JP2004072984A

JP2004072984A - フィルタ回路

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Publication number: JP2004072984A
Application number: JP2002233311A
Authority: JP
Inventors: Daisuke Ito; 伊藤　大介; Sei Azuma; 東　聖
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2002-08-09
Filing date: 2002-08-09
Publication date: 2004-03-04
Anticipated expiration: 2022-08-09
Also published as: JP4037208B2

Abstract

【課題】反共振が発生する反共振周波数において、高調波電圧が増幅されて負荷や電力系統に流出するのを抑制し、共振周波数においては十分な高調波吸収効果を得ることができるフィルタ回路を提供する。
【解決手段】任意の高調波成分を含む電源１と負荷２との間に、電源１に対して並列に第１のリアクトル８と第１のコンデンサ９と抵抗１０とからなる第１の直列回路を接続し、抵抗１０に並列に第２のリアクトル１１と第２のコンデンサ１２とからなる第２の直列回路を接続してフィルタ回路１３を構成する。第２のリアクトル１１と第２のコンデンサ１２の共振周波数を第１のリアクトル８と第１のコンデンサ９の共振周波数に合わせることにより抵抗１０の両端のインピーダンスを下げることができるので、反共振周波数における高調波電圧の増幅を抑制しながら、共振周波数での高調波吸収効果も十分に得ることができる。
【選択図】　　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えば交流架線からの電力を変圧器を介して電力変換装置へ供給し、この電力変換装置からの交流可変出力によって駆動用モータを可変駆動させる交流架線駆動電車等に用いられ、電力変換装置から発生する高調波成分を、変圧器を介して交流架線またはレール側に出力させないようにするために、電力変換装置と変圧器との間に並列に挿入されるなどのフィルタ回路の構成に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図６は従来のフィルタ回路の構成図である。図において、１は高調波成分を含む電源、２は電源１に接続された負荷、３はリアクトル、４はコンデンサ、５は抵抗で、これらが直列に接続されて、いわゆる直列共振フィルタと呼ばれるフィルタ回路６を構成し、このフィルタ回路６が電源１と負荷２の間に電源１と並列に接続されている。
【０００３】
次に動作について説明する。リアクトル３のインダクタンスをＬ、コンデンサ４の静電容量をＣ、抵抗５の抵抗値をＲ、電源１から発生する高調波の周波数をｆとすると、フィルタ回路６のインピーダンスＺの絶対値は式（１）で表され、共振周波数ｆ_０は式（２）のようになる。
Ｚ＝（Ｒ^２＋（２πｆＬ−１／（２πｆＣ））^２）^１／２・・・（１）
ｆ_０＝１／（２π（ＬＣ）^１／２）・・・・・・・・・・・・・（２）
式１に示すようにインピーダンスＺのうち抵抗値Ｒは周波数ｆによらず一定であるのに対し、リアクタンス成分（２πｆＬ−１／（２πｆＣ））は周波数ｆが小さいときには負値をとり容量性となり、逆にｆが大きいときには正値をとり誘導性となり、その境界である共振周波数ｆ_０において０となる。従ってインピーダンスＺは図７に示すように共振周波数ｆ_０で最小値Ｒをとる谷型の周波数特性となる。
【０００４】
上記のような特性により、フィルタ回路６は、電源１が発生する特定の高調波成分をバイパスさせて電源１側に返すことにより、この高調波成分を負荷２側に出カするのを防ぐ作用がある。
【０００５】
以上から、抵抗値Ｒを小さくすればするほど共振周波数ｆ_０におけるインピーダンスＺが小さくなるので、フィルタ回路６による高調波成分の吸収効果が大きくなることがわかる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、高調波成分を含む電源が電圧源の場合は、この直列共振を利用したフィルタ回路を電源に並列に接続しても、電圧源端子に直接接続されているだけでは電圧源とフィルタ回路との間で電圧降下が発生しないので周波数吸収効果はない。そのためしばしば電圧源端子とフィルタ回路との間の主回路配線に直列に存在する配線インダクタンスのリアクタンス成分が利用される。
【０００７】
図８は従来のフィルタ回路に配線インダクタンスを考慮した場合の構成図である。図において、１〜６は図６と同等であり、７は配線インダクタンスである。配線インダクタンス７のインダクタンスをＬ_１、リアクタンス成分をＸとすると、Ｘが大きければ大きいほど、すなわち単純にいえば配線長が長ければ長いほど、フィルタ回路の共振周波数における高調波成分吸収効果が増大する。
【０００８】
一方、フィルタ回路６のインピーダンスとリアクタンス成分Ｘとの関係で、電源１に含まれる高調波電圧Ｖはインピーダンスで分圧されるので、負荷２側のインピーダンスがフィルタ回路６のインピーダンスよりも充分高い場合その影響を無視すると、負荷２側に伝達される高調波電圧Ｖ_１は式３に示すようになる。ＶとＶ_１の比率すなわちＶ_１／Ｖは電源１に含まれる高調波電圧が負荷２側に伝達する割合、すなわち伝達特性を示すものである。
【０００９】
【数１】

【００１０】
配線インダクタンス７があるとき、フィルタ回路６のインピーダンスと配線のリアクタンス成分Ｘとの関係で反共振現象が発生し、反共振点ではフィルタ回路６のインピーダンスが上昇する。反共振点の反共振周波数をｆ_１とすると、周波数がｆ_１においてはｆ_１の高調波電圧が増幅されることになる。この様子を図９に示す。図９は、図８の配線インダクタンスとフィルタ回路による、周波数と伝達特性との関係を示す図である。図において、横軸は周波数、縦軸は高調波電圧の伝達特性を示している。図からわかるように、フィルタ回路６によって共振周波数ｆ_０における高調波吸収効果はあるものの、反共振周波数ｆ_１ではその高調波の電圧成分が増幅されて、これが負荷に流出するという問題があった。
【００１１】
また、従来のフィルタ回路では共振周波数ｆ_０及び反共振周波数ｆ_１における伝達特性は、共に抵抗値Ｒに依存しているので、反共振周波数ｆ_１における伝達特性を抑制しようとすると抵抗値Ｒを増加させて共振のダンピングを増加させる必要があるが、抵抗値Ｒを増加させると本来低下させたい共振周波数ｆ_０における伝達特性も上昇してしまうことになり、フィルタ回路における高調波吸収効果が低減するといった問題があった。
【００１２】
さらにまた、電力用や電鉄用など大容量のフィルタ回路では、そのフィルタ回路に使用される抵抗は、電流が流れるとインダクタンスが発生する誘導性抵抗がしばしば用いられる。これは、インダクタンスを発生しない無誘導性の抵抗は高価であり、かつ容量や抵抗値の品揃えが少ないためである。従来のフィルタ回路では、誘導性抵抗を用いると共振周波数が変化してしまい、所望の周波数を抑制するフィルタ回路を構成することが困難であるという問題があった。
【００１３】
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、反共振が発生する反共振周波数において、高調波電圧が増幅されて負荷や電力系統に流出するのを抑制し、かつ、共振周波数においては十分な高調波吸収効果を発揮するフィルタ回路を得ることを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
この発明のフィルタ回路は、任意の高調波成分を含む電源と負荷との間に、電源に対して並列に第１のリアクトルと第１のコンデンサと抵抗とからなる第１の直列回路を接続し、抵抗に並列に第２のリアクトルと第２のコンデンサとからなる第２の直列回路を接続して構成し、電源と第１の直列回路との間の配線に存在する配線インダクタンスと第１の直列回路と第２の直列回路とにより、電源から負荷へ伝達される高調波成分のうち特定の高調波成分を低減するようにしたものである。
【００１５】
また、任意の高調波成分を含む電源と負荷との間に、電源に対して並列にリアクトルと第１のコンデンサと抵抗とからなる直列回路を接続し、抵抗と並列に第２のコンデンサを接続して構成し、電源と直列回路との間の配線に存在する配線インダクタンスと直列回路と第２のコンデンサとにより、電源から負荷へ伝達される高調波成分のうち特定の高調波成分を低減するようにしたものである。
【００１６】
また、交流架線からの電力を変圧器を介して電力変換装置に供給する回路の変圧器と電力変換装置との間に、電力変換装置に対して並列に第１のリアクトルと第１のコンデンサと抵抗とからなる第１の直列回路を接続し、抵抗に並列に第２のリアクトルと第２のコンデンサとからなる第２の直列回路を接続して構成し、電力変換装置と第１の直列回路との間の配線に存在する配線インダクタンスと第１の直列回路と第２の直列回路とにより、電力変換装置から発生し変圧器側へ伝達される任意の高調波成分のうち特定の高調波成分を低減するようにしたものである。
【００１７】
また、交流架線からの電力を変圧器を介して電力変換装置に供給する回路の変圧器と電力変換装置との間に、電力変換装置に対して並列にリアクトルと第１のコンデンサと抵抗とからなる直列回路を接続し、抵抗に並列に第２のコンデンサを接続して構成し、電力変換装置と直列回路との間の配線に存在する配線インダクタンスと直列回路と第２のコンデンサとにより、電力変換装置から発生し変圧器側へ伝達される任意の高調波成分のうち特定の高調波成分を低減するようにしたものである。
【００１８】
また、上記のフィルタ回路が接続される回路の配線インダクタンスと直列に外付けのリアクトルを接続しフィルタ回路の一部としたものである。
【００１９】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１によるフィルタ回路の構成図である。図において、１は任意の高調波成分を含む電源、２は電源１に接続された負荷、７は配線に存在する配線インダクタンスである。負荷２と配線インダクタンス７の間の配線に電源１と並列に、第１のリアクトル８と第１のコンデンサ９と抵抗１０とからなる第１の直列回路を接続し、更に抵抗１０に並列に第２のリアクトル１１と第２のコンデンサ１２とからなる第２の直列回路を接続し、８〜１２で本実施の形態のフィルタ回路１３を構成している。そして、負荷２側への伝達を低減させたい周波数にあわせて共振周波数を選定するが、このとき、第１のリアクトル８と第１のコンデンサ９の共振周波数と、第２のリアクトル１１と第２のコンデンサ１２の共振周波数とが同じになるように、各々の要素の値を選定する。
【００２０】
次に動作について説明する。通常、負荷２側のインピーダンスはフィルタ回路１３のインピーダンスよりも充分高いのでその影響を無視するとして、電源１に含まれる高調波電圧をＶ、負荷２側に伝達される高調波電圧をＶ_１とすると、Ｖ_１は式４のようになる。ここで、Ｌはリアクトル８のインダクタンス、Ｃは第１のコンデンサ９の静電容量、Ｒは抵抗１０の抵抗値、Ｌｒは第２のリアクトル１２のインダクタンス、Ｃｒは第２のコンデンサ１２の静電容量、Ｌ_１は配線インダクタンス７のインダクタンスである。
【００２１】
【数２】

【００２２】
式４は、電源１に含まれる高調波電圧Ｖが、フィルタ回路１３によって負荷２側に高調波電圧Ｖ_１となって伝達されることを示している。そこで、式４を伝達特性（Ｖ_１／Ｖ）として表し周波数ｆとの関係を図に表すと図２のようになる。すなわち、図２は周波数ｆに対する伝達特性（Ｖ_１／Ｖ）を示す図である。図において、ｆ_１はフィルタ回路１３のインピーダンスと配線インダクタンス７のリアクタンス成分Ｘとの関係で発生する反共振現象における反共振周波数であり、ｆ_０はフィルタ回路１３の共振周波数である。共振周波数ｆ_０では、第１のリアクトル８と第１のコンデンサ９の共振周波数、および第２のリアクトル１１と第２のコンデンサ１２の共振周波数を等しくしているので、第２のリアクトル１１と第２のコンデンサ１２による共振で抵抗１０の両端のインピーダンスが低下し、抵抗Ｒに関係なく共振周波数ｆ_０における伝達特性が非常に低くなっている。一方、抵抗値Ｒを大きくすることにより、反共振周波数ｆ_１では抵抗１０によりダンピングがかかり、反共振のピーク値が抑制される。
【００２３】
以上のように、本実施の形態によれば、抵抗１０の抵抗値Ｒを増加させることにより、反共振点では、反共振周波数における伝達特性のピーク値を下げて不要な伝達を抑制することができると共に、共振点においては、抵抗１０と並列に接続されている第２のリアクトル１１と第２のコンデンサ１２のリアクタンスＬｒと静電容量Ｃｒが支配的となるため共振周波数におけるインピーダンス成分はほぼ０となり、共振周波数における高調波成分は第２の直列回路側を通るので、フィルタ回路による高調波吸収効果を充分に得ることができる。
【００２４】
また電力用や電鉄用など大容量のフィルタ回路に使用される抵抗は、無誘導性の抵抗が好ましいが、無誘導性抵抗は高価であり容量や抵抗値の品揃えが少ないことなどから、電流が流れるとインダクタンスが発生する誘導性タイプの抵抗がしばしば用いられる。従来のフィルタ回路の場合では誘導性抵抗を用いると共振周波数が変化してしまうので問題となったが、本実施の形態のフィルタ回路では誘導性抵抗を用いても、抵抗と並列に接続されている第２の直列回路のリアクタンスＬｒ、静電容量Ｃｒが支配的となり、その結果共振周波数のずれは極めて小さい。このため汎用性の高い誘導性抵抗を用いてもフィルタ回路の性能を十分に発揮することができる。
【００２５】
実施の形態２．
図３は本発明の実施の形態２によるフィルタ回路の構成図である。図において、１，２および７は実施の形態１の図１と同等であるので符号の説明は省略する。８はリアクトル、９は第１のコンデンサ、１０は抵抗であり、これら８〜１０の直列回路が電源１に並列に接続されており、更に抵抗１０と並列に第２のコンデンサ１２が接続されている。８〜１０，１２で本実施の形態のフィルタ回路１４を構成している。
【００２６】
次に動作について説明する。従来の技術で説明した図８においては、抵抗により共振点と反共振点のピークの度合いが決まっていた。従って、本来伝達するべきでない反共振点の伝達特性を下げるために抵抗を大きくすると、低く設定したい共振周波数での伝達特性は上昇してしまう。この矛盾を両立させるためには、反共振周波数ｆ_１と共振周波数ｆ_０との間で抵抗のインピーダンスを変化させればよい。すなわち、ｆ_１近傍では抵抗のインピーダンスを高くし、ｆ_０近傍ではインピーダンスを低くできればよい。しかしながら、抵抗は周波数依存が無いため、抵抗のみでインピーダンスを変化させることはできない。
【００２７】
そこで、本実施の形態では、抵抗１０に第２のコンデンサ１２を並列に接続して構成した。そして、抵抗１０の抵抗値Ｒと第２のコンデンサ１２の静電容量Ｃｒの合成インピーダンスがｆ_１とｆ_０とで異なるように、すなわちｆ_１ではインピーダンスが大きく、ｆ_０ではインピーダンスが小さくなるように、抵抗値Ｒ及び静電容量Ｃｒの値を決定するようにした。図４（Ａ）はＲとＣｒの合成インピーダンスと周波数の関係を示す図である。ｆ_１とｆ_０でのインピーダンスの差Ｚ１が得られるように抵抗とコンデンサの値を設定している。
【００２８】
このような回路構成によって、負荷２側のインピーダンスがフィルタ回路１４のインピーダンスよりも充分高い場合はその影響を無視するとして、電源１に含まれる高調波電圧をＶとし、負荷２側に伝達される高調波電圧をＶ_１とすると、Ｖ_１は式５のようになる。ここで、Ｌはリアクトル８のインダクタンス、Ｃは第１のコンデンサ９の静電容量、Ｒは抵抗１０の抵抗値、Ｃｒは第２のコンデンサ１２の静電容量、Ｌ_１は配線インダクタンス７のインダクタンスである。
【００２９】
【数３】

【００３０】
式５を伝達特性（Ｖ_１／Ｖ）として表し、この伝達特性と周波数の関係を図示したのが図４（Ｂ）である。上述したＲとＣｒの合成インピーダンスとの関連がわかるように図４（Ａ）と並べて表示している。図からわかるように、低周波側に現れる反共振点での反共振周波数ｆ_１近傍では第２のコンデンサ１２は低インピーダンスとならず、概ね抵抗Ｒにより決まるインピーダンスとなる。また高周波側に現れる共振点における共振周波数ｆ_０では第２のコンデンサ１２は低インピーダンスとなるので、伝達特性が抑制されているのがわかる。
【００３１】
以上のように本実施の形態によれば、反共振周波数ｆ_１での伝達特性を抵抗１０で抑制し、かつ共振周波数ｆ_０での伝達特性を第２のコンデンサ１２により低下させることにより共振点の周波数での高調波成分が負荷２側に流出しないようにすることができる。
【００３２】
実施の形態３．
図５は実施の形態３によるフィルタ回路の構成図である。本実施の形態では、交流架線駆動電車等の用途に用いられる、電力変換装置から発生する高調波成分を、変圧器を介して交流架線やレールに出力させないようにするために、電力変換装置と変圧器との間に電力変換装置に並列に挿入されるフィルタ回路について示している。
【００３３】
図において８〜１３は実施の形態１で説明した図１と同等であるので符号の説明と動作の説明は省略する。１５は交流架線、１６は交流架線から電力を集電するパンタグラフ、１７は架線電流の帰線となるレール、１８は変圧器、１９は変圧器１８を介して交流架線１５からの電力の供給を受ける電力変換装置であり、変圧器１８側に接続される単相コンバータ装置１９ａと中間直流回路を介して接続される３相インバータ装置１９ｂとで構成されている。２０は駆動用モータである。また、２１は変圧器１８と電力変換装置１９を接続する配線の配線インダクタンスである。そして、フィルタ回路１３は配線インピーダンス２１と変圧器１８との間の配線に電力変換装置１９に並列に挿入されている。
【００３４】
次に、動作について説明する。交流架線１５から電力を受け取って、パンタグラフ１６及び変圧器１８を介して電力変換装置１９の単相コンバータ１９ａにて交流電力を直流電力に変換し、更に３相インバータ１９ｂでその直流電力を交流可変出力電力に変換して、駆動用モータ２０を可変速駆動させることで電車を駆動させる。
【００３５】
上述のように電力変換装置１９は、共に電圧型の単相コンバータ１９ａと三相インバータ１９ｂとで構成されているので、半導体素子によるスイッチングにより矩形波電圧を出力する。矩形波電圧は周波数分析すると、数多くの高調波成分が高周波域まで含まれているので、特に変圧器１８側に接続される単相コンバータ１９ａから数多くの高調波成分を含む交流電圧が出力されると、交流架線１５に高調波電流が流れ架線電圧を歪ませるなど問題である。
【００３６】
また交流架線電車においては、ある区間における電車の存在や、踏切に電車の接近を知らせるためなど、電車の運行や安全を確保するために必要な多くの信号機システムが架線電流の帰線となるレール１７を用いて行われており、その信号機システムは様々な周波数帯域を用いて、微弱な電流をレール１７に流して地上設備で電車を検知する方式のものがほとんどである。従って、もしこれら信号機システムに、単相コンバータ１９ａから出力される高調波電流が変圧器１８を介してレール１７に流出すると、信号機システムが誤動作し、信号機システムに支障をきたすことになり問題となる。
【００３７】
このため各信号機システムには周波数帯域において、レール１７に出力される高調波電流の許容値が決められており、もしこれら許容値を超える高調波電流が出力されている場合、許容値以下になるように電車の単相コンバータ１９ａから出力される高調波電流を低減する対策が必要となる。
【００３８】
そこで本実施の形態では、図５に示すように電力変換装置１９の単相コンバータ１９ａと変圧器１８の間に、実施の形態１と同様なフィルタ回路１３を電力変換装置１９に並列に接続して構成した。そして、信号機システムで使用されている周波数、すなわち変圧器１８を介してレール１７へ流出させたくない周波数をフィルタ回路１３の共振周波数に設定する。
【００３９】
フィルタ回路１３は、実施の形態１で説明したように、第１のリアクトル８と第１のコンデンサ９と抵抗１０とからなる直列回路の抵抗１０に並列に第２のリアクトル１１と第２のコンデンサ１２を直列に接続して構成したので、反共振周波数におけるインピーダンス上昇は抵抗１０の抵抗値Ｒを増加させることで抑制でき、共振点においては、抵抗１０と並列に接続されている第２のリアクトル１１と第２のコンデンサ１２のリアクタンスＬｒと静電容量Ｃｒとが支配的となるので共振周波数におけるインピーダンス成分はほぼ０となり、共振周波数における高調波成分吸収効果を充分に発揮する。
【００４０】
本実施の形態によれば、配線インダクタンスによる電圧降下を利用し、電力変換装置の単相コンバータから発生する高調波電流をフィルタ回路を通じてバイパスさせ、単相コンバータ側に帰還させることができるので、変圧器を介しレールに高調波成分が流出して信号機システムに支障をきたすのを防止することができる。
【００４１】
また、反共振周波数の伝達特性を抵抗で抑制し、共振周波数の伝達特性を充分に低下させることができるため、フィルタ回路１３により不要な高調波成分を交流架線１５に流出することを抑制することができる。
【００４２】
また、抵抗１０に誘導性抵抗を用いても、抵抗と並列に接続されている第２の直列回路のリアクタンスＬｒ、静電容量Ｃｒが支配的となり、その結果共振周波数のずれは極めて小さいので、汎用性の高い誘導性抵抗を用いてもフィルタ回路の性能を十分に発揮することができる。
【００４３】
なお、本実施の形態のフィルタ回路は、第１のリアクトル８と第１のコンデンサ９と抵抗１０とからなる直列回路の抵抗１０に並列に第２のリアクトル１１と第２のコンデンサ１２を直列に接続して構成したものについて説明したが、実施の形態２で説明したフィルタ回路、すなわち、リアクトル８と第１のコンデンサ９と抵抗１０とからなる直列回路の抵抗１０に並列に第２のコンデンサ１２を接続して構成したフィルタ回路と組み合わせても、実施の形態２で説明したフィルタ回路の効果により、本実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【００４４】
また、本実施の形態では電力変換装置の負荷として駆動用モータの場合を例に説明したが、この様な回路に限定するものではなく、例えば、電力変換装置１９を補助電源装置とし、それに３相交流負荷が接続されるような回路に適用しても同様の効果を奏することは言うまでもない。
【００４５】
実施の形態１〜３では、配線インダクタンスはフィルタ回路を適用する主回路の配線に存在するインダクタンスを利用する場合について説明したが、外付けのリアクトルを用いてフィルタ回路の構成要素としてもよい。
配線インダクタンスを利用する場合はフィルタ回路を適用する主回路の構成によって制約を受けるが、外付けのリアクトルであればインダクタンスを自由に選定できるので、他の構成要素の選択がより自由となる。すなわち、外付けのリアクトルにより所望のインダクタンスを得ることができるので、回路上の配線リアクタンスを事前に見積もることができ、高調波吸収度合に見合った的確な設計ができる。また、配線を長くする必要がなく、主回路の艤装方法の制約を受けることが少なくなる。
【００４６】
【発明の効果】
以上のように、請求項１の発明によれば、任意の高調波成分を含む電源と負荷との間に、電源に対して並列に第１のリアクトルと第１のコンデンサと抵抗とからなる第１の直列回路を接続し、更にこの抵抗に並列に第２のリアクトルと第２のコンデンサとからなる第２の直列回路を接続してフィルタ回路を構成したので、反共振周波数における伝達特性のピーク値を下げることができると共に、共振周波数におけるインピーダンスも低く抑えることができるので、特定の高調波成分が負荷側に流出するのを防止し、フィルタ回路による高調波吸収効果を充分に得ることができる。
【００４７】
また請求項２の発明によれば、電源に対して並列にリアクトルと第１のコンデンサと抵抗とからなる第１の直列回路を接続し、更にこの抵抗に並列に第２のコンデンサを接続してフィルタ回路を構成したので、反共振周波数での伝達特性を抵抗で抑制し、かつ共振周波数での伝達特性を第２のコンデンサによって低下させることができるので、簡単な構成で、反共振周波数における伝達特性のピーク値を下げることができると共に、共振周波数での特定の高調波成分が負荷側に流出するのを防止することができる。
【００４８】
また、請求項３の発明によれば、交流架線からの電力を変圧器を介して電力変換装置に供給する回路の変圧器と電力変換装置との間に、電力変換装置に対して並列に第１のリアクトルと第１のコンデンサと抵抗とからなる第１の直列回路を接続し、抵抗に並列に第２のリアクトルと第２のコンデンサとからなる第２の直列回路を接続してフィルタ回路を構成したので、電力変換装置から発生する高調波電流をフィルタ回路を通じてバイパスさせ、電力変換装置側に帰還させることができるので、電力変換装置から発生する高調波成分が変圧器を介して交流架線やレールに流出するのを防止することができる。
【００４９】
また請求項４の発明によれば、交流架線からの電力を変圧器を介して電力変換装置に供給する回路の変圧器と電力変換装置との間に、電力変換装置に対して並列にリアクトルと第１のコンデンサと抵抗とからなる第１の直列回路を接続し、抵抗に並列に第２のコンデンサを接続してフィルタ回路を構成したので、簡単な構成で請求項３と同様の効果を得ることができる。
【００５０】
さらにまた、請求項５の発明によれば、高調波吸収効果を得るために利用する主回路の配線の配線インダクタンス以外に、外付けのリアクトルをフィルタ回路の構成要素として加えたので、インダクタンスを自由に選定することができ、このため、フィルタ回路設計の自由度が増し、またフィルタ回路を使用する主回路配線の艤装の自由度も増す。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１のフィルタ回路を示す構成図である。
【図２】図１における周波数と伝達特性の関係を示す図である。
【図３】本発明の実施の形態２のフィルタ回路を示す構成図である。
【図４】図３における周波数とＲとＣｒの合成インピーダンスの関係、および周波数と伝達特性の関係を示す図である。
【図５】本発明の実施の形態３のフィルタ回路を示す構成図である。
【図６】従来のフィルタ回路を示す構成図である。
【図７】従来のフィルタ回路の周波数とインピーダンスの関係を示す図である。
【図８】配線インダクタンスを考慮した従来のフィルタ回路の構成を示す図である。
【図９】図８における周波数と伝達特性の関係を示す図である。
【符号の説明】
１　電源　　　　　　２　負荷
７、２１　配線インダクタンス　　　８　第１のリアクトル
９　第１のコンデンサ　　　１０　抵抗
１１　第２のリアクトル　　　１２　第２のコンデンサ
１３、１４　フィルタ回路　　　１５　交流架線
１８　変圧器　　　　１９　電力変換装置。

Claims

任意の高調波成分を含む電源と負荷との間に、上記電源に対して並列に第１のリアクトルと第１のコンデンサと抵抗とからなる第１の直列回路を接続し、上記抵抗に並列に第２のリアクトルと第２のコンデンサとからなる第２の直列回路を接続して構成し、上記電源と上記第１の直列回路との間の配線に存在する配線インダクタンスと上記第１の直列回路と上記第２の直列回路とにより、上記電源から上記負荷へ伝達される上記高調波成分のうち特定の高調波成分を低減することを特徴とするフィルタ回路。
任意の高調波成分を含む電源と負荷との間に、上記電源に対して並列にリアクトルと第１のコンデンサと抵抗とからなる直列回路を接続し、上記抵抗と並列に第２のコンデンサを接続して構成し、上記電源と上記直列回路との間の配線に存在する配線インダクタンスと上記直列回路と上記第２のコンデンサとにより、上記電源から上記負荷へ伝達される上記高調波成分のうち特定の高調波成分を低減することを特徴とするフィルタ回路。
交流架線からの電力を変圧器を介して電力変換装置に供給する回路の上記変圧器と上記電力変換装置との間に、上記電力変換装置に対して並列に第１のリアクトルと第１のコンデンサと抵抗とからなる第１の直列回路を接続し、上記抵抗に並列に第２のリアクトルと第２のコンデンサとからなる第２の直列回路を接続して構成し、上記電力変換装置と上記第１の直列回路との間の配線に存在する配線インダクタンスと上記第１の直列回路と上記第２の直列回路とにより、上記電力変換装置から発生し上記変圧器側へ伝達される任意の高調波成分のうち特定の高調波成分を低減することを特徴とするフィルタ回路。
交流架線からの電力を変圧器を介して電力変換装置に供給する回路の上記変圧器と上記電力変換装置との間に、上記電力変換装置に対して並列にリアクトルと第１のコンデンサと抵抗とからなる直列回路を接続し、上記抵抗に並列に第２のコンデンサを接続して構成し、上記電力変換装置と上記直列回路との間の配線に存在する配線インダクタンスと上記直列回路と上記第２のコンデンサとにより、上記電力変換装置から発生し上記変圧器側へ伝達される任意の高調波成分のうち特定の高調波成分を低減することを特徴とするフィルタ回路。
請求項１〜４に記載のフィルタ回路において、上記配線インダクタンスと直列に外付けのリアクトルを接続したことを特徴とするフィルタ回路。