JP2002136153A - 電力変換装置 - Google Patents
電力変換装置Info
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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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- power converter
- resistor
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/72—Electric energy management in electromobility
Abstract
(57)【要約】
【課題】電気車を駆動するインバータ装置から発生する
漏洩電流による車両内の制御機器および地上の信号機器
への誤動作を防止する。 【解決手段】スイッチング素子２１，２２が当接された
受熱板５と、フィルタコンデンサ８の一端とを抵抗７を
介して導電線６で接続する。抵抗７を挿入することによ
り、スイッチング素子が有する浮遊容量、受熱板を通し
てフィルタコンデンサの一端に戻るバイパス経路で発生
する漏洩電流の共振を抑制する。
漏洩電流による車両内の制御機器および地上の信号機器
への誤動作を防止する。 【解決手段】スイッチング素子２１，２２が当接された
受熱板５と、フィルタコンデンサ８の一端とを抵抗７を
介して導電線６で接続する。抵抗７を挿入することによ
り、スイッチング素子が有する浮遊容量、受熱板を通し
てフィルタコンデンサの一端に戻るバイパス経路で発生
する漏洩電流の共振を抑制する。
Description
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【００１５】
【数１】 ただし、α，ｆは次の式（２），（３）で表される値と
する。
する。
【００１６】
【数２】
【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。
って決まる共振周波数を持つ。
【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。
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。
【００１９】
【数４】
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
３０，４０についても同様である。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【図１】本発明の一実施例を示す図。
【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。
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。
【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。
オン時の等価回路について説明する図。
【図４】本発明の他の一実施例を示す図。
【図５】従来技術の一実施例を示す図。
【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。
２１ターンオン時の等価回路について説明する図。
【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。
分析した結果を示す図。
【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。
を周波数分析した結果を示す図。
【図９】２レベルインバータの主回路構成の一例を示す
図。
図。
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。
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。
───────────────────────────────────────────────────── 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
Claims (4)
- 【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。 - 【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。 - 【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。 - 【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。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000329780A JP2002136153A (ja) | 2000-10-24 | 2000-10-24 | 電力変換装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000329780A JP2002136153A (ja) | 2000-10-24 | 2000-10-24 | 電力変換装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002136153A true JP2002136153A (ja) | 2002-05-10 |
Family
ID=18806397
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000329780A Pending JP2002136153A (ja) | 2000-10-24 | 2000-10-24 | 電力変換装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002136153A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7317626B2 (en) | 2003-09-09 | 2008-01-08 | Hitachi, Ltd. | Power converter |
| JP2011199917A (ja) * | 2010-03-17 | 2011-10-06 | Hitachi Ltd | 鉄道車両用電力変換装置 |
| JP2015048800A (ja) * | 2013-09-03 | 2015-03-16 | 株式会社豊田自動織機 | 電動圧縮機 |
| JP2016029872A (ja) * | 2014-07-25 | 2016-03-03 | 日産自動車株式会社 | 電源装置 |
| JP7369640B2 (ja) | 2020-02-21 | 2023-10-26 | 東洋電機製造株式会社 | 補助電源装置 |
-
2000
- 2000-10-24 JP JP2000329780A patent/JP2002136153A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7317626B2 (en) | 2003-09-09 | 2008-01-08 | Hitachi, Ltd. | Power converter |
| US7643323B2 (en) | 2003-09-09 | 2010-01-05 | Hitachi, Ltd. | Power converter |
| JP2011199917A (ja) * | 2010-03-17 | 2011-10-06 | Hitachi Ltd | 鉄道車両用電力変換装置 |
| JP2015048800A (ja) * | 2013-09-03 | 2015-03-16 | 株式会社豊田自動織機 | 電動圧縮機 |
| JP2016029872A (ja) * | 2014-07-25 | 2016-03-03 | 日産自動車株式会社 | 電源装置 |
| JP7369640B2 (ja) | 2020-02-21 | 2023-10-26 | 東洋電機製造株式会社 | 補助電源装置 |
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