JPWO2013046458A1 - 電力変換装置 - Google Patents
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Abstract
Description
図1は、本発明の実施の形態に係る電力変換装置を含む電気車駆動システムの一構成例を示す図である。本実施の形態に係る電気車駆動システムは、図1に示すように、パンタグラフ1、リアクトル2、電力変換部30およびモータ6を備えて構成される。また、電力変換部30は、パンタグラフ1およびリアクトル2を介して直流電源系統から受電した直流電力を蓄積するフィルタコンデンサ3、フィルタコンデンサ3の直流電圧を交流電圧に変換して負荷であるモータ6を駆動するインバータ4、インバータ4の入力側に設けられるインピーダンス要素としての第1のコア8、インバータ4の出力側に設けられるインピーダンス要素としての第2のコア9、インバータ4を構成する半導体素子4Aを冷却する冷却器としてのフィン5および、インバータ4の入力側接地電位とモータ6の接地電位とを交流的に接続するための容量性素子としてのコンデンサ10を備えて構成される。
Ae/Le=(H/2π)・LN(R1/R2) ……(2)
|Z|:インピーダンスの絶対値、Ae:実効断面積、Le:実効磁路長、H:厚さ、R1:外径、R2:内径
(2)SiC素子の利用によって、1回のスイッチング当りの損失が低減できるので、制御性の向上やモータ損失の低減を狙って、スイッチング周波数を増加させることができる。その結果、1秒あたりのスイッチング回数が増加するので、ノイズも増加する。
2 リアクトル
3 フィルタコンデンサ
4 インバータ
4A 半導体素子
5 フィン
6 モータ
6A モータヨーク
7,40,41 アース
8 第1のコア
9 第2のコア
10 コンデンサ
21 正極側導体
22 負極側導体
23 負荷導体
27,28,29,30B 接続点
30 電力変換部
30A 筐体
50 接地導体(第1の接地導体)
59 接地導体(第2の接地導体)
61 接地導体(第3の接地導体)
Claims (11)
- 直流電源系統から受電し、負荷であるモータを駆動するインバータと、
前記インバータを冷却する冷却器と、
前記直流電源系統と前記インバータとを接続する正極側導体および前記インバータを接地する負極側導体を通過させる貫通孔を有する第1のコアと、
前記第1のコアに対して前記直流電源系統側の前記負極側導体に接続されて前記冷却器を接地する第1の接地導体と、
前記第1のコアに対して前記直流電源系統側の前記負極側導体に接続され、容量性素子を介して前記モータを交流的に接地する第2の接地導体と、
前記第1のコアに対して前記直流電源系統側の前記負極側導体、または、前記第1の接地導体に一端が接続され、他端が接地される第3の接地導体と、
を備えたことを特徴とする電力変換装置。 - 前記第1のコアは、前記インバータをノイズ源とするときに、前記冷却器、前記第1の接地導体および前記負極側導体を通じて当該インバータに流出入する電流経路が前記第1のコアを貫通するように配置されていることを特徴とする請求項1に記載の電力変換装置。
- 前記第1のコアは、前記インバータをノイズ源とするときに、前記冷却器、前記第3の接地導体、前記モータ、前記容量性素子、前記第2の接地導体および前記負極側導体を通じて当該インバータに流出入する電流経路が前記第1のコアを貫通するように配置されていることを特徴とする請求項1に記載の電力変換装置。
- 前記インバータと前記モータとを接続する負荷導体を通過させる貫通孔を有する第2のコアとを備えたことを特徴とする請求項1に記載の電力変換装置。
- 前記第1および第2のコアは、前記インバータをノイズ源とするときに、前記負荷導体、前記モータ、前記容量性素子、前記第2の接地導体および前記負極側導体を通じて当該インバータに流出入する電流経路が前記第1のコアおよび前記第2のコアを貫通するように配置されていることを特徴とする請求項4に記載の電力変換装置。
- 前記第1および第2のコアは、前記インバータをノイズ源とするときに、前記負荷導体、前記モータ、前記第3の接地導体および前記負極側導体を通じて当該インバータに流出入する電流経路が前記第1のコアおよび前記第2のコアを貫通するように配置されていることを特徴とする請求項4に記載の電力変換装置。
- 前記第1のコアのインピーダンスが前記第2のコアのインピーダンスよりも大きいことを特徴とする請求項1〜6の何れか1項に記載の電力変換装置。
- 前記インバータを収納する筐体は接地され、前記第3の接地導体は、当該接地された筐体に接続されていることを特徴とする請求項1〜6の何れか1項に記載の電力変換装置。
- 筐体内に配置され、直流電源系統から受電し、負荷であるモータを駆動するインバータと、
前記インバータを冷却する冷却器と、
前記直流電源系統と前記インバータとを接続する正極側導体および前記インバータを接地する負極側導体を通過させる貫通孔を有する第1のコアと、
前記第1のコアに対して前記直流電源系統側の前記負極側導体と前記冷却器とを接続する第1の接地導体と、
前記第1のコアに対して前記直流電源系統側の前記負極側導体を容量性素子を介して前記モータに接続させる第2の接地導体とを備え、
前記冷却器を接地したことを特徴とする電力変換装置。 - 前記筐体は接地されており、前記冷却器が前記筐体に接続されていることを特徴とする請求項9に記載の電力変換装置。
- 前記インバータが備えるスイッチング素子はワイドバンドギャップ半導体によって形成されていることを特徴とする請求項1〜6、9、10のいずれか1項に記載の電力変換装置。
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