JP3464930B2 - Power conversion system - Google Patents
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Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、交流電力に基づい
て電動機を可変速駆動する際にノイズ補償電流を流すノ
イズ低減機能を備えた電力変換システムに係り、特に、
各電力変換装置のノイズ低減機能を共通化し、小型化を
図り得る電力変換システムに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a power conversion system having a noise reducing function of supplying a noise compensation current when a motor is driven at a variable speed based on AC power, and more particularly,
The present invention relates to a power conversion system in which the noise reduction function of each power conversion device is shared and the size can be reduced.
【0002】[0002]
【従来の技術】通常、電動機を駆動する際には、交流電
源とその交流電力を変換して所望の電力を供給する電力
変換装置とを備える電力変換システムが使用されてい
る。この種の電力変換装置の典型的な例としては、GT
O(gate turn-off thyristor) やIGBT(insulated g
ate bipolar transistor) 等の複数の半導体スイッチン
グ素子が直並列に配置されたインバータ装置がある。こ
のインバータ装置は、以下の説明中で電力変換装置の代
表例として述べる。2. Description of the Related Art Generally, when driving an electric motor, a power conversion system including an AC power supply and a power converter for converting the AC power to supply desired power is used. A typical example of this type of power conversion device is a GT.
O (gate turn-off thyristor) and IGBT (insulated g
There is an inverter device in which a plurality of semiconductor switching elements such as an ate bipolar transistor) are arranged in series and parallel. This inverter device will be described as a typical example of the power conversion device in the following description.
【0003】近年、この種のインバータ装置を用いた電
動機の駆動系では、各スイッチング素子の高速スイッチ
ングによって電動機巻線とフレームアース間の浮遊容量
Cを通じて大地に流れる大地漏洩電流(以下、漏洩電流
という)が問題として注目されている。In recent years, in a drive system of an electric motor using this type of inverter device, a ground leakage current (hereinafter referred to as a leakage current) flowing to the ground through a stray capacitance C between a motor winding and a frame ground due to high-speed switching of each switching element. ) Is attracting attention as a problem.
【0004】図8はこの問題を説明するための電動機の
駆動系の構成を示す回路図である。回路構成としては、
1台のインバータ装置で複数台の電動機を駆動する場合
もあるが、ここでは夫々の1台のインバータ装置で1台
の電動機を駆動する場合を説明する。FIG. 8 is a circuit diagram showing the structure of a drive system of an electric motor for explaining this problem. As for the circuit configuration,
There may be a case where one inverter device drives a plurality of electric motors, but here, a case where each one inverter device drives one electric motor will be described.
【0005】この電動機の駆動系では、共通の交流電源
1から三相交流電圧が複数の全波整流回路2に夫々供給
される。なお、全波整流回路2から後段のインバータ装
置3及び電動機4までのn個の組A1〜Anは、互いに
同一構成のため、組A1の回路を例に挙げて説明する。In this motor drive system, a three-phase AC voltage is supplied from a common AC power source 1 to a plurality of full-wave rectifier circuits 2, respectively. Since the n sets A1 to An from the full-wave rectifier circuit 2 to the inverter device 3 and the electric motor 4 in the subsequent stage have the same configuration, the circuit of the set A1 will be described as an example.
【0006】全波整流回路2は、三相ブリッジ接続され
たダイオード素子D1〜D6からなり、この三相交流電
圧を直流電圧に変換し、この直流電圧を正側入力ライン
Pと負側入力ラインNとの間からインバータ装置3に供
給する。The full-wave rectifier circuit 2 is composed of three-phase bridge-connected diode elements D1 to D6, which converts the three-phase AC voltage into a DC voltage, and the DC voltage is the positive side input line P and the negative side input line. It is supplied to the inverter device 3 from between N and N.
【0007】インバータ装置3は、三相ブリッジ接続さ
れたスイッチング素子Q1〜Q6からなり、図示しない
ゲート駆動回路による各スイッチング素子Q1〜Q6の
PWM(pulse width modulation)制御により、幅の制御
されたパルス状(矩形波状)の電圧を電動機4の各相巻
線端子に与える。電動機4は、このパルス状の電圧によ
って駆動される。但し、電動機4は大地との間に浮遊容
量Cを有している。このため、インバータ装置3の各ス
イッチング素子のオン・オフに伴い、パルス状の電圧が
電動機4に印加されると、電動機4の端子と大地間にも
パルス的な電圧が印加される。The inverter device 3 is composed of switching elements Q1 to Q6 connected in a three-phase bridge, and a pulse whose width is controlled by PWM (pulse width modulation) control of each switching element Q1 to Q6 by a gate drive circuit (not shown). Voltage (rectangular wave) is applied to each phase winding terminal of the electric motor 4. The electric motor 4 is driven by this pulsed voltage. However, the electric motor 4 has a stray capacitance C between itself and the ground. Therefore, when a pulsed voltage is applied to the electric motor 4 as each switching element of the inverter device 3 is turned on / off, the pulsed voltage is also applied between the terminal of the electric motor 4 and the ground.
【0008】この時の電圧変化率dv/dtにより、電
動機巻線とフレームアースとの間の浮遊容量Cを通じて
大地にノイズ電流である漏洩電流I1が流れる。Due to the voltage change rate dv / dt at this time, a leakage current I1 as a noise current flows to the ground through the stray capacitance C between the motor winding and the frame ground.
【0009】この漏洩電流I1は、電動機4と交流電源
1のアース端子との間の各アースライン及び大地を通
り、交流電源1のアース端子に対して流入又は流出する
ように極性に応じて流れる。このため、漏洩電流I1は
漏洩ブレーカの誤動作や感電事故等の原因となる。係る
漏洩電流I1による不都合を解消する観点から、図9に
示すように、電力変換装置に対してノイズ低減装置を適
用することが考えられている。The leakage current I1 flows through each earth line between the electric motor 4 and the earth terminal of the AC power source 1 and the ground, and flows into or out of the earth terminal of the AC power source 1 depending on the polarity. . Therefore, the leakage current I1 causes malfunction of the leakage breaker, electric shock accident, or the like. From the viewpoint of eliminating the inconvenience caused by the leakage current I1, it is considered to apply the noise reduction device to the power conversion device as shown in FIG.
【0010】このノイズ低減装置は、交流電源1と全波
整流回路2との間の電源ラインから漏洩電流I1を検出
する漏洩電流検出器5と、検出された漏洩電流に基づい
て、正側入力ラインPとアースとの間あるいはアースと
負側入力ラインNとの間を導通させてノイズ補償電流を
流すノイズ低減回路6とを備えている。This noise reducing device includes a leakage current detector 5 for detecting a leakage current I1 from a power supply line between an AC power supply 1 and a full-wave rectifier circuit 2, and a positive side input based on the detected leakage current. A noise reduction circuit 6 is provided for conducting a noise compensation current by electrically connecting between the line P and the ground or between the ground and the negative side input line N.
【0011】なお、ノイズ低減回路6は、増幅器7、n
pn型トランジスタTr1、pnp型トランジスタTr
2及び結合コンデンサC1から構成されており、各トラ
ンジスタTr1,Tr2には、高耐圧、高周波、高電流
増幅という動作性能が要求されている。The noise reduction circuit 6 includes amplifiers 7, n
pn type transistor Tr1, pnp type transistor Tr
The transistor Tr1 and Tr2 are required to have high withstand voltage, high frequency, and high current amplification performance.
【0012】ここで、漏洩電流検出器5は、例えばフェ
ライトからなる環状のコアをもつ零相変流器CTであ
り、全波整流回路2に流れる漏洩電流I1を電源ライン
の電流の差から等価的に検出し、検出信号を増幅器7に
与える。Here, the leakage current detector 5 is a zero-phase current transformer CT having an annular core made of, for example, ferrite, and the leakage current I1 flowing in the full-wave rectifier circuit 2 is equivalent to the current difference in the power supply line. Detection, and applies a detection signal to the amplifier 7.
【0013】増幅器7は、この検出信号を増幅して出力
信号を各トランジスタTr1,Tr2のベースに与え
る。The amplifier 7 amplifies this detection signal and gives an output signal to the bases of the transistors Tr1 and Tr2.
【0014】各トランジスタTr1,Tr2のうち、n
pn型トランジスタTr1は、コレクタが正側入力ライ
ンPに接続され、エミッタがpnp型トランジスタTr
2のエミッタ及び結合コンデンサの一端に接続されてい
る。pnp型トランジスタのコレクタは負側入力ライン
Nに接続されている。結合コンデンサC1の他端はアー
スに接続されている。Of the transistors Tr1 and Tr2, n
The pn-type transistor Tr1 has a collector connected to the positive side input line P and an emitter connected to the pnp-type transistor Tr1.
Two emitters and one end of the coupling capacitor. The collector of the pnp type transistor is connected to the negative side input line N. The other end of the coupling capacitor C1 is connected to ground.
【0015】すなわち、各トランジスタTr1,Tr2
は、増幅器7から出力信号をベースに受けると、互いに
逆にオン・オフ動作し、正側入力ラインP又は負側入力
ラインNを結合コンデンサC1を介してアースに接続す
る。That is, each of the transistors Tr1 and Tr2
When receiving the output signal from the amplifier 7 at the base, they turn on and off in reverse, and connect the positive side input line P or the negative side input line N to the ground via the coupling capacitor C1.
【0016】例えば、漏洩電流I1が電動機4から交流
電源1のアースラインに流入する場合、ノイズ低減装置
は、pnp型トランジスタTr2のみをオンさせる。For example, when the leakage current I1 flows from the electric motor 4 into the earth line of the AC power source 1, the noise reduction device turns on only the pnp type transistor Tr2.
【0017】これにより、ノイズ補償電流iは、結合コ
ンデンサC1、pnp型トランジスタTr2及び負側入
力ラインNを通り、全波整流回路2のダイオードD4,
D5又はD6からなる閉回路に流入する。As a result, the noise compensating current i passes through the coupling capacitor C1, the pnp type transistor Tr2 and the negative side input line N and passes through the diode D4 of the full wave rectifying circuit 2.
It flows into a closed circuit composed of D5 or D6.
【0018】よって、このノイズ補償電流iにより、交
流電源1のアース端子に流入する漏洩電流I1が打消さ
れる。Therefore, the noise compensating current i cancels the leakage current I1 flowing into the ground terminal of the AC power supply 1.
【0019】また、交流電流1のアースラインから電動
機4へ漏洩電流I1が流出する場合、ノイズ低減装置
は、npn型トランジスタTr1のみをオンさせる。When the leakage current I1 flows from the earth line of the alternating current 1 to the electric motor 4, the noise reduction device turns on only the npn-type transistor Tr1.
【0020】これにより、ノイズ補償電流iは、全波整
流回路2のダイオードD1,D2又はD3から正側入力
ラインP、npn型トランジスタTr1及び結合コンデ
ンサC1を通ってアースラインに流出する。As a result, the noise compensating current i flows from the diode D1, D2 or D3 of the full wave rectifier circuit 2 to the ground line through the positive side input line P, the npn type transistor Tr1 and the coupling capacitor C1.
【0021】よって、このノイズ補償電流iにより、交
流電源1のアースラインから電動機4に流出する漏洩電
流I1が打消される。Therefore, the noise compensating current i cancels the leakage current I1 flowing from the earth line of the AC power source 1 to the electric motor 4.
【0022】[0022]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら以上のよ
うな電力変換システムでは、複数のインバータ装置3を
並列接続させた構成の場合、インバータ装置の台数毎に
ノイズ低減装置を要するので、インバータ装置の設置台
数を増加すると、ノイズ低減装置の台数も増加させる必
要があり、小型化し難いものとなっている。However, in the above-described power conversion system, in the case of a configuration in which a plurality of inverter devices 3 are connected in parallel, a noise reduction device is required for each number of inverter devices. When the number of noise reduction devices is increased, it is necessary to increase the number of noise reduction devices, which makes it difficult to reduce the size.
【0023】本発明は上記実情を考慮してなされたもの
で、複数の電力変換装置を並列接続させるときでも、駆
動に伴うノイズを共通のノイズ低減装置により低減で
き、もって、容易に小型化を図り得る電力変換システム
を提供することを目的とする。The present invention has been made in consideration of the above-mentioned circumstances. Even when a plurality of power conversion devices are connected in parallel, noise associated with driving can be reduced by a common noise reduction device, which facilitates miniaturization. An object is to provide a power conversion system that can be achieved.
【0024】[0024]
【課題を解決するための手段】請求項1に対応する発明
は、共通の交流電源と、前記交流電源から供給される交
流電力を任意の周波数の交流電力に変換して個別に電動
機を可変速駆動する複数の電力変換装置と、前記交流電
源の電源ラインから漏洩電流を検出してノイズ補償電流
を流す共通のノイズ低減装置とを備えた電力変換システ
ムであって、前記ノイズ低減装置としては、前記交流電
源と前記各電力変換装置との間に一次側が接続された絶
縁トランスと、前記絶縁トランスの二次側に接続された
整流回路と、前記整流回路における正側出力ラインと負
側出力ラインとの間に直列に接続された正側及び負側の
コンデンサと、前記正側及び負側のコンデンサの間の直
列接続点を前記各電力変換装置前段のアースされた共通
の交流入力ラインに接続するための接続手段と、前記正
側出力ラインに一端が接続された正側スイッチング素子
と、前記負側出力ラインに一端が接続され、前記正側ス
イッチング素子とは逆のオン・オフ特性を有する負側ス
イッチング素子と、前記正側及び負側スイッチング素子
の各他端とアースとの間に配置された結合コンデンサ
と、前記漏洩電流の検出信号を増幅し、得られる増幅信
号を前記正側及び負側スイッチング素子の制御入力に与
える素子制御手段とを備えた電力変換システムである。According to a first aspect of the invention, a common AC power source and AC power supplied from the AC power source are converted into AC power of an arbitrary frequency to individually adjust the speed of the electric motor. A plurality of power conversion devices to be driven, and a power conversion system including a common noise reduction device that detects a leakage current from a power supply line of the AC power source and flows a noise compensation current, wherein the noise reduction device is: An insulating transformer whose primary side is connected between the AC power source and each of the power conversion devices, a rectifying circuit connected to the secondary side of the insulating transformer, a positive output line and a negative output line in the rectifying circuit. And a positive side and negative side capacitors connected in series with each other, and a series connection point between the positive side and negative side capacitors is connected to a grounded common AC input line in front of each power converter. Connection means for connecting, a positive side switching element having one end connected to the positive side output line, and one end connected to the negative side output line, and has an on / off characteristic opposite to that of the positive side switching element. A negative side switching element having, a coupling capacitor arranged between each of the other ends of the positive side and negative side switching elements and the ground, a detection signal of the leakage current is amplified, and the obtained amplified signal is the positive side. And an element control means for giving a control input to the negative side switching element.
【0025】また、請求項2に対応する発明は、請求項
1に対応する電力変換システムにおいて、前記接続手段
と前記交流入力ラインとの接続点よりも前記交流電源側
に配置され、前記漏洩電流を等価的に検出する共通の漏
洩電流検出器を備えた電力変換システムである。According to a second aspect of the present invention, in the power conversion system according to the first aspect, the leakage current is arranged closer to the AC power source than a connection point between the connecting means and the AC input line. Is a power conversion system equipped with a common leak current detector that equivalently detects
【0026】さらに、請求項3に対応する発明は、請求
項1又は請求項2に対応する電力変換システムにおい
て、前記交流電源としては、複数相を有し、前記複数相
のうちの一相がアースされた電力変換システムである。Further, the invention according to claim 3 is the power conversion system according to claim 1 or 2, wherein the AC power source has a plurality of phases, and one of the plurality of phases is one of the plurality of phases. It is a grounded power conversion system.
【0027】また、請求項4に対応する発明は、請求項
1乃至請求項3のいずれか1項に対応する電力変換シス
テムにおいて、前記正側及び負側スイッチング素子とし
ては、それぞれ複数のスイッチング素子が電気的に並列
に接続されてなる電力変換システムである。The invention according to claim 4 is the power conversion system according to any one of claims 1 to 3, wherein each of the positive side and negative side switching elements is a plurality of switching elements. Is a power conversion system that is electrically connected in parallel.
【0028】さらに、請求項5に対応する発明は、中性
点がアースされたY結線の交流電源と、前記交流電源か
ら供給される交流電力を任意の周波数の交流電力に変換
して個別に電動機を可変速駆動するための電力変換装置
と、前記交流電源の電源ラインから漏洩電流を検出して
ノイズ補償電流を流すノイズ低減装置とを備えた電力変
換システムであって、前記ノイズ低減装置としては、前
記交流電源と前記電力変換装置との間に一次側が接続さ
れた絶縁トランスと、前記絶縁トランスの二次側に接続
された整流回路と、前記整流回路における正側出力ライ
ンと負側出力ラインとの間に直列に接続された正側及び
負側のコンデンサと、前記電力変換装置前段の交流入力
ラインに一端が個別に接続され、他端が互いに中性点に
接続されたY結線用コンデンサと、前記Y結線用コンデ
ンサの中性点を前記正側及び負側のコンデンサの間の直
列接続点に接続するための接続手段と、前記正側出力ラ
インに一端が接続された正側スイッチング素子と、前記
負側出力ラインに一端が接続され、前記正側スイッチン
グ素子とは逆のオン・オフ特性を有する負側スイッチン
グ素子と、前記正側及び負側スイッチング素子の各他端
とアースとの間に配置された結合コンデンサと、前記漏
洩電流の検出信号を増幅し、得られる増幅信号を前記正
側及び負側スイッチング素子の制御入力に与える素子制
御手段とを備えた電力変換システムである。Further, in the invention corresponding to claim 5, the AC power supply of the Y connection in which the neutral point is grounded, and the AC power supplied from the AC power supply are converted into AC power of an arbitrary frequency and individually. What is claimed is: 1. A power conversion system comprising: a power conversion device for driving an electric motor at a variable speed; and a noise reduction device that detects a leakage current from a power supply line of the AC power supply and causes a noise compensation current to flow, the noise reduction device being Is an insulating transformer whose primary side is connected between the AC power supply and the power converter, a rectifying circuit connected to the secondary side of the insulating transformer, a positive output line and a negative output of the rectifying circuit. A positive and negative side capacitors connected in series with the line, and a Y connection in which one end is individually connected to the AC input line in the preceding stage of the power converter and the other ends are connected to a neutral point. A capacitor, connecting means for connecting a neutral point of the Y-connection capacitor to a series connection point between the positive side and negative side capacitors, and positive side switching having one end connected to the positive side output line. An element, a negative side switching element having one end connected to the negative side output line and having an on / off characteristic opposite to that of the positive side switching element, each other end of the positive side and negative side switching elements, and a ground. Is a power conversion system including a coupling capacitor disposed between the two, and an element control unit that amplifies the detection signal of the leakage current and applies the obtained amplified signal to the control inputs of the positive side and negative side switching elements. .
【0029】また、請求項6に対応する発明は、請求項
5に対応する電力変換システムにおいて、前記Y結線用
コンデンサと前記交流入力ラインとの接続点よりも前記
交流電源側に配置され、前記漏洩電流を等価的に検出
し、得られる検出信号を前記素子制御手段に与える漏洩
電流検出器を備えた電力変換システムである。According to a sixth aspect of the present invention, in the power conversion system according to the fifth aspect, the power conversion system is arranged closer to the AC power source side than a connection point between the Y connection capacitor and the AC input line. The power conversion system includes a leakage current detector that equivalently detects a leakage current and applies the obtained detection signal to the element control means.
【0030】さらに、請求項7に対応する発明は、請求
項5又は請求項6に対応する電力変換システムにおい
て、前記交流電源としては、複数相がY結線されてお
り、前記Y結線の中性点がアースされた電力変換システ
ムである。Further, the invention according to claim 7 is the power conversion system according to claim 5 or 6, wherein a plurality of phases of the AC power source are Y-connected, and the neutrality of the Y connection is neutral. It is a power conversion system whose points are grounded.
【0031】また、請求項8に対応された発明は、請求
項5乃至請求項7のいずれか1項に対応する電力変換シ
ステムにおいて、前記正側及び負側スイッチング素子と
しては、それぞれ複数のスイッチング素子が電気的に並
列に接続されてなる電力変換システムである。The invention according to claim 8 is the power conversion system according to any one of claims 5 to 7, wherein each of the positive side and negative side switching elements has a plurality of switching elements. A power conversion system in which elements are electrically connected in parallel.
【0032】(作用)従って、請求項1に対応する発明
は以上のような手段を講じたことにより、絶縁トランス
による交流電圧の抽出と、ノイズ低減装置によるノイズ
補償電流の流入/流出とを共通の交流入力ラインに対し
て行なうことにより、ノイズ低減装置の接続箇所を各電
力変換装置内から排除してその前段に集中させるので、
ノイズ低減装置の共通化を実現することができる。この
ため、複数の電力変換装置を並列接続させるときでも、
駆動に伴うノイズを共通のノイズ低減装置により低減で
き、もって、容易に小型化を図ることができる。(Operation) Therefore, in the invention corresponding to claim 1, by taking the above means, the extraction of the AC voltage by the insulating transformer and the inflow / outflow of the noise compensation current by the noise reduction device are common. By connecting to the AC input line, the connection points of the noise reduction device are eliminated from each power conversion device and concentrated in the preceding stage.
A common noise reduction device can be realized. Therefore, even when connecting a plurality of power conversion devices in parallel,
The noise associated with driving can be reduced by the common noise reduction device, so that the size can be easily reduced.
【0033】また、整流回路の正側出力ライン及び負側
出力ラインには、整流された直流電圧が印加されるが、
この直流電圧は正側及び負側のコンデンサにより中間の
直列接続点をアース電位に固定されて分圧されている。
よって、正側出力ラインはアース電位に対して常に正の
一定電圧を供給でき、負側出力ラインはアース電位に対
して常に負の一定電圧を供給できる。すなわち、対アー
ス電圧を常に一定に保持できるので、ノイズ補償電流の
制御性を向上させることができる。The rectified DC voltage is applied to the positive and negative output lines of the rectifier circuit.
This DC voltage is divided by the capacitors on the positive side and the negative side, with the intermediate series connection point fixed to the ground potential.
Therefore, the positive output line can always supply a positive constant voltage to the ground potential, and the negative output line can always supply a negative constant voltage to the ground potential. That is, since the voltage to earth can be always kept constant, the controllability of the noise compensation current can be improved.
【0034】また、素子制御手段により、正側及び負側
スイッチング素子がオン・オフ制御されると、ノイズ補
償電流がアースされた交流入力ラインに対し、結合コン
デンサ、正側スイッチング素子、正側出力ライン及び正
側のコンデンサを通り、あるいは結合コンデンサ、負側
スイッチング素子、負側出力ライン及び負側のコンデン
サを通って流れるので、ノイズ電流としての漏洩電流を
打消すことができ、容易且つ確実にノイズを低減させる
ことができる。When the positive and negative side switching elements are turned on and off by the element control means, the coupling capacitor, the positive side switching element and the positive side output are connected to the AC input line where the noise compensating current is grounded. Since it flows through the line and the positive side capacitor, or through the coupling capacitor, the negative side switching element, the negative side output line and the negative side capacitor, it is possible to cancel the leakage current as noise current, and easily and reliably. Noise can be reduced.
【0035】また、請求項2に対応する発明は、漏洩電
流検出器が、接続手段と交流入力ラインとの接続点より
も交流電源側に配置されたことにより、請求項1に対応
する作用に加え、接続点におけるノイズ補償電流の流入
又は流出とは無関係に漏洩電流を検出することができる
ので、動作の確実性を向上させることができる。The invention according to claim 2 is characterized in that the leakage current detector is arranged closer to the AC power source than the connection point between the connecting means and the AC input line. In addition, since the leakage current can be detected regardless of the inflow or outflow of the noise compensation current at the connection point, the reliability of operation can be improved.
【0036】さらに、請求項3に対応する発明は、交流
電源としては、複数相を有し、複数相のうちの一相がア
ースされたものであるので、請求項1又は請求項2に対
応する作用と同様の作用を奏することができる。Further, the invention according to claim 3 is one in which the alternating-current power supply has a plurality of phases, and one of the plurality of phases is grounded. Therefore, the invention according to claim 1 or 2 It is possible to achieve the same action as the action.
【0037】また、請求項4に対応する発明は、正側及
び負側スイッチング素子としては、それぞれ複数のスイ
ッチング素子が電気的に並列に接続されてなるために大
きな電流容量を有するので、請求項1乃至請求項3のい
ずれかに対応する作用に加え、漏洩電流が大きな値を持
っていても、それを打消すノイズ補償電流を流すことが
できる。The invention according to claim 4 has a large current capacity because a plurality of switching elements are electrically connected in parallel as the positive-side and negative-side switching elements, respectively. In addition to the action corresponding to any one of claims 1 to 3, even if the leakage current has a large value, a noise compensation current that cancels it can be made to flow.
【0038】さらに、請求項5に対応する発明は、Y結
線の交流電源の場合であっても、三相交流入力ラインに
Y結線用コンデンサを設け、Y結線用コンデンサの中性
点を仮想アース点としてノイズ低減装置の正側及び負側
のコンデンサの直列接続点に接続することにより、請求
項1に対応する作用と同様に、対仮想アース電圧(仮想
アース点の電位に対する電圧)を常に一定に保持でき、
ノイズ低減装置の接続箇所を各電力変換装置の前段に集
中できるので、複数の電力変換装置を並列接続させると
きでも、駆動に伴うノイズを共通のノイズ低減装置によ
り低減でき、もって、容易に小型化を図ることができ
る。Further, in the invention corresponding to claim 5, even in the case of the AC power source of the Y connection, the Y connection capacitor is provided in the three-phase AC input line, and the neutral point of the Y connection capacitor is set to the virtual ground. By connecting the positive and negative capacitors of the noise reducing device in series as points, the voltage to the virtual ground (the voltage with respect to the potential at the virtual ground point) is always constant as in the case of the operation corresponding to claim 1. Can be held in
Since the connection points of the noise reduction device can be concentrated in the previous stage of each power conversion device, even when multiple power conversion devices are connected in parallel, the noise due to driving can be reduced by the common noise reduction device, which makes it easy to downsize. Can be achieved.
【0039】また同様に、対仮想アース電圧の一定の保
持により、ノイズ補償電流の制御性を向上させることが
できる。さらに、素子制御手段による正側及び負側スイ
ッチング素子のオン・オフ制御により、ノイズ補償電流
がY結線用コンデンサの中性点を介して交流入力ライン
に対し、前述同様の経路で流れるので、ノイズ電流とし
ての漏洩電流を打消すことができ、容易且つ確実にノイ
ズを低減させることができる。Similarly, the controllability of the noise compensation current can be improved by keeping the voltage to the virtual ground constant. Further, the ON / OFF control of the positive-side and negative-side switching elements by the element control means causes the noise compensating current to flow through the neutral point of the Y-connection capacitor to the AC input line in the same path as described above. It is possible to cancel the leakage current as a current and easily and surely reduce noise.
【0040】また、請求項6に対応する発明は、漏洩電
流検出器が、Y結線用コンデンサと交流入力ラインとの
接続点よりも交流電源側に配置されたことにより、請求
項5に対応する作用に加え、接続点におけるノイズ補償
電流の流入又は流出とは無関係に漏洩電流を検出するこ
とができるので、動作の確実性を向上させることができ
る。The invention according to claim 6 corresponds to claim 5, in which the leakage current detector is arranged closer to the AC power source than the connection point between the Y connection capacitor and the AC input line. In addition to the function, the leakage current can be detected regardless of the inflow or outflow of the noise compensation current at the connection point, so that the reliability of the operation can be improved.
【0041】さらに、請求項7に対応する発明は、交流
電源としては、複数相がY結線されており、Y結線の中
性点がアースされたものであるので、請求項5又は請求
項6に対応する作用と同様の作用を奏することができ
る。Furthermore, in the invention corresponding to claim 7, as the AC power source, a plurality of phases are Y-connected and the neutral point of the Y-connection is grounded. It is possible to achieve the same action as the action corresponding to.
【0042】また、請求項8に対応する発明は、正側及
び負側スイッチング素子としては、それぞれ複数のスイ
ッチング素子が電気的に並列に接続されてなるために大
きな電流容量を有するので、請求項5乃至請求項7のい
ずれかに対応する作用に加え、漏洩電流が大きな値を持
っていても、それを打消すノイズ補償電流を流すことが
できる。The invention according to claim 8 has a large current capacity because a plurality of switching elements are electrically connected in parallel as the positive side switching element and the negative side switching element. In addition to the action corresponding to any one of claims 5 to 7, even if the leakage current has a large value, a noise compensation current that cancels it can be passed.
【0043】[0043]
【発明の実施の形態】以下、本発明の各実施形態につい
て図面を参照しながら説明する。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【0044】(第1の実施形態)図1は本発明の第1の
実施形態に係る電力変換システムの適用された電動機の
駆動系の構成を示す回路図であり、図9と同一部分には
同一符号を付してその詳しい説明を省略し、ここでは異
なる部分について主に述べる。なお、以下の実施形態も
同様にして重複した説明を省略する。(First Embodiment) FIG. 1 is a circuit diagram showing a configuration of a drive system of an electric motor to which a power conversion system according to a first embodiment of the present invention is applied. The same reference numerals are given and detailed description thereof is omitted, and here, different parts will be mainly described. In the following embodiments as well, duplicated description will be omitted.
【0045】すなわち、本実施形態は、ノイズ補償電流
の制御性の向上を図るものであり、具体的には、従来の
ノイズ低減回路6を改良したノイズ低減回路8を設け、
ノイズ低減回路8としては、各トランジスタTr1,T
r2の各コレクタとアースとの間に電位差を作るための
絶縁トランス9並びに整流回路10と、各トランジスタ
Tr1,Tr2のオン・オフに応じてノイズ補償電流i
を全波整流回路2の入力アース端子に対して流出又は流
入させるためのコンデンサCp,Cnとを備えている。That is, this embodiment is intended to improve the controllability of the noise compensation current. Specifically, a noise reduction circuit 8 which is an improvement of the conventional noise reduction circuit 6 is provided.
The noise reduction circuit 8 includes transistors Tr1 and T1.
Insulation transformer 9 and rectifier circuit 10 for creating a potential difference between each collector of r2 and ground, and noise compensation current i depending on ON / OFF of each of transistors Tr1 and Tr2.
Is provided with capacitors Cp and Cn for flowing in or out of the input ground terminal of the full-wave rectifier circuit 2.
【0046】ここで、絶縁トランス9は、漏洩電流検出
器5を通った電源ラインに一次側が接続され、二次側が
整流回路10に接続されている。Here, the insulation transformer 9 has a primary side connected to the power supply line passing through the leakage current detector 5, and a secondary side connected to the rectifying circuit 10.
【0047】整流回路10は、絶縁トランス9の二次側
の出力交流電圧を全波整流して直流電圧を正側出力ライ
ンP1及び負側出力ラインN1の間にて、npn型トラ
ンジスタTr1及びpnp型トランジスタTr2に供給
する電源機能を有しており、具体的には、正側出力ライ
ンP1がコンデンサCpの一端及びnpn型トランジス
タTr1のコレクタに接続され、負側出力ラインN1が
コンデンサCnの一端及びpnp型トランジスタTr2
のコレクタに接続されている。The rectifier circuit 10 full-wave rectifies the output AC voltage on the secondary side of the insulation transformer 9 to direct the DC voltage between the positive side output line P1 and the negative side output line N1, and the npn type transistors Tr1 and pnp. Has a power supply function of supplying to the transistor Tr2. Specifically, the positive output line P1 is connected to one end of the capacitor Cp and the collector of the npn transistor Tr1, and the negative output line N1 is one end of the capacitor Cn. And pnp type transistor Tr2
Connected to the collector.
【0048】詳しくは、整流回路10の正側出力ライン
P1は、互いに同容量のコンデンサCp,Cnを直列に
介して負側出力ラインN1に接続されている。また、コ
ンデンサCp,Cnの間の直列接続点(中性点)11
は、全波整流回路2の入力アース端子に接続されてい
る。More specifically, the positive output line P1 of the rectifier circuit 10 is connected to the negative output line N1 via series-connected capacitors Cp and Cn having the same capacitance. In addition, a series connection point (neutral point) 11 between the capacitors Cp and Cn
Is connected to the input ground terminal of the full-wave rectifier circuit 2.
【0049】次に、以上のような電力変換システムにお
けるノイズ低減の動作を説明する。Next, a noise reduction operation in the above power conversion system will be described.
【0050】いま、絶縁トランス9により共通の交流入
力ラインから抽出され、整流回路10により全波整流さ
れてなる直流電圧が、正側出力ラインP1及び負側出力
ラインN1に印加される。この直流電圧は、2つのコン
デンサCp,Cnにより中間の直列接続点11をアース
電位に固定されて分圧されている。Now, the DC voltage extracted from the common AC input line by the insulating transformer 9 and full-wave rectified by the rectifying circuit 10 is applied to the positive output line P1 and the negative output line N1. This DC voltage is divided by the two capacitors Cp and Cn with the intermediate series connection point 11 fixed to the ground potential.
【0051】このため、正側出力ラインP1は、アース
電位に対して常に正の一定電圧を供給できる。また、負
側出力ラインN1は、アース電位に対して常に負の一定
電圧を供給できる。よって、ノイズ補償電流iを常に制
御することができる。Therefore, the positive output line P1 can always supply a constant positive voltage with respect to the ground potential. The negative output line N1 can always supply a constant negative voltage with respect to the ground potential. Therefore, the noise compensation current i can always be controlled.
【0052】具体的には、このノイズ低減回路8におい
ては、各トランジスタTr1,Tr2が増幅器7から出
力信号をベースに受けると、互いに逆にオン・オフ動作
し、正側出力ラインP1又は負側出力ラインN1を結合
コンデンサC1を介してアースに接続する。Specifically, in the noise reduction circuit 8, when each of the transistors Tr1 and Tr2 receives an output signal from the amplifier 7 at its base, the transistors Tr1 and Tr2 turn on / off in reverse, and the positive side output line P1 or the negative side. The output line N1 is connected to ground via a coupling capacitor C1.
【0053】例えば、漏洩電流I1が電動機4から交流
電源1のアースラインに流入する場合、ノイズ低減装置
は、pnp型トランジスタTr2のみをオンさせる。For example, when the leakage current I1 flows from the electric motor 4 into the earth line of the AC power source 1, the noise reduction device turns on only the pnp type transistor Tr2.
【0054】これにより、ノイズ補償電流iは、結合コ
ンデンサC1、pnp型トランジスタTr2、負側出力
ラインN1及びコンデンサCnを通り、全波整流回路2
の入力アース端子に流入する。As a result, the noise compensating current i passes through the coupling capacitor C1, the pnp type transistor Tr2, the negative side output line N1 and the capacitor Cn and passes through the full-wave rectification circuit 2.
Flows into the input ground terminal of.
【0055】よって、このノイズ補償電流iにより、交
流電源1のアース端子に流入する漏洩電流I1が打消さ
れる。Therefore, the noise compensation current i cancels the leakage current I1 flowing into the ground terminal of the AC power supply 1.
【0056】また、交流電流1のアースラインから電動
機4へ漏洩電流I1が流出する場合、ノイズ低減装置
は、npn型トランジスタTr1のみをオンさせる。When the leakage current I1 flows from the earth line of the alternating current 1 to the electric motor 4, the noise reduction device turns on only the npn type transistor Tr1.
【0057】これにより、ノイズ補償電流iは、全波整
流回路2の入力アース端子からコンデンサCp、正側出
力ラインP1、npn型トランジスタTr1及び結合コ
ンデンサC1を通ってアースラインに流出する。As a result, the noise compensating current i flows from the input ground terminal of the full-wave rectifier circuit 2 to the ground line through the capacitor Cp, the positive output line P1, the npn-type transistor Tr1 and the coupling capacitor C1.
【0058】よって、このノイズ補償電流iにより、交
流電源1のアースラインから電動機4に流出する漏洩電
流I1が打消される。Therefore, the noise compensating current i cancels the leakage current I1 flowing from the earth line of the AC power source 1 to the electric motor 4.
【0059】上述したように本実施形態によれば、絶縁
トランス9による交流電圧の抽出と、ノイズ低減装置に
よるノイズ補償電流iの流入/流出とを共通の交流入力
ラインに対して行なうことにより、ノイズ低減装置の接
続箇所を各電力変換装置内から排除してその前段に集中
させるので、ノイズ低減装置の共通化を実現することが
できる。このため、複数の電力変換装置を並列接続させ
るときでも、駆動に伴うノイズを共通のノイズ低減装置
により低減でき、もって、容易に小型化を図ることがで
きる。As described above, according to the present embodiment, the isolation transformer 9 extracts the AC voltage and the noise reduction device performs the inflow / outflow of the noise compensation current i to the common AC input line. Since the connection part of the noise reduction device is eliminated from each power conversion device and concentrated in the preceding stage, the noise reduction device can be shared. For this reason, even when a plurality of power conversion devices are connected in parallel, the noise associated with driving can be reduced by the common noise reduction device, and the size can be easily reduced.
【0060】また、絶縁トランス9を介するため、イン
バータ装置3に印加する電圧、容量とは無関係に自由な
電圧に設定することができる。そのため、一般に市販さ
れているnpn型トランジスタやpnp型トランジスタ
のような電流制御用素子を使用して構成することができ
る。よって、構成が簡単で小形、安価、高速制御可能な
ノイズ低減装置を実現することができる。Further, since the insulating transformer 9 is used, it is possible to set a free voltage regardless of the voltage and capacity applied to the inverter device 3. Therefore, a current control element such as a commercially available npn-type transistor or pnp-type transistor can be used for the configuration. Therefore, it is possible to realize a noise reduction device having a simple configuration, a small size, a low cost, and high-speed control.
【0061】また、正側出力ラインP1及び負側出力ラ
インN1に印加される直流電圧がコンデンサCp,Cn
により直列接続点11をアース電位に固定されて分圧さ
れる。このため、正側出力ラインP1がアース電位に対
して常に正の一定電圧を供給でき、負側出力ラインN1
がアース電位に対して常に負の一定電圧を供給できる。
このように、対アース電圧を常に一定に保持できるの
で、ノイズ補償電流の制御性を向上させることができ
る。The DC voltage applied to the positive side output line P1 and the negative side output line N1 is the capacitors Cp and Cn.
Thus, the series connection point 11 is fixed to the ground potential and divided. Therefore, the positive output line P1 can always supply a constant positive voltage to the ground potential, and the negative output line N1 can be supplied.
Can always supply a constant negative voltage with respect to the ground potential.
In this way, since the voltage to earth can be kept constant at all times, the controllability of the noise compensation current can be improved.
【0062】また、増幅器7により、各トランジスタT
r1,Tr2がオン・オフ制御されると、ノイズ補償電
流iが全波整流回路2の入力アース端子と大地との間で
ノイズ低減回路8を通って流れるので、ノイズ電流とし
ての漏洩電流I1を打消すことができ、容易且つ確実に
ノイズを低減させることができる。Further, the amplifier 7 allows each transistor T
When r1 and Tr2 are on / off controlled, the noise compensation current i flows through the noise reduction circuit 8 between the input ground terminal of the full-wave rectification circuit 2 and the ground, so that the leakage current I1 as the noise current It can be canceled, and noise can be reduced easily and surely.
【0063】さらに、漏洩電流I1を打消すノイズ補償
電流iを漏洩電流検出器5よりも全波整流回路2側で流
入又は流出させることにより、漏洩電流検出器5による
漏洩電流I1の検出を妨げないようにしている。Further, the noise compensation current i for canceling the leakage current I1 is caused to flow in or out on the full-wave rectification circuit 2 side of the leakage current detector 5 to prevent the leakage current detector 5 from detecting the leakage current I1. I try not to.
【0064】換言すると、漏洩電流検出器5が、直列接
続点11に対する全波整流回路2の交流入力ラインにお
ける接続点よりも交流電源1側に配置されたことによ
り、全波整流回路2の交流入力ラインにおけるノイズ補
償電流iの流入又は流出とは無関係に漏洩電流を検出す
ることができるので、動作の確実性を向上させることが
できる。In other words, since the leakage current detector 5 is arranged closer to the AC power supply 1 than the connection point of the AC input line of the full-wave rectification circuit 2 to the series connection point 11, the AC of the full-wave rectification circuit 2 is changed. Since the leak current can be detected regardless of the inflow or outflow of the noise compensation current i in the input line, the reliability of the operation can be improved.
【0065】(第2の実施形態)図2は本発明の第2の
実施形態に係る電力変換システムの適用された電動機の
駆動系の構成を示す回路図である。(Second Embodiment) FIG. 2 is a circuit diagram showing a configuration of a drive system of an electric motor to which a power conversion system according to a second embodiment of the present invention is applied.
【0066】本実施形態は、第1の実施形態の変形形態
であり、大きい値の漏洩電流I1をも補償するため、大
きい値のノイズ補償電流iの制御を図るものであり、具
体的には、ノイズ低減回路8aが、npn型トランジス
タTr1及びpnp型トランジスタTr2からなる直列
回路の数を増加し、これら直列回路を互いに電気的に並
列に接続した構成となっている。なお、直列回路の並列
数は、漏洩電流の大きさに比例して適宜、設定可能であ
る。The present embodiment is a modification of the first embodiment, and aims to control a large value of the noise compensation current i in order to compensate for a large value of the leakage current I1. The noise reduction circuit 8a has a configuration in which the number of series circuits including the npn-type transistor Tr1 and the pnp-type transistor Tr2 is increased, and these series circuits are electrically connected in parallel with each other. The parallel number of the series circuit can be set appropriately in proportion to the magnitude of the leakage current.
【0067】以上のような構成により、複数のnpn型
トランジスタTr1の並列回路及び複数のpnp型トラ
ンジスタTr2の並列回路としては大きな電流容量を有
するので、漏洩電流I1が大きな値を持っていても、そ
れを打消すノイズ補償電流iを流すことができる。With the above configuration, the parallel circuit of the plurality of npn type transistors Tr1 and the parallel circuit of the plurality of pnp type transistors Tr2 have a large current capacity, so that even if the leakage current I1 has a large value, A noise compensation current i that cancels it can be passed.
【0068】なお、各トランジスタTr1,Tr2に流
せる電流は、各Tr1,Tr2の定格電流で制限され
る。但し、このような高周波制御が可能なトランジスタ
の如き、電流制御用素子は、一般には電圧の低いかつ容
量の小さなものしか存在しない。仮に、高電圧大容量の
電流制御用素子を製造しても用途が限られるため、コス
トの高騰を招いてしまう。The current that can flow in each of the transistors Tr1 and Tr2 is limited by the rated current of each of Tr1 and Tr2. However, current controlling elements such as transistors capable of high frequency control generally have only low voltage and small capacitance. Even if a high-voltage, large-capacity current control element is manufactured, its use is limited, resulting in an increase in cost.
【0069】しかしながら本実施形態では、絶縁トラン
スを用いて任意に電圧を設定できるため、電圧とは無関
係に、電流容量を増大させるように各トランジスタTr
1,Tr2を並列にすることができる。However, in this embodiment, since the voltage can be set arbitrarily by using the insulation transformer, each transistor Tr is increased so as to increase the current capacity regardless of the voltage.
1 and Tr2 can be arranged in parallel.
【0070】(第3の実施形態)次に、以上のような本
発明に係る電力変換システムをY結線の交流電源に適用
した場合について技術背景から説明する。(Third Embodiment) Next, a case where the power conversion system according to the present invention as described above is applied to an AC power source having a Y connection will be described from the technical background.
【0071】通常、第1の実施形態を単純にY結線の交
流電源にも適用したいとしても、Y結線で中性点アース
の交流電源の場合、アースラインを有する電源ラインが
無いため、ノイズを打消すためのノイズ補償電流iを流
せない問題がある。一方、電源アースの漏洩電流を中性
点に返して補償するには、3相4線式電源配線とする必
要がある。そのため、4線式の配線あるいはNFBを用
いることからシステムが高価となる問題がある。Usually, even if it is desired to simply apply the first embodiment to an AC power supply with a Y connection, in the case of an AC power supply with a neutral earth grounding with a Y connection, there is no power supply line having a ground line, so noise is generated. There is a problem that the noise compensating current i for canceling cannot be applied. On the other hand, in order to return the leakage current of the power supply ground to the neutral point and compensate it, it is necessary to use the three-phase four-wire power supply wiring. Therefore, there is a problem that the system becomes expensive because the 4-wire wiring or the NFB is used.
【0072】本実施形態は、係る問題を解決する観点を
含んでなされたものである。このため、始めに、インバ
ータ装置と電動機との組が1つの場合という単純な構成
について図面を用いて説明し、続いて、この説明を複数
のインバータ装置等の組において適用させる。The present embodiment is made to include the viewpoint of solving such a problem. Therefore, first, a simple configuration in which there is one set of an inverter device and an electric motor will be described with reference to the drawings, and subsequently, this description will be applied to a set of a plurality of inverter devices and the like.
【0073】図3は本発明の第3の実施形態に係る電力
変換システムの適用された電動機の駆動系の構成を示す
回路図である。本実施形態は、図示するように、交流電
源1に代えて、アースされた中性点12をもつY結線の
交流電源1aと、漏洩電流検出器5と全波整流回路2と
の間の三相交流入力ラインに一端が個別に接続され、他
端が互いに中性点Piに接続されたY結線の3つのコン
デンサC2〜C4とを備えている。なお、コンデンサC
2〜C4の中性点Piは、ノイズ低減回路のコンデンサ
Cp,Cnの直列接続点11に接続されている。FIG. 3 is a circuit diagram showing a structure of a drive system of an electric motor to which a power conversion system according to a third embodiment of the present invention is applied. In the present embodiment, as shown in the figure, instead of the AC power supply 1, a Y-connection AC power supply 1a having a grounded neutral point 12, a leakage current detector 5, and a full-wave rectification circuit 2 are provided. It is provided with three capacitors C2 to C4 of Y connection, one end of which is individually connected to the phase AC input line and the other end of which is connected to the neutral point Pi. The capacitor C
The neutral point Pi of 2 to C4 is connected to the series connection point 11 of the capacitors Cp and Cn of the noise reduction circuit.
【0074】以上のような構成によれば、Y結線された
交流電源1aに対し、等価的にY結線された3つのコン
デンサC2〜C4を設け、このコンデンサC2〜C4が
三相交流入力ラインに接続されている。ここで、Y結線
の交流電源1aのアース接続点である中性点12に対
し、Y結線のコンデンサC2〜C4の中性点Piを仮想
アース点として、対応付けている。According to the above configuration, the three Y-connected capacitors C2 to C4 are equivalently provided for the Y-connected AC power supply 1a, and the capacitors C2 to C4 are connected to the three-phase AC input line. It is connected. Here, the neutral point Pi, which is the ground connection point of the AC power source 1a of the Y connection, is associated with the neutral point Pi of the capacitors C2 to C4 of the Y connection as a virtual ground point.
【0075】この仮想アース点に対し、ノイズ低減回路
8bのコンデンサCp,Cnの直列接続点11が接続さ
れる。このため、整流回路10の正側出力ラインP1及
び負側出力ラインN1は、全波整流された直流電圧が印
加されるが、この直流電圧は2つのコンデンサCp,C
nにより中間の直列接続点11を仮想アース点(中性点
Pi)の電位に固定されて分圧される。The series connection point 11 of the capacitors Cp and Cn of the noise reduction circuit 8b is connected to this virtual ground point. Therefore, the positive side output line P1 and the negative side output line N1 of the rectifier circuit 10 are applied with the full-wave rectified direct current voltage, and the direct current voltage is applied to the two capacitors Cp, C.
The intermediate series connection point 11 is fixed to the potential of the virtual earth point (neutral point Pi) by n, and the voltage is divided.
【0076】よって、前述同様に、正側出力ラインP1
は、仮想アース点の電位に対して常に正の一定電圧を供
給できる。また、負側出力ラインN1は、仮想アース点
の電位に対して常に負の一定電圧を供給できる。よっ
て、ノイズ補償電流iを常に制御することができる。Therefore, as described above, the positive output line P1
Can always supply a positive constant voltage with respect to the potential of the virtual ground point. The negative output line N1 can always supply a constant negative voltage with respect to the potential of the virtual ground point. Therefore, the noise compensation current i can always be controlled.
【0077】具体的には、ノイズ補償電流iは、トラン
ジスタTr1,Tr2のオン/オフに応じ、前述同様
に、ノイズ低減回路8bのコンデンサCp,Cnの直列
接続点11を通り、Y結線の3つのコンデンサC2〜C
4の中性点Piを介して交流入力ラインに流入又は流出
される。よって同様に、漏洩電流I1を打消すことがで
きる。Specifically, the noise compensating current i passes through the series connection point 11 of the capacitors Cp and Cn of the noise reduction circuit 8b in accordance with ON / OFF of the transistors Tr1 and Tr2, and is connected to the Y connection 3 as described above. Two capacitors C2-C
4 flows into or out of the AC input line via the neutral point Pi. Therefore, similarly, the leakage current I1 can be canceled.
【0078】上述したように第3の実施形態によれば、
Y結線の交流電源1aの場合であっても、三相交流入力
ラインにY結線された3つのコンデンサC2〜C4を設
け、コンデンサC2〜C4の中性点Piを仮想アース点
としてノイズ低減回路8bのコンデンサCp,Cnの直
列接続点11に接続することにより、第1の実施形態と
同様の作用効果を得ることができる。As described above, according to the third embodiment,
Even in the case of the Y-connected AC power supply 1a, the Y-connected three capacitors C2 to C4 are provided in the three-phase AC input line, and the noise reduction circuit 8b uses the neutral point Pi of the capacitors C2 to C4 as a virtual ground point. By connecting the capacitors Cp and Cn to the serial connection point 11, the same effect as that of the first embodiment can be obtained.
【0079】なお、本実施形態は、図4に示すように、
前述同様に両トランジスタTr1,Tr2の直列回路の
数を増加して互いに並列接続した構成に変形しても、前
述同様に、大きい値のノイズ補償電流iを制御すること
ができる。またさらに、図5及び図6に示すように、複
数のインバータ装置を並列接続した構成に変形しても、
前述同様に、共通のノイズ低減装置による小型化を図る
ことができる。In this embodiment, as shown in FIG.
Even if the number of series circuits of both the transistors Tr1 and Tr2 is increased in the same manner as described above and the configuration is modified such that they are connected in parallel with each other, a large value of the noise compensation current i can be controlled as described above. Furthermore, as shown in FIG. 5 and FIG. 6, even if it is modified to a configuration in which a plurality of inverter devices are connected in parallel,
Similar to the above, size reduction can be achieved by a common noise reduction device.
【0080】(第4の実施形態)図7は本発明の第4の
実施形態に係る電力変換システムの適用された電動機の
駆動系の構成を示す回路図である。本実施形態は、第3
の実施形態の変形形態であり、前述した第3の実施形態
の考え方を、電源ラインに接続されないアースを持つ全
ての交流電源へ適用させる場合の一例を示すものであ
る。具体的には、交流電源1aに代えて、2相の中性点
13でアースされた3相Δ結線の交流電源1bと、漏洩
電流検出器5と全波整流回路2との間の三相交流入力ラ
インに接続され、交流電源1bと等価に結線されたΔ結
線の4つのコンデンサC5〜C8とを備えている。この
場合、コンデンサの中性点Paは、交流電源1bのアー
スと等価の配置にあるC5,C6間の接続点であり、前
述同様に、ノイズ低減回路8dのコンデンサCp,Cn
の直列接続点11に接続されている。(Fourth Embodiment) FIG. 7 is a circuit diagram showing the configuration of a drive system of an electric motor to which a power conversion system according to a fourth embodiment of the present invention is applied. This embodiment is the third
This is a modification of the above embodiment and shows an example in which the idea of the third embodiment described above is applied to all AC power supplies having a ground that is not connected to a power supply line. Specifically, instead of the AC power supply 1a, the AC power supply 1b of the three-phase Δ connection grounded at the neutral point 13 of the two phase, and the three-phase between the leakage current detector 5 and the full-wave rectification circuit 2 It is provided with four capacitors C5 to C8, which are connected to the AC input line and are equivalently connected to the AC power supply 1b and are in a Δ connection. In this case, the neutral point Pa of the capacitor is a connection point between C5 and C6 which is equivalent to the ground of the AC power supply 1b, and the capacitors Cp and Cn of the noise reduction circuit 8d are similar to the above.
Is connected to the serial connection point 11.
【0081】以上のような構成によれば、Δ結線された
4つの交流電源からなる交流電源1bに対し、等価的に
Δ結線された4つのコンデンサC5〜C8を設け、この
コンデンサC5〜C8が三相交流入力ラインに接続され
ている。ここで、Δ結線の交流電源1bのアース接続点
である2つの電源間の中性点13に対し、Δ結線のコン
デンサC5〜C8の中性点Paを仮想アース点として、
対応付けている。According to the above-mentioned structure, four capacitors C5 to C8, which are equivalently Δ-connected, are provided for the AC power supply 1b composed of the four AC-connected power supplies, and the capacitors C5 to C8 are connected to each other. It is connected to the three-phase AC input line. Here, with respect to the neutral point 13 between the two power sources, which is the ground connection point of the AC power supply 1b of Δ connection, the neutral point Pa of the capacitors C5 to C8 of Δ connection is set as a virtual ground point.
It corresponds.
【0082】この仮想アース点に対し、ノイズ低減回路
8dのコンデンサCp,Cnの直列接続点11が接続さ
れる。The series connection point 11 of the capacitors Cp and Cn of the noise reduction circuit 8d is connected to this virtual ground point.
【0083】従って、2相の中性点13でアースされた
3相Δ結線の交流電源1bの場合であっても、前述した
第3の実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
また、本実施形態における、(1)交流電源1bと等価
に結線された複数のコンデンサC5〜C8を設け、
(2)各コンデンサC5〜C8の中性点Pa(交流電源
1bのアース接続点に対応する仮想アース点)をノイズ
低減回路8dのコンデンサCp,Cnの直列接続点11
に接続する旨の方式は、第3又は第4の実施形態で述べ
た交流電源1a,1bに限らず、電源ラインに接続され
ないアースを持つ全ての交流電源へ適用させることがで
きる。Therefore, even in the case of the three-phase Δ-connection AC power supply 1b grounded at the two-phase neutral point 13, the same operational effect as that of the above-described third embodiment can be obtained.
Further, in the present embodiment, (1) a plurality of capacitors C5 to C8, which are connected equivalently to the AC power supply 1b, are provided,
(2) The neutral point Pa of each of the capacitors C5 to C8 (virtual ground point corresponding to the ground connection point of the AC power supply 1b) is connected to the series connection point 11 of the capacitors Cp and Cn of the noise reduction circuit 8d.
The method of connecting to is not limited to the AC power supplies 1a and 1b described in the third or fourth embodiment, but can be applied to any AC power supply having a ground that is not connected to the power supply line.
【0084】また、特に図示はしないが、図4の如きT
r1,Tr2の複数の直列回路を並列接続した構成、又
は図5に示す如き複数のインバータ装置3を並列接続し
た構成、あるいは図6の如き両者を備えた構成に変形し
ても、同様に実施して同様の効果を得ることができる。Although not shown in the figure, T as shown in FIG.
Even if a configuration in which a plurality of series circuits of r1 and Tr2 are connected in parallel, a configuration in which a plurality of inverter devices 3 as shown in FIG. 5 are connected in parallel, or a configuration including both as shown in FIG. Then, the same effect can be obtained.
【0085】(他の実施形態)なお、上記各実施形態
は、npn型トランジスタTr1及びpnp型トランジ
スタTr2をノイズ補償電流iの制御用素子として用い
た場合を説明したが、これに限らず、Tr1,Tr2に
代えて、同様の高耐圧、高周波、高電流増幅という動作
性能を満たす他の電流制御用素子を設けた構成として
も、本発明を同様に実施して同様の効果を得ることがで
きる。(Other Embodiments) In the above embodiments, the case where the npn-type transistor Tr1 and the pnp-type transistor Tr2 are used as elements for controlling the noise compensation current i has been described, but the present invention is not limited to this. , Tr2 may be replaced by another current control element satisfying the same high withstand voltage, high frequency, and high current amplification performance, and the same effects can be obtained by implementing the present invention in the same manner. .
【0086】その他、本発明はその要旨を逸脱しない範
囲で種々変形して実施できる。Besides, the present invention can be variously modified and implemented without departing from the scope of the invention.
【0087】[0087]
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、複
数の電力変換装置を並列接続させるときでも、駆動に伴
うノイズを共通のノイズ低減装置により低減でき、もっ
て、容易に小型化を図ることができる電力変換システム
を提供できる。As described above, according to the present invention, even when a plurality of power conversion devices are connected in parallel, the noise associated with driving can be reduced by the common noise reduction device, and the size can be easily reduced. It is possible to provide a power conversion system capable of performing the above.
【図1】本発明の第1の実施形態に係る電力変換システ
ムの適用された電動機の駆動系の構成を示す回路図FIG. 1 is a circuit diagram showing a configuration of a drive system of an electric motor to which a power conversion system according to a first embodiment of the present invention is applied.
【図2】本発明の第2の実施形態に係る電力変換システ
ムの適用された電動機の駆動系の構成を示す回路図FIG. 2 is a circuit diagram showing a configuration of a drive system of an electric motor to which a power conversion system according to a second embodiment of the present invention is applied.
【図3】本発明の第3の実施形態に係る電力変換システ
ムの適用された電動機の駆動系の構成を示す回路図FIG. 3 is a circuit diagram showing a configuration of a drive system of an electric motor to which a power conversion system according to a third embodiment of the present invention is applied.
【図4】同実施形態における変形構成を示す回路図FIG. 4 is a circuit diagram showing a modified configuration of the same embodiment.
【図5】同実施形態における変形構成を示す回路図FIG. 5 is a circuit diagram showing a modified configuration of the same embodiment.
【図6】同実施形態における変形構成を示す回路図FIG. 6 is a circuit diagram showing a modified configuration of the same embodiment.
【図7】本発明の第4の実施形態に係る電力変換システ
ムの適用された電動機の駆動系の構成を示す回路図FIG. 7 is a circuit diagram showing a configuration of a drive system of an electric motor to which a power conversion system according to a fourth embodiment of the present invention is applied.
【図8】従来の電力変換システムの適用された電動機の
駆動系の構成を示す回路図FIG. 8 is a circuit diagram showing a configuration of a drive system of an electric motor to which a conventional power conversion system is applied.
【図9】従来の電力変換システムの適用された電動機の
駆動系の構成を示す回路図FIG. 9 is a circuit diagram showing a configuration of a drive system of an electric motor to which a conventional power conversion system is applied.
1…交流電源 2…全波整流回路 3…インバータ装置 4…電動機 5…漏洩電流検出器 7…増幅器 8,8a,8b,8c,8d…ノイズ低減回路 9…絶縁トランス 10…整流回路 11…直列接続点 12,13,Pi,Pa…中性点 D1〜D6…ダイオード Q1〜Q6…スイッチング素子 C1…結合コンデンサ Cp,Cn,C2〜C8…コンデンサ Tr1…npn型トランジスタ Tr2…pnp型トランジスタ P…正側入力ライン N…負側入力ライン P1…正側出力ライン N1…負側出力ライン C…浮遊容量 I1…漏洩電流 i…ノイズ補償電流 1 ... AC power supply 2 ... Full wave rectifier circuit 3 ... Inverter device 4 ... electric motor 5 ... Leakage current detector 7 ... Amplifier 8, 8a, 8b, 8c, 8d ... Noise reduction circuit 9 ... Isolation transformer 10 ... Rectifier circuit 11 ... Series connection point 12, 13, Pi, Pa ... Neutral point D1 to D6 ... Diode Q1-Q6 ... Switching element C1 ... Coupling capacitor Cp, Cn, C2-C8 ... Capacitor Tr1 ... npn type transistor Tr2 ... pnp type transistor P ... Positive side input line N ... Negative side input line P1 ... Positive side output line N1 ... Negative output line C ... stray capacitance I1 ... Leakage current i ... Noise compensation current
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平9−266677(JP,A) 特開 平8−98536(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H02M 7/48 H02M 7/12 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) References JP-A-9-266677 (JP, A) JP-A 8-98536 (JP, A) (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) H02M 7/48 H02M 7/12
Claims (8)
給される交流電力を任意の周波数の交流電力に変換して
個別に電動機を可変速駆動するための複数の電力変換装
置と、前記交流電源の電源ラインから漏洩電流を検出し
てノイズ補償電流を流す共通のノイズ低減装置とを備え
た電力変換システムであって、 前記ノイズ低減装置は、 前記交流電源と前記各電力変換装置との間に一次側が接
続された絶縁トランスと、 前記絶縁トランスの二次側に接続された整流回路と、 前記整流回路における正側出力ラインと負側出力ライン
との間に直列に接続された正側及び負側のコンデンサ
と、 前記正側及び負側のコンデンサの間の直列接続点を前記
各電力変換装置前段のアースされた共通の交流入力ライ
ンに接続するための接続手段と、 前記正側出力ラインに一端が接続された正側スイッチン
グ素子と、 前記負側出力ラインに一端が接続され、前記正側スイッ
チング素子とは逆のオン・オフ特性を有する負側スイッ
チング素子と、 前記正側及び負側スイッチング素子の各他端とアースと
の間に配置された結合コンデンサと、 前記漏洩電流の検出信号を増幅し、得られる増幅信号を
前記正側及び負側スイッチング素子の制御入力に与える
素子制御手段とを備えたことを特徴とする電力変換シス
テム。1. A common AC power supply, a plurality of power conversion devices for converting AC power supplied from the AC power supply into AC power of an arbitrary frequency and individually driving a motor at a variable speed, and the AC power supply. A power conversion system including a common noise reduction device that detects a leakage current from a power supply line of a power supply and causes a noise compensation current to flow, wherein the noise reduction device is between the AC power supply and each of the power conversion devices. An insulating transformer whose primary side is connected to the rectifying circuit, a rectifier circuit connected to the secondary side of the insulating transformer, a positive side and a positive side connected in series between the positive side output line and the negative side output line in the rectifying circuit, and A negative side capacitor, connection means for connecting a series connection point between the positive side and negative side capacitors to a grounded common AC input line in the preceding stage of each power converter, and the positive side output A positive side switching element whose one end is connected to a power line, one end connected to the negative side output line, and a negative side switching element having an on / off characteristic opposite to that of the positive side switching element; A coupling capacitor arranged between each other end of the negative side switching element and the ground, and an element which amplifies the detection signal of the leakage current and applies the obtained amplified signal to the control inputs of the positive side and negative side switching elements. A power conversion system comprising: a control unit.
いて、 前記接続手段と前記交流入力ラインとの接続点よりも前
記交流電源側に配置され、前記漏洩電流を等価的に検出
し、得られる検出信号を前記素子制御手段に与える共通
の漏洩電流検出器を備えたことを特徴とする電力変換シ
ステム。2. The power conversion system according to claim 1, wherein the power conversion system is arranged closer to the AC power supply side than a connection point between the connection means and the AC input line, and the leakage current is equivalently detected and obtained. A power conversion system comprising a common leakage current detector for providing a detection signal to the element control means.
システムにおいて、 前記交流電源は、複数相を有し、前記複数相のうちの一
相がアースされたことを特徴とする電力変換システム。3. The power conversion system according to claim 1, wherein the AC power supply has a plurality of phases, and one of the plurality of phases is grounded. system.
記載の電力変換システムにおいて、 前記正側及び負側スイッチング素子は、それぞれ複数の
スイッチング素子が電気的に並列に接続されてなること
を特徴とする電力変換システム。4. The power conversion system according to claim 1, wherein the positive-side and negative-side switching elements each have a plurality of switching elements electrically connected in parallel. A power conversion system characterized by the above.
と、前記交流電源から供給される交流電力を任意の周波
数の交流電力に変換して個別に電動機を可変速駆動する
ための電力変換装置と、前記交流電源の電源ラインから
漏洩電流を検出してノイズ補償電流を流すノイズ低減装
置とを備えた電力変換システムであって、 前記ノイズ低減装置は、 前記交流電源と前記電力変換装置との間に一次側が接続
された絶縁トランスと、 前記絶縁トランスの二次側に接続された整流回路と、 前記整流回路における正側出力ラインと負側出力ライン
との間に直列に接続された正側及び負側のコンデンサ
と、 前記電力変換装置前段の交流入力ラインに一端が個別に
接続され、他端が互いに中性点に接続されたY結線用コ
ンデンサと、 前記Y結線用コンデンサの中性点を前記正側及び負側の
コンデンサの間の直列接続点に接続するための接続手段
と、 前記正側出力ラインに一端が接続された正側スイッチン
グ素子と、 前記負側出力ラインに一端が接続され、前記正側スイッ
チング素子とは逆のオン・オフ特性を有する負側スイッ
チング素子と、 前記正側及び負側スイッチング素子の各他端とアースと
の間に配置された結合コンデンサと、 前記漏洩電流の検出信号を増幅し、得られる増幅信号を
前記正側及び負側スイッチング素子の制御入力に与える
素子制御手段とを備えたことを特徴とする電力変換シス
テム。5. A Y-connection AC power supply having a neutral point grounded, and power for converting AC power supplied from the AC power supply into AC power having an arbitrary frequency and individually driving the motors at variable speeds. A power conversion system comprising: a conversion device; and a noise reduction device that detects a leakage current from a power supply line of the AC power supply and causes a noise compensation current to flow, wherein the noise reduction device includes the AC power supply and the power conversion device. An insulating transformer having a primary side connected between the insulating transformer, a rectifying circuit connected to a secondary side of the insulating transformer, and a rectifying circuit connected in series between a positive side output line and a negative side output line. Positive side and negative side capacitors, a Y-connection capacitor whose one end is individually connected to the AC input line in the preceding stage of the power conversion device, and the other ends are connected to a neutral point, and the Y-connection capacitor. Connection means for connecting a neutral point of the capacitor to a series connection point between the positive and negative side capacitors, a positive side switching element having one end connected to the positive side output line, and the negative side output One end is connected to the line, a negative side switching element having an on / off characteristic opposite to that of the positive side switching element, and a coupling arranged between each other end of the positive side and negative side switching elements and ground. A power conversion system comprising: a capacitor; and an element control unit that amplifies the detection signal of the leakage current and applies the obtained amplified signal to control inputs of the positive side and negative side switching elements.
いて、 前記Y結線用コンデンサと前記交流入力ラインとの接続
点よりも前記交流電源側に配置され、前記漏洩電流を等
価的に検出し、得られる検出信号を前記素子制御手段に
与える漏洩電流検出器を備えたことを特徴とする電力変
換システム。6. The power conversion system according to claim 5, wherein the leakage current is equivalently detected by being arranged on a side closer to the AC power source than a connection point between the Y connection capacitor and the AC input line. A power conversion system comprising a leakage current detector for providing the obtained detection signal to the element control means.
システムにおいて、 前記交流電源は、複数相がY結線されており、前記Y結
線の中性点がアースされたことを特徴とする電力変換シ
ステム。7. The power conversion system according to claim 5, wherein a plurality of phases of the AC power supply are Y-connected, and a neutral point of the Y-connection is grounded. Power conversion system.
記載の電力変換システムにおいて、 前記正側及び負側スイッチング素子は、それぞれ複数の
スイッチング素子が電気的に並列に接続されてなること
を特徴とする電力変換システム。8. The power conversion system according to claim 5, wherein each of the positive-side and negative-side switching elements has a plurality of switching elements electrically connected in parallel. A power conversion system characterized by the above.
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