JP2021190825A - Noise filter and power conversion device - Google Patents

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Abstract

To provide a noise filter capable of attenuating a transition component from a common mode component into a differential mode component, and to provide a power conversion device comprising the noise filter.SOLUTION: In a power conversion device, a noise filter 18B has: a common mode choke coil Lc, a plurality of input capacitors Cx1-1 to CX1-3 star-connected to an input side of the common mode choke coil; a plurality of output capacitors CX2-1 to CX2-3 star-connected to an output side of the common mode choke coil; and a ground capacitor CY connected between a neutral point of the plurality of output capacitors and the ground. The power conversion device has the noise filter, and an inverter connected with the noise filter.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本開示は、ノイズフィルタ及び電力変換装置に関する。 The present disclosure relates to noise filters and power converters.

インバータやパルス幅変調(Pulse Width Modulation:PWM)整流器などに代表される電力変換装置は、MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)やIGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)などの半導体素子をスイッチング素子として用いて構成される。電力変換装置は、電気を所望の形に変換できるメリットのため様々な分野で適用が進んでいる。 Power conversion devices such as inverters and pulse width modulation (PWM) rectifiers use semiconductor elements such as MOSFETs (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor) and IGBTs (Insulated Gate Bipolar Transistor) as switching elements. It is composed. Power converters are being applied in various fields due to the merit of being able to convert electricity into a desired form.

しかしながら、スイッチング素子のオンオフを数kHz〜数100kHzで高速に繰り返すスイッチング動作によって発生する電磁ノイズ(伝導ノイズや放射ノイズ)は、電力変換装置本体から空間へ伝搬して広がる場合がある。電磁ノイズは、電力変換装置と系統を接続するケーブル又は電力変換装置と負荷とを接続するケーブルを介して伝搬して広がる場合もある。このようにして広がる電磁ノイズは、周辺機器の破損や誤動作、無線機器の雑音混入などの問題を招くおそれがある。そのため、電力変換装置などの電気電子機器が発生する電磁ノイズにはEMC(Electro Magnetic Compatibility)規格によって限度値が定められ、十分に電磁ノイズを低減することが求められる。 However, electromagnetic noise (conduction noise or radiation noise) generated by a switching operation in which the switching element is repeatedly turned on and off at a high speed of several kHz to several 100 kHz may propagate from the power conversion device main body to space and spread. The electromagnetic noise may propagate and spread through a cable connecting the power conversion device and the grid or a cable connecting the power conversion device and the load. The electromagnetic noise spread in this way may cause problems such as damage and malfunction of peripheral devices and noise mixing of wireless devices. Therefore, a limit value is set by the EMC (Electro Magnetic Compatibility) standard for the electromagnetic noise generated by an electric / electronic device such as a power converter, and it is required to sufficiently reduce the electromagnetic noise.

このような電磁ノイズを低減するEMCフィルタとして、コモンモードチョークコイルを備えるノイズフィルタが知られている(例えば、特許文献1,2参照)。 As an EMC filter for reducing such electromagnetic noise, a noise filter including a common mode choke coil is known (see, for example, Patent Documents 1 and 2).

特開平7−22886号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 7-22886 特開2014−216997号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2014-216997

伝導ノイズは、伝搬経路によりコモンモード成分とディファレンシャルモード成分に大別され、規格を満足するためにはEMCフィルタのノイズ減衰性能を適切に設定する必要がある。 Conduction noise is roughly classified into a common mode component and a differential mode component according to the propagation path, and it is necessary to appropriately set the noise attenuation performance of the EMC filter in order to satisfy the standard.

しかしながら、コモンモード成分とディファレンシャルモード成分を低減するだけでなく、コモンモード成分とディファレンシャルモード成分との間のモード転化成分を低減することが求められる場合がある。 However, it may be required not only to reduce the common mode component and the differential mode component, but also to reduce the mode conversion component between the common mode component and the differential mode component.

本開示は、コモンモード成分からディファレンシャルモード成分への転化成分を減衰可能なノイズフィルタ及び当該ノイズフィルタを備える電力変換装置を提供する。 The present disclosure provides a noise filter capable of attenuating a conversion component from a common mode component to a differential mode component, and a power conversion device including the noise filter.

本開示は、
コモンモードチョークコイルと、
前記コモンモードチョークコイルの入力側にデルタ結線される複数の入力コンデンサと、
前記コモンモードチョークコイルの出力側にスター結線される複数の出力コンデンサと、
前記複数の出力コンデンサの中性点とグランドとの間に接続される接地コンデンサとを備える、ノイズフィルタを提供する。また、本開示は、当該ノイズフィルタを備える電力変換装置を提供する。
This disclosure is
Common mode choke coil and
A plurality of input capacitors delta-connected to the input side of the common mode choke coil, and
A plurality of output capacitors star-connected to the output side of the common mode choke coil, and
Provided is a noise filter including a ground capacitor connected between the neutral point of the plurality of output capacitors and the ground. The present disclosure also provides a power conversion device including the noise filter.

本開示によれば、コモンモード成分からディファレンシャルモード成分への転化成分を減衰できる。 According to the present disclosure, the conversion component from the common mode component to the differential mode component can be attenuated.

一実施形態における電力変換装置を備えるモータ駆動システムの構成例を示す図である。It is a figure which shows the configuration example of the motor drive system which includes the power conversion device in one Embodiment. 第1比較形態におけるノイズフィルタの構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the noise filter in the 1st comparative form. 第2比較形態におけるノイズフィルタの構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the noise filter in the 2nd comparative form. 図3に示すノイズフィルタを適用したインバータの伝導ノイズの測定結果の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the measurement result of the conduction noise of the inverter to which the noise filter shown in FIG. 3 is applied. 図3に示すノイズフィルタの並列共振の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the parallel resonance of the noise filter shown in FIG. 図3に示すノイズフィルタの並列共振回路の一巡経路の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the one-circle path of the parallel resonance circuit of the noise filter shown in FIG. 並列共振回路のインダクタンス成分の測定時の結線状態を示す図である。It is a figure which shows the connection state at the time of measuring the inductance component of a parallel resonance circuit. 図3に示すノイズフィルタを適用したインバータの伝導ノイズの測定結果の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the measurement result of the conduction noise of the inverter to which the noise filter shown in FIG. 3 is applied. 一実施形態におけるノイズフィルタの構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the noise filter in one Embodiment. 図9に示すノイズフィルタの並列共振回路の一巡経路の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the one-circle path of the parallel resonance circuit of the noise filter shown in FIG. 図4(基準)、図8(150kHz以下へ移動)及び図9(系統側Δ結線)の各場合の雑音端子電圧の簡易シミュレーション結果の一例である。It is an example of the simple simulation result of the noise terminal voltage in each case of FIG. 4 (reference), FIG. 8 (moving to 150 kHz or less) and FIG. 9 (system side Δ connection). 図11の基準の条件から共振周波数をほぼ一定に保った状態で、系統側とインバータ側の線間コンデンサのキャパシタンスの比率を変化させたシミュレーション結果の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the simulation result which changed the ratio of the capacitance of the line capacitor of the system side and the inverter side in the state which kept the resonance frequency substantially constant from the condition of the reference of FIG. 図12の周波数範囲の一部を拡大した図である。It is an enlarged view of a part of the frequency range of FIG. 図11の基準の条件から系統側の線間コンデンサのキャパシタンスを変更せずに、インバータ側の線間コンデンサの各キャパシタンスを大きくすることで比率を高めた場合のシミュレーション結果の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the simulation result at the time of increasing the ratio by increasing each capacitance of the line capacitor on the inverter side without changing the capacitance of the line capacitor on the system side from the condition of the reference of FIG. .. 図14の周波数範囲の一部を拡大した図である。FIG. 14 is an enlarged view of a part of the frequency range of FIG. 図11の基準条件からインバータ側の線間コンデンサのキャパシタンスを変更せずに、系統側の線間コンデンサの各キャパシタンスを小さくすることで比率を高めた場合のシミュレーション結果の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the simulation result at the time of increasing the ratio by reducing each capacitance of the line capacitor of a system side without changing the capacitance of the line capacitor of an inverter side from the reference condition of FIG. 図16の周波数範囲の一部を拡大した図である。FIG. 16 is an enlarged view of a part of the frequency range of FIG. すべての線間コンデンサのキャパシタンスを0.3[μF]に固定した条件を基準として、系統側の線間コンデンサの各キャパシタンスを小さくすることで比率を高めた場合のシミュレーション結果の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the simulation result at the time of increasing the ratio by reducing each capacitance of the line capacitor on the system side based on the condition which fixed the capacitance of all line capacitors to 0.3 [μF]. 図18の周波数範囲の一部を拡大した図である。FIG. 18 is an enlarged view of a part of the frequency range of FIG.

以下、本開示に係る実施形態について図面を参照して説明する。 Hereinafter, embodiments according to the present disclosure will be described with reference to the drawings.

図1は、一実施形態における電力変換装置を備えるモータ駆動システムの構成例を示す図である。図1に示すモータ駆動システム100は、三相の交流電力を供給する交流電源90から供給される交流電力を周波数の異なる交流電力に変換する電力変換装置300と、電力変換装置300から供給される交流電力で駆動されるモータ94とを備えている。 FIG. 1 is a diagram showing a configuration example of a motor drive system including a power conversion device according to an embodiment. The motor drive system 100 shown in FIG. 1 is supplied by a power conversion device 300 that converts AC power supplied from an AC power source 90 that supplies three-phase AC power into AC power having different frequencies, and a power conversion device 300. It is equipped with a motor 94 driven by AC power.

モータ駆動システム100は、商用電源等の交流電源90と電力変換装置300とを接続する入力ケーブル91を備えている。なお、図1には、可変速のモータ駆動システム100の伝導ノイズを測定するLISN(Line Impedance Stabilization Network)が交流電源90と入力ケーブル91との間に挿入された形態が示されている。伝導ノイズを測定する必要のない通常の使用形態では、LISNは挿入されていない。 The motor drive system 100 includes an input cable 91 for connecting an AC power source 90 such as a commercial power source and a power conversion device 300. Note that FIG. 1 shows a form in which a LISN (Line Impedance Stabilization Network) for measuring conduction noise of a variable speed motor drive system 100 is inserted between an AC power supply 90 and an input cable 91. In normal use, where it is not necessary to measure conduction noise, the LISN is not inserted.

入力ケーブル91は、交流電源90から供給されるR相の交流電圧が供給されるケーブル91rと、交流電源90から供給されるS相の交流電圧が供給されるケーブル91sと、交流電源90から供給されるT相の交流電圧が供給されるケーブル91tと、接地ケーブル91aとを有している。ケーブル91r,91s,91tは、それぞれ、電力変換装置300に備えられた入力端子R,S,Tに接続されている。接地ケーブル91aは、電力変換装置300に備えられた入力接地端子Eに接続されている。電力変換装置300は、接地ケーブル91aを介して大地や床面などの基準アース面93に接地されている。 The input cable 91 is supplied from the cable 91r to which the R-phase AC voltage supplied from the AC power supply 90 is supplied, the cable 91s to which the S-phase AC voltage supplied from the AC power supply 90 is supplied, and the AC power supply 90. It has a cable 91t to which an AC voltage of the T phase to be supplied is supplied, and a grounding cable 91a. The cables 91r, 91s, and 91t are connected to the input terminals R, S, and T provided in the power conversion device 300, respectively. The grounding cable 91a is connected to the input grounding terminal E provided in the power conversion device 300. The power conversion device 300 is grounded to a reference ground surface 93 such as the ground or the floor surface via a ground cable 91a.

電力変換装置300は、入力端子R,S,T及び入力接地端子Eに接続されたノイズフィルタ18と、ノイズフィルタ18に接続されたインバータ200とを備える。 The power conversion device 300 includes a noise filter 18 connected to the input terminals R, S, T and the input ground terminal E, and an inverter 200 connected to the noise filter 18.

ノイズフィルタ18は、電磁ノイズ(特に、伝導ノイズ)を低減するデバイスであり、電力変換装置300のインバータ200から交流電源90へ流出する伝導ノイズを低減する機能を有する。ノイズフィルタ18は、電力変換装置300のインバータ200から外部空間へ放射される放射ノイズを低減する機能を有してもよい。ノイズフィルタ18は、LCフィルタを含む構成を有し、その詳細な構成については後述する。 The noise filter 18 is a device for reducing electromagnetic noise (particularly conduction noise), and has a function of reducing conduction noise flowing out from the inverter 200 of the power conversion device 300 to the AC power supply 90. The noise filter 18 may have a function of reducing radiated noise radiated from the inverter 200 of the power conversion device 300 to the external space. The noise filter 18 has a configuration including an LC filter, and a detailed configuration thereof will be described later.

インバータ200は、交流電源90から供給される三相の交流をコンバータ部19でのダイオード整流により直流に変換し、インバータ部20により生成される所望の電圧及び周波数の交流を出力することで、モータ94を駆動する。インバータ200は、ノイズフィルタ18に接続されたコンバータ部19と、コンバータ部19に接続されたデカップリングコンデンサCdc,Cと、デカップリングコンデンサCdc,Csに接続されたインバータ部20とを有している。 The inverter 200 converts the three-phase alternating current supplied from the alternating current power supply 90 into direct current by diode rectification in the converter section 19 and outputs the alternating current of a desired voltage and frequency generated by the inverter section 20 to output the motor. Drives 94. The inverter 200 has a converter unit 19 connected to the noise filter 18, decoupling capacitors C dc and C s connected to the converter unit 19, and an inverter unit 20 connected to the decoupling capacitors C dc and Cs. ing.

コンバータ部19は、ノイズフィルタ18を介して中間端子R',S',T'から入力される三相の交流を直流に変換する整流回路である。コンバータ部19は、ノイズフィルタ18を介して中間端子R',S',T'から入力される交流電圧の各々が印加される6個のダイオード19a,19b,19c,19d,19e,19fを有している。 The converter unit 19 is a rectifier circuit that converts three-phase alternating current input from intermediate terminals R', S', and T'to direct current via a noise filter 18. The converter unit 19 has six diodes 19a, 19b, 19c, 19d, 19e, 19f to which each of the AC voltages input from the intermediate terminals R', S', and T'is applied via the noise filter 18. is doing.

ダイオード19a及びダイオード19dは、直列に接続されている。交流電源90のR相の交流電圧は、ノイズフィルタ18のR相の電源ラインを介して、ダイオード19aとダイオード19dとの接続点である中間点に印加される。ダイオード19aのカソードは、インバータ200の正極母線21に接続され、ダイオード19dのアノードは、インバータ200の負極母線22に接続されている。 The diode 19a and the diode 19d are connected in series. The AC voltage of the R phase of the AC power supply 90 is applied to the intermediate point which is the connection point between the diode 19a and the diode 19d via the power supply line of the R phase of the noise filter 18. The cathode of the diode 19a is connected to the positive electrode bus 21 of the inverter 200, and the anode of the diode 19d is connected to the negative electrode bus 22 of the inverter 200.

ダイオード19b及びダイオード19eは、直列に接続されている。交流電源90のS相の交流電圧は、ノイズフィルタ18のS相の電源ラインを介して、ダイオード19bとダイオード19eとの接続点である中間点に印加される。ダイオード19bのカソードは、インバータ200の正極母線21に接続され、ダイオード19eのアノードは、インバータ200の負極母線22に接続されている。 The diode 19b and the diode 19e are connected in series. The AC voltage of the S phase of the AC power supply 90 is applied to the intermediate point which is the connection point between the diode 19b and the diode 19e via the power supply line of the S phase of the noise filter 18. The cathode of the diode 19b is connected to the positive electrode bus 21 of the inverter 200, and the anode of the diode 19e is connected to the negative electrode bus 22 of the inverter 200.

ダイオード19c及びダイオード19fは、直列に接続されている。交流電源90のT相の交流電圧は、ノイズフィルタ18のT相の電源ラインを介して、ダイオード19cとダイオード19fとの接続点である中間点に印加される。ダイオード19cのカソードは、インバータ200の正極母線21に接続され、ダイオード19fのアノードは、インバータ200の負極母線22に接続されている。 The diode 19c and the diode 19f are connected in series. The AC voltage of the T phase of the AC power supply 90 is applied to the intermediate point which is the connection point between the diode 19c and the diode 19f via the power supply line of the T phase of the noise filter 18. The cathode of the diode 19c is connected to the positive electrode bus 21 of the inverter 200, and the anode of the diode 19f is connected to the negative electrode bus 22 of the inverter 200.

デカップリングコンデンサCdc,Cは、正極母線21と負極母線22との間に並列に接続されている。デカップリングコンデンサCdcは、デカップリングコンデンサCよりも大きなキャパシタンスを有する。デカップリングコンデンサCdcは、正極母線21と負極母線22との間の直流電圧のリップルを低減する。デカップリングコンデンサCは、直流電圧のリップルよりも高周波のノイズを低減する。 The decoupling capacitors C dc and C s are connected in parallel between the positive electrode bus 21 and the negative electrode bus 22. The decoupling capacitor C dc has a larger capacitance than the decoupling capacitor C s. The decoupling capacitor C dc reduces the ripple of the DC voltage between the positive electrode bus 21 and the negative electrode bus 22. Decoupling capacitor C s reduces the high frequency noise than the ripple of the DC voltage.

インバータ部20は、正極母線21と負極母線22との間の直流を三相の交流に変換する回路である。インバータ部20は、6個のスイッチング素子S,S,S,S,S,Sを有している。スイッチング素子S,S,S,S,S,Sは、例えば、IGBT等の半導体素子である。 The inverter unit 20 is a circuit that converts a direct current between the positive electrode bus 21 and the negative electrode bus 22 into a three-phase alternating current. The inverter unit 20 has six switching elements S 1 , S 2 , S 3 , S 4 , S 5 , and S 6 . The switching elements S 1 , S 2 , S 3 , S 4 , S 5 , and S 6 are semiconductor elements such as, for example, IGBTs.

スイッチング素子Sとスイッチング素子Sとの接続点は、出力端子Uに接続されている。スイッチング部S及びスイッチング部Sとの接続点は、出力端子Vに接続されている。スイッチング部S及びスイッチング部Sとの接続点は、出力端子Wに接続されている。 The connection point between the switching element S 1 and the switching element S 4 is connected to the output terminal U. The connection points between the switching unit S 2 and the switching unit S 5 are connected to the output terminal V. The connection points between the switching unit S 3 and the switching unit S 6 are connected to the output terminal W.

モータ駆動システム100は、電力変換装置300とモータ94とを接続する出力ケーブル92を備えている。出力ケーブル92は、U相の交流電圧をモータ94に供給するためのケーブル92uと、V相の交流電圧をモータ94に供給するためのケーブル92vと、W相の交流電圧をモータ94に供給するためのケーブル92wと、接地ケーブル92aとを有している。ケーブル92u,92v,92wは、それぞれ、電力変換装置300に備えられた出力端子U,V,Wに接続されている。接地ケーブル92aは、電力変換装置300に備えられた出力接地端子E''に接続されている。 The motor drive system 100 includes an output cable 92 that connects the power conversion device 300 and the motor 94. The output cable 92 supplies a cable 92u for supplying a U-phase AC voltage to the motor 94, a cable 92v for supplying a V-phase AC voltage to the motor 94, and a W-phase AC voltage to the motor 94. It has a cable 92w for the purpose and a grounding cable 92a. The cables 92u, 92v, and 92w are connected to the output terminals U, V, and W provided in the power conversion device 300, respectively. The grounding cable 92a is connected to the output grounding terminal E'' provided in the power conversion device 300.

モータ94は、接地ケーブル92a及び出力接地端子E''を介して、電力変換装置300に設けられた接地部12に接地されている。接地部12は、インバータ20用のヒートシンクでもよい。接地部12は、中間接地端子E'、ノイズフィルタ18のアース線、入力接地端子E及び接地ケーブル91aを介して、基準アース面93に接地されている。このため、モータ94も、電力変換装置300及び接地ケーブル91aを介して、基準アース面93に接地される。 The motor 94 is grounded to the grounding portion 12 provided in the power conversion device 300 via the grounding cable 92a and the output grounding terminal E''. The grounding portion 12 may be a heat sink for the inverter 20. The grounding portion 12 is grounded to the reference ground surface 93 via the intermediate grounding terminal E', the ground wire of the noise filter 18, the input grounding terminal E, and the grounding cable 91a. Therefore, the motor 94 is also grounded to the reference ground surface 93 via the power conversion device 300 and the ground cable 91a.

不図示の計測装置は、入力ケーブル91を経由してLISNに到達した電圧を、伝導ノイズとして測定・評価する。ここで、CISPRなどが定めるノイズ規制を満足するためのノイズフィルタ18として、複数の形態が考えられる。 The measuring device (not shown) measures and evaluates the voltage that reaches the LISN via the input cable 91 as conduction noise. Here, a plurality of forms can be considered as the noise filter 18 for satisfying the noise regulation defined by CISPR or the like.

図2は、第1比較形態におけるノイズフィルタの構成例を示す図である。図3は、第2比較形態におけるノイズフィルタの構成例を示す図である。 FIG. 2 is a diagram showing a configuration example of a noise filter in the first comparative mode. FIG. 3 is a diagram showing a configuration example of the noise filter in the second comparative mode.

図2に示すノイズフィルタ18Aは、コモンモードチョークコイルLCの両側にΔ結線(デルタ結線)される複数の線間コンデンサCX1-1~CX1-3,CX2-1~CX2-3と、インバータ側の各相の電力線とアース線との間に接続される複数の接地コンデンサCY1~CY3とを備える。一方、図3に示すノイズフィルタ18Bは、コモンチョークコイルLCの両側にY結線(スター結線)される複数の線間コンデンサCX1-1~CX1-3,CX2-1~CX2-3と、インバータ側のY結線の複数の線間コンデンサCX2-1~CX2-3の中性点とアース線との間に接続される1個の接地コンデンサCYとを備える。 The noise filter 18A shown in FIG. 2 has a plurality of line capacitors C X1-1 to C X1-3 and C X2-1 to C X2-3 connected by Δ connection (delta connection) on both sides of the common mode choke coil L C. And a plurality of grounding capacitors C Y1 to C Y3 connected between the power line and the ground line of each phase on the inverter side. On the other hand, the noise filter 18B shown in FIG. 3, the capacitor between a plurality of lines Y-connection (star connection) on both sides of the common choke coil L C C X1-1 ~ C X1-3, C X2-1 ~ C X2- 3 and a plurality of line-to-line capacitors C X2-1 to C X2-3 on the Y-connected side of the inverter are provided with one grounding capacitor C Y connected between the neutral point and the ground wire.

図2の構成は、線間コンデンサをΔ結線することにより、図3の構成よりも等価的な線間コンデンサ容量を大きくできるメリットがある。それに対し、図3の構成は、線間コンデンサをY結線することにより、図2の構成よりも低い耐圧のコンデンサを適用できるメリットがある。また、図3の構成は、接地コンデンサの個数が一つなので、絶縁距離などを考慮して実装面積を低減できるメリットもある。これらの特徴を踏まえると、図2の構成は、比較的低い電圧系(例えば、交流200V系)の機器に適用されることが好ましく、図3の構成は、それよりも高い電圧系(例えば、交流400V系)の機器に適用されることが好ましい。 The configuration of FIG. 2 has an advantage that the equivalent line capacitor capacity can be increased as compared with the configuration of FIG. 3 by making a Δ connection of the line capacitors. On the other hand, the configuration of FIG. 3 has an advantage that a capacitor having a lower withstand voltage than that of the configuration of FIG. 2 can be applied by Y-connecting the line-to-line capacitor. Further, since the configuration of FIG. 3 has only one grounded capacitor, there is an advantage that the mounting area can be reduced in consideration of the insulation distance and the like. In view of these characteristics, the configuration of FIG. 2 is preferably applied to equipment of a relatively low voltage system (for example, AC 200V system), and the configuration of FIG. 3 is preferably applied to a higher voltage system (for example, AC 200V system). It is preferable to apply it to AC 400V system) equipment.

そして、図2,3に示すノイズフィルタ18A,18Bは、主に、コモンモードチョークコイルの励磁インダクタンスと接地コンデンサによって、アース線を流れるコモンモード成分の伝導ノイズを低減し、コモンモードチョークコイルの漏れインダクタンスと線間コンデンサによって、各相の電力線に流れるディファレンシャルモード成分の伝導ノイズを低減する。 The noise filters 18A and 18B shown in FIGS. The inductance and the line-to-line capacitor reduce the conduction noise of the differential mode component flowing in the power line of each phase.

しかしながら、ノイズフィルタが低減する伝導ノイズは、コモンモード成分とディファレンシャルモード成分のほかに、それぞれの成分の間でモード変換する成分(コモンモード成分からディファレンシャルモード成分へ、あるいは、ディファレンシャルモード成分からコモンモード成分への成分)も低減しなければならない場合がある。 However, the conduction noise reduced by the noise filter is not only the common mode component and the differential mode component, but also the component that converts the mode between the respective components (from the common mode component to the differential mode component, or from the differential mode component to the common mode). Ingredients to ingredients) may also need to be reduced.

次に、図3に示すノイズフィルタ18Bを適用する際に生じる、コモンモード成分からディファレンシャルモード成分へモード変換する課題について説明する。 Next, the problem of mode conversion from the common mode component to the differential mode component, which occurs when the noise filter 18B shown in FIG. 3 is applied, will be described.

図4は、図3に示すノイズフィルタを適用したインバータの伝導ノイズの測定結果の一例を示す図である。250kHz付近に生じる不要なピークが、規格を超過している。この規格を超過したピークは、図5に示すような並列共振によって生じている。 FIG. 4 is a diagram showing an example of a measurement result of conduction noise of an inverter to which the noise filter shown in FIG. 3 is applied. Unnecessary peaks around 250kHz exceed the standard. The peak exceeding this standard is caused by parallel resonance as shown in FIG.

三相ダイオード整流回路の一相(図5ではT相)が非導通の状態でアース線を流れていた高周波漏れ電流iLが、接地コンデンサCYをバイパスしてインバータ側に還流する場合を考える。この場合、R相及びS相では、高周波漏れ電流iLがインバータ側の線間コンデンサCX2-2,CX2-3を介してダイオード整流回路の導通相(R相及びS相)に戻る経路が確保される。これに対し、T相では、高周波漏れ電流iLは、コモンモードチョークコイルLC、系統側の線間コンデンサCX1-1~CX1-3及びR,S相の電力線を経由してR,S相のダイオードに戻ることになる。このとき、図5の実線矢印で示す並列共振経路(並列共振回路)が形成され、共振周波数で大きな電流が流れる。この共振電流の一部が系統側(交流電源側)に流出することで、大きな伝導ノイズが観測される。つまり、アース線に流れているコモンモード成分が、系統側の線間コンデンサCX1-1~CX1-3を介した相間電圧、つまりディファレンシャルモード成分に変換されることになる。 Consider the case where the high-frequency leakage current i L flowing through the ground wire in a non-conducting state of one phase of the three-phase diode rectifier circuit (T phase in FIG. 5) bypasses the ground capacitor C Y and returns to the inverter side. .. In this case, in the R phase and S phase, the high frequency leakage current i L returns to the conduction phase (R phase and S phase) of the diode rectifier circuit via the line capacitors C X2-2 and C X2-3 on the inverter side. Is secured. On the other hand, in the T phase, the high frequency leakage current i L is passed through the common mode choke coil L C , the line capacitors C X1-1 to C X1-3 on the system side, and the power lines of the R and S phases. It will return to the S-phase diode. At this time, a parallel resonance path (parallel resonance circuit) indicated by the solid arrow in FIG. 5 is formed, and a large current flows at the resonance frequency. A large conduction noise is observed when a part of this resonance current flows out to the system side (AC power supply side). That is, the common mode component flowing through the ground wire is converted into the interphase voltage via the line capacitors C X1-1 to C X1-3 on the system side, that is, the differential mode component.

この並列共振回路の共振周波数は、図6に示す一巡の経路Aの共振周波数と一致する。ここで、並列共振回路のインダクタンス成分は、コモンモードチョークコイルLCの漏れインダクタンスに相当し、図7に示すように結線して測定することで求められる。 The resonance frequency of this parallel resonance circuit coincides with the resonance frequency of the circuit path A shown in FIG. Here, the inductance component of the parallel resonance circuit is equivalent to the leakage inductance of the common mode choke coil L C, obtained by measuring and connected as shown in FIG.

例えば、線間コンデンサCX1-1~CX1-3,CX2-1~CX2-3の各キャパシタンスが0.15[μF]、図7に示す結線で測定した漏れインダクタンスが8[μH]のときの共振周波数は、252[kHz]となり、図4に示す共振周波数とほぼ一致する。このときの対策方法としては、共振周波数を規格対象周波数範囲外まで下げる方法がある。具体的には,線間コンデンサCX1-1~CX1-3,CX2-1~CX2-3の各キャパシタンスを1.0[μF]まで増やすと、共振周波数は、97[kHz]となる。これにより、図8に示すように、狙い通り、共振周波数が規格下限周波数150[kHz]以下に移動するので、規格を満足できる。 For example, when the capacitances of the line capacitors C X1-1 to C X1-3 and C X2-1 to C X2-3 are 0.15 [μF], and the leakage inductance measured by the connection shown in Fig. 7 is 8 [μH]. The resonance frequency of is 252 [kHz], which is almost the same as the resonance frequency shown in FIG. As a countermeasure method at this time, there is a method of lowering the resonance frequency to the outside of the standard target frequency range. Specifically, when the capacitances of the line capacitors C X1-1 to C X1-3 and C X2-1 to C X2-3 are increased to 1.0 [μF], the resonance frequency becomes 97 [kHz]. As a result, as shown in FIG. 8, the resonance frequency moves to the standard lower limit frequency 150 [kHz] or less as intended, so that the standard can be satisfied.

一般的に、コモンモードチョークコイルのサイズや励磁インダクタンスは、コモンモード成分対策に応じて決定されることが多く、漏れインダクタンスを意図的に調整することが難しい。結果として、共振周波数を低く調整するためには、線間コンデンサのキャパシタンスを大きくすることになる。 In general, the size and exciting inductance of the common mode choke coil are often determined according to the countermeasures against the common mode component, and it is difficult to intentionally adjust the leakage inductance. As a result, in order to adjust the resonance frequency low, the capacitance of the line capacitor is increased.

しかしながら、上記のように、共振周波数を線間コンデンサのキャパシタンスだけで調整するためには、非常に大きなキャパシタンスに変更しなければならない場合が多く、ノイズフィルタが大型化する問題がある。 However, as described above, in order to adjust the resonance frequency only by the capacitance of the line capacitor, it is often necessary to change to a very large capacitance, and there is a problem that the noise filter becomes large.

本開示に係る一実施形態におけるノイズフィルタは、コモンモード成分からディファレンシャルモード成分へ変換される経路の共振による伝導ノイズの悪化を低減する。また、本開示に係る一実施形態におけるノイズフィルタによれば、各々の線間コンデンサのキャパシタンスを適正値に設定することで、ノイズフィルタの大型化を抑制することが可能となる。 The noise filter in one embodiment according to the present disclosure reduces the deterioration of conduction noise due to resonance of the path converted from the common mode component to the differential mode component. Further, according to the noise filter in one embodiment according to the present disclosure, it is possible to suppress the increase in size of the noise filter by setting the capacitance of each line capacitor to an appropriate value.

図9は、一実施形態におけるノイズフィルタの構成例を示す図である。図9に示すノイズフィルタ18Cは、図3に示すノイズフィルタ18Bに対して、系統側の線間コンデンサCX1-1~CX1-3をΔ結線としている点で異なる。 FIG. 9 is a diagram showing a configuration example of a noise filter in one embodiment. The noise filter 18C shown in FIG. 9 is different from the noise filter 18B shown in FIG. 3 in that the line capacitors C X1-1 to C X1-3 on the system side are connected by Δ.

ノイズフィルタ18Cは、コモンモードチョークコイルLCと、コモンモードチョークコイルLCの入力側にΔ結線される複数の線間コンデンサCX1-1~CX1-3と、コモンモードチョークコイルLCの入力側にY結線される複数の線間コンデンサCX2-1~CX2-3と、複数の線間コンデンサCX2-1~CX2-3の中性点16とアース線17との間に接続される1個の接地コンデンサCYとを備える。入力端子R,S,T及び入力接地端子Eは、ノイズフィルタ18Cの入力側の端子であり、中間端子R',S',T'及び中間接地端子E'は、ノイズフィルタ18Cの出力側の端子である。 Noise filter 18C includes a common mode choke coil L C, a plurality of line-to-line capacitor C X1-1 ~ C X1-3 are Δ-connected to the input side of the common mode choke coil L C, the common mode choke coil L C Between the neutral point 16 and the ground wire 17 of the plurality of line capacitors C X2-1 to C X2-3 and the plurality of line capacitors C X2-1 to C X2-3 that are Y-connected to the input side. It is equipped with one grounding capacitor C Y to be connected. The input terminals R, S, T and the input ground terminal E are the terminals on the input side of the noise filter 18C, and the intermediate terminals R', S', T'and the intermediate ground terminal E'are on the output side of the noise filter 18C. It is a terminal.

コモンモードチョークコイルLCは、1つのコアに3相分の電力線が巻き付けられた構造を有し、コアに巻き付けられた電力線の各々の入力側の端部は入力端子R,S,Tに接続され、各々の出力側の端部は中間端子R',S',T'に接続される。 The common mode choke coil L C has a structure in which a power line for three phases is wound around one core, and the end of each input side of the power line wound around the core is connected to the input terminals R, S, T. And the end of each output side is connected to the intermediate terminals R', S', T'.

複数の線間コンデンサCX1-1~CX1-3は、複数の入力コンデンサの一例であり、入力端子R,S,T側にデルタ結線されている。線間コンデンサCX1-1は、R相の電力線とS相の電力線との間に接続され、線間コンデンサCX1-2は、R相の電力線とT相の電力線との間に接続され、線間コンデンサCX1-3は、S相の電力線とT相の電力線との間に接続される。 The plurality of line-to-line capacitors C X1-1 to C X1-3 are examples of a plurality of input capacitors, and are delta-connected to the input terminals R, S, and T sides. The line capacitor C X1-1 is connected between the R phase power line and the S phase power line, and the line capacitor C X1-2 is connected between the R phase power line and the T phase power line. The line capacitor C X1-3 is connected between the S-phase power line and the T-phase power line.

複数の線間コンデンサCX2-1~CX2-3は、複数の出力コンデンサの一例であり、中間端子R',S',T'側にスター結線されている。線間コンデンサCX2-1は、R相の電力線と中性点16との間に接続され、線間コンデンサCX2-2は、R相の電力線と中性点16との間に接続され、線間コンデンサCX2-3は、T相の電力線と中性点16との間に接続される。 The plurality of line-to-line capacitors C X2-1 to C X2-3 are examples of a plurality of output capacitors, and are star-connected to the intermediate terminals R', S', and T'. The line capacitor C X2-1 is connected between the R phase power line and the neutral point 16, and the line capacitor C X2-2 is connected between the R phase power line and the neutral point 16. The line capacitor C X2-3 is connected between the T-phase power line and the neutral point 16.

1個の接地コンデンサCYは、中性点16とアース線17との間に接続される。アース線17は、グランドの一例であり、入力接地端子Eと中間接地端子E'との間を接続する。なお、ノイズフィルタの接地端子の数は、一つでも複数でもよく、この例では、二つ(入力接地端子Eと中間接地端子E')の場合が示されている。 One grounding capacitor C Y is connected between the neutral point 16 and the ground wire 17. The ground wire 17 is an example of a ground, and connects between the input ground terminal E and the intermediate ground terminal E'. The number of ground terminals of the noise filter may be one or a plurality, and in this example, the case of two (input ground terminal E and intermediate ground terminal E') is shown.

図9のノイズフィルタ18Cの、前述のモード変換した成分の並列共振は、図10に示す実線矢印の一巡の経路Bで決まる。図10は、図9に示すノイズフィルタ18Cの並列共振回路の一巡の経路の一例を示す図である。並列共振回路は、コモンモードチョークコイルLCと複数の線間コンデンサCX1-1~CX1-3と複数の線間コンデンサCX2-1~CX2-3と接地コンデンサCYとにより形成される。 The parallel resonance of the above-mentioned mode-converted component of the noise filter 18C of FIG. 9 is determined by the path B of the cycle of the solid arrow shown in FIG. FIG. 10 is a diagram showing an example of a circuit path of the parallel resonant circuit of the noise filter 18C shown in FIG. Parallel resonance circuit is formed by the common mode choke coil L C and a plurality of lines between the capacitors C X1-1 ~ C X1-3 and a plurality of lines between the capacitors C X2-1 ~ C X2-3 and grounding capacitor C Y To.

図10に示すように、経路Bは、系統側の並列接続された2つの線間コンデンサCX1-1,CX1-2を通る。よって、系統側の線間コンデンサCX1-1~CX1-3をY結線とした形態に比べて、系統側の共振経路の合成キャパシタンスが大きくなる。具体的には、例えば、複数の線間コンデンサの各キャパシタンス(Δ結線CX1-1~CX1-3,Y結線CX2-1~CX2-3)が0.15[μF]、図7に示す結線で測定した漏れインダクタンスが8[μH]のときの共振周波数は、205[kHz]となり、すべてY結線した基準形態(図3)の252[kHz]に比べて大きく共振周波数を低下できる。 As shown in FIG. 10, the path B passes through two line capacitors C X1-1 and C X1-2 connected in parallel on the system side. Therefore, the combined capacitance of the resonance path on the system side is larger than that in the form in which the line capacitors C X1-1 to C X1-3 on the system side are connected by Y. Specifically, for example, each capacitance of a plurality of line capacitors (Δ connection C X1-1 to C X1-3 , Y connection C X2-1 to C X2-3 ) is 0.15 [μF], as shown in FIG. The resonance frequency when the leakage inductance measured by the connection is 8 [μH] is 205 [kHz], and the resonance frequency can be significantly lowered as compared with the reference form (FIG. 3) of 252 [kHz] in which all Y connections are made.

図10で決まる一巡の経路Bを有する並列共振回路の共振周波数を規格下限周波数150[kHz]以下に設定することで、規格を満足できる。 The standard can be satisfied by setting the resonance frequency of the parallel resonant circuit having the one-round path B determined in FIG. 10 to the standard lower limit frequency 150 [kHz] or less.

図11は、図4(基準形態(図3))、図8(150kHz以下へ移動)及び図9(系統側Δ結線)の各場合の雑音端子電圧の簡易シミュレーション結果の一例である。図11によれば、おおよそ1[MHz]以下で傾向が一致するシミュレーション結果が得られ、これまで説明したように、共振周波数が変化していく様子を確認できる。 FIG. 11 is an example of a simple simulation result of the noise terminal voltage in each case of FIG. 4 (reference mode (FIG. 3)), FIG. 8 (moving to 150 kHz or less), and FIG. 9 (system side Δ connection). According to FIG. 11, simulation results in which the tendencies match are obtained at about 1 [MHz] or less, and as described above, it is possible to confirm how the resonance frequency changes.

また、基準形態および系統側Δ結線の時の条件では、測定値は、可変モータ速駆動システム(PDS)の伝導ノイズ規制値(IEC61800-3)の準尖頭値規制値(実線)を大きく超過する。これに対し、150kHz以下まで共振周波数を移動させた条件では、測定値は、平均値規制値(点線)もすべてクリアできることが予測できる。つまり、シミュレーション結果は、共振周波数のピーク値の絶対値には多少の誤差があるものの、おおよそ観測される伝導ノイズの挙動を再現できていることが確認できる。 In addition, under the standard mode and the conditions for system side delta connection, the measured value greatly exceeds the quasi-peak value regulation value (solid line) of the conduction noise regulation value (IEC61800-3) of the variable motor speed drive system (PDS). do. On the other hand, under the condition that the resonance frequency is moved to 150 kHz or less, it can be predicted that all the measured values can clear the mean value regulation value (dotted line). In other words, it can be confirmed from the simulation results that the behavior of the observed conduction noise can be roughly reproduced, although there is some error in the absolute value of the peak value of the resonance frequency.

以上より、図9に示すノイズフィルタ18Cのように系統側の線間コンデンサのみΔ結線することにより、コモンモード成分からディファレンシャルモード成分へ転換する成分の共振周波数を、同じ静電容量の線間コンデンサをY結線するよりも低くできる。 From the above, the resonance frequency of the component that converts from the common mode component to the differential mode component by making a Δ connection only to the line capacitor on the system side as in the noise filter 18C shown in FIG. 9 is set to the line capacitor with the same capacitance. Can be lower than Y connection.

結果として、規格を満足できるまで共振周波数を低くするために要する線間コンデンサ容量を小さくできることから、ノイズフィルタ18Cを小さくできる。ノイズフィルタ18Cは、インバータ側の線間コンデンサをY結線としていることから、接地電位との絶縁距離の問題も生じにくい。 As a result, the noise filter 18C can be made smaller because the capacity of the line capacitor required to lower the resonance frequency until the standard can be satisfied can be made smaller. Since the noise filter 18C has a Y-connected line capacitor on the inverter side, the problem of insulation distance from the ground potential is unlikely to occur.

また、上述の通り、線間コンデンサをΔ結線にすると、Y結線に比べて、高い耐圧の部品を適用しなければならない。そして、200V系と400V系の同一容量のフィルタ基板を共用する場合などは、従来は、Y結線にしなければならないことが多い。しかし、本開示に係る一実施形態におけるノイズフィルタの場合、フィルタ基板で系統側の線間コンデンサをY結線とΔ結線のどちらの接続にもできる実装パターンを同一基板上に用意しておくとよい。つまり、200V系の機種に適用する場合のみ、Δ結線にすることで、比較的容易にノイズフィルタの構成を組み替えることができる。 Further, as described above, when the line-to-line capacitor is connected by Δ, a component having a higher withstand voltage than that of Y connection must be applied. When a filter board having the same capacity of 200V system and 400V system is shared, it is often necessary to make a Y connection in the past. However, in the case of the noise filter in one embodiment according to the present disclosure, it is preferable to prepare a mounting pattern on the same board that allows the line capacitor on the system side to be connected to either Y connection or Delta connection on the filter board. .. In other words, the noise filter configuration can be rearranged relatively easily by making a delta connection only when applying to a 200V system model.

コモンモード成分からディファレンシャルモード成分へ転換する成分の共振周波数は、図10に示す一巡の経路Bで決まる。ここで、同一の共振周波数であっても、系統側の線間コンデンサCX1-1〜CX1-3を経由する電流よりも、インバータ側の線間コンデンサCX2-1,CX2-2を介して中間端子R',S'に戻る電流を大きくすれば、系統側に流出する伝導ノイズを小さくできる。つまり、系統側の複数の線間コンデンサCX1-1〜CX1-3の各キャパシタンスをインバータ側の複数の線間コンデンサCX2-1~CX2-3の各キャパシタンスよりも小さくすればよい。 The resonance frequency of the component that converts from the common mode component to the differential mode component is determined by the one-round path B shown in FIG. Here, even for the same resonance frequency, than the current through the line between the capacitor C X1-1 -C X1-3 the system side, the line capacitor C X2-1 the inverter side, the C X2-2 If the current returned to the intermediate terminals R'and S'is increased, the conduction noise flowing out to the system side can be reduced. That may be smaller than the plurality of lines between the capacitances of the capacitors C X2-1 ~ C X2-3 of each capacitance inverter side of the plurality of lines between the capacitor C X1-1 -C X1-3 the mains.

特に、系統側の複数の線間コンデンサCX1-1〜CX1-3の各キャパシタンスとインバータ側の複数の線間コンデンサCX2-1~CX2-3の各キャパシタンスの比率を1:3以上にすると、より効果的である。言い換えれば、複数の線間コンデンサCX2-1~CX2-3の各キャパシタンスは、複数の線間コンデンサCX1-1〜CX1-3の各キャパシタンスの3倍以上であると、より効果的である。更に好ましくは、複数の線間コンデンサCX2-1~CX2-3の各キャパシタンスは、複数の線間コンデンサCX1-1〜CX1-3の各キャパシタンスの5倍以上10倍以下であると、さらに効果的である。 In particular, the ratio of the capacitance of each capacitance and the inverter side of the plurality of lines between the capacitors C X2-1 ~ C X2-3 number of lines between the capacitor C X1-1 -C X1-3 the mains 1: 3 or more Is more effective. In other words, each capacitance of the plurality of lines between the capacitors C X2-1 ~ C X2-3 is, if it is more than three times the respective capacitances of the plurality of lines between the capacitor C X1-1 -C X1-3, more effective Is. More preferably, the capacitances of the plurality of lines between the capacitors C X2-1 ~ C X2-3 is, if it is less than 10 times 5 times or more of the capacitances of a plurality of lines between the capacitor C X1-1 -C X1-3 , Even more effective.

次に、シミュレーション結果に基づいて、回路定数の相違による低減効果の差異について説明する。 Next, the difference in the reduction effect due to the difference in the circuit constant will be described based on the simulation result.

図12は、図11の基準の条件から共振周波数をほぼ一定に保った状態で、系統側とインバータ側の線間コンデンサのキャパシタンスの比率を変化させたシミュレーション結果の一例を示す図である。図13は、図12の周波数範囲の一部を拡大した図である。250[kHz]付近の共振ピークを確認すると、比率が大きくなるほど、共振ピークが低減することを確認できる。また、1:3以上の比率にすると、おおよそ10[dB]以上の低減効果が得られ、さらに効果的にピークを低減できていることを確認できる。 FIG. 12 is a diagram showing an example of a simulation result in which the ratio of the capacitance of the line capacitor on the system side and the inverter side is changed while the resonance frequency is kept substantially constant from the reference condition of FIG. FIG. 13 is an enlarged view of a part of the frequency range of FIG. When the resonance peak near 250 [kHz] is confirmed, it can be confirmed that the resonance peak decreases as the ratio increases. Further, when the ratio is 1: 3 or more, a reduction effect of about 10 [dB] or more can be obtained, and it can be confirmed that the peak can be reduced more effectively.

図14は、図11の基準の条件から系統側の線間コンデンサのキャパシタンスを変更せずに(0.15[μF])、インバータ側の線間コンデンサCX2-1~CX2-3の各キャパシタンスを大きくすることで比率を高めた場合のシミュレーション結果の一例を示す図である。図15は、図14の周波数範囲の一部を拡大した図である。図15の共振ピークでの共振周波数は、系統側とインバータ側の線間コンデンサの比率が高いほど、低い方向に移動していく。また、共振ピークの低減量も図13よりも大きい。これは、インバータ側の線間コンデンサCX2-1~CX2-3に流入する電流が大きくなり、結果として、系統側への伝導ノイズの流出が抑えられたと考えられる。 FIG. 14 shows the capacitances of the line capacitors C X2-1 to C X 2-3 on the inverter side without changing the capacitance of the line capacitor on the system side from the reference conditions of FIG. 11 (0.15 [μF]). It is a figure which shows an example of the simulation result at the time of increasing the ratio by increasing. FIG. 15 is an enlarged view of a part of the frequency range of FIG. The resonance frequency at the resonance peak in FIG. 15 moves in the lower direction as the ratio of the line capacitor on the system side and the inverter side increases. Further, the amount of reduction of the resonance peak is also larger than that in FIG. It is considered that this is because the current flowing into the line capacitors C X2-1 to C X2-3 on the inverter side became large, and as a result, the outflow of conduction noise to the system side was suppressed.

図16は、図11の基準条件からインバータ側の線間コンデンサのキャパシタンスを変更せずに(0.15[μF])、系統側の線間コンデンサCX1-1~CX1-3の各キャパシタンスを小さくすることで比率を高めた場合のシミュレーション結果の一例を示す図である。図17は、図16の周波数範囲の一部を拡大した図である。図17の共振ピークでの共振周波数は、系統側の線間コンデンサの各キャパシタンスがインバータ側の線間コンデンサの各キャパシタンスよりも小さくなるほど、高い方向に移動していく。また、共振ピークの低減量も図13よりも大きい。基準の条件よりも、線間コンデンサのキャパシタンスを小さくできる。 In FIG. 16, the capacitances of the line capacitors C X1-1 to C X1-3 on the system side are reduced without changing the capacitance of the line capacitors on the inverter side (0.15 [μF]) from the reference conditions of FIG. It is a figure which shows an example of the simulation result when the ratio is increased by this. FIG. 17 is an enlarged view of a part of the frequency range of FIG. The resonance frequency at the resonance peak in FIG. 17 moves in a higher direction as the capacitance of the line capacitor on the system side becomes smaller than the capacitance of the line capacitor on the inverter side. Further, the amount of reduction of the resonance peak is also larger than that in FIG. The capacitance of the line capacitor can be made smaller than the standard condition.

図18は、すべての線間コンデンサのキャパシタンスを0.3[μF]に固定した条件を基準として、系統側の線間コンデンサCX1-1~CX1-3の各キャパシタンスを小さくすることで比率を高めた場合のシミュレーション結果の一例を示す図である。図19は、図18の周波数範囲の一部を拡大した図である。図17と同様、図19の共振ピークでの共振周波数は、系統側の線間コンデンサの各キャパシタンスがインバータ側の線間コンデンサの各キャパシタンスよりも小さくなるほど、高い方向に移動していく。系統側の線間コンデンサの各キャパシタンスが1/10倍の場合(0.03[μF])、共振周波数は500[kHz]以下となっており、準尖頭値規制値に対して十分に低減できることが確認できる。 In FIG. 18, the ratio is increased by reducing the capacitances of the line capacitors C X1-1 to C X1-3 on the system side based on the condition that the capacitances of all the line capacitors are fixed to 0.3 [μF]. It is a figure which shows an example of the simulation result in the case of. FIG. 19 is an enlarged view of a part of the frequency range of FIG. Similar to FIG. 17, the resonance frequency at the resonance peak in FIG. 19 moves in a higher direction as the capacitance of the line capacitor on the system side becomes smaller than the capacitance of the line capacitor on the inverter side. When each capacitance of the line capacitor on the system side is 1/10 times (0.03 [μF]), the resonance frequency is 500 [kHz] or less, which can be sufficiently reduced from the quasi-peak value regulation value. You can check it.

このように、ノイズフィルタ18Cにおいて、系統側の線間コンデンサCX1-1~CX1-3の各キャパシタンスをインバータ側の線間コンデンサCX2-1~CX2-3の各キャパシタンスよりも小さくするように選定することで、コモンモード成分からディファレンシャルモード成分へ転換する成分を適切に低減できる。その結果、規格の満足とフィルタの小型化の両方を実現できる。 In this way, in the noise filter 18C, the capacitances of the line capacitors C X1-1 to C X1-3 on the system side are made smaller than the capacitances of the line capacitors C X2-1 to C X2-3 on the inverter side. By selecting the above, it is possible to appropriately reduce the components that are converted from the common mode component to the differential mode component. As a result, both standard satisfaction and filter miniaturization can be achieved.

以上、ノイズフィルタ及び電力変換装置を実施形態により説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。他の実施形態の一部又は全部との組み合わせや置換などの種々の変形及び改良が、本発明の範囲内で可能である。 Although the noise filter and the power conversion device have been described above by the embodiment, the present invention is not limited to the above embodiment. Various modifications and improvements, such as combinations and substitutions with some or all of the other embodiments, are possible within the scope of the present invention.

16 中性点
17 アース線
18 ノイズフィルタ
19 コンバータ部
20 インバータ部
90 交流電源
91 入力ケーブル
93 基準アース面
94 モータ
100 モータ駆動システム
200 インバータ
300 電力変換装置
LC コモンモードチョークコイル
16 Neutral point 17 Ground wire 18 Noise filter 19 Converter part 20 Inverter part 90 AC power supply 91 Input cable 93 Reference ground surface 94 Motor 100 Motor drive system 200 Inverter 300 Power converter
L C common mode choke coil

Claims (5)

コモンモードチョークコイルと、
前記コモンモードチョークコイルの入力側にデルタ結線される複数の入力コンデンサと、
前記コモンモードチョークコイルの出力側にスター結線される複数の出力コンデンサと、
前記複数の出力コンデンサの中性点とグランドとの間に接続される接地コンデンサとを備える、ノイズフィルタ。
Common mode choke coil and
A plurality of input capacitors delta-connected to the input side of the common mode choke coil, and
A plurality of output capacitors star-connected to the output side of the common mode choke coil, and
A noise filter comprising a grounding capacitor connected between the neutral points of the plurality of output capacitors and ground.
前記コモンモードチョークコイルと前記複数の入力コンデンサと前記複数の出力コンデンサと前記接地コンデンサとにより形成される並列共振回路の共振周波数は、150kHzよりも低い、請求項1に記載のノイズフィルタ。 The noise filter according to claim 1, wherein the resonance frequency of the parallel resonant circuit formed by the common mode choke coil, the plurality of input capacitors, the plurality of output capacitors, and the grounded capacitor is lower than 150 kHz. 前記複数の入力コンデンサの各キャパシタンスは、前記複数の出力コンデンサの各キャパシタンスよりも小さい、請求項1又は2に記載のノイズフィルタ。 The noise filter according to claim 1 or 2, wherein each capacitance of the plurality of input capacitors is smaller than each capacitance of the plurality of output capacitors. 前記複数の出力コンデンサの各キャパシタンスは、前記複数の入力コンデンサの各キャパシタンスの3倍以上である、請求項3に記載のノイズフィルタ。 The noise filter according to claim 3, wherein each capacitance of the plurality of output capacitors is at least three times the capacitance of each of the plurality of input capacitors. 請求項1から4のいずれか一項に記載のノイズフィルタと、前記ノイズフィルタに接続されるインバータと備え、
前記インバータは、前記ノイズフィルタに接続されるコンバータ部と、前記コンバータ部に接続されるインバータ部とを有する、電力変換装置。
The noise filter according to any one of claims 1 to 4 and an inverter connected to the noise filter are provided.
The inverter is a power conversion device having a converter unit connected to the noise filter and an inverter unit connected to the converter unit.
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