JP7270870B1 - 電力変換システム - Google Patents

Abstract

電力変換システムは、電動機と、電動機を駆動する電力変換装置と、電動機と電力変換装置とを接続する接続配線と、を備えている。電力変換装置は、直流電力が通電される、正側の第一通電路及び負側の第二通電路と、複数のスイッチング素子を有し、出力電力を電動機に供給する変換回路と、を備えている。電力変換システムは、さらに電力変換装置を覆う非導体筐体と、スイッチング素子から発生し、電動機筐体を伝搬する電磁ノイズを、第一通電路又は第二通電路にバイパスする対地間コンデンサと、複数のスイッチング素子、対地間コンデンサ、対地間コンデンサが接続された第一通電路又は第二通電路、及び接続配線に対向して配置された導体と、を備えている。導体は、電位が接地電位にされている電動機筐体又は接地配線に複数の接続部にて接続されている。

Description

本願は、電力変換システムに関するものである。

電力変換システムは、入力される電力から電力変換された電力を出力する電力変換装置を備えている。電力変換装置は、電力変換された電力を電動機に出力する場合、発電機能を有する電動機から電力を受電して電力変換された電力を蓄電器等の電源に出力する場合等に用いる。例えば、電動機を駆動する電力変換システムは、電力変換装置、電動機、電力変換装置と電動機とを接続する接続配線を備えている。電力変換装置では、スイッチング素子のオン動作又はオフ動作に起因して電磁ノイズが発生する。電力変換装置から発生する電磁ノイズは、機器と電力変換装置との間に生じる浮遊容量を介した容量結合により電力変換装置の外部に伝搬し、及び空間に放射されることにより電力変換装置の外部に伝搬する。このため、電力変換装置は、電磁ノイズをシールド又はバイパスすることで、周囲との電磁ノイズによる電磁干渉を抑制する必要がある。例えば特許文献１の電力変換装置には、電力変換装置と電動機とを接続する接続配線をシールドすることで電磁ノイズをバイパスする技術が開示されている。

特開２００６－１１５６４９号公報（図２）

軽量化及び低コスト化の観点から、電力変換装置に例えば樹脂、プラスチック等の非金属（非導体）の筐体を用いる場合、即ち電力変換装置が金属筐体を有しない場合がある。この場合、何も工夫をしなければ、電磁ノイズをシールド又はバイパスするこができず、電磁ノイズが電力変換装置の外部に伝搬する。したがって、電力変換装置が金属筐体を有しない場合には、特許文献１の電力変換装置のように接続配線をシールドしても、接続配線のシールドを伝搬する電磁ノイズを電力変換装置へバイパスすることができない場合がある。そのため電力変換装置が金属筐体を有しない場合、接続配線のみをシールドするだけでは十分に電磁ノイズを抑制することはできない。

本願明細書に開示される技術は、電力変換装置に金属筐体を用いていない場合であっても、電力変換装置の電磁ノイズを抑制できる電力変換システムを提供することを目的とする。

本願明細書に開示される一例の電力変換システムは、電動機と、入力される電力から電力変換された出力電力を電動機に供給し、電動機を駆動する電力変換装置と、電動機と電力変換装置とを接続する接続配線と、を備えている。電力変換システムにおいて、電動機の金属を含む電動機筐体は電位が接地電位にされている。電力変換装置は、入力された直流電力又は入力される交流電力を直流電力に変換された直流電力が通電される、正側の第一通電路及び負側の第二通電路と、複数のスイッチング素子を有し、第一通電路及び第二通電路から入力された直流電力を電力変換して出力電力を電動機に供給する変換回路と、を備えている。電力変換システムは、さらに電力変換装置を覆う非導体筐体と、スイッチング素子から発生し、電動機筐体を伝搬する電磁ノイズを、第一通電路又は第二通電路にバイパスする対地間コンデンサと、複数のスイッチング素子、対地間コンデンサ、対地間コンデンサが接続された第一通電路又は第二通電路、及び接続配線に対向して配置された導体と、を備えている。導体は、電動機筐体又は電位が接地電位にされている接地配線に複数の接続部にて接続されている。

本願明細書に開示される一例の電力変換システムは、非導体筐体に覆われた電力変換装置と、複数のスイッチング素子、対地間コンデンサ、対地間コンデンサが接続された第一通電路又は第二通電路、及び接続配線に対向して配置された導体とを備えているので、電力変換装置に金属筐体を用いていない場合であっても、電力変換装置の電磁ノイズを抑制できる。

実施の形態１に係る電力変換システムの構成の第一例を示す図である。 実施の形態１に係るノイズ電流の伝搬経路を示す図である。 図１の変換回路の第一例を示す図である。 図３のレグを示す図である。 図１の変換回路の第二例を示す図である。 図１の非導体筐体及び導体の配置の第一例を示す図である。 実施の形態１に係る電力変換システムの構成の第二例を示す図である。 実施の形態１に係る電力変換システムの構成の第三例を示す図である。 図１の非導体筐体及び導体の配置の第二例を示す図である。 図１の非導体筐体及び導体の配置の第三例を示す図である。 図１の接続部の間隔の第一例を示す図である。 図１の接続部の間隔の第二例を示す図である。 図１の導体の分割例を示す図である。 図１の入力電源の第二例を示す図である。 図１の入力電源の第三例を示す図である。 実施の形態１に係る電力変換システムの構成の第四例を示す図である。 実施の形態１に係る電力変換システムの構成の第五例を示す図である。 実施の形態１に係る電力変換システムの構成の第六例を示す図である。 実施の形態２に係る電力変換システムの構成を示す図である。 図１９のパワーモジュールの構成を示す図である。 実施の形態２に係る電力変換システムの構成を示す斜視図である。 実施の形態２に係る電力変換システムの構成を示す斜視図である。 図２１のＡ－Ａで示した破線に沿った接続部の断面図である。 図２１の接続部の断面図である。 図２４のＢ－Ｂで示した破線に沿った壁部の断面図である。 実施の形態２に係る電力変換装置の構成を示す斜視図である。 図２６のパワーモジュールの配置例を示す図である。 図２７に対応した制御回路を示す図である。 実施の形態２に係る導体の壁部及び非導体筐体の配置を示す図である。 図２７の導体と対地間コンデンサとの対向距離を説明する図である。 図２７の導体と対地間コンデンサとの対向距離を説明する図である。 実施の形態３に係る電力変換システムの構成の第一例を示す図である。 図３２の電力変換装置の構成を示す斜視図である。 図３２の線間コンデンサの第一の配置例を示す図である。 図３４に対応した制御回路の第一例を示す図である。 図３４に対応した制御回路の第二例を示す図である。 実施の形態３に係るノイズ電流の伝搬経路を示す図である。 図３２の線間コンデンサの第二の配置例を示す図である。 図３８に対応した制御回路を示す図である。 実施の形態３に係る電力変換システムの構成の第二例を示す図である。 実施の形態４に係る電力変換システムの構成を示す斜視図である。 図４１のＣ－Ｃで示した破線に沿った接続部の断面図である。 図４１の接続部の断面図である。 図４３のＤ－Ｄで示した破線に沿った非導体筐体及び導体層の断面図である。

実施の形態１．
図１は実施の形態１に係る電力変換システムの構成の第一例を示す図であり、図２は実施の形態１に係るノイズ電流の伝搬経路を示す図である。図３は図１の変換回路の第一例を示す図であり、図４は図３のレグを示す図である。図５は、図１の変換回路の第二例を示す図である。図６は、図１の非導体筐体及び導体の配置の第一例を示す図である。図７は実施の形態１に係る電力変換システムの構成の第二例を示す図であり、図８は実施の形態１に係る電力変換システムの構成の第三例を示す図である。図９は図１の非導体筐体及び導体の配置の第二例を示す図であり、図１０は図１の非導体筐体及び導体の配置の第三例を示す図である。図１１は図１の接続部の間隔の第一例を示す図であり、図１２は図１の接続部の間隔の第二例を示す図である。図１３は、図１の導体の分割例を示す図である。図１４は図１の入力電源の第二例を示す図であり、図１５は図１の入力電源の第三例を示す図である。図１６は実施の形態１に係る電力変換システムの構成の第四例を示す図であり、図１７は実施の形態１に係る電力変換システムの構成の第五例を示す図であり、図１８は実施の形態１に係る電力変換システムの構成の第六例を示す図である。

まず、電力変換装置が電力変換された電力を電動機に出力する場合の電力変換システムについて説明する。実施の形態１の電力変換システム５０は、電動機４と、入力される電力から電力変換され、予め定められた出力電力を電動機４に供給し、電動機４を駆動する電力変換装置７と、電動機４と電力変換装置７とを接続する接続配線５と、を備えている。電力変換装置７の第一Ａ端子１１ａ、第二Ａ端子１１ｂには、入力電源３０からの直流電力又は交流電力が入力される。電力変換装置７は、入力された直流電力又は入力される交流電力を直流電力に変換された直流電力が通電される、正側の第一通電路１２ａ及び負側の第二通電路１２ｂと、複数のスイッチング素子１を有し、第一通電路１２ａ及び第二通電路１２ｂから入力された直流電力を電力変換して出力電力を電動機に供給する変換回路３と、を備えている。直流の入力電力から交流の出力電力に変換する場合の電力変換装置７は、直流－交流変換器（インバータ）として機能する。直流の入力電力から直流の出力電力に変換する場合の電力変換装置７は、直流－直流変換器（コンバータ）として機能する。

実施の形態１の電力変換システム５０の第一例を説明する。図１に示した入力電源３０は、直流電源３１の例である。電力変換装置７の第一Ａ端子１１ａ、第二Ａ端子１１ｂには、入力電源３０からの直流電力が入力される。電力変換装置７は、複数のスイッチング素子１と、複数のスイッチング素子１を制御する制御回路２と、直流電力が通電される正側の第一通電路１２ａ及び負側の第二通電路１２ｂと、第一通電路１２ａ及び第二通電路１２ｂから入力された直流電力を電力変換して出力電力を電動機に供給する変換回路３と、を備えている。変換回路３は、正側接続端子１６ａ、負側接続端子１６ｂから入力された直流電力を電力変換して、予め定められた交流電力又は直流電力で電動機４を駆動する。交流電力で駆動される電動機４は例えば交流回転電機であり、直流電力で駆動される電動機４は例えば直流回転電機である。接続配線５は、変換回路３のＢ端子６１と電動機４の電動機端子６２とに接続されており、変換回路３から出力された電力を電動機４に供給する。電動機４は、巻線群５１、巻線群５１を収容する金属を含む電動機筐体９を備えている。電動機筐体９は、電位が接地電位Ｖｓに設定されており、すなわち電位が接地電位Ｖｓにされている。適宜、電位が接地電位Ｖｓに設定されており、電位が接地電位Ｖｓにされていることを、単に、「接地されている」と表現する。なお、金属を含む電動機筐体９は、電位が接地電位Ｖｓにされている領域が一部であってもよく、全てが金属であってもよいすなわち金属筐体であってもよい。

実施の形態１の電力変換システム５０は、電動機４、電力変換装置７、接続配線５の他に、電力変換装置を覆う非導体筐体２１、対地間コンデンサ６、スイッチング素子１から発生する電磁ノイズをシールドする機能を有する導体８、電位が接地電位Ｖｓにされている金属に導体８を接続する複数の接続部１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄを備えている。図１では、電動機筐体９は筐体本体５２、延長部５３を有する例を示した。延長部５３は筐体本体５２の破線５４で示した部分から第一通電路１２ａ及び第二通電路１２ｂ側に延伸している。また、４つの接続部１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄが電動機筐体９の延長部５３に設けられており、４つの接続部１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄにて導体８が接続されている例を示した。対地間コンデンサ６は、スイッチング素子１から発生し、電動機筐体９を伝搬する電磁ノイズを、第一通電路１２ａ又は第二通電路１２ｂにバイパスする。導体８は、複数のスイッチング素子１、対地間コンデンサ６、対地間コンデンサ６が接続された第一通電路１２ａ又は第二通電路１２ｂ、及び接続配線５に対向して配置されている。接地配線２５は、電動機筐体９に設けられた接地接続部２６を介して接地電位Ｖｓにされている。接続部の符号は、総括的に１０を用い、区別する場合に１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄを用いる。

図１では、対地間コンデンサ６は、コンデンサ第一端子１４ａが接地配線２５に接続され、コンデンサ第二端子１４ｂが第二通電路１２ｂに接続されている例を示した。図１に示した電力変換システム５０の第一例は、対地間コンデンサ６が第二通電路１２ｂと接地配線２５との間に接続されているので、電動機筐体９を伝搬する電磁ノイズを第二通電路１２ｂにバイパスする例である。図１に示した電力変換システム５０の第一例では、入力の正側の接続構成は、第一Ａ端子１１ａから順に、第一通電路１２ａを介して変換回路３の正側接続端子１６ａへと直列接続された構成になっている。一方、負側の接続構成は、第二Ａ端子１１ｂから順に、第二通電路１２ｂを介して対地間コンデンサ６のコンデンサ第二端子１４ｂ、変換回路３の負側接続端子１６ｂへと直列接続された構成になっている。非導体筐体２１は、電力変換装置７を覆うと共に導体８の少なくとも一部を支持する。非導体筐体２１の材料は、軽量化及び低コストの観点から、例えば樹脂、プラスチック等である。

導体８は、スイッチング素子１と、接続配線５と、対地間コンデンサ６と、第一通電路１２ａ及び第二通電路１２ｂの少なくとも一方、とに対向して配置される。導体８の少なくとも一部が非導体筐体２１に配置される。すなわち、電力変換システム５０は、少なくとも一部が非導体筐体２１に配置される導体８を、接続配線５だけでなく、スイッチング素子１、対地間コンデンサ６、第一通電路１２ａ及び第二通電路１２ｂの少なくとも一方にも、対向するように設けている。ここで、導体８は、非導体筐体２１の内部に配置される場合だけでなく、表面に配置されている場合も含まれる。また、導体８は、少なくとも一部が、共通個所を介して接地電位Ｖｓ又は電位が接地電位Ｖｓにされている電動機筐体９に電気的に接続されてもよい。図１では、導体８が、スイッチング素子１、接続配線５、対地間コンデンサ６、対地間コンデンサ６が接続されている第二通電路１２ｂに対向して配置され、少なくとも一部が非導体筐体２１に配置される例を示した。

図６では、第一通電路１２ａ、第二通電路１２ｂがプリント基板４１に形成されており、電力変換装置７のスイッチング素子１、制御回路２、導体８の一部を非導体筐体２１が覆っている例を示した。非導体筐体２１は、導体８の一部、プリント基板４１を支持している。スイッチング素子１は導体８に対向している。

図２を用いてノイズ電流の伝搬経路を説明する。図２では、図１にノイズ電流の一例であるコモンモードノイズ電流Ｉ_Ｎ０の伝搬経路を示した。コモンモードノイズ電流は、電力変換装置７の外部に伝搬する電磁ノイズの主要発生源であることが知られている。電動機４の巻線群５１と電動機筐体９との間に、浮遊容量等である対地間インピーダンス１５が形成されている。高周波における対地間インピーダンス１５は、浮遊容量だけでなく、誘導成分又は及び抵抗成分を含んでいる。なお、対地間インピーダンス１５は、図において容量の記号を代表として用いている。スイッチング素子１のスイッチングに起因して発生するコモンモードノイズ電流Ｉ_Ｎ０は、電動機４の対地間インピーダンス１５を介して電動機筐体９から機器外部に、すなわち電力変換システム５０の外部に伝搬することが知られている。実施の形態１の対地間コンデンサ６は、電力変換装置７の第一通電路１２ａ及び第二通電路１２ｂの少なくとも一方と接地電位Ｖｓにされた接地配線２５との間を高周波において低インピーダンスで接続することで、コモンモードノイズ電流Ｉ_Ｎ０をバイパスする機能を有する。従って、スイッチング素子１、接続配線５、対地間コンデンサ６、対地間コンデンサ６に接続された第一通電路１２ａ又は第二通電路１２ｂのそれぞれには、スイッチング素子１から発生するコモンモードノイズ電流Ｉ_Ｎ０に起因する電圧変動が生じる。この電圧変動に伴い発生する、容量結合により外部に伝搬する電磁ノイズ及び外部の空間に放射される電磁ノイズは、電力変換システム５０の外部の周辺機器との電磁干渉を引き起こす虞がある。導体８は、コモンモードノイズ電流Ｉ_Ｎ０の伝搬経路に対して配置されるため、コモンモードノイズ電流Ｉ_Ｎ０に起因する電圧変動に起因する電磁界を遮蔽する電界シールドとして機能する。

図１、図２に示した実施の形態１の電力変換システム５０は、４つの接続部１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄにて電動機筐体９に接続された導体８を備えている。図２では、対地間インピーダンス１５を通過したコモンモードノイズ電流Ｉ_Ｎ０が接続部１０ｄに最も早く到達する例を示した。対地間インピーダンス１５を通過したコモンモードノイズ電流Ｉ_Ｎ０は、ノイズ分岐点ｐ１で、電動機筐体９の接続部１０ｃ、１０ｂ、１０ａ側に伝搬するノイズ電流Ｉ_Ｎ１と、導体８を伝搬するノイズ電流Ｉ_Ｎ２とに分流する。導体８を伝搬するノイズ電流Ｉ_Ｎ２はノイズ合流点ｐ２でノイズ電流Ｉ_Ｎ１に合流し、これらが合流したコモンモードノイズ電流Ｉ_Ｎ０が対地間コンデンサ６で第二通電路１２ｂにバイパスされ、第二通電路１２ｂを伝搬して変換回路３の負側接続端子１６ｂに到達する。導体８を伝搬するノイズ電流Ｉ_Ｎ２は、合流後のコモンモードノイズ電流Ｉ_Ｎ０と互いに逆向きで伝搬し、かつ導体８は第二通電路１２ｂに近接して配置されているため、発生する電磁界が互いに打ち消しあい、電磁ノイズを抑制することができる。なお、図２で示したコモンモードノイズ電流Ｉ_Ｎ０は対地間コンデンサ６でバイパスされる成分のみを記載しており、例えば電力変換装置７の外部へ伝搬するような、対地間コンデンサ６でバイパスされずに他の伝搬経路を通るノイズ電流については記載していない。また、コモンモードノイズ電流Ｉ_Ｎ０の伝搬経路では白塗潰しの三角印を付し、ノイズ電流Ｉ_Ｎ１、ノイズ電流Ｉ_Ｎ２の伝搬経路では黒塗潰しの三角印を付した。なお、一例として接続部１０ｄでノイズ電流が分岐する伝搬経路を示したが、実際は接続部１０ａ、１０ｂ、１０ｃで分岐するノイズ伝搬経路も存在する。

ここで、コモンモードノイズ電流Ｉ_Ｎ０に起因する電圧変動は対地間コンデンサ６の充放電を引き起こす。対地間コンデンサ６に対向する導体８がない場合には、対地間コンデンサ６の充放電により対地間コンデンサ６のコンデンサ第一端子１４ａ、コンデンサ第二端子１４ｂから容量結合により外部に伝搬する電磁ノイズ及び外部の空間に放射される電磁ノイズとなる場合がある。しかし、対地間コンデンサ６に対向する導体８がある場合には、コンデンサ第一端子１４ａ、コンデンサ第二端子１４ｂから容量結合により伝搬する電磁ノイズ及び空間に放射される電磁ノイズを抑制することができる。

また、コモンモードノイズ電流Ｉ_Ｎ０に起因する対地間コンデンサ６の充放電は、対地間コンデンサ６に対向する導体８の電位が変動する。そのため電力変換システム５０の第一例では、対地間コンデンサ６のコンデンサ第一端子１４ａが接地配線２５を介して接続された接地接続部２６と複数の接続部１０とが電動機筐体９に設けられており、接続部１０の少なくとも１つが接地接続部２６と隣接して配置されている。また、対地間コンデンサ６のコンデンサ第一端子１４ａが接地接続部２６に直接接続されてよい。また、接地接続部２６と接続部１０の少なくとも１つとが共通の接続部になっており、この共通の接続部に対地間コンデンサ６のコンデンサ第一端子１４ａが直接接続されてよい。このような構造とすることで、実施の形態１の電力変換システム５０において、対地間コンデンサ６と対向する導体８の電位がより安定し、かつ対地間コンデンサ６と導体８との対向距離ｄｐを縮めることができる。したがって、実施の形態１の電力変換システム５０は、このような構造とすることで、容量結合により伝搬する電磁ノイズ及び空間に放射される電磁ノイズのシールド効果を向上することができ、電力変換システム５０の外部の周辺機器との電磁干渉の抑制効果を向上することができる。

変換回路３を説明する。図３に直流－交流変換器（インバータ）である場合の変換回路３の一例を示し、図５に直流－直流変換器（コンバータ）である場合の変換回路３の一例を示した。図３に示した変換回路３はインバータ２０１であり、図５に示した変換回路３はコンバータ２０２である。インバータ２０１は、正側接続端子１６ａ、負側接続端子１６ｂから入力された直流電力をスイッチング素子１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ、１ｅ、１ｆでスイッチングし、Ｂ端子６１ａ、６１ｂ、６１ｃからＵ相、Ｖ相、Ｗ相から成る予め定められた三相交流電力を出力する。インバータ２０１は、３つのレグ９１ａ、９１ｂ、９１ｃと、レグ９１ａ、９１ｂ、９１ｃを制御する制御回路２を備えるインバータである。レグの符号は、総括的に９１を用い、区別する場合に９１ａ、９１ｂ、９１ｃを用いる。変換回路３のＢ端子の符号は総括的に６１を用い、区別する場合に６１ａ、６１ｂ、６１ｃを用いる。Ｕ相の交流電力を出力するレグ９１ａは、正側接続端子１６ａと負側接続端子１６ｂとの間に直列に接続されたスイッチング素子１ａ、１ｂを備えている。Ｖ相の交流電力を出力するレグ９１ｂは、正側接続端子１６ａと負側接続端子１６ｂとの間に直列に接続されたスイッチング素子１ｃ、１ｄを備えている。Ｗ相の交流電力を出力するレグ９１ｃは、正側接続端子１６ａと負側接続端子１６ｂとの間に直列に接続されたスイッチング素子１ｅ、１ｆを備えている。

接続配線５は、Ｕ相の三相交流を供給する接続配線５ａ、Ｖ相の三相交流を供給する接続配線５ｂ、Ｗ相の三相交流を供給する接続配線５ｃを有している。電動機４は、電動機端子６２ａ、６２ｂ、６２ｃから入力されたＵ相、Ｖ相、Ｗ相から成る三相交流電力で駆動される巻線群５１を備えている。電動機４の電動機端子の符号は総括的に６２を用い、区別する場合に６２ａ、６２ｂ、６２ｃを用いる。変換回路３のＢ端子６１ａ、６１ｂ、６１ｃは、それぞれ接続配線５ａ、５ｂ、５ｃを介して電動機４の電動機端子６２ａ、６２ｂ、６２ｃに接続されている。電動機４の電動機端子６２ａ、６２ｂ、６２ｃから巻線群５１のＵ相、Ｖ相、Ｗ相の各巻線に接続する配線と接地されている電動機筐体９との間に浮遊容量等である対地間インピーダンス１５が形成されている。

レグ９１は、正側接続端子１６ａと負側接続端子１６ｂとの間に直列に接続された正側のスイッチング素子Ｑｐ、負側のスイッチング素子Ｑｎを備えている。図４では、スイッチング素子Ｑｐ、ＱｎはＭＯＳＦＥＴ（Ｍetal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor）の例を示した。スイッチング素子Ｑｐ、Ｑｎの各端子は、ドレイン端子ｄ、ソース端子ｓ、ゲート端子ｇである。スイッチング素子Ｑｐ、Ｑｎは、トランジスタＴｒ、ダイオードＤを備えている。ダイオードＤは、トランジスタＴｒと別の素子でもよく、寄生ダイオードでもよい。スイッチング素子Ｑｐ、Ｑｎのゲート端子ｇはそれぞれ制御回路２と信号配線２８で接続されている。スイッチング素子Ｑｐのゲート端子ｇに制御回路２から出力された制御信号ｓｉｇｐが信号配線２８を介して入力され、スイッチング素子Ｑｎのゲート端子ｇに制御回路２から出力された制御信号ｓｉｇｎが信号配線２８を介して入力される。スイッチング素子Ｑｐのドレイン端子ｄは正側接続端子１６ａに接続され、スイッチング素子Ｑｐのソース端子ｓはスイッチング素子Ｑｎのドレイン端子ｄに接続され、スイッチング素子Ｑｎのソース端子ｓは負側接続端子１６ｂに接続されている。スイッチング素子Ｑｐのソース端子ｓとスイッチング素子Ｑｎのドレイン端子ｄとが接続された接続点にＢ端子６１が接続されている。スイッチング素子Ｑｐ、Ｑｎは、制御回路２から出力された制御信号ｓｉｇｐ、ｓｉｇｎにより開閉しすなわちオン動作及びオフ動作を行い、Ｂ端子６１に予め定められた交流電力を出力する。なお、スイッチング素子１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ、１ｅ、１ｆ、Ｑｐ、ＱｎをＭＯＳＦＥＴとしているがこの限りではなく、例えばＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）、サイリスタ等のＭＯＳＦＥＴ以外のスイッチング素子としてもよい。

コンバータ２０２は、直流電圧を降圧させる降圧コンバータ又は直流電圧を昇圧させる昇圧コンバータである。コンバータ２０２は、高電圧Ｖ_Ｈが入力又は出力される正側端子６３ａ、負側端子６３ｂと、高電圧Ｖ_Ｈの入出力に応じて低電圧Ｖ_Ｌの入力又は出力が変わる正側端子６４ａ、負側端子６４ｂと、スイッチング素子１ｇ、１ｈと、高電圧側の平滑コンデンサ６５ａと、低電圧側の平滑コンデンサ６５ｂと、リアクトル６６と、スイッチング素子１ｇ、１ｈを制御する制御回路２と、を備えている。制御回路２は、スイッチング素子１ｇに制御信号ｓｉｇａを出力し、スイッチング素子１ｈに制御信号ｓｉｇｂを出力する。正側の接続構成は、次のような直列接続になっている。高電圧Ｖ_Ｈ側の正側端子６３ａから順に、平滑コンデンサ６５ａの正側端子、スイッチング素子１ｇ、スイッチング素子１ｈの正側端子、リアクトル６６、平滑コンデンサ６５ｂの正側端子、低電圧Ｖ_Ｌ側の正側端子６４ａへと直列接続されている。一方、負側の接続構成は、次のような直列接続になっている。高電圧Ｖ_Ｈ側の負側端子６３ｂから順に、平滑コンデンサ６５ａの負側端子、スイッチング素子１ｈの負側端子、平滑コンデンサ６５ｂの負側端子、低電圧Ｖ_Ｌ側の負側端子６４ｂへと直列接続されている。なお、図５ではスイッチング素子１ｇ、スイッチング素子１ｈを備えるコンバータ２０２の例をしたが、この例に限定されない。スイッチング素子１ｇ、スイッチング素子１ｈの一方がダイオードであってもよい。スイッチング素子１ｇをダイオードに変更した場合、制御回路２は制御信号ｓｉｇａを出力しない。スイッチング素子１ｈをダイオードに変更した場合、制御回路２は制御信号ｓｉｇｂを出力しない。

コンバータ２０２を降圧コンバータとして機能させる場合は、高電圧Ｖ_Ｈを入力として正側端子６３ａを図１の正側接続端子１６ａへ、負側端子６３ｂを図１の負側接続端子１６ｂへ接続し、低電圧Ｖ_Ｌ側を出力として正側端子６４ａ、負側端子６４ｂを図１の接続配線５へ接続する。この場合は、接続配線５は２つの接続配線５ａ、５ｂを有しており、Ｂ端子６１は２つのＢ端子６１ａ、６１ｂを有している。コンバータ２０２を昇圧コンバータとして機能させる場合は、低電圧Ｖ_Ｌ側を入力として正側端子６４ａを図１の正側接続端子１６ａへ、負側端子６４ｂを図１の負側接続端子１６ｂへ接続し、高電圧Ｖ_Ｈ側を出力として正側端子６３ａ、負側端子６３ｂを図１の接続配線５へ接続する。この場合も、接続配線５は２つの接続配線５ａ、５ｂを有しており、Ｂ端子６１は２つのＢ端子６１ａ、６１ｂを有している。

次に、電力変換システム５０の第二例、第三例を説明する。電力変換システム５０は、第一通電路１２ａ及び第二通電路１２ｂの少なくとも一方にヒートシンク１７等の金属板を含む構成としてもよい。図７に示した電力変換システム５０の第二例は、第二通電路１２ｂがヒートシンク１７等の金属板を含む構成である。図８に示した電力変換システム５０の第三例は、第一通電路１２ａがヒートシンク１７等の金属板を含む構成である。なお、第二通電路１２ｂがヒートシンク１７等の金属板を含む構成は、ヒートシンク１７等の金属板が第二通電路１２ｂである例を含んでいる。第一通電路１２ａがヒートシンク１７等の金属板を含む構成は、ヒートシンク１７等の金属板が第一通電路１２ａである例を含んでいる。ヒートシンクは放熱を目的としているが、金属板の目的は放熱に限定されず、例えば防塵、防水等であってもよい。図７は、図１と同様に負側の第二通電路１２ｂと対地間コンデンサ６とが接続されている例である。図７において、対地間コンデンサ６は、コンデンサ第一端子１４ａが接地されている接地配線２５に接続され、コンデンサ第二端子１４ｂが第二通電路１２ｂに接続されている。図８は、正側の第一通電路１２ａと対地間コンデンサ６とが接続されている例である。図８において、対地間コンデンサ６は、コンデンサ第一端子１４ａが接地されている接地配線２５に接続され、コンデンサ第二端子１４ｂが第一通電路１２ａに接続されている。

図６では、制御回路２が導体８に対向していない例を示したが、図９に示すように制御回路２の少なくとも一部が導体８に対向していてもよく、図１０に示すように制御回路２の一面が導体８に対向していてもよい。このような構造とすることで、実施の形態１の電力変換システム５０は、制御回路２から発生する電磁ノイズに対してもシールド効果を有するため、容量結合により外部に伝搬する電磁ノイズ及び外部の空間に放射される電磁ノイズのシールド効果を更に向上することができ、電力変換システム５０の外部の周辺機器との電磁干渉の抑制効果を更に向上することができる。

一般的に、シールドは隣接して配置された２つの接続部の間隔に応じた特定周波数でシールド効果が悪化することが知られている。一般的に、２つの接続部１０の間隔が大きいほどシールド効果が悪化する周波数は低くなるため、２つの接続部１０の間隔は極力小さい方が望ましい。また、導体８の形状は電力変換装置７、接続配線５、電動機４の形状に応じた複雑なものとなるため、全ての接続部１０について配置間隔を等しくすることは困難である。そのため実施の形態１では、複数の接続部１０の間隔が特定個所で大きくならないよう、隣接して配置された２つの接続部１０の間隔は、それぞれ予め定められた範囲内に設定されている。予め定められた範囲内は等しい場合も含まれるので、隣接して配置された２つの接続部１０の間隔はそれぞれ等しい場合でもよい。ここで、等しい間隔は、完全な一致に限るものではなく、製造誤差、配置誤差を含でいてもよい。

図１１、図１２に、接続部の間隔である接続部間隔の第一例、第二例を示した。図１１では４つの接続部１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄが一次元的に配置されている例を示し、図１２では４つの接続部１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄが二次元的に配置されている例を示した。図１１において、接続部１０ａと接続部１０ｂとの間隔は接続部間隔ｄ１であり、接続部１０ｂと接続部１０ｃとの間隔は接続部間隔ｄ２であり、接続部１０ｃと接続部１０ｄとの間隔は接続部間隔ｄ３である。

図１２では、角管状の側壁を有する電動機筐体９のｚ方向正側に導体８が配置され、電動機筐体９の外周に設けられた４つの接続部１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄにて導体８が接続されている例を示した。ｚ方向は角管状の側壁が延伸する方向であり、ｘ方向は導体８の一辺の方向であり、ｙ方向はｘ方向及びｚ方向に垂直な方向である。４つの接続部１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄは、例えば４つの側壁のそれぞれ中央に設けられている。破線９２ａは接続部１０ａの中央をｙ方向に延びる破線であり、破線９２ｃは接続部１０ｃの中央をｙ方向に延びる破線である。破線９２ｂは接続部１０ｂの中央をｘ方向に延びる破線であり、破線９２ｄは接続部１０ｄの中央をｘ方向に延びる破線である。隣接する接続部１０ａと接続部１０ｂとの間隔は、外周に沿った接続部間隔ｄ１である。同様に、接する接続部１０ｂと接続部１０ｃとの間隔は外周に沿った接続部間隔ｄ２であり、接する接続部１０ｃと接続部１０ｄとの間隔は外周に沿った接続部間隔ｄ３であり、接する接続部１０ｄと接続部１０ａとの間隔は、外周に沿った接続部間隔ｄ４である。

導体８が分割されることなく一体となっているがこの限りでなく、図１３に示すように導体８が複数に分割されている構造としてもよい。図１３では、分割された２つの導体８が、それぞれ２つの接続部にて電動機筐体９に接続されている例を示した。導体８を複数に分割することで、導体８の形状の自由度を向上させることができる。

実施の形態１の電力変換システム５０は、複数の接続部１０の間隔が特定個所で大きくならないよう、隣接して配置された２つの接続部１０の間隔がそれぞれ予め定められた範囲内に設定されているので、電磁ノイズをシールドするシールド効果の悪化を抑制でき、容量結合により外部に伝搬する電磁ノイズ及び外部の空間に放射される電磁ノイズのシールド効果を更に向上することができる。

今まで、電力変換装置７に入力される入力電力を直流電力としている例、すなわち入力電源３０が直流電源３１である例を示したがこの限りではない。例えば、図１４に示すように入力電力を交流電力とし、整流回路３３を用いて交流電力を直流電力に変換したものを、電源出力端子３４ａ、３４ｂから第一Ａ端子１１ａ、第二Ａ端子１１ｂに印加してもよい。すなわち、入力電源３０が交流電源３２及び交流電力を整流する整流回路３３を備えていてもよい。

また、図１５に示すように、入力電源３０が交流電源３２であり、整流機能を有した変換回路３を用いてもよい。すなわち、入力電源３０が交流電源３２であり、変換回路３の入力側に整流回路３３を備えていてもよい。整流回路３３は、正側出力端子３５ａ、負側出力端子３５ｂを介して第一通電路１２ａ、第二通電路１２ｂに直流電力を通電する。

電力変換システム５０の第一例では、対地間コンデンサ６の一方の端子を第二通電路１２ｂに接続しているがこの限りではなく、例えば図１６に示すように第一通電路１２ａに接続する構成でもよい。図１６は、正側の第一通電路１２ａと対地間コンデンサ６とが接続されている例である。対地間コンデンサ６は、コンデンサ第一端子１４ａが接地されている接地配線２５に接続され、コンデンサ第二端子１４ｂが第一通電路１２ａに接続されている。

また、対地間コンデンサ６は１つだけ設ける場合に限定されない。図１７に示すように、対地間コンデンサ６を複数設け、第一通電路１２ａと第二通電路１２ｂとにそれぞれ接続する構成としてもよい。図１７では、第一の対地間コンデンサ６ａは、コンデンサ第一端子１４ａが接地されている接地配線２５に接続され、コンデンサ第二端子１４ｂが第二通電路１２ｂに接続されている。第二の対地間コンデンサ６ｂは、コンデンサ第一端子１４ａが接地されている接地配線２５に接続され、コンデンサ第二端子１４ｂが第一通電路１２ａに接続されている。

実施の形態１の電力変換システム５０は、接続部１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄが金属を含む電動機筐体９を介して接地電位Ｖｓに接続されている例に限定されない。例えば図１８に示すように、接地電位Ｖｓにされている接地配線２５すなわち接地された接地配線２５に複数の接続部１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄにて接続されていてもよい。図１８では、接地接続部２６が電動機筐体９の筐体本体５２（図１参照）に設けられており、接地配線２５が第一通電路１２ａ及び第二通電路１２ｂ側に延伸している例を示した。

以上のように、実施の形態１の電力変換システム５０は、電動機４と、入力される電力から電力変換された出力電力を電動機４に供給し、電動機４を駆動する電力変換装置７と、電動機４と電力変換装置７とを接続する接続配線５と、を備えている。電力変換システム５０において、電動機４の金属を含む電動機筐体９は電位が接地電位Ｖｓにされている。電力変換装置７は、入力された直流電力又は入力される交流電力を直流電力に変換された直流電力が通電される、正側の第一通電路１２ａ及び負側の第二通電路１２ｂと、複数のスイッチング素子１を有し、第一通電路１２ａ及び第二通電路１２ｂから入力された直流電力を電力変換して出力電力を電動機４に供給する変換回路３と、を備えている。電力変換システム５０は、さらに電力変換装置７を覆う非導体筐体２１と、スイッチング素子１から発生し、電動機筐体９を伝搬する電磁ノイズを、第一通電路１２ａ又は第二通電路１２ｂにバイパスする対地間コンデンサ６と、複数のスイッチング素子１、対地間コンデンサ６、対地間コンデンサ６が接続された第一通電路１２ａ又は第二通電路１２ｂ、及び接続配線５に対向して配置された導体８と、を備えている。導体８は、電動機筐体９又は電位が接地電位Ｖｓにされている接地配線２５に複数の接続部１０にて接続されている。実施の形態１の電力変換システムは、この構成により、非導体筐体２１に覆われた電力変換装置７と、複数のスイッチング素子１、対地間コンデンサ６、対地間コンデンサ６が接続された第一通電路１２ａ又は第二通電路１２ｂ、及び接続配線５に対向して配置された導体８とを備えているので、電力変換装置７に金属筐体を用いていない場合であっても、電力変換装置７の電磁ノイズを抑制できる。

実施の形態２．
図１９は実施の形態２に係る電力変換システムの構成を示す図であり、図２０は図１９のパワーモジュールの構成を示す図である。図２１、図２２は、実施の形態２に係る電力変換システムの構成を示す斜視図である。図２２では、導体８を支持する非導体筐体２１を省略した電力変換システム５０を示した。図２３は図２１のＡ－Ａで示した破線に沿った接続部の断面図であり、図２４は図２１の接続部の断面図である。図２５は、図２４のＢ－Ｂで示した破線に沿った壁部の断面図である。図２６は実施の形態２に係る電力変換装置の構成を示す斜視図である。図２６では、図２２の電力変換システム５０から導体８を省略し、パワーモジュールの配置が分かるように制御回路２が外周のみで記載した電力変換装置７を示した。図２７は図２６のパワーモジュールの配置例を示す図であり、図２８は図２７に対応した制御回路を示す図である。図２９は、実施の形態２に係る導体の壁部及び非導体筐体の配置を示す図である。図３０、図３１は、図２７の導体と対地間コンデンサとの対向距離を説明する図である。

実施の形態２の電力変換システム５０は、電動機４が２つの巻線群５１ａ、５１ｂを備えた二多重三相交流の回転電機である例である。実施の形態１の電力変換システムと異なる部分を主に説明する。実施の形態２の電力変換システム５０は、２つの巻線群５１ａ、５１ｂを備えた電動機４と、２つの変換回路３ａ、３ｂを備えており、電動機４を駆動する電力変換装置７と、電動機４と電力変換装置７とを接続する接続配線５と、を備えている。変換回路３ａ、３ｂは、それぞれ図３に示したインバータである。変換回路３ａはインバータ２０１ａであり、変換回路３ｂはインバータ２０１ｂである。実施の形態２の電力変換装置７は、第一Ａ端子１１ａ、第二Ａ端子１１ｂから入力された直流電力を電力変換してＵ相、Ｖ相、Ｗ相の三相交流電力を出力する第一のインバータ２０１ａと、第一Ａ端子１１ａ、第二Ａ端子１１ｂから入力された直流電力を電力変換してＸ相、Ｙ相、Ｚ相の三相交流電力を出力する第二のインバータ２０１ｂとを備えている。例えば図２１に示すように、実施の形態２の電力変換システム５０は、電力変換装置７が電動機４のｚ方向正側の一面に配置され、一体として構成されている。ｚ方向は電動機４の電動機筐体９が延伸する方向であり、ｘ方向は非導体筐体２１の一辺の方向であり、ｙ方向はｘ方向及びｙ方向に垂直な方向である。電力変換装置７と電動機４とは、図２６に示すように、電力変換装置７の外周側に配置された接続配線５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ、５ｅ、５ｆを介して電動機４に接続される。

電力変換装置７は、第一Ａ端子１１ａ、第二Ａ端子１１ｂ、６個のＢ端子６１ａ、６１ｂ、６１ｃ、６１ｄ、６１ｅ、６１ｆを備えている。電動機４は、６個の電動機端子６２ａ、６２ｂ、６２ｃ、６２ｄ、６２ｅ、６２ｆを備えている。接続配線５は、Ｕ相の三相交流を供給する接続配線５ａ、Ｖ相の三相交流を供給する接続配線５ｂ、Ｗ相の三相交流を供給する接続配線５ｃ、Ｘ相の三相交流を供給する接続配線５ｄ、Ｙ相の三相交流を供給する接続配線５ｅ、Ｚ相の三相交流を供給する接続配線５ｆを有している。電動機４の電動機筐体９は接地されている。電動機４の電動機端子６２ａ、６２ｂ、６２ｃから巻線群５１ａのＵ相、Ｖ相、Ｗ相の各巻線に接続する配線と接地されている電動機筐体９との間に浮遊容量等である対地間インピーダンス１５が形成されており、電動機４の電動機端子６２ｄ、６２ｅ、６２ｆから巻線群５１ｂのＸ相、Ｙ相、Ｚ相の各巻線に接続する配線と接地されている電動機筐体９との間に浮遊容量等である対地間インピーダンス１５が形成されている。

変換回路３ａは、スイッチング素子１を含む部品であるパワーモジュール１９ａ、１９ｂ、１９ｃと、制御回路２ａと、を備えている。同様に、変換回路３ｂは、スイッチング素子１を含む部品であるパワーモジュール１９ｄ、１９ｅ、１９ｆと、制御回路２ｂと、を備えている。パワーモジュールの構成を図２０に示した。パワーモジュールの符号は、総括的に１９を用い、区別する場合に１９ａ、１９ｂ、１９ｃ、１９ｄ、１９ｅ、１９ｆを用いる。パワーモジュール１９の構成は、図４に示したレグ９１の構成と同様である。パワーモジュール１９のＢ端子２７は、スイッチング素子Ｑｐのソース端子ｓとスイッチング素子Ｑｎのドレイン端子ｄとが接続された接続点に接続されている。パワーモジュール１９ａ、１９ｂ、１９ｃの正側接続端子１６ａは、それぞれ第一通電路１２ａを介して第一Ａ端子１１ａに接続され、パワーモジュール１９ａ、１９ｂ、１９ｃの負側接続端子１６ｂは、それぞれ第二通電路１２ｂを介して第二Ａ端子１１ｂに接続されている。パワーモジュール１９ａ、１９ｂ、１９ｃのＢ端子２７は、それぞれＢ端子６１ａ、６１ｂ、６１ｃに接続されている。パワーモジュール１９ｄ、１９ｅ、１９ｆは、パワーモジュール１９ａ、１９ｂ、１９ｃと同様である。なお図２０、図２２、図２６、図２８では、制御回路２ａ及び制御回路２ｂを含む全体を制御回路２として示した。図２８では、制御回路２の下側すなわちｚ方向負側のヒートシンク１７、第一Ａ端子１１ａ、第二Ａ端子１１ｂ、パワーモジュール１９ａ～１９ｆを破線で示した。

図２６、図２７に示すように、例えば電力変換装置７の第一通電路１２ａがバスバー２２であり、第二通電路１２ｂがヒートシンク１７で構成される。スイッチング素子１を含む部品であるパワーモジュール１９ａ、１９ｂ、１９ｃ、１９ｄ、１９ｅ、１９ｆがヒートシンク１７の周方向に配置され、それらを接続するバスバー２２が６個のパワーモジュール１９の内周側に配置されている。また、パワーモジュール１９の上方すなわちｚ方向正側には、制御回路２が設けられ、パワーモジュール１９の下方すなわちｚ方向負側には、ヒートシンク１７が設けられている。すなわち、実施の形態２の電力変換装置７は、負側の第二通電路１２ｂであるヒートシンク１７に６個のパワーモジュール１９ａ、１９ｂ、１９ｃ、１９ｄ、１９ｅ、１９ｆが搭載されており、ヒートシンク１７のｚ方向正側に第一通電路１２ａであるバスバー２２が配置され、バスバー２２のｚ方向正側に制御回路が配置されている。

電力変換装置７の第一Ａ端子１１ａ、第二Ａ端子１１ｂは、ヒートシンク１７の一辺における端部に配置されている。図２２、図２６、図２７～図２９では、ｙ方向負側の辺に第一Ａ端子１１ａ、第二Ａ端子１１ｂが配置されている例を示した。第一Ａ端子１１ａはバスバー２２に接続されており、第二Ａ端子１１ｂはヒートシンク１７に接続されている。６個のパワーモジュール１９ａ、１９ｂ、１９ｃ、１９ｄ、１９ｅ、１９ｆは、それぞれ制御回路２に接続する２個の信号配線２８を有している。図２０では、パワーモジュール１９と制御回路２とが２個の信号配線２８で接続している例を示した。このため、制御回路２は、６個のパワーモジュール１９ａ、１９ｂ、１９ｃ、１９ｄ、１９ｅ、１９ｆの合計１２個の信号配線２８と接続されている例を示した。制御回路２は、回路基板８２、回路基板８２に搭載された２つの回路部品８１を備えている。一方の回路部品８１は図１９の制御回路２ａであり、他方の回路部品８１は図１９の制御回路２ｂである。図２２、図２６、図２７、図２８では、合計１２個の信号配線２８により回路基板８２を支持している例を示した。図２８では、回路基板８２のｘ方向正側の辺がヒートシンク１７のｘ方向正側の側面よりもｘ方向負側に後退しており、回路基板８２の他の３辺がヒートシンク１７の他の側面と重なっている例を示した。

導体８、非導体筐体２１について説明する。導体８は、基板部７１、基板部７１の外周からｚ方向負側に延伸している３つの壁部７２ａ、７２ｂ、７２ｃを有している。非導体筐体２１は、導体８の基板部７１と壁部７２ａ、７２ｂ、７２ｃとを、壁部７２ａ、７２ｂ、７２ｃの一部が露出するように支持すると共に覆っている。すなわち、導体８は、非導体筐体２１の内面８６に配置されている。この場合、シールド効果を有する導体８が非導体筐体２１に挿入またはスナップフィット構造などにより差し込まれている。これは、非導体筐体２１は電力変換装置７の周囲を覆う保護用の樹脂、プラスチック等のカバーを利用する一例である。このような構造にすることで、実施の形態２の電力変換システム５０は、実施の形態１の電力変換システム５０と同様の効果を得ることができ、かつ導体８の設計自由度を向上することできる。なお、導体８は、非導体筐体２１の内面８６に配置されるように、導体８と非導体筐体２１と一体成型されていてもよい。

電動機筐体９のヒートシンク１７側すなわち電力変換装置７側には、導体８と接続する接続部１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄが設けられている。ヒートシンク１７は、電動機筐体９の接続部１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄのそれぞれに対向する接続部４５ａ、４５ｂ、４５ｃ、４５ｄを４つの側面８９のそれぞれに突出するように備えている。ヒートシンク１７は、接続部４５ａ、４５ｂ、４５ｃ、４５ｄがそれぞれ対向する電動機筐体９の接続部１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄに絶縁部２０を介して機械的に接続されている。図２３に示すように、ヒートシンク１７の接続部４５ｂは、電動機筐体９の接続部１０ｂに対向する面と電動機筐体９の接続部１０ｂにおける接続部４５ｂに対向する面とが絶縁部２０を介して機械的に接続されている。電動機筐体９の接続部１０ｂは、導体８の壁部７２ｂに対向する面すなわち側面が導体８の壁部７２ｂと接続されている。接続部１０ｂは金属であり、導体８の壁部７２ｂは接続部１０ｂに電気的にかつ機械的に接続されている。金属板の一種であるヒートシンク１７は、接続部４５ｂの導体８に対向する面すなわちｘ方向正側の面、ｚ方向正側の面、ｙ方向正側の面、ｙ方向負側の面が導体８に接続されていない。なお、ｙ方向正側の面、ｙ方向負側の面は、図２５における接続部４５の破線９３ｂで示した面、接続部４５の破線９３ｃで示した面に相当する。

電動機筐体９の他の接続部１０ａ、１０ｃ、１０ｄとヒートシンク１７の他の接続部４５ａ、４５ｃ、４５ｄとの接続構造、これらの接続部と導体８との配置構造も、図２３に示した電動機筐体９の接続部１０ｂとヒートシンク１７の接続部４５ｂとの接続構造、これらの接続部と導体８との配置構造と同様である。ヒートシンク１７の接続部の符号は、総括的に４５を用い、区別する場合に４５ａ、４５ｂ、４５ｃ、４５ｄを用いる。導体８の壁部の符号は、総括的に７２を用い、区別する場合に７２ａ、７２ｂ、７２ｃを用いる。電動機筐体９の接続部１０とヒートシンク１７の接続部４５との接続構造、これらの接続部と導体８との配置構造は、次のようになる。図２４に示すように、ヒートシンク１７の接続部４５は、電動機筐体９の接続部１０に対向する面と電動機筐体９の接続部１０における接続部４５に対向する面とが絶縁部２０を介して機械的に接続されている。電動機筐体９の接続部１０は、導体８の壁部７２に対向する面すなわち側面が導体８の壁部７２と接続されている。接続部１０は金属であり、導体８の壁部７２は接続部１０に電気的にかつ機械的に接続されている。金属板の一種であるヒートシンク１７は、接続部４５の導体８に対向する面（表面８８、側面８９、接続部４５の破線９３ｂで示した面、接続部４５の破線９３ｃで示した面）が導体８に接続されていない。ヒートシンク１７の表面８８すなわち導体８の基板部７１に対向する面は、接続部４５以外の部分でも導体８に接続されていない。

ヒートシンク１７の接続部４５の表面８８側の構造を、図２５を用いて説明する。ヒートシンク１７の接続部４５は、破線９３ｂから破線９３ｃまでの部分である。ヒートシンク１７の接続部４５の図２５において下方に配置された電動機筐体９の接続部１０に接続する導体８の壁部７２は、電動機筐体９の接続部１０に接続する導体凹部７５と、接続部１０の先端部分すなわち電動機筐体９の筐体本体５２から離れる方向の先端部分の形状に沿った導体凸部７３を有している。導体凸部７３は破線９３ａから破線９３ｄまでの部分であり、導体凹部７５は破線９９ａから破線９９ｂまでの部分である。なお、図２７、図２９に示すように、接続部１０ａは、非導体筐体２１の角部に位置し、ｘ方向負側の面が導体８の壁部７２ａに接続されている例を示した。

実施の形態２の電力変換システム５０は、電力変換装置７が電動機筐体９の一面（ｚ方向正側の面）に対向して配置されており、かつ電動機筐体９の一面（ｚ方向正側の面）を覆うように、すなわち非導体筐体２１が電動機筐体９の一面を包含するように配置されている。つまり、ｚ方向正側からｚ方向負側を見た場合に、電動機筐体９の一面（ｚ方向正側の面）は非導体筐体２１のｚ方向正側の面の外周よりも内側になっている。図２１では、電動機筐体９の筐体本体５２のｚ方向正側の面が非導体筐体２１に配置された導体８の基板部７１を覆うｚ方向正側の面よりも小さくなっており、４個の接続部１０が電動機筐体９の４個の延長部５３を介して配置されている例を示した。図２１では、ｚ方向正側からｚ方向負側を見た場合に、電動機筐体９の筐体本体５２のｚ方向正側の面が全て非導体筐体２１のｚ方向正側の面で覆われる例を示したが、この例に限定されない。導体８は、基板部７１及び基板部７１の垂直方向に延伸した壁部７２を有しており、壁部７２が電動機筐体９に設けられた複数の接続部１０である第一接続部に接続されている。第一通電路１２ａ、第二通電路１２ｂのいずれか一方である金属板（ヒートシンク１７）は、導体８の基板部７１に対向する表面８８と、導体８の壁部７２に対向する側面８９と、金属板（ヒートシンク１７）の側面８９に複数設けられ、導体８の壁部７２側に突出した接続部４５である第二接続部と、を有している。金属板（ヒートシンク１７）の第二接続部（接続部４５）は、金属板（ヒートシンク１７）の表面８８と反対側の裏面が電動機筐体９の第一接続部（接続部１０）における導体８の基板部７１に対向する表面に絶縁部２０を介して接続されている。

電力変換装置７の構成部品であるヒートシンク１７と電動機筐体９とは、電気的には絶縁されている。第二通電路１２ｂであるヒートシンク１７は、図７のように対地間コンデンサ６により電動機筐体９に接続されている。図２６、図２７では、対地間コンデンサ６はヒートシンク１７のｚ方向負側に配置されており、コンデンサ第二端子１４ｂがヒートシンク１７のｚ方向負側の面に接続されており、コンデンサ第一端子１４ａが電動機筐体９に設けられた接続部１０ａのｚ方向正側の面に接続されている例を示した。電動機筐体９は、接地接続部２６にて接地されている。対地間コンデンサ６は、コンデンサ第一端子１４ａ、コンデンサ第二端子１４ｂを介して電動機筐体９とヒートシンク１７との間に接続され、高周波において両者を低インピーダンスで接続する役割を担う。

導体８は、スイッチング素子１を含むパワーモジュール１９、接続配線５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ、５ｅ、５ｆ、対地間コンデンサ６、ヒートシンク１７、バスバー２２、制御回路２を覆うように、これらの周囲に配置される。また、接続配線５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ、５ｅ、５ｆと対向している導体８の壁部７２は、接続部１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄを介して、電動機筐体９に電気的に接続されている。導体８は、非導体筐体２１の内部に配置されている。図２９では、非導体筐体２１の内面８６とヒートシンク１７の側面８９との間に隙間８７が形成されている例を示した。この場合、電力変換装置７の第一Ａ端子１１ａ、第二Ａ端子１１ｂと入力電源３０とは、非導体筐体２１の内面８６とヒートシンク１７の側面８９との間に隙間８７を通して接続される。なお、隙間８７はｙ方向負側に示したが、ｙ方向正側、ｘ方向正側、ｘ方向負側にも存在する。破線８５ａはｙ方向負側における非導体筐体２１の内面８６を示す破線であり、破線８５ｂはｙ方向負側におけるヒートシンク１７の側面８９を示す破線である。なお、例えば、第一Ａ端子１１ａ、第二Ａ端子１１ｂは、非導体筐体２１のｚ方向に垂直なｘ方向又はｙ方向の外周から外部に飛び出して配置されてもよい。この場合、第一Ａ端子１１ａ、第二Ａ端子１１ｂと、第一Ａ端子１１ａが配置されたバスバー２２等の第一通電路１２ａの一部、第二Ａ端子１１ｂが配置されたヒートシンク１７等の第二通電路１２ｂの一部は非導体筐体２１の外側に配置される。

実施の形態２の電力変換システム５０は、対地間コンデンサ６のコンデンサ第一端子１４ａが電動機筐体９に設けられた１つの接続部１０である接続部１０ａに接続されている例である。このため、実施の形態１で説明したように、対地間コンデンサ６と導体８との対向距離ｄｐを縮めることができ、対地間コンデンサ６と対向する導体８の電位をより安定させることができる。実施の形態２における、対地間コンデンサ６と導体８との対向距離ｄｐについて、図３０、図３１を用いて説明する。対地間コンデンサ６と導体８との対向距離ｄｐは、コンデンサ第一端子１４ａ、コンデンサ第二端子１４ｂの延伸方向と対地間コンデンサ６に対向する導体８の壁部７２との距離である。対地間コンデンサ６の長手方向の長さ、短手方向の長さは、それぞれ長手長ｌ１、短手長ｌ２である。図３０では、コンデンサ第一端子１４ａ、コンデンサ第二端子１４ｂの延伸方向と導体８の壁部７２の延伸方向が平行である例を示したが、この例に限定されない。ここで、平行は、完全な平行に限るものではなく、製造誤差、配置誤差を含でいてもよい。

図３１では、対地間コンデンサ６が導体８の壁部７２と角度θで配置されている例を示した。破線９６は、対地間コンデンサ６の壁部７２側で、コンデンサ第一端子１４ａ、コンデンサ第二端子１４ｂの延伸方向を示している。対向中心点ｐｏは、破線９６上における対地間コンデンサ６の中心点である。破線９５は、対向中心点ｐｏを通り破線９６に垂直な破線である。角度θは壁部７２と破線９６との角度である。対地間コンデンサ６の壁部７２に平行な長さである実効対向長ｌａは、破線９７ａから破線９７ｂまでの距離である。破線９７ａ、９７ｂは、破線９６上の対地間コンデンサ６の端を通り、壁部７２に垂直な破線である。破線９７ｃは、対向中心点ｐｏを通り、壁部７２に平行な破線である。対地間コンデンサ６と導体８との対向距離ｄｐは、破線９７ｃと壁部７２との距離である。

図３１の実効対向長ｌａは、式（１）で表せる。
ｌａ＝ｌ１ｃｏｓθ ・・・（１）
実効対向長ｌａが短手長ｌ２よりも大きい場合は、対地間コンデンサ６の長手方向の面が壁部７２に対向している。対地間コンデンサ６に対する導体８のシールド効果は、対地間コンデンサ６と導体８との対向距離及び対向する面積が大きい程効果が高くなるので、対地間コンデンサ６の長手方向の面で説明した。しかし、対地間コンデンサ６に対する導体８のシールド効果は、長手方向の面に限定されない。対地間コンデンサ６の短手方向の面と導体８が対向していれば、短手方向の面に対して導体８のシールド効果がある。また、対地間コンデンサ６の長手方向の面及び短手方向の面に垂直な面（図３０、図３１における手前側の表面、図３０、図３１における奥側の裏面）が導体８に対向していれば、この長手方向の面及び短手方向の面に垂直な面に対して導体８のシールド効果がある。

なお実施の形態２では、非導体筐体２１が四角の環状すなわち角管状の側壁を有するカバーであり、電力変換装置７の構成部品を四角の環状に配置している例を示したが、これに限定されない。例えば、電力変換装置７の構成部品をリング状又は円弧形状に配置しても良く、非導体筐体２１の側壁形状に応じて電力変換装置７の構成部品をリング状又は円弧形状に配置しても良い。また実施の形態２では、第一通電路１２ａをバスバー２２としているがこの限りではなく、例えばケーブルなどバスバー以外の導体としてもよい。

パワーモジュール１９は、三相交流電力における一相の交流電力を出力するための２つのスイッチング素子Ｑｐ、Ｑｎがパッケージングされたものである。なお実施の形態２では、２つのスイッチング素子Ｑｐ、Ｑｎがパッケージングされたパワーモジュール１９としているがこの限りでなく、４つのスイッチング素子がパッケージングされたもの、６つのスイッチング素子がパッケージングされたものなど、１つのパワーモジュール１９にパッケージングされるスイッチング素子の数は任意の数としても良い。スイッチング素子Ｑｐ、Ｑｎが個別にパッケージングされたパワーモジュール場合は、２つのパワーモジュールを直列接続することで、レグを構成する。コンバータの場合、スイッチング素子Ｑｐ、Ｑｎは、図５に示したスイッチング素子１ｇ、１ｈに相当する。コンバータの場合もインバータの場合と同様に、１つのパワーモジュールにパッケージングされるスイッチング素子の数は任意の数としても良い。また、実施の形態２の電力変換装置７は、パワーモジュール１９ではなくディスクリートのスイッチング素子１を複数用いても良い。

今まで導体８が分割されることなく一体となっているがこの限りでなく、導体８が複数に分割されている構造としてもよい。例えば、導体８の基板部７１が２つに或いは３つ以上に分割されてもよい。導体８の基板部７１を複数に分割することで、導体８の基板部７１は形状の自由度が向上する。

なお、電動機４は巻線群５１ａ、５１ｂが一体となった回転電機の例で説明したが、電動機４は、巻線群５１ａ、５１ｂが個別になっており、巻線群５１ａを有する回転電機と巻線群５１ｂを有する回転電機とで構成されていてもよい。

実施の形態２の電力変換システム５０は、実施の形態１の電力変換システム５０と同様に、非導体筐体２１に覆われた電力変換装置７と、複数のスイッチング素子１、対地間コンデンサ６、対地間コンデンサ６が接続された第一通電路１２ａ又は第二通電路１２ｂ、及び接続配線５に対向して配置された導体８とを備えているので、電力変換装置７に金属筐体を用いていない場合であっても、容量結合により外部に伝搬する電磁ノイズ及び外部の空間に放射される電磁ノイズのシールド効果を向上することができ、電力変換システム５０の外部の周辺機器との電磁干渉の抑制効果を向上することができる。また、実施の形態２の電力変換システム５０は、実施の形態１の電力変換システム５０と同様に、電力変換装置７に金属筐体を用いていない場合であっても、電力変換装置７の電磁ノイズを抑制できる。

実施の形態３．
図３２は実施の形態３に係る電力変換システムの構成の第一例を示す図であり、図３３は図３２の電力変換装置の構成を示す斜視図である。図３４は、図３２の線間コンデンサの第一の配置例を示す図である。図３５は図３４に対応した制御回路の第一例を示す図であり、図３６は図３４に対応した制御回路の第二例を示す図である。図３７は、実施の形態３に係るノイズ電流の伝搬経路を示す図である。図３８は図３２の線間コンデンサの第二の配置例を示す図であり、図３９は図３８に対応した制御回路を示す図である。図４０は、実施の形態３に係る電力変換システムの構成の第二例を示す図である。実施の形態３の電力変換システム５０は、第一通電路１２ａと第二通電路１２ｂとに接続された線間コンデンサ１８を備え、シールド効果を有する導体８が線間コンデンサ１８にも対向して配置されている点で、実施の形態１及び実施の形態２の電力変換システム５０と異なる。実施の形態１及び実施の形態２の電力変換システム５０と異なる部分を主に説明する。

図３２では、線間コンデンサ１８、導体８の線間コンデンサ１８に対向する部分が非導体筐体２１の内部に配置されている例を示した。線間コンデンサ１８のコンデンサ第一端子２４ａが第一通電路１２ａに接続され、線間コンデンサ１８のコンデンサ第二端子２４ｂが第二通電路１２ｂに接続されている。線間コンデンサ１８は、対地間コンデンサ６によってバイパスされたコモンモードノイズ電流Ｉ_Ｎ０の一部を対地間コンデンサ６が接続されていない他方の通電路に分配する。図３７では、対地間コンデンサ６が第二通電路１２ｂに接続されているので、線間コンデンサ１８は、対地間コンデンサ６によってバイパスされたコモンモードノイズ電流Ｉ_Ｎ０の一部を第一通電路１２ａに分配する。

図３３の斜視図は、図２６の斜視図に示した電力変換装置７に線間コンデンサ１８が追加された図である。図３３に示した電力変換装置７を覆う非導体筐体２１、非導体筐体２１に配置された導体８は、実施の形態２と同じである。図３３、図３４では、線間コンデンサ１８のコンデンサ第一端子２４ａが第一通電路１２ａであるバスバー２２に接続され、線間コンデンサ１８のコンデンサ第二端子２４ｂが第二通電路１２ｂであるヒートシンク１７に接続されている例を示した。制御回路２の回路基板８２は線間コンデンサ１８が導体８の基板部７１に対向するように凹部８３が形成されている。図３３では、凹部８３を破線で示した。図３４は、図２７に線間コンデンサ１８が配置された図である。なお、導体８の壁部７２ａ、７２ｂ、７２ｃは省略している。図３５は、図２８の回路基板８２に凹部８３が形成されており、線間コンデンサ１８を破線で示した図である。図３５では、制御回路２の下側すなわちｚ方向負側のヒートシンク１７、第一Ａ端子１１ａ、第二Ａ端子１１ｂ、パワーモジュール１９ａ～１９ｆ、線間コンデンサ１８を破線で示した。

線間コンデンサ１８が導体８の基板部７１に対向するようにするには、制御回路２の回路基板８２が凹部８３を有する場合に限定されない。図３６のように制御回路２の回路基板８２が線間コンデンサ１８を露出させる貫通孔８４を有してもよい。また、制御回路２の回路基板８２に線間コンデンサ１８のコンデンサ第一端子２４ａ、コンデンサ第二端子２４ｂを通す穴をあけ、回路基板８２の上面すなわち回路基板８２のｚ方向正側に線間コンデンサ１８を配置してもよい。

図３７を用いてノイズ電流の伝搬経路を説明する。図３７では、図３２にノイズ電流の一例であるコモンモードノイズ電流Ｉ_Ｎ０の伝搬経路を示した。図３７では、コモンモードノイズ電流Ｉ_Ｎ０が正側接続端子１６ａを介してスイッチング素子１に帰還する例を示した。図３７は、図２の電力変換システム５０に線間コンデンサ１８が追加され、さらにシールド効果を有する導体８が線間コンデンサ１８にも対向して配置されている図である。なお、線間コンデンサ１８によってバイパスされるコモンモードノイズ電流Ｉ_Ｎ０をノイズ電流Ｉ_Ｎ３として表示した。図３７に示すように、対地間コンデンサ６によってバイパスされたコモンモードノイズ電流Ｉ_Ｎ０は、線間コンデンサ１８を介して負側の第二通電路１２ｂから正側の第一通電路１２ａに伝搬する伝搬経路が生じる。従って、線間コンデンサ１８にもコモンモードノイズ電流（ノイズ電流Ｉ_Ｎ３）に起因する電圧変動が生じる。コモンモードノイズ電流（ノイズ電流Ｉ_Ｎ３）に起因する電圧変動は線間コンデンサ１８の充放電を引き起こす。線間コンデンサ１８に対向する導体８がない場合には、線間コンデンサ１８の充放電により線間コンデンサ１８のコンデンサ第一端子２４ａ、コンデンサ第二端子２４ｂから容量結合により外部に伝搬する電磁ノイズ及び外部の空間に放射される電磁ノイズとなる場合がある。しかし、線間コンデンサ１８に対向する導体８がある場合には、コンデンサ第一端子２４ａ、コンデンサ第二端子２４ｂからの容量結合により伝搬する電磁ノイズ及び空間に放射される電磁ノイズを抑制することができる。

なお実施の形態３の電力変換システム５０では、線間コンデンサ１８は、第一Ａ端子１１ａ、第二Ａ端子１１ｂと、変換回路３の正側接続端子１６ａ、負側接続端子１６ｂとの間に一括して挿入されているがこの限りではなく、例えば複数のスイッチング素子１、あるいはパワーモジュール１９の間に分割して配置しても良い。図３８には、６個のパワーモジュール１９の近傍に線間コンデンサ１８が分割して配置されている例を示した。この場合、図３９のように制御回路２の回路基板８２が６個の線間コンデンサ１８を露出させる６個の貫通孔８４を有している。各線間コンデンサ１８は回路基板８２の貫通孔８４を介して導体８の基板部７１に対向している。

また実施の形態３の電力変換システム５０では、対地間コンデンサ６を第二Ａ端子１１ｂと線間コンデンサ１８のコンデンサ第二端子２４ｂの間に配置しているがこの限りではなく、図４０に示すように、例えば線間コンデンサ１８のコンデンサ第二端子２４ｂと変換回路３の負側接続端子１６ｂの間に配置されていてもよい。

なお、線間コンデンサ１８が導体８の基板部７１に対向する例で説明したが、これに限定されない。図３０、図３１で説明したように、線間コンデンサ１８が導体８の壁部７２に対向してもよい。

実施の形態３の電力変換システム５０は、実施の形態１及び実施の形態２の電力変換システム５０と同様に、非導体筐体２１に覆われた電力変換装置７と、複数のスイッチング素子１、対地間コンデンサ６、対地間コンデンサ６が接続された第一通電路１２ａ又は第二通電路１２ｂ、及び接続配線５に対向して配置された導体８とを備えているので、電力変換装置７に金属筐体を用いていない場合であっても、容量結合により外部に伝搬する電磁ノイズ及び外部の空間に放射される電磁ノイズのシールド効果を向上することができ、電力変換システム５０の外部の周辺機器との電磁干渉の抑制効果を向上することができる。また、実施の形態３の電力変換システム５０は、実施の形態１及び実施の形態２の電力変換システム５０と同様に、電力変換装置７に金属筐体を用いていない場合であっても、電力変換装置７の電磁ノイズを抑制できる。更に、実施の形態３の電力変換システム５０は、線間コンデンサ１８にも導体８が対向して配置されているので、線間コンデンサ１８からの電磁ノイズに起因する、容量結合により外部に伝搬する電磁ノイズ及び外部の空間に放射される電磁ノイズについてもシールド効果を向上することができる。このため、実施の形態３の電力変換システム５０は、電力変換装置７に金属筐体を用いていない場合であっても、実施の形態１及び実施の形態２の電力変換システム５０よりも電力変換装置７の電磁ノイズを抑制できる。

実施の形態４．
図４１は、実施の形態４に係る電力変換システムの構成を示す斜視図である。図４２は図４１のＣ－Ｃで示した破線に沿った接続部の断面図であり、図４３は図４１の接続部の断面図である。図４４は、図４３のＤ－Ｄで示した破線に沿った非導体筐体及び導体層の断面図である。実施の形態４の電力変換システム５０は、導体８が非導体筐体２１の内面に形成された導体層７４である点で、実施の形態２の電力変換システム５０と異なる。実施の形態２の電力変換システム５０と異なる部分を主に説明する。

一例として、導体層７４は、導電性塗料を塗着した層、金属の蒸着、亜鉛溶射等による金属層、めっきにより金属のめっき層等を用いることができる。導体８を導体層７４で構成することで、実施の形態４の電力変換システム５０は、実施の形態２の電力変換システム５０と同様の効果を得ることができ、かつ導体８の設計自由度を向上することができる。

実施の形態２の電力変換システム５０では、導体８の壁部７２が電動機筐体９側ですなわちｚ方向負側で非導体筐体２１から露出していた。これと異なり、実施の形態４の電力変換システム５０は、導体８である導体層７４が非導体筐体２１の内面８６に形成されており、非導体筐体２１から露出していない。また、一体形成でない実施の形態２の非導体筐体２１の場合は、製造された非導体筐体２１の内面８６に導体８を配置するので、強度を強くするために厚さを厚くする必要がある。これに対して、実施の形態４の非導体筐体２１は、内面８６に導体層７４を形成するので、実施の形態４における導体８である導体層７４の厚さ及び非導体筐体２１の厚さを、実施の形態２における導体８の厚さ及び非導体筐体２１の厚さよりも薄くすることができる。したがって、実施の形態４の電力変換装置７を覆う非導体筐体２１及び導体層７４を、実施の形態２の電力変換装置７を覆う非導体筐体２１及び導体８よるも軽くすることができる。

実施の形態４の電力変換システム５０は、電力変換装置７を覆う非導体筐体２１及び導体８（導体層７４）が実施の形態２の電力変換システム５０よりも薄い。図４１では、電動機筐体９に設けられた接続部１０と導体層７４を介して接続する非導体筐体２１のｚ方向に延伸している外周に４つの筐体凸部７７ａ、７７ｂ、７７ｃ、７７ｄが形成されている例を示した。実施の形態４の非導体筐体２１は、筐体本体５６と、筐体本体５６からｚ方向負側すなわち電動機筐体９側に延伸した突出部５７を有している。非導体筐体２１の突出部の符号は、総括的に５７を用い、区別する場合に５７にａ～ｄを付して用いる。なお、突出部５７ｂのみ図４２に記載されている。まず図４２に示したヒートシンク１７の接続部４５ｂ、接続部１０ｂの断面で説明する。破線９４ａから電動機筐体９側の破線９４ｂまでが突出部５７ｂである。破線９４ａから電動機筐体９から離れる側は、筐体本体５６である。図４１、図４２、図４３に示した破線５８は、筐体本体５６と突出部５７との境界を示している。破線９４ｃから電動機筐体９側の破線９４ｂまでの導体層７４は、図２３に示した導体８の壁部７２ｂに相当する。接続部４５ｂを含むヒートシンク１７の表面８８、及び接続部４５ｂに絶縁部２０を介して接続する接続部１０ｂの面に対向する導体層７４は、導体８の基板部７１に相当する。

ヒートシンク１７の接続部４５ｂは、電動機筐体９の接続部１０ｂに対向する面と電動機筐体９の接続部１０ｂにおける接続部４５ｂに対向する面とが絶縁部２０を介して機械的に接続されている。電動機筐体９の接続部１０ｂは、導体８の壁部７２ｂに対向する面すなわち側面が導体８の壁部に相当する導体層７４の部分と接続されている。接続部１０ｂは金属であり、導体８の壁部に相当する導体層７４の部分は接続部１０ｂに電気的にかつ機械的に接続されている。金属板の一種であるヒートシンク１７は、接続部４５ｂの導体層７４に対向する面すなわちｘ方向正側の面（側面８９）、ｚ方向正側の面（表面８８）、ｙ方向正側の面、ｙ方向負側の面が導体層７４に接続されていない。なお、ｙ方向正側の面、ｙ方向負側の面は、図４４における接続部４５の破線９３ｂで示した面、接続部４５の破線９３ｃで示した面に相当する。

電動機筐体９の他の接続部１０ａ、１０ｃ、１０ｄとヒートシンク１７の他の接続部４５ａ、４５ｃ、４５ｄとの接続構造、これらの接続部と導体層７４との配置構造も、図４２に示した電動機筐体９の接続部１０ｂとヒートシンク１７の接続部４５ｂとの接続構造、これらの接続部と導体層７４との配置構造と同様である。電動機筐体９の接続部１０とヒートシンク１７の接続部４５との接続構造、これらの接続部と導体層７４との配置構造は、次のようになる。図４３に示すように、ヒートシンク１７の接続部４５は、電動機筐体９の接続部１０に対向する面と電動機筐体９の接続部１０における接続部４５に対向する面とが絶縁部２０を介して機械的に接続されている。電動機筐体９の接続部１０は、導体８の壁部に相当する導体層７４の部分に対向する面すなわち側面が導体８の壁部に相当する導体層７４の部分と接続されている。接続部１０は金属であり、導体８の壁部に相当する導体層７４の部分は接続部１０に電気的にかつ機械的に接続されている。金属板の一種であるヒートシンク１７は、接続部４５の導体層７４に対向する面（表面８８、側面８９、接続部４５の破線９３ｂで示した面、接続部４５の破線９３ｃで示した面）が導体層７４に接続されていない。ヒートシンク１７の表面８８すなわち導体８の基板部に相当する導体層７４の部分に対向する面は、接続部４５以外の部分でも導体層７４に接続されていない。

ヒートシンク１７の接続部４５の表面８８側の構造を、図４４を用いて説明する。ヒートシンク１７の接続部４５は、破線９３ｂから破線９３ｃまでの部分である。ヒートシンク１７の接続部４５の図４４において下方に配置された電動機筐体９の接続部１０に接続する導体８の壁部に相当する導体層７４の部分は、電動機筐体９の接続部１０に接続する導体凹部７５と、接続部１０の先端部分すなわち電動機筐体９の筐体本体５２から離れる方向の先端部分の形状に沿った導体凸部７３を有している。導体凸部７３は破線９３ａから破線９３ｄまでの部分であり、導体凹部７５は破線９９ａから破線９９ｂまでの部分である。非導体筐体２１は、内面８６に導体層７４が形成されるので、導体凸部７３が形成される筐体凹部７８を有しており、導体凸部７３の形状に沿った筐体凸部７７を有している。筐体凹部７８は破線９９ｃから破線９９ｄまでの部分であり、筐体凸部７７は破線９３ｅから破線９３ｆまでの部分である。なお、図２７、図２９と同様に、接続部１０ａが非導体筐体２１の角部に位置する場合には、接続部１０ａはｘ方向負側の面が導体８の壁部７２ａに相当する導体層７４の部分に接続されていてもよい。

実施の形態４の電力変換システム５０は、実施の形態２の電力変換システム５０と同様に、非導体筐体２１に覆われた電力変換装置７と、複数のスイッチング素子１、対地間コンデンサ６、対地間コンデンサ６が接続された第一通電路１２ａ又は第二通電路１２ｂ、及び接続配線５に対向して配置された導体８とを備えているので、電力変換装置７に金属筐体を用いていない場合であっても、容量結合により外部に伝搬する電磁ノイズ及び外部の空間に放射される電磁ノイズのシールド効果を向上することができ、電力変換システム５０の外部の周辺機器との電磁干渉の抑制効果を向上することができる。また、実施の形態４の電力変換システム５０は、実施の形態２の電力変換システム５０と同様に、電力変換装置７に金属筐体を用いていない場合であっても、電力変換装置７の電磁ノイズを抑制できる。

なお、実施の形態４の導体層７４が内面に形成された非導体筐体２１は、実施の形態３の電力変換システム５０に適用することができる。すなわち、実施の形態４の電力変換システム５０は、実施の形態３の電力変換システム５０と同様に、第一通電路１２ａと第二通電路１２ｂとに接続された線間コンデンサ１８を備え、シールド効果を有する導体層７４が線間コンデンサ１８にも対向して配置されていてもよい。

なお、スイッチング素子１、Ｑｐ、Ｑｎは、シリコンを用いて形成されたシリコン半導体の素子でも、シリコンに比べてバンドギャップが大きいワイドバンドギャップ半導体材料を用いて形成されたワイドバンドギャップ半導体の素子でもよい。ワイドバンドギャップ半導体材料としては、例えば、炭化ケイ素（ＳｉＣ：Silicon Carbide）、窒化ガリウム（ＧａＮ：Gallium Nitride）を含む窒化ガリウム系材料又はダイヤモンドがある。スイッチング素子１、Ｑｐ、Ｑｎが、ワイドバンドギャップ半導体材料によって形成された半導体素子、すなわちワイドバンドギャップ半導体の素子の場合は、シリコン半導体の素子よりもスイッチング速度が速く、スイッチング損失が小さい。更に、ワイドバンドギャップ半導体の素子は、シリコン半導体の素子よりも耐電圧性が高く、耐熱性も高い。そのため、スイッチング素子１、Ｑｐ、Ｑｎがワイドバンドギャップ半導体の素子の場合は、大電流が導通するスイッチング素子１、Ｑｐ、Ｑｎを冷却するヒートシンク等が小型にでき、ヒートシンク等が不要となることもある。すなわち、大電流が導通するスイッチング素子１、Ｑｐ、Ｑｎであっても、これらをプリント基板４１に搭載することができる。

今まで、電力変換装置が電力変換された電力を電動機に出力する場合の電力変換システムについて説明した。本願の電力変換システムはこの例に限定されず、発電機能を有する電動機から電力を受電して電力変換された電力を蓄電器等の電源に出力する場合、発電機から電力を受電して電力変換された電力を蓄電器等の電源に出力する場合等にも適用できる。発電機能を有する電動機は、電動発電機とも呼ばれている。電動機４が発電機能を有する電動機の場合について説明する。この場合、電力変換システムは、電動機４に電力を供給する動作すなわち電力供給動作と、電動機４から電力を受電する動作すなわち電力受電動作を行う。例えば、電動機４が発電機能を有する交流電動機の場合、電力変換装置７は、電動機４から受電した交流電力を直流電力に変換し、入力電源３０に直流電力を供給する。この場合、入力電源３０は、直流電源３１である。

発電機から電力を受電して電力変換された電力を蓄電器等の電源に出力する場合の電力変換システムは、電動機４が発電機に変更された場合である。この場合、電力変換システムは、電力受電動作を行い、直流電源３１である入力電源３０に直流電力を供給する。したがって、この場合、電動機４を発電機と読み替え、電動機４への電力供給動作を電動機４からの電力受電動作と読み替え、入力電源３０からの電力入力を入力電源３０への電力出力と読み替え、電力の流れが電動機４から入力電源３０に変更するように読み替えればよい。

なお、本願は、様々な例示的な実施の形態及び実施例が記載されているが、１つ、又は複数の実施の形態に記載された様々な特徴、態様、及び機能は特定の実施の形態の適用に限られるのではなく、単独で、又は様々な組み合わせで実施の形態に適用可能である。従って、例示されていない無数の変形例が、本願明細書に開示される技術の範囲内において想定される。例えば、少なくとも１つの構成要素を変形する場合、追加する場合又は省略する場合、さらには、少なくとも１つの構成要素を抽出し、他の実施の形態の構成要素と組み合わせる場合が含まれるものとする。

１、１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ、１ｅ、１ｆ、１ｇ、１ｈ…スイッチング素子、２、２ａ、２ｂ…制御回路、３、３ａ、３ｂ…変換回路、４…電動機、５、５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ、５ｅ、５ｆ…接続配線、６、６ａ、６ｂ…対地間コンデンサ、７…電力変換装置、８…導体、９…電動機筐体、１０、１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ…接続部、１２ａ…第一通電路、１２ｂ…第二通電路、１４ａ…コンデンサ第一端子（他のコンデンサ端子）、１４ｂ…コンデンサ第二端子（コンデンサ端子）、１７…ヒートシンク（金属板）、１８…線間コンデンサ、２０…絶縁部、２１…非導体筐体、２５…接地配線、４１…プリント基板、４５、４５ａ、４５ｂ、４５ｃ、４５ｄ…接続部、５０…電力変換システム、７１…基板部、７２、７２ａ、７２ｂ、７２ｃ…壁部、７４…導体層、８６…内面、８８…表面、８９…側面、ｄ１、ｄ２、ｄ３、ｄ４…接続部間隔、Ｑｎ、Ｑｐ…スイッチング素子、ｓｉｇｐ、ｓｉｇｎ、ｓｉｇａ、ｓｉｇｂ…制御信号、Ｖｓ…接地電位

Claims (19)

1. 電動機と、入力される電力から電力変換された出力電力を前記電動機に供給し、前記電動機を駆動する電力変換装置と、前記電動機と前記電力変換装置とを接続する接続配線と、を備えた電力変換システムであって、
   前記電動機の金属を含む電動機筐体は電位が接地電位にされており、
   前記電力変換装置は、
   入力された直流電力又は入力される交流電力を直流電力に変換された直流電力が通電される、正側の第一通電路及び負側の第二通電路と、
   複数のスイッチング素子を有し、前記第一通電路及び前記第二通電路から入力された直流電力を電力変換して前記出力電力を前記電動機に供給する変換回路と、を備えており、
   前記電力変換装置を覆う非導体筐体と、
   前記スイッチング素子から発生し、前記電動機筐体を伝搬する電磁ノイズを、前記第一通電路又は前記第二通電路にバイパスする対地間コンデンサと、
   複数の前記スイッチング素子、前記対地間コンデンサ、前記対地間コンデンサが接続された前記第一通電路又は前記第二通電路、及び前記接続配線に対向して配置された導体と、
   を備え、
   前記導体は、前記電動機筐体又は電位が前記接地電位にされている接地配線に複数の接続部にて接続されている、
   電力変換システム。
2. 前記導体は、前記電動機筐体に設けられた複数の前記接続部にて前記電動機筐体に接続されている、
   請求項１記載の電力変換システム。
3. 前記対地間コンデンサは、前記第一通電路又は前記第二通電路に接続されたコンデンサ端子と反対側の端子である他のコンデンサ端子が、前記接続部の少なくとも１つに隣接して配置されている、
   請求項２記載の電力変換システム。
4. 前記対地間コンデンサは、前記第一通電路又は前記第二通電路に接続されたコンデンサ端子と反対側の端子である他のコンデンサ端子が、前記接続部の少なくとも１つに配置されている、
   請求項２記載の電力変換システム。
5. 前記第一通電路と前記第二通電路との間に接続された線間コンデンサを備えており、
   前記線間コンデンサは前記導体に対向して配置されている、
   請求項１から４のいずれか１項に記載の電力変換システム。
6. 前記変換回路は、複数の前記スイッチング素子を制御する制御信号を生成する制御回路を備えており、
   前記制御回路の少なくとも一部は前記導体に対向して配置されている、
   請求項１から４のいずれか１項に記載の電力変換システム。
7. 隣接して配置された２つの前記接続部の間隔は、それぞれ予め定められた範囲内に設定されている、
   請求項１から４のいずれか１項に記載の電力変換システム。
8. 隣接して配置された２つの前記接続部の間隔は、それぞれ等しい、
   請求項１から４のいずれか１項に記載の電力変換システム。
9. 前記導体は、複数に分割されている、
   請求項１から４のいずれか１項に記載の電力変換システム。
10. 前記導体は、前記非導体筐体の内面に形成された導体層である、
    請求項１から４のいずれか１項に記載の電力変換システム。
11. 前記導体は、前記非導体筐体の内面に配置されている、
    請求項１から４のいずれか１項に記載の電力変換システム。
12. 前記導体は、前記非導体筐体の内面に配置されているように一体成型されている、
    請求項１から４のいずれか１項に記載の電力変換システム。
13. 前記第一通電路、前記第二通電路のいずれか一方は金属板である、
    請求項１から４のいずれか１項に記載の電力変換システム。
14. 前記第一通電路及び前記第二通電路は、プリント基板に形成されている、
    請求項１から４のいずれか１項に記載の電力変換システム。
15. 前記電力変換装置は、前記電動機筐体の一面に対向して配置されており、
    前記非導体筐体は、前記電動機筐体の一面を包含するように配置されている、
    請求項１３記載の電力変換システム。
16. 前記電力変換装置は、前記電動機筐体の一面に対向して配置されており、
    前記非導体筐体は、前記電動機筐体の一面を包含するように配置されている、
    請求項１４記載の電力変換システム。
17. 前記導体は、
    基板部及び前記基板部の垂直方向に延伸した壁部を有しており、
    前記壁部が前記電動機筐体に設けられた複数の前記接続部である第一接続部に接続されており、
    前記金属板は、
    前記導体の前記基板部に対向する表面と、
    前記導体の前記壁部に対向する側面と、
    前記金属板の前記側面に複数設けられ、前記導体の前記壁部側に突出した接続部である第二接続部と、を有しており、
    前記金属板の前記第二接続部は、前記金属板の前記表面と反対側の裏面が前記電動機筐体の前記第一接続部における前記導体の前記基板部に対向する表面に絶縁部を介して接続されている、
    請求項１５記載の電力変換システム。
18. 前記スイッチング素子はワイドバンドギャップ半導体材料を用いた素子である、請求項１から４のいずれか１項に記載の電力変換システム。
19. 前記ワイドバンドギャップ半導体材料は、炭化ケイ素、窒化ガリウム系材料、ダイヤモンドのいずれかである、請求項１８記載の電力変換システム。

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