JP2017118387A - Noise filter - Google Patents
Noise filter Download PDFInfo
- Publication number
- JP2017118387A JP2017118387A JP2015253311A JP2015253311A JP2017118387A JP 2017118387 A JP2017118387 A JP 2017118387A JP 2015253311 A JP2015253311 A JP 2015253311A JP 2015253311 A JP2015253311 A JP 2015253311A JP 2017118387 A JP2017118387 A JP 2017118387A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- capacitor
- line
- ground
- filter
- noise filter
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims abstract description 155
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 claims abstract description 34
- 238000013021 overheating Methods 0.000 description 12
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 11
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 7
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 7
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 6
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 4
- 238000009499 grossing Methods 0.000 description 3
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 3
- 230000007257 malfunction Effects 0.000 description 3
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 2
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 1
- 230000001771 impaired effect Effects 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 230000007480 spreading Effects 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 239000013585 weight reducing agent Substances 0.000 description 1
Images
Abstract
Description
この発明は、電力変換装置等において発生する電磁ノイズを低減するためのノイズフィルタに関するものである。 The present invention relates to a noise filter for reducing electromagnetic noise generated in a power converter or the like.
IGBT,MOSFET等のパワー半導体素子が数[kHz]〜数100[kHz]の高速スイッチングを行って電圧・電流を変換するインバータやコンバータ等の電力変換装置は、高効率・小型化・軽量化等のメリットによって急速に普及が拡大している。
しかし、電力変換を行うための高速スイッチングは電磁ノイズを発生する原因となり、周辺機器に対する電磁ノイズ障害が大きな課題となっている。
Power converters such as inverters and converters that convert power and voltage by switching high-speed switching of several [kHz] to several hundreds [kHz] of power semiconductor elements such as IGBTs and MOSFETs have high efficiency, downsizing, weight reduction, etc. Due to the merits of this, the spread is rapidly expanding.
However, high-speed switching for power conversion causes electromagnetic noise, and electromagnetic noise interference with peripheral devices is a major issue.
上記の電磁ノイズ障害を防止するため、電力変換装置には一般にノイズフィルタが備えられており、このノイズフィルタの作用によって外部へ流出する電磁ノイズを低減している。また、欧州から始まった電磁ノイズの法規制は世界的に広がってきており、規制対象となる伝導ノイズ(雑音端子電圧)及び放射ノイズ(放射電界強度)は、電力変換装置の使用環境において低減すべきレベルが明確になっている。 In order to prevent the above-described electromagnetic noise disturbance, the power converter is generally provided with a noise filter, and electromagnetic noise flowing out to the outside is reduced by the action of the noise filter. In addition, the legal regulations for electromagnetic noise that began in Europe are spreading worldwide. Conducted noise (noise terminal voltage) and radiated noise (radiated electric field strength), which are subject to regulation, are reduced in the usage environment of power converters. The level to be clarified.
しかしながら、所定の規格を満足した電力変換装置であっても、フィールドにおいて電磁ノイズ障害が発生することがある。これは、使用環境によって電力変換装置の周辺機器への影響が大きく異なるためである。
周辺機器がノイズ耐性の低い機器(高感度の計測機器のように誤動作しやすい機器)である場合や、電力変換装置の直近に計測機器が配置されるような場合は、電力変換装置が最も厳しい規格(例えば、CISPR22,ClassB)をクリアしていても電磁ノイズ障害が発生することがある。
However, even a power conversion device that satisfies a predetermined standard may cause electromagnetic noise interference in the field. This is because the influence on the peripheral devices of the power conversion device varies greatly depending on the use environment.
If the peripheral device is a device with low noise tolerance (a device that is likely to malfunction, such as a highly sensitive measuring device), or if the measuring device is placed in the immediate vicinity of the power converter, the power converter is the most severe Even if the standard (for example, CISPR22, Class B) is cleared, an electromagnetic noise disturbance may occur.
また、電力変換装置のノイズフィルタは、一般にリアクトル(コモンモードチョークコイル)と線間コンデンサ、接地コンデンサを含む形で構成されるが、ノイズフィルタを追加したことによって発生する障害もある。例えば、接地コンデンサを介して流れる漏れ電流が増加して漏電遮断器が応動する事例や、コモンモードチョークコイルに過大なノイズ電流(コモンモード電流)が流れてチョークコイルの過熱・焼損を招く事例等があり、この種の過熱・焼損事故は、例えば、以下のような電動機可変速駆動システムにおいて生じる場合がある。 In addition, the noise filter of the power converter is generally configured to include a reactor (common mode choke coil), a line-to-line capacitor, and a grounding capacitor, but there are also obstacles caused by the addition of the noise filter. For example, the leakage current that flows through the grounding capacitor increases and the earth leakage circuit breaker responds. The excessive noise current (common mode current) flows through the common mode choke coil, causing overheating and burning of the choke coil. This type of overheating / burnout accident may occur, for example, in the following motor variable speed drive system.
図7は、三相交流電動機(以下、単に電動機という)を三相インバータにより駆動する可変速駆動システムの全体構成を示している。
図7において、10は三相交流電源、20は入力ケーブル、30は後述の図8に示すノイズフィルタ、40は、ダイオード整流回路41と平滑コンデンサCdcとインバータ部42とからなる三相インバータ、50は出力ケーブル、60は電動機である。なお、S1〜S6はIGBT等の半導体スイッチング素子である。
FIG. 7 shows the overall configuration of a variable speed drive system that drives a three-phase AC motor (hereinafter simply referred to as “motor”) by a three-phase inverter.
7, 10 is a three-phase AC power source, 20 is an input cable, 30 is a noise filter shown in FIG. 8 to be described later, 40 is a three-phase inverter comprising a
ここで、ノイズフィルタ30は、例えば図8に示すように構成されている。このノイズフィルタ30は、いわゆるπ型フィルタとして知られているものである。
図8において、ノイズフィルタ30の各相の入出力端子R,R’,S,S’,T,T’間には、コイル31R,31S,31Tからなるコモンモードチョークコイル31が接続されている。
Here, the
In FIG. 8, a common
また、コモンモードチョークコイル31の入力端子R,S,T側と接地線32(E,Einは接地端子を示す)との間には、第1の線間コンデンサ33と第1の接地コンデンサ34と第1のフィルタスイッチ35とが直列に接続され、コモンモードチョークコイル31の出力端子R’,S’,T’側と接地線32との間には、第2の線間コンデンサ36と第2の接地コンデンサ37と第2のフィルタスイッチ38とが直列に接続されている。なお、33R,33S,33T,36R,36S,36Tは、線間コンデンサ33,36をそれぞれ構成するコンデンサである。
A
上記のノイズフィルタ30は、主に、三相インバータ40が駆動した際に出力ケーブル50及び電動機60に形成される浮遊容量を介して接地線32に流れ、系統に流出するコモンモード電流(高周波漏れ電流)を低減する役割を果たしており、出力ケーブル50が長くなるほど、出力ケーブル50に形成される浮遊容量が大きくなってコモンモード電流も大きくなる。
可変速駆動システムが設置されるフィールドによっては、出力ケーブル50が取扱説明書等に記載された許容長を超えて敷設されることがあり、その場合には、コモンモードチョークコイル31に設計値以上の過大なコモンモード電流が流れて過熱・焼損に至ることもある。
The
Depending on the field in which the variable speed drive system is installed, the
このような障害の発生を回避するには、ノイズフィルタを外付けタイプにして大電流対応品に交換可能とすることや、ノイズフィルタが内蔵されているシステムにおいては、図8に示したフィルタスイッチ35,38のオン・オフにより、フィルタ機能の有効・無効を選択可能にすることが考えられる。 In order to avoid the occurrence of such a failure, it is possible to replace the noise filter with an external type so that it can be replaced with a product corresponding to a large current. In a system with a built-in noise filter, the filter switch shown in FIG. It is conceivable to enable / disable the filter function by turning on / off of 35 and 38.
例えば、特許文献1には、図8と同等の機能のフィルタスイッチを備えた電力変換装置が記載されている。この特許文献1では、フィルタスイッチのオン・オフによりフィルタ機能の有効・無効を選択可能としてノイズフィルタの交換に伴う煩雑な作業を解消しており、フィルタスイッチをオフすることで過大な漏れ電流の発生を防止し、漏電遮断器等が応動するのを防いでいる。
For example,
しかしながら、フィルタスイッチをオフしてフィルタ機能を無効にした場合には、電力変換装置から流出するノイズ量が増加することとなり、周辺機器の誤動作やコモンモードチョークコイルの過熱・焼損等の新たな障害を生じさせる懸念がある。また、フィルタスイッチはフィルタ機能の有効・無効を切り替える機能しか持たないため、フィルタ機能の有効時に電磁ノイズ障害が発生した場合には、新たなノイズ対策部品を追加しなければならない。 However, if the filter function is disabled by turning off the filter switch, the amount of noise that flows out of the power converter increases, resulting in new problems such as malfunction of peripheral devices and overheating / burning of common mode choke coils. There is a concern to cause. Further, since the filter switch has only a function for switching the validity / invalidity of the filter function, when an electromagnetic noise failure occurs when the filter function is valid, a new noise countermeasure component must be added.
そこで、本発明の解決課題は、フィルタ機能の有効・無効を切り替えるだけではなく,コモンモードチョークコイルの過熱・焼損を防ぐと共に、フィールドにおける電磁ノイズ障害への適切な対策を実施可能としたノイズフィルタを提供することにある。 Therefore, the problem to be solved by the present invention is not only to switch the validity / invalidity of the filter function, but also to prevent overheating / burning of the common mode choke coil and to implement an appropriate measure against electromagnetic noise disturbance in the field. Is to provide.
上記課題を解決するため、請求項1に係る発明は、コモンモードチョークコイルの入力側に複数のコンデンサからなる第1の線間コンデンサを接続すると共に、前記コモンモードチョークコイルの出力側に複数のコンデンサからなる第2の線間コンデンサを接続し、前記第1の線間コンデンサの中性点と接地線との間に第1の接地コンデンサを接続し、かつ、前記第2の線間コンデンサの中性点と前記接地線との間に第2の接地コンデンサを接続して構成されるπ型のノイズフィルタにおいて、
前記第1の接地コンデンサと前記接地線との間に第1の開閉接続部を設け、かつ、前記第2の接地コンデンサと前記接地線との間に第2の開閉接続部を設けると共に、
前記第1の接地コンデンサと前記第1の開閉接続部との接続点と、前記第2の接地コンデンサと前記第2の開閉接続部との接続点との間に、第3の開閉接続部を設けたものである。
In order to solve the above-mentioned problem, the invention according to
Providing a first switching connection between the first grounding capacitor and the grounding line, and providing a second switching connection between the second grounding capacitor and the grounding line;
A third switching connection portion is provided between a connection point between the first ground capacitor and the first switching connection portion and a connection point between the second ground capacitor and the second switching connection portion. It is provided.
請求項2に係る発明は、コモンモードチョークコイルの入力側に複数のコンデンサからなる第1の線間コンデンサを接続すると共に、前記コモンモードチョークコイルの出力側に複数のコンデンサからなる第2の線間コンデンサを接続し、前記第1の線間コンデンサの中性点と接地線との間に第1の接地コンデンサを接続し、かつ、前記第2の線間コンデンサの中性点と前記接地線との間に第2の接地コンデンサを接続して構成されるπ型のノイズフィルタにおいて、
前記第1の線間コンデンサの中性点と前記第1の接地コンデンサとの間に第1の開閉接続部を設け、かつ、前記第2の線間コンデンサの中性点と前記第2の接地コンデンサとの間に第2の開閉接続部を設けたものである。
According to a second aspect of the present invention, a first line capacitor composed of a plurality of capacitors is connected to the input side of the common mode choke coil, and a second line composed of a plurality of capacitors is connected to the output side of the common mode choke coil. An intermediate capacitor is connected, a first ground capacitor is connected between a neutral point of the first line capacitor and a ground line, and a neutral point of the second line capacitor is connected to the ground line. In a π-type noise filter configured by connecting a second grounded capacitor between
A first switching connection between the neutral point of the first line capacitor and the first ground capacitor; and the neutral point of the second line capacitor and the second ground A second switching connection is provided between the capacitor and the capacitor.
請求項3に係る発明は、請求項2に記載したノイズフィルタにおいて、前記第1の線間コンデンサの中性点と前記第1の開閉接続部との接続点と、前記第2の線間コンデンサの中性点と前記第2の開閉接続部との接続点との間に、第3の開閉接続部を設けたものである。 According to a third aspect of the present invention, in the noise filter according to the second aspect, the connection point between the neutral point of the first line capacitor and the first switching connection part, and the second line capacitor A third open / close connection portion is provided between a neutral point and a connection point between the second open / close connection portion.
請求項4に係る発明は、請求項2に記載したノイズフィルタにおいて、前記第1の開閉接続部と前記第1の接地コンデンサとの接続点と、前記第2の線間コンデンサの中性点とを接続する第3の開閉接続部を設けたものである。 According to a fourth aspect of the present invention, in the noise filter according to the second aspect, a connection point between the first switching connection portion and the first ground capacitor, a neutral point of the second line capacitor, Is provided with a third opening / closing connection part.
請求項5に係る発明は、請求項2に記載したノイズフィルタにおいて、前記第2の開閉接続部と前記第2の接地コンデンサとの接続点と、前記第1の線間コンデンサの中性点とを接続する第3の開閉接続部を設けたものである。 According to a fifth aspect of the present invention, in the noise filter according to the second aspect, a connection point between the second switching connection portion and the second ground capacitor, a neutral point of the first line capacitor, Is provided with a third opening / closing connection part.
請求項6に係る発明は、コモンモードチョークコイルの入力側に複数のコンデンサからなる第1の線間コンデンサを接続すると共に、前記コモンモードチョークコイルの出力側に複数のコンデンサからなる第2の線間コンデンサを接続し、前記第1の線間コンデンサの中性点と接地線との間に第1の接地コンデンサを接続し、かつ、前記第2の線間コンデンサの中性点と前記接地線との間に第2の接地コンデンサを接続して構成されるπ型のノイズフィルタにおいて、
前記第1の線間コンデンサの中性点と前記第1の接地コンデンサとの間に開閉接続部を設けると共に、
第1の開閉接続部と前記第1の接地コンデンサとの接続点と、前記第2の線間コンデンサの中性点との間に、前記開閉接続部とは別の開閉接続部を設けたものである。
In the invention according to claim 6, a first line capacitor comprising a plurality of capacitors is connected to the input side of the common mode choke coil, and a second line comprising a plurality of capacitors is provided to the output side of the common mode choke coil. An intermediate capacitor is connected, a first ground capacitor is connected between a neutral point of the first line capacitor and a ground line, and a neutral point of the second line capacitor is connected to the ground line. In a π-type noise filter configured by connecting a second grounded capacitor between
Providing an open / close connection between the neutral point of the first line capacitor and the first ground capacitor;
An opening / closing connection portion different from the opening / closing connection portion is provided between a connection point between the first opening / closing connection portion and the first grounding capacitor and a neutral point of the second line capacitor. It is.
本発明によれば、コモンモードチョークコイルの入力側及び出力側にそれぞれ接続された線間コンデンサと接地コンデンサとを切り離し可能とし、かつ、これらの線間コンデンサの中性点同士を接続可能とすることにより、コモンモードチョークコイルの過熱・焼損を防ぐと共に、電力変換器等が設置されたフィールドにおける電磁ノイズ障害への適切な対策を実施することができる。 According to the present invention, the line capacitor and the ground capacitor connected to the input side and the output side of the common mode choke coil can be disconnected, and the neutral points of these line capacitors can be connected to each other. As a result, overheating and burning of the common mode choke coil can be prevented, and appropriate measures can be taken against electromagnetic noise disturbance in the field where the power converter or the like is installed.
以下、図に沿って本発明の実施形態を説明する。
図1は、本発明の第1実施形態に係るノイズフィルタ30Aの構成図であり、請求項1に係る発明に相当する。なお、以下の各実施形態において、図8における各部と同一の機能を有するものには図8の参照符号と同一の参照符号を付してある。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a configuration diagram of a
図1の第1実施形態が図8と異なるのは、第1の接地コンデンサ34と第1のフィルタスイッチ35との接続点と、第2の接地コンデンサ37と第2のフィルタスイッチ38との接続点との間に、第3のフィルタスイッチ39を接続した点である。このフィルタスイッチ39をオンすることで、コモンモードチョークコイル31の過熱・焼損を防止することができる。
The first embodiment of FIG. 1 differs from that of FIG. 8 in that the connection point between the
ここで、第1,第2,第3のフィルタスイッチ35,38,39は、それぞれ、請求項における第1,第2,第3の開閉接続部に相当している。これら第1,第2,第3の開閉接続部は、スイッチを固定的に配置して構成しても良いし、後述するように、短絡片と、この短絡片により短絡可能な一対の接続点とによって構成しても良い。 Here, the first, second, and third filter switches 35, 38, and 39 correspond to the first, second, and third open / close connection portions in the claims, respectively. These first, second, and third open / close connection portions may be configured by fixedly arranging switches. As will be described later, a short-circuit piece and a pair of connection points that can be short-circuited by the short-circuit piece. You may comprise by.
図1において、フィルタスイッチ35,38をオフした上で、フィルタスイッチ39をオンすると、線間コンデンサ33,36、接地コンデンサ34,37によってコモンモードチョークコイル31のバイパス経路が形成される。このため、コモンモードチョークコイル31の過熱・焼損の原因となるコモンモード電流は線間コンデンサ33,36側にバイパスして流れるため、コモンモードチョークコイル31には流れにくくなる。これにより、コモンモードチョークコイル31に過大な電流が流れるのを防ぎ、その過熱・焼損を防止することができる。
In FIG. 1, when the
また、フィルタスイッチ35,38を、短絡片とこの短絡片により短絡可能な一対の接続点によってそれぞれ構成しておき、一方の短絡片を取り外したうえで、図1のフィルタスイッチ39に相当する部位に設けた一対の接続点を短絡させれば、フィルタスイッチ39として独立した部品を設ける必要もない。
Further, the filter switches 35 and 38 are respectively constituted by a short-circuit piece and a pair of connection points that can be short-circuited by the short-circuit piece, and after removing one short-circuit piece, a portion corresponding to the
次に、図2は、本発明の第2実施形態に係るノイズフィルタ30Bの構成図であり、請求項2に係る発明に相当する。
第2実施形態が図8と異なるのは、フィルタスイッチ35,38の接続位置である。すなわち、図8では、フィルタスイッチ35,38が接地コンデンサ34,37と接地線32との間にそれぞれ接続されているが、第2実施形態では、フィルタスイッチ35,38が線間コンデンサ33,36の各中性点と接地コンデンサ34,37との間にそれぞれ接続されている。
Next, FIG. 2 is a configuration diagram of a
The second embodiment differs from FIG. 8 in the connection positions of the filter switches 35 and 38. That is, in FIG. 8, the filter switches 35 and 38 are connected between the
通常、ノイズフィルタを構成する部品は、一箇所に集中して配置した方が大きなノイズ低減効果が得られるため、図2に示すように線間コンデンサと接地コンデンサとの間にフィルタスイッチ35,38を設けることは一般的でない。
しかし、図1の第1実施形態では、フィルタスイッチ39をオンすることで線間コンデンサ33,36、接地コンデンサ34,37が直列に接続されるのに対し,図2の第2実施形態では、線間コンデンサ33,36と接地コンデンサ34,37とをフィルタスイッチ35,38によってそれぞれ切り離したうえで、図3のようにフィルタスイッチ39を接続する(オンする)ことにより、コモンモード電流のバイパス経路には線間コンデンサ33,36のみがフィルタスイッチ39を介して直列接続される形になる。
これにより、第1実施形態に比べてコモンモード電流のバイパス経路のインピーダンスが小さくなり、コモンモードチョークコイル31の過熱・焼損を防止する効果を一層高めることができる。
Usually, the components constituting the noise filter are arranged in one place so that a large noise reduction effect can be obtained. Therefore, as shown in FIG. 2, filter switches 35, 38 are provided between the line capacitor and the ground capacitor. It is not common to provide
However, in the first embodiment shown in FIG. 1, the
Thereby, compared with 1st Embodiment, the impedance of the bypass path of a common mode electric current becomes small, and the effect which prevents the common
更に詳しく説明すると、第2実施形態ではコモンモード電流のバイパス経路におけるコンデンサの直列数が少なくなるだけでなく、設計上の手法として、接地コンデンサ34,37よりも線間コンデンサ33,36の静電容量の方が大きくなるのが一般的である。これは、コモンモードチョークコイル31の漏れインダクタンスと接地コンデンサ34,37とによってコモンモードフィルタを構成するのに対し、コモンモードチョークコイル31の漏れインダクタンスと線間コンデンサ33,36とによってノーマルモードフィルタを構成しており、何れのフィルタも共振周波数はおよそ同じような値(数10[kHz]付近)に設定することになる。ここで、コモンモードフィルタ31の漏れインダクタンスは非常に小さいため,線間コンデンサ33,36の容量を接地コンデンサ34,37の容量よりも大きくすることで、両フィルタの共振周波数を同程度に設定している。
More specifically, in the second embodiment, not only the number of capacitors in the common mode current bypass path is reduced, but the electrostatic capacity of the line-to-
つまり、図3のノイズフィルタ30Cに示すように、バイパス経路にフィルタスイッチ39を介して線間コンデンサ33,36のみが直列接続されるようにすると、コモンモードチョークコイル31と並列に接続される静電容量が大きくなるため、より多くのコモンモード電流を線間コンデンサ33,36側にバイパスさせることができる。結果として、コモンモードチョークコイル31に流れるコモンモード電流が減少するので、コモンモードチョークコイル31の過熱・焼損の恐れが少なくなる。
なお、図3のノイズフィルタ30Cは、請求項3に係る発明に相当している。
That is, as shown in the
Note that the
この第2実施形態においても、フィルタスイッチ35,38を、短絡片とこの短絡片により短絡可能な一対の接続点によってそれぞれ構成しておき、両方の短絡片を取り外したうえで、一方の短絡片を用いて図3のフィルタスイッチ39に相当する部位に設けた一対の接続点を短絡させれば、フィルタスイッチ39として独立した部品を設ける必要もない。
Also in the second embodiment, the filter switches 35 and 38 are each constituted by a short-circuit piece and a pair of connection points that can be short-circuited by the short-circuit piece, and after both the short-circuit pieces are removed, one of the short-circuit pieces If a pair of connection points provided at a portion corresponding to the
また、図4,図5に示すように接続すると、フィールドにおいて電磁ノイズ障害が発生した際に、新たなノイズフィルタを追加せずに所望のノイズ低減効果を得るように、フィルタ構成を組み替えることができる。
すなわち、図4は、フィルタスイッチ35と接地コンデンサ34との接続点と、線間コンデンサ36の中性点との間にフィルタスイッチ39を接続してノイズフィルタ30Dを構成する例であり、図5は、線間コンデンサ33の中性点と、フィルタスイッチ38と接地コンデンサ37との接続点との間にフィルタスイッチ39を接続してノイズフィルタ30Eを構成する例である。
これらのノイズフィルタ30D,30Eは、それぞれ請求項4,5に係る発明に相当している。
何れの場合も、フィルタスイッチ35,38を短絡片により構成しておき、一方の短絡片を取り外したうえで、図4または図5のフィルタスイッチ39に相当する部位に設けた一対の接続点を短絡させれば良い。
4 and 5, when an electromagnetic noise disturbance occurs in the field, the filter configuration can be rearranged so as to obtain a desired noise reduction effect without adding a new noise filter. it can.
That is, FIG. 4 is an example in which the
These noise filters 30D and 30E correspond to the inventions according to claims 4 and 5, respectively.
In either case, the filter switches 35 and 38 are constituted by short-circuit pieces, one of the short-circuit pieces is removed, and then a pair of connection points provided at a portion corresponding to the
図4,図5に示すような接続構成が可能になるのは、一般的なノイズフィルタは規格を満足するように設計されていることに起因する。この種の規格で求められるのは、150[kHz]〜30[MHz]の伝導ノイズ(雑音端子電圧)と30[MHz]〜1[GHz](最高で6[GHz])の放射ノイズ(放射電界強度)を低減することであり、通常は、このような幅広い周波数帯域に対して全体的にノイズを低減できるようにノイズフィルタを設計している。
つまり、図8に示した従来のノイズフィルタ30では、コモンモードチョークコイル31を挟んで両側に接続される接地コンデンサ34,37は、低減させる周波数帯域が異なっている。
The connection configuration as shown in FIGS. 4 and 5 is possible because a general noise filter is designed to satisfy the standard. This type of standard requires a conduction noise (noise terminal voltage) of 150 [kHz] to 30 [MHz] and a radiation noise (radiation of 30 [MHz] to 1 [GHz] (up to 6 [GHz]). In general, the noise filter is designed so that the noise can be reduced as a whole for such a wide frequency band.
That is, in the
具体的には、コモンモードチョークコイル31と第2の接地コンデンサ37との組み合わせにより、およそ1[MHz]以下のノイズを低減するのに対し、第1の接地コンデンサ34は、交流電源10までの入力ケーブル20の配線インダクタンスとの組み合わせにより、およそ1[MHz]以上(目安は5[MHz]以下)のノイズを低減するのに効果がある。
Specifically, the combination of the common
しかし、フィールドにおいて電磁ノイズ障害が生じる場合、150[kHz]〜30[MHz]という広い周波数帯域全体に生じている電磁ノイズが原因になっていることは稀である。すなわち、通常は、障害を起こしている周辺機器との組み合わせで狭い周波数帯域における電磁障害が発生する場合がほとんどである。
例えば、AMラジオへの雑音混入の場合では、531[kHz]〜1602[kHz]の周波数帯域における電磁ノイズが問題となる。あるいは、規制対象外の150[kHz]以下に発生している電磁ノイズが原因となって、周辺機器が誤動作する場合もある。つまり、電磁ノイズ障害は、インバータ等の電力変換装置と影響を受ける周辺機器との組み合わせによって発生する。
However, when an electromagnetic noise disturbance occurs in the field, it is rare that the electromagnetic noise generated in the entire wide frequency band of 150 [kHz] to 30 [MHz] is the cause. That is, in most cases, electromagnetic interference in a narrow frequency band usually occurs in combination with a peripheral device causing the failure.
For example, in the case of noise mixing into AM radio, electromagnetic noise in the frequency band of 531 [kHz] to 1602 [kHz] becomes a problem. Alternatively, the peripheral device may malfunction due to electromagnetic noise occurring at 150 [kHz] or less which is not regulated. That is, the electromagnetic noise disturbance occurs due to a combination of a power conversion device such as an inverter and an affected peripheral device.
そこで、図4に示す回路が構成されるように第3のフィルタスイッチ39の設置箇所を選定し、第1のフィルタスイッチ35をオフ、第2,第3のフィルタスイッチ38,39をオンすれば、1[MHz]以下の周波数帯域の電磁ノイズを図8の場合よりも大きく低減することができる。
Therefore, if the installation location of the
また、図5に示す回路が構成されるように第3のフィルタスイッチ39の設置箇所を選定した場合、前述したおよそ1[MHz]以下の電磁ノイズは低減量が減ってしまう反面、1[MHz]以上の周波数帯域の電磁ノイズが低減される。一般に、5[MHz]以上の周波数帯域のノイズ対策は、部品配置等に大きく依存しており、理論計算によって求めることが難しい。しかし、図5の構成において、フィルタスイッチ35,39をオンして電源側に接地コンデンサ34,37を集約することにより、高周波に特化して電磁ノイズを低減できることが期待される。
Further, when the installation location of the
以上の図2〜図5に示した第2実施形態は、第3のフィルタスイッチ39の設置箇所及びそのオン・オフ状態を除けば、第1,第2の線間コンデンサ33,36、第1,第2のフィルタスイッチ35,38、第1,第2の接地コンデンサ34,37の接続構成は同一である。
言い換えれば、第1,第2のフィルタスイッチ35,38を構成する短絡片を用いて第3のフィルタスイッチ39に相当する部位をオンまたはオフすることにより、図2〜図5に示した全ての回路が構成される。
従って、図2〜図5におけるノイズフィルタ30B,30C,30D,30Eは、共通の部品を用いて構成可能であり、最も対策すべき課題(コモンモードチョークコイルを保護する場合、およそ1[MHz]以下の電磁ノイズを低減する場合、1[MHz]以上の電磁ノイズを低減する場合)に応じて、構成を選択すれば良く、基本構成であるフィルタスイッチを設けない場合のノイズフィルタの構成(フィルタスイッチ35,38をオン、同39をオフとした構成)によるノイズ低減効果を損なうことはない。よって、従来から行ってきたフィルタの設計(回路定数の決定)に悪影響を与えることがない。
In the second embodiment shown in FIGS. 2 to 5, the first and
In other words, by turning on or off the portion corresponding to the
Accordingly, the noise filters 30B, 30C, 30D, and 30E in FIGS. 2 to 5 can be configured by using common components, and the problem that should be most countered (approximately 1 [MHz] when protecting the common mode choke coil) In the case of reducing the following electromagnetic noise, the configuration may be selected according to the case of reducing the electromagnetic noise of 1 [MHz] or more, and the configuration of the noise filter when the filter switch which is the basic configuration is not provided (filter The noise reduction effect is not impaired by the configuration in which the
次に、図6は本発明の第3実施形態を示す構成図であり、請求項6に係る発明に相当する。この第3実施形態に係るノイズフィルタ30Fは、図4のノイズフィルタ30Dから第2のフィルタスイッチ38を除去した構成に相当する。
Next, FIG. 6 is a block diagram showing a third embodiment of the present invention, and corresponds to the invention according to claim 6. The
つまり、図6に示す第3実施形態は、第1,第3のフィルタスイッチ35,39の動作により、基本的な構成であるπ型フィルタと、インバータ40側に接地コンデンサ34,37を集約して1[MHz]以下の周波数帯域の電磁ノイズを大幅に低減可能とする構成(フィルタスイッチ35をオフ、フィルタスイッチ39をオン)や、コモンモードチョークコイル31の過熱・焼損を防止するための構成(フィルタスイッチ35,39をオン)を実現可能である。また、フィルタスイッチ35,39を両方ともオフすれば、接地コンデンサ34を接地線32から切り離せることから、漏れ電流を低減させることもできる。
ただし、図2〜図5のように、すべての接地コンデンサを接地線から切り離すことはできないため、漏れ電流を低減する効果は限定的と言えるが、フィルタスイッチの数が二つで構成できるメリットがある。
That is, in the third embodiment shown in FIG. 6, the basic configuration of the π-type filter and the
However, as shown in FIGS. 2 to 5, since all the ground capacitors cannot be disconnected from the ground line, the effect of reducing the leakage current can be said to be limited, but there is an advantage that the number of filter switches can be configured with two. is there.
なお、上述した各実施形態は、三相交流電路に接続されるノイズフィルタに関するものであるが、本発明は、単相交流電路に接続される場合にも適用可能である。
更に、本発明に係るノイズフィルタの一部または全部を、電力変換装置の直流中間回路(例えば、図7における平滑コンデンサCdcの接続箇所)に接続する場合にも同様の効果を得ることができる。
加えて、各実施形態では、可変速駆動システムに内蔵されるノイズフィルタを想定しているが、本発明は、外付けタイプのノイズフィルタにも適用可能である。
In addition, although each embodiment mentioned above is related with the noise filter connected to a three-phase alternating current circuit, this invention is applicable also when connected to a single phase alternating current circuit.
Furthermore, the same effect can be obtained also when part or all of the noise filter according to the present invention is connected to the DC intermediate circuit of the power conversion device (for example, the connection location of the smoothing capacitor C dc in FIG. 7). .
In addition, although each embodiment assumes a noise filter built in the variable speed drive system, the present invention is also applicable to an external type noise filter.
本発明は、インバータ、コンバータ等により電動機等の負荷を駆動する各種の電力変換装置、電源装置に利用することができる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be used for various power conversion devices and power supply devices that drive a load such as an electric motor using an inverter, a converter, or the like.
10:三相交流電源
20:入力ケーブル
30A,30B,30C,30D,30E,30F:ノイズフィルタ
31:コモンモードチョークコイル
31R,31S,31T:コイル
32:接地線
33,36:線間コンデンサ
33R,33S,33T,36R,36S,36T:コンデンサ
34,37:接地コンデンサ
35,38,39:フィルタスイッチ
40:三相インバータ
41:ダイオード整流回路
42:インバータ部
50:出力ケーブル
60:三相電動機
Cdc:平滑コンデンサ
10: Three-phase AC power supply 20:
Claims (6)
前記第1の接地コンデンサと前記接地線との間に第1の開閉接続部を設け、かつ、前記第2の接地コンデンサと前記接地線との間に第2の開閉接続部を設けると共に、
前記第1の接地コンデンサと前記第1の開閉接続部との接続点と、前記第2の接地コンデンサと前記第2の開閉接続部との接続点との間に、第3の開閉接続部を設けることを特徴としたノイズフィルタ。 A first line capacitor composed of a plurality of capacitors is connected to the input side of the common mode choke coil, and a second line capacitor composed of a plurality of capacitors is connected to the output side of the common mode choke coil. A first grounding capacitor is connected between the neutral point of the first line capacitor and the ground line, and a second grounding is performed between the neutral point of the second line capacitor and the ground line. In a π-type noise filter configured by connecting a capacitor,
Providing a first switching connection between the first grounding capacitor and the grounding line, and providing a second switching connection between the second grounding capacitor and the grounding line;
A third switching connection portion is provided between a connection point between the first ground capacitor and the first switching connection portion and a connection point between the second ground capacitor and the second switching connection portion. A noise filter characterized by being provided.
前記第1の線間コンデンサの中性点と前記第1の接地コンデンサとの間に第1の開閉接続部を設け、かつ、前記第2の線間コンデンサの中性点と前記第2の接地コンデンサとの間に第2の開閉接続部を設けることを特徴としたノイズフィルタ。 A first line capacitor composed of a plurality of capacitors is connected to the input side of the common mode choke coil, and a second line capacitor composed of a plurality of capacitors is connected to the output side of the common mode choke coil. A first grounding capacitor is connected between the neutral point of the first line capacitor and the ground line, and a second grounding is performed between the neutral point of the second line capacitor and the ground line. In a π-type noise filter configured by connecting a capacitor,
A first switching connection between the neutral point of the first line capacitor and the first ground capacitor; and the neutral point of the second line capacitor and the second ground A noise filter, characterized in that a second open / close connection is provided between the capacitor and the capacitor.
前記第1の線間コンデンサの中性点と前記第1の開閉接続部との接続点と、前記第2の線間コンデンサの中性点と前記第2の開閉接続部との接続点との間に、第3の開閉接続部を設けることを特徴としたノイズフィルタ。 The noise filter according to claim 2,
A connection point between the neutral point of the first line capacitor and the first switching connection part, and a connection point between the neutral point of the second line capacitor and the second switching connection part A noise filter characterized in that a third switching connection portion is provided between them.
前記第1の開閉接続部と前記第1の接地コンデンサとの接続点と、前記第2の線間コンデンサの中性点とを接続する第3の開閉接続部を設けることを特徴としたノイズフィルタ。 The noise filter according to claim 2,
A noise filter comprising: a third switching connection for connecting a connection point between the first switching connection and the first grounded capacitor and a neutral point of the second line capacitor. .
前記第2の開閉接続部と前記第2の接地コンデンサとの接続点と、前記第1の線間コンデンサの中性点とを接続する第3の開閉接続部を設けることを特徴としたノイズフィルタ。 The noise filter according to claim 2,
A noise filter comprising: a third switching connection portion for connecting a connection point between the second switching connection portion and the second ground capacitor and a neutral point of the first line capacitor. .
前記第1の線間コンデンサの中性点と前記第1の接地コンデンサとの間に開閉接続部を設けると共に、
第1の開閉接続部と前記第1の接地コンデンサとの接続点と、前記第2の線間コンデンサの中性点との間に、前記開閉接続部とは別の開閉接続部を設けることを特徴としたノイズフィルタ。 A first line capacitor composed of a plurality of capacitors is connected to the input side of the common mode choke coil, and a second line capacitor composed of a plurality of capacitors is connected to the output side of the common mode choke coil. A first grounding capacitor is connected between the neutral point of the first line capacitor and the ground line, and a second grounding is performed between the neutral point of the second line capacitor and the ground line. In a π-type noise filter configured by connecting a capacitor,
Providing an open / close connection between the neutral point of the first line capacitor and the first ground capacitor;
An open / close connection portion different from the open / close connection portion is provided between a connection point between the first open / close connection portion and the first ground capacitor and a neutral point of the second line capacitor. Feature noise filter.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015253311A JP6650109B2 (en) | 2015-12-25 | 2015-12-25 | Noise filter |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015253311A JP6650109B2 (en) | 2015-12-25 | 2015-12-25 | Noise filter |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2017118387A true JP2017118387A (en) | 2017-06-29 |
JP6650109B2 JP6650109B2 (en) | 2020-02-19 |
Family
ID=59232210
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2015253311A Active JP6650109B2 (en) | 2015-12-25 | 2015-12-25 | Noise filter |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6650109B2 (en) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2021129263A (en) * | 2020-02-17 | 2021-09-02 | フジテック株式会社 | Noise elimination device |
JP2021190825A (en) * | 2020-05-29 | 2021-12-13 | 富士電機株式会社 | Noise filter and power conversion device |
EP3934047A1 (en) * | 2020-06-30 | 2022-01-05 | Siemens Aktiengesellschaft | Filter device and method for operating the filter device |
WO2022149192A1 (en) * | 2021-01-05 | 2022-07-14 | 三菱電機株式会社 | Noise suppression device |
DE112021001523T5 (en) | 2020-05-12 | 2023-01-05 | Hitachi Astemo, Ltd. | FILTERING DEVICE AND POWER CONVERSION DEVICE |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6690250B2 (en) * | 2000-12-07 | 2004-02-10 | Danfoss Drives A/S | RFI filter for a frequency converter |
JP2005198147A (en) * | 2004-01-09 | 2005-07-21 | Okaya Electric Ind Co Ltd | Manufacturing method of noise filter |
JP3160095U (en) * | 2010-04-01 | 2010-06-10 | 岡谷電機産業株式会社 | Noise filter |
JP2011501631A (en) * | 2007-10-10 | 2011-01-06 | シャフナー・エーエムファウ・アクチェンゲゼルシャフト | EMC filter |
JP2011109856A (en) * | 2009-11-19 | 2011-06-02 | Calsonic Kansei Corp | Common mode noise reducing apparatus |
US20130141182A1 (en) * | 2011-06-01 | 2013-06-06 | Walter Beyerlein | Adaptive line filter |
-
2015
- 2015-12-25 JP JP2015253311A patent/JP6650109B2/en active Active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6690250B2 (en) * | 2000-12-07 | 2004-02-10 | Danfoss Drives A/S | RFI filter for a frequency converter |
JP2005198147A (en) * | 2004-01-09 | 2005-07-21 | Okaya Electric Ind Co Ltd | Manufacturing method of noise filter |
JP2011501631A (en) * | 2007-10-10 | 2011-01-06 | シャフナー・エーエムファウ・アクチェンゲゼルシャフト | EMC filter |
JP2011109856A (en) * | 2009-11-19 | 2011-06-02 | Calsonic Kansei Corp | Common mode noise reducing apparatus |
JP3160095U (en) * | 2010-04-01 | 2010-06-10 | 岡谷電機産業株式会社 | Noise filter |
US20130141182A1 (en) * | 2011-06-01 | 2013-06-06 | Walter Beyerlein | Adaptive line filter |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2021129263A (en) * | 2020-02-17 | 2021-09-02 | フジテック株式会社 | Noise elimination device |
DE112021001523T5 (en) | 2020-05-12 | 2023-01-05 | Hitachi Astemo, Ltd. | FILTERING DEVICE AND POWER CONVERSION DEVICE |
JP2021190825A (en) * | 2020-05-29 | 2021-12-13 | 富士電機株式会社 | Noise filter and power conversion device |
EP3934047A1 (en) * | 2020-06-30 | 2022-01-05 | Siemens Aktiengesellschaft | Filter device and method for operating the filter device |
WO2022002626A1 (en) * | 2020-06-30 | 2022-01-06 | Siemens Aktiengesellschaft | Filter device and method for operating the filter device |
WO2022149192A1 (en) * | 2021-01-05 | 2022-07-14 | 三菱電機株式会社 | Noise suppression device |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP6650109B2 (en) | 2020-02-19 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6650109B2 (en) | Noise filter | |
EP2824815B1 (en) | Power conversion device | |
US7738268B2 (en) | EMC filtering device in a variable speed drive | |
EP2876794B1 (en) | Input EMI filter and method for motor drive including an active rectifier | |
JP5022236B2 (en) | Active electromagnetic compatibility filter for machine tools | |
US9013840B2 (en) | Adaptive line filter | |
JP2007068311A (en) | Noise filter and motor driving device | |
JP6388151B2 (en) | Power supply | |
JP2010288381A (en) | Noise reduction circuit of power conversion equipment | |
JP2012044812A (en) | Noise filter and emc filter using the same | |
JP6672605B2 (en) | Power converter | |
JP2008236817A (en) | Common mode transformer, common mode filter and filter device | |
JP2010041790A (en) | Power conversion apparatus | |
JP5235820B2 (en) | Power converter | |
EP3751721A1 (en) | Control circuit and dishwasher comprising the same | |
JP5386980B2 (en) | Noise filter | |
JP2006020389A (en) | Noise filter and motor drive mounted with it | |
JP2006020389A5 (en) | ||
JP5513791B2 (en) | Power conversion device for solar cell and solar power generation system including the same | |
JP2007236137A (en) | Noise filter | |
JP2015012650A (en) | Power conversion device | |
WO2014147755A1 (en) | Power converter | |
JP2008067534A (en) | Filter and power converter | |
US9531244B2 (en) | Conducted emissions filters | |
JP2017055584A (en) | Three-phase noise filter and ac motor driving system using the same |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20181114 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20190909 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20190920 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20191030 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20191219 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20200101 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6650109 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
RD02 | Notification of acceptance of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R3D02 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |