JP2002136153A - Power converter - Google Patents

Power converter

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JP2002136153A
JP2002136153A JP2000329780A JP2000329780A JP2002136153A JP 2002136153 A JP2002136153 A JP 2002136153A JP 2000329780 A JP2000329780 A JP 2000329780A JP 2000329780 A JP2000329780 A JP 2000329780A JP 2002136153 A JP2002136153 A JP 2002136153A
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JP
Japan
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filter capacitor
switching element
power converter
resistor
leakage current
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Pending
Application number
JP2000329780A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masaomi Konishide
政臣 小西出
Satoshi Inarida
聡 稲荷田
Masakazu Hisada
将一 久田
Kiyoshi Nakada
仲田  清
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
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    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/72Electric energy management in electromobility

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent malfunctions of the control devices in an electric vehicle or signaling apparatuses on ground due to leakage current produced in an inverter device for driving the car. SOLUTION: A heat-receiving plate 5, against which switching elements 21 and 22 are abutted and one end of a filter capacitor 8 are connected with each other with a resistor 7 in-between using a conductor 6. As the result of the insertion of the resistor 7, resonance of the stray capacitance possessed by the switching elements and the leakage current produced in a bypass path returning to the one end of the filter capacitor via the heat receiving plate, is suppressed.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は複数のスイッチング
素子により直流を交流に変換、またはその逆変換を行う
電力変換装置に係り、特にスイッチング素子に伴う誘導
障害を低減する技術に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a power converter for converting a direct current to an alternating current or a reverse conversion by a plurality of switching elements, and more particularly to a technique for reducing an induction failure caused by the switching elements.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、複数のスイッチング素子を用いて
直流を交流に変換する電力変換装置により誘導電動機を
駆動する鉄道用電気車おいて、電力変換装置から発生す
る漏洩電流(インバータのスイッチング周波数に相当す
る高調波電流)が誘導電動機に到達し、この誘導電動機
の電機子巻線と電動機枠間の浮遊容量を介して電気車の
車体を流れ、地上の信号機器の誤動作等の悪影響が生じ
る問題があった。この問題を解決する例が特開平7−1
5976号公報に記載されている。この技術では、電力
変換装置から発生する漏洩電流は、電力変換装置の構成
要素であるスイッチング素子の内部に有する浮遊容量を
介して冷却手段に流れ込むことに着目して、冷却手段と
電力変換装置の直流入力端に接続されるフィルタコンデ
ンサの一端を電気的に接続することにより、漏洩電流を
直接フィルタコンデンサへバイパスさせて、電力変換装
置から発生する漏洩電流を電力変換装置の外に流さない
ようにすることで、漏洩電流による誘導障害を低減する
ものである。
2. Description of the Related Art Conventionally, in a railway electric vehicle in which an induction motor is driven by a power converter that converts direct current into alternating current using a plurality of switching elements, a leakage current generated from the power converter (to the switching frequency of the inverter). (Equivalent harmonic current) reaches the induction motor, flows through the body of the electric vehicle via the stray capacitance between the armature windings of the induction motor and the motor frame, and causes adverse effects such as erroneous operation of the signal equipment on the ground was there. An example that solves this problem is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 7-1.
No. 5976. In this technique, the leakage current generated from the power converter is focused on flowing into the cooling unit via a stray capacitance included in a switching element that is a component of the power converter, and the cooling unit and the power converter are connected to each other. By electrically connecting one end of the filter capacitor connected to the DC input terminal, the leakage current is directly bypassed to the filter capacitor so that the leakage current generated from the power converter does not flow out of the power converter. By doing so, induction failure due to leakage current is reduced.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来技術では上記スイッチング素子が内部に有している浮
遊容量と、上記冷却手段から上記フィルタコンデンサの
一端に戻す導電線が有している配線インダクタンスによ
り、スイッチング素子のスイッチング動作時に上記漏洩
電流を冷却手段から直接フィルタコンデンサに戻す閉ル
ープ経路で共振電流が流れることがわかった。これによ
り、この閉ループ経路では、電力変換装置から発生する
漏洩電流にこの共振電流が重畳された電流が流れること
になる。重畳された電流の大部分は低インピーダンスと
なる閉ループ中を流れ、閉ループ経路よりも高インピー
ダンスとなる電力変換装置の外へはわずかしか流れな
い。しかし、共振電流が大きくなると漏洩電流が車両内
の制御機器および地上の信号機器に流れ込み、誤動作等
による誘導障害が生じる問題があった。
However, in the above prior art, the switching element has a stray capacitance therein and a wiring inductance of a conductive line returning from the cooling means to one end of the filter capacitor. It has been found that a resonance current flows in a closed loop path for returning the leakage current from the cooling means directly to the filter capacitor during the switching operation of the switching element. Thus, in the closed loop path, a current in which the resonance current is superimposed on the leakage current generated from the power conversion device flows. Most of the superimposed current flows in a closed loop having a low impedance, and only a small amount flows out of the power converter having a higher impedance than the closed loop path. However, when the resonance current increases, the leakage current flows into the control device in the vehicle and the signal device on the ground, and there is a problem that an induction failure due to a malfunction or the like occurs.

【0004】本発明の課題は閉ループ経路を流れる共振
電流を抑制することにより、車両内の制御機器および地
上の信号機器の誤動作等による誘導障害を低減させるこ
とにある。
[0004] It is an object of the present invention to reduce an induction failure caused by malfunction of a control device in a vehicle and a signal device on the ground by suppressing a resonance current flowing through a closed loop path.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、閉ループ中の冷却手段とフィルタコンデンサの一端
の間を抵抗を介して導電線で接続したものである。
In order to solve the above-mentioned problem, a cooling wire in a closed loop and one end of a filter capacitor are connected by a conductive line via a resistor.

【0006】[0006]

【発明の実施の形態】本発明による電力変換装置が適用
される一実施例として電気車の2レベルインバータに適
用される場合について説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS As an embodiment to which a power converter according to the present invention is applied, a case where the present invention is applied to a two-level inverter of an electric vehicle will be described.

【0007】図9は、直流給電のインバータ電気車にお
ける良く知られた2レベルインバータ装置の主回路構成
の一例を示す。架線51からパンタグラフ52,フィル
タリアクトル53,フィルタコンデンサ8から構成され
るフィルタ回路を介して各相アーム20,30,40に
直流電圧を供給する。各相のスイッチング素子21,2
2,31,32,41,42の選択的なオンオフ動作に
より、直流電圧を2レベルの相電圧に変換し、誘導電動
機54を回転させる。
FIG. 9 shows an example of a main circuit configuration of a well-known two-level inverter device in a DC-fed inverter electric vehicle. A DC voltage is supplied from the overhead line 51 to each phase arm 20, 30, 40 via a filter circuit including a pantograph 52, a filter reactor 53, and a filter capacitor 8. Switching element 21 of each phase
The DC voltage is converted into a two-level phase voltage by the selective on / off operation of 2, 31, 32, 41, and 42, and the induction motor 54 is rotated.

【0008】図1はそのうちの1相分20を実装した断
面図を示したものである。なお、上記スイッチング素子
はモジュール構造となっている。例えばスイッチング素
子21はゲート絶縁バイポーラトランジスタ(IGB
T),ゲートターンオフサイリスタ(GTO),バイポ
ーラトランジスタ等の自己消弧型スイッチング素子21
1とフリーホイルダイオード212とを逆並列した構成
となっている。他のスイッチング素子22,31,3
2,41,42も同様の構成である。
FIG. 1 is a cross-sectional view in which one phase 20 is mounted. The switching element has a module structure. For example, the switching element 21 is a gate insulating bipolar transistor (IGB
T), a self-turn-off switching element 21 such as a gate turn-off thyristor (GTO) or a bipolar transistor
1 and the free wheel diode 212 are anti-parallel. Other switching elements 22, 31, 3
2, 41 and 42 have the same configuration.

【0009】図1において、受熱板(ヒートブロック)
5にはスイッチング素子21,22が図示していないボ
ルト等で固定されて貼り付けられている。当然ながら各
スイッチング素子と受熱板間は絶縁されている。また、
受熱板5は充分に厚い絶縁体3を介してボルト2によっ
て筐体1に取り付けられ、電気的には抵抗7を介して導
電線6によりフィルタコンデンサ8の負側(図1では接
地点)と接続している。ここで、受熱板5は絶縁体3を
介して筐体1に取り付けられているため、スイッチング
素子が有する浮遊容量を通して漏洩電流が受熱板に流
れ、筐体1に流れずに導電線6,抵抗7を通してフィル
タコンデンサ8の負側に戻る電流経路が形成される。
In FIG. 1, a heat receiving plate (heat block)
Switching elements 21 and 22 are fixed and attached to 5 by bolts or the like (not shown). Naturally, each switching element is insulated from the heat receiving plate. Also,
The heat receiving plate 5 is attached to the housing 1 by bolts 2 via a sufficiently thick insulator 3 and electrically connected to the negative side (ground point in FIG. 1) of the filter capacitor 8 by a conductive wire 6 via a resistor 7. Connected. Here, since the heat receiving plate 5 is attached to the housing 1 via the insulator 3, a leakage current flows through the stray capacitance of the switching element to the heat receiving plate and does not flow to the housing 1, but the conductive wires 6 and the resistance A current path returning to the negative side of the filter capacitor 8 through 7 is formed.

【0010】次に図2の回路でスイッチング時の動作を
説明する。図2は、図1に示したスイッチング素子21
が有する浮遊容量11a,スイッチング素子22が有す
る浮遊容量11bおよび導電線6の配線インダクタンス
12を考慮した等価回路である。
Next, the operation at the time of switching in the circuit of FIG. 2 will be described. FIG. 2 shows the switching element 21 shown in FIG.
Is an equivalent circuit in consideration of the stray capacitance 11a of the switching element 22, the stray capacitance 11b of the switching element 22, and the wiring inductance 12 of the conductive line 6.

【0011】例えばスイッチング素子22がターンオフ
し、21がターンオンした瞬間にスイッチング素子22
の両端にフィルタコンデンサ8に印加していた直流電源
電圧が印加され、スイッチング素子22のコレクタ電位
の変動により浮遊容量11bを介して受熱板5に漏洩電
流ilが流れ出す。この漏洩電流はフリーホイルダイオ
ード222,浮遊容量11b,抵抗7,導電線6の配線
インダクタンス12を通りフィルタコンデンサ8の負側
に戻るという図中で示した漏洩電流ilの経路が形成さ
れる。次のモードでスイッチング素子21がターンオン
し,22がターンオンした瞬間にスイッチング素子21
の両端にフィルタコンデンサ8に印加していた直流電源
電圧が印加され、スイッチング素子22のコレクタ電位
が変動して、図中の矢印で示した電流経路で矢印と逆向
きに漏洩電流ilが流れる。
For example, when the switching element 22 is turned off and the switching element 21 is turned on, the switching element 22 is turned off.
A DC power supply voltage applied to the filter capacitor 8 is applied to both ends of the filter element 8, and a leakage current il flows out to the heat receiving plate 5 via the floating capacitance 11b due to a change in the collector potential of the switching element 22. This leakage current passes through the freewheel diode 222, the stray capacitance 11b, the resistor 7, and the wiring inductance 12 of the conductive line 6 and returns to the negative side of the filter capacitor 8, thereby forming a path of the leakage current il shown in the drawing. In the next mode, the switching element 21 is turned on, and at the moment when the switching element 22 is turned on, the switching element 21 is turned on.
Is applied to the filter capacitor 8, the collector potential of the switching element 22 fluctuates, and a leakage current il flows in the current path shown by the arrow in the direction opposite to the arrow.

【0012】なお、スイッチング素子21のコレクタ側
は直流電源の正側に接続されたフィルタコンデンサ8の
正側に接続されているため、スイッチング素子21のタ
ーンオン,ターンオフによるコレクタ電位の変動は起こ
らない。したがって、浮遊容量11aを通して受熱板5
に流れる漏洩電流は浮遊容量11bを流れる漏洩電流と
比較すると無視できるくらい小さい値である。
Since the collector side of the switching element 21 is connected to the positive side of the filter capacitor 8 connected to the positive side of the DC power supply, the collector potential does not fluctuate due to turning on and off of the switching element 21. Therefore, the heat receiving plate 5 is connected through the floating capacitance 11a.
Has a negligible value compared to the leakage current flowing through the stray capacitance 11b.

【0013】これより、受熱板を通って流れる漏洩電流
ilは図2の矢印の実線で示した経路を流れることにな
る。しかしながら、この矢印の実線で示した漏洩電流が
流れる経路では、浮遊容量11bと配線インダクタンス
12による共振回路も形成されるので、漏洩電流ilに
重畳する共振電流ir1が流れる。したがって、図2の
矢印で示した経路に流れる電流はil+ir1となる。
Thus, the leakage current il flowing through the heat receiving plate flows through the path shown by the solid line of the arrow in FIG. However, in the path through which the leakage current shown by the solid line of the arrow flows, a resonance circuit formed by the stray capacitance 11b and the wiring inductance 12 is also formed, so that the resonance current ir1 superimposed on the leakage current il flows. Therefore, the current flowing through the path indicated by the arrow in FIG. 2 is il + ir1.

【0014】ここで、共振電流ir1が流れる経路につ
いて、図3の回路で等価的に示すことができる。11b
はスイッチング素子22が有する浮遊容量,13aはス
イッチング素子22がオフし、21がオンした瞬間のス
イッチング素子22のコレクタ電位を模式的に表したも
のである。ir1が流れる経路はRLCの直列回路で等
価的に表されるため、ir1は簡単に算出できる。図3
において抵抗7の抵抗値をR,浮遊容量11bの容量値
をC,配線インダクタンス12のインダクタンスをL,
スイッチング素子22のコレクタ電位はスイッチング素
子22がターンオフし、21がターンオンした瞬間に0
からedになるとすると、ir1は次の式(1)で表さ
れる。
Here, the path through which the resonance current ir1 flows can be equivalently shown by the circuit of FIG. 11b
Is a stray capacitance of the switching element 22, and 13a schematically represents a collector potential of the switching element 22 at the moment when the switching element 22 is turned off and turned on. Since the path through which ir1 flows is equivalently represented by an RLC series circuit, ir1 can be easily calculated. FIG.
, The resistance value of the resistor 7 is R, the capacitance value of the stray capacitance 11b is C, the inductance of the wiring inductance 12 is L,
The collector potential of the switching element 22 becomes 0 at the moment when the switching element 22 is turned off and 21 is turned on.
Ir1 is expressed by the following equation (1).

【0015】[0015]

【数1】 ただし、α,fは次の式(2),(3)で表される値と
する。
(Equation 1) Here, α and f are values represented by the following equations (2) and (3).

【0016】[0016]

【数2】 (Equation 2)

【0017】[0017]

【数3】 これより、図3の経路を流れるir1はR,L,Cによ
って決まる共振周波数を持つ。
(Equation 3) Thus, ir1 flowing in the path of FIG. 3 has a resonance frequency determined by R, L, and C.

【0018】特開平7−15976号公報に示された従
来の技術では図5のように抵抗7が存在しない。このた
め、スイッチング素子22がオフし、21がオンした時
の等価回路は図6で示される。13bはスイッチング素
子22がオフし、21がオンした瞬間のスイッチング素
子22のコレクタ電位を模式的に表したものである。共
振電流ir1′は次の式(4)で表される。
In the prior art disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-15976, the resistor 7 does not exist as shown in FIG. Therefore, an equivalent circuit when the switching element 22 is turned off and the switching element 21 is turned on is shown in FIG. 13b schematically shows the collector potential of the switching element 22 at the moment when the switching element 22 is turned off and turned on. The resonance current ir1 'is expressed by the following equation (4).

【0019】[0019]

【数4】 (Equation 4)

【0020】[0020]

【数5】 これより、従来技術ではスイッチング素子22の浮遊容
量を通して受熱板5からフィルタコンデンサ8の負側に
戻る共振電流ir1′は、振幅が減衰せず、共振周波数
f′は式(5)となる。例えばスイッチング素子22が有
する浮遊容量が5nF,導電線6が有する配線インダク
タンスが3μHであるとするとir1′の共振周波数
f′は1.3MHzとなる。ここで、図6においてir
1′が流れる経路では導電線6が有する図示していない
抵抗成分がある。したがって、導電線6が有する前記抵
抗成分と誘導電動機54の電機子巻線の抵抗成分541
の比によって決まる分だけインバータと誘導電動機54
とを接続する導電線にも共振周波数f′となる共振電流
ir2′が流れて、インバータから発生した漏洩電流に
重畳する共振電流ir2′によって車両内の制御機器お
よび地上の信号機器の誤動作等による誘導障害が起こ
る。
(Equation 5) As a result, in the prior art, the amplitude of the resonance current ir1 'returning from the heat receiving plate 5 to the negative side of the filter capacitor 8 through the floating capacitance of the switching element 22 does not attenuate, and the resonance frequency f' is expressed by Expression (5). For example, if the stray capacitance of the switching element 22 is 5 nF and the wiring inductance of the conductive line 6 is 3 μH, the resonance frequency f ′ of ir1 ′ is 1.3 MHz. Here, in FIG.
In the path where 1 'flows, there is a resistance component (not shown) of the conductive line 6. Accordingly, the resistance component of the conductive wire 6 and the resistance component 541 of the armature winding of the induction motor 54
Inverter and induction motor 54 by the amount determined by the ratio of
A resonance current ir2 'having a resonance frequency f' also flows through the conductive wire connecting the control signal and the inverter, and the resonance current ir2 'superimposed on the leakage current generated from the inverter causes malfunction of a control device in the vehicle and a signal device on the ground. Induction failure occurs.

【0021】図1の実施例では共振電流ir1を抑制す
るため、受熱板5とフィルタコンデンサ8の負側との間
にダンピング用の抵抗7を挿入する。式(1)より、抵
抗を挿入することによりir1には減衰項e- α tが存在
するため、スイッチング素子22の浮遊容量を通して受
熱板5からフィルタコンデンサ8の負側に戻る経路で発
生する共振電流ir1を抑制することができる。さら
に、導電線6が有する上記抵抗成分および抵抗7と誘導
電動機54の電機子巻線の抵抗成分541の比によって
決まる分だけインバータと誘導電動機54を接続する導
電線に流れる共振電流ir2も抑制することができて、
インバータから発生した漏洩電流に重畳する共振電流i
r2による誘導障害を低減させることができる。
In the embodiment shown in FIG. 1, a damping resistor 7 is inserted between the heat receiving plate 5 and the negative side of the filter capacitor 8 to suppress the resonance current ir1. From equation (1), the ir1 by inserting a resistance attenuation term e - due to the presence of alpha t, resonance generated from the heat receiving plate 5 through the stray capacitance of the switching element 22 on the negative side returns to the path of the filter capacitor 8 The current ir1 can be suppressed. Further, the resonance current ir2 flowing through the conductive line connecting the inverter and the induction motor 54 is also suppressed by the amount determined by the resistance component and the resistance 7 of the conductive line 6 and the resistance component 541 of the armature winding of the induction motor 54. Can
Resonant current i superimposed on leakage current generated from inverter
Induction disturbance due to r2 can be reduced.

【0022】この抵抗7のダンピング効果について具体
的な実測結果を用いて説明する。図7は特開平7−15
976号公報の技術を用いたときの導電線6を流れる漏
洩電流のスペクトル解析結果を示したものであり、図8
は本実施例で抵抗7を10Ωとしたときの導電線6を流
れる漏洩電流のスペクトル解析結果を示したものであ
る。スイッチング素子の浮遊容量11bと導電線6の配
線インダクタンス12による共振周波数は1.1MHz
付近である。従来技術では共振電流ir2′により1.
1MHz 付近の電流スペクトルが800mA程度とな
るのに対して、本実施例では1.1MHz 付近の電流ス
ペクトルは100mA程度となり、抵抗7により共振電
流による影響を1/8以下に抑えることができることが
わかる。
The damping effect of the resistor 7 will be described with reference to specific measurement results. FIG.
FIG. 8 shows a spectrum analysis result of a leakage current flowing through the conductive wire 6 when the technology of Japanese Patent No. 976 is used.
Shows the result of spectrum analysis of the leakage current flowing through the conductive wire 6 when the resistance 7 is set to 10Ω in the present embodiment. The resonance frequency due to the stray capacitance 11b of the switching element and the wiring inductance 12 of the conductive line 6 is 1.1 MHz.
It is near. In the prior art, 1.
While the current spectrum around 1 MHz is about 800 mA, the current spectrum around 1.1 MHz is about 100 mA in this embodiment, and it can be seen that the effect of the resonance current can be suppressed to 1/8 or less by the resistor 7. .

【0023】以上1相分20について説明したが、他相
30,40についても同様である。
Although the description has been given of one phase 20, the same applies to the other phases 30 and 40.

【0024】次に、図4に基づいて本発明の他の実施例
を説明する。図1に示した実施例と相違する点は、筐体
の接地スイッチ9が設けられ、この接地スイッチ9の接
地側と受熱板5の間を抵抗7を介して導電線6で接続し
た点である。接地スイッチ9は主回路の充電部と筐体の
間の絶縁試験を行うためのもので、絶縁試験時には接地
スイッチ9を開いて主回路の充電部と筐体の間に所定の
電圧が印加される。このとき、受熱板5からの導電線6
は接地スイッチにより主回路充電部から切り離されてい
るため、主回路の充電部と筐体の間の絶縁試験に支障は
ない。
Next, another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The difference from the embodiment shown in FIG. 1 is that a ground switch 9 of the housing is provided, and the ground side of the ground switch 9 and the heat receiving plate 5 are connected by a conductive wire 6 via a resistor 7. is there. The ground switch 9 is for performing an insulation test between the charged part of the main circuit and the housing. During the insulation test, the ground switch 9 is opened to apply a predetermined voltage between the charged part of the main circuit and the housing. You. At this time, the conductive wires 6 from the heat receiving plate 5
Is separated from the main circuit charging section by the ground switch, so that there is no problem in the insulation test between the charging section of the main circuit and the housing.

【0025】本実施例によれば受熱板とフィルタコンデ
ンサの負側との間を抵抗を介して接続するという簡単な
構成で車両内の制御機器および地上の信号機器の誤動作
等の誘導障害を低減することができる。
According to the present embodiment, a simple structure in which the heat receiving plate and the negative side of the filter capacitor are connected via a resistor reduces induction troubles such as malfunctions of control equipment in the vehicle and signal equipment on the ground. can do.

【0026】以上の説明では電力変換装置の一例として
2レベルインバータを例にとって説明したが、3レベル
以上の多レベルインバータ,コンバータ等に適用しても
同様の効果を有する。また、以上の説明では電気車を例
にとって説明したが、電気車に限らず、スイッチング素
子と当接した受熱板と電源の一端を導電線で接続してい
る電力変換装置であれば、本発明を適用することにより
スイッチング素子の一端から受熱板を通して電源の一端
に戻る経路での共振電流を抑制することができる。
In the above description, a two-level inverter has been described as an example of the power converter, but the same effect can be obtained by applying the present invention to a multi-level inverter of three or more levels, a converter, and the like. In the above description, the electric vehicle is described as an example. However, the present invention is not limited to the electric vehicle, and any power conversion device in which a heat receiving plate in contact with a switching element and one end of a power supply are connected by a conductive wire may be used. By applying the method, it is possible to suppress a resonance current in a path returning from one end of the switching element to one end of the power supply through the heat receiving plate.

【0027】[0027]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば受
熱板とフィルタコンデンサの一端との間を抵抗を介して
接続するという簡単な構成でスイッチングすると、受熱
板との間に形成される浮遊容量と受熱板とフィルタコン
デンサの一端との間を抵抗を介して接続した導電線の配
線インダクタンスに伴う共振電流を抑制でき、電力変換
装置のスイッチングによって発生する誘導障害を低減す
ることができる。
As described above, according to the present invention, when switching is performed with a simple configuration in which the heat receiving plate and one end of the filter capacitor are connected via a resistor, the switching is formed between the heat receiving plate and the filter capacitor. It is possible to suppress a resonance current due to a wiring inductance of a conductive line that connects the stray capacitance, the heat receiving plate, and one end of the filter capacitor via a resistor, and to reduce an induction failure generated by switching of the power conversion device.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施例を示す図。FIG. 1 is a diagram showing one embodiment of the present invention.

【図2】スイッチング素子のコレクタ−ベース間の浮遊
容量と接地線の配線インダクタンスによって流れる共振
電流の経路を説明する図。
FIG. 2 is a diagram illustrating a path of a resonance current flowing due to a stray capacitance between a collector and a base of a switching element and a wiring inductance of a ground line.

【図3】スイッチング素子22ターンオフ→21ターン
オン時の等価回路について説明する図。
FIG. 3 is a diagram for explaining an equivalent circuit when a switching element is turned off from 22 to 21;

【図4】本発明の他の一実施例を示す図。FIG. 4 is a diagram showing another embodiment of the present invention.

【図5】従来技術の一実施例を示す図。FIG. 5 is a diagram showing an embodiment of the related art.

【図6】従来技術でスイッチング素子22ターンオフ→
21ターンオン時の等価回路について説明する図。
FIG. 6 shows a conventional technology in which a switching element 22 is turned off →
The figure explaining the equivalent circuit at the time of 21 turn-on.

【図7】従来技術で導電線6を流れる漏洩電流を周波数
分析した結果を示す図。
FIG. 7 is a diagram showing a result of frequency analysis of a leakage current flowing through a conductive wire 6 according to a conventional technique.

【図8】本発明の一実施例で導電線6を流れる漏洩電流
を周波数分析した結果を示す図。
FIG. 8 is a diagram showing a result of frequency analysis of a leakage current flowing through the conductive wire 6 according to one embodiment of the present invention.

【図9】2レベルインバータの主回路構成の一例を示す
図。
FIG. 9 is a diagram illustrating an example of a main circuit configuration of a two-level inverter.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…インバータ筐体、2…ボルト、3…絶縁体、4…放
熱器、5…受熱板、6…導電線、7…抵抗、8…フィル
タコンデンサ、9…接地スイッチ、11a,11b…ス
イッチング素子のコレクタ−ベース間浮遊容量、12…
導電線の配線インダクタンス、20,30,40…イン
バータの各相アーム、21,22,31,32,41,
42…スイッチング素子(モジュール構成)、51…架
線、52…パンタグラフ、53…フィルタリアクトル、
54…誘導電動機、541…電機子巻線の抵抗成分、5
42…電機子巻線のインダクタンス成分、55…車輪。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Inverter housing, 2 ... Bolt, 3 ... Insulator, 4 ... Heat sink, 5 ... Heat receiving plate, 6 ... Conductive wire, 7 ... Resistor, 8 ... Filter capacitor, 9 ... Grounding switch, 11a, 11b ... Switching element Collector-base stray capacitance of 12
Wiring inductance of the conductive wire, 20, 30, 40... Each phase arm of the inverter, 21, 22, 31, 32, 41,
42: switching element (module configuration), 51: overhead wire, 52: pantograph, 53: filter reactor,
54: induction motor, 541: resistance component of armature winding, 5
42: Inductance component of armature winding, 55: Wheel.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 久田 将一 茨城県ひたちなか市市毛1070番地 株式会 社日立製作所交通システム事業部水戸交通 システム本部内 (72)発明者 仲田 清 茨城県ひたちなか市市毛1070番地 株式会 社日立製作所交通システム事業部水戸交通 システム本部内 Fターム(参考) 5H007 AA01 BB06 CA01 CB04 CB05 HA02 HA03 HA05 5H115 PA03 PC01 PG01 PI03 PU09 PV07 PV09 PV23 UI27  ──────────────────────────────────────────────────の Continuing on the front page (72) Inventor Shoichi Hisada 1070 Ma, Hitachinaka-shi, Ibaraki Prefecture Within Mito Transport Systems Division, Transportation Systems Division, Hitachi, Ltd. (72) Inventor Kiyoshi Nakata Ichige, Hitachinaka-shi, Ibaraki 1070 F-term (reference) Mito Transport Systems Division, Transportation Systems Division, Hitachi, Ltd. 5H007 AA01 BB06 CA01 CB04 CB05 HA02 HA03 HA05 5H115 PA03 PC01 PG01 PI03 PU09 PV07 PV09 PV23 UI27

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】直流電源の両端に接続されたフィルタコン
デンサの一端から、スイッチング動作を行う各相アーム
の一端に接続し、前記各相アームを構成するスイッチン
グ素子と当接された冷却手段を有し、前記フィルタコン
デンサの他端と前記各相アームの他端を接続した電力変
換装置において、前記冷却手段と前記フィルタコンデン
サの他端側とを抵抗を介して導電線で接続する手段を備
えたことを特徴とする電力変換装置。
A cooling means is connected from one end of a filter capacitor connected to both ends of a DC power supply to one end of each phase arm for performing a switching operation, and is in contact with a switching element constituting each phase arm. In the power converter in which the other end of the filter capacitor and the other end of each of the phase arms are connected, the power conversion device further includes means for connecting the cooling means and the other end of the filter capacitor with a conductive wire via a resistor. A power converter characterized by the above-mentioned.
【請求項2】直流電源の両端に接続されたフィルタコン
デンサの一端から、スイッチング動作を行う各相アーム
の一端に接続し、前記各相アームを構成するスイッチン
グ素子と当接された冷却手段を有し、前記フィルタコン
デンサの他端と前記各相アームの他端を接続した電力変
換装置において、前記電力変換装置が収納される筐体と
前記冷却手段との間を絶縁し、前記冷却手段と前記フィ
ルタコンデンサの他端とを抵抗を介して導電線で接続す
る手段を備えたことを特徴とする電力変換装置。
2. A cooling means connected from one end of a filter capacitor connected to both ends of a DC power supply to one end of each phase arm for performing a switching operation, and being in contact with a switching element constituting each phase arm. In the power converter in which the other end of the filter capacitor is connected to the other end of each of the phase arms, a housing in which the power converter is housed is insulated from the cooling unit, and the cooling unit and the cooling unit are connected to each other. A power converter comprising: means for connecting the other end of the filter capacitor with a conductive line via a resistor.
【請求項3】フィルタコンデンサに蓄えられた直流を複
数のスイッチング素子のスイッチング動作により交流に
変換し、前記変換された交流を電気車駆動用の電動機に
供給する電気車の電力変換装置において、前記スイッチ
ング素子を当接させた冷却手段と前記フィルタコンデン
サの他端とを抵抗を介して導電線で接続する手段を備え
たことを特徴とする電気車の電力変換装置。
3. An electric vehicle power converter for converting a DC stored in a filter capacitor into an AC by a switching operation of a plurality of switching elements and supplying the converted AC to a motor for driving an electric vehicle. A power converter for an electric vehicle, comprising: means for connecting a cooling means contacting a switching element and the other end of the filter capacitor with a conductive wire via a resistor.
【請求項4】絶縁体を介してスイッチング素子と冷却手
段が当接された構成を有する電力変換装置において、前
記スイッチング素子の電源と接地点の間に接地スイッチ
を備え、前記冷却手段と前記電力変換装置が収納される
筐体との間を絶縁し、前記冷却手段と前記接地スイッチ
の接地点側とを抵抗を介して導電線で接続することを特
徴とする電力変換装置。
4. A power converter having a configuration in which a switching element and a cooling means are in contact with each other via an insulator, further comprising a ground switch between a power supply of the switching element and a ground point, wherein the cooling means and the power A power converter, wherein the power converter is insulated from a housing in which the converter is housed, and the cooling means and the ground point side of the ground switch are connected by a conductive wire via a resistor.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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