JP2001069762A

JP2001069762A - インバータ式駆動装置の漏洩電流低減フィルタ

Info

Publication number: JP2001069762A
Application number: JP24657199A
Authority: JP
Inventors: Yoshihide Kanehara; 好秀金原
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1999-08-31
Filing date: 1999-08-31
Publication date: 2001-03-16
Anticipated expiration: 2019-08-31
Also published as: JP3466118B2

Abstract

(57)【要約】【課題】比較的小型のコモンモードチョークコイルと
コンデンサを使用し、線間の交流的短絡によるスイッチ
ング素子の電流増加がなく、線間の共振及び中性点の共
振もなく、高周波ノイズを低減するとともに、モータ等
の電気機器の漏洩電流を低減するフィルタを構成するこ
と。【解決手段】インバータ１００と電気機器１０１との
間にコモンモードチョークコイルＬｃが接続され、コモ
ンモードチョークコイルＬｃと電気機器１０１間の各線
にコンデンサＣｂｕ，Ｃｂｖ，Ｃｂｗと抵抗Ｒｂｕ，Ｒ
ｂｖ，Ｒｂｗの直列接続体の一方を接続し、その直列接
続体の他端を共通接続し、共通接続された直列接続体の
他端を交流電源１０２より高い周波数成分に対して接地
と同等の電位を持つ仮想接地電位部Ｌに接続する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、インバータ式駆
動装置の漏洩電流低減フィルタに関し、特に、モータ等
の電気機器をインバータで駆動したときに発生する漏洩
電流を低減する漏洩電流低減フィルタに関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】図２３は、インバータによるモータ駆動
装置の従来例を示している。図２３において、１００は
インバータを、１０１はインバータ１００に接続された
モータを、１０２はインバータ１００に電力を供給する
交流電源をそれぞれ示している。

【０００３】上述のようなモータ駆動装置では、モータ
１０１のケース（フレーム）はアース（接地）されてい
る。交流電源１０２は単相交流電源または三相交流電源
であり、これも、その中性点または、一線が接地されて
いる。交流電源１０２の各線Ｒ、Ｓ、Ｔはインバータ１
００に接続され、インバータ１００の整流回路１０３に
よって整流することにより直流電圧ＶDC（ＶP、ＶN）を
得る。直流電圧ＶDCは、コンデンサ１０４により平滑さ
れ、リップルの少ない直流電圧ＶDCとなる。

【０００４】インバータ１００のスイッチング素子ＴＲ
１〜ＴＲ６は、直流電圧ＶDCによる電流をＰＷＭ（パル
ス幅変調）スイッチングし、周波数と電圧を制御した交
流電圧をモータ１０１に出力する。モータ１０１は、イ
ンバータ１００が出力する電流の周波数と電圧に従って
回転する。したがって、インバータ１００によりモータ
１０１を駆動すると、モータ１０１の回転数を自由に変
えることができ、モータ１０１を交流電源１０２に直接
接続した場合に比べて多くの利点、応用が得られる。

【０００５】図２４は、モータ１０１の電気的な等価回
路を示している。図２４において、Ｌｕ、Ｌｖ、Ｌｗは
モータの巻線のインダクタンスである。モータ１０１の
鉄心はケイ素鋼板等により構成され、鉄心に多くの巻数
で電線が巻かれているので、巻線のインダクタンスは１
〜１０ｍＨと大きな値である。

【０００６】Ｒｕ、Ｒｖ、Ｒｗはモータ１０１の出力を
抵抗に置き換えたもので、軸にトルクをかけて回転する
ことにより機械的仕事をして、その仕事を抵抗で消費す
る電力に置き換えたものである。抵抗Ｒｕ、Ｒｖ、Ｒｗ
はモータ１０１の出力（大きさ）によって変動し、１〜
１０００Ω程度の変化がある。ＣＬｕ、ＣＬｖ、ＣＬｗ
は、各巻線のモータケース（フレーム）に対する浮遊静
電容量である。また、ＲＬｕ、ＲＬｖ、ＲＬｗは浮遊静
電容量ＣＬｕ、ＣＬｖ、ＣＬｗに存在する抵抗成分であ
る。モータ１０１は以上の等価成分から成っている。

【０００７】ここで、インバータ１００を高いキャリア
周波数でＰＷＭ制御した波形をモータ１０１に加える
と、モータ１０１に流れる電流のうち、巻線のインダク
タンスＬｕ、Ｌｖ、Ｌｗに流れる電流はほぼ滑らかな交
流電流となる。これは、インダクタンスＬｕ、Ｌｖ、Ｌ
ｗの値が高いので、低い周波数の成分しか流れないこと
による。従って、モータ１０１の回転力はキャリア周波
数の影響を殆ど受けない。

【０００８】しかし、たとえば、スイッチング素子ＴＲ
１がＯＮ、ＴＲ２がオフし、出力線Ｕの電圧Ｖｕだけが
ＶNからＶPに急峻に上昇すると、静電容量ＣＬｕと抵抗
ＲＬｕに漏洩電流Ｉｕが流れる。この電流は出力線Ｖの
電圧Ｖｖが下降する時も、また出力線Ｗの電圧変動にお
いても同様に漏洩電流Ｉｖ、Ｉｗが流れる。従って、漏
洩電流ＩMはＩｕ、Ｉｖ、Ｉｗの和として流れる。静電
容量ＣＬｕ、ＣＬｖ、ＣＬｗの代表的な値は１０００Ｐ
Ｆ〜５０００ＰＦの比較的小さな値であり、抵抗ＲＬ
ｕ、ＲＬｖ、ＲＬｗの代表的な値も１０〜５００Ωであ
る。

【０００９】しかし、インバータのスイッチング素子は
高速でスイッチングするので、ｄｖ／ｄｔが高く、この
漏洩電流のピーク電流値は１〜２Ａ程度の高い値にな
る。

【００１０】図２５（ａ）は、インバータ１００の出力
線Ｕの電流を示している。この図では、平均的には正弦
波３０Ｈｚの電流が流れている。しかし、非常に高いキ
ャリア周波数の電流成分が重畳して流れている。この電
流は、主として線間静電容量と、アース間静電容量に流
れる電流である。アース間静電容量に流れる電流の大部
分はＣＬｕ、ＣＬｖ、ＣＬｗを流れ漏洩電流ＩMとな
る。

【００１１】図２５（ｃ）は、出力線ＵとＶN 間の電圧
を示している。この図では、ＰＷＭされた部分は周波数
が高くてわからないが、ＶPとＶNに高い周波数でスイッ
チングしているのがわかる。この電圧波形の、各出力線
Ｕ、Ｖ、Ｗの電圧の和とＶN間の電圧波形が図２５
（ｄ）に示されている。図２５（ｂ）は、出力線Ｕ、
Ｖ、Ｗの電圧の和ＶS とアース電圧ＶE 間の電圧を示し
ている。この電圧は整流回路１０３によるＶN の電圧変
化に図２５（ｄ）に示されている電圧が加わった波形で
ある。この電圧波形は、インバータ出力の中性点電圧Ｖ
Sという。従って、漏洩電流ＩMは、中性点電圧ＶSの変
化により巻線−フレーム間の静電容量ＣＬｕ、ＣＬｖ、
ＣＬｗを流れる電流であることが云える。

【００１２】図２６、図２７は、漏洩電流ＩMの詳細波
形を示している。これらの図より、中性点電圧ＶSが急
峻に変動したときに、漏洩電流ＩMがその変動に伴って
流れていることがわかる。この例では、０．５〜１．５
Ａの高いピーク電流をもつ漏洩電流ＩMが流れている。

【００１３】図２８は、インバータによるモータ駆動装
置の他の従来例を示している。従来例２のモータ駆動装
置は、インバータ１００の出力部とモータ１０１との間
にコモンモードチョークコイルＬｃを有している。コモ
ンモードチョークコイルＬｃは、高いインダクタンスの
ものを使用すれば、モータ１０１にかかる電圧の中性点
電圧の変動をある程度低減できる。

【００１４】図２９は、コモンモードチョークコイルＬ
ｃを有するモータ駆動装置のインバータ１００の出力の
中性点電圧ＶSと、モータ１０１の中性点電圧ＶS1の波
形を示している。インバータ１００の中性点電圧ＶSは
コモンモードチョークコイルＬｃを通ると、中性点電圧
ＶS1のように急峻には変化しなくなり、滑らかになって
いる。従って、モータ１０１の漏洩電流ＩMはある程度
は低減される。しかし、これは、モータ１０１の巻線と
図２４に示すフレーム間の静電容量ＣＬｕ、ＣＬｖ、Ｃ
Ｌｗが小さいために、非常に大きなインダクタンスのコ
モンモードチョークコイルＬｃを使用しなければならな
い。

【００１５】図３０は、インバータによるモータ駆動装
置の他の従来例として、平成６年電気学会産業応用部門
全国大会Ｎｏ．８７「ＰＷＭインバータが発生する高調
波漏れ電流のモデリングと理論解析」に開示されたモー
タ駆動装置を示している。この論文に示されているモー
タ駆動装置では、コモンモードチョークコイルＬｃの後
段に、ノーマルモードチョークコイルＬｆとコンデンサ
Ｃｆによるスイッチングリップル除去用のＬＣフィルタ
が組み込まれている。また、コンデンサＣｆと直列に、
コンデンサＣｆを通して流れるコモンモード電流を制限
するためのコンデンサＣｎが挿入されている。

【００１６】この論文に示されているモータ駆動装置の
特徴は、コモンモードチョークコイルＬｃとノーマルモ
ードチョークコイルＬｆと、比較的大きな容量のコンデ
ンサＣｆ、Ｃｎを使用している点である。ノーマルモー
ドチョークコイルＬｆは、コンデンサＣｆによる相間の
交流的短絡に対しインバータの出力電流が増加しないよ
うに働く。そして、ノーマルモードチョークコイルＬｆ
とコンデンサＣｆの線間の共振に対しては、コンデンサ
Ｃｆの静電容量を非常に大きな値にして共振周波数をキ
ャリア周波数に対して下げることで可能にしている。

【００１７】上述のような回路構成によれば、コンデン
サＣｆは大きな静電容量のものが必要になり、大電流が
流れ、形状が大きく、高価である。また、コンデンサＣ
ｆ、Ｃｎを流れる電流が大きく、コモンモードチョーク
コイルＬｃが飽和しないようにするために、重く、大き
な形状のコモンモードチョークコイルＬｃが必要とな
る。また、ノーマルモードチョークコイルＬｆも、比較
的大きなインダクタンスで、キャリア周波数の高い周波
数の電流が流れ、モータ１０１に流れる電流がそれぞれ
に流れるので太い巻線で重く、大きな形状のコイルとな
る。

【００１８】図３１は、特開平９−８４３５７号公報に
開示されているインバータによるモータ駆動装置を示し
ている。このモータ駆動装置で使用されているリアクト
ルＬｓは３相スター結線した特殊なリアクトルである
が、動作は図３０に示されているノーマルモードチョー
クコイルＬｆと同等であり、リアクトルＬｓとコンデン
サＣｆによりＬＣフィルタを構成している。この従来例
のものも、図３０に示されているもの同様に、大きいコ
モンモードチョークコイルＬｃ、リアクトルＬｓ、コン
デンサＣｆ、Ｃｎが必要で、実用的でない。

【００１９】図３２は、特開平６−２９２３６９号公報
に開示されている電力供給装置（電力変換装置）を示し
ている。この公報に示されている電力供給装置は、無停
電電源装置１５０の出力部分にノーマルモードチョーク
コイルＬｘ、Ｌｙ、Ｌｚと、スター接続されたコンデン
サＣｘ、Ｃｙ、Ｃｚを有し、コンデンサＣｘ、Ｃｙ、Ｃ
ｚの共通接続部分ＭＡを直流電圧の中間点電圧Ｎと交流
電源１０２の中性点Ｐに接続している。

【００２０】ノーマルモードチョークコイルＬｘ、Ｌ
ｙ、Ｌｚ及び、コンデンサＣｘ、Ｃｙ、Ｃｚは装置の出
力の高周波成分を減衰させ、基本波を出力するために使
用されているもので、ローパスフィルタを構成してい
る。ノーマルチョークコイルＬｘ、Ｌｙ、Ｌｚは負荷側
への出力電流が流れるので、大きなインダクタスとな
り、コンデンサＣｘ、Ｃｙ、Ｃｚも大きくなる。また、
共通接続部分ＭＡを通る電流が交流電源１０２の中性点
Ｐに流れるので、接地電流として大きな漏洩電流が流れ
る。

【００２１】図３３、図３４は、特開平９−２９４３８
１号公報に開示されている入出力非絶縁型の電力変換装
置を示している。この公報に示されている電力変換装置
は、出力部に、ノーマルモードチョークコイルＬｘ、Ｌ
ｙ、Ｌｚと、スター接続されたコンデンサＣｘ、Ｃｙ、
Ｃｚを有している。

【００２２】この電力変換装置におけるノーマルモード
チョークコイルＬｘ、Ｌｙ、Ｌｚは、各線ごとに独立し
たリアクトルであり、高いインダクタンスを必要とする
回路では、大きくて重いものが必要になる。スター接続
されたコンデンサＣｘ、Ｃｙ、Ｃｚは、インバータ出力
の線間のキャリア周波数成分を吸収することはできる
が、インバータ出力の中性点の電位変動を低減する効果
を期待できない。また、各線毎に独立したノーマルモー
ドチョークコイルＬｘ、Ｌｙ、ＬｚとコンデンサＣｘ、
Ｃｙ、Ｃｚにより構成されているから、ＬＣ回路はそれ
ぞれ個別に振動し、負荷側の中性点電圧は必ずしも低減
されず、漏洩電流の低減を期待できない。

【００２３】図３５は、特開平９−２０５７９９号公報
に開示されているインバータによるモータ駆動装置を示
している。このモータ駆動装置は、インバータの出力部
に、コモンモードチョークコイル（共通リアクトル）Ｌ
ｃと、共通コンデンサＣｃを有し、共通コンデンサＣｃ
の共通点を接地している。また、仮想接地点Ｑ’はイン
バータのケースに浮遊静電容量をもって接続され、イン
バータのケースに接地されている。

【００２４】したがって、共通コンデンサＣｃを通った
漏れ電流は全て接地（アース）側に流れ、モータ１０１
に対する零相電圧を低減できる。しかし、接地側に流れ
た電流は交流電源１０２に帰還し、接地線の漏れ電流が
増加する。この漏れ電流が増加すると、インバータの入
力側に設けられる漏電遮断器が誤差動するおそれが生じ
る。

【００２５】

【発明が解決しようとする課題】インバータによるモー
タ駆動装置では、インバータとモータを直接接続する
と、モータの巻線とフレーム間の静電容量を通して高い
ピーク値の漏洩電流が流れ、交流電源側に入れたノーヒ
ューズブレーカや漏電遮断機を誤作動させたり、モータ
の軸受（ボールベアリング）にこの電流が流れること
で、軸受のベアリング面に電触を生じさせて騒音の増大
等を招き、モータの寿命を短くするなどの問題点があっ
た。

【００２６】インバータの出力にコモンモードチョーク
コイルのみを接続したものは、その漏洩電流低減効果が
少なく、この効果を出すためには、大きなコモンモード
チョークコイルを使用し、インダクタンスを高くするた
め、多数回の巻線をしなければならず、大型、高価にな
る欠点があった。

【００２７】また、コモンモードチョークコイルとノー
マルモードチョークコイル、または３相スター結線のリ
アクトルを接続し、コンデンサのみで電位安定点に接続
したものは、ノーマルモードチョークコイルの形状が大
きく、高価になり、コンデンサの静電容量が大きいの
で、形状が大きく、高価であると共に、線間の共振が発
生する。また、コンデンサを流れる電流が大きいので、
コモンモードチョークコイルが飽和しないように大型の
コアを使用することになり、高価になる等の欠点があっ
た。

【００２８】またスター接続された各相のコンデンサ
は、インバータ出力の線間のキャリア周波数成分を吸収
することはできるが、インバータ出力の中性点の電位変
動を低減する効果を期待できず、また、各線毎に独立し
たノーマルモードチョークコイルとコンデンサにより構
成されたＬＣ回路はそれぞれ個別に振動するから、負荷
側の中性点電圧を必ずしも低減できず、漏洩電流の低減
を期待できない。

【００２９】また、共通コンデンサを接地接続したもの
では、共通コンデンサを通った漏れ電流は全て接地側に
流れ、モータに対する零相電圧を低減できるが、接地側
に流れた電流は交流電源に帰還し、接地線の漏れ電流が
増加することになり、この漏れ電流が増加すると、イン
バータの入力側に設けられる漏電遮断器が誤差動する不
具合が生じる。

【００３０】この発明は、上述のような問題点を解消す
るためになされたもので、比較的小型のコモンモードチ
ョークコイルとコンデンサを使用し、線間の交流的短絡
によるスイッチング素子の電流増加がなく、線間の共振
及び中性点の共振もなく、高周波ノイズを低減するフィ
ルタを構成し、総じて小型低価格のインバータ式駆動装
置の漏洩電流低減フィルタを得ることを目的とする。

【００３１】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに、この発明によるインバータ式駆動装置の漏洩電流
低減フィルタは、交流電源を整流することにより直流電
圧に変換し、スイッチング素子の導通率を制御して前記
直流電圧を交流に変換し、モータ等の電気機器を駆動す
るインバータ式駆動装置の漏洩電流低減フィルタにおい
て、前記インバータと前記電気機器との間にコモンモー
ドチョークコイルが接続され、前記コモンモードチョー
クコイルと前記電気機器間の各線にコンデンサと抵抗の
直列接続体の一方が接続され、前記直列接続体の他端が
共通接続され、共通接続された前記直列接続体の他端が
前記交流電源より高い周波数成分に対して接地と同等の
電位を持つ仮想接地電位部に接続されているものであ
る。

【００３２】つぎの発明によるインバータ式駆動装置の
漏洩電流低減フィルタは、前記仮想設置電位部が、交流
電源の各線にそれぞれ接続された同一の静電容量のコン
デンサの他端を共通に接続した共通接続点であるもので
ある。

【００３３】つぎの発明によるインバータ式駆動装置の
漏洩電流低減フィルタは、前記仮想設置電位部が、交流
電位の各線のうち、接地した線であるものである。

【００３４】つぎの発明によるインバータ式駆動装置の
漏洩電流低減フィルタは、前記仮想設置電位部が、交流
電源を整流後の直流電圧の正電圧側、あるいは負電圧
側、あるいは正電圧側と負電圧側のそれぞれに接続され
た２個のコンデンサの中間接続点であるものである。

【００３５】つぎの発明によるインバータ式駆動装置の
漏洩電流低減フィルタは、コモンモードチョークコイル
と電気機器間の各線に接続したコンデンサと抵抗の直列
接続体は、コモンモードチョークコイルとコンデンサ、
抵抗によるローパスフィルタを構成し、その減衰特性が
インバータのＰＷＭのキャリア周波数において十分減衰
する値であり、コンデンサ、抵抗を通る漏洩電流がコモ
ンモードチョークコイルの飽和磁束密度を越えない値で
あり、インバータのスイッチング素子がオンしたときに
その出力に接続するコンデンサ、抵抗に流れる電流が、
前記スイッチング素子の許容電流を越えないように前記
コンデンサと抵抗の値が設定されているものである。

【００３６】つぎの発明によるインバータ式駆動装置の
漏洩電流低減フィルタは、コモンモードチョークコイル
と電気機器間の各線に接続したコンデンサと抵抗の直列
接続体は、コモンモードチョークコイルと前記直列接続
体によりインバータのＰＷＭのキャリア周波数を減衰す
るローパスフィルタを構成する第１の直列接続体と、イ
ンバータのＰＷＭのキャリア周波数の高調波を減衰する
ローパスフィルタを構成する一つ以上の第２の直列接続
体を備えるものである。

【００３７】つぎの発明によるインバータ式駆動装置の
漏洩電流低減フィルタは、前記第２の直列接続体が、前
記第１の直列接続体の抵抗に並列に接続されているもの
である。

【００３８】つぎの発明によるインバータ式駆動装置の
漏洩電流低減フィルタは、コモンモードチョークコイル
と各線に接続した直列接続体により構成されるフィルタ
回路が複数段接続されているものである。

【００３９】つぎの発明によるインバータ式駆動装置の
漏洩電流低減フィルタは、インバータの出力線を少なく
とも一つの円筒状またはドーナツ状の磁性体に通すこと
によりコモンモードチョークコイルが構成されているも
のである。

【００４０】つぎの発明によるインバータ式駆動装置の
漏洩電流低減フィルタは、インバータの出力線を通した
円筒状の磁性体の外側を覆うシールド導体の電気機器側
にコンデンサと抵抗の直列接続体の共通接続点が接続さ
れ、前記シールド導体のインバータ側が前記仮想設置電
位部に接続されているものである。

【００４１】つぎの発明によるインバータ式駆動装置の
漏洩電流低減フィルタは、前記直列接続体のコンデンサ
が前記コモンモードチョークコイルと電気機器とを接続
するシールドケーブルの線間静電容量により与えられる
ものである。

【００４２】

【発明の実施の形態】以下に図を参照して、この発明に
かかるインバータ式駆動装置の漏洩電流低減フィルタの
実施の形態について詳細に説明する。なお、この発明の
実施の形態について、上述の従来例と同一の構成部分
は、上述の従来例に付した符号と同一の符号を付してそ
の説明を省略する。

【００４３】実施の形態１．図１は、この発明による漏
洩電流低減フィルタの実施の形態１のものを含むインバ
ータ式駆動装置を示している。このインバータ式駆動装
置では、インバータ１００の出力線Ｕ、Ｖ、Ｗにコモン
モードチョークコイルＬｃが接続され、さらに、出力線
Ｕ、Ｖ、Ｗはモータ１０１に接続される。

【００４４】コモンモードチョークコイルＬｃとモータ
１０１との間には、各出力線Ｕ、Ｖ、Ｗ毎に、それぞれ
コンデンサＣｂｕ、Ｃｂｖ、Ｃｂｗと、抵抗Ｒｂｕ、Ｒ
ｂｖ、Ｒｂｗによる直列接続体の一方が接続され、これ
らは他端をＢ点で共通接続されている。また、交流電源
１０２の各線Ｒ、Ｓ、Ｔには同一静電容量のコンデンサ
ＣＬｒ、ＣＬｓ、ＣＬｔが接続され、これらは他端をＬ
点で共通接続されている。共通接続点Ｌは交流電源１０
２より高い周波数成分に対して接地と同等の電位をもつ
仮想接地電位部をなし、共通接続点Ｂは共通接続点Ｌに
導通接続されている。

【００４５】上述のような回路において、コモンモード
チョークコイルＬｃとコンデンサＣｂｕ、Ｃｂｖ、Ｃｂ
ｗはローパスフィルタを構成する。このローパスフィル
タのカットオフ周波数はインバータのキャリア周波数よ
り十分低く設定され、キャリア周波数において所望の減
衰量が得られるようにする。

【００４６】コンデンサＣｂｕ、Ｃｂｖ、Ｃｂｗは、モ
ータ１０１の浮遊容量に比べ十分大きく設定され、コモ
ンモードチョークコイルＬｃが飽和しない静電容量に設
定される。従って、０．００５〜０．０５μＦ程度が適
当である。抵抗Ｒｂｕ、Ｒｂｖ、Ｒｂｗは、上述のロー
パスフィルタの特性の主たる特性には関係が少なく、特
に、出力Ｕ1、Ｖ1、Ｗ1の線間電圧変動における共振に
よる電圧振動や、中性点電圧の電圧振動を抑制する。

【００４７】コンデンサＣＬｒ、ＣＬs、ＣＬｔは、同
一容量のコンデンサで、コンデンサＣｂｕ、Ｃｂｖ、Ｃ
ｂｗに比べて十分大きな値に設定される。従って、共通
接続点Ｌの電位は、仮想接地電圧ＶLになり、仮想接地
電圧ＶLは交流電源１０２より高い周波数成分に対して
はアース電圧ＶEとほぼ同電圧となる。ここに共通接続
点Ｂを接続することにより、共通接続点Ｂは接地電位と
なり、電流ＩBによる電圧変動は無視できる。

【００４８】共通接続点Ｂを共通接続点Ｌに接続する
と、共通接続点Ｂより流れる電流ＩBはコンデンサＣＬ
ｒ、ＣＬs、ＣＬｔを通り、交流電源１０２やインバー
タ１００側に帰還する。共通接続点Ｌの仮想接地電圧Ｖ
Lは接地と同等の電位であるが、共通接続点Ｌは接地接
続はされていないから、共通接続点Ｌに電流ＩBが流れ
込んでも、接地電流にはならず、電源（商用周波数）に
電流を帰還することができる。したがって、接地電流が
増加することがなく、インバータの入力側に接地される
漏電遮断器を誤動作させることがない。

【００４９】キャリア周波数が１５ｋＨｚの高周波のイ
ンバータでは、コモンモードチョークコイルＬｃのイン
ダクタンスは５０〜１００ｍＨ程度が必要である。この
インダクタンスは、アモルファスコアなどの高い透磁率
のコアを使用すれば、電線の巻回数として数ターンから
２０ターン程度で容易に得られ、コモンモードチョーク
コイルＬｃも、漏洩電流ＩBに対してのみ飽和しないよ
うにすればよいから、小型のコアで済む。

【００５０】抵抗Ｒｂｕ、Ｒｂｖ、Ｒｂｗは、インバー
タ１００のスイッチング素子ＴＲ１〜ＴＲ６の漏洩電流
に対する許容電流が、たとえば１Ａの時、電圧の変化が
２００Ｖであれば、２００Ω以上の値に設定する。

【００５１】整理すれば、コンデンサＣｂｕ、Ｃｂｖ、
Ｃｂｗ、抵抗Ｒｂｕ、Ｒｂｖ、Ｒｂｗを通る漏洩電流Ｉ
BがコモンモードチョークコイルＬｃの飽和磁束密度を
越えない値であり、インバータ１００のスイッチング素
子ＴＲ１〜ＴＲ６がオンしたときに、その出力に接続さ
れたコンデンサＣｂｕ、Ｃｂｖ、Ｃｂｗ、抵抗Ｒｂｕ、
Ｒｂｖ、Ｒｂｗに流れる電流が、スイッチング素子ＴＲ
１〜ＴＲ６の許容電流を越えないように、コンデンサＣ
ｂｕ、Ｃｂｖ、Ｃｂｗと抵抗Ｒｂｕ、Ｒｂｖ、Ｒｂｗの
値が設定される。このように設定することにより、線間
及び、漏洩電流は所望の電流値以下に制限され、スイッ
チング素子ＴＲ１〜ＴＲ６のスイッチング特性に負担を
かけない。

【００５２】また、抵抗Ｒｂｕ、Ｒｂｖ、Ｒｂｗは、コ
モンモードチョークコイルＬｃの有するノーマルモード
成分のインダクタンスと、コンデンサＣｂｕ、Ｃｂｖ、
Ｃｂｗが共振するのを防止し、共振による高周波の線間
電流が流れないようにし、また、コモンモードチョーク
コイルＬｃのコモンモード成分のインダクタンスとコン
デンサＣｂｕ、Ｃｂｖ、Ｃｂｗが共振するのを防止し、
共振による高周波の漏洩電流が流れないようにする。以
上のように、抵抗Ｒｂｕ、Ｒｂｖ、Ｒｂｗが挿入された
ことにより、特性のよい漏洩電流フィルタを実現でき
る。

【００５３】図２は、図１の抵抗Ｒｂｕ、Ｒｂｖ、Ｒｂ
ｗ（以降、抵抗Ｒｂｕ、Ｒｂｖ、Ｒｂｗを総称して抵抗
Ｒｂと云うことがある）の抵抗値を変化させた時のフィ
ルタとしての周波数特性を示している。コモンモードチ
ョークコイルＬｃのインダクタンスが１００ｍＨ、コン
デンサＣｂｕ、Ｃｂｖ、Ｃｂｗの静電容量が０．１μＦ
において、抵抗Ｒｂ＝０の場合には、キャリア周波数の
１５ＫＨｚでは減衰率が３８ｄｂと高いが、１〜２ＫＨ
ｚの間に高いピークがあり、抵抗Ｒｂ＝０及び抵抗Ｒｂ
が小さい場合には、フィルタとしての特性がよくないこ
とがわかる。抵抗Ｒｂ＝３ＫΩの場合には、ピークは低
く、減衰率も２０ｄｂ近く減衰しているので、ローパス
フィルタとして十分機能する。すなわち、抵抗Ｒｂｕ、
Ｒｂｖ、Ｒｂｗを入れることにより、共振がなく、ロー
パスフィルタとしての特性のよいものが得られる効果が
ある。

【００５４】図３は、コモンモードチョークコイルＬｃ
のみを使用し、コンデンサＣｂｕ、Ｃｂｖ、Ｃｂｗ及
び、抵抗Ｒｂｕ、Ｒｂｖ、Ｒｂｗがなく、モータ１０１
のみを接続した時の周波数特性を示している。モータ１
０１の等価回路としては図２４を使用している。

【００５５】コモンモードチョークコイルＬｃのインダ
クタンスを変えると、Ｌｃ＝０の時は当然フィルタ効果
はないが、Ｌｃ＝２５ｍＨ〜Ｌｃ＝２００ｍＨにおい
て、すべて高いピークがある。このピークの周波数で
は、インバータ１００の出力電圧の変化が増幅され、高
電圧を発生してしまう。コモンモードチョークコイルＬ
ｃのインダクタンスの全範囲において、ピークが発生す
るので、コモンモードチョークコイルＬｃ単体による図
２８に示す従来例では実用にならないと云える。逆に、
云えば、コンデンサＣｂ、抵抗Ｒｂの直列接続体が必要
不可欠と云える。

【００５６】図４は、図１に示されているような漏洩電
流フィルタの使用におけるインバータ出力線Ｕ、Ｖ、Ｗ
に対するＵ1、Ｖ1、Ｗ1の線間の減衰率を示している。
コンデンサＣｂｕ、Ｃｂｖ、Ｃｂｗは、０．１μＦ、コ
モンモードチョークコイルＬｃのノーマルモードインダ
クタンスＬｃｎを１０μＨとした時、抵抗Ｒｂｕ、Ｒｂ
ｖ、Ｒｂｗによる特性の変化を見るためのものである。

【００５７】ノーマルモードインダクタンスＬｃｎと
は、コモンモードチョークコイルと云っても、理想的な
ものは作製できなく、若干のノーマルモードのインダク
タンスを有している。このインダクタンスはコモンモー
ドのインダクタンスと比べて、遥かに小さな値である
が、必ず存在する。このときのインダクタンスをコモン
モードチョークコイルＬｃのノーマルモードインダクタ
ンスＬｃｎとした。

【００５８】抵抗Ｒｂのない場合（Ｒｂ＝０の時）は、
ピークが発生しているのに対し、抵抗Ｒｂを入れること
により全くピークはなく、また１０ＭＨ以上の高い周波
数まで、その特性が変わらないということは、線間Ｕ
１、Ｖ１、Ｗ１の波形に対しては影響を与えないという
ことを示しており、また、インバータ１００のスイッチ
ング素子ＴＲ１〜ＴＲ６に対しても影響を与えないこと
を示す。

【００５９】すなわち、抵抗Ｒｂを設けないと、ピーク
が生じ不具合となり、抵抗Ｒｂを設けても線間波形には
影響を与えず、また、スイッチング素子ＴＲ１〜ＴＲ６
の電流が増加することはないので、抵抗Ｒｂu、Ｒｂ
ｖ、Ｒｂｗはこの発明のフィルタを構成するために必要
である。

【００６０】図５は交流電流が単相の場合の実施の形態
を示している。単相交流電源１０２の仮想接地電位ＶL
として、コンデンサＣＬｐ、ＣＬｑを線Ｐ、Ｑに接続
し、その他端の共通接続点Ｌと共通接続点Ｂとを接続す
る。以上のように構成することで、図１に示したインバ
ータ式駆動装置の漏洩電流低減フィルタと同等の効果を
奏する。

【００６１】実施の形態２．図６は、この発明による漏
洩電流低減フィルタの実施の形態２のものを含むインバ
ータ式駆動装置を示している。この実施の形態では、コ
モンモードチョークコイルＬｃとモータ１０１との間に
接続されたコンデンサＣｂｕ、Ｃｂｖ、Ｃｂｗと、抵抗
Ｒｂｕ、Ｒｂｖ、Ｒｂｗによる第１の直列接続体に加え
て、コモンモードチョークコイルＬｃとモータ１０１と
の間に、各出力線Ｕ、Ｖ、Ｗ毎に、コンデンサＣｃｕ、
Ｃｃｖ、Ｃｃｗと、抵抗Ｒｃｕ、Ｒｃｖ、Ｒｃｗによる
第２の直列接続体が接続され、これらは全てＢ点で共通
接続されている。また、交流電源１０２の各線Ｒ、Ｓ、
ＴにはコンデンサＣＬｒ、ＣＬｓ、ＣＬｔが接続され、
これらはＬ点で共通接続されている。共通接続点Ｌは実
施の形態１と同様に、交流電源１０２より高い周波数成
分に対して接地と同等の電位をもつ仮想接地電位部をな
し、共通接続点Ｂは共通接続点Ｌに導通接続されてい
る。

【００６２】コモンモードチョークコイルＬｃとコンデ
ンサＣｂｕ、Ｃｂｖ、Ｃｂｗは、実施の形態１と同様
に、ＰＷＭのキャリア周波数を減衰するローパスフィル
タを構成する。また、コモンモードチョークコイルＬｃ
とコンデンサＣｃｕ、Ｃｃｖ、、ＣｃｗはＰＷＭキャリ
ア周波数の高調波を減衰するローパスフィルタを構成す
る。コンデンサＣｃｕ、Ｃｃｖ、Ｃｃｗは、コンデンサ
Ｃｂｕ、Ｃｂｖ、Ｃｂｗに対して小さな値に設定され、
たとえば１００ＫＨｚ以上の高い周波数を通すコンデン
サとして働く。

【００６３】抵抗Ｒｃｕ、Ｒｃｖ、Ｒｃｗは線間電圧が
変化した時、コモンモードチョークコイルＬｃのノーマ
ルモードインダクタンスＬｃｎとコンデンサＣｃｕ、Ｃ
ｃｖ、Ｃｃｗによる共振のピークを防止する。従って、
抵抗Ｒｃｕ、Ｒｃｖ、Ｒｃｗはキャリア周波数での減衰
特性には影響を与えずに高い周波数でのフィルタ特性を
改善するために設定する。

【００６４】実施の形態３．図７は、この発明による漏
洩電流低減フィルタの実施の形態３のものを含むインバ
ータ式駆動装置を示している。この実施の形態では、コ
モンモードチョークコイルＬｃとモータ１０１との間に
コンデンサＣｂｕ、Ｃｂｖ、Ｃｂｗと、抵抗Ｒｂｕ、Ｒ
ｂｖ、Ｒｂｗによる第１の直列接続体が接続されている
ことに加えて、コンデンサＣｃｕ、Ｃｃｖ、Ｃｃｗと、
抵抗Ｒｃｕ、Ｒｃｖ、Ｒｃｗによる第２の直列接続体
が、コンデンサＣｂｕ、Ｃｂｖ、Ｃｂｗに対しては直列
に、抵抗Ｒｂｕ、Ｒｂｖ、Ｒｂｗに対しては並列に接続
されている。これらは全てＢ点で共通接続されている。
また、交流電源１０２の各線Ｒ、Ｓ、Ｔにはコンデンサ
ＣＬｒ、ＣＬｓ、ＣＬｔが接続され、これらはＬ点で共
通接続されている。共通接続点Ｌは実施の形態１と同様
に、交流電源１０２より高い周波数成分に対して接地と
同等の電位をもつ仮想接地電位部をなし、共通接続点Ｂ
は共通接続点Ｌに導通接続されている。

【００６５】コンデンサＣｃｕ、Ｃｃｖ、Ｃｃｗと、抵
抗Ｒｃｕ、Ｒｃｖ、Ｒｃｗによる第２の直列接続体は、
抵抗Ｒｂｕ、Ｒｂｖ、Ｒｂｗに並列に接続され、コンデ
ンサＣｂとコンデンサＣｃは１０：１程度の容量差を付
けて設定することにより、実施の形態３でも、周波数特
性としては、実施の形態２のものと殆ど同等の特性が得
られる。

【００６６】実施の形態２の場合、コンデンサＣｃには
インバータの出力電圧が直接作用するので、高電圧のコ
ンデンサが必要であるが、実施の形態３では、コンデン
サＣｃには抵抗Ｒｂの電圧のみが加わるので、低電圧の
コンデンサで済むという利点がある。また、キャリア周
波数の高調波成分を抵抗Ｒｃで電力消費するので、抵抗
Ｒｂの消費成分を少なくすることができる効果がある。

【００６７】図８は、実施の形態２、３のインバータ式
駆動装置の漏洩電流低減フィルタの減衰特性を示したも
ので、コモンモードチョークコイルＬｃ＝１００ｍＨ、
コンデンサＣｂ＝０．０３μＦ、抵抗Ｒｂ＝３ＫΩ、コ
ンデンサＣｃ＝０．００３３μＦの時、抵抗Ｒｃ＝０〜
１００Ω変化させたものである。周波数１５ＫＨｚにお
いては、抵抗Ｒｃの値は無関係であることがわかる。ま
た、１００ＫＨｚ以上では、抵抗Ｒｃの値に拘わらず、
５０ｄｂ以上の高い減衰特性を示しており、ＰＷＭイン
バータ駆動機器の漏洩電流低減フィルタとして十分なフ
ィルタ特性を示している。また、抵抗Ｒｃは、主として
１ＭＨｚ以上の高い周波数に影響があるが、減衰特性は
十分である。

【００６８】図９は、実施の形態２、３に於けるコモン
モードチョークコイルＬｃのノーマルモードインダクタ
ンスＬｃｎとコンデンサＣｃの周波数特性に対する抵抗
Ｒｃの影響を示したもので、インバータ出力線Ｕ、Ｖ、
Ｗの線間電圧の変化におけるコモンモードチョークコイ
ルＬｃのモータ１０１側の電圧Ｕ１、Ｖ１、Ｗ１の変化
の比を表している。ノーマルモードインダクタンスＬｃ
ｎ＝１０μＨ、コンデンサＣｂ＝０．０３３μＦ、コン
デンサＣｃ＝０．００３３μＦ、抵抗Ｒｂ＝３ＫΩの
時、抵抗Ｒｃ＝０〜５０Ω変化している。

【００６９】抵抗Ｒｃ＝０Ωの時、１ＭＨｚ付近でピー
クが生じている。これはフィルタ特性としてはよくな
く、抵抗Ｒｃが必要であることを示す。さらに、高い周
波数において、図４に示したコンデンサＣｃと抵抗Ｒｃ
がない場合の減衰特性に比べて１ＭＨｚ程度の低い周波
数から高い減衰率を得ている。このことは、線間のサー
ジ電圧を抑制し、さらに高周波ノイズ電圧も抑制する効
果があることを示す。

【００７０】図１０は、実施の形態３において、コモン
モードチョークコイルＬｃ＝５０ｍＨ、コンデンサＣｂ
＝０．００４７μＦ、コンデンサＣｃ＝０．００２２μ
Ｆ、抵抗Ｒｂ＝２．２ＫΩ、抵抗Ｒｃ＝４７Ωを使用し
て、モータ１０１の漏洩電流を測定したものである。イ
ンバータの出力Ｕ、Ｖ、Ｗの中性点電圧はＶPとＶN間の
高い電圧をスイッチング素子ＴＲ１〜ＴＲ６の速いスイ
ッチング速度で変化するが、モータ１０１の中性点電圧
ＶSL1はほぼ滑らかな波形となっている。

【００７１】従って、モータ１０１の漏洩電流ＩMの波
高値１０ｍＡ以下になり、従来の図２６のピーク１．５
Ａと比べて１／１００以下に低減され、さらに、コモン
モードチョークコイルＬｃの共振による振動もなく、モ
ータの漏れ電流を低減できることがわかる。

【００７２】実施の形態４．図１１はこの発明による漏
洩電流低減フィルタの実施の形態４のものを含むインバ
ータ式駆動装置を示している。この実施の形態では、図
７に示されているフィルタ回路と同等のフィルタ回路１
０５、１０６が２段接続されている。

【００７３】１段目のフィルタ回路１０５は、コモンモ
ードチョークコイルＬｃ1と、コモンモードチョークコ
イルＬｃ1とモータ１０１との間に各出力線Ｕ、Ｖ、Ｗ
毎に接続されたコンデンサＣｂｕ1、Ｃｂｖ1、Ｃｂｗ1
と、抵抗Ｒｂｕ1、Ｒｂｖ1、Ｒｂｗ1による第１の直列
接続体と、コンデンサＣｂｕ1、Ｃｂｖ1、Ｃｂｗ1に対
しては直列に、抵抗Ｒｂｕ1、Ｒｂｖ1、Ｒｂｗ1に対し
ては並列に接続されたコンデンサＣｃｕ1、Ｃｃｖ1、Ｃ
ｃｗ1と、抵抗Ｒｃｕ1、Ｒｃｖ1、Ｒｃｗ1による第２の
直列接続体とを有し、これらは全てＢ1点で共通接続さ
れている。

【００７４】２段目のフィルタ回路１０６は、コモンモ
ードチョークコイルＬｃ2と、コモンモードチョークコ
イルＬｃ2とモータ１０１との間に各出力線Ｕ2、Ｖ2、
Ｗ2毎に接続されたコンデンサＣｂｕ2、Ｃｂｖ2、Ｃｂ
ｗ2と、抵抗Ｒｂｕ2、Ｒｂｖ2、Ｒｂｗ2による第１の直
列接続体と、コンデンサＣｂｕ2、Ｃｂｖ2、Ｃｂｗ2に
対しては直列に、抵抗Ｒｂｕ2、Ｒｂｖ2、Ｒｂｗ2に対
しては並列に接続されたコンデンサＣｃｕ2、Ｃｃｖ2、
Ｃｃｗ2と、抵抗Ｒｃｕ2、Ｒｃｖ2、Ｒｃｗ2による第２
の直列接続体とを有し、これらは全てＢ2点で共通接続
されている。

【００７５】また、交流電源１０２の各線Ｒ、Ｓ、Ｔに
はコンデンサＣＬｒ、ＣＬｓ、ＣＬｔが接続され、これ
らはＬ点で共通接続されている。共通接続点Ｌは実施の
形態１と同様に、交流電源１０２より高い周波数成分に
対して接地と同等の電位をもつ仮想接地電位部をなし、
共通接続点Ｂ1とＢ2が共に共通接続点Ｌに導通接続され
ている。

【００７６】この実施の形態では、フィルタ回路１０
５、１０６が２段接続されているから、１段のものに比
べてさらに高い減衰特性が得られる。逆に、コモンモー
ドチョークコイルＬｃ1、Ｌｃ2、及びコンデンサＣｂ、
Ｃｃを小さな値にしても同等の減衰特性が得られ、それ
ぞれの素子を小さくすることができ、小型、低価格が可
能となる。また、コンデンサＣｂ、Ｃｃが小さくできる
と、抵抗Ｒｂ、Ｒｃの消費電力も小さくなり、さらに小
型になる。

【００７７】図１２は、この図１１の回路の実際の特性
である。コモンモードチョークコイルＬｃ1＝２０ｍ
Ｈ、コモンモードチョークコイルＬｃ2＝７０ｍＨ、コ
ンデンサＣｂ1，Ｃｂ2＝０．０１μＦ、コンデンサＣｃ
1，Ｃｃ2＝０．００２２μＦ、抵抗Ｒｂ1，Ｒｂ2＝２．
２ＫΩ、抵抗Ｒｃ1，Ｒｃ2＝４７Ωの時、インバータの
中性点電圧変動ＶSLに対してモータ１０１の中性点電圧
ＶSL2は滑らかな波形になり、モータ１０１の漏洩電流
ＩMは２ｍＡ程度にまで低減し、漏洩電流ＩMの低減効果
が非常に大きい。

【００７８】図１３は、フィルタ回路１０５、１０６、
１０７が３段接続されており、更にフィルタ減衰特性を
改善できる。同様に、さらに多段にすれば、特性改善に
なることは云うまでもない。

【００７９】また、図１４に示されているように、交流
電源１０２の線Ｒ、Ｓ、Ｔのうちの一線が接地されてい
る場合には、たとえばＳ相がアースに接地されている場
合には、フィルタ回路の接続点Ｂは、Ｓ相に接続すれば
よく、この接続で、上述の実施の形態のものと同等の作
用、効果が得られる。このような接続の場合は、図１５
に示されているように、交流電源１０２における線間に
コンデンサＣRS、ＣSTを設け、高周波領域において、各
線Ｒ、Ｓ、Ｔの電位が同電位になるようにすることがで
きる。

【００８０】実施の形態５．図１６は、この発明による
漏洩電流低減フィルタの実施の形態５のものを含むイン
バータ式駆動装置を示している。この実施の形態では、
コモンモードチョークコイルＬｃと、コンデンサＣｂ
ｕ、Ｃｂｖ、Ｃｂｗと、抵抗Ｒｂｕ、Ｒｂｖ、Ｒｂｗ、
コンデンサＣｃｕ、Ｃｃｖ、Ｃｃｗと、抵抗Ｒｃｕ、Ｒ
ｃｖ、Ｒｃｗによるフィルタ回路の共通接続点Ｂがイン
バータ１００の直流電圧の負電圧側ＶNに接続されてい
る。

【００８１】交流電源を整流した後の直流電位の部分で
は、整流器が商用周波数の交流電圧を整流しており、交
流電源の線Ｒ、Ｓ、Ｔとのキャリア周波数以上での交流
的電位はほぼ同等であり、インバータ１００の直流電圧
の負電圧側ＶNが交流電源１０２より高い周波数成分に
対して接地と同等の電位をもつ仮想接地電位部をなす。
したがって、この実施の形態でも前述の実施の形態のも
のと同等の作用、効果が得られる。

【００８２】実施の形態６．図１７はこの発明による漏
洩電流低減フィルタの実施の形態６のものを含むインバ
ータ式駆動装置を示している。この実施の形態では、コ
モンモードチョークコイルＬｃと、コンデンサＣｂｕ、
Ｃｂｖ、Ｃｂｗと、抵抗Ｒｂｕ、Ｒｂｖ、Ｒｂｗ、コン
デンサＣｃｕ、Ｃｃｖ、Ｃｃｗと、抵抗Ｒｃｕ、Ｒｃ
ｖ、Ｒｃｗによるフィルタ回路の共通接続点Ｂがインバ
ータ１００の直流電圧の正電圧側ＶPに接続されてい
る。

【００８３】交流電源を整流した後の直流電位の部分で
は、整流器が商用周波数の交流電圧を整流しており、交
流電源の線Ｒ、Ｓ、Ｔとのキャリア周波数以上での交流
的電位はほぼ同等であり、インバータ１００の直流電圧
の正電圧側ＶPが交流電源１０２より高い周波数成分に
対して接地と同等の電位をもつ仮想接地電位部をなす。
したがって、この実施の形態でも前述の実施の形態のも
のと同等の作用、効果が得られる。

【００８４】実施の形態７．図１８はこの発明による漏
洩電流低減フィルタの実施の形態７のものを含むインバ
ータ式駆動装置を示している。この実施の形態では、イ
ンバータ１００の直流電圧の正電圧側ＶPと負電圧側ＶN
とが２個のコンデンサ１０８、１０９により接続され、
コンデンサ１０８、１０９の中間接続点Ａとフィルタ回
路の共通接続点Ｂとが接続されている。

【００８５】この場合も、中間接続点Ａでは、交流電源
の線Ｒ、Ｓ、Ｔとのキャリア周波数以上での交流的電位
はほぼ同等であり、中間接続点が流電源１０２より高い
周波数成分に対して接地と同等の電位をもつ仮想接地電
位部をなす。したがって、この実施の形態でも前述の実
施の形態のものと同等の作用、効果が得られる。

【００８６】実施の形態８．図１９はこの発明による漏
洩電流低減フィルタの実施の形態８のものを含むインバ
ータ式駆動装置を示している。この実施の形態では、コ
モンモードチョークコイルＬｃは、複数個の円筒状また
はドーナツ状の、または単体で長い円筒状の磁性体コア
１１０、１１１〜１１２、１１３にインバータの出力線
Ｕ、Ｖ、Ｗを通すことにより構成されている。磁性体コ
ア１１０〜１１３は、フェライトコア、アモルファスコ
ア、パーマロイなどの高透磁率のコアがよい。また、磁
性体コアの個数の多いほど、大きなインダクタンスが得
られる。また、共通接続点Ｂと共通接続点Ｌとの接続電
線１４４は磁性体コア１１０〜１１３の外側に添わせて
配線する。

【００８７】以上のような構成により、実施の形態１と
同等のＰＷＭインバータ駆動機器の漏洩電流低減フィル
タが得られる。また、磁性体コア１１０〜１１３に通し
た線は磁性体コア間の間隔を開けると、可撓性があるの
で、インバータ１００とモータ１０１の配線の一部とし
ても使用できる効果がある。

【００８８】また、図２０に示されているように、磁性
体コア１１０〜１１３に添わせて配線する接続電線１４
４の代わりに、磁性体コア１１０〜１１３の外側にシー
ルド導体１１５を設け、このシールド導体１１５のモー
タ１０１側を共通接続点Ｂに接続し、インバータ１００
側を共通接続点Ｌに接続することによって、同等の効果
を奏する。シールド導体１１５は、銅編組線等を使用す
れば、可撓性もあり、ノイズ等の空中への放射も少なく
できる効果がある。また、モータ１０１への配線が長い
場合、図１９のものにおいては、接続電線１４４のイン
ダクタンスがフィルタ特性を悪くしてしまうが、シール
ド導体１１５にすることによって、配線を長くしても良
好なフィルタ特性が得られる。

【００８９】実施の形態９．図２１はこの発明による漏
洩電流低減フィルタの実施の形態９のものを含むインバ
ータ式駆動装置を示している。この実施の形態では、モ
ータ１０１とコモンモードチョークコイルＬｃとの接続
が３線シールドケーブル１１６により行われ、シールド
ケーブル１１６のインバータ１００側のシールドに抵抗
Ｒｂが接続され、この抵抗Ｒｂが交流電源１０２の共通
接続点Ｌに接続されている。シールドケーブル１１６の
等価回路は図２２に示されている。

【００９０】フィルタ回路を構成するコンデンサＣｂ
ｕ、Ｃｂｖ、Ｃｂｗは３線シールドケーブル１１６にお
ける線間の静電容量によって得られ、各線の抵抗Ｒｂ
ｕ、Ｒｂｖ、Ｒｂｗの線間電圧変動による電流増加は少
ないので、一つの抵抗Ｒｂを付けるだけで、実施の形態
１と同等の特性を安価、容易に実現できる。シールドケ
ーブル１１６の長さは、ケーブルにもよるが、一般的に
数メートルあれば十分であり、インバータ１００とモー
タ１０１を接続する配線として使用できる効果がある。

【００９１】なお、これらの実施例では、インバータを
例にとって説明したが、交流を入力とし、各種の電力制
御をＰＷＭ制御により行う電気機器も同様に適用でき
る。また、負荷としてモータを例に取ったが、他の電気
機器であっても同様であることは云うまでもない。同様
な例としては、同期モータやサーボモータドライブ装置
などがある。また、インバータの出力は三相のものを例
にしたが、単相または多相であっても同等の効果を奏す
る。また、各実施の形態の組み合わせは任意に変更でき
ることは云うまでもない。

【００９２】

【発明の効果】以上の説明から理解される如く、この発
明によるインバータ式駆動装置の漏洩電流低減フィルタ
によれば、インバータと電気機器との間にコモンモード
チョークコイルが接続され、コモンモードチョークコイ
ルと電気機器間の各線にコンデンサと抵抗の直列接続体
の一方が接続され、その直列接続体の他端が共通接続さ
れ、共通接続された直列接続体の他端が交流電源より高
い周波数成分に対して接地と同等の電位を持つ仮想接地
電位部に接続されているから、比較的小型のコモンモー
ドチョークコイルとコンデンサを使用でき、接地線の漏
れ電流の増加、線間の交流的短絡によるスイッチング素
子の電流増加がなく、線間の共振及び中性点の共振もな
く、高周波ノイズを低減できる。

【００９３】つぎの発明によるインバータ式駆動装置の
漏洩電流低減フィルタによれば、仮想設置電位部が、交
流電源の各線にそれぞれ接続された同一の静電容量のコ
ンデンサの他端を共通に接続した共通接続点とされてい
るから、比較的小型のコモンモードチョークコイルとコ
ンデンサを使用でき、接地線の漏れ電流の増加、線間の
交流的短絡によるスイッチング素子の電流増加がなく、
線間の共振及び中性点の共振もなく、高周波ノイズを低
減できる。

【００９４】つぎの発明によるインバータ式駆動装置の
漏洩電流低減フィルタによれば、仮想設置電位部が、交
流電位の各線のうち、接地した線とされているから、比
較的小型のコモンモードチョークコイルとコンデンサを
使用でき、接地線の漏れ電流の増加、線間の交流的短絡
によるスイッチング素子の電流増加がなく、線間の共振
及び中性点の共振もなく、高周波ノイズを低減できる。

【００９５】つぎの発明によるインバータ式駆動装置の
漏洩電流低減フィルタによれば、仮想設置電位部が、交
流電源を整流後の直流電圧の正電圧側、あるいは負電圧
側、あるいは正電圧側と負電圧側のそれぞれに接続され
た２個のコンデンサの中間接続点とされているから、比
較的小型のコモンモードチョークコイルとコンデンサを
使用でき、接地線の漏れ電流の増加、線間の交流的短絡
によるスイッチング素子の電流増加がなく、線間の共振
及び中性点の共振もなく、高周波ノイズを低減できる。

【００９６】つぎの発明によるインバータ式駆動装置の
漏洩電流低減フィルによれば、コモンモードチョークコ
イルと電気機器間の各線に接続したコンデンサと抵抗の
直列接続体は、コモンモードチョークコイルとコンデン
サ、抵抗によるローパスフィルタを構成し、その減衰特
性がインバータのＰＷＭのキャリア周波数において十分
減衰する値であり、コンデンサ、抵抗を通る漏洩電流が
コモンモードチョークコイルの飽和磁束密度を越えない
値であり、インバータのスイッチング素子がオンしたと
きにその出力に接続するコンデンサ、抵抗に流れる電流
が、前記スイッチング素子の許容電流を越えないように
前記コンデンサと抵抗の値が設定されているから、接地
線の漏れ電流の増加、線間の交流的短絡によるスイッチ
ング素子の電流増加がなく、線間の共振及び中性点の共
振もなく、高周波ノイズを低減できる。

【００９７】つぎの発明によるインバータ式駆動装置の
漏洩電流低減フィルタによれば、コモンモードチョーク
コイルと電気機器間の各線に接続したコンデンサと抵抗
の直列接続体は、コモンモードチョークコイルと前記直
列接続体によりインバータのＰＷＭのキャリア周波数を
減衰するローパスフィルタを構成する第１の直列接続体
と、インバータのＰＷＭのキャリア周波数の高調波を減
衰するローパスフィルタを構成する一つ以上の第２の直
列接続体を備えるものでから、インバータのＰＷＭのキ
ャリア周波数の高調波を減衰する効果も得られる。

【００９８】つぎの発明によるインバータ式駆動装置の
漏洩電流低減フィルタによれば、第２の直列接続体が、
第１の直列接続体の抵抗に並列に接続されているから、
第２の直列接続体のコンデンサは低電圧のコンデンサで
済むという利点が得られ、また、キャリア周波数の高調
波成分を第２の直列接続体の抵抗で電力消費するので、
第１の直列接続体抵抵抗の消費成分を少なくすることが
できる効果がある。

【００９９】つぎの発明によるインバータ式駆動装置の
漏洩電流低減フィルタによれば、コモンモードチョーク
コイルと各線に接続した直列接続体により構成されるフ
ィルタ回路が複数段接続されているから、その段数に応
じてフィルタ減衰特性を更に改善できる。

【０１００】つぎの発明によるインバータ式駆動装置の
漏洩電流低減フィルタによれば、インバータの出力線を
少なくとも一つの円筒状またはドーナツ状の磁性体に通
すことによりコモンモードチョークコイルが構成されて
いるから、設計の自由度が高いコモンモードチョークコ
イルが容易に得られる。

【０１０１】つぎの発明によるインバータ式駆動装置の
漏洩電流低減フィルタによれば、インバータの出力線を
通した円筒状の磁性体の外側を覆うシールド導体の電気
機器側にコンデンサと抵抗の直列接続体の共通接続点が
接続され、シールド導体のインバータ側が仮想設置電位
部に接続されているから、配線が長い場合においても、
良好なフィルタ特性が得られる。

【０１０２】つぎの発明によるインバータ式駆動装置の
漏洩電流低減フィルタによれば、直列接続体のコンデン
サがコモンモードチョークコイルと電気機器とを接続す
るシールドケーブルの線間静電容量により与えられるか
ら、漏洩電流低減フィルタを安価、容易に実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明による漏洩電流低減フィルタの実施
の形態１のものを含むインバータ式駆動装置を示す回路
図である。

【図２】この発明によるインバータ式駆動装置の漏洩
電流低減フィルタの特性を示すグラフである。

【図３】コモンモードチョークコイルのみを使用した
場合のフィルタの特性を示すグラフである。

【図４】この発明によるインバータ式駆動装置の漏洩
電流低減フィルタの特性を示すグラフである。

【図５】この発明による漏洩電流低減フィルタの実施
の形態１のものを含むインバータ式駆動装置の他の例を
示す回路図である。

【図６】この発明による漏洩電流低減フィルタの実施
の形態２のものを含むインバータ式駆動装置を示す回路
図である。

【図７】この発明による漏洩電流低減フィルタの実施
の形態３のものを含むインバータ式駆動装置を示す回路
図である。

【図８】この発明によるインバータ式駆動装置の漏洩
電流低減フィルタの特性を示すグラフである。

【図９】この発明によるインバータ式駆動装置の漏洩
電流低減フィルタの特性を示すグラフである。

【図１０】この発明によるインバータ式駆動装置の漏
洩電流低減フィルタの特性を示すグラフである。

【図１１】この発明による漏洩電流低減フィルタの実
施の形態４のものを含むインバータ式駆動装置を示す回
路図である。

【図１２】この発明によるインバータ式駆動装置の漏
洩電流低減フィルタの特性を示すグラフである。

【図１３】この発明による漏洩電流低減フィルタの実
施の形態４のものを含むインバータ式駆動装置の他の例
を示す回路図である。

【図１４】この発明による漏洩電流低減フィルタの実
施の形態４のものを含むインバータ式駆動装置の他の例
を示す回路図である。

【図１５】この発明による漏洩電流低減フィルタの実
施の形態４のものを含むインバータ式駆動装置の他の例
を示す回路図である。

【図１６】この発明による駆動機器の漏洩電流低減フ
ィルタの実施の形態５のものを含むインバータ式駆動装
置を示す回路図である。

【図１７】この発明による漏洩電流低減フィルタの実
施の形態６のものを含むインバータ式駆動装置を示す回
路図である。

【図１８】この発明による漏洩電流低減フィルタの実
施の形態７のものを含むインバータ式駆動装置を示す回
路図である。

【図１９】この発明による漏洩電流低減フィルタの実
施の形態８のものを含むインバータ式駆動装置を示す回
路図である。

【図２０】この発明による漏洩電流低減フィルタの実
施の形態８のものを含むインバータ式駆動装置の他の例
を示す回路図である。

【図２１】この発明による漏洩電流低減フィルタの実
施の形態９のものを含むインバータ式駆動装置を示す回
路図である。

【図２２】この発明によるインバータ式駆動装置の漏
洩電流低減フィルタの実施の形態９のシールドケーブル
を示す等価回路である。

【図２３】インバータによるモータ駆動装置の従来例
を示す回路図である。

【図２４】モータの等価回路を示す回路図である。

【図２５】従来におけるインバータ装置の動作を示す
波形図である。

【図２６】従来におけるインバータ装置の動作を示す
波形図である。

【図２７】従来におけるインバータ装置の動作を示す
波形図である。

【図２８】インバータによるモータ駆動装置の従来例
を示す回路図である。

【図２９】従来におけるインバータ装置の動作を示す
波形図である。

【図３０】インバータによるモータ駆動装置の他の従
来例を示す回路図である。

【図３１】インバータによるモータ駆動装置の他の従
来例を示す回路図である。

【図３２】電力供給装置の従来例を示す回路図であ
る。

【図３３】入出力非絶縁型の電力変換装置の従来例を
示す回路図である。

【図３４】入出力非絶縁型の電力変換装置の従来例を
示す回路図である。

【図３５】インバータによるモータ駆動装置の他の従
来例を示す回路図である。

【符号の説明】

１００インバータ、１０１モータ、１０２交流電
源、１０３整流回路、１０４コンデンサ、１０５〜
１０７フィルタ回路、１１０〜１１３磁性体コア、
１１４接続電線、１１５シールド導体、１１６シ
ールドケーブル、ＴＲ１〜ＴＲ６スイッチング素子、
Ｌｃコモンモードチョークコイル、Ｃｂｕ，Ｃｂｖ，
Ｃｂｗコンデンサ、Ｒｂｕ，Ｒｂｖ，Ｒｂｗ抵抗、
Ｃｃｕ，Ｃｃｖ，Ｃｃｗコンデンサ、Ｒｃｕ，Ｒｃ
ｖ，Ｒｃｗ抵抗。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】交流電源を整流することにより直流電圧
に変換し、スイッチング素子の導通率を制御して前記直
流電圧を交流に変換し、モータ等の電気機器を駆動する
インバータ式駆動装置の漏洩電流低減フィルタにおい
て、前記インバータと前記電気機器との間にコモンモードチ
ョークコイルが接続され、前記コモンモードチョークコ
イルと前記電気機器間の各線にコンデンサと抵抗の直列
接続体の一方が接続され、前記直列接続体の他端が共通
接続され、共通接続された前記直列接続体の他端が前記
交流電源より高い周波数成分に対して接地と同等の電位
を持つ仮想接地電位部に接続されていること特徴とする
インバータ式駆動装置の漏洩電流低減フィルタ。
【請求項２】前記仮想設置電位部は、交流電源の各線
にそれぞれ接続された同一の静電容量のコンデンサの他
端を共通に接続した共通接続点であることを特徴とする
請求項１に記載のインバータ式駆動装置の漏洩電流低減
フィルタ。
【請求項３】前記仮想設置電位部は、交流電位の各線
のうち、接地した線であることを特徴とする請求項１に
記載のインバータ式駆動装置の漏洩電流低減フィルタ。
【請求項４】前記仮想設置電位部は、交流電源を整流
後の直流電圧の正電圧側、あるいは負電圧側、あるいは
正電圧側と負電圧側のそれぞれに接続された２個のコン
デンサの中間接続点であることを特徴とする請求項１に
記載のインバータ式駆動装置の漏洩電流低減フィルタ。
【請求項５】コモンモードチョークコイルと電気機器
間の各線に接続したコンデンサと抵抗の直列接続体は、
コモンモードチョークコイルとコンデンサ、抵抗による
ローパスフィルタを構成し、その減衰特性がインバータ
のＰＷＭのキャリア周波数において十分減衰する値であ
り、コンデンサ、抵抗を通る漏洩電流がコモンモードチ
ョークコイルの飽和磁束密度を越えない値であり、イン
バータのスイッチング素子がオンしたときにその出力に
接続するコンデンサ、抵抗に流れる電流が、前記スイッ
チング素子の許容電流を越えないように前記コンデンサ
と抵抗の値が設定されていることを特徴とする請求項１
に記載のインバータ式駆動装置の漏洩電流低減フィル
タ。
【請求項６】コモンモードチョークコイルと電気機器
間の各線に接続したコンデンサと抵抗の直列接続体は、
コモンモードチョークコイルと前記直列接続体によりイ
ンバータのＰＷＭのキャリア周波数を減衰するローパス
フィルタを構成する第１の直列接続体と、インバータの
ＰＷＭのキャリア周波数の高調波を減衰するローパスフ
ィルタを構成する一つ以上の第２の直列接続体を備える
ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一つに記載の
インバータ式駆動装置の漏洩電流低減フィルタ。
【請求項７】前記第２の直列接続体は、前記第１の直
列接続体の抵抗に並列に接続されていることを特徴とす
る請求項６に記載のインバータ式駆動装置の漏洩電流低
減フィルタ。
【請求項８】コモンモードチョークコイルと各線に接
続した直列接続体により構成されるフィルタ回路が複数
段接続されていることを特徴とする請求項１〜７のいず
れか一つに記載のインバータ式駆動装置の漏洩電流低減
フィルタ。
【請求項９】インバータの出力線を少なくとも一つの
円筒状またはドーナツ状の磁性体に通すことによりコモ
ンモードチョークコイルが構成されていることを特徴と
する請求項１〜８のいずれか一つに記載のインバータ式
駆動装置の漏洩電流低減フィルタ。
【請求項１０】インバータの出力線を通した円筒状の
磁性体の外側を覆うシールド導体の電気機器側にコンデ
ンサと抵抗の直列接続体の共通接続点が接続され、前記
シールド導体のインバータ側が前記仮想設置電位部に接
続されていることを特徴とする請求項９に記載のインバ
ータ式駆動装置の漏洩電流低減フィルタ。
【請求項１１】前記直列接続体のコンデンサが前記コ
モンモードチョークコイルと電気機器とを接続するシー
ルドケーブルの線間静電容量により与えられることを特
徴とする請求項１〜１０のいずれか一つに記載のインバ
ータ式駆動装置の漏洩電流低減フィルタ。