JP2006129591A - Power supply device - Google Patents

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JP2006129591A JP2004313412A JP2004313412A JP2006129591A JP 2006129591 A JP2006129591 A JP 2006129591A JP 2004313412 A JP2004313412 A JP 2004313412A JP 2004313412 A JP2004313412 A JP 2004313412A JP 2006129591 A JP2006129591 A JP 2006129591A
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Hidekazu Igawa
英一 井川
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Toshiba Mitsubishi Electric Industrial Systems Corp
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a power supply device wherein the influence of current ripples on a load in common mode can be reduced. <P>SOLUTION: The power supply device includes an AC-DC converter 3 that converts alternating currents into direct currents, a filter 5 that reduces ripples contained in the direct-current output of the AC-DC converter 3, a first ground capacitor 15 provided on the input side of the AC-DC converter 3, and a second ground capacitor 16 provided on the output side of the filter 5. The grounding point of the first ground capacitor 15 and the grounding point of the second ground capacitor 16 are connected to first ground conductors 12a and 12b, and the first ground conductors are grounded at one point. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、負荷に電力を供給する電源装置に係り、特に出力リプルを低減した電源装置に関する。   The present invention relates to a power supply device that supplies power to a load, and more particularly to a power supply device that reduces output ripple.

例えば医療・物理学研究に用いられる加速器用電磁石電源は、高エネルギーの陽子ビームを生成するために、電磁石コイルを高精度で励磁する必要がある。このため、電源は、定格直流電流Ioに対し、電流リプルΔIrの正規化値(ΔIr/Io)は10のマイナス6乗オーダ以下に低減することが求められる。   For example, an electromagnetic power source for an accelerator used for medical / physical research needs to excite an electromagnetic coil with high accuracy in order to generate a high-energy proton beam. For this reason, the power source is required to reduce the normalized value (ΔIr / Io) of the current ripple ΔIr to 10 minus 6 or less with respect to the rated DC current Io.

このような電流リプルを低減する電源装置として、高次の周波数成分はローパスフィルタを用い、低次の周波数成分に対しては、IGBT等の自己消弧型のスイッチング素子と抵抗の直列回路を負荷と並列に接続し、低周波の電流リプルを補償するようにスイッチング素子をオンオフ制御する方法が提案されている(例えば特許文献1参照。)。   As a power supply device that reduces such current ripple, a high-order frequency component uses a low-pass filter, and a low-order frequency component is loaded with a series circuit of a self-extinguishing switching element such as an IGBT and a resistor. And a method of controlling on / off of the switching element so as to compensate for a low-frequency current ripple has been proposed (see, for example, Patent Document 1).

この特許文献1に示された電源装置では、一般に素子のスイッチング操作を高周波化することによりローパスフィルタの低減効果を向上させて所謂ノーマルモード(電源ライン)の電流リプルを低減することが可能である。   In the power supply device disclosed in Patent Document 1, it is possible to improve the reduction effect of the low-pass filter by generally increasing the switching operation of the element and reduce the so-called normal mode (power supply line) current ripple. .

ところが、この高周波化により、電源装置を構成する要素機器や負荷の浮遊キャパシタンスに所謂コモンモード(電源ライン−大地間)の漏洩電流が生じ、コモンモードの電流リプルが増加してしまう場合がある。特に、近年では電源装置の大容量化に伴う高電圧・大電流のスイッチングや、機器の大型化に伴う浮遊キャパシタンスの増大等により、コモンモードリプルが顕在化してきている。   However, due to this higher frequency, so-called common mode (between the power supply line and the ground) leakage current may occur in the stray capacitance of the component devices and loads constituting the power supply device, and the common mode current ripple may increase. In particular, in recent years, common mode ripple has become apparent due to switching of high voltage and large current accompanying an increase in capacity of a power supply device and an increase in stray capacitance accompanying an increase in the size of equipment.

この浮遊キャパシタンスによるコモンモードの高周波電圧(電流)の抑制手段として、接地コンデンサを設ける方法があり、交直変換器の入力である交流ラインに主回路と大地間の浮遊キャパシタンスより十分に大きい接地コンデンサを設ける方法が提案されている(例えば特許文献2参照。)。
特開2003−18846号公報(第4−6頁、図3) 特開平8−111984号公報(第2−3頁、図1)
As a means of suppressing common-mode high-frequency voltage (current) due to this stray capacitance, there is a method of providing a grounding capacitor, and a grounding capacitor that is sufficiently larger than the stray capacitance between the main circuit and the earth is installed on the AC line that is the input of the AC / DC converter A method of providing it has been proposed (see, for example, Patent Document 2).
Japanese Patent Laying-Open No. 2003-18846 (page 4-6, FIG. 3) JP-A-8-111984 (page 2-3, FIG. 1)

特許文献2に示された手法によれば、コモンモードの高周波電圧を電源側に生じさせないようにすることは可能であるが、負荷側には依然として電流リップルが生じるという問題が残る。   According to the technique disclosed in Patent Document 2, it is possible to prevent a common mode high-frequency voltage from being generated on the power supply side, but there remains a problem that current ripple still occurs on the load side.

本発明は上記に鑑みて為されたものであり、コモンモードによる電流リップルが負荷側に与える影響を低減することが可能な電源装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to provide a power supply device that can reduce the influence of current ripple caused by the common mode on the load side.

上記目的を達成するため、本発明の電源装置は、交流を直流に変換する交直変換器と、この交直変換器の直流出力に含まれるリプルを低減するフィルタと、前記交直変換器の入力側に設けられた第1の接地コンデンサと、前記フィルタの出力側に設けられた第2の接地コンデンサとを具備し、前記第1の接地コンデンサの接地点と、前記第2の接地コンデンサの接地点とを第1の接地導体に接続し、この第1の接地導体を1点接地したことを特徴としている。   In order to achieve the above object, a power supply device of the present invention includes an AC / DC converter that converts AC to DC, a filter that reduces ripples included in the DC output of the AC / DC converter, and an input side of the AC / DC converter. A first grounding capacitor provided; and a second grounding capacitor provided on the output side of the filter; a grounding point of the first grounding capacitor; a grounding point of the second grounding capacitor; Is connected to a first ground conductor, and this first ground conductor is grounded at one point.

本発明によれば、コモンモードによる電流リプルが負荷側に与える影響を低減することが可能な電源装置を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the power supply device which can reduce the influence which the current ripple by a common mode has on a load side can be provided.

以下、本発明に係る電源装置の実施例について、図面を参照して説明する。   Hereinafter, embodiments of a power supply device according to the present invention will be described with reference to the drawings.

図1は本発明の実施例1に係る電源装置の構成図である。   FIG. 1 is a configuration diagram of a power supply apparatus according to Embodiment 1 of the present invention.

交流電源1から供給される3相交流電圧は入力変圧器2によって降圧され、交直変換器3に供給される。交直変換器3は交流入力を直流出力に変換し、直流リアクトル4及びローパスフィルタ5を介して負荷コイル6に直流を供給する。負荷電流は電流検出器7により検出され、図示しない交直変換器3の制御部分に使用されている。   The three-phase AC voltage supplied from the AC power source 1 is stepped down by the input transformer 2 and supplied to the AC / DC converter 3. The AC / DC converter 3 converts AC input into DC output, and supplies DC to the load coil 6 via the DC reactor 4 and the low-pass filter 5. The load current is detected by the current detector 7 and used for the control portion of the AC / DC converter 3 (not shown).

交直変換器3は変換器盤8に、直流リアクトル4はリアクトル盤9に、またローパスフィルタ5はフィルタ盤10に夫々収納されている。   The AC / DC converter 3 is housed in the converter board 8, the DC reactor 4 is housed in the reactor board 9, and the low-pass filter 5 is housed in the filter board 10.

MW級の大容量の電源装置においては、交直変換器3や直流リアクトル4の冷却に水冷方式が使用される場合があり、上記各盤の筺体内には冷却水配管11が引き込まれている。また、変換器盤8、リアクトル盤9及びフィルタ盤10には接地用の接地母線12a、12b及び12cが夫々設けられている。更にこれらの盤は、チャンネルベース13を介して大地に対し構造的に固定されている。   In the MW class large-capacity power supply device, a water cooling system may be used for cooling the AC / DC converter 3 and the DC reactor 4, and a cooling water pipe 11 is drawn into the enclosure of each panel. The converter board 8, the reactor board 9 and the filter board 10 are respectively provided with ground buses 12a, 12b and 12c for grounding. Furthermore, these boards are structurally fixed to the ground via the channel base 13.

浮遊キャパシタンス14a及び14bは盤筐体内の機器、例えば直流リアクトル4と大地間に存在する浮遊キャパシタンスを代表して表したものである。   The stray capacitances 14a and 14b are representative of stray capacitance existing between equipment in the panel housing, for example, the DC reactor 4 and the ground.

交直変換器3の入力側には接地コンデンサ15が設けられ、この3相の中点である接地点は接地母線12aに接続されている。また、交直変換器3の出力側には接地コンデンサ16が設けられ、この中点である接地点は接地母線12cに接続されている。そしてこれらの接地母線12a、12b及び12cは互いに接続され、接地母線12cの端部から接地銅板17を介して接地極に1点接地されている。   A grounding capacitor 15 is provided on the input side of the AC / DC converter 3, and a grounding point which is a midpoint of the three phases is connected to the grounding bus 12a. A grounding capacitor 16 is provided on the output side of the AC / DC converter 3, and the grounding point, which is the middle point, is connected to the grounding bus 12c. These ground buses 12a, 12b and 12c are connected to each other, and are grounded at one point from the end of the ground bus 12c via the ground copper plate 17 to the ground electrode.

電源装置を構成する機器を収納した変換器盤8、リアクトル盤9及びフィルタ盤10のチャンネルベース13の上部には、電源装置を構成する機器及び接地母線12a、12b及び12cを大地と絶縁するための絶縁板19が配置されている。同様に、冷却水配管11における変換器盤8、リアクトル盤9及びフィルタ盤10の筐体とのフランジ取り合いの部分には、絶縁パッキン18a、18b及び18cを夫々挿入して大地との絶縁を図っている。上記絶縁板19及び絶縁パッキン18a、18b及び18cの絶縁構造としては、図示していないが絶縁ボルトや絶縁カラー等を併せて使用することにより連結部での絶縁を確保するように構成する。   In order to insulate the equipment constituting the power supply and the ground buses 12a, 12b and 12c from the ground on the upper part of the channel base 13 of the converter board 8, the reactor board 9 and the filter board 10 containing the equipment constituting the power supply. Insulating plate 19 is arranged. Similarly, insulating packings 18a, 18b and 18c are inserted into the flange joint portions of the cooling water pipe 11 with the casings of the converter panel 8, the reactor panel 9 and the filter panel 10, respectively, to insulate the ground. ing. The insulating structure of the insulating plate 19 and the insulating packings 18a, 18b, and 18c is configured to ensure insulation at the connecting portion by using an insulating bolt, an insulating collar, etc., although not shown.

接地コンデンサ16は、フィルタ盤10の筐体内に前述の特許文献1に示されている図示しないリプル補償用のスイッチング素子が使用されている場合は、その出力側に配置するようにし、交流端の接地コンデンサ15とこの直流端の接地コンデンサ16で交直変換器3やリプル補償器内のスイッチング素子を挟み込むように接地母線12a及び12cに接続する。入力変圧器2のシールドアース部及び負荷コイル6のアース部は、接地母線12a、12b及び12cより更に低インピーダンスの接地銅板17(例えば幅300mm、厚さ0.5mm程度。)に接続する。そしてこの接地銅板17は低インピーダンスの接地極に1点接地する。   When the ripple compensation switching element (not shown) shown in Patent Document 1 described above is used in the housing of the filter panel 10, the grounding capacitor 16 is arranged on the output side thereof, and is connected to the AC terminal. The grounding capacitor 15 and the grounding capacitor 16 at the DC end are connected to the ground buses 12a and 12c so as to sandwich the switching element in the AC / DC converter 3 and the ripple compensator. The shield earth part of the input transformer 2 and the earth part of the load coil 6 are connected to a ground copper plate 17 (for example, a width of about 300 mm and a thickness of about 0.5 mm) having a lower impedance than the ground buses 12a, 12b and 12c. The grounding copper plate 17 is grounded at one point to a low impedance grounding electrode.

以上の構成における作用効果について以下説明する。   The effects of the above configuration will be described below.

まず、交直変換器3のスイッチングによって生ずるコモンモードノイズは、浮遊キャパシタンス14a、14bを介して大地に接地電流として流出するが、この浮遊キャパシタンス14a、14bのインピーダンスは、交流側の接地コンデンサ15及び直流側の接地コンデンサ16の接地インピーダンスに比べて無視できる程度の高インピーダンスであるため、コモンモードノイズによる対地漏洩電流は、交流端の接地コンデンサ15と直流端の接地コンデンサ16間で循環し、変換器盤8、リアクトル盤9及びフィルタ盤10から外部へ流出する漏洩電流を著しく低減することが可能となる。   First, common mode noise generated by switching of the AC / DC converter 3 flows out to the ground as a ground current via the floating capacitances 14a and 14b. The impedance of the floating capacitances 14a and 14b is caused by the grounding capacitor 15 on the AC side and the direct current. The ground leakage current due to the common mode noise circulates between the ground capacitor 15 at the AC end and the ground capacitor 16 at the DC end, and is thus converted to a converter. Leakage current flowing out from the panel 8, the reactor panel 9 and the filter panel 10 can be significantly reduced.

更に、絶縁板19並びに絶縁パッキン18a、18b及び18cの絶縁効果により、浮遊キャパシタンス14a、14bは、対接地母線12a、12b及び12cの浮遊キャパシタンスに限定することが可能となり、上記の漏洩電流の低減に大きく寄与するばかりでなく、浮遊キャパシタンス14a、14bの容量自体も低減することが可能となる。   Further, due to the insulating effect of the insulating plate 19 and the insulating packings 18a, 18b and 18c, the stray capacitances 14a and 14b can be limited to the stray capacitance of the ground buses 12a, 12b and 12c, thereby reducing the leakage current. In addition, the capacitance of the stray capacitances 14a and 14b can be reduced.

また、主に巻線とシールドアース間に形成される入力変圧器2の浮遊キャパシタンスや負荷コイル6の浮遊キャパシタンスは、対低インピーダンスの接地銅板17を介して形成されやすくなるが、入力変圧器2のシールドアース部及び負荷コイル6のアース部を直接接地銅板17に接地するようにしたので、変圧器2や負荷コイル6からの漏洩電流を低減することができる。   In addition, the floating capacitance of the input transformer 2 and the floating capacitance of the load coil 6 that are mainly formed between the winding and the shield ground are easily formed via the grounded copper plate 17 having a low impedance, but the input transformer 2 Since the shield earth part and the earth part of the load coil 6 are directly grounded to the grounding copper plate 17, the leakage current from the transformer 2 and the load coil 6 can be reduced.

従って、電源装置の構成機器からの漏洩電流が盤外部にでることを抑制できると共に、入力変圧器や負荷コイルからの漏洩電流を低減して負荷コイルに流れるコモンモードリプルを低減することが可能となる。   Therefore, it is possible to suppress the leakage current from the power supply device components from appearing outside the panel, and it is possible to reduce the leakage current from the input transformer and the load coil to reduce the common mode ripple flowing in the load coil. Become.

尚、この実施例1の図1において、交直変換器3は所謂電流型変換器としているが、これは電圧型変換器であっても良い。その場合は直流リアクトル4を省略できる。   In FIG. 1 of the first embodiment, the AC / DC converter 3 is a so-called current type converter, but it may be a voltage type converter. In that case, the DC reactor 4 can be omitted.

次に本発明の実施例2に係る電源装置を、図2を参照して説明する。   Next, a power supply device according to Embodiment 2 of the present invention will be described with reference to FIG.

図2は本発明の実施例2に係る電源装置の構成図である。この実施例2の各部について、図1の実施例1に係る電源装置の各部と同一部分は同一符号で示し、その説明を省略する。この実施例2が実施例1と異なる点は、入力変圧器2を、チャンネルベース13aを有する変圧器盤20に収納し、変圧器2のシールドアース部を盤内の接地母線12dに接続し、接地母線12dとチャンネルベース13a間に絶縁板19aを設け、接地母線12dを接地銅板17に1点接地するようにした点である。   FIG. 2 is a configuration diagram of a power supply apparatus according to Embodiment 2 of the present invention. In each part of the second embodiment, the same parts as those of the power supply apparatus according to the first embodiment shown in FIG. The difference between the second embodiment and the first embodiment is that the input transformer 2 is housed in the transformer board 20 having the channel base 13a, and the shield earth portion of the transformer 2 is connected to the ground bus 12d in the board. An insulating plate 19a is provided between the ground bus 12d and the channel base 13a, and the ground bus 12d is grounded to the ground copper plate 17 at one point.

このような構成とすることにより、変圧器盤20と変換器盤8との接触等による浮遊キャパシタンス形成の経路変更を避けるとともに、入力変圧器2を大地と絶縁して1点接地することにより、変圧器2の浮遊キャパシタンスを対接地母線12dに限定し、コモンモードノイズの対接地銅板17以外への漏洩を防止する。   By adopting such a configuration, it is possible to avoid a change in the path of stray capacitance formation due to contact between the transformer panel 20 and the converter panel 8, and to ground the input transformer 2 from the ground and to make a single point ground, The stray capacitance of the transformer 2 is limited to the grounding bus 12d to prevent leakage of common mode noise to other than the grounding copper plate 17.

従って、入力変圧器からの漏洩電流を更に低減して負荷コイルに流れるコモンモードリプルを低減することが可能となる。   Therefore, it is possible to further reduce the leakage current from the input transformer and reduce the common mode ripple flowing in the load coil.

次に本発明の実施例3に係る電源装置を、図3を参照して説明する。   Next, a power supply device according to Embodiment 3 of the present invention will be described with reference to FIG.

図3は本発明の実施例3に係る電源装置の構成図である。この実施例3の各部について、図2の実施例2に係る電源装置の各部と同一部分は同一符号で示し、その説明を省略する。この実施例3が実施例2と異なる点は、負荷コイル6を、絶縁板19bを介してチャンネルベース13b上に設置するようにした点である。   FIG. 3 is a configuration diagram of a power supply device according to Embodiment 3 of the present invention. Regarding the parts of the third embodiment, the same parts as those of the power supply device according to the second embodiment of FIG. 2 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted. The third embodiment is different from the second embodiment in that the load coil 6 is installed on the channel base 13b via the insulating plate 19b.

このように負荷コイル6を大地と絶縁して1点接地することにより、負荷コイル6の浮遊キャパシタンスの形成が対接地銅板17に限定されることになり、負荷コイル6からの漏洩電流を更に低減して負荷コイルに流れるコモンモードリプルを低減することが可能となる。   By thus isolating the load coil 6 from the ground and grounding it at one point, the formation of the floating capacitance of the load coil 6 is limited to the grounded copper plate 17, and the leakage current from the load coil 6 is further reduced. Thus, the common mode ripple flowing in the load coil can be reduced.

次に本発明の実施例4に係る電源装置を、図4を参照して説明する。   Next, a power supply device according to Embodiment 4 of the present invention will be described with reference to FIG.

図4は本発明の実施例4に係る電源装置の構成図である。この実施例4の各部について、図1の実施例1に係る電源装置の各部と同一部分は同一符号で示し、その説明を省略する。この実施例4が実施例1と異なる点は、ローパスフィルタ5の中点接地線にダンピング抵抗21を挿入した点である。   FIG. 4 is a configuration diagram of a power supply apparatus according to Embodiment 4 of the present invention. In the parts of the fourth embodiment, the same parts as those of the power supply apparatus according to the first embodiment of FIG. The fourth embodiment is different from the first embodiment in that a damping resistor 21 is inserted in the midpoint ground line of the low-pass filter 5.

ローパスフィルタ5は、直流側の接地コンデンサ16や浮遊キャパシタンス14a、14bと比較してそのコンデンサ容量が十分に大きく、従って主なコモンモードリプル成分が接地部に流れる。このときの接地電流の環流路は、交流端の接地コンデンサ15から直流リアクトル4の漏れインダクタンスを経由し、ローパスフィルタ5の中点接地に至るルートとなる。   The low-pass filter 5 has a sufficiently large capacitance compared to the DC-side ground capacitor 16 and the stray capacitances 14a and 14b, and therefore, the main common mode ripple component flows to the ground portion. The circulation path of the ground current at this time becomes a route from the grounding capacitor 15 at the AC end to the midpoint grounding of the low-pass filter 5 via the leakage inductance of the DC reactor 4.

上記還流路において、ダンピング抵抗21を接地コンデンサ15と直流リアクトル4の漏れインダクタンスの共振成分を抑制するよう選定すれば、共振によるローパスフィルタ5のコモンモードリプルを低減でき、従って負荷コイルに流れるコモンモードリプルを低減することが可能となる。   If the damping resistor 21 is selected so as to suppress the resonant component of the leakage inductance of the grounding capacitor 15 and the DC reactor 4 in the return path, the common mode ripple of the low-pass filter 5 due to resonance can be reduced, and therefore the common mode flowing through the load coil. Ripple can be reduced.

次に本発明の実施例5に係る電源装置を、図5を参照して説明する。   Next, a power supply device according to Embodiment 5 of the present invention will be described with reference to FIG.

図5は本発明の実施例5に係る電源装置の構成図である。この実施例5の各部について、図4の実施例4に係る電源装置の各部と同一部分は同一符号で示し、その説明を省略する。この実施例5が実施例4と異なる点は、ローパスフィルタ5と並列に抵抗、リアクトル及びコンデンサの直列回路を2直列して成る同調フィルタ5aを接続し、この同調フィルタ5aの中点を、ダンピング抵抗21aを介して接地するようにした点である。   FIG. 5 is a configuration diagram of a power supply apparatus according to Embodiment 5 of the present invention. About each part of this Example 5, the same part as each part of the power supply device which concerns on Example 4 of FIG. 4 is shown with the same code | symbol, and the description is abbreviate | omitted. The fifth embodiment is different from the fourth embodiment in that a tuning filter 5a including two series circuits of a resistor, a reactor and a capacitor is connected in parallel with the low-pass filter 5, and the midpoint of the tuning filter 5a is damped. The point is that the ground is made through the resistor 21a.

同調フィルタ5aは、入力変圧器2の相構成や結線に基づく周波数成分(例えば12相変圧器なら12相成分。)や交直変換器3の出力特性で特にリプルが大きい周波数成分を低減するように選定される。この同調フィルタ5aは、前述のローパスフィルタ5と同様にコンデンサ容量が大きく、かつ、同調する周波数成分において低インピーダンスであるため、コモンモードリプルが流れやすい。ローパスフィルタ5と同調フィルタ5aの中点を連結するとフィルタ間で共振する恐れがあるため、ローパスフィルタ5と同様に個別にダンピング抵抗21aを設けるようにする。   The tuning filter 5a reduces the frequency component based on the phase configuration and connection of the input transformer 2 (for example, the 12-phase component for a 12-phase transformer) and the output component of the AC / DC converter 3 with a particularly large ripple. Selected. Since the tuning filter 5a has a large capacitor capacity as in the above-described low-pass filter 5 and has a low impedance in the frequency component to be tuned, common mode ripple tends to flow. When the midpoint of the low-pass filter 5 and the tuning filter 5a is connected, there is a risk of resonance between the filters. Therefore, as with the low-pass filter 5, a damping resistor 21a is individually provided.

このように構成すれば、ローパスフィルタと同調フィルタの共振現象を抑制し、且つ負荷コイルに流れる電流のコモンモードリプルを低減することが可能となる。   If comprised in this way, it will become possible to suppress the resonance phenomenon of a low-pass filter and a tuning filter, and to reduce the common mode ripple of the electric current which flows into a load coil.

次に本発明の実施例6に係る電源装置を、図6及び図7を参照して説明する。   Next, a power supply device according to Embodiment 6 of the present invention will be described with reference to FIGS.

図6は本発明の実施例6に係る電源装置の構成図である。この実施例6の各部について、図1の実施例1に係る電源装置の各部と同一部分は同一符号で示し、その説明を省略する。この実施例6が実施例1と異なる点は、図1の構成で交流電源1及び負荷コイル6を除いた装置部分を単位電源装置100とし、交流電源1に対し単位電源装置100と並列に単位電源装置101を設置した点、負荷コイル7a及び7bを夫々単位電源装置100の出力の正側及び負側に直列に、負荷コイル7c及び7dを夫々単位電源装置101の出力の正側及び負側に直列に接続して負荷コイル7b及び7cを直列接続した点、更に単位電源装置100に対して接地銅板17aを設け、負荷コイル7a、7bのアースを接地銅板17aに接続すると共に、この接地銅板17aを単位電源装置100用の接地銅板17と接続した点、また同様に単位電源装置101に対して接地銅板17bを設け、負荷コイル7c、7dのアースを接地銅板17bに接続すると共に、この接地銅板17bを単位電源装置101用の接地銅板17cと接続するようにした点である。尚、図1に示した冷却水配管11に関係する部分は簡単のため図示を省略している。   FIG. 6 is a configuration diagram of a power supply apparatus according to Embodiment 6 of the present invention. About each part of this Example 6, the same part as each part of the power supply device which concerns on Example 1 of FIG. 1 is shown with the same code | symbol, and the description is abbreviate | omitted. The sixth embodiment is different from the first embodiment in that the device portion excluding the AC power supply 1 and the load coil 6 in the configuration of FIG. 1 is a unit power supply device 100, and the AC power supply 1 is a unit in parallel with the unit power supply device 100. The point where the power supply device 101 is installed, the load coils 7a and 7b are connected in series to the positive and negative sides of the output of the unit power supply device 100, respectively, and the load coils 7c and 7d are connected to the positive and negative sides of the output of the unit power supply device 101, respectively. Are connected in series to the load coils 7b and 7c. Further, a ground copper plate 17a is provided for the unit power supply device 100, and the earth of the load coils 7a and 7b is connected to the ground copper plate 17a. 17a is connected to the grounding copper plate 17 for the unit power supply device 100, and similarly, a grounding copper plate 17b is provided for the unit power supply device 101, and the grounding of the load coils 7c and 7d is connected to the grounding copper plate. With connecting to 7b, a point which is adapted to connect the ground copper sheet 17b and a ground copper sheet 17c for the unit power supply 101. Note that portions related to the cooling water pipe 11 shown in FIG. 1 are omitted for simplicity.

図7は図6に示した構成図を説明するためのイメージ図である。図7に示したように、この実施例6に係る電源装置は、実際には単位電源装置100、101の2台だけではなく、複数の単位電源装置と負荷コイルとが交互に接続され一巡して直列路を構成するようになっている。これは、装置の大容量化に伴い、負荷コイルに給電すべき電圧に応じて電源装置を分割した方が扱い易いためである。   FIG. 7 is an image diagram for explaining the configuration diagram shown in FIG. As shown in FIG. 7, the power supply according to the sixth embodiment is actually not only two unit power supplies 100 and 101, but a plurality of unit power supplies and load coils are alternately connected to make a circuit. Thus, a series path is configured. This is because it is easier to handle the power supply device divided according to the voltage to be supplied to the load coil as the capacity of the device increases.

図7に示したように、複数台の負荷コイルを複数グループに分割し、各々のグループに対し単位電源装置を準備する。そして単位電源装置が分担する複数台の負荷コイルに応じて負荷コイル用接地銅板を設け、この負荷コイル用接地銅板と当該単位電源装置の接地銅板とを低インピーダンスで接続し、更に当該単位電源装置が分担する複数台の負荷コイルの各々のアース部を負荷コイル用接地銅板に接続する。   As shown in FIG. 7, a plurality of load coils are divided into a plurality of groups, and a unit power supply device is prepared for each group. Then, a load coil grounding copper plate is provided according to a plurality of load coils shared by the unit power supply device, the load coil grounding copper plate and the grounding copper plate of the unit power supply device are connected with low impedance, and the unit power supply device The earthing portions of the plurality of load coils shared by are connected to the load coil grounding copper plate.

このように構成すれば、複数の単位電源装置と複数の負荷コイルが交互に直列接続されるような例えば加速器の応用に対して、負荷コイルのアース部を近接する接地銅板で均等に1点接地し、且つ負荷コイルの浮遊キャパシタンスの分布を均等化させることが可能となり、負荷コイル流れるコモンモードリプルを低減することが可能となる。   If comprised in this way, with respect to the application of an accelerator where a plurality of unit power supply devices and a plurality of load coils are alternately connected in series, for example, the grounding portion of the load coil is equally grounded by a grounded copper plate that is close In addition, the distribution of the stray capacitance of the load coil can be equalized, and the common mode ripple flowing through the load coil can be reduced.

以上の実施例1乃至実施例6の説明においては、電源装置を構成する変換器盤、リアクトル盤及びフィルタ盤に対して、接地コンデンサを用いて接地し、また絶縁板や絶縁パッキンを使用する例を説明したが、本発明は上述の構成に限定されるものでなく、電源装置の構成機器の数や盤への分割収納方法や絶縁の具体的方法には依存しない。また、構成機器内のスイッチング素子やユニットを多直列や多並列にして組合せても同様な効果が得られることは明らかである。   In the above description of the first to sixth embodiments, the converter board, the reactor board, and the filter board constituting the power supply device are grounded using a grounding capacitor, and an insulating plate or an insulating packing is used. However, the present invention is not limited to the above-described configuration, and does not depend on the number of components of the power supply device, the method of dividing and storing in the panel, or the specific method of insulation. In addition, it is obvious that the same effect can be obtained even when the switching elements and units in the constituent devices are combined in multiple series or multiple parallel.

本発明の実施例1に係る電源装置の構成図。The block diagram of the power supply device which concerns on Example 1 of this invention. 本発明の実施例2に係る電源装置の構成図。The block diagram of the power supply device which concerns on Example 2 of this invention. 本発明の実施例3に係る電源装置の構成図。The block diagram of the power supply device which concerns on Example 3 of this invention. 本発明の実施例4に係る電源装置の構成図。The block diagram of the power supply device which concerns on Example 4 of this invention. 本発明の実施例5に係る電源装置の構成図。The block diagram of the power supply device which concerns on Example 5 of this invention. 本発明の実施例6に係る電源装置の構成図。The block diagram of the power supply device which concerns on Example 6 of this invention. 本発明の実施例6に係る電源装置のイメージ図。The image figure of the power supply device which concerns on Example 6 of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 交流電源
2 入力変圧器
3 交直変換器
4 直流リアクトル
5 ローパスフィルタ
5a 同調フィルタ
6、6a、6b、6c、6d 負荷コイル
7 電流検出器
8 変換器盤
9 リアクトル盤
10 フィルタ盤
11 冷却水配管
12、12a 接地母線
13、13a、13b チャンネルベース
14a、14b 浮遊キャパシタンス
15、16 接地コンデンサ
17、17a、17b、17c 接地銅板
18a、18b、18c 絶縁パッキン
19、19a、19b 絶縁板
20 変圧器盤
100、101 単位電源装置





DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 AC power supply 2 Input transformer 3 AC / DC converter 4 DC reactor 5 Low pass filter 5a Tuning filter 6, 6a, 6b, 6c, 6d Load coil 7 Current detector 8 Converter panel 9 Reactor panel 10 Filter panel 11 Cooling water piping 12 , 12a Ground bus bars 13, 13a, 13b Channel bases 14a, 14b Floating capacitances 15, 16 Grounding capacitors 17, 17a, 17b, 17c Grounding copper plates 18a, 18b, 18c Insulating packing 19, 19a, 19b Insulating plate 20 Transformer panel 100, 101 Unit power supply





Claims (10)

交流を直流に変換する交直変換器と、
この交直変換器の直流出力に含まれるリプルを低減するフィルタと、
前記交直変換器の入力側に設けられた第1の接地コンデンサと、
前記フィルタの出力側に設けられた第2の接地コンデンサと
を具備し、
前記第1の接地コンデンサの接地点と、前記第2の接地コンデンサの接地点とを
第1の接地導体に接続し、
この第1の接地導体を1点接地したことを特徴とする電源装置。
An AC / DC converter that converts AC to DC,
A filter for reducing ripples included in the DC output of the AC / DC converter;
A first grounding capacitor provided on the input side of the AC / DC converter;
A second grounding capacitor provided on the output side of the filter,
Connecting a ground point of the first ground capacitor and a ground point of the second ground capacitor to a first ground conductor;
A power supply apparatus characterized in that the first grounding conductor is grounded at one point.
前記交直変換器の直流出力を、直流リアクトルを介して前記フィルタに給電するようにしたことを特徴とする請求項1に記載の電源装置。   The power supply apparatus according to claim 1, wherein a DC output of the AC / DC converter is supplied to the filter through a DC reactor. 前記交直変換器、前記フィルタ及び前記第1の接地導体を絶縁物によって対地絶縁したことを特徴とする請求項1に記載の電源装置。   The power supply apparatus according to claim 1, wherein the AC / DC converter, the filter, and the first ground conductor are grounded with an insulator. 前記交直変換器、前記フィルタ、前記直流リアクトル及び前記第1の接地導体を絶縁物によって対地絶縁したことを特徴とする請求項2に記載の電源装置。   The power supply device according to claim 2, wherein the AC / DC converter, the filter, the DC reactor, and the first ground conductor are ground-insulated with an insulator. 前記交直変換器、前記フィルタ及び前記直流リアクトルの少なくとも1つを冷却するための冷却水配管を絶縁物によって対地絶縁したことを特徴とする請求項2に記載の電源装置。   The power supply device according to claim 2, wherein a cooling water pipe for cooling at least one of the AC / DC converter, the filter, and the DC reactor is grounded by an insulator. 前記交直変換器の入力変圧器を絶縁物によって対地絶縁し、この入力変圧器のアース部を前記1点接地点と接続される第2の接地導体に1点接地したことを特徴とする請求項1に記載の電源装置。   The input transformer of the AC / DC converter is insulated from the ground by an insulator, and the grounding portion of the input transformer is grounded at one point to a second grounding conductor connected to the one-point grounding point. The power supply device according to 1. 前記フィルタの出力側に接続される負荷を絶縁物によって対地絶縁し、この負荷のアース部を前記1点接地点と接続される第2の接地導体に1点接地したことを特徴とする請求項1に記載の電源装置。   The load connected to the output side of the filter is insulated from the ground by an insulator, and the earth portion of the load is grounded at one point to a second ground conductor connected to the one-point grounding point. The power supply device according to 1. 前記フィルタの中点を、ダンピング抵抗を介して前記第1の接地導体に接地したことを特徴とする請求項2に記載の電源装置。   The power supply apparatus according to claim 2, wherein a midpoint of the filter is grounded to the first ground conductor via a damping resistor. 前記フィルタと並列に同調フィルタを接続し、この同調フィルタの中点を、同調フィルタ用ダンピング抵抗を介して前記第1の接地導体に接地したことを特徴とする請求項8に記載の電源装置。   9. The power supply device according to claim 8, wherein a tuning filter is connected in parallel with the filter, and a midpoint of the tuning filter is grounded to the first ground conductor via a tuning filter damping resistor. 交流を直流に変換する交直変換器と、
交直変換器の直流出力に含まれるリプルを低減するフィルタと、
前記交直変換器の入力側に設けられた第1の接地コンデンサと、
前記フィルタの出力側に設けられた第2の接地コンデンサと、
前記第1の接地コンデンサの中点と前記第2の接地コンデンサの中点とが接地線で接続され、接地極に1点接地される第1の接地導体と
で単位電源装置を構成し、
前記単位電源装置と負荷とを夫々複数台交互に直列接続し、
各々の前記単位電源装置が供給する電圧で分割した負荷毎に第3の接地導体を設け、
この第3の接地導体とこれに対応する前記分割された負荷のアース部を接続し、
前記第1の接地導体と前記第3の接地導体とを接続したことを特徴とする電源装置。
An AC / DC converter that converts AC to DC,
A filter for reducing ripples included in the DC output of the AC / DC converter;
A first grounding capacitor provided on the input side of the AC / DC converter;
A second grounding capacitor provided on the output side of the filter;
A unit power supply unit is configured with a first ground conductor that is connected to the ground point of the first grounding capacitor and the second grounding capacitor with a grounding wire and grounded at one point to the grounding electrode.
A plurality of unit power supply units and loads are alternately connected in series,
A third ground conductor is provided for each load divided by the voltage supplied by each of the unit power supply devices,
Connecting the third ground conductor and the corresponding earth portion of the divided load;
A power supply apparatus, wherein the first ground conductor and the third ground conductor are connected.
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