CN104756380A

CN104756380A - 共模噪声降低装置

Info

Publication number: CN104756380A
Application number: CN201280076654.1A
Authority: CN
Inventors: 市原昌文
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2012-10-25
Filing date: 2012-10-25
Publication date: 2015-07-01
Anticipated expiration: 2032-10-25
Also published as: WO2014064807A1; JPWO2014064807A1; JP5362139B1; CN104756380B; US9595881B2; US20150280602A1

Abstract

共模噪声降低装置具有：电力变换器，其向负载供给电力；筐体，其***述电力变换器；共模电感，其配置于所述电力变换器和所述负载之间；电力配线，其贯穿所述共模电感，将所述电力变换器与所述负载连接；接地配线，其贯穿所述共模电感，将所述筐体及所述电力变换器的母线与所述负载侧的接地电位连接；第1阻抗要素，其设置于所述接地配线上的所述筐体和所述负载之间；以及第2阻抗要素，其设置于所述接地配线上的所述电力变换器的母线和所述负载之间。

Description

共模噪声降低装置

技术领域

本发明涉及一种共模噪声降低装置。

背景技术

在专利文献1中记载有下述技术，即，在使将逆变器和电动机连接的负载配线穿过铁芯的电力变换装置中，使将电动机的筐体接地的接地线穿过上述铁芯而与逆变器的输入侧的电容器连接。由此，根据专利文献1，由于铁芯的阻抗，逆变器中的共振路径的共振频率下降，得到针对共振路径的减振效果。

在专利文献2中记载有下述技术，即，在使将逆变器和电动机连接的电力线贯穿PG线圈的铁芯的电力变换***，作为共模电流回流的路径而使共模电流回流线贯穿上述的PG线圈的铁芯，使电力线和共模电流回流线接近地配置。由此，根据专利文献2，由于流过电力线的共模电流和流过共模电流回流线的共模电流的方向相反，因此由流过电力线的共模电流所引起的磁场和由流过共模电流回流线的共模电流所引起的磁场相抵，能够抑制来自电力线的辐射噪声。

在专利文献3中记载有下述技术，即，在电力变换装置和负载之间设置有滤波器的电力变换***的滤波器中，使将电力变换装置与负载连接的电力线在第1磁芯及第2磁芯上同时卷绕1圈，使将电力变换装置的筐体与负载的筐体连接的接地线在第2磁芯上卷绕1圈。另外，记载有下述技术，即，将接地线的绕线方向设为使由电力线的电流所引起的磁场和由接地线的电流所引起的磁场彼此相抵的方向。由此，根据专利文献3，在滤波器中流过大电流，利用一次的绕线工序即可卷绕截面积较大的电力，能够实现制作工序的减少和滤波器的小型化。

专利文献1：日本特开2008－301555号公报

专利文献2：日本特开2001－268890号公报

专利文献3：日本特开2003－348818号公报

发明内容

在专利文献1所记载的技术中，在接地线上设置有直流截止用的电容器，但由于以在低频区域中以充分低的阻抗得到接地作用为目的，因此，可以认为直流截止用的电容器的阻抗值非常小。

即，在专利文献1所记载的技术中，由于可以认为接地线上的逆变器的直流母线的负电位和电动机侧的接地电位之间的阻抗非常小，因此从电源侧向接地线的泄漏电流容易增加，容易发生从别的设备向接地线流入的共模电流的增加。另外，如果逆变器的主电路和电动机侧的接地电位之间的阻抗过低，则从电源侧向接地线流入的共模电流会向电动机的筐体流入，与电动机的筐体接触的作业者可能触电，可能发生安全方面的问题。

在专利文献2中，为了抑制施加于PG线圈的直流电压，防止PG线圈的特性劣化，记载有下述技术，即，在共模电流回流线上***电容器。在专利文献2所记载的技术中，由于必须使共模电流回流线的阻抗与接地电路的阻抗相比充分小，因此，可以认为***至共模电流回流线上的电容器的阻抗非常小。

即，在专利文献2所记载的技术中，由于可以认为共模电流回流线上的电力变换装置的筐体和电源侧的接地电位之间的阻抗非常小，因此从电动机侧回流过来的共模电流容易向电源侧流动，可能对与同一电源***连接的周边设备产生超过容许等级的噪声影响。

在专利文献3所记载的技术中，为了不使第1磁芯及第2磁芯的磁性材料饱和，将低阻抗的电阻与滤波器的接地线串联连接。

即，在专利文献3所记载的技术中，由于可以认为接地线上的电力变换装置的筐体和电源侧的接地电位之间的阻抗非常小，因此从电动机侧回流过来的共模电流容易向电源侧流动，可能对与同一电源***连接的周边设备产生超过容许等级的噪声影响。

本发明就是鉴于上述情况而提出的，其目的在于得到一种共模噪声降低装置，该共模噪声降低装置能够安全地运转，能够将对周边设备的噪声影响抑制为小于或等于容许等级。

为了解决上述课题，实现目的，本发明的1个技术方案所涉及的共模噪声降低装置的特征在于，具有：电力变换器，其向负载供给电力；筐体，其***述电力变换器；共模电感，其配置于所述电力变换器和所述负载之间；电力配线，其贯穿所述共模电感，将所述电力变换器与所述负载连接；接地配线，其贯穿所述共模电感，将所述筐体及所述电力变换器的母线与所述负载侧的接地电位连接；第1阻抗要素，其设置于所述接地配线上的所述筐体和所述负载之间；以及第2阻抗要素，其设置于所述接地配线上的所述电力变换器的母线和所述负载之间。

发明的效果

根据本发明，电力配线一边贯穿共模电感，一边将电力变换器与负载连接，接地配线一边贯穿共模电感，一边将负载与筐体及电力变换器的母线连接。由此，能够一边抑制由电力变换器产生并向负载流动的共模电流，一边使其向筐体及电力变换器侧回流。另外，第1阻抗要素设置于接地配线上的筐体和负载之间，第2阻抗要素设置于接地配线上的电力变换器的母线和负载之间。由此，能够使从负载侧回流过来的共模电流以适当的平衡向筐体侧及电力变换器的母线侧分流，因此能够将共模电压抑制得小于或等于容许上限值，并且将向共模噪声降低装置的外部流出的共模电流抑制得小于或等于容许上限等级。其结果，由于能够降低与负载的筐体接触的作业者触电的危险，因此能够安全地运转，并且能够将针对与同一电源***连接的周边设备的噪声影响抑制得小于或等于容许等级。

附图说明

图1是表示实施方式1所涉及的共模噪声降低装置的结构的图。

图2是表示实施方式1中的共模噪声降低装置的特性的图。

图3是表示实施方式1中的共模噪声降低装置的特性的图。

图4是表示实施方式1中的共模噪声降低装置的动作的图。

图5是表示实施方式1的变形例中的第1阻抗要素的结构的图。

图6是表示实施方式1的变形例中的第2阻抗要素的结构的图。

图7是表示实施方式1的其他变形例所涉及的共模噪声降低装置的结构的图。

图8是表示实施方式1的其他变形例所涉及的共模噪声降低装置的结构的图。

图9是表示实施方式2所涉及的共模噪声降低装置的结构的图。

图10是表示对比例1所涉及的共模噪声降低装置的结构的图。

图11是表示对比例1所涉及的共模噪声降低装置的动作的图。

图12是表示对比例2所涉及的共模噪声降低装置的结构的图。

图13是表示对比例2所涉及的共模噪声降低装置的动作的图。

具体实施方式

下面，基于附图，对本发明所涉及的共模噪声降低装置的实施方式进行详细说明。此外，本发明并不限定于这些实施方式。

实施方式1

利用图1对实施方式1所涉及的共模噪声降低装置1进行说明。

图1是表示共模噪声降低装置1的结构的图。

共模噪声降低装置1是用于降低由电力变换器10产生并流出至外部的共模电流(共模噪声)的装置。即，共模噪声降低装置1具有：筐体20、电力变换器10、共模电感30、电力配线40、接地配线50、第1阻抗要素60、以及第2阻抗要素70。

筐体20收容电力变换器10。由此，筐体20保护电力变换器10不受外部的机械冲击等的影响。筐体20由例如金属等导电体形成。

电力变换器10经由电源配线PSL(电源线PSL 1～PSL 3)从电源PS接受电源电力(例如3相交流电力)，利用电源电力进行电力变换，生成驱动用的电力(例如3相交流电力)，经由电力配线40(电力线PL 1～PL 3)将驱动用的电力向负载LD供给。负载LD例如是电动机。

具体来说，电力变换器10具有转换器11、平滑部12、以及逆变器13。转换器11将电源电力(例如交流电力)变换为直流电力。例如，转换器11具有多个二极管D11～D16，利用多个二极管D11～D16对电源电力(例如交流电力)进行整流。作为各二极管D11～D16的材料，可以利用Si或GaAs等半导体，也可以利用SiC、GaN或金刚石等宽带隙半导体。转换器11将整流后的直流电力向平滑部12供给。

平滑部12从转换器11接受整流后的直流电力，对直流电力进行平滑化。例如，平滑部12具有平滑电容器C，利用平滑电容器C对直流电力进行平滑化。平滑部12将平滑化后的直流电力向逆变器13供给。

逆变器13经由P侧母线PL、N侧母线NL从平滑部12接受平滑化后的直流电力，将直流电力变换为驱动用的电力(例如交流电力)。例如，逆变器13具有多个开关元件SW1～SW6以及多个续流二极管D1～D6，通过使各开关元件SW1～SW6在规定的定时进行通断动作，从而将直流电力变换为驱动用的电力(例如交流电力)。作为各开关元件SW1～SW6以及各续流二极管D1～D6的材料，可以分别利用Si或GaAs等半导体，也可以利用SiC、GaN或金刚石等宽带隙半导体。逆变器13经由电力配线40将驱动用的电力向负载LD供给。

在电力变换器10中，由于进行各开关元件SW1～SW6的通断动作，因此产生共模电流(具有规定的频率的共模噪声)，并经由电力配线40向负载LD侧流动。在负载LD中，被供给电力的负载主体LD 1和收容负载本体LD 1的负载筐体LD 3之间利用寄生的杂散电容LD 2等价地连接。另外，为了将负载筐体LD 3中带电的电荷释放至接地电位GND 1，设置有将负载筐体LD 3与接地电位GND 1连接的负载地线LEL。由此，如果从电力变换器10向负载LD流入较大的共模电流，则流入的共模电流可能经由杂散电容LD 2、负载筐体LD 3、以及负载地线LEL而从负载主体LD 1流出至接地电位GND 1。

由于负载地线LEL具有寄生阻抗值Z0，因此如果较大的共模电流全部向负载地线LEL流动，则负载筐体LD 3相对于接地电位GND1的电压即共模电压Vmc可能上升而超过容许上限值。如果共模电压Vmc上升而超过容许上限值，则与负载筐体LD 3接触的作业者可能触电，可能发生安全方面的问题。

因此，共模电感30构成为，配置于电力变换器10和负载LD之间，电力配线40(电力线PL 1～PL 3)贯穿其内侧的孔。共模电感30例如具有下述的电感值，即，选择性地对经由电力线PL 1～PL3流动的电流中与共模电流相对应的频率成分进行抑制。共模电感30具有例如环状(例如矩形环状、圆环状、椭圆环状等)的形状。共模电感30例如由铁素体等磁体形成。

电力配线40贯穿共模电感30，将电力变换器10与负载LD连接。电力配线40例如包含多条电力线PL 1～PL 3。电力线PL 1例如将U相的交流电力从电力变换器10向负载LD传递。电力线PL2例如将V相的交流电力从电力变换器10向负载LD传递。电力线PL 3例如将W相的交流电力从电力变换器10向负载LD传递。

此时，由于各电力线PL 1～PL 3贯穿共模电感30，因此能够在一定程度上抑制经由各电力线PL 1～PL 3流动的共模电流。但是，未能完全抑制而流入至负载LD的共模电流依然可能经由负载地线LEL而流出至接地电位GND 1。如果未能完全抑制的共模电流全部向负载地线LEL流动，则负载筐体LD 3相对于接地电位GND 1的电压即共模电压Vmc可能上升而超过容许上限值。如果共模电压Vmc上升而超过容许上限值，则与负载筐体LD 3接触的作业者可能触电，可能发生安全方面的问题。

因此，接地配线50贯穿共模电感30，将筐体20及电力变换器10的母线(例如N侧母线NL)与负载LD侧的接地电位GND 1连接。即，接地配线50构成为，使未能完全抑制而流入至负载LD的共模电流经由接地配线50回流至筐体20及电力变换器10侧。

具体来说，接地配线50具有共用地线CEL、第1地线EL 1、以及第2地线EL 2。共用地线CEL从负载LD侧贯穿共模电感30，并向共用节点N 1延伸。共用地线CEL贯穿共模电感30，将负载LD侧的接地电位GND 1与共用节点N 1电连接。共用地线CEL经由负载地线LEL而与负载LD侧的接地电位GND 1连接。

例如，共用地线CEL将负载筐体LD 3和共用节点N 1连接。即，共用地线CEL经由负载筐体LD 3及负载地线LEL而与负载LD侧的接地电位GND 1连接。此外，共用地线CEL也可以与负载地线LEL上的负载筐体LD 3侧的节点连接，也可以不经由负载筐体LD 3而经由负载地线LEL与负载LD侧的接地电位GND 1连接。

此时，由于共用地线CEL贯穿共模电感30，因此能够在一定程度上抑制经由共用地线CEL回流的共模电流。但是，如果未能完全抑制而回流至筐体20及电力变换器10侧的共模电流仅流出至筐体20及电力变换器10中的一方，则可能发生问题。

例如，如果回流的共模电流全部经由筐体20侧，即经由筐体地线HEL及电源地线PEL而流出至电源PS侧，则可能对连接至与电源PS相同的电源***的其他周边设备产生超过容许等级的噪声影响(噪声)。

因此，在接地配线50中，共用地线CEL经由共用节点N 1而与第1地线EL 1及第2地线EL 2连接。即，接地配线50构成为，使通过共用地线CEL回流的共模电流分流至第1地线EL 1及第2地线EL 2。

第1地线EL 1从共用节点N 1向筐体20延伸。第1地线EL 1将共用节点N 1和筐体20电连接。第1地线EL 1经由筐体地线HEL及电源地线PEL而与电源PS侧的接地电位GND 2连接。

例如，第1地线EL 1与筐体地线HEL处的筐体20侧的节点N2连接。筐体地线HEL将筐体20与电源地线PEL连接。对于筐体地线HEL，例如，从节点N 2至电源地线PEL的连接端为止的寄生阻抗值为Z3。电源地线PEL为了向电源PS供给作为基准的接地电位，将电源PS与接地电位GND 2连接。

第2地线EL 2从共用节点N 1向电力变换器10的母线(例如N侧母线NL)延伸。第2地线EL 2将共用节点N 1和电力变换器10的母线(例如N侧母线NL)电连接。

例如，第2地线EL 2与电力变换器10的N侧母线NL连接。N侧母线NL经由多个二极管D14～D16及电源配线PSL(电源线PSL1～PSL 3)而与电源PS连接。

第1阻抗要素60设置于接地配线50上的筐体20和负载LD之间。例如第1阻抗要素60设置于第1地线EL 1上。即，第1阻抗要素60的一端60a与节点N 2连接，另一端60b与共用节点N 1连接。第1阻抗要素60例如具有阻抗值Z1。

第2阻抗要素70设置于接地配线50上的电力变换器10的母线(例如N侧母线NL)和负载LD之间。例如，第2阻抗要素70设置于第2地线EL 2上。即，第2阻抗要素70的一端70a与共用节点N 1连接，另一端70b与N侧母线NL连接。第2阻抗要素70例如具有阻抗值Z2。

如上所述，在共模噪声降低装置1中，在使电力变换器10及负载LD之间的电力配线40和接地配线50通过同一共模电感30的电路结构中，将电力变换器10侧的地线分割成2个***(第1地线EL1及第2地线EL 2)，其中一个(第1地线EL 1)经由第1阻抗要素60而与电力变换器10侧的接地电位(筐体地线HEL)连接，另一个(第2地线EL 2)经由第2阻抗要素70而与电力变换器10的直流侧电位(N侧母线NL)连接。第1阻抗要素60及第2阻抗要素70具有与要流过的共模电流相对应的阻抗值Z1、Z2。

在这里，假设如图10中的对比例1所示，在共模噪声降低装置800中，考虑不设置第1地线EL 1及第1阻抗要素60(参照图1)的情况。在该情况下，为了降低负载筐体LD 3相对于接地电位GND1的电压即共模电压Vmc，认为下述方式较好，即，例如，利用较大容量的电容器C 802构成第2阻抗要素870，如图11中的单点划线的箭头所示，使共模电流有效地向电力变换器10侧回流。该条件相当于在图1的结构中使第2阻抗要素70的阻抗值Z2减小，使第1阻抗要素60的阻抗值Z1无限大。

但是，如果第2阻抗要素70的阻抗值Z2降低，则如图11中的实线箭头所示，经由接地电位GND 2及电源地线PEL而从其他周边设备流入至电源PS的共模电流，可能经由二极管D11～D16、平滑电容器C、以及电力变换器10的母线(例如N侧母线NL)而从电源PS侧流入至接地配线50。如果流入至接地配线50的共模电流经由第2地线EL 2、共用地线CEL、以及负载地线LEL流出至接地电位GND 1，则负载筐体LD 3相对于接地电位GND 1的电压即共模电压Vmc可能上升而超过容许上限值。如果共模电压Vmc上升而超过容许上限值，则与负载筐体LD 3接触的作业者可能触电，可能发生安全方面的问题。

或者，假设如图12中的对比例2所示，在共模噪声降低装置900中，考虑不设置第2地线EL 2及第2阻抗要素70(参照图1)的情况。在该情况下，为了降低负载筐体LD 3相对于接地电位GND 1的电压即共模电压Vmc，认为下述方式较好，即，利用较大容量的电容器C 901构成第1阻抗要素860，如图13中的实线箭头所示，使共模电流有效地向筐体20侧回流。该条件相当于在图1的结构中使第1阻抗要素60的阻抗值Z1减小，使第2阻抗要素70的阻抗值Z2无限大。

但是，如果第1阻抗要素60的阻抗值Z1降低，则如图13中的实线箭头所示，回流的共模电流可能全部经由筐体20侧，即经由筐体地线HEL及电源地线PEL而流出至电源PS侧。如果回流的共模电流全部流出至电源PS侧，则对连接至与电源PS相同的电源***的其他周边设备可能产生超过容许等级的噪声影响(噪声)。并且，在共模电流沿筐体地线HEL～寄生阻抗Z3～电源地线PEL流动时，由于向装置周边分流的成分增加，因此可能因噪声而对装置的周边设备产生坏影响。

与此相对，在实施方式1中，作为从负载LD侧起的共模电流的回流路径，准备第1地线EL 1及第2地线EL 2，在第1地线EL 1及第2地线EL 2上分别设置第1阻抗要素60及第2阻抗要素70。由此，能够使从负载LD侧回流过来的共模电流以适当的平衡分别分流至第1地线EL 1及第2地线EL 2(参照图4)。例如，在将第2阻抗要素70的阻抗值Z2从无限大降低的情况下，对于因不能下降得低于下限值Z2min(参照图3)而无法由第2地线EL 2完全吸收的成分，能够通过将第1阻抗要素60的阻抗值Z1调整至适当的等级，从而经由第1地线EL 1而流动至电源地线PEL。

即，认为在第1阻抗要素60的阻抗值Z1和第2阻抗要素70的阻抗值Z2的组合中存在适当的范围。

因此，首先，本发明人基于对比例1及对比例2的研究结果，认为根据第1阻抗要素60的阻抗值Z1和第2阻抗要素70的阻抗值Z2的大小所引起的得失形成如图2所示的表。

然后，本发明人依据图2所示的得失，对用于使第1阻抗要素60的阻抗值Z1和第2阻抗要素70的阻抗值Z2适当地平衡的步骤进行了研究。

作为步骤，首先，在将第2阻抗要素70的阻抗值Z2从无限大下降的情况下，对从安全方面考虑所能取的值的下限值Z2min(参照图3)进行研究。即，以满足安全条件的方式决定第2阻抗要素70的阻抗值Z2，其中，安全条件用于规定与安全方面相关的要求。安全条件例如由下述的式1表示。

Z2≥Z2min…式1

然后，通过将第1阻抗要素60的阻抗值Z1从无限大降低，从而对由于该阻抗值Z2的值而变得不充分的对共模电压Vmc的电压的抑制能力进行补充。

例如，考虑下述情况，即，在图1所示的结构中，通过使第1阻抗要素60的阻抗值Z1和第2阻抗要素70的阻抗值Z2平衡，从而将共模电压Vmc抑制为小于或等于容许上限值。

流向阻抗值为Z1的第1阻抗要素60的共模电流流过如下路径，即，经由筐体地线HEL及电源地线PEL向电源PS流动，之后，经由电源配线PSL(电源线PSL 1～PSL 3)返回至电力变换器10。在这里，将电源地线PEL和筐体20之间的阻抗值设为与筐体地线HEL的寄生阻抗值Z3大致相等，将从电源PS至电力变换器10为止的共模阻抗设为与电源配线PSL的寄生阻抗值Z4大致相等。在该情况下，由于流向阻抗值为Z1的第1阻抗要素60侧的共模电流最终也流向寄生阻抗值为Z3的筐体地线HEL和寄生阻抗值为Z4的电源配线PSL，因此共模电压Vmc的抑制效果随着Z1+Z3+Z4的阻抗值而变化。

根据所需的共模电压Vmc的抑制幅度，阻抗值Z1+Z3+Z4和阻抗值Z2的组合在图3所示的(Z1+Z3+Z4)－Z2平面上成为斜线阴影部NA。在与图3所示的斜线阴影部NA相比右上方的组合(Z1+Z3+Z4，Z2)的情况下，由于接地配线50相对于共模电流的合成阻抗与负载地线LEL的寄生阻抗值Z0相比过大，因此使流入至负载LD的共模电流难以一边贯穿共模电感30、一边回流至筐体20及电力变换器10侧，存在得不到所需的噪声降低效果的趋势。

即，在第2阻抗要素70的阻抗值Z2满足安全条件(例如式1)的状态下，以满足噪声条件的方式决定第1阻抗要素的阻抗值，其中，噪声条件用于规定与应该降低的噪声等级相关的要求。对于噪声条件，例如，如果将表示噪声条件的边界的函数设为f(x，y)，则能够由与图3所示的斜线阴影部NA相对应的下述的式2表示。

(Z1+Z3+Z4)，Z2)≤f(x，y)…式2

如果考虑到在阻抗值Z1+Z3+Z4中进行调整的对象主要是阻抗值Z1，则阻抗值Z1+Z3+Z4能够视为与第1阻抗要素的阻抗值相关的参数Z1’。因此，如果用参数Z1’置换阻抗值Z1+Z3+Z4，则式2如下述的式2’所示。

(Z1’，Z2)≤f(x，y)…式2’

只要在满足上述2个条件(安全条件及噪声条件)的范围内(即，图3所示的斜线阴影部NA中的虚线LZ2上或与虚线LZ2相比上方的区域中)，则能够抑制共模电压Vmc，但阻抗值Z1+Z3+Z4(＝Z1’)越小，流入至电源PS的共模电流越增加，对连接至与电源PS相同的电源***的其他周边设备的噪声影响越增加。因此，在将第1阻抗要素60的阻抗值Z1从无限大下降的情况下，对将向外部流出的共模电流抑制得小于或等于容许上限等级、由此所能取的阻抗值Z1+Z3+Z4(＝Z1’)的下限值Z1’min(参照图3)进行研究。

即，在第2阻抗要素70的阻抗值Z2满足安全条件(例如式1)的状态下，以满足噪声条件(例如式2或式2’)并且满足电流条件的方式决定第1阻抗要素60的阻抗值Z1，其中，电流条件用于规定与向外部流出的共模电流的容许上限等级相关的要求。电流条件例如由下述的式3表示。

Z1+Z3+Z4≥Z1’min…式3

另外，如果用参数Z1’置换阻抗值Z1+Z3+Z4，则式3如下述的式3’所示。

Z1’≥Z1’min…式3’

由此，能够将满足上述3个条件(安全条件、噪声条件、以及电流条件)的范围(即，图3所示的斜线阴影部NA中的虚线LZ2上或与LZ2相比上方的区域、并且虚线LZ1’上或与虚线LZ1’相比右边的区域)设为适当的范围。

在该适当的范围中，在与安全方面相比，重视对针对其他周边设备的噪声影响的抑制的情况下，优选尽可能地增大阻抗值Z1，如图3所示，函数f(x，y)和虚线LZ2的交点P1成为最终的选定点。

或者，在该适当的范围中，在与对针对其他周边设备的噪声影响的抑制相比，重视安全方面的情况下，优选尽可能地增大阻抗值Z2，如图3所示，函数f(x，y)和虚线LZ1’的交点P2成为最终的选定点。

如上所述，在实施方式1中，电力配线40一边贯穿共模电感30一边将电力变换器10与负载LD连接，接地配线50一边贯穿共模电感30一边将负载LD与筐体20及电力变换器10的母线(例如N侧母线NL)连接。由此，能够一边抑制由电力变换器10产生并向负载LD流动的共模电流，一边使其向筐体20及电力变换器10侧回流。另外，第1阻抗要素60设置于接地配线50上的筐体20和负载LD之间，第2阻抗要素70设置于接地配线50上的电力变换器10的母线和负载LD之间。由此，由于能够使从负载LD侧回流过来的共模电流以适当的平衡向筐体20侧及电力变换器10的母线侧分流，因此能够将共模电压Vmc抑制得小于或等于容许上限值，并且将向共模噪声降低装置1的外部流出的共模电流抑制得小于或等于容许上限等级。其结果，由于能够降低与负载筐体LD 3接触的作业者触电的危险，因此能够安全地运转，并且能够将针对与同一电源***连接的周边设备的噪声影响抑制得小于或等于容许等级。

另外，在实施方式1中，在接地配线50中，共用地线CEL一边贯穿共模电感30一边将负载LD与共用节点N 1连接，第1地线EL 1将共用节点N 1与筐体20连接，第2地线EL 2将共用节点N 1与电力变换器10的母线(例如N侧母线NL)连接。另外，第1阻抗要素60设置于第1地线EL 1上，第2阻抗要素70设置于第2地线EL 2上。由此，能够使从负载LD侧回流过来的共模电流以适当的平衡分流至第1地线EL 1及第2地线EL 2。

另外，在实施方式1中，共用地线CEL与例如负载筐体LD 3连接。由此，能够容易地使经由负载主体LD 1及杂散电容LD 3而从电力变换器10流入至负载筐体LD 3的共模电流不流入负载地线LEL而向接地配线50回流。

另外，在实施方式1中，第1地线EL 1经由筐体地线HEL及电源地线PEL而与电源PS连接。由此，能够使分流至第1地线EL 1的共模电流从电源PS侧向电力变换器10侧回流。

另外，在实施方式1中，考虑到安全方面及应该降低的噪声等级，使第1阻抗要素60的阻抗值Z1和第2阻抗要素70的阻抗值Z2取得了平衡。由此，能够考虑到安全方面及应该降低的噪声等级，使从负载LD侧回流过来的共模电流向筐体20侧及电力变换器10的母线侧分流。

另外，在实施方式1中，以满足安全条件的方式决定出第2阻抗要素70的阻抗值Z2，其中，安全条件用于规定与安全方面相关的要求。并且，在第2阻抗要素70的阻抗值Z2满足安全条件的状态下，以满足噪声条件的方式决定出第1阻抗要素60的阻抗值Z1，其中，噪声条件用于规定与应该降低的噪声等级相关的要求。由此，能够考虑到安全方面及应该降低的噪声等级而使第1阻抗要素60的阻抗值Z1和第2阻抗要素70的阻抗值Z2取得平衡。

另外，在实施方式1中，在第2阻抗要素70的阻抗值Z2满足安全条件的状态下，以满足噪声条件并且满足电流条件的方式决定出第1阻抗要素60的阻抗值Z1，其中，噪声条件用于规定与应该降低的噪声等级相关的要求，电流条件用于规定与向外部流出的共模电流的容许上限等级相关的要求。由此，能够考虑到安全方面及应该降低的噪声等级，并且进一步考虑对周边设备的噪声影响，使第1阻抗要素60的阻抗值Z1和第2阻抗要素70的阻抗值Z2取得平衡。

另外，在实施方式1中，共模噪声降低装置1同时满足上述的式1’及式2’。由此，能够以满足安全条件的方式决定第2阻抗要素70的阻抗值Z2，并且，能够在第2阻抗要素70的阻抗值Z2满足安全条件的状态下，以满足噪声条件的方式决定第1阻抗要素60的阻抗值Z1。

另外，在实施方式1中，共模噪声降低装置1同时满足上述的式1’、式2’及式3’。由此，能够以满足安全条件的方式决定第2阻抗要素70的阻抗值Z2，并且，能够在第2阻抗要素70的阻抗值Z2满足安全条件的状态下，以同时满足噪声条件及电流条件的方式决定第1阻抗要素60的阻抗值Z1。

此外，第1阻抗要素60例如也可以如图5(a)所示，包含电容器C 1。或者，第1阻抗要素60例如也可以如图5(b)所示，包含彼此串联连接的电阻R 1及电容器C 1。或者，第1阻抗要素60例如也可以如图5(c)所示，包含彼此并联连接的电阻R 1及电容器C1。或者，第1阻抗要素60例如也可以如图5(d)所示，包含彼此串联连接的线圈L 1及电容器C 1。或者，第1阻抗要素60例如也可以如图5(e)所示，包含彼此串联连接的线圈L 1、电阻R 1、以及电容器C 1。或者，第1阻抗要素60例如也可以如图5(f)所示，包含彼此并联连接的线圈L1、电阻R1、以及电容器C1。在图5(a)～图5(f)的任一种情况下，都能够将第1阻抗要素60的阻抗值决定为Z1。

如图5(a)～图5(f)所示，在第1阻抗要素60包含电容器C1的情况下，能够将负载LD侧的接地电位GND1和电源PS侧的接地电位GND 2在直流情况下进行分离，能够将负载LD侧和电源PS侧分别接地。

如图5(b)、图5(c)、图5(e)、图5(f)所示，在第1阻抗要素60包含电阻R 1的情况下，能够增加减振，能够抑制回流的共模电流的振动。

如图5(d)～图5(f)所示，在第1阻抗要素60包含线圈L 1的情况下，能够以较低的损耗(例如，无损耗)降低回流的共模电流的峰值。

另外，第2阻抗要素70例如也可以如图6(a)所示，包含电容器C 2。或者，第2阻抗要素70例如也可以如图6(b)所示，包含彼此串联连接的电阻R 2及电容器C 2。或者，第2阻抗要素70例如也可以如图6(c)所示，包含彼此并联连接的电阻R 2及电容器C2。在图6(a)～图6(c)的任一种情况下，都能够将第2阻抗要素70的阻抗值决定为Z2。

如图6(a)～图6(c)所示，在第2阻抗要素70包含电容器C2的情况下，能够将负载LD侧的接地电位GND 1和电力变换器10的母线(例如，N侧母线NL)在直流情况下进行分离。

如图6(b)～图6(c)所示，在第2阻抗要素70包含电阻R 2的情况下，能够增加减振，能够抑制回流的共模电流的振动。

另外，能够将图5(d)～图5(f)所示的第1阻抗要素60的具体方式和图6(b)～图6(c)所示的第2阻抗要素70的具体方式进行任意的组合。

或者，如图7所示，在共模噪声降低装置1i中，接地配线50i中的第2地线EL 2i也可以与电力变换器10的P侧母线PL连接。在该情况下，也能够实现与实施方式1相同的效果。

或者，如图8所示，在共模噪声降低装置1j中，电力变换器10j也可以不包含转换器11(参照图1)。在该情况下，电力变换器10j成为经由电源配线PSL j(电源线PSL 1j，PSL 2j)从电源PS j接受直流的电源电力，利用直流的电源电力进行电力变换。在该情况下，也能够实现与实施方式1相同的效果。

实施方式2

下面，利用图9，对实施方式2所涉及的共模噪声降低装置100进行说明。图9是表示共模噪声降低装置100的结构的图。

在实施方式1中，使在接地配线50中回流的共模电流贯穿共模电感30后进行分流，但在实施方式2中，使在接地配线150中回流的共模电流分流后贯穿共模电感30。

具体来说，如图9所示，在共模噪声降低装置100中，取代接地配线50、第1阻抗要素60、以及第2阻抗要素70而具有接地配线150、第1阻抗要素160、以及第2阻抗要素170。

接地配线150具有共用地线CEL 100、第3地线EL 101、以及第4地线EL 102。共用地线CEL 100将负载LD与共用节点N 101连接。例如，共用地线CEL 100与负载筐体LD 3连接，将负载筐体LD 3与共用节点N 101连接。

第3地线EL 101从共用节点N 101贯穿共模电感30，向筐体20延伸。即，第3地线EL 101一边贯穿共模电感30，一边将共用节点N 101与筐体20连接。例如，第3地线EL 101与筐体地线HEL中的筐体20侧的节点N 2连接。

第4地线EL 102从共用节点N 101贯穿共模电感30，向电力变换器10的母线(例如N侧母线NL)延伸。即，第4地线EL 102一边贯穿共模电感30，一边将共用节点N 101与电力变换器10的母线(例如N侧母线NL)连接。例如，第4地线EL 102与电力变换器10的N侧母线NL连接。

第1阻抗要素160设置于第3地线EL 101上。例如，第1阻抗要素160设置于第3地线EL 101上的共用节点N 101和共用电感30之间。在第1阻抗要素160具有例如阻抗值Z1这一点上与实施方式1相同。

第2阻抗要素170设置于第4地线EL 102上。例如，第2阻抗要素170设置于第4地线EL 102上的共用节点N 101和共模电感30之间。在第2阻抗要素170具有例如阻抗值Z2这一点上与实施方式2相同。

如上所述，在实施方式2中，共用地线CEL 100将负载LD与共用节点N 101连接，第3地线EL 101一边贯穿共模电感30，一边将共用节点N 101与筐体20连接，第4地线EL 102一边贯穿共模电感30，一边将共用节点N 101与电力变换器10的母线连接。另外，第1阻抗要素160设置于第3地线EL 101上的共模电感30和共用节点N 101之间，第2阻抗要素170设置于第4地线EL 102上的共模电感30和共用节点N 101之间。由此，由于使从负载LD侧回流过来的共模电流在分流至第3地线EL 101及第4地线EL 102之后贯穿共模电感30，因此能够利用共模电感30有效地抑制共模电流。

工业实用性

如上所述，本发明所涉及的共模噪声降低装置在降低共模噪声方面是有用的。

标号的说明

1、1i、1j、100、800、900共模噪声降低装置，10、10j电力变换器，11转换器，12平滑部，13逆变器，20筐体，30共模电感，40电力配线，50、50i、150接地配线，60、160第1阻抗要素，70、170第2阻抗要素，CEL、CEL 100共用地线，EL 1第1地线，EL 2、EL 2i第2地线，EL 101第3地线，EL 102第4地线，HEL筐体地线，N 1、N 101共用节点，PEL电源地线，PS、PS j电源。

Claims

1.一种共模噪声降低装置，其特征在于，具有：

电力变换器，其向负载供给电力；

筐体，其***述电力变换器；

共模电感，其配置于所述电力变换器和所述负载之间；

电力配线，其贯穿所述共模电感，将所述电力变换器与所述负载连接；

接地配线，其贯穿所述共模电感，将所述负载与所述筐体及所述电力变换器的母线连接；

第1阻抗要素，其设置于所述接地配线上的所述筐体和所述负载之间；以及

第2阻抗要素，其设置于所述接地配线上的所述电力变换器的母线和所述负载之间。

2.根据权利要求1所述的共模噪声降低装置，其特征在于，

所述接地配线具有：

共用地线，其贯穿所述共模电感，将所述负载与共用节点连接；

第1地线，其将所述共用节点与所述筐体连接；以及

第2地线，其将所述共用节点与所述电力变换器的母线连接，

所述第1阻抗要素设置于所述第1地线上，

所述第2阻抗要素设置于所述第2地线上。

3.根据权利要求2所述的共模噪声降低装置，其特征在于，

所述共用地线与所述负载的筐体连接。

4.根据权利要求2所述的共模噪声降低装置，其特征在于，

所述第1地线经由筐体地线及电源地线而与电源连接。

5.根据权利要求1所述的共模噪声降低装置，其特征在于，

所述接地配线具有：

共用地线，其将所述负载与共用节点连接；

第3地线，其贯穿所述共模电感，将所述共用节点与所述筐体连接；以及

第4地线，其贯穿所述共模电感，将所述共用节点与所述电力变换器的母线连接，

所述第1阻抗要素设置于所述第3地线上的所述共用节点和所述共模电感之间，

所述第2阻抗要素设置于所述第4地线上的所述共用节点和所述共模电感之间。

6.根据权利要求5所述的共模噪声降低装置，其特征在于，

所述共用地线与所述负载的筐体连接。

7.根据权利要求5所述的共模噪声降低装置，其特征在于，

所述第1地线经由筐体地线及电源地线而与电源连接。

8.根据权利要求1所述的共模噪声降低装置，其特征在于，

考虑到安全方面及应该降低的噪声等级，使所述第1阻抗要素的阻抗值和所述第2阻抗要素的阻抗值取得平衡。

9.根据权利要求8所述的共模噪声降低装置，其特征在于，

以满足安全条件的方式决定出所述第2阻抗要素的阻抗值，其中，安全条件用于规定与安全方面相关的要求，

在所述第2阻抗要素的阻抗值满足所述安全条件的状态下，以满足噪声条件的方式决定出所述第1阻抗要素的阻抗值，其中，噪声条件用于规定与应该降低的噪声等级相关的要求。

10.根据权利要求8所述的共模噪声降低装置，其特征在于，

在所述第2阻抗要素的阻抗值满足所述安全条件的状态下，以满足噪声条件并且满足电流条件的方式决定出所述第1阻抗要素的阻抗值，其中，噪声条件用于规定与应该降低的噪声等级相关的要求，电流条件用于规定与向外部流出的共模电流的容许上限等级相关的要求。

11.根据权利要求8所述的共模噪声降低装置，其特征在于，

如果将与所述第1阻抗要素的阻抗值相关的参数设为Z1’，将所述第2阻抗要素的阻抗值设为Z2，将表示安全条件的边界的值设为Z2min，将表示噪声条件的边界的函数设为f(x，y)，其中，安全条件用于规定与安全方面相关的要求，噪声条件用于规定与应该降低的噪声等级相关的要求，则所述共模噪声降低装置满足

Z2≥Z2min，且(Z1’，Z2)≤f(x，y)。

12.根据权利要求11所述的共模噪声降低装置，其特征在于，

如果将表示电流条件的边界的值设为Z1’min，其中，电流条件用于规定与向外部流出的共模电流的容许上限等级相关的要求，则所述共模噪声降低装置还满足

Z1’≥Z1’min。