JP3277166B2 - 電力変換装置 - Google Patents
電力変換装置Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、交流電力に基づい
て電動機を可変速駆動する際に、漏洩電流を打消すよう
にノイズ補償電流を流すノイズ低減機能を有する電力変
換装置に関する。
て電動機を可変速駆動する際に、漏洩電流を打消すよう
にノイズ補償電流を流すノイズ低減機能を有する電力変
換装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】通常、電動機を駆動する際には、所望の
電力を供給可能な電力変換装置が使用されている。この
種の電力変換装置の典型的な例としては、ＧＴＯ(gate
turn-off thyristor) やＩＧＢＴ(insulated gate bipo
lar transistor) 等の複数の半導体スイッチング素子が
直並列に配置されたインバータ装置がある。このインバ
ータ装置は、以下の説明中で電力変換装置の代表例とし
て述べる。
電力を供給可能な電力変換装置が使用されている。この
種の電力変換装置の典型的な例としては、ＧＴＯ(gate
turn-off thyristor) やＩＧＢＴ(insulated gate bipo
lar transistor) 等の複数の半導体スイッチング素子が
直並列に配置されたインバータ装置がある。このインバ
ータ装置は、以下の説明中で電力変換装置の代表例とし
て述べる。
【０００３】近年、この種のインバータ装置を用いた電
動機の駆動系では、各スイッチング素子の高速スイッチ
ングに伴う大地漏洩電流（以下、漏洩電流という）が問
題として注目されている。
動機の駆動系では、各スイッチング素子の高速スイッチ
ングに伴う大地漏洩電流（以下、漏洩電流という）が問
題として注目されている。
【０００４】図５はこの問題を説明するための電動機の
駆動系の構成を示す回路図である。この電動機の駆動系
では、交流電源１から三相交流電圧が全波整流回路２に
供給される。
駆動系の構成を示す回路図である。この電動機の駆動系
では、交流電源１から三相交流電圧が全波整流回路２に
供給される。
【０００５】全波整流回路２は、三相ブリッジ接続され
たダイオード素子Ｄ１〜Ｄ６からなり、この三相交流電
圧を直流電圧に変換し、この直流電圧を正側入力ライン
Ｐと負側入力ラインＮとの間からインバータ装置３に供
給する。
たダイオード素子Ｄ１〜Ｄ６からなり、この三相交流電
圧を直流電圧に変換し、この直流電圧を正側入力ライン
Ｐと負側入力ラインＮとの間からインバータ装置３に供
給する。
【０００６】インバータ装置３は、三相ブリッジ接続さ
れたスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６からなり、図示しない
ゲート駆動回路による各スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６の
ＰＷＭ(pulse width modulation)制御により、幅の制御
されたパルス状（矩形波状）の電圧を電動機４の各相巻
線端子に与える。電動機４は、このパルス状の電圧によ
って駆動される。但し、電動機４は大地との間に浮遊容
量Ｃを有している。このため、インバータ装置３の各ス
イッチング素子のオン・オフに伴い、パルス状の電圧が
電動機４に印加されると、電動機４の端子と大地間にも
パルス的な電圧が印加される。
れたスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６からなり、図示しない
ゲート駆動回路による各スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６の
ＰＷＭ(pulse width modulation)制御により、幅の制御
されたパルス状（矩形波状）の電圧を電動機４の各相巻
線端子に与える。電動機４は、このパルス状の電圧によ
って駆動される。但し、電動機４は大地との間に浮遊容
量Ｃを有している。このため、インバータ装置３の各ス
イッチング素子のオン・オフに伴い、パルス状の電圧が
電動機４に印加されると、電動機４の端子と大地間にも
パルス的な電圧が印加される。
【０００７】この時の電圧変化率ｄｖ／ｄｔにより、電
動機巻線とフレームアースとの間の浮遊容量Ｃを通じて
大地にノイズ電流である漏洩電流Ｉ１が流れる。この漏
洩電流Ｉ１は、電動機４と交流電源１のアース端子との
間の各アースライン及び大地を通り、交流電源１のアー
ス端子に対して流入又は流出するように極性に応じて流
れる。このため、漏洩電流Ｉ１は漏洩ブレーカの誤動作
や感電事故等の原因となる。係る漏洩電流Ｉ１による不
都合を解消する観点から、図６に示すように、電力変換
装置に対してノイズ低減装置を適用することが考えられ
ている。
動機巻線とフレームアースとの間の浮遊容量Ｃを通じて
大地にノイズ電流である漏洩電流Ｉ１が流れる。この漏
洩電流Ｉ１は、電動機４と交流電源１のアース端子との
間の各アースライン及び大地を通り、交流電源１のアー
ス端子に対して流入又は流出するように極性に応じて流
れる。このため、漏洩電流Ｉ１は漏洩ブレーカの誤動作
や感電事故等の原因となる。係る漏洩電流Ｉ１による不
都合を解消する観点から、図６に示すように、電力変換
装置に対してノイズ低減装置を適用することが考えられ
ている。
【０００８】このノイズ低減装置は、交流電源１と全波
整流回路２との間の電源ラインから漏洩電流Ｉ１を検出
する漏洩電流検出器５と、検出された漏洩電流に基づい
て、正側入力ラインＰとアースとの間あるいはアースと
負側入力ラインＮとの間を導通させてノイズ補償電流を
流すノイズ低減回路６とを備えている。
整流回路２との間の電源ラインから漏洩電流Ｉ１を検出
する漏洩電流検出器５と、検出された漏洩電流に基づい
て、正側入力ラインＰとアースとの間あるいはアースと
負側入力ラインＮとの間を導通させてノイズ補償電流を
流すノイズ低減回路６とを備えている。
【０００９】なお、ノイズ低減回路６は、増幅器７、ｎ
ｐｎ型トランジスタＴｒ１、ｐｎｐ型トランジスタＴｒ
２及び結合コンデンサＣ１から構成されており、各トラ
ンジスタＴｒ１，Ｔｒ２には、高耐圧、高周波、高電流
増幅という動作性能が要求されている。
ｐｎ型トランジスタＴｒ１、ｐｎｐ型トランジスタＴｒ
２及び結合コンデンサＣ１から構成されており、各トラ
ンジスタＴｒ１，Ｔｒ２には、高耐圧、高周波、高電流
増幅という動作性能が要求されている。
【００１０】ここで、漏洩電流検出器５は、例えばフェ
ライトからなる環状のコアをもつ零相変流器ＣＴであ
り、全波整流回路２に流れる漏洩電流Ｉ１を電源ライン
の電流の差から等価的に検出し、検出信号を増幅器７に
与える。
ライトからなる環状のコアをもつ零相変流器ＣＴであ
り、全波整流回路２に流れる漏洩電流Ｉ１を電源ライン
の電流の差から等価的に検出し、検出信号を増幅器７に
与える。
【００１１】増幅器７は、この検出信号を増幅して出力
信号を各トランジスタＴｒ１，Ｔｒ２のベースに与え
る。各トランジスタＴｒ１，Ｔｒ２のうち、ｎｐｎ型ト
ランジスタＴｒ１は、コレクタが正側入力ラインＰに接
続され、エミッタがｐｎｐ型トランジスタＴｒ２のエミ
ッタ及び結合コンデンサの一端に接続されている。ｐｎ
ｐ型トランジスタのコレクタは負側入力ラインＮに接続
されている。結合コンデンサＣ１の他端はアースに接続
されている。
信号を各トランジスタＴｒ１，Ｔｒ２のベースに与え
る。各トランジスタＴｒ１，Ｔｒ２のうち、ｎｐｎ型ト
ランジスタＴｒ１は、コレクタが正側入力ラインＰに接
続され、エミッタがｐｎｐ型トランジスタＴｒ２のエミ
ッタ及び結合コンデンサの一端に接続されている。ｐｎ
ｐ型トランジスタのコレクタは負側入力ラインＮに接続
されている。結合コンデンサＣ１の他端はアースに接続
されている。
【００１２】すなわち、各トランジスタＴｒ１，Ｔｒ２
は、増幅器７から出力信号をベースに受けると、互いに
逆にオン・オフ動作し、正側入力ラインＰ又は負側入力
ラインＮを結合コンデンサＣ１を介してアースに接続す
る。
は、増幅器７から出力信号をベースに受けると、互いに
逆にオン・オフ動作し、正側入力ラインＰ又は負側入力
ラインＮを結合コンデンサＣ１を介してアースに接続す
る。
【００１３】例えば、図７に示すように、漏洩電流Ｉ１
が電動機４から交流電源１のアースラインに流入する場
合、ノイズ低減装置は、ｐｎｐ型トランジスタＴｒ２の
みをオンさせる。
が電動機４から交流電源１のアースラインに流入する場
合、ノイズ低減装置は、ｐｎｐ型トランジスタＴｒ２の
みをオンさせる。
【００１４】これにより、ノイズ補償電流ｉは、結合コ
ンデンサＣ１、ｐｎｐ型トランジスタＴｒ２及び負側入
力ラインＮを通り、全波整流回路２のダイオードＤ４，
Ｄ５又はＤ６からなる閉回路に流入する。
ンデンサＣ１、ｐｎｐ型トランジスタＴｒ２及び負側入
力ラインＮを通り、全波整流回路２のダイオードＤ４，
Ｄ５又はＤ６からなる閉回路に流入する。
【００１５】よって、このノイズ補償電流ｉにより、交
流電源１のアース端子に流入する漏洩電流Ｉ１が打消さ
れる。また、図８に示すように、交流電流１のアースラ
インから電動機４へ漏洩電流Ｉ１が流出する場合、ノイ
ズ低減装置は、ｎｐｎ型トランジスタＴｒ１のみをオン
させる。
流電源１のアース端子に流入する漏洩電流Ｉ１が打消さ
れる。また、図８に示すように、交流電流１のアースラ
インから電動機４へ漏洩電流Ｉ１が流出する場合、ノイ
ズ低減装置は、ｎｐｎ型トランジスタＴｒ１のみをオン
させる。
【００１６】これにより、ノイズ補償電流ｉは、全波整
流回路２のダイオードＤ１，Ｄ２又はＤ３から正側入力
ラインＰ、ｎｐｎ型トランジスタＴｒ１及び結合コンデ
ンサＣ１を通ってアースラインに流出する。よって、こ
のノイズ補償電流ｉにより、交流電源１のアースライン
から電動機４に流出する漏洩電流Ｉ１が打消される。
流回路２のダイオードＤ１，Ｄ２又はＤ３から正側入力
ラインＰ、ｎｐｎ型トランジスタＴｒ１及び結合コンデ
ンサＣ１を通ってアースラインに流出する。よって、こ
のノイズ補償電流ｉにより、交流電源１のアースライン
から電動機４に流出する漏洩電流Ｉ１が打消される。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら以上のよ
うな電力変換装置では、全波整流回路２にて、例えば素
子Ｄ３とＤ４が導通する場合、全波整流回路２の正側入
力ラインＰがアースと同電位になる。このとき、ノイズ
低減装置は、ｎｐｎ型トランジスタＴｒ１をオンさせて
も、正側入力ラインＰとアースとの間に電位差がないた
め、ノイズ補償電流ｉを流せず、制御不能となる。
うな電力変換装置では、全波整流回路２にて、例えば素
子Ｄ３とＤ４が導通する場合、全波整流回路２の正側入
力ラインＰがアースと同電位になる。このとき、ノイズ
低減装置は、ｎｐｎ型トランジスタＴｒ１をオンさせて
も、正側入力ラインＰとアースとの間に電位差がないた
め、ノイズ補償電流ｉを流せず、制御不能となる。
【００１８】また逆に、整流回路２の素子Ｄ６とＤ１が
導通する場合、全波整流回路２の負側入力ラインＮは、
同様に、アースと同電位になる。このとき、ノイズ低減
装置は、ｐｎｐ型トランジスタＴｒ２をオンさせても、
負側入力ラインＮとアースとの間に電位差がないため、
ノイズ補償電流ｉを流せず、制御不能となる。
導通する場合、全波整流回路２の負側入力ラインＮは、
同様に、アースと同電位になる。このとき、ノイズ低減
装置は、ｐｎｐ型トランジスタＴｒ２をオンさせても、
負側入力ラインＮとアースとの間に電位差がないため、
ノイズ補償電流ｉを流せず、制御不能となる。
【００１９】本発明は上記実情を考慮してなされたもの
で、対アース電圧を常に一定に保持でき、ノイズ補償電
流の制御性を向上し得る電力変換装置を提供することを
目的とする。
で、対アース電圧を常に一定に保持でき、ノイズ補償電
流の制御性を向上し得る電力変換装置を提供することを
目的とする。
【００２０】
【課題を解決するための手段】請求項１に対応する発明
は、交流電源からの交流電力を任意の周波数を有する交
流電力に変換し、電動機を可変速駆動し、前記交流電源
の電源ラインから漏洩電流を検出してノイズ補償電流を
流すノイズ低減機能を有する電力変換装置であって、前
記交流電源と前記電力変換装置との間に一次側が接続さ
れた絶縁トランスと、前記絶縁トランスの二次側に接続
された整流回路と、前記整流回路における正側出力ライ
ンと負側出力ラインとの間に直列に接続された正側及び
負側のコンデンサと、前記正側及び負側のコンデンサの
間の直列接続点を前記電力変換装置のアースされた交流
入力ラインに接続するための接続手段と、前記正側出力
ラインに一端が接続された正側スイッチング素子と、前
記負側出力ラインに一端が接続され、前記正側スイッチ
ング素子とは逆のオン・オフ特性を有する負側スイッチ
ング素子と、前記正側及び負側スイッチング素子の各他
端とアースとの間に配置された結合コンデンサと、前記
漏洩電流の検出信号を増幅し、得られる増幅信号を前記
正側及び負側スイッチング素子の制御入力に与える素子
制御手段とを備えた電力変換装置である。
は、交流電源からの交流電力を任意の周波数を有する交
流電力に変換し、電動機を可変速駆動し、前記交流電源
の電源ラインから漏洩電流を検出してノイズ補償電流を
流すノイズ低減機能を有する電力変換装置であって、前
記交流電源と前記電力変換装置との間に一次側が接続さ
れた絶縁トランスと、前記絶縁トランスの二次側に接続
された整流回路と、前記整流回路における正側出力ライ
ンと負側出力ラインとの間に直列に接続された正側及び
負側のコンデンサと、前記正側及び負側のコンデンサの
間の直列接続点を前記電力変換装置のアースされた交流
入力ラインに接続するための接続手段と、前記正側出力
ラインに一端が接続された正側スイッチング素子と、前
記負側出力ラインに一端が接続され、前記正側スイッチ
ング素子とは逆のオン・オフ特性を有する負側スイッチ
ング素子と、前記正側及び負側スイッチング素子の各他
端とアースとの間に配置された結合コンデンサと、前記
漏洩電流の検出信号を増幅し、得られる増幅信号を前記
正側及び負側スイッチング素子の制御入力に与える素子
制御手段とを備えた電力変換装置である。
【００２１】また、請求項２に対応する発明は、請求項
１に対応する電力変換装置において、前記接続手段と前
記交流入力ラインとの接続点よりも前記交流電源側に配
置され、前記漏洩電流を等価的に検出する漏洩電流検出
器を備えた電力変換装置である。
１に対応する電力変換装置において、前記接続手段と前
記交流入力ラインとの接続点よりも前記交流電源側に配
置され、前記漏洩電流を等価的に検出する漏洩電流検出
器を備えた電力変換装置である。
【００２２】さらに、請求項３に対応する発明は、請求
項１又は請求項２に対応する電力変換装置において、前
記交流電源としては、複数相を有し、前記複数相のうち
の一相がアースされた電力変換装置である。
項１又は請求項２に対応する電力変換装置において、前
記交流電源としては、複数相を有し、前記複数相のうち
の一相がアースされた電力変換装置である。
【００２３】また、請求項４に対応する発明は、請求項
１乃至請求項３のいずれか１項に対応する電力変換装置
において、前記正側及び負側スイッチング素子として
は、それぞれ複数のスイッチング素子が電気的に並列に
接続されてなる電力変換装置である。 （作用）従って、請求項１に対応する発明は以上のよう
な手段を講じたことにより、整流回路の正側出力ライン
及び負側出力ラインには、整流された直流電圧が印加さ
れるが、この直流電圧は正側及び負側のコンデンサによ
り中間の直列接続点をアース電位に固定されて分圧され
ている。
１乃至請求項３のいずれか１項に対応する電力変換装置
において、前記正側及び負側スイッチング素子として
は、それぞれ複数のスイッチング素子が電気的に並列に
接続されてなる電力変換装置である。 （作用）従って、請求項１に対応する発明は以上のよう
な手段を講じたことにより、整流回路の正側出力ライン
及び負側出力ラインには、整流された直流電圧が印加さ
れるが、この直流電圧は正側及び負側のコンデンサによ
り中間の直列接続点をアース電位に固定されて分圧され
ている。
【００２４】このため、正側出力ラインは、アース電位
に対して常に正の一定電圧を供給できる。また、負側出
力ラインは、アース電位に対して常に負の一定電圧を供
給できる。このように、対アース電圧を常に一定に保持
できるので、従来とは異なり、ノイズ補償電流の制御性
を向上させることができる。
に対して常に正の一定電圧を供給できる。また、負側出
力ラインは、アース電位に対して常に負の一定電圧を供
給できる。このように、対アース電圧を常に一定に保持
できるので、従来とは異なり、ノイズ補償電流の制御性
を向上させることができる。
【００２５】また、素子制御手段により、正側及び負側
スイッチング素子がオン・オフ制御されると、ノイズ補
償電流が電力変換装置のアースされた交流入力ラインに
対し、結合コンデンサ、正側スイッチング素子、正側出
力ライン及び正側のコンデンサを通り、あるいは結合コ
ンデンサ、負側スイッチング素子、負側出力ライン及び
負側のコンデンサを通って流れるので、ノイズ電流とし
ての漏洩電流を打消すことができ、容易且つ確実にノイ
ズを低減させることができる。
スイッチング素子がオン・オフ制御されると、ノイズ補
償電流が電力変換装置のアースされた交流入力ラインに
対し、結合コンデンサ、正側スイッチング素子、正側出
力ライン及び正側のコンデンサを通り、あるいは結合コ
ンデンサ、負側スイッチング素子、負側出力ライン及び
負側のコンデンサを通って流れるので、ノイズ電流とし
ての漏洩電流を打消すことができ、容易且つ確実にノイ
ズを低減させることができる。
【００２６】また、請求項２に対応する発明は、漏洩電
流検出器が、接続手段と交流入力ラインとの接続点より
も交流電源側に配置されたことにより、請求項１に対応
する作用に加え、接続点におけるノイズ補償電流の流入
又は流出とは無関係に漏洩電流を検出することができる
ので、動作の確実性を向上させることができる。
流検出器が、接続手段と交流入力ラインとの接続点より
も交流電源側に配置されたことにより、請求項１に対応
する作用に加え、接続点におけるノイズ補償電流の流入
又は流出とは無関係に漏洩電流を検出することができる
ので、動作の確実性を向上させることができる。
【００２７】さらに、請求項３に対応する発明は、交流
電源としては、複数相を有し、複数相のうちの一相がア
ースされたものであるので、請求項１又は請求項２に対
応する作用と同様の作用を奏することができる。
電源としては、複数相を有し、複数相のうちの一相がア
ースされたものであるので、請求項１又は請求項２に対
応する作用と同様の作用を奏することができる。
【００２８】また、請求項４に対応する発明は、正側及
び負側スイッチング素子としては、それぞれ複数のスイ
ッチング素子が電気的に並列に接続されてなるために大
きな電流容量を有するので、請求項１乃至請求項３のい
ずれかに対応する作用に加え、漏洩電流が大きな値を持
っていても、それを打消すノイズ補償電流を流すことが
できる。
び負側スイッチング素子としては、それぞれ複数のスイ
ッチング素子が電気的に並列に接続されてなるために大
きな電流容量を有するので、請求項１乃至請求項３のい
ずれかに対応する作用に加え、漏洩電流が大きな値を持
っていても、それを打消すノイズ補償電流を流すことが
できる。
【００２９】
【発明の実施の形態】以下、本発明の各実施形態につい
て図面を参照しながら説明する。 （第１の実施形態）図１は本発明の第１の実施形態に係
る電力変換装置の適用された電動機の駆動系の構成を示
す回路図であり、図６と同一部分には同一符号を付して
その詳しい説明を省略し、ここでは異なる部分について
主に述べる。なお、以下の実施形態も同様にして重複し
た説明を省略する。
て図面を参照しながら説明する。 （第１の実施形態）図１は本発明の第１の実施形態に係
る電力変換装置の適用された電動機の駆動系の構成を示
す回路図であり、図６と同一部分には同一符号を付して
その詳しい説明を省略し、ここでは異なる部分について
主に述べる。なお、以下の実施形態も同様にして重複し
た説明を省略する。
【００３０】すなわち、本実施形態は、ノイズ補償電流
の制御性の向上を図るものであり、具体的には、従来の
ノイズ低減回路６を改良したノイズ低減回路８を設け、
ノイズ低減回路８としては、各トランジスタＴｒ１，Ｔ
ｒ２の各コレクタとアースとの間に電位差を作るための
絶縁トランス９並びに整流回路１０と、各トランジスタ
Ｔｒ１，Ｔｒ２のオン・オフに応じてノイズ補償電流ｉ
を全波整流回路２の入力アース端子に対して流出又は流
入させるためのコンデンサＣｐ，Ｃｎとを備えている。
の制御性の向上を図るものであり、具体的には、従来の
ノイズ低減回路６を改良したノイズ低減回路８を設け、
ノイズ低減回路８としては、各トランジスタＴｒ１，Ｔ
ｒ２の各コレクタとアースとの間に電位差を作るための
絶縁トランス９並びに整流回路１０と、各トランジスタ
Ｔｒ１，Ｔｒ２のオン・オフに応じてノイズ補償電流ｉ
を全波整流回路２の入力アース端子に対して流出又は流
入させるためのコンデンサＣｐ，Ｃｎとを備えている。
【００３１】ここで、絶縁トランス９は、漏洩電流検出
器５を通った電源ラインに一次側が接続され、二次側が
整流回路１０に接続されている。整流回路１０は、絶縁
トランス９の二次側の出力交流電圧を全波整流して直流
電圧を正側出力ラインＰ１及び負側出力ラインＮ１の間
にて、ｎｐｎ型トランジスタＴｒ１及びｐｎｐ型トラン
ジスタＴｒ２に供給する電源機能を有しており、具体的
には、正側出力ラインＰ１がコンデンサＣｐの一端及び
ｎｐｎ型トランジスタＴｒ１のコレクタに接続され、負
側出力ラインＮ１がコンデンサＣｎの一端及びｐｎｐ型
トランジスタＴｒ２のコレクタに接続されている。
器５を通った電源ラインに一次側が接続され、二次側が
整流回路１０に接続されている。整流回路１０は、絶縁
トランス９の二次側の出力交流電圧を全波整流して直流
電圧を正側出力ラインＰ１及び負側出力ラインＮ１の間
にて、ｎｐｎ型トランジスタＴｒ１及びｐｎｐ型トラン
ジスタＴｒ２に供給する電源機能を有しており、具体的
には、正側出力ラインＰ１がコンデンサＣｐの一端及び
ｎｐｎ型トランジスタＴｒ１のコレクタに接続され、負
側出力ラインＮ１がコンデンサＣｎの一端及びｐｎｐ型
トランジスタＴｒ２のコレクタに接続されている。
【００３２】詳しくは、整流回路１０の正側出力ライン
Ｐ１は、互いに同容量のコンデンサＣｐ，Ｃｎを直列に
介して負側出力ラインＮ１に接続されている。また、コ
ンデンサＣｐ，Ｃｎの間の直列接続点（中性点）１１
は、全波整流回路２の入力アース端子に接続されてい
る。
Ｐ１は、互いに同容量のコンデンサＣｐ，Ｃｎを直列に
介して負側出力ラインＮ１に接続されている。また、コ
ンデンサＣｐ，Ｃｎの間の直列接続点（中性点）１１
は、全波整流回路２の入力アース端子に接続されてい
る。
【００３３】次に、以上のような電力変換装置における
ノイズ低減の動作を説明する。いま、整流回路１０の正
側出力ラインＰ１及び負側出力ラインＮ１は、全波整流
された直流電圧が印加されるが、この直流電圧は２つの
コンデンサＣｐ，Ｃｎにより中間の直列接続点１１をア
ース電位に固定されて分圧されている。
ノイズ低減の動作を説明する。いま、整流回路１０の正
側出力ラインＰ１及び負側出力ラインＮ１は、全波整流
された直流電圧が印加されるが、この直流電圧は２つの
コンデンサＣｐ，Ｃｎにより中間の直列接続点１１をア
ース電位に固定されて分圧されている。
【００３４】このため、正側出力ラインＰ１は、アース
電位に対して常に正の一定電圧を供給できる。また、負
側出力ラインＮ１は、アース電位に対して常に負の一定
電圧を供給できる。よって、従来とは異なり、ノイズ補
償電流ｉを常に制御することができる。
電位に対して常に正の一定電圧を供給できる。また、負
側出力ラインＮ１は、アース電位に対して常に負の一定
電圧を供給できる。よって、従来とは異なり、ノイズ補
償電流ｉを常に制御することができる。
【００３５】具体的には、このノイズ低減回路８におい
ては、各トランジスタＴｒ１，Ｔｒ２が増幅器７から出
力信号をベースに受けると、互いに逆にオン・オフ動作
し、正側出力ラインＰ１又は負側出力ラインＮ１を結合
コンデンサＣ１を介してアースに接続する。
ては、各トランジスタＴｒ１，Ｔｒ２が増幅器７から出
力信号をベースに受けると、互いに逆にオン・オフ動作
し、正側出力ラインＰ１又は負側出力ラインＮ１を結合
コンデンサＣ１を介してアースに接続する。
【００３６】例えば、図２に示すように、漏洩電流Ｉ１
が電動機４から交流電源１のアースラインに流入する場
合、ノイズ低減装置は、ｐｎｐ型トランジスタＴｒ２の
みをオンさせる。
が電動機４から交流電源１のアースラインに流入する場
合、ノイズ低減装置は、ｐｎｐ型トランジスタＴｒ２の
みをオンさせる。
【００３７】これにより、ノイズ補償電流ｉは、結合コ
ンデンサＣ１、ｐｎｐ型トランジスタＴｒ２、負側出力
ラインＮ１及びコンデンサＣｎを通り、全波整流回路２
の入力アース端子に流入する。
ンデンサＣ１、ｐｎｐ型トランジスタＴｒ２、負側出力
ラインＮ１及びコンデンサＣｎを通り、全波整流回路２
の入力アース端子に流入する。
【００３８】よって、このノイズ補償電流ｉにより、交
流電源１のアース端子に流入する漏洩電流Ｉ１が打消さ
れる。また、図３に示すように、交流電流１のアースラ
インから電動機４へ漏洩電流Ｉ１が流出する場合、ノイ
ズ低減装置は、ｎｐｎ型トランジスタＴｒ１のみをオン
させる。
流電源１のアース端子に流入する漏洩電流Ｉ１が打消さ
れる。また、図３に示すように、交流電流１のアースラ
インから電動機４へ漏洩電流Ｉ１が流出する場合、ノイ
ズ低減装置は、ｎｐｎ型トランジスタＴｒ１のみをオン
させる。
【００３９】これにより、ノイズ補償電流ｉは、全波整
流回路２の入力アース端子からコンデンサＣｐ、正側出
力ラインＰ１、ｎｐｎ型トランジスタＴｒ１及び結合コ
ンデンサＣ１を通ってアースラインに流出する。
流回路２の入力アース端子からコンデンサＣｐ、正側出
力ラインＰ１、ｎｐｎ型トランジスタＴｒ１及び結合コ
ンデンサＣ１を通ってアースラインに流出する。
【００４０】よって、このノイズ補償電流ｉにより、交
流電源１のアースラインから電動機４に流出する漏洩電
流Ｉ１が打消される。上述したように本実施形態によれ
ば、整流回路１０の正側出力ラインＰ１及び負側出力ラ
インＮ１には、整流された直流電圧が印加されるが、こ
の直流電圧は２つのコンデンサＣｐ，Ｃｎにより中間の
直列接続点１１をアース電位に固定されて分圧されるの
で、正側出力ラインＰ１がアース電位に対して常に正の
一定電圧を供給でき、負側出力ラインＮ１がアース電位
に対して常に負の一定電圧を供給できる。
流電源１のアースラインから電動機４に流出する漏洩電
流Ｉ１が打消される。上述したように本実施形態によれ
ば、整流回路１０の正側出力ラインＰ１及び負側出力ラ
インＮ１には、整流された直流電圧が印加されるが、こ
の直流電圧は２つのコンデンサＣｐ，Ｃｎにより中間の
直列接続点１１をアース電位に固定されて分圧されるの
で、正側出力ラインＰ１がアース電位に対して常に正の
一定電圧を供給でき、負側出力ラインＮ１がアース電位
に対して常に負の一定電圧を供給できる。
【００４１】このように、対アース電圧を常に一定に保
持できるので、従来とは異なり、ノイズ補償電流の制御
性を向上させることができる。また、増幅器７により、
各トランジスタＴｒ１，Ｔｒ２がオン・オフ制御される
と、ノイズ補償電流ｉが全波整流回路２の入力アース端
子と大地との間でノイズ低減回路８を通って流れるの
で、ノイズ電流としての漏洩電流Ｉ１を打消すことがで
き、容易且つ確実にノイズを低減させることができる。
持できるので、従来とは異なり、ノイズ補償電流の制御
性を向上させることができる。また、増幅器７により、
各トランジスタＴｒ１，Ｔｒ２がオン・オフ制御される
と、ノイズ補償電流ｉが全波整流回路２の入力アース端
子と大地との間でノイズ低減回路８を通って流れるの
で、ノイズ電流としての漏洩電流Ｉ１を打消すことがで
き、容易且つ確実にノイズを低減させることができる。
【００４２】また、絶縁トランス９を介するため、イン
バータ装置３に印加する電圧、容量とは無関係に自由な
電圧に設定することができる。そのため、一般に市販さ
れているｎｐｎ型トランジスタやｐｎｐ型トランジスタ
のような電流制御用素子を使用して構成することができ
る。よって、構成が簡単で小形、安価、高速制御可能な
ノイズ低減装置を実現することができる。
バータ装置３に印加する電圧、容量とは無関係に自由な
電圧に設定することができる。そのため、一般に市販さ
れているｎｐｎ型トランジスタやｐｎｐ型トランジスタ
のような電流制御用素子を使用して構成することができ
る。よって、構成が簡単で小形、安価、高速制御可能な
ノイズ低減装置を実現することができる。
【００４３】さらに、漏洩電流Ｉ１を打消すノイズ補償
電流ｉを漏洩電流検出器５よりも全波整流回路２側で流
入又は流出させることにより、漏洩電流検出器５による
漏洩電流Ｉ１の検出を妨げないようにしている。
電流ｉを漏洩電流検出器５よりも全波整流回路２側で流
入又は流出させることにより、漏洩電流検出器５による
漏洩電流Ｉ１の検出を妨げないようにしている。
【００４４】換言すると、漏洩電流検出器５が、直列接
続点１１に対する全波整流回路２の交流入力ラインにお
ける接続点よりも交流電源１側に配置されたことによ
り、全波整流回路２の交流入力ラインにおけるノイズ補
償電流ｉの流入又は流出とは無関係に漏洩電流を検出す
ることができるので、動作の確実性を向上させることが
できる。 （第２の実施形態）図４は本発明の第２の実施形態に係
る電力変換装置の適用された電動機の駆動系の構成を示
す回路図である。
続点１１に対する全波整流回路２の交流入力ラインにお
ける接続点よりも交流電源１側に配置されたことによ
り、全波整流回路２の交流入力ラインにおけるノイズ補
償電流ｉの流入又は流出とは無関係に漏洩電流を検出す
ることができるので、動作の確実性を向上させることが
できる。 （第２の実施形態）図４は本発明の第２の実施形態に係
る電力変換装置の適用された電動機の駆動系の構成を示
す回路図である。
【００４５】本実施形態は、第１の実施形態の変形形態
であり、大きい値の漏洩電流Ｉ１をも補償するため、大
きい値のノイズ補償電流ｉの制御を図るものであり、具
体的には、ノイズ低減回路８ａが、ｎｐｎ型トランジス
タＴｒ１及びｐｎｐ型トランジスタＴｒ２からなる直列
回路の数を増加し、これら直列回路を互いに電気的に並
列に接続した構成となっている。なお、直列回路の並列
数は、漏洩電流の大きさに比例して適宜、設定可能であ
る。
であり、大きい値の漏洩電流Ｉ１をも補償するため、大
きい値のノイズ補償電流ｉの制御を図るものであり、具
体的には、ノイズ低減回路８ａが、ｎｐｎ型トランジス
タＴｒ１及びｐｎｐ型トランジスタＴｒ２からなる直列
回路の数を増加し、これら直列回路を互いに電気的に並
列に接続した構成となっている。なお、直列回路の並列
数は、漏洩電流の大きさに比例して適宜、設定可能であ
る。
【００４６】以上のような構成により、複数のｎｐｎ型
トランジスタＴｒ１の並列回路及び複数のｐｎｐ型トラ
ンジスタＴｒ２の並列回路としては大きな電流容量を有
するので、漏洩電流Ｉ１が大きな値を持っていても、そ
れを打消すノイズ補償電流ｉを流すことができる。
トランジスタＴｒ１の並列回路及び複数のｐｎｐ型トラ
ンジスタＴｒ２の並列回路としては大きな電流容量を有
するので、漏洩電流Ｉ１が大きな値を持っていても、そ
れを打消すノイズ補償電流ｉを流すことができる。
【００４７】なお、各トランジスタＴｒ１，Ｔｒ２に流
せる電流は、各Ｔｒ１，Ｔｒ２の定格電流で制限され
る。但し、このような高周波制御が可能なトランジスタ
の如き、電流制御用素子は、一般には電圧の低いかつ容
量の小さなものしか存在しない。仮に、高電圧大容量の
電流制御用素子を製造しても用途が限られるため、コス
トの高騰を招いてしまう。
せる電流は、各Ｔｒ１，Ｔｒ２の定格電流で制限され
る。但し、このような高周波制御が可能なトランジスタ
の如き、電流制御用素子は、一般には電圧の低いかつ容
量の小さなものしか存在しない。仮に、高電圧大容量の
電流制御用素子を製造しても用途が限られるため、コス
トの高騰を招いてしまう。
【００４８】しかしながら本実施形態では、絶縁トラン
スを用いて任意に電圧を設定できるため、電圧とは無関
係に、電流容量を増大させるように各トランジスタＴｒ
１，Ｔｒ２を並列にすることができる。
スを用いて任意に電圧を設定できるため、電圧とは無関
係に、電流容量を増大させるように各トランジスタＴｒ
１，Ｔｒ２を並列にすることができる。
【００４９】なお、上記各実施形態は、ｎｐｎ型トラン
ジスタＴｒ１及びｐｎｐ型トランジスタＴｒ２をノイズ
補償電流ｉの制御用素子として用いた場合を説明した
が、これに限らず、Ｔｒ１，Ｔｒ２に代えて、同様の高
耐圧、高周波、高電流増幅という動作性能を満たす他の
電流制御用素子を設けた構成としても、本発明を同様に
実施して同様の効果を得ることができる。その他、本発
明はその要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施でき
る。
ジスタＴｒ１及びｐｎｐ型トランジスタＴｒ２をノイズ
補償電流ｉの制御用素子として用いた場合を説明した
が、これに限らず、Ｔｒ１，Ｔｒ２に代えて、同様の高
耐圧、高周波、高電流増幅という動作性能を満たす他の
電流制御用素子を設けた構成としても、本発明を同様に
実施して同様の効果を得ることができる。その他、本発
明はその要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施でき
る。
【００５０】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、対
アース電圧を常に一定に保持でき、ノイズ補償電流の制
御性を向上し得る電力変換装置を提供できる。
アース電圧を常に一定に保持でき、ノイズ補償電流の制
御性を向上し得る電力変換装置を提供できる。
【図１】本発明の第１の実施形態に係る電力変換装置の
適用された電動機の駆動系の構成を示す回路図
適用された電動機の駆動系の構成を示す回路図
【図２】同実施形態における動作を説明するための模式
図
図
【図３】同実施形態における動作を説明するための模式
図
図
【図４】本発明の第２の実施形態に係る電力変換装置の
適用された電動機の駆動系の構成を示す回路図
適用された電動機の駆動系の構成を示す回路図
【図５】従来の電動機の駆動系の構成を示す回路図
【図６】従来の電力変換装置の適用された電動機の駆動
系の構成を示す回路図
系の構成を示す回路図
【図７】従来の電力変換装置におけるノイズ低減の動作
を説明するための模式図
を説明するための模式図
【図８】従来の電力変換装置におけるノイズ低減の動作
を説明するための模式図
を説明するための模式図
１…交流電源 ２…全波整流回路 ３…インバータ装置 ４…電動機 ５…漏洩電流検出器 ７…増幅器 ８，８ａ…ノイズ低減回路 ９…絶縁トランス １０…整流回路 １１…直列接続点 Ｄ１〜Ｄ６…ダイオード Ｑ１〜Ｑ６…スイッチング素子 Ｃ１…結合コンデンサ Ｃｐ，Ｃｎ…コンデンサ Ｔｒ１…ｎｐｎ型トランジスタ Ｔｒ２…ｐｎｐ型トランジスタ Ｐ…正側入力ライン Ｎ…負側入力ライン Ｐ１…正側出力ライン Ｎ１…負側出力ライン Ｃ…浮遊容量 Ｉ１…漏洩電流 ｉ…ノイズ補償電流
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平９−266677（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−98536（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−163784（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−210649（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−174423（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H02M 7/5387 H02M 1/12
Claims (4)
- 【請求項１】 交流電源からの交流電力を任意の周波数
を有する交流電力に変換し、電動機を可変速駆動し、前
記交流電源の電源ラインから漏洩電流を検出してノイズ
補償電流を流すノイズ低減機能を有する電力変換装置に
おいて、 前記交流電源と前記電力変換装置との間に一次側が接続
された絶縁トランスと、 前記絶縁トランスの二次側に接続された整流回路と、 前記整流回路における正側出力ラインと負側出力ライン
との間に直列に接続された正側及び負側のコンデンサ
と、 前記正側及び負側のコンデンサの間の直列接続点を前記
電力変換装置のアースされた交流入力ラインに接続する
ための接続手段と、 前記正側出力ラインに一端が接続された正側スイッチン
グ素子と、 前記負側出力ラインに一端が接続され、前記正側スイッ
チング素子とは逆のオン・オフ特性を有する負側スイッ
チング素子と、 前記正側及び負側スイッチング素子の各他端とアースと
の間に配置された結合コンデンサと、 前記漏洩電流の検出信号を増幅し、得られる増幅信号を
前記正側及び負側スイッチング素子の制御入力に与える
素子制御手段とを備えたことを特徴とする電力変換装
置。 - 【請求項２】 請求項１に記載の電力変換装置におい
て、 前記接続手段と前記交流入力ラインとの接続点よりも前
記交流電源側に配置され、前記漏洩電流を等価的に検出
する漏洩電流検出器を備えたことを特徴とする電力変換
装置。 - 【請求項３】 請求項１又は請求項２に記載の電力変換
装置において、 前記交流電源は、複数相を有し、前記複数相のうちの一
相がアースされたことを特徴とする電力変換装置。 - 【請求項４】 請求項１乃至請求項３のいずれか１項に
記載の電力変換装置において、 前記正側及び負側スイッチング素子は、それぞれ複数の
スイッチング素子が電気的に並列に接続されてなること
を特徴とする電力変換装置。
Priority Applications (7)
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|---|---|---|---|
| JP25400098A JP3277166B2 (ja) | 1998-09-08 | 1998-09-08 | 電力変換装置 |
| EP99117585A EP0986165B1 (en) | 1998-09-08 | 1999-09-07 | Power conversion system |
| DE69928336T DE69928336T2 (de) | 1998-09-08 | 1999-09-07 | Stromwandlungssystem |
| US09/391,659 US6134126A (en) | 1998-09-08 | 1999-09-07 | Power conversion system |
| MYPI99003866A MY117192A (en) | 1998-09-08 | 1999-09-07 | Power conversion system. |
| KR10-1999-0038233A KR100385201B1 (ko) | 1998-09-08 | 1999-09-08 | 전력 변환 시스템 |
| CN99119580A CN1117423C (zh) | 1998-09-08 | 1999-09-08 | 电力转换系统 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25400098A JP3277166B2 (ja) | 1998-09-08 | 1998-09-08 | 電力変換装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000092861A JP2000092861A (ja) | 2000-03-31 |
| JP3277166B2 true JP3277166B2 (ja) | 2002-04-22 |
Family
ID=17258877
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25400098A Expired - Fee Related JP3277166B2 (ja) | 1998-09-08 | 1998-09-08 | 電力変換装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3277166B2 (ja) |
Families Citing this family (12)
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| JP4798915B2 (ja) * | 2001-09-28 | 2011-10-19 | 東芝エレベータ株式会社 | 電力変換装置 |
| DE112007001565B4 (de) * | 2006-08-15 | 2018-01-25 | Schaffner Emv Ag | EMV-Filter mit geringem Kriechstrom |
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| JP5334014B2 (ja) * | 2008-09-11 | 2013-11-06 | 東芝エレベータ株式会社 | 電力変換装置のノイズ低減装置 |
| JP5218029B2 (ja) * | 2008-12-25 | 2013-06-26 | サンケン電気株式会社 | 能動フィルタ装置及び電力変換装置 |
| JP5347688B2 (ja) * | 2009-04-27 | 2013-11-20 | サンケン電気株式会社 | 能動フィルタ装置及び電力変換装置 |
| JP5201276B1 (ja) * | 2012-01-27 | 2013-06-05 | ダイキン工業株式会社 | 電力変換回路 |
| JP5316656B2 (ja) | 2012-01-27 | 2013-10-16 | ダイキン工業株式会社 | 電力変換回路 |
| KR101962552B1 (ko) | 2014-09-17 | 2019-03-26 | 미쓰비시덴키 가부시키가이샤 | 전력 변환 장치 및 압축기 구동 장치 |
| CN108471244A (zh) * | 2018-06-14 | 2018-08-31 | 珠海格力电器股份有限公司 | 一种变频压缩机降低泄漏电流的补偿电路及其控制方法 |
-
1998
- 1998-09-08 JP JP25400098A patent/JP3277166B2/ja not_active Expired - Fee Related
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|---|---|
| JP2000092861A (ja) | 2000-03-31 |
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