JP7288206B2 - ノイズ低減回路、電力変換装置及び冷凍装置 - Google Patents

Description

本開示は、ノイズ低減回路、電力変換装置及び冷凍装置に関する。

特許文献１には、交流電源と整流回路と平滑用コンデンサとインバ－タ回路とから成るインバ－タ装置に負荷として電動機を接続し、交流電源と整流回路との間に洩れ電流検出器を接続し、平滑用コンデンサの一端と電動機のケ－スとの間にＮＰＮ型の第１のトランジスタを接続し、電動機のケ－スと平滑用コンデンサの他端との間にＰＮＰ型の第２のトランジスタを接続し、第１及び第２のトランジスタを洩れ電流検出器の出力で駆動してコモンモ－ドノイズを打ち消すための電流を注入する、電力変換装置のノイズ低減装置が記載されている。

特許第３０４４６５０号公報

電力ラインに雷サージや電源ノイズが重畳された場合、ノイズキャンセラに過電流が印加され素子の破壊につながってしまう。

本開示は、電力ラインに雷サージや電源ノイズが重畳された場合でもノイズキャンセラが破壊される可能性を低下させることを目的とする。

本開示のノイズ低減回路は、商用電源に接続されるスイッチング素子を備えた電力変換器から電力ライン及びアースを通じて当該商用電源に流れるコモンモードノイズ電流を、補償電流を当該電力ライン及び当該アースに注入することによって低減するノイズキャンセラと、前記補償電流が流れる補償電流経路に前記ノイズキャンセラへの過電流の印加を抑制する過電流抑制手段を備える、ノイズ低減回路である。

このノイズ低減回路によれば、電力ラインに雷サージや電源ノイズが重畳された場合でもノイズキャンセラが破壊される可能性を低下させることができる。

前記過電流抑制手段は、前記補償電流が流れる補償電流経路の電路上に直列に接続されている、ものであってよい。

前記過電流抑制手段は、前記商用電源と前記電力変換器を結ぶ前記電力ライン及び前記アースに向けて前記ノイズキャンセラが前記補償電流を注入する経路に備える、ものであってよい。
このようにすれば、ノイズキャンセラを電力ライン及びアースから切り離して保護することができる。

前記過電流抑制手段は、前記補償電流経路の導通及び遮断、又は高インピーダンス及び低インピーダンスを切り替える切り替え手段であってよい。

このようにすれば、必要な場合にだけノイズキャンセラを保護することができる。

前記ノイズキャンセラに電力を供給する直流電源部の電圧は、前記電力変換器のＤＣリンク電圧であってよい。

このようにすれば、ノイズキャンセラに電力を供給する直流電源を別途用意する必要がなくなる。

前記ノイズキャンセラに電力を供給する直流電源部の電圧は、前記電力変換器のＤＣリンク電圧のピーク値よりも低い、ものであってよい。

このようにすれば、ノイズキャンセラを構成する部品の耐圧を低下させることができる。

前記直流電源部は、カップリングコンデンサを介して前記電力ラインに接続されている、ものであってよい。

このようにすれば、補償電流を電力ラインに流すことができるようになる。

本開示のノイズ低減回路は、前記ノイズキャンセラに電力を供給する直流電源部を備え、前記ノイズキャンセラは、前記電力ラインに流れるコモンモードノイズ電流を検出する検出回路と、前記直流電源部を電源として前記検出回路の検出信号を増幅する増幅器と、前記増幅器の出力部から前記電力ライン又は前記アースに前記補償電流を流すための出力コンデンサとを備え、前記直流電源部は、前記電力ライン及び前記アースの一方と導電路を形成し、前記出力コンデンサは、前記電力ライン及び前記アースの他方と前記増幅器の出力部の間に接続され、前記過電流抑制手段は、前記補償電流経路の導通及び遮断、又は高インピーダンス及び低インピーダンスを切り替える切り替え手段であり、前記切り替え手段は、前記電力ライン及び前記アースの一方と前記直流電源部との間、又は、前記電力ライン及び前記アースの他方と前記増幅器の出力部との間に接続されている、ノイズ低減回路である。

このようにすれば、必要な場合にだけノイズキャンセラを電力ライン及びアースから切り離して保護することができる。

前記切り替え手段は、前記増幅器に前記直流電源部から直流電圧が印加された場合に前記補償電流経路を導通状態とし、前記増幅器に前記直流電源部から直流電圧が印加されていない場合に前記補償電流経路を遮断状態とする、ものであってよい。

このようにすれば、ノイズキャンセラが機能していない場合に、ノイズキャンセラを簡単に保護することができ、ノイズキャンセラが破壊される可能性を低下させることができる。

前記切り替え手段は、前記補償電流経路が導通状態の場合において、前記アースに対する、前記電力ラインの中性点電圧の絶対値が、前記商用電源における定格電圧の√２×１．１倍である電圧を超えて変動した場合、及び、前記増幅器に過電流が印加された場合の何れか一方で前記補償電流経路を遮断状態とする、ものであってよい。

このようにすれば、ノイズキャンセラが機能している状態で、電力ラインに雷サージや電源ノイズが重畳された場合に、ノイズキャンセラへの過電流の流入を阻止することができる。

前記切り替え手段は、前記増幅器に前記直流電源部から直流電圧が印加された場合に前記補償電流経路を低インピーダンス状態とし、前記増幅器に前記直流電源部から直流電圧が印加されていない場合に前記補償電流経路を高インピーダンス状態とする、ものであってよい。

このようにすれば、ノイズキャンセラが機能していない場合に、ノイズキャンセラを簡単に保護することができ、ノイズキャンセラが破壊される可能性を低下させることができる。

前記切り替え手段は、前記補償電流経路が低インピーダンス状態の場合において、前記アースに対する、前記電力ラインの中性点電圧の絶対値が、前記商用電源における定格電圧の√２×１．１倍である電圧を超えて変動した場合、及び、前記増幅器に過電流が印加された場合の何れか一方で前記補償電流経路を高インピーダンス状態とする、ものであってよい。

このようにすれば、ノイズキャンセラが機能している状態で、電力ラインに雷サージや電源ノイズが重畳された場合に、ノイズキャンセラへの過電流の流入を抑制することができる。

本開示の電力変換装置は、前記商用電源と前記電力変換器との間に接続されたノイズフィルタと、前記ノイズフィルタよりも前記商用電源側に接続された上記の何れかのノイズ低減回路とを備える電力変換装置である。

このようにすれば、電力ラインに雷サージや電源ノイズが重畳された場合に、ノイズフィルタより商用電源側にノイズキャンセラが接続されていても、ノイズキャンセラが破壊される可能性を低下させることができる。

本開示の冷凍装置は、上記の何れかのノイズ低減回路、又は、上記の何れかの電力変換装置を備える、冷凍装置である。

この冷凍装置によれば、電力ラインに雷サージや電源ノイズが重畳された場合でもノイズキャンセラが破壊される可能性を低下させることができる。

第１の実施形態における電力変換システムの回路構成を示す図である。 第２の実施形態における電力変換システムの回路構成を示す図である。 第３の実施形態における電力変換システムの回路構成を示す図である。 第４の実施形態における電力変換システムの回路構成を示す図である。 第５の実施形態における電力変換システムの回路構成を示す図である。 第６の実施形態における電力変換システムの回路構成を示す図である。 第６の実施形態における電力変換システムの回路構成を示す図である。 本実施形態における冷凍装置の配管系統の一例を示す図である。

以下、添付図面を参照して、実施形態について詳細に説明する。

［第１の実施形態］
図１は、第１の実施形態における電力変換システム１ａの回路構成を示す図である。図示するように、電力変換システム１ａは、交流電源１００と、モータ２００と、電力変換装置３００ａとを含む。

交流電源１００は、例えば、三相３線式の商用の交流電源であり、電力変換装置３００ａに交流を供給する。ここでは、第一相から第三相を、Ｒ相、Ｓ相、Ｔ相と表記する。また、Ｒ相、Ｓ相及びＴ相を供給する電力ラインを、Ｒ相、Ｓ相、Ｔ相の電力ラインと表記する。相を区別しない場合は電力ラインと表記する。尚、以下では、三相３線式交流を用いる場合について説明するが、三相４線式や単相交流を用いる場合であっても同様の考え方で構成できる。

モータ２００は、電力変換装置３００ａに接続され、負荷として三相交流で制御されるモータである。モータ２００は、例えば、ＤＣブラシレスモータであってよい。或いは、モータ２００は、他の三相交流モータであってもよい。

電力変換装置３００ａは、電源端子台１０と、電力変換器２０と、ノイズ低減回路３０ａとを含む。

電源端子台１０は、交流電源１００から交流を入力するための配線を接続する部分である。電源端子台１０は、図示しないＲ相入力端子、Ｓ相入力端子及びＴ相入力端子を備える。また、電源端子台１０は、図中、電源端子台１０から離れた位置に示しているが、外部アース線が接続されるアース端子Ｅ０も備えている場合もある。

電力変換器２０は、整流部２１と、インバータ部２３とを備える。電力変換器２０において、交流電源１００側から整流部２１、インバータ部２３の順に接続されている。そして、インバータ部２３がモータ２００に接続されている。

整流部２１は、交流電源１００から供給される交流を直流に整流する。インバータ部２３は、整流部２１から出力された直流を三相交流に変換して、モータ２００に供給する。インバータ部２３は、図示しないが、スイッチング素子を備える。スイッチング素子としては、例えば絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor））等を用いるとよい。尚、整流部２１とインバータ部２３との間には、整流部２１から出力された直流を平滑化する平滑化部を設けてもよい。また、整流部２１とインバータ部２３との間には、インバータ部２３のスイッチング素子によるスイッチング動作に伴うノイズ電流が交流電源１００に流入するのを低減するために、リアクトル及び、整流部２１から出力された直流電圧をほとんど平滑できないが、スイッチング動作に起因するリプル電圧を抑制できる程度のコンデンサ容量であるコンデンサで構成するＬＣ回路を設けてもよい。

ノイズ低減回路３０ａは、コモンモードノイズを検出し、フィードバックして抑制するアクティブ型のコモンモードノイズ低減回路である。ノイズ低減回路３０ａは、ノイズ検出部３１ａと、カップリングコンデンサ部３２ａと、直流電源部３３ａと、検出回路３４ａと、増幅器３５ａと、出力コンデンサ部３６ａと、遮断部３７ａとを備える。

ノイズ検出部３１ａは、コモンモードノイズ電流を検出する。ノイズ検出部３１ａの一例として検出コアがある。検出コアは、トロイダルコアに貫通させるための導線を備えるものでもよいが、ここでは、コイル（巻線）Ｌ１ｒ、Ｌ１ｓ、Ｌ１ｔ、Ｌ１ａを備えるものを例にとって説明する。

コイルＬ１ｒ、Ｌ１ｓ、Ｌ１ｔは、Ｒ相、Ｓ相、Ｔ相の電力ライン毎に直列に接続されたコイルである。ここで、コイルとは、インダクタを構成するように螺旋（ループ）状に巻かれた導線をいう。

これらのコイルＬ１ｒ、Ｌ１ｓ、Ｌ１ｔは、電力ラインの一部を構成する導線（ワイヤ）であって、１個のトロイダルコアに巻き回されて構成されている。トロイダルコアは、例えば、断面が円形の円環状（ドーナツ形状）のフェライト等の磁性体で構成されている。トロイダルコアは鉄心と呼ばれることがある。尚、トロイダルコアは、円環状でなくともよく、四角形、三角形等の多角形の枠状であってもよい。また、断面形状も四角形、三角形等の形状であってもよい。

コイルＬ１ｒ、Ｌ１ｓ、Ｌ１ｔは、１個のトロイダルコアに互いに隣接するように巻き回されている。よって、コイルＬ１ｒ、Ｌ１ｓ、Ｌ１ｔは、相互に磁気的に結合（磁気結合）している。尚、コイルＬ１ｒ、Ｌ１ｓ、Ｌ１ｔは、図１に“・”で示す極性になるように巻き回されている。

コイルＬ１ａは、コイルＬ１ｒ、Ｌ１ｓ、Ｌ１ｔに磁気的に結合（磁気結合）するように設けられている。例えば、コイルＬ１ａは、１個のトロイダルコアにコイルＬ１ｒ、Ｌ１ｓ、Ｌ１ｔと隣接するよう巻き回されている。また、１個のトロイダルコアにコイルＬ１ｒ、Ｌ１ｓ、Ｌ１ｔが互いに隣接するように巻き回され、コイルＬ１ａがコイルＬ１ｒ、Ｌ１ｓ、Ｌ１ｔに重なるように巻き回されてもよい。尚、コイルＬ１ａは、図１に“・”で示す極性になるように巻き回されている。

コイルＬ１ｒ、Ｌ１ｓ、Ｌ１ｔに例えば図の右方向に電流が流れた場合に、コイルＬ１ａに図の左方向に電流が流れるように、コイルＬ１ｒ、Ｌ１ｓ、Ｌ１ｔ、Ｌ１ａは巻き回されている。よって、上記の“・”で示す極性とは、電流が流れ込む向きに従った極性である。

コモンモードノイズ電流は、インバータ部２３のスイッチング素子Ｓｔのスイッチングにより、モータ２００等の浮遊容量を介して、接地に対して漏れた高周波の電流である。よって、コモンモードノイズ電流は、Ｒ相、Ｓ相、Ｔ相の電力ラインと接地（アース）との間で流れる。

コモンモードノイズ電流がコイルＬ１ｒ、Ｌ１ｓ、Ｌ１ｔに流れると、トロイダルコアを介してコイルＬ１ａにコモンモードノイズ電流に比例した電流を誘起する。この場合、コイルＬ１ｒ、Ｌ１ｓ、Ｌ１ｔとコイルＬ１ａとは、電流トランスとして機能し、コモンモードノイズ電流を検出する検出トランスを構成する。

カップリングコンデンサ部３２ａは、カップリングコンデンサＣｃと、コンデンサＣ１、Ｃ２とを備える。コンデンサＣ１、Ｃ２は直列接続され、直流電源部３３ａ及び増幅器３５ａに並列接続されている。カップリングコンデンサＣｃの一方の３つの端子はそれぞれＲ相、Ｓ相、Ｔ相の電力ラインに接続されている。カップリングコンデンサＣｃの他方の端子は、遮断部３７ａに接続されている。そして、カップリングコンデンサ部３２ａは、カップリングコンデンサＣｃ及びコンデンサＣ１、Ｃ２を介して、Ｒ相、Ｓ相、Ｔ相の電力ラインと増幅器３５ａとの間に補償電流を流す経路となる。

直流電源部３３ａは、直流電源Ｖを含む。直流電源Ｖは、増幅器３５ａに直流電圧を供給する。

検出回路３４ａは、ベース抵抗Ｒｂを備える。ベース抵抗Ｒｂは、増幅器３５ａに流れるベース電流を制限するための抵抗である。ここでは、検出コアの接続部からベース抵抗Ｒｂの間に接続される回路を検出回路とする。

増幅器３５ａは、第１及び第２の電流制御素子の一例としての第１及び第２のトランジスタＴｒ１、Ｔｒ２と、第１及び第２のダイオ－ドＤ１、Ｄ２とを備える。

第１のトランジスタＴｒ１は、直流電源Ｖの一端と出力コンデンサ部３６ａとの間に接続されている。第２のトランジスタＴｒ２は、直流電源Ｖの他端と出力コンデンサ部３６ａとの間に接続されている。第１のトランジスタＴｒ１はＰＮＰ型であり、第２のトランジスタＴｒ２はＮＰＮ型であり、第１及び第２のトランジスタＴｒ１、Ｔｒ２は互いに逆の極性を有する。第１及び第２のトランジスタＴｒ１、Ｔｒ２のベ－ス（制御端子）はコイルＬ１ａの一方の出力ラインに接続され、第１及び第２のトランジスタＴｒ１、Ｔｒ２の相互接続点はコイルＬ１ａの他方の出力ラインに接続されている。これにより、第１及び第２のトランジスタＴｒ１、Ｔｒ２は互いに逆に動作する。

第１及び第２のダイオ－ドＤ１、Ｄ２は、第１及び第２のトランジスタＴｒ１、Ｔｒ２を保護するためにこれ等に逆並列に接続されている。

尚、ここでは、増幅器３５ａとして、トランジスタを含むものを用いたが、トランジスタに限らず、オペアンプを含むものを用いてもよい。

出力コンデンサ部３６ａは、出力コンデンサＣｏを備える。出力コンデンサＣｏは、一端は第１及び第２のトランジスタＴｒ１、Ｔｒ２のエミッタ側にある接続点に接続され、他端は補償電流経路接続端子Ｅｃを介して筐体のアース端子Ｅ１に接続されている。尚、出力コンデンサ部３６ａが存在しない形態や、出力コンデンサ部３６ａが出力コンデンサＣｏに加えてこれと直接に接続された抵抗を有する形態を採用してもよい。或いは、出力コンデンサ部３６ａが電力ラインに接続され、直流電源部３３ａが直接又はカップリングコンデンサを介してアースに接続される形態を採用してもよい。

第１の実施形態では、検出回路３４ａと増幅器３５ａと出力コンデンサ部３６ａとがノイズキャンセラを構成する。

遮断部３７ａは、カップリングコンデンサＣｃと、直列接続されたコンデンサＣ１、Ｃ２の接続点との間に接続されている。そして、遮断部３７ａは、補償電流経路に過電流が流れるのを抑制することにより、増幅器３５ａへの過電流の印加を抑制する。その意味で、遮断部３７ａは、過電流抑制手段の一例である。

例えば、遮断部３７ａは、補償電流経路の導通及び遮断を切り替える遮断リレーでよい。その場合、遮断部３７ａは、増幅器３５ａに直流電源部３３ａから直流電圧が印加された場合に補償電流経路を導通状態とし、増幅器３５ａに直流電源部３３ａから直流電圧が印加されていない場合に補償電流経路を遮断状態とする。また、遮断部３７ａは、補償電流経路が導通状態の場合において、アースに対する電力ラインの中性点電圧の絶対値が、交流電源１００である商用電源における定格電圧の√２×１．１倍である電圧を超えて変動すれば、補償電流経路を遮断状態とする。或いは、遮断部３７ａは、補償電流経路が導通状態の場合において、増幅器３５ａに過電流が印加されれば、補償電流経路を遮断状態とする。

但し、上記の「遮断」は、電流を全く通さないことを意味するものではない。「遮断」には、電流を少し通すことが含まれていてもよい。換言すれば、遮断部３７ａは、補償電流経路の高インピーダンス及び低インピーダンスを切り替えるものでもよい。その場合、遮断部３７ａは、増幅器３５ａに直流電源部３３ａから直流電圧が印加された場合に補償電流経路を低インピーダンス状態とし、増幅器３５ａに直流電源部３３ａから直流電圧が印加されていない場合に補償電流経路を高インピーダンス状態とする。また、遮断部３７ａは、補償電流経路が低インピーダンス状態の場合において、アースに対する電力ラインの中性点電圧の絶対値が、交流電源１００である商用電源における定格電圧の√２×１．１倍である電圧を超えて変動すれば、補償電流経路を高インピーダンス状態とする。或いは、遮断部３７ａは、補償電流経路が低インピーダンス状態の場合において、増幅器３５ａに過電流が印加されれば、補償電流経路を高インピーダンス状態とする。

尚、上記では、補償電流経路を遮断状態又は高インピーダンス状態にするための条件として、アースに対する電力ラインの中性点電圧の絶対値が、商用電源における定格電圧の√２×１．１倍である電圧を超えて変動するという条件を用いたが、これについて説明する。一般に、アースに対する電力ラインの中性点電圧の絶対値は、正常時においては商用電源の電圧を超えることはない。また、商用電源の電圧変動の許容範囲は規格で制限されており、例えば、欧州規格ＥＮ５０１６０では、±１０％となっている。従って、アースに対する電力ラインの中性点電圧の絶対値が、商用電源における定格電圧のピーク値である定格電圧の√２倍の１１０％を超えた場合に異常とし、補償電流経路を保護することとしている。但し、１１０％はあくまで一例であって、その他の基準を採用してもよい。

ここで、第１の実施形態における電力変換システム１ａの動作を説明する。

商用の交流電源１００は、電源端子台１０を介して、交流電圧を電力変換器２０に供給する。電力変換器２０において、整流部２１は、交流電源１００から供給された交流電圧を直流電圧に整流する。インバータ部２３は、スイッチング素子のオンオフの制御により、モータ２００に対して交流電圧を供給する。

その際、インバータ部２３からパルス的に電圧が印加される毎に、図示するように、モータ２００からコモンモードノイズ電流Ｉｃが流れる。ノイズ検出部３１ａは電力変換器２０に入力する電力ラインにおいてコモンモードノイズ電流を検出し、第１及び第２のトランジスタＴｒ１、Ｔｒ２を駆動する。ノイズ検出部３１ａによる検出電流が第１及び第２のトランジスタＴｒ１、Ｔｒ２のベ－スに流入すると、これが第１及び第２のトランジスタＴｒ１、Ｔｒ２で増幅される。

まず、遮断部３７ａが導通状態である場合について説明する。

第１のトランジスタＴｒ１がオンの時（正のコモンモードノイズ電流Ｉｃが発生した時）には、補償電流Ｉｏは、直流電源Ｖから供給され、直流電源Ｖのプラス側端子から、コンデンサＣ２、カップリングコンデンサＣｃ、交流電源１００、出力コンデンサＣｏ、第１のトランジスタＴｒ１を経由して直流電源Ｖのマイナス側端子へと繋がる電流経路（補償電流経路）を流れる。この場合、コモンモードノイズ電流Ｉｃ、補償電流Ｉｏ及び補償後のコモンモードノイズ電流Ｉｇは、図の矢印の方向に流れる。そして、補償電流Ｉｏは、モータ２００からのコモンモードノイズ電流Ｉｃからマイナスされることでコモンモードノイズ電流Ｉｃを低減する。言い換えれば、補償電流Ｉｏは、コモンモードノイズ電流Ｉｃを補償する。

第２のトランジスタＴｒ２がオンの時（負のコモンモードノイズ電流Ｉｃが発生した時）には、補償電流Ｉｏは、直流電源Ｖから供給され、直流電源Ｖのプラス側端子から、第２のトランジスタＴｒ２、出力コンデンサＣｏ、交流電源１００、カップリングコンデンサＣｃ、コンデンサＣ１を経由して直流電源Ｖのマイナス側端子へと繋がる電流経路（補償電流経路）を流れる。この場合、コモンモードノイズ電流Ｉｃ、補償電流Ｉｏ及び補償後のコモンモードノイズ電流Ｉｇは、図の矢印とは逆の方向に流れる。そして、負の補償電流Ｉｏは、モータ２００からの負のコモンモードノイズ電流Ｉｃからマイナスされることでコモンモードノイズ電流Ｉｃを低減する。言い換えれば、補償電流Ｉｏは、コモンモードノイズ電流Ｉｃを補償する。

以上説明したように、第１のトランジスタＴｒ１がオンの場合及び第２のトランジスタＴｒ２がオンの場合の何れにおいても、交流電源１００には、補償後のコモンモードノイズ電流Ｉｇが流れる。

一方、遮断部３７ａが遮断状態である場合には、上記の補償電流経路は構成されず、補償電流Ｉｏは、上記の補償電流経路を流れなくなる。

尚、第１の実施形態では、ノイズ検出部３１ａがコモンモードノイズ電流を検出することとしたが、ノイズ検出部３１ａがコモンモードノイズ電圧を検出することとしてもよい。その場合、ノイズ低減回路３０ａは、ノイズ検出部３１ａが検出したコモンモードノイズ電圧から経路に流れるコモンモードノイズ電流を推定し、そのコモンモードノイズ電流を打ち消すように補償電流を流すとよい。

［第２の実施形態］
図２は、第２の実施形態における電力変換システム１ｂの回路構成を示す図である。図示するように、電力変換システム１ｂは、交流電源１００と、モータ２００と、電力変換装置３００ｂとを含む。

交流電源１００及びモータ２００は、第１の実施形態で述べたものと同様なので説明を省略する。

電力変換装置３００ｂは、電源端子台１０と、電力変換器２０と、ノイズ低減回路３０ｂとを含む。

電源端子台１０及び電力変換器２０は、第１の実施形態で述べたものと同様なので説明を省略する。

ノイズ低減回路３０ｂは、コモンモードノイズを検出し、フィードバックして抑制するアクティブ型のコモンモードノイズ低減回路である。ノイズ低減回路３０ｂは、ノイズ検出部３１ｂと、カップリングコンデンサ部３２ｂと、直流電源部３３ｂと、検出回路３４ｂと、増幅器３５ｂと、出力コンデンサ部３６ｂと、遮断部３７ｂとを備える。

ノイズ検出部３１ｂ、直流電源部３３ｂ、検出回路３４ｂ及び増幅器３５ｂは、第１の実施形態におけるノイズ検出部３１ａ、直流電源部３３ａ、検出回路３４ａ及び増幅器３５ａと同様なので説明を省略する。

カップリングコンデンサ部３２ｂは、カップリングコンデンサＣｃ１、Ｃｃ２を備える。カップリングコンデンサＣｃ１の一方の３つの端子はそれぞれＲ相、Ｓ相、Ｔ相の電力ラインに接続されている。カップリングコンデンサＣｃ１の他方の端子は、直流電源部３３ｂ及び増幅器３５ｂに接続されている。カップリングコンデンサＣｃ２の一方の３つの端子はそれぞれＲ相、Ｓ相、Ｔ相の電力ラインに接続されている。カップリングコンデンサＣｃ２の他方の端子は、直流電源部３３ｂ及び増幅器３５ｂに接続されている。そして、カップリングコンデンサ部３２ｂは、カップリングコンデンサＣｃ１、Ｃｃ２を介して、Ｒ相、Ｓ相、Ｔ相の電力ラインと増幅器３５ｂとの間に補償電流を流す経路となる。

出力コンデンサ部３６ｂは、出力コンデンサＣｏを備える。出力コンデンサＣｏは、一端は第１及び第２のトランジスタＴｒ１、Ｔｒ２のエミッタ側にある接続点に接続され、他端は補償電流経路接続端子Ｅｃに接続されている。尚、出力コンデンサ部３６ｂが存在しない形態や、出力コンデンサ部３６ｂが出力コンデンサＣｏに加えてこれと直接に接続された抵抗を有する形態を採用してもよい。或いは、出力コンデンサ部３６ｂが電力ラインに接続され、直流電源部３３ｂが直接又はカップリングコンデンサを介してアースに接続される形態を採用してもよい。

第２の実施形態では、検出回路３４ｂと増幅器３５ｂと出力コンデンサ部３６ｂとがノイズキャンセラを構成する。

遮断部３７ｂは、補償電流経路接続端子Ｅｃと筐体のアース端子Ｅ１との間に接続されている。或いは、遮断部３７ｂは、補償電流経路接続端子Ｅｃと出力コンデンサＣｏとの間や、増幅器３５ｂと出力コンデンサＣｏとの間に接続されていてもよい。遮断部３７ｂの機能は、第１の実施形態における遮断部３７ａの機能と同様なので説明を省略する。

ここで、第２の実施形態における電力変換システム１ｂの動作を説明する。

商用の交流電源１００は、電源端子台１０を介して、交流電圧を電力変換器２０に供給する。電力変換器２０において、整流部２１は、交流電源１００から供給された交流電圧を直流電圧に整流する。インバータ部２３は、スイッチング素子のオンオフの制御により、モータ２００に対して交流電圧を供給する。

その際、インバータ部２３からパルス的に電圧が印加される毎に、図示するように、モータ２００からコモンモードノイズ電流Ｉｃが流れる。ノイズ検出部３１ｂは電力変換器２０に入力する電力ラインにおいてコモンモードノイズ電流を検出し、第１及び第２のトランジスタＴｒ１、Ｔｒ２を駆動する。ノイズ検出部３１ｂによる検出電流が第１及び第２のトランジスタＴｒ１、Ｔｒ２のベ－スに流入すると、これが第１及び第２のトランジスタＴｒ１、Ｔｒ２で増幅される。

まず、遮断部３７ｂが導通状態である場合について説明する。

第１のトランジスタＴｒ１がオンの時（正のコモンモードノイズ電流Ｉｃが発生した時）には、補償電流Ｉｏは、直流電源Ｖから供給され、直流電源Ｖのプラス側端子から、カップリングコンデンサＣｃ２、交流電源１００、出力コンデンサＣｏ、第１のトランジスタＴｒ１を経由して直流電源Ｖのマイナス側端子へと繋がる電流経路（補償電流経路）を流れる。この場合、コモンモードノイズ電流Ｉｃ、補償電流Ｉｏ及び補償後のコモンモードノイズ電流Ｉｇは、図の矢印の方向に流れる。そして、補償電流Ｉｏは、モータ２００からのコモンモードノイズ電流Ｉｃからマイナスされることでコモンモードノイズ電流Ｉｃを低減する。言い換えれば、補償電流Ｉｏは、コモンモードノイズ電流Ｉｃを補償する。

第２のトランジスタＴｒ２がオンの時（負のコモンモードノイズ電流Ｉｃが発生した時）には、補償電流Ｉｏは、直流電源Ｖから供給され、直流電源Ｖのプラス側端子から、第２のトランジスタＴｒ２、出力コンデンサＣｏ、交流電源１００、カップリングコンデンサＣｃ１を経由して直流電源Ｖのマイナス側端子へと繋がる電流経路（補償電流経路）を流れる。この場合、コモンモードノイズ電流Ｉｃ、補償電流Ｉｏ及び補償後のコモンモードノイズ電流Ｉｇは、図の矢印とは逆の方向に流れる。そして、負の補償電流Ｉｏは、モータ２００からの負のコモンモードノイズ電流Ｉｃからマイナスされることでコモンモードノイズ電流Ｉｃを低減する。言い換えれば、補償電流Ｉｏは、コモンモードノイズ電流Ｉｃを補償する。

以上説明したように、第１のトランジスタＴｒ１がオンの場合及び第２のトランジスタＴｒ２がオンの場合の何れにおいても、交流電源１００には、補償後のコモンモードノイズ電流Ｉｇが流れる。

一方、遮断部３７ｂが遮断状態である場合には、上記の補償電流経路は構成されず、補償電流Ｉｏは、上記の補償電流経路を流れなくなる。

尚、第２の実施形態では、ノイズ検出部３１ｂがコモンモードノイズ電流を検出することとしたが、ノイズ検出部３１ｂがコモンモードノイズ電圧を検出することとしてもよい。その場合、ノイズ低減回路３０ｂは、ノイズ検出部３１ｂが検出したコモンモードノイズ電圧から経路に流れるコモンモードノイズ電流を推定し、そのコモンモードノイズ電流を打ち消すように補償電流を流すとよい。

［第３の実施形態］
図３は、第３の実施形態における電力変換システム１ｃの回路構成を示す図である。図示するように、電力変換システム１ｃは、交流電源１００と、モータ２００と、電力変換装置３００ｃとを含む。

交流電源１００及びモータ２００は、第１の実施形態で述べたものと同様なので説明を省略する。

電力変換装置３００ｃは、電源端子台１０と、電力変換器２０と、ノイズ低減回路３０ｃとを含む。

電源端子台１０及び電力変換器２０は、第１の実施形態で述べたものと同様なので説明を省略する。

ノイズ低減回路３０ｃは、コモンモードノイズを検出し、フィードバックして抑制するアクティブ型のコモンモードノイズ低減回路である。ノイズ低減回路３０ｃは、ノイズ検出部３１ｃと、直流電源部３３ｃと、検出回路３４ｃと、増幅器３５ｃと、出力コンデンサ部３６ｃと、遮断部３７ｃとを備える。

ノイズ検出部３１ｃ、検出回路３４ｃ及び増幅器３５ｃは、第１の実施形態におけるノイズ検出部３１ａ、検出回路３４ａ及び増幅器３５ａと同様なので説明を省略する。

直流電源部３３ｃは、増幅器３５ｃに並列接続されたコンデンサＣｖを備える。コンデンサＣｖは、一端は電力変換器２０内の下側電力ラインに、他端は電力変換器２０内の上側電力ラインに、それぞれ整流部２１とインバータ部２３との間で接続される。これにより、直流電源部３３ｃは、電力変換器２０のＤＣリンク電圧の電源として機能する。尚、直流電源部３３ｃは、コンデンサＣｖを備えなくてもよい。

出力コンデンサ部３６ｃは、出力コンデンサＣｏを備える。出力コンデンサＣｏは、一端は第１及び第２のトランジスタＴｒ１、Ｔｒ２のエミッタ側にある接続点に接続され、他端は補償電流経路接続端子Ｅｃに接続されている。尚、出力コンデンサ部３６ｃが存在しない形態や、出力コンデンサ部３６ｃが出力コンデンサＣｏに加えてこれと直接に接続された抵抗を有する形態を採用してもよい。或いは、出力コンデンサ部３６ｃが電力ラインに接続され、直流電源部３３ｃが直接又はカップリングコンデンサを介してアースに接続される形態を採用してもよい。

第３の実施形態では、検出回路３４ｃと増幅器３５ｃと出力コンデンサ部３６ｃとがノイズキャンセラを構成する。

遮断部３７ｃは、補償電流経路接続端子Ｅｃと筐体のアース端子Ｅ１との間に接続されている。或いは、遮断部３７ｃは、補償電流経路接続端子Ｅｃと出力コンデンサＣｏとの間や、増幅器３５ｃと出力コンデンサＣｏとの間に接続されていてもよい。遮断部３７ｃの機能は、第１の実施形態における遮断部３７ａの機能と同様なので説明を省略する。

ここで、第３の実施形態における電力変換システム１ｃの動作を説明する。

商用の交流電源１００は、電源端子台１０を介して、交流電圧を電力変換器２０に供給する。電力変換器２０において、整流部２１は、交流電源１００から供給された交流電圧を直流電圧に整流する。インバータ部２３は、スイッチング素子のオンオフの制御により、モータ２００に対して交流電圧を供給する。

その際、インバータ部２３からパルス的に電圧が印加される毎に、図示するように、モータ２００からコモンモードノイズ電流Ｉｃが流れる。ノイズ検出部３１ｃは電力変換器２０に入力する電力ラインにおいてコモンモードノイズ電流を検出し、第１及び第２のトランジスタＴｒ１、Ｔｒ２を駆動する。ノイズ検出部３１ｃによる検出電流が第１及び第２のトランジスタＴｒ１、Ｔｒ２のベ－スに流入すると、これが第１及び第２のトランジスタＴｒ１、Ｔｒ２で増幅される。

まず、遮断部３７ｃが導通状態である場合について説明する。

第１のトランジスタＴｒ１がオンの時（正のコモンモードノイズ電流Ｉｃが発生した時）には、補償電流Ｉｏは、アースから、出力コンデンサＣｏ、第１のトランジスタＴｒ１を経由して電力変換器２０内の下側の電力ラインへと繋がる電流経路（補償電流経路）を流れる。この場合、コモンモードノイズ電流Ｉｃ、補償電流Ｉｏ及び補償後のコモンモードノイズ電流Ｉｇは、図の矢印の方向に流れる。そして、補償電流Ｉｏは、モータ２００からのコモンモードノイズ電流Ｉｃからマイナスされることでコモンモードノイズ電流Ｉｃを低減する。言い換えれば、補償電流Ｉｏは、コモンモードノイズ電流Ｉｃを補償する。

第２のトランジスタＴｒ２がオンの時（負のコモンモードノイズ電流Ｉｃが発生した時）には、補償電流Ｉｏは、電力変換器２０内の上側の電力ラインから、第２のトランジスタＴｒ２、出力コンデンサＣｏを経由してアースへと繋がる電流経路（補償電流経路）を流れる。この場合、コモンモードノイズ電流Ｉｃ、補償電流Ｉｏ及び補償後のコモンモードノイズ電流Ｉｇは、図の矢印とは逆の方向に流れる。そして、負の補償電流Ｉｏは、モータ２００からの負のコモンモードノイズ電流Ｉｃからマイナスされることでコモンモードノイズ電流Ｉｃを低減する。言い換えれば、補償電流Ｉｏは、コモンモードノイズ電流Ｉｃを補償する。

以上説明したように、第１のトランジスタＴｒ１がオンの場合及び第２のトランジスタＴｒ２がオンの場合の何れにおいても、交流電源１００には、補償後のコモンモードノイズ電流Ｉｇが流れる。

一方、遮断部３７ｃが遮断状態である場合には、上記の補償電流経路は構成されず、補償電流Ｉｏは、上記の補償電流経路を流れなくなる。

尚、第３の実施形態では、ノイズ検出部３１ｃがコモンモードノイズ電流を検出することとしたが、ノイズ検出部３１ｃがコモンモードノイズ電圧を検出することとしてもよい。その場合、ノイズ低減回路３０ｃは、ノイズ検出部３１ｃが検出したコモンモードノイズ電圧から経路に流れるコモンモードノイズ電流を推定し、そのコモンモードノイズ電流を打ち消すように補償電流を流すとよい。

［第４の実施形態］
図４は、第４の実施形態における電力変換システム１ｄの回路構成を示す図である。図示するように、電力変換システム１ｄは、交流電源１００と、モータ２００と、電力変換装置３００ｄとを含む。

交流電源１００及びモータ２００は、第１の実施形態で述べたものと同様なので説明を省略する。

電力変換装置３００ｄは、電源端子台１０と、電力変換器２０と、ノイズ低減回路３０ｄとを含む。

電源端子台１０及び電力変換器２０は、第１の実施形態で述べたものと同様なので説明を省略する。

ノイズ低減回路３０ｄは、コモンモードノイズを検出し、フィードバックして抑制するアクティブ型のコモンモードノイズ低減回路である。ノイズ低減回路３０ｄは、ノイズ検出部３１ｄと、カップリングコンデンサ部３２ｄと、直流電源部３３ｄと、検出回路３４ｄと、増幅器３５ｄと、出力コンデンサ部３６ｄと、遮断部３７１ｄ、３７２ｄとを備える。

ノイズ検出部３１ｄ、カップリングコンデンサ部３２ｄ、直流電源部３３ｄ、検出回路３４ｄ及び増幅器３５ｄは、第１の実施形態におけるノイズ検出部３１ａ、カップリングコンデンサ部３２ａ、直流電源部３３ａ、検出回路３４ａ及び増幅器３５ａと同様なので説明を省略する。

出力コンデンサ部３６ｄは、出力コンデンサＣｏを備える。出力コンデンサＣｏは、一端は第１及び第２のトランジスタＴｒ１、Ｔｒ２のエミッタ側にある接続点に接続され、他端は補償電流経路接続端子Ｅｃに接続されている。尚、出力コンデンサ部３６ｄが存在しない形態や、出力コンデンサ部３６ｄが出力コンデンサＣｏに加えてこれと直接に接続された抵抗を有する形態を採用してもよい。或いは、出力コンデンサ部３６ｄが電力ラインに接続され、直流電源部３３ｄが直接又はカップリングコンデンサを介してアースに接続される形態を採用してもよい。

第４の実施形態では、検出回路３４ｄと増幅器３５ｄと出力コンデンサ部３６ｄとがノイズキャンセラを構成する。

遮断部３７１ｄは、カップリングコンデンサＣｃと、直列接続されたコンデンサＣ１、Ｃ２の接続点との間に接続されている。遮断部３７２ｄは、補償電流経路接続端子Ｅｃと筐体のアース端子Ｅ１との間に接続されている。或いは、遮断部３７２ｄは、補償電流経路接続端子Ｅｃと出力コンデンサＣｏとの間や、増幅器３５ｄと出力コンデンサＣｏとの間に接続されていてもよい。遮断部３７１ｄ、３７２ｄの機能は、第１の実施形態における遮断部３７ａの機能と同様なので説明を省略する。

ここで、第４の実施形態における電力変換システム１ｄの動作は、遮断部３７１ｄ、３７２ｄが機能する以外は第１の実施形態における電力変換システム１ａの動作と同様なので説明を省略する。

尚、第４の実施形態では、ノイズ検出部３１ｄがコモンモードノイズ電流を検出することとしたが、ノイズ検出部３１ｄがコモンモードノイズ電圧を検出することとしてもよい。その場合、ノイズ低減回路３０ｄは、ノイズ検出部３１ｄが検出したコモンモードノイズ電圧から経路に流れるコモンモードノイズ電流を推定し、そのコモンモードノイズ電流を打ち消すように補償電流を流すとよい。

［第５の実施形態］
図５は、第５の実施形態における電力変換システム１ｅの回路構成を示す図である。図示するように、電力変換システム１ｅは、交流電源１００と、モータ２００と、電力変換装置３００ｅとを含む。

交流電源１００及びモータ２００は、第１の実施形態で述べたものと同様なので説明を省略する。

電力変換装置３００ｅは、電源端子台１０と、電力変換器２０と、ノイズ低減回路３０ｅとを含む。

電源端子台１０及び電力変換器２０は、第１の実施形態で述べたものと同様なので説明を省略する。

ノイズ低減回路３０ｅは、コモンモードノイズを検出し、フィードバックして抑制するアクティブ型のコモンモードノイズ低減回路である。ノイズ低減回路３０ｅは、ノイズ検出部３１ｅと、カップリングコンデンサ部３２ｅと、直流電源部３３ｅと、検出回路３４ｅと、増幅器３５ｅと、出力コンデンサ部３６ｅと、遮断部３７１ｅ、３７２ｅ、３７３ｅとを備える。

ノイズ検出部３１ｅ、直流電源部３３ｅ、検出回路３４ｅ及び増幅器３５ｅは、第１の実施形態におけるノイズ検出部３１ａ、直流電源部３３ａ、検出回路３４ａ及び増幅器３５ａと同様なので説明を省略する。

カップリングコンデンサ部３２ｅは、カップリングコンデンサＣｃ１、Ｃｃ２を備える。カップリングコンデンサＣｃ１の一方の３つの端子はそれぞれＲ相、Ｓ相、Ｔ相の電力ラインに接続されている。カップリングコンデンサＣｃ１の他方の端子は、遮断部３７１ｅに接続されている。カップリングコンデンサＣｃ２の一方の３つの端子はそれぞれＲ相、Ｓ相、Ｔ相の電力ラインに接続されている。カップリングコンデンサＣｃ２の他方の端子は、遮断部３７２ｅに接続されている。そして、カップリングコンデンサ部３２ｅは、カップリングコンデンサＣｃ１、Ｃｃ２を介して、Ｒ相、Ｓ相、Ｔ相の電力ラインと増幅器３５ｅとの間に補償電流を流す経路となる。

出力コンデンサ部３６ｅは、出力コンデンサＣｏを備える。出力コンデンサＣｏは、一端は第１及び第２のトランジスタＴｒ１、Ｔｒ２のエミッタ側にある接続点に接続され、他端は補償電流経路接続端子Ｅｃに接続されている。尚、出力コンデンサ部３６ｅが存在しない形態や、出力コンデンサ部３６ｅが出力コンデンサＣｏに加えてこれと直接に接続された抵抗を有する形態を採用してもよい。或いは、出力コンデンサ部３６ｅが電力ラインに接続され、直流電源部３３ｅが直接又はカップリングコンデンサを介してアースに接続される形態を採用してもよい。

第５の実施形態では、検出回路３４ｅと増幅器３５ｅと出力コンデンサ部３６ｅとがノイズキャンセラを構成する。

遮断部３７１ｅは、第１のトランジスタＴｒ１のコレクタ側の端子であって直流電源Ｖのマイナス側に接続された端子と電力変換器２０内の下側の電力ラインとの間に接続される。遮断部３７２ｅは、第２のトランジスタＴｒ２のコレクタ側の端子であって直流電源Ｖのプラス側に接続された端子と電力変換器２０内の上側の電力ラインとの間に接続される。遮断部３７３ｅは、補償電流経路接続端子Ｅｃと筐体のアース端子Ｅ１との間に接続される。或いは、遮断部３７３ｅは、補償電流経路接続端子Ｅｃと出力コンデンサＣｏとの間や、増幅器３５ｅと出力コンデンサＣｏとの間に接続されていてもよい。遮断部３７１ｅ、３７２ｅ、３７３ｅの機能は、第１の実施形態における遮断部３７ａの機能と同様なので説明を省略する。

ここで、第５の実施形態における電力変換システム１ｅの動作は、遮断部３７１ｅ、３７２ｅ、３７３ｅが機能する以外は第１の実施形態における電力変換システム１ａの動作と同様なので説明を省略する。

尚、第５の実施形態では、ノイズ検出部３１ｅがコモンモードノイズ電流を検出することとしたが、ノイズ検出部３１ｅがコモンモードノイズ電圧を検出することとしてもよい。その場合、ノイズ低減回路３０ｅは、ノイズ検出部３１ｅが検出したコモンモードノイズ電圧から経路に流れるコモンモードノイズ電流を推定し、そのコモンモードノイズ電流を打ち消すように補償電流を流すとよい。

［第６の実施形態］
図６は、第６の実施形態における電力変換システム１ｆの回路構成を示す図である。図示するように、電力変換システム１ｆは、交流電源１００と、モータ２００と、電力変換装置３００ｆとを含む。

交流電源１００及びモータ２００は、第１の実施形態で述べたものと同様なので説明を省略する。

電力変換装置３００ｆは、電源端子台１０と、電力変換器２０と、ノイズ低減回路３０ｆとを含む。

電源端子台１０及び電力変換器２０は、第１の実施形態で述べたものと同様なので説明を省略する。

ノイズ低減回路３０ｆは、コモンモードノイズを検出し、フィードバックして抑制するアクティブ型のコモンモードノイズ低減回路である。ノイズ低減回路３０ｆは、ノイズ検出部３１ｆと、直流電源部３３ｆと、検出回路３４ｆと、増幅器３５ｆと、出力コンデンサ部３６ｆと、遮断部３７１ｆ、３７２ｆ、３７３ｆとを備える。

ノイズ検出部３１ｆ、検出回路３４ｆ及び増幅器３５ｆは、第１の実施形態におけるノイズ検出部３１ａ、検出回路３４ａ及び増幅器３５ａと同様なので説明を省略する。

直流電源部３３ｆは、増幅器３５ｆに並列接続されたコンデンサＣｖを備える。コンデンサＣｖは、一端は遮断部３７１ｆを介して電力変換器２０内の下側電力ラインに、他端は遮断部３７２ｆを介して電力変換器２０内の上側電力ラインに、それぞれ整流部２１とインバータ部２３との間で接続される。これにより、直流電源部３３ｆは、電力変換器２０のＤＣリンク電圧の電源として機能する。尚、直流電源部３３ｆは、コンデンサＣｖを備えなくてもよい。

出力コンデンサ部３６ｆは、出力コンデンサＣｏを備える。出力コンデンサＣｏは、一端は第１及び第２のトランジスタＴｒ１、Ｔｒ２のエミッタ側にある接続点に接続され、他端は補償電流経路接続端子Ｅｃに接続されている。尚、出力コンデンサ部３６ｆが存在しない形態や、出力コンデンサ部３６ｆが出力コンデンサＣｏに加えてこれと直接に接続された抵抗を有する形態を採用してもよい。或いは、出力コンデンサ部３６ｆが電力ラインに接続され、直流電源部３３ｆが直接又はカップリングコンデンサを介してアースに接続される形態を採用してもよい。

第６の実施形態では、検出回路３４ｆと増幅器３５ｆと出力コンデンサ部３６ｆとがノイズキャンセラを構成する。

遮断部３７１ｆは、第１のトランジスタＴｒ１のコレクタ側の端子であってコンデンサＣｖの一端に接続された端子と電力変換器２０内の下側の電力ラインとの間に接続される。遮断部３７２ｆは、第２のトランジスタＴｒ２のコレクタ側の端子であってコンデンサＣｖの他端に接続された端子と電力変換器２０内の上側の電力ラインとの間に接続される。遮断部３７３ｆは、補償電流経路接続端子Ｅｃと筐体のアース端子Ｅ１との間に接続される。或いは、遮断部３７３ｆは、補償電流経路接続端子Ｅｃと出力コンデンサＣｏとの間や、増幅器３５ｆと出力コンデンサＣｏとの間に接続されていてもよい。遮断部３７１ｆ、３７２ｆ、３７３ｆの機能は、第１の実施形態における遮断部３７ａの機能と同様なので説明を省略する。

ここで、第６の実施形態における電力変換システム１ｆの動作は、遮断部３７１ｆ、３７２ｆ、３７３ｆが機能する以外は第１の実施形態における電力変換システム１ａの動作と同様なので説明を省略する。

尚、第６の実施形態では、ノイズ検出部３１ｆがコモンモードノイズ電流を検出することとしたが、ノイズ検出部３１ｆがコモンモードノイズ電圧を検出することとしてもよい。その場合、ノイズ低減回路３０ｆは、ノイズ検出部３１ｆが検出したコモンモードノイズ電圧から経路に流れるコモンモードノイズ電流を推定し、そのコモンモードノイズ電流を打ち消すように補償電流を流すとよい。

［第７の実施形態］
図７は、第７の実施形態における電力変換システム１ｇの回路構成を示す図である。図示するように、電力変換システム１ｇは、交流電源１００と、モータ２００と、電力変換装置３００ｇとを含む。

交流電源１００及びモータ２００は、第１の実施形態で述べたものと同様なので説明を省略する。

電力変換装置３００ｇは、電源端子台１０と、電力変換器２０と、ノイズ低減回路３０ｇと、ノイズフィルタ４０ｇとを含む。

電源端子台１０及び電力変換器２０は、第１の実施形態で述べたものと同様なので説明を省略する。

ノイズ低減回路３０ｇは、コモンモードノイズを検出し、フィードバックして抑制するアクティブ型のコモンモードノイズ低減回路である。ノイズ低減回路３０ｇは、ノイズ検出部３１ｇと、カップリングコンデンサ部３２ｇと、直流電源部３３ｇと、検出回路３４ｇと、増幅器３５ｇと、出力コンデンサ部３６ｇと、遮断部３７ｇとを備える。

ノイズ検出部３１ｇ、カップリングコンデンサ部３２ｇ、直流電源部３３ｇ、検出回路３４ｇ、増幅器３５ｇ、出力コンデンサ部３６ｇ及び遮断部３７ｇは、第１の実施形態におけるノイズ検出部３１ａ、カップリングコンデンサ部３２ａ、直流電源部３３ａ、検出回路３４ａ、増幅器３５ａ、出力コンデンサ部３６ａ及び遮断部３７ａと同様なので説明を省略する。

第７の実施形態では、検出回路３４ｇと増幅器３５ｇと出力コンデンサ部３６ｇとがノイズキャンセラを構成する。

ノイズフィルタ４０ｇは、電力変換器２０とノイズ低減回路３０ｇと間に接続される。ノイズフィルタ４０ｇは、コモンモードノイズを低減させる。ノイズフィルタ４０ｇは、コモンモードチョークコイルＬ２ｒ、Ｌ２ｓ、Ｌ２ｔと、ＹコンデンサＣｙとを備えている。コモンモードチョークコイルＬ２ｒ、Ｌ２ｓ、Ｌ２ｔは、Ｒ相、Ｓ相、Ｔ相の電力ラインのそれぞれに接続された一対のコイルである。ＹコンデンサＣｙは、Ｒ相、Ｓ相、Ｔ相の電力ラインとアースとの間に設けられたコンデンサである。ＹコンデンサＣｙは、ノイズフィルタ４０ｇのアース端子Ｅｆを介して筐体のアース端子Ｅ２に接続されている。

ここで、第７の実施形態における電力変換システム１ｇの動作は、遮断部３７ｇが機能する以外は第１の実施形態における電力変換システム１ａの動作と同様なので説明を省略する。

尚、第７の実施形態では、ノイズ検出部３１ｇがコモンモードノイズ電流を検出することとしたが、ノイズ検出部３１ｇがコモンモードノイズ電圧を検出することとしてもよい。その場合、ノイズ低減回路３０ｇは、ノイズ検出部３１ｇが検出したコモンモードノイズ電圧から経路に流れるコモンモードノイズ電流を推定し、そのコモンモードノイズ電流を打ち消すように補償電流を流すとよい。

また、第７の実施形態では、図１の回路構成にノイズフィルタ４０ｇを追加したが、図２、図４、図５の何れの回路構成にノイズフィルタ４０ｇを追加してもよい。

［変形例］
上記各実施形態では、交流電源１００側を補償電流経路とし、この経路上に遮断部を設けた。これは、ノイズ検出部３１よりも交流電源１００側の電力ラインで遮断すればノイズ検出部３１も遮断でき、より破壊のリスクを低減できるからである。

一方、電力変換器２０側を補償電流経路とする場合は、その経路上に遮断部を設けてもよい。

そして、交流電源１００側を補償電流経路とする場合、及び、電力変換器２０側を補償電流経路とする場合の何れにおいても、遮断部は、電力ラインに設けてよい。その場合、遮断部は、全相遮断すればよい。

［冷凍装置］
図８は、本実施形態における冷凍装置９の配管系統の一例を示す図である。冷凍装置９は、冷媒回路９０において冷媒を循環させて、冷凍サイクルを行う。冷媒回路９０では、図示するように、圧縮機９１と、凝縮器９２と、膨張機構９３と、蒸発器９４とが順に配管接続されている。

圧縮機９１は、モータ２００の動力を用いて、低圧のガス冷媒を圧縮し、高圧のガス冷媒を吐出する。モータ２００は図１乃至図７の電力変換システム１ａ～１ｇに含まれ、電力変換装置３００ａ～３００ｇが交流電源１００を電源としてモータ２００を駆動する。

凝縮器９２は、圧縮機９１が吐出した高圧のガス冷媒を凝縮し、高圧の液冷媒を吐出する。膨張機構９３は、凝縮器９２が吐出した高圧の液冷媒を膨張させ、低圧の気液混合状態の冷媒を吐出する。蒸発器９４は、膨張機構９３が吐出した膨張させた低圧の気液混合状態の冷媒液冷媒を蒸発させ、低圧のガス冷媒を吐出する。

［実施形態の作用効果］
本実施形態のノイズ低減回路３０ａ～３０ｇは、交流電源１００に接続されるスイッチング素子を備えた電力変換器２０から電力ライン及びアースを通じて交流電源１００に流れるコモンモードノイズ電流を、補償電流を電力ライン及びアースに注入することによって低減するノイズキャンセラと、補償電流が流れる補償電流経路にノイズキャンセラへの過電流の印加を抑制する遮断部３７ａ～３７ｃ、３７１ｄ～３７１ｆ、３７２ｄ～３７２ｆ、３７３ｅ、３７３ｆ、３７ｇを備える。

このノイズ低減回路３０ａ～３０ｇによれば、電力ラインに雷サージや電源ノイズが重畳された場合でもノイズキャンセラが破壊される可能性を低下させることができる。

本実施形態において、遮断部３７ａ～３７ｃ、３７１ｄ～３７１ｆ、３７２ｄ～３７２ｆ、３７３ｅ、３７３ｆ、３７ｇは、補償電流が流れる補償電流経路の電路上に直列に接続されている、ものであってよい。

本実施形態において、遮断部３７ａ～３７ｃ、３７１ｄ～３７１ｆ、３７２ｄ～３７２ｆ、３７３ｅ、３７３ｆ、３７ｇは、交流電源１００と電力変換器２０を結ぶ電力ライン及びアースに向けてノイズキャンセラが補償電流を注入する経路に備える、ものであってよい。
このようにすれば、ノイズキャンセラを電力ライン及びアースから切り離して保護することができる。

本実施形態において、遮断部３７ａ～３７ｃ、３７１ｄ～３７１ｆ、３７２ｄ～３７２ｆ、３７３ｅ、３７３ｆ、３７ｇは、補償電流経路の導通及び遮断、又は高インピーダンス及び低インピーダンスを切り替える切り替え手段であってよい。

このようにすれば、必要な場合にだけノイズキャンセラを保護することができる。

本実施形態において、ノイズキャンセラに電力を供給する直流電源部３３ｃ、３３ｆの電圧は、電力変換器２０のＤＣリンク電圧であってよい。

このようにすれば、ノイズキャンセラに電力を供給する直流電源を別途用意する必要がなくなる。

本実施形態において、ノイズキャンセラに電力を供給する直流電源部３３ａ、３３ｂ、３３ｄ、３３ｅ、３３ｇの電圧は、電力変換器２０のＤＣリンク電圧のピーク値よりも低い、ものであってよい。

このようにすれば、ノイズキャンセラを構成する部品の耐圧を低下させることができる。

本実施形態において、直流電源部３３ａ、３３ｂ、３３ｄ、３３ｅ、３３ｇは、カップリングコンデンサ部３２ａ、３２ｂ、３２ｄ、３２ｅ、３２ｇを介して電力ラインに接続されている、ものであってよい。

このようにすれば、電力ラインからコモンモードノイズ電流を取り出すことができる。

本実施形態のノイズ低減回路３０ａ～３０ｇは、ノイズキャンセラに電力を供給する直流電源部３３ａ～３３ｇを備える。ノイズキャンセラは、電力ラインに流れるコモンモードノイズ電流を検出する検出回路３４ａ～３４ｇと、直流電源部３３ａ～３３ｇを電源として検出回路３４ａ～３４ｇの検出信号を増幅する増幅器３５ａ～３５ｇと、増幅器３５ａ～３５ｇの出力部から電力ライン又はアースに補償電流を流すための出力コンデンサ部３６ａ～３６ｇとを備える。直流電源部３３ａ～３３ｇは、電力ライン及びアースの一方と導電路を形成し、出力コンデンサ部３６ａ～３６ｇは、電力ライン及びアースの他方と増幅器３５ａ～３５ｇの出力部の間に接続される。そして、遮断部３７ａ～３７ｃ、３７１ｄ～３７１ｆ、３７２ｄ～３７２ｆ、３７３ｅ、３７３ｆ、３７ｇは、補償電流経路の導通及び遮断、又は高インピーダンス及び低インピーダンスを切り替える切り替え手段であり、切り替え手段は、電力ライン及びアースの一方と直流電源部３３ａ～３３ｇとの間、又は、電力ライン及びアースの他方と増幅器３５ａ～３５ｇの出力部との間に接続されている。

このようにすれば、必要な場合にだけノイズキャンセラを電力ライン及びアースから切り離して保護することができる。

本実施形態において、切り替え手段は、増幅器３５ａ～３５ｇに直流電源部３３ａ～３３ｇから直流電圧が印加された場合に補償電流経路を導通状態とし、増幅器３５ａ～３５ｇに直流電源部３３ａ～３３ｇから直流電圧が印加されていない場合に補償電流経路を遮断状態とする、ものであってよい。

このようにすれば、ノイズキャンセラが機能している場合には、ノイズキャンセラへの過電流の流入を阻止しないようにできる。

本実施形態において、切り替え手段は、補償電流経路が導通状態の場合において、アースに対する、電力ラインの中性点電圧の絶対値が、交流電源１００である商用電源における定格電圧の√２×１．１倍である電圧を超えて変動した場合、及び、増幅器３５ａ～３５ｇに過電流が印加された場合の何れか一方で補償電流経路を遮断状態とする、ものであってよい。

このようにすれば、ノイズキャンセラが機能している状態で、電力ラインに雷サージや電源ノイズが重畳された場合に、ノイズキャンセラへの過電流の流入を阻止することができる。

本実施形態において、切り替え手段は、増幅器３５ａ～３５ｇに直流電源部３３ａ～３３ｇから直流電圧が印加された場合に補償電流経路を低インピーダンス状態とし、増幅器３５ａ～３５ｇに直流電源部３３ａ～３３ｇから直流電圧が印加されていない場合に補償電流経路を高インピーダンス状態とする、ものであってよい。

このようにすれば、ノイズキャンセラが機能している場合には、ノイズキャンセラへの過電流の流入を抑制しないようにできる。

本実施形態において、切り替え手段は、補償電流経路が低インピーダンス状態の場合において、アースに対する、電力ラインの中性点電圧の絶対値が、交流電源１００である商用電源における定格電圧の√２×１．１倍である電圧を超えて変動した場合、及び、増幅器３５ａ～３５ｇに過電流が印加された場合の何れか一方で補償電流経路を高インピーダンス状態とする、ものであってよい。

このようにすれば、ノイズキャンセラが機能している状態で、電力ラインに雷サージや電源ノイズが重畳された場合に、ノイズキャンセラへの過電流の流入を抑制することができる。

本実施形態の電力変換装置３００ａ～３００ｇは、交流電源１００と電力変換器２０との間に接続されたノイズフィルタ４０ｇと、ノイズフィルタ４０ｇよりも交流電源１００側に接続された上記の何れかのノイズ低減回路３０ａ～３０ｇとを備える。

このようにすれば、電力ラインに雷サージや電源ノイズが重畳された場合に、ノイズフィルタ４０ｇより交流電源１００側にノイズキャンセラが接続されていても、ノイズキャンセラが破壊される可能性を低下させることができる。

本実施形態の冷凍装置９は、上記の何れかのノイズ低減回路３０ａ～３０ｇ、又は、上記の何れかの電力変換装置３００ａ～３００ｇを備える。

この冷凍装置９によれば、電力ラインに雷サージや電源ノイズが重畳された場合でもノイズキャンセラが破壊される可能性を低下させることができる。

以上、実施形態を説明したが、特許請求の範囲の趣旨及び範囲から逸脱することなく、形態や詳細の多様な変更が可能なことが理解されるであろう。

１ａ～１ｇ…電力変換システム、１０…電源端子台、２０…電力変換器、２１…整流部、２３…インバータ部、３０ａ～３０ｇ…ノイズ低減回路、３１ａ～３１ｇ…ノイズ検出部、３２ａ、３２ｂ、３２ｄ、３２ｅ、３２ｇ…カップリングコンデンサ部、３３ａ～３３ｇ…直流電源部、３４ａ～３４ｇ…検出回路、３５ａ～３５ｇ…増幅器、３６ａ～３６ｇ…出力コンデンサ部、３７ａ～３７ｃ、３７１ｄ～３７１ｆ、３７２ｄ～３７２ｆ、３７３ｅ、３７３ｆ、３７ｇ…遮断部、４０ｇ…ノイズフィルタ、１００…交流電源、２００…モータ、３００ａ～３００ｇ…電力変換装置

Claims (14)

1. 商用電源に接続されるスイッチング素子を備えた電力変換器から電力ライン及びアースを通じて当該商用電源に流れるコモンモードノイズ電流を、補償電流を当該電力ライン及び当該アースに注入することによって低減するノイズキャンセラと、
   前記補償電流が流れる補償電流経路に設けられ、前記ノイズキャンセラ外から当該ノイズキャンセラへの過電流の流入を抑制する過電流抑制手段と
   を備える、ノイズ低減回路。
2. 前記過電流抑制手段は、前記補償電流が流れる補償電流経路の電路上に直列に接続されている、請求項１に記載のノイズ低減回路。
3. 前記過電流抑制手段は、前記商用電源と前記電力変換器を結ぶ前記電力ライン及び前記アースに向けて前記ノイズキャンセラが前記補償電流を注入する経路に設けられている、請求項１又は請求項２に記載のノイズ低減回路。
4. 前記過電流抑制手段は、前記補償電流経路の導通及び遮断、又は高インピーダンス及び低インピーダンスを切り替える切り替え手段である、請求項１乃至請求項３の何れかに記載のノイズ低減回路。
5. 前記ノイズキャンセラに電力を供給する直流電源部の電圧は、前記電力変換器のＤＣリンク電圧である、請求項１乃至請求項４の何れかに記載のノイズ低減回路。
6. 前記ノイズキャンセラに電力を供給する直流電源部の電圧は、前記電力変換器のＤＣリンク電圧のピーク値よりも低い、請求項１乃至請求項４の何れかに記載のノイズ低減回路。
7. 前記直流電源部は、カップリングコンデンサを介して前記電力ラインに接続されている、請求項６に記載のノイズ低減回路。
8. 前記ノイズキャンセラに電力を供給する直流電源部を備え、
   前記ノイズキャンセラは、
   前記電力ラインに流れるコモンモードノイズ電流を検出する検出回路と、
   前記直流電源部を電源として前記検出回路の検出信号を増幅する増幅器と、
   前記増幅器の出力部から前記電力ライン又は前記アースに前記補償電流を流すための出力コンデンサと
   を備え、
   前記直流電源部は、前記電力ライン及び前記アースの一方と導電路を形成し、
   前記出力コンデンサは、前記電力ライン及び前記アースの他方と前記増幅器の出力部の間に接続され、
   前記過電流抑制手段は、前記補償電流経路の導通及び遮断、又は高インピーダンス及び低インピーダンスを切り替える切り替え手段であり、
   前記切り替え手段は、前記電力ライン及び前記アースの一方と前記直流電源部との間、又は、前記電力ライン及び前記アースの他方と前記増幅器の出力部との間に接続されている、請求項３に記載のノイズ低減回路。
9. 前記切り替え手段は、前記増幅器に前記直流電源部から直流電圧が印加された場合に前記補償電流経路を導通状態とし、前記増幅器に前記直流電源部から直流電圧が印加されていない場合に前記補償電流経路を遮断状態とする、請求項８に記載のノイズ低減回路。
10. 前記切り替え手段は、前記増幅器に前記直流電源部から直流電圧が印加された場合に前記補償電流経路を低インピーダンス状態とし、前記増幅器に前記直流電源部から直流電圧が印加されていない場合に前記補償電流経路を高インピーダンス状態とする、請求項８に記載のノイズ低減回路。
11. 商用電源に接続されるスイッチング素子を備えた電力変換器から電力ライン及びアースを通じて当該商用電源に流れるコモンモードノイズ電流を、補償電流を当該電力ライン及び当該アースに注入することによって低減するノイズキャンセラと、
    前記補償電流が流れる補償電流経路のうち、前記商用電源と前記電力変換器を結ぶ前記電力ライン及び前記アースに向けて前記ノイズキャンセラが当該補償電流を注入する経路に設けられ、当該ノイズキャンセラへの過電流の印加を抑制する過電流抑制手段と、
    前記ノイズキャンセラに電力を供給する直流電源部と
    を備え、
    前記ノイズキャンセラは、
    前記電力ラインに流れるコモンモードノイズ電流を検出する検出回路と、
    前記直流電源部を電源として前記検出回路の検出信号を増幅する増幅器と、
    前記増幅器の出力部から前記電力ライン又は前記アースに前記補償電流を流すための出力コンデンサと
    を備え、
    前記直流電源部は、前記電力ライン及び前記アースの一方と導電路を形成し、
    前記出力コンデンサは、前記電力ライン及び前記アースの他方と前記増幅器の出力部の間に接続され、
    前記過電流抑制手段は、前記補償電流経路の導通及び遮断を切り替える切り替え手段であり、
    前記切り替え手段は、前記電力ライン及び前記アースの一方と前記直流電源部との間、又は、前記電力ライン及び前記アースの他方と前記増幅器の出力部との間に接続され、
    前記切り替え手段は、前記増幅器に前記直流電源部から直流電圧が印加された場合に前記補償電流経路を導通状態とし、前記増幅器に前記直流電源部から直流電圧が印加されていない場合に前記補償電流経路を遮断状態とし、
    前記切り替え手段は、前記補償電流経路が導通状態の場合において、前記アースに対する、前記電力ラインの中性点電圧の絶対値が、前記商用電源における定格電圧の√２×１．１倍である電圧を超えて変動した場合、及び、前記増幅器に過電流が印加された場合の何れか一方で前記補償電流経路を遮断状態とする、ノイズ低減回路。
12. 商用電源に接続されるスイッチング素子を備えた電力変換器から電力ライン及びアースを通じて当該商用電源に流れるコモンモードノイズ電流を、補償電流を当該電力ライン及び当該アースに注入することによって低減するノイズキャンセラと、
    前記補償電流が流れる補償電流経路のうち、前記商用電源と前記電力変換器を結ぶ前記電力ライン及び前記アースに向けて前記ノイズキャンセラが当該補償電流を注入する経路に設けられ、当該ノイズキャンセラへの過電流の印加を抑制する過電流抑制手段と、
    前記ノイズキャンセラに電力を供給する直流電源部と
    を備え、
    前記ノイズキャンセラは、
    前記電力ラインに流れるコモンモードノイズ電流を検出する検出回路と、
    前記直流電源部を電源として前記検出回路の検出信号を増幅する増幅器と、
    前記増幅器の出力部から前記電力ライン又は前記アースに前記補償電流を流すための出力コンデンサと
    を備え、
    前記直流電源部は、前記電力ライン及び前記アースの一方と導電路を形成し、
    前記出力コンデンサは、前記電力ライン及び前記アースの他方と前記増幅器の出力部の間に接続され、
    前記過電流抑制手段は、前記補償電流経路の高インピーダンス及び低インピーダンスを切り替える切り替え手段であり、
    前記切り替え手段は、前記電力ライン及び前記アースの一方と前記直流電源部との間、又は、前記電力ライン及び前記アースの他方と前記増幅器の出力部との間に接続され、
    前記切り替え手段は、前記増幅器に前記直流電源部から直流電圧が印加された場合に前記補償電流経路を低インピーダンス状態とし、前記増幅器に前記直流電源部から直流電圧が印加されていない場合に前記補償電流経路を高インピーダンス状態とし、
    前記切り替え手段は、前記補償電流経路が低インピーダンス状態の場合において、前記アースに対する、前記電力ラインの中性点電圧の絶対値が、前記商用電源における定格電圧の√２×１．１倍である電圧を超えて変動した場合、及び、前記増幅器に過電流が印加された場合の何れか一方で前記補償電流経路を高インピーダンス状態とする、ノイズ低減回路。
13. 前記商用電源と前記電力変換器との間に接続されたノイズフィルタと、
    前記ノイズフィルタよりも前記商用電源側に接続された請求項１乃至請求項１２の何れかに記載のノイズ低減回路と
    を備える、電力変換装置。
14. 請求項１乃至請求項１２の何れかに記載のノイズ低減回路、又は、請求項１３に記載の電力変換装置を備える、冷凍装置。

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