JP2002058162A - サージ電圧抑制フィルタ - Google Patents
サージ電圧抑制フィルタInfo
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- JP2002058162A JP2002058162A JP2000240585A JP2000240585A JP2002058162A JP 2002058162 A JP2002058162 A JP 2002058162A JP 2000240585 A JP2000240585 A JP 2000240585A JP 2000240585 A JP2000240585 A JP 2000240585A JP 2002058162 A JP2002058162 A JP 2002058162A
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- suppression filter
- voltage suppression
- resistor
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E40/00—Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
- Y02E40/40—Arrangements for reducing harmonics
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- Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
- Power Conversion In General (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 ＰＷＭインバータの出力ラインに接続するの
みで、ケーブル後端の交流電動機にサージ電圧を印加し
ない小型なサージ電圧抑制フィルタを構成する。 【解決手段】 チョークコイルの各コイルに、並列接続
された抵抗器を備え、各コイルの交流電動機への接続側
の線間に、スター結線されたコンデンサと抵抗器の直列
回路を備えるサージ電圧抑制フィルタにおいて、前記チ
ョークコイルとコンデンサをケース内に配置し、前記抵
抗器はケース下部に空間を隔てて取り付ける。さらに、
チョークコイルコイルの磁芯に非晶質超微細結晶合金の
薄帯を捲回したリングコアを用いてサージ電圧抑制フィ
ルタを構成する。
みで、ケーブル後端の交流電動機にサージ電圧を印加し
ない小型なサージ電圧抑制フィルタを構成する。 【解決手段】 チョークコイルの各コイルに、並列接続
された抵抗器を備え、各コイルの交流電動機への接続側
の線間に、スター結線されたコンデンサと抵抗器の直列
回路を備えるサージ電圧抑制フィルタにおいて、前記チ
ョークコイルとコンデンサをケース内に配置し、前記抵
抗器はケース下部に空間を隔てて取り付ける。さらに、
チョークコイルコイルの磁芯に非晶質超微細結晶合金の
薄帯を捲回したリングコアを用いてサージ電圧抑制フィ
ルタを構成する。
Description
【０００１】
【発明が属する技術分野】本発明は、ＰＷＭインバータ
で駆動される交流電動機の入力端子に発生するサージ電
圧を抑制するために、図３に示すようにＰＷＭインバー
タと交流電動機；Ｍを接続するケーブルの間に挿入され
るサージ電圧抑制フィルタに関するものである。
で駆動される交流電動機の入力端子に発生するサージ電
圧を抑制するために、図３に示すようにＰＷＭインバー
タと交流電動機；Ｍを接続するケーブルの間に挿入され
るサージ電圧抑制フィルタに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】交流電動機は、ＰＷＭインバータとケー
ブルで接続されて駆動されるが、ケーブルが持つ抵抗、
インダクタンスおよび、線間または大地間との静電容量
で分布定数回路網が構成され、ケーブルが長くなると分
布定数回路網の影響が大きくなる。一方ＰＷＭインバー
タは、高周波キャリア信号でオンオフされ出力電圧を制
御しているので、スイッチング時のサージ電圧が、前記
の分布定数回路網で共振現象を誘起して、ケーブル長に
よっては２倍以上のサージ電圧が交流電動機に印加さ
れ、電動機巻線の焼損や電圧破壊をもたらしていた。
ブルで接続されて駆動されるが、ケーブルが持つ抵抗、
インダクタンスおよび、線間または大地間との静電容量
で分布定数回路網が構成され、ケーブルが長くなると分
布定数回路網の影響が大きくなる。一方ＰＷＭインバー
タは、高周波キャリア信号でオンオフされ出力電圧を制
御しているので、スイッチング時のサージ電圧が、前記
の分布定数回路網で共振現象を誘起して、ケーブル長に
よっては２倍以上のサージ電圧が交流電動機に印加さ
れ、電動機巻線の焼損や電圧破壊をもたらしていた。
【０００３】前記のサージ電圧を抑制するために、特開
平１１−２６２２４７に開示されているように、ＰＷＭ
インバータの出力ラインに抵抗器を並列接続したチョー
クコイルを挿入する方法や、特開平１１−２６２２４５
に開示されているように、交流電動機の入力ライン間に
抵抗器とコンデンサよりなるダンピング回路を挿入する
方法などで対策していた。しかしながら、使用する場所
によりケーブル長が異なり、また大地との浮遊容量が変
わるので期待されたサージ抑制効果を得難いため、図６
に示すように前記の２方法を併用して対策も検討された
が、ＰＷＭインバータの出力ラインに抵抗器を並列接続
したチョークコイルを取りつける作業と、ケーブル後端
の交流電動機の入力ライン間に抵抗器とコンデンサより
なるダンピング回路を取りつける作業を、２箇所に施行
するため煩雑な作業となっていた。さらに、取り付け方
法によっては、ダンピング抵抗器の発熱が、並列接続さ
れたコイルと、直列接続されたコンデンサに伝熱し、コ
イルとコンデンサの劣化を促進していた。
平１１−２６２２４７に開示されているように、ＰＷＭ
インバータの出力ラインに抵抗器を並列接続したチョー
クコイルを挿入する方法や、特開平１１−２６２２４５
に開示されているように、交流電動機の入力ライン間に
抵抗器とコンデンサよりなるダンピング回路を挿入する
方法などで対策していた。しかしながら、使用する場所
によりケーブル長が異なり、また大地との浮遊容量が変
わるので期待されたサージ抑制効果を得難いため、図６
に示すように前記の２方法を併用して対策も検討された
が、ＰＷＭインバータの出力ラインに抵抗器を並列接続
したチョークコイルを取りつける作業と、ケーブル後端
の交流電動機の入力ライン間に抵抗器とコンデンサより
なるダンピング回路を取りつける作業を、２箇所に施行
するため煩雑な作業となっていた。さらに、取り付け方
法によっては、ダンピング抵抗器の発熱が、並列接続さ
れたコイルと、直列接続されたコンデンサに伝熱し、コ
イルとコンデンサの劣化を促進していた。
【０００４】また、前記チョークコイルには直流電流が
重畳するため、磁気飽和し難い磁心が要求される。珪素
鋼板の飽和磁束密度は大きいが、透磁率がさほど大きく
ないため、磁路断面積を大きくした大型な磁心を用いて
いた。また、フェライトは、飽和磁束密度が大きくな
く、磁気飽和し易いので磁路断面積の大きいコアを用い
るため、大型な磁心にならざるを得なかった。コアの飽
和磁束密度が低く磁気飽和する場合は、閉磁路コアの外
郭に間隙を設けて１部を開磁路とした半閉磁路コアとし
て、磁気飽和を回避することも行われているが、透磁率
が低下するので磁路断面積の大きい大型磁心にならざる
を得なかった。
重畳するため、磁気飽和し難い磁心が要求される。珪素
鋼板の飽和磁束密度は大きいが、透磁率がさほど大きく
ないため、磁路断面積を大きくした大型な磁心を用いて
いた。また、フェライトは、飽和磁束密度が大きくな
く、磁気飽和し易いので磁路断面積の大きいコアを用い
るため、大型な磁心にならざるを得なかった。コアの飽
和磁束密度が低く磁気飽和する場合は、閉磁路コアの外
郭に間隙を設けて１部を開磁路とした半閉磁路コアとし
て、磁気飽和を回避することも行われているが、透磁率
が低下するので磁路断面積の大きい大型磁心にならざる
を得なかった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ＰＷＭインバータの出
力ラインに抵抗器を並列接続したチョークコイルを挿入
する作業と、ケーブル後端の交流電動機の入力ライン間
に抵抗器とコンデンサよりなるダンピング回路を挿入す
る作業を、２箇所に施行する煩雑さを解消し、また、抵
抗器の発熱が近傍のコイルやコンデンサを劣化させない
構成にすることである。 さらに、チョークコイルの磁
心に大型コアを用いず磁気飽和し難い、小型なサージ電
圧抑制フィルタを構成することである。
力ラインに抵抗器を並列接続したチョークコイルを挿入
する作業と、ケーブル後端の交流電動機の入力ライン間
に抵抗器とコンデンサよりなるダンピング回路を挿入す
る作業を、２箇所に施行する煩雑さを解消し、また、抵
抗器の発熱が近傍のコイルやコンデンサを劣化させない
構成にすることである。 さらに、チョークコイルの磁
心に大型コアを用いず磁気飽和し難い、小型なサージ電
圧抑制フィルタを構成することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】第１の発明は、ＰＷＭイ
ンバータと交流電動機の間に挿入されるサージ電圧抑制
フィルタであって、ＰＷＭインバータの３相出力ライン
の各チョークコイルに、並列接続された抵抗器を備え、
各チョークコイルの交流電動機へ接続するケーブルへの
接続側の線間に、スター結線されたコンデンサと抵抗器
の直列回路を備え、前記抵抗器がケース外部に取り付け
られたことを特徴とするサージ電圧抑制フィルタであ
る。
ンバータと交流電動機の間に挿入されるサージ電圧抑制
フィルタであって、ＰＷＭインバータの３相出力ライン
の各チョークコイルに、並列接続された抵抗器を備え、
各チョークコイルの交流電動機へ接続するケーブルへの
接続側の線間に、スター結線されたコンデンサと抵抗器
の直列回路を備え、前記抵抗器がケース外部に取り付け
られたことを特徴とするサージ電圧抑制フィルタであ
る。
【０００７】ＰＷＭインバータの３相出力ラインの各チ
ョークコイルの各コイルに、図２の回路図に示すよう
に、並列接続された抵抗器を備え、各コイルの交流電動
機への接続側の線間に、スター結線されたコンデンサと
抵抗器の直列回路を備えたサージ電圧抑制フィルタを構
成することで、図３に示すようにＰＷＭインバータの後
段に設置すればよく、ＰＷＭインバータの出力ラインに
抵抗器を並列接続したチョークコイルを挿入する作業
と、ケーブル後端の交流電動機の入力ライン間に抵抗器
とコンデンサよりなるダンピング回路を挿入する作業
を、２箇所に施行するための煩雑な作業を行わずにす
む。また、ラインに直列に、さらにライン間にサージ電
圧抑制回路を配置するので、ライン長が変化してもサー
ジ電圧を抑制することができる。図３に示す接続で交流
電動機を駆動した場合の、サージ電圧抑制フィルタを挿
入しない対策前と、サージ電圧抑制フィルタを挿入した
対策後の交流電動機の駆動電圧波形を図４に示す。
ョークコイルの各コイルに、図２の回路図に示すよう
に、並列接続された抵抗器を備え、各コイルの交流電動
機への接続側の線間に、スター結線されたコンデンサと
抵抗器の直列回路を備えたサージ電圧抑制フィルタを構
成することで、図３に示すようにＰＷＭインバータの後
段に設置すればよく、ＰＷＭインバータの出力ラインに
抵抗器を並列接続したチョークコイルを挿入する作業
と、ケーブル後端の交流電動機の入力ライン間に抵抗器
とコンデンサよりなるダンピング回路を挿入する作業
を、２箇所に施行するための煩雑な作業を行わずにす
む。また、ラインに直列に、さらにライン間にサージ電
圧抑制回路を配置するので、ライン長が変化してもサー
ジ電圧を抑制することができる。図３に示す接続で交流
電動機を駆動した場合の、サージ電圧抑制フィルタを挿
入しない対策前と、サージ電圧抑制フィルタを挿入した
対策後の交流電動機の駆動電圧波形を図４に示す。
【０００８】第２の発明は、前記抵抗器がケース外の下
部に空間を隔てて取り付けられたことを特徴とするサー
ジ電圧抑制フィルタである。
部に空間を隔てて取り付けられたことを特徴とするサー
ジ電圧抑制フィルタである。
【０００９】前記抵抗器がケースの外部に取りつけられ
るので、ケース内部のチョークコイルおよびダンピング
用コンデンサを加熱することなく、劣化を促進すること
もない。さらに、抵抗器がケース外の下部に取り付けら
れて表面に露出しないので、保守点検時に接触して火傷
することもなく、また、ケース外の下部に空間を隔てて
取り付けられるので、ケースに伝熱することもない。ま
た、ケース下部に取り付けられているので、保守点検時
に接触して火傷することなく、ケース外下部の空間を加
熱された空気が流れるので放熱性が向上する。
るので、ケース内部のチョークコイルおよびダンピング
用コンデンサを加熱することなく、劣化を促進すること
もない。さらに、抵抗器がケース外の下部に取り付けら
れて表面に露出しないので、保守点検時に接触して火傷
することもなく、また、ケース外の下部に空間を隔てて
取り付けられるので、ケースに伝熱することもない。ま
た、ケース下部に取り付けられているので、保守点検時
に接触して火傷することなく、ケース外下部の空間を加
熱された空気が流れるので放熱性が向上する。
【００１０】第３の発明は、前記のサージ電圧抑制フィ
ルタにおいて、前記の各チョークコイルが、非晶質超微
細結晶合金の磁性薄帯を捲回したリングコアに捲線され
てなることを特徴とするサージ電圧抑制フィルタであ
る。
ルタにおいて、前記の各チョークコイルが、非晶質超微
細結晶合金の磁性薄帯を捲回したリングコアに捲線され
てなることを特徴とするサージ電圧抑制フィルタであ
る。
【００１１】図５のＢ−Ｈ特性図に示すように、非晶質
超微細結晶合金の磁性薄帯を捲回してなるコアを用いた
場合、従来の珪素鋼板やマンガン亜鉛（Ｍｎ、Ｚｎ）系
フェライトよりなるコアにくらべて、飽和磁束密度が高
く透磁率も大きいので磁路断面積の小さな、小型なコア
が形成できる。また非晶質超微細結晶合金の磁性薄帯を
捲回してなるコアは、同一の厚みの珪素鋼板に比較し
て、透磁率およびＱ特性の周波数特性が高周波まで伸び
ているので高周波チョークコイルのコア材料に適し、高
周波帯域におけるサージ電圧抑制効果が維持できる。
超微細結晶合金の磁性薄帯を捲回してなるコアを用いた
場合、従来の珪素鋼板やマンガン亜鉛（Ｍｎ、Ｚｎ）系
フェライトよりなるコアにくらべて、飽和磁束密度が高
く透磁率も大きいので磁路断面積の小さな、小型なコア
が形成できる。また非晶質超微細結晶合金の磁性薄帯を
捲回してなるコアは、同一の厚みの珪素鋼板に比較し
て、透磁率およびＱ特性の周波数特性が高周波まで伸び
ているので高周波チョークコイルのコア材料に適し、高
周波帯域におけるサージ電圧抑制効果が維持できる。
【００１２】
【発明の実施の形態】ケース内に、図２の回路図に示す
チョークコイル３個とコンデンサ３個を配置し、ケース
外の下部にケースと空間を隔てて抵抗器６個を取りつけ
る。さらに、チョークコイルの磁芯に非晶質超微細結晶
合金の磁性薄帯を捲回したリングコアを用いる。
チョークコイル３個とコンデンサ３個を配置し、ケース
外の下部にケースと空間を隔てて抵抗器６個を取りつけ
る。さらに、チョークコイルの磁芯に非晶質超微細結晶
合金の磁性薄帯を捲回したリングコアを用いる。
【００１３】
【実施例１】厚み；０，０２ｍｍ、幅；１７ｍｍの非晶
質超微細結晶合金の磁性薄帯を捲回してなるリングコア
を、厚み；２０ｍｍ、外径Φ；６０ｍｍ、内径Φ；４０
ｍｍの樹脂ケースに収納して、Φ；３ｍｍのポリエステ
ル被覆銅線を１０ターン捲回したチョークコイルを３個
製作した。 つぎに、静電容量が３０ｎＦのフィルムコ
ンデンサ３個と前記チョークコイル３個を、図１に示
す、外部接続端子と取りつけ台の付いたケース内に配置
し、エポキシ樹脂を流しこんで乾燥硬化させた。
質超微細結晶合金の磁性薄帯を捲回してなるリングコア
を、厚み；２０ｍｍ、外径Φ；６０ｍｍ、内径Φ；４０
ｍｍの樹脂ケースに収納して、Φ；３ｍｍのポリエステ
ル被覆銅線を１０ターン捲回したチョークコイルを３個
製作した。 つぎに、静電容量が３０ｎＦのフィルムコ
ンデンサ３個と前記チョークコイル３個を、図１に示
す、外部接続端子と取りつけ台の付いたケース内に配置
し、エポキシ樹脂を流しこんで乾燥硬化させた。
【００１４】次に図１の側面図に示すように前記ケース
裏面より取りつけ台のフレームに２０Ω、２００Ｗの抵
抗器６個を、２個ずつ対にしてネジ止め固定し、前記ケ
ースの側面の穴に２ｍｍΦのコードを挿通させて、図２
の回路図に基き、チョークコイルとコンデンサに配線接
続させ、図１の平面図と側面図に示すサージ電圧抑制フ
ィルタを構成した。
裏面より取りつけ台のフレームに２０Ω、２００Ｗの抵
抗器６個を、２個ずつ対にしてネジ止め固定し、前記ケ
ースの側面の穴に２ｍｍΦのコードを挿通させて、図２
の回路図に基き、チョークコイルとコンデンサに配線接
続させ、図１の平面図と側面図に示すサージ電圧抑制フ
ィルタを構成した。
【００１５】
【発明の効果】ＰＷＭインバータの出力ラインに抵抗器
を並列接続したチョークコイルを挿入する作業と、ケー
ブル後端の交流電動機の入力ライン間に抵抗器とコンデ
ンサよりなるダンピング回路を挿入する作業の２箇所に
施行する煩雑さを解消し、また、抵抗器の発熱でコイル
やコンデンサを劣化させることはない。さらに、チョー
クコイルの磁心に非晶質超微細合金薄板を捲回したリン
グコアを用い磁気飽和し難い、小型なサージ電圧抑制フ
ィルタが構成できる。
を並列接続したチョークコイルを挿入する作業と、ケー
ブル後端の交流電動機の入力ライン間に抵抗器とコンデ
ンサよりなるダンピング回路を挿入する作業の２箇所に
施行する煩雑さを解消し、また、抵抗器の発熱でコイル
やコンデンサを劣化させることはない。さらに、チョー
クコイルの磁心に非晶質超微細合金薄板を捲回したリン
グコアを用い磁気飽和し難い、小型なサージ電圧抑制フ
ィルタが構成できる。
【００１６】
【図１】実施例１のサージ電圧抑制フィルタの平面図と
側面図を示す。
側面図を示す。
【図２】本発明のサージ電圧抑制フィルタの回路図を示
す。
す。
【図３】サージ電圧抑制フィルタの使用例を示す。
【図４】サージ電圧抑制フィルタの有無によるインバー
タの出力波形を示す。
タの出力波形を示す。
【図５】フェライトコアと非晶質超微細結晶合金コアの
磁気飽和特性図を示す。
磁気飽和特性図を示す。
【図６】従来のサージ電圧抑制の対策例を示す。
Claims (3)
- 【請求項１】 ＰＷＭインバータと交流電動機の間に挿
入されるサージ電圧抑制フィルタであって、ＰＷＭイン
バータの３相出力ラインの各チョークコイルに、並列接
続された抵抗器を備え、各チョークコイルの交流電動機
へ接続するケーブルへの接続側の線間に、スター結線さ
れたコンデンサと抵抗器の直列回路を備え、前記抵抗器
がケース外部に取り付けられたことを特徴とするサージ
電圧抑制フィルタ。 - 【請求項２】 請求項１に記載のサージ電圧抑制フィル
タにおいて、前記抵抗器がケース外の下部に空間を隔て
て取り付けられたことを特徴とするサージ電圧抑制フィ
ルタ。 - 【請求項３】 請求項１および２のいずれかに記載のサ
ージ電圧抑制フィルタにおいて、前記の各チョークコイ
ルが、非晶質超微細結晶合金の磁性薄帯を捲回したリン
グコアに捲線されてなることを特徴とするサージ電圧抑
制フィルタ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000240585A JP2002058162A (ja) | 2000-08-09 | 2000-08-09 | サージ電圧抑制フィルタ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000240585A JP2002058162A (ja) | 2000-08-09 | 2000-08-09 | サージ電圧抑制フィルタ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002058162A true JP2002058162A (ja) | 2002-02-22 |
Family
ID=18731915
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000240585A Pending JP2002058162A (ja) | 2000-08-09 | 2000-08-09 | サージ電圧抑制フィルタ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002058162A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007094161A1 (ja) * | 2006-02-15 | 2007-08-23 | Kabushiki Kaisha Yaskawa Denki | マトリクスコンバータ装置 |
| US7342799B2 (en) | 2003-08-22 | 2008-03-11 | Keio University | System using power converter, microsurge suppressor and microsurge suppression method |
| JP2010110103A (ja) * | 2008-10-30 | 2010-05-13 | Oki Electric Cable Co Ltd | 防水型サージ抑制ユニット |
-
2000
- 2000-08-09 JP JP2000240585A patent/JP2002058162A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7342799B2 (en) | 2003-08-22 | 2008-03-11 | Keio University | System using power converter, microsurge suppressor and microsurge suppression method |
| WO2007094161A1 (ja) * | 2006-02-15 | 2007-08-23 | Kabushiki Kaisha Yaskawa Denki | マトリクスコンバータ装置 |
| JP2010110103A (ja) * | 2008-10-30 | 2010-05-13 | Oki Electric Cable Co Ltd | 防水型サージ抑制ユニット |
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