接続点にを供給
される。

【００４５】なお、ここでは、各相（３相）に対応した
制御手段のうち、１相分の回路要素のみを示している
が、他の２相についても同様の構成であるため、図示を
省略している。

【００４６】図２はこの発明の実施の形態１による制御
手段（ハイパスフィルタ９、減算器１０、演算制御器１
１および電流発生器１２）を詳細に示す回路構成図であ
る。図２において、２０は入力端子に挿入されたコンデ
ンサ、２１はコンデンサ２０と接地点２との間に挿入さ
れた抵抗器であり、これらはＣＲ時定数回路からなるハ
イパスフィルタ９を構成している。

【００４７】２２はコンデンサ２０の一端に接続された
抵抗器、２３は抵抗器２２の一端に接続された抵抗器で
ある。２４は抵抗器２２、２３と関連して減算器１０お
よび演算制御器１１を構成するオペアンプであり、抵抗
器２２の一端を反転入力とし、抵抗器２３を反転入力端
子へのフィードバック抵抗器としている。

【００４８】２５、２６、２８、２９、３３は抵抗器、
２７、３０は各抵抗器２５、２６、２８、２９に関連し
たオペアンプ、３１、３２はオペアンプ２７の出力端子
に接続された並列のトランジスタ、３４、３５はトラン
ジスタ３１、３２を駆動する直流電源であり、これらは
電流発生器１２を構成している。

【００４９】抵抗器２５は、接地点２とオペアンプ２７
の反転入力端子との間に挿入され、抵抗器２６は、オペ
アンプ２４の出力端子とオペアンプ２７の非反転入力端
子との間に挿入されている。

【００５０】抵抗器２８は、オペアンプ３０の出力端子
とオペアンプ２７の非反転入力端子との間に挿入され、
抵抗器２９はトランジスタ３１および３２の出力端子と
オペアンプ２７の反転入力端子との間に挿入されてい
る。

【００５１】抵抗器３３は、トランジスタ３１および３
２の出力端子とオペアンプ３０の非反転入力端子との間
に挿入されており、抵抗器３３の一端は、電流発生器１
２の出力端子となっている。

【００５２】なお、図２に示した電流発生器１２は、た
とえば１９８７年１月１日発行の「アナログＩＣ活用ハ
ンドブック」（ＣＱ出版社）の第７６〜７７頁に記載さ
れた構成と同様なので、詳細説明を省略する。

【００５３】次に、図１に示したこの発明に実施の形態
１による動作について説明する。まず、電力変換装置４
内の交流直流変換部１３は、交流電源１から交流電力を
得て直流電力に変換し、コンデンサ１４は、変換された
直流電力を蓄積する。

【００５４】コンデンサ１４に蓄積された直流電力は、
直流交流変換部１５により任意の交流電力に変換されて
負荷５を駆動する。このような電力変換の過程におい
て、電力変換装置４が高周波スイッチングを行うことは
公知であり、スイッチングにともなって発生した伝導性
ノイズは、接地点２に接続された接地線または電力供給
線を介して交流電源１に現れる。

【００５５】そこで、交流電源１の各電力供給線に接続
されたコンデンサ３は、伝導性ノイズの原因となる高周
波電流をバイパスすることにより、交流電源１への伝導
性ノイズを低減させる。

【００５６】電力変換装置４と交流電源１との間に挿入
された擬似電源回路網１６は、前述のように、交流電源
１にて発生する伝導性ノイズを測定する装置である。な
お、伝導性ノイズの測定を行わずに、電力変換装置４を
実際の運用に供させる場合には、擬似電源回路網１６は
取り除かれる。

【００５７】図１において、伝導性ノイズは、コンデン
サ３が発生する高周波電圧に起因する。したがって、制
御手段は、コンデンサ６を介してコンデンサ３に高周波
の制御電流Ｉｃｏｍを注入し、コンデンサ３が発生する
高周波電圧を抑制する。

【００５８】具体的には、電圧検出回路８によりコンデ
ンサ３の電圧Ｖ３を検出し、ハイパスフィルタ９により
高周波電圧成分Ｖ９を抽出し、抽出した高周波電圧成分
Ｖ９をゼロとするために、ゼロの電圧指令と一致するよ
うに演算制御器１１を動作させる。

【００５９】すなわち、演算制御器１１は、高周波電圧
成分Ｖ９をゼロとするための電流指令Ｉｃｏｍ＊を電流
発生器１２に入力し、電流発生器１２は、電流指令Ｉｃ
ｏｍ＊と一致した制御電流Ｉｃｏｍを出力する。

【００６０】このとき、コンデンサ６と抵抗器７との接
続点に流れ込む制御電流Ｉｃｏｍは、高周波成分のみな
ので、そのほとんどがコンデンサ６を介して電力供給線
に流れ、結果として、コンデンサ３に流れ込む。

【００６１】このように、制御電流Ｉｃｏｍは、コンデ
ンサ３に現れていた高周波電圧をゼロにするように作用
し、これにより、擬似電源回路網１６にて測定される伝
導性ノイズが抑制されることになる。

【００６２】次に、図３を参照しながら、この発明の実
施の形態１による伝導性ノイズの抑制動作について説明
する。図３はコンデンサ３の電圧Ｖ３、ハイパスフィル
タ９の出力電圧Ｖ９および電流指令値Ｉｃｏｍ＊の各波
形を示す波形図である。

【００６３】図３において、コンデンサ３の電圧Ｖ３
は、交流電源１の出力電圧に高周波電圧が重畳した波形
となる。なお、交流電源１の周波数は、高調波電圧から
なるノイズ周波数よりもかなり低いので、ノイズ周波数
が認識できるように拡大すると、おおむね直流電圧に近
似することができる。

【００６４】したがって、図３のように、コンデンサ３
の電圧Ｖ３は、直流電圧Ａにノイズ周波数（高調波電
圧）が重畳したように簡略化して示すことがきる。ハイ
パスフィルタ９の出力電圧Ｖ９は、コンデンサ３の電圧
Ｖ３の高周波成分を抽出した波形となる。

【００６５】演算制御器１１は、ハイパスフィルタ９の
出力電圧Ｖ９をゼロとするためのフィードバック制御を
実行し、出力電圧Ｖ９の極性を反転した電流指令値Ｉｃ
ｏｍ＊を出力する。

【００６６】以下、前述のように、電流発生器１２は、
電流指令値Ｉｃｏｍ＊に相当する制御電流Ｉｃｏｍを直
列回路の接続点に実際に注入してフィードバック制御す
ることにより、コンデンサ３の電圧Ｖ３の高周波成分を
抑制させる。

【００６７】このように、コンデンサ３の電圧Ｖ３の高
周波成分を抑制し、ノーマルモードおよびコモンモード
の区別なくノイズを低減することにより、電力変換装置
４が発生して擬似電源回路網１６で検出される伝導性ノ
イズを抑制することができる。

【００６８】また、コンデンサ３の電圧Ｖ３の高周波電
圧のみを制御対象とすることにより、電流発生器１２か
らの制御電流Ｉｃｏｍを低電流出力とし、すなわち電流
発生器１２内のトランジスタ３１、３２の容量を小さく
することができ、低コスト化を実現することができる。

【００６９】さらに、コンデンサ６と抵抗器７との接続
点に制御電流Ｉｃｏｍを注入することにより、コンデン
サ３に存在する交流電源１による低周波成分のほとんど
がコンデンサ６に現れ、抵抗器７には高周波電圧のみが
現れる。

【００７０】したがって、電流発生器１２への印加電圧
は、高周波電圧のみとなり、交流電源１が有する大きな
振幅の低周波成分（基本波成分）が電流発生器１２に印
加されることはないので、電流発生器１２の耐圧、すな
わち直流電源３４、３５の電圧やトランジスタ３１、３
２の耐圧を低く設定することができる。

【００７１】実施の形態２．なお、上記実施の形態１で
は、コンデンサ６と抵抗器７との接続点に制御電流Ｉｃ
ｏｍを供給したが、各電力供給線に制御電流Ｉｃｏｍａ
を直接供給してもよい。

【００７２】図４はこの発明の実施の形態２を示す回路
構成図であり、前述（図１参照）と同様のものについて
は、同一符号を付して、または符号の後に「ａ」を付し
て、詳述を省略する。

【００７３】図４において、前述の実施の形態１と異な
る部分は、電流発生器１２ａから出力される制御電流Ｉ
ｃｏｍａが各電力供給線に直接供給され、電流発生器１
２ａの出力端子が擬似電源回路網１６を介して交流電源
１に接続されていることである。

【００７４】この場合、電流発生器１２ａにおいて、ト
ランジスタ３１、３２（図２参照）の耐圧が大きく設定
され、直流電源３４、３５の電圧が高く設定されていれ
ば、図４のように、電流発生器１２ａの出力端子を交流
電源１に直接接続することができる。

【００７５】このように、電流発生器１２ａの出力端子
を交流電源１に直接接続することにより、図１に示した
直列回路（コンデンサ６および抵抗器７）を省略するこ
とができるので、さらに低コスト化を実現することがで
きる。

【００７６】実施の形態３．なお、上記実施の形態１、
２では、各電力供給線と接地点２（接地線）との間にコ
ンデンサ３を挿入したが、コンデンサ３に代えて、各電
力供給線と接地線との間の浮遊容量ＣＦを用いてもよ
い。

【００７７】図５はこの発明の実施の形態３を概略的に
示す回路構成図であり、前述（図１参照）と同様のもの
については、同一符号を付して、または符号の後に
「ｂ」を付して、詳述を省略する。

【００７８】図５において、前述の実施の形態１と異な
る部分は、コンデンサ３が省略されていることに加え
て、交流電源１の各電力供給線と接地点２（接地線）と
の間に電圧検出回路８が直接接続されていることであ
る。

【００７９】この場合、制御手段は、電圧検出回路８か
らの浮遊容量電圧ＶＦに応じて、各電力供給線に制御電
流Ｉｃｏｍｂを流し、各電力供給線と接地線２との間の
浮遊容量ＣＦに存在する高周波電圧成分をゼロとする。

【００８０】図５のように、疑似電源回路網１６（また
は、交流電源１）と接地点２との間に浮遊容量ＣＦが存
在する場合には、コンデンサ３の代替として浮遊容量Ｃ
Ｆを利用することができ、制御手段は、浮遊容量電圧Ｖ
Ｆに含まれる高周波電圧Ｖ９がゼロとなるように動作す
る。

【００８１】ここでは、制御電流Ｉｃｏｍｂを直列回路
内の接続点に供給したが、図４のように、各電力供給線
に直接供給してもよい。このように、電圧検出回路８に
関連したコンデンサ３を省略することにより、さらに低
コスト化を実現することができる。

【００８２】実施の形態４．なお、上記実施の形態１〜
３では、電力変換装置４の入力側に擬似電源回路網１６
を挿入した状態で説明したが、インピーダンス要素（リ
アクトル）を挿入してもよい。

【００８３】図６はこの発明の実施の形態４を概略的に
示す回路構成図であり、前述（図１参照）と同様のもの
については、同一符号を付して、または符号の後に
「ｃ」を付して、詳述を省略する。

【００８４】図６において、前述の実施の形態１と異な
る部分は、電力変換装置４の入力側に、疑似電源回路網
１６に代えて、リアクトル４０〜４２が挿入されている
ことである。すなわち、リアクトル４０〜４２は、各電
力供給線とコンデンサ３との接続点と交流電源１との間
に挿入されている。

【００８５】前述のように、実際の電力変換装置４の運
用にあたっては、伝導ノイズの測定器として機能する擬
似電源回路網１６が取り外され、交流電源１が直接的に
電力変換装置４に接続される。

【００８６】このとき、交流電源１に系統インピーダン
スが存在する場合には、コンデンサ３（または、コンデ
ンサ３に相当する浮遊容量ＣＦ）の電圧Ｖ３と交流電源
１との電圧差分が系統インピーダンスに印加されるの
で、コンデンサ３（または、浮遊容量ＣＦ）の高周波電
圧を制御することができる。

【００８７】しかしながら、交流電源１に存在する系統
インピーダンスがゼロの場合（または、十分な大きさで
ない場合）には、コンデンサ３（または、浮遊容量Ｃ
Ｆ）に対して常に交流電源１の電圧がほぼそのまま印加
されるので、コンデンサ３（または、浮遊容量ＣＦ）の
高周波電圧を制御することができなくなる。

【００８８】これを回避するために、図６に示すよう
に、交流電源１と電力変換装置４の間にリアクトル４０
〜４２を挿入し、コンデンサ３（または、浮遊容量Ｃ
Ｆ）の電圧Ｖ３と交流電源１との差分電圧をリアクトル
４０〜４２に印加する。

【００８９】これにより、交流電源１に存在する系統イ
ンピーダンスが小さい場合でも、コンデンサ３（また
は、浮遊容量ＣＦ）の電圧Ｖ３の高周波成分を抑制する
ことができ、交流電源１に現れる伝導性ノイズを抑制す
ることができる。

【００９０】また、リアクトル４０〜４２は、高周波の
差分電圧のみが印加されればよいので、従来（図９〜図
１２参照）のノイズ低減用（フィルタ用）リアクトルと
比べて、小容量で低コストなもので実現することができ
る。

【００９１】実施の形態５．また、上記実施の形態１〜
４では、電力供給線が交流電源１からの電力供給線であ
る場合を示したが、電力供給線を介して供給される電源
が直流電源であっても同等の作用効果を奏する。

【００９２】図７はこの発明の実施の形態５を概略的に
示す回路構成図であり、前述（図１参照）と同様のもの
については、同一符号を付して、または符号の後に
「ｄ」を付して、詳述を省略する。

【００９３】図７において、直流電源１ｄからの直流電
力は、正極および負極の電力供給線を介して電力変換装
置４ｄに供給される。電力変換装置４ｄは、電力供給線
に接続されたコンデンサ１４と、負荷５に交流電力を供
給する直流交流変換部１５とを備えている。

【００９４】この場合も、煩雑さを回避するために、コ
ンデンサ３、直列回路（コンデンサ６および抵抗器７）
および制御手段は、それぞれ１相分のみについて示され
ている。

【００９５】図７のように、電力変換装置４ｄへの供給
電源として直流電源１ｄを用いた場合も、電力変換装置
４ｄが発生する高周波ノイズによる電圧が直流電源１ｄ
の系統側に現れないようにすることができる。

【００９６】さらに、ここでは、実施の形態１（図１参
照）の回路構成に直流電源１ｄを適用した場合を示した
が、各実施の形態２〜４（図４〜図６参照）の回路構成
に適用しても、同等の作用効果を奏することは言うまで
もない。

【００９７】

【発明の効果】以上のように、この発明によれば、複数
の電力供給線を介して電源に接続され、変換電力を負荷
に供給するための電力変換装置のノイズ低減装置であっ
て、各電力供給線と接地線との間に挿入された静電容量
要素と、静電容量要素の電圧を検出する電圧検出回路
と、静電容量要素の電圧に応じた制御電流を各電力供給
線側に供給する制御手段とを備え、制御手段は、制御電
流により、静電容量要素に存在する高周波電圧成分を抑
制して、電力変換装置の供給電流がノイズ低減用のフィ
ルタに流れないように構成したので、フィルタの小型化
を実現するとともに、ノーマルモードノイズおよびコモ
ンモードノイズの両方を同時に低減することのできる電
力変換装置のノイズ低減装置が得られる効果がある。

【００９８】また、この発明によれば、各電力供給線と
接地線との間に挿入されたインピーダンス回路を備え、
静電容量要素は、第１のコンデンサからなり、インピー
ダンス回路は、第２のコンデンサおよび抵抗器からなる
直列回路からなり、制御手段は、第１のコンデンサの電
圧に応じて、第２のコンデンサと抵抗器との接続点に制
御電流を供給するようにしたので、比較的簡単な回路構
成でフィルタの小型化を実現するとともに、ノーマルモ
ードノイズおよびコモンモードノイズの両方を同時に低
減することのできる電力変換装置のノイズ低減装置が得
られる効果がある。

【００９９】また、この発明によれば、各電力供給線と
接地線との間に挿入されたコンデンサおよび抵抗器から
なる直列回路を備え、静電容量要素は、各電力供給線と
接地線との間の浮遊容量からなり、制御手段は、浮遊容
量の電圧に応じて、コンデンサと抵抗器との接続点に制
御電流を供給するようにしたので、さらにコストダウン
およびフィルタの小型化を実現するとともに、ノーマル
モードノイズおよびコモンモードノイズの両方を同時に
低減することのできる電力変換装置のノイズ低減装置が
得られる効果がある。

【０１００】また、この発明によれば、静電容量要素
は、コンデンサからなり、制御手段は、コンデンサの電
圧に応じて、制御電流を各電力供給線に直接供給するよ
うにしたので、比較的簡単な回路構成でフィルタの小型
化を実現するとともに、ノーマルモードノイズおよびコ
モンモードノイズの両方を同時に低減することのできる
電力変換装置のノイズ低減装置が得られる効果がある。

【０１０１】また、この発明によれば、静電容量要素
は、各電力供給線と接地線との間の浮遊容量からなり、
制御手段は、浮遊容量の電圧に応じて、制御電流を各電
力供給線に直接供給するようにしたので、さらにコスト
ダウンおよびフィルタの小型化を実現するとともに、ノ
ーマルモードノイズおよびコモンモードノイズの両方を
同時に低減することのできる電力変換装置のノイズ低減
装置が得られる効果がある。

【０１０２】また、この発明によれば、制御手段は、ハ
イパスフィルタ、減算器、演算制御器および電流発生器
を含み、ハイパスフィルタは、電圧検出回路の出力信号
に含まれる高周波成分を通過させ、減算器は、ハイパス
フィルタの出力信号をゼロ信号から減算し、演算制御器
は、減算器の出力信号に基づいて電流指令値を算出し、
電流発生器は、電流指令値に応じた電流値を制御電流と
して出力するようにしたので、比較的簡単な回路構成で
フィルタの小型化を実現するとともに、ノーマルモード
ノイズおよびコモンモードノイズの両方を同時に低減す
ることのできる電力変換装置のノイズ低減装置が得られ
る効果がある。

【０１０３】また、この発明によれば、各電力供給線と
静電容量要素との接続点と電源との間に挿入されたイン
ピーダンス要素を備え、インピーダンス要素には、電源
の電圧と静電容量要素の電圧との差分電圧が印加される
ようにしたので、電源に存在する系統インピーダンスが
小さい場合でも、ノーマルモードノイズおよびコモンモ
ードノイズの両方を同時に低減することのできる電力変
換装置のノイズ低減装置が得られる効果がある。

【０１０４】また、この発明によれば、インピーダンス
要素は、リアクトルからなるので、電源に存在する系統
インピーダンスが小さい場合でも、ノーマルモードノイ
ズおよびコモンモードノイズの両方を同時に低減するこ
とのできる電力変換装置のノイズ低減装置が得られる効
果がある。

【０１０５】また、この発明によれば、電源は、交流電
源からなるので、交流電源を用いた場合でも、フィルタ
の小型化を実現するとともに、ノーマルモードノイズお
よびコモンモードノイズの両方を同時に低減することの
できる電力変換装置のノイズ低減装置が得られる効果が
ある。

【０１０６】また、この発明によれば、電源は、直流電
源からなるので、直流電源を用いた場合でも、フィルタ
の小型化を実現するとともに、ノーマルモードノイズお
よびコモンモードノイズの両方を同時に低減することの
できる電力変換装置のノイズ低減装置が得られる効果が
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施の形態１を概略的に示す回路
構成図である。

【図２】 この発明の実施の形態１による制御手段を詳
細に示す回路構成図である。

【図３】 この発明の実施の形態１による動作を示す波
形図である。

【図４】 この発明の実施の形態２を概略的に示す回路
構成図である。

【図５】 この発明の実施の形態３を概略的に示す回路
構成図である。

【図６】 この発明の実施の形態４を概略的に示す回路
構成図である。

【図７】 この発明の実施の形態５を概略的に示す回路
構成図である。

【図８】 従来の電力変換装置を用いた伝導性ノイズの
測定装置を示す回路構成図である。

【図９】 一般的な擬似電源回路網を概略的に示す回路
構成図である。

【図１０】 一般的な擬似電源回路網に対してノーマル
モードで流れるノイズ経路を示す説明図である。

【図１１】 一般的な擬似電源回路網に対してコモンモ
ードで流れるノイズ経路を示す説明図である。

【図１２】 ＬＣフィルタを用いた従来の電力変換装置
のノイズ低減装置を示す回路構成図である。

【図１３】 従来のコモンモードノイズ抑制装置の一例
を示す回路構成図である。

【符号の説明】

１ 交流電源、１ｄ 直流電源、２ 接地点、３、６
コンデンサ、４、４ｄ電力変換装置、５ 負荷、７ 抵
抗器、８ 電圧検出回路、９ ハイパスフィルタ、１０
減算器、１１、１１ａ〜１１ｄ 演算制御器、１２、
１２ａ〜１２ｄ 電流発生器、４０、４１、４２ リア
クトル、Ｉｃｏｍ＊、Ｉｃｏｍａ＊〜Ｉｃｏｍｄ＊ 電
流指令値、Ｉｃｏｍ、Ｉｃｏｍａ〜Ｉｃｏｍｄ 制御電
流、Ｖ３ コンデンサの電圧、ＶＦ 浮遊容量の電圧。

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の電力供給線を介して電源に接続さ
   れ、変換電力を負荷に供給するための電力変換装置のノ
   イズ低減装置であって、 前記各電力供給線と接地線との間に挿入された静電容量
   要素と、 前記静電容量要素の電圧を検出する電圧検出回路と、 前記静電容量要素の電圧に応じた制御電流を前記各電力
   供給線側に供給する制御手段とを備え、 前記制御手段は、前記制御電流により、前記静電容量要
   素に存在する高周波電圧成分を抑制することを特徴とす
   る電力変換装置のノイズ低減装置。
2. 【請求項２】 前記各電力供給線と前記接地線との間に
   挿入されたインピーダンス回路を備え、 前記静電容量要素は、第１のコンデンサからなり、 前記インピーダンス回路は、第２のコンデンサおよび抵
   抗器からなる直列回路からなり、 前記制御手段は、前記第１のコンデンサの電圧に応じ
   て、前記第２のコンデンサと前記抵抗器との接続点に前
   記制御電流を供給することを特徴とする請求項１に記載
   の電力変換装置のノイズ低減装置。
3. 【請求項３】 前記各電力供給線と前記接地線との間に
   挿入されたコンデンサおよび抵抗器からなる直列回路を
   備え、 前記静電容量要素は、前記各電力供給線と前記接地線と
   の間の浮遊容量からなり、 前記制御手段は、前記浮遊容量の電圧に応じて、前記コ
   ンデンサと前記抵抗器との接続点に前記制御電流を供給
   することを特徴とする請求項１に記載の電力変換装置の
   ノイズ低減装置。
4. 【請求項４】 前記静電容量要素は、コンデンサからな
   り、 前記制御手段は、前記コンデンサの電圧に応じて、前記
   制御電流を前記各電力供給線に直接供給することを特徴
   とする請求項１に記載の電力変換装置のノイズ低減装
   置。
5. 【請求項５】 前記静電容量要素は、前記各電力供給線
   と前記接地線との間の浮遊容量からなり、 前記制御手段は、前記浮遊容量の電圧に応じて、前記制
   御電流を前記各電力供給線に直接供給することを特徴と
   する請求項１に記載の電力変換装置のノイズ低減装置。
6. 【請求項６】 前記制御手段は、ハイパスフィルタ、減
   算器、演算制御器および電流発生器を含み、 前記ハイパスフィルタは、前記電圧検出回路の出力信号
   に含まれる高周波成分を通過させ、 前記減算器は、前記ハイパスフィルタの出力信号をゼロ
   信号から減算し、 前記演算制御器は、前記減算器の出力信号に基づいて電
   流指令値を算出し、 前記電流発生器は、前記電流指令値に応じた電流値を前
   記制御電流として出力することを特徴とする請求項１か
   ら請求項５までのいずれかに記載の電力変換装置のノイ
   ズ低減装置。
7. 【請求項７】 前記各電力供給線と前記静電容量要素と
   の接続点と前記電源との間に挿入されたインピーダンス
   要素を備え、 前記インピーダンス要素には、前記電源の電圧と前記静
   電容量要素の電圧との差分電圧が印加されることを特徴
   とする請求項１から請求項６までのいずれかに記載の電
   力変換装置のノイズ低減装置。
8. 【請求項８】 前記インピーダンス要素は、リアクトル
   からなることを特徴とする請求項７に記載の電力変換装
   置のノイズ低減装置。
9. 【請求項９】 前記電源は、交流電源からなることを特
   徴とする請求項１から請求項８までのいずれかに記載の
   電力変換装置のノイズ低減装置。
10. 【請求項１０】 前記電源は、直流電源からなることを
    特徴とする請求項１から請求項８までのいずれかに記載
    の電力変換装置のノイズ低減装置。