特許 6738456 電磁適合性フィルタ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6738456

(24)【登録日】2020年7月21日

(45)【発行日】2020年8月12日

(54)【発明の名称】電磁適合性フィルタ

(51)【国際特許分類】

   H02M 7/48 20070101AFI20200730BHJP

   H02M 7/12 20060101ALI20200730BHJP

【ＦＩ】

   H02M7/48 Z

   H02M7/12 Z

【請求項の数】8

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2019-73940(P2019-73940)

(22)【出願日】2019年4月9日

(62)【分割の表示】特願2017-530264(P2017-530264)の分割

【原出願日】2015年12月8日

(65)【公開番号】特開2019-134676(P2019-134676A)

(43)【公開日】2019年8月8日

【審査請求日】2019年4月9日

(31)【優先権主張番号】62/089,602

(32)【優先日】2014年12月9日

(33)【優先権主張国】US

(73)【特許権者】

【識別番号】598147400

【氏名又は名称】ジョンソン コントロールズ テクノロジー カンパニー

【氏名又は名称原語表記】Ｊｏｈｎｓｏｎ Ｃｏｎｔｒｏｌｓ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｃｏｍｐａｎｙ

(74)【代理人】

【識別番号】100140109

【弁理士】

【氏名又は名称】小野 新次郎

(74)【代理人】

【識別番号】100118902

【弁理士】

【氏名又は名称】山本 修

(74)【代理人】

【識別番号】100106208

【弁理士】

【氏名又は名称】宮前 徹

(74)【代理人】

【識別番号】100120112

【弁理士】

【氏名又は名称】中西 基晴

(74)【代理人】

【識別番号】100119781

【弁理士】

【氏名又は名称】中村 彰吾

(72)【発明者】

【氏名】カーネ，アジト・ダブリュー

【審査官】 柳下 勝幸

(56)【参考文献】

【文献】 特開平１０−１７４４２３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−１０３７１６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−２３８４３３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 欧州特許出願公開第０１０６９６７３（ＥＰ，Ａ１）

【文献】 特表２０１１−５０２４５７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−３１２９０８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２０１４−５２２２２６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 中国実用新案第２０２６５２０５３（ＣＮ，Ｕ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０２Ｍ ７／４８

Ｈ０２Ｍ ７／１２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

固定ＡＣ入力電圧振幅および周波数で入力ＡＣ電力を受け取り、可変電圧および可変周波数で出力ＡＣ電力を提供するように構成される可変速駆動システムであって、可変速駆動部が、
入力ＡＣ電圧を提供するＡＣ電源に結合されるように適合されるコンバータであって、入力ＡＣ電圧をＤＣ電圧に変換するように構成されるコンバータと、
前記コンバータに接続されるＤＣリンクであって、前記ＤＣ電圧をフィルタリングして前記コンバータからのエネルギを格納するように構成されるＤＣリンクと、
前記ＤＣリンクに接続されるインバータであって、前記ＤＣリンクからの前記ＤＣ電圧を、前記可変電圧および前記可変周波数を有する前記出力ＡＣ電力へと変換するように構成されるインバータと、
３つの巻線を有する３相インダクタを備える入力フィルタであって、各巻線が、前記入力ＡＣ電力の位相に結合されるように適合される第１の端部、および前記コンバータに結合される第２の端部を有する、入力フィルタであって、
前記入力フィルタの前記３相インダクタが、ライン側インダクタと、負荷側インダクタに分割され、前記ライン側インダクタ及び負荷側インダクタが、インダクタタップ部によって互いに接続され、前記入力フィルタが更に、前記インダクタタップ部と第１のグランド点の間にWYE接続される、容量性フィルタ要素を備えるものと、
前記入力フィルタの巻線の前記第２の端部のうちの少なくとも１つと第２のグランド点(ground point)との間に抵抗器−コンデンサ回路を有する電磁適合性(electromagnetic
compatible)フィルタであって、前記電磁適合性フィルタが、前記可変速駆動システムの電流の全てを運ぶことを要求されず、前記コンバータ及び前記入力フィルタが、可変速駆動システムが150ｋHzから30000ｋHzの範囲の周波数範囲にわたってノイズの利得を大幅に減少させ、それによって、前記150ｋHzから30000ｋHzの範囲の前記ノイズが、前記コンバータから前記入力ＡＣ電圧を提供するＡＣ電源へと通過することを防止するように構成される、電磁適合性フィルタと
を備える、可変速駆動システム。

【請求項2】

前記電磁適合性フィルタが、前記３相インダクタの前記３つの巻線の各巻線のそれぞれの第２の端部に接続される第１のフィルタ端部と、グランド点に接続される第２のフィルタ端部とをさらに備える、請求項１に記載の可変速駆動システム。

【請求項3】

前記電磁適合性フィルタが、抵抗器−コンデンサフィルタバンクをさらに備え、前記３相インダクタの前記３つの巻線の各巻線の前記それぞれの第２の端部に接続される前記第１のフィルタ端部が、Ｙ字構成を形成する、請求項２に記載の可変速駆動システム。

【請求項4】

前記コンバータ上のグランド点をさらに備える、請求項２に記載の可変速駆動システム。

【請求項5】

受動的フロントエンドを有するコンバータをさらに備える、請求項１に記載の可変速駆動システム。

【請求項6】

能動的フロントエンド(active front end)を有するコンバータをさらに備える、請求項１に記載の可変速駆動システム。

【請求項7】

可変速駆動部で使用するための電磁適合性フィルタであって、前記可変速駆動部が、入力ＡＣ電源に結合されるように適合される入力と、前記入力とコンバータとの間に結合される入力フィルタとを備え、前記入力フィルタが、インダクタタップ部によって互いに接続されたライン側インダクタ及び負荷側インダクタを備え、前記入力フィルタが、前記インダクタタップ部と第１のグランド点の間にWYE接続された容量性フィルタ要素を備え、
前記電磁適合性フィルタが、第１の端部において、前記入力フィルタと前記コンバータとの接合点に結合され、第２の端部において、第２のグランド点に結合され、前記電磁適合性フィルタ及び前記入力フィルタが前記コンバータ中で並列共振により引き起こされるノイズの利得を減衰し、それによって、前記ノイズが、コンバータから前記入力ＡＣ電源へと通過することを防止することが可能であり、
第１の回路と第２の回路が、並列共振回路を構成して、それによって、前記並列共振を生成し、
前記第１の回路が、寄生インダクタンスと直列に結合された寄生容量を備え、
前記寄生容量が、（ｉ）ＤＣリンクと前記グランド点の間の容量、（ii）前記コンバータのＡＣ端子と前記グランド点の間の容量、及び、（iii）前記インバータのＡＣ端子と前記グランド点の間の容量を備え、
前記寄生インダクタンスが、グランド接続（22）における寄生インダクタンスを有し、
前記第２の回路が、全てが直列に接続された、３相インダクタのインダクタンス、前記入力フィルタのダンピング抵抗、及び、前記可変速駆動部と前記グランド点の間のコモンモード容量、を備える、
電磁適合性フィルタ。

【請求項8】

前記第２の端部が結合される前記第２のグランド点をさらに備え、前記第２のグランド点が前記コンバータ上の第３のグランド点である、請求項７に記載の電磁適合性フィルタ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

[0001]本出願は、一般的に、電磁適合性（ＥＭＣ：ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ ｃｏｍｐａｔｉｂｉｌｉｔｙ）フィルタに関する。本出願は、より詳細には、可変速駆動部（ＶＳＤ：ｖａｒｉａｂｌｅ ｓｐｅｅｄ ｄｒｉｖｅ）で使用するための電磁適合性フィルタに関する。

【背景技術】

【0002】

[0002]加熱、換気、空気調和および冷蔵（ＨＶＡＣ＆Ｒ：ｈｅａｔｉｎｇ， ｖｅｎｔｉｌａｔｉｏｎ， ａｉｒ−ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｉｎｇ ａｎｄ ｒｅｆｒｉｇｅｒａｔｉｏｎ）用途のための可変速駆動部（ＶＳＤ）は、典型的には、整流器またはコンバータ、ＤＣリンク、およびインバータを含む。力率補正および入力電流高調波の減少を実現するために能動コンバータ技術を取り入れるＶＳＤは、従来型ＶＳＤと比較して、モータ固定子巻線に、著しく高いレベルのコモンモードＲＭＳおよびピークツーピーク電圧をやはり生成する。

【0003】

[0003]ＶＳＤは、無線装置および送信との干渉を引き起こしうる、グランドに対するコモンモードノイズを生成する。ＶＳＤにより生成されるノイズを減少またはなくすために、コモンモードノイズにＶＳＤ内の循環経路を与えることによって、コモンモードノイズを抑制することが必要である。このフィルタは、コモンモードノイズにとって小さいループ面積を作り、それによって干渉を減少させる。

【0004】

[0004]典型的には、ＥＭＣフィルタは、ＶＳＤとともに使用されて、ＶＳＤと主電源との間の電磁ノイズの伝達を減少させる。ＥＭＣフィルタは、ＶＳＤ入力と直列に接続される大きいインダクタを備える。そのようなＥＭＣフィルタは、磁気損失に起因してＶＳＤの全体的な効率を減少させ、ＶＳＤのコストおよびサイズをさらに増加させる。

【0005】

[0005]他の特徴および利点は、本明細書から明らかとされるであろう。開示される教示は、それらが上述の必要性のうちの１つまたは複数を達成するかどうかにかかわらず、特許請求の範囲に入るそれらの実施形態にまで及ぶ。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

本願発明の一実施例は、例えば、電磁適合性フィルタに関する。

【課題を解決するための手段】

【0007】

[0006]一実施形態は、可変速駆動部のための新規の伝導電磁放射フィルタに関する。このフィルタは、受動的フロントエンドＶＳＤまたは能動的フロントエンドＶＳＤ上に採用されうる。可変速駆動システムは、固定ＡＣ入力電圧振幅および周波数で入力ＡＣ電力を受け取り、可変電圧および可変周波数で出力ＡＣ電力を提供するように配置され、可変速駆動部が、入力ＡＣ電圧を提供するＡＣ電源に接続されるコンバータステージであって、入力ＡＣ電圧をブーストされたＤＣ電圧に変換するように構成されるコンバータステージと、コンバータステージに接続されるＤＣリンクであって、コンバータステージからのブーストされたＤＣ電圧をフィルタリングして格納するように構成されるＤＣリンクと、ＤＣリンクに接続されるインバータステージであって、ＤＣリンクからのブーストされたＤＣ電圧を、可変電圧および可変周波数を有する出力ＡＣ電力へと変換するように構成されるインバータステージと、コンバータ部の各入力位相についての位相−グランド回路からの直列ＲＣ回路を備え、各ＲＣ回路が、コンバータ部の各位相とグランドとの間に、コンデンサと直列に接続される抵抗器を含み、コンバータのライン側でコンバータに接続され、ライン側インダクタが、入力ＡＣ源とＥＭＣフィルタとの間に接続される、電磁適合性（ＥＭＣ）フィルタとを含む。

【0008】

[0007]別の実施形態は、ＶＳＤのためのＥＭＣフィルタに関する。ＥＭＣフィルタは、コンバータ部の各入力位相についての位相−グランド回路からの直列ＲＣ回路を含み、各直列ＲＣ回路が、コンバータ部の各位相とグランドとの間に、コンデンサと直列に接続される抵抗器を含む。ＥＭＣフィルタは、コンバータのライン側でコンバータに接続され、ライン側インダクタは、入力ＡＣ源とＥＭＣフィルタとの間に接続される。

【0009】

[0008]典型的には、ＥＭＣフィルタは、ＶＳＤ入力と直列に接続されなければならない嵩張るインダクタを形成し、それによって、ＶＳＤのコストおよびサイズを増加させる。開示されるフィルタは、パワーエレクトロニクスデバイス入力とグランドとの間に接続される。これは、生成されるノイズにとって、非常に小さいループ面積を作る。フィルタは、フィルタを作るために、回路の、寄生インダクタおよび既存のフィルタインダクタをやはり利用する。それが、フィルタを小さく、非常に低コストにすることを可能にする。

【0010】

[0009]１つの利点は、ＶＳＤの動作の結果として、ＡＣ電力源に存在する、伝導電磁干渉および無線周波干渉に関連する、コモンモードおよび差動モード電流を減少させることである。

【0011】

[0010]代替的な例示の実施形態は、請求項中で一般的に記述されうるように、他の特徴および特徴の組合せに関する。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】[0011]図１Ａは、例示的なシステム構成を図示する図である。図１Ｂは、例示的なシステム構成を図示する図である。

【図2】[0012]図２Ａは、ＶＳＤの異なる実施形態を図示する図である。図２Ｂは、ＶＳＤの異なる実施形態を図示する図である。

【図3】[0013]図１Ａおよび図２Ａのシステム構成およびＶＳＤを使用する、冷蔵または冷却システムの一実施形態を一般的に図示する図である。

【図4】[0014]入力フィルタの要素の概略図である。

【図5】[0015]ＥＭＣフィルタを備える出力フィルタおよびコモンモード／差動モード入力フィルタ回路を有する可変速駆動部の実施形態を示す図である。

【図6】[0016]受動コンバータを含む、ＶＳＤの例示的な実施形態を示す図である。

【図7】[0017]ＥＭＣフィルタを含む、コモンモード等価回路を示す図である。

【図8】[0018]ＥＭＣフィルタがある場合およびない場合の、ＶＳＤのコモンモードインピーダンスを示すグラフである。

【図9】[0019]ＥＭＣフィルタがＶＳＤ中に設置されたＶＳＤの電圧応答を示すグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0013】

[0020]例示的な実施形態を詳細に図示する図を参照する前に、本出願が以下の記載に示される、または図に図示される詳細もしくは方法論に限定されないことを理解されたい。本明細書に採用される語法および用語は単に記載のためであり、限定するものであると理解するべきではないことも理解されたい。

【0014】

[0021]図１Ａおよび図１Ｂは、システム構成を一般的に図示する。１つのモータ１０６（図１Ａ参照）または複数のモータ１０６（図１Ｂ参照）に電力供給する可変速駆動部（ＶＳＤ）１０４に、ＡＣ電源１０２が供給する。モータ１０６は、好ましくは、冷蔵または冷却器システムの対応する圧縮器を駆動するために使用される（図３を全体的に参照）。ＡＣ電源１０２は、現場に存在する、ＡＣ電力網または分配システムからＶＳＤ１０４に、単相または多相（例えば、３相）、固定電圧、および固定周波数のＡＣ電力を提供する。ＡＣ電源１０２は、好ましくは、対応するＡＣ電力網に依存してＶＳＤ１０４に、２００Ｖ、２３０Ｖ、３８０Ｖ、４６０Ｖ、または６００ＶのＡＣ電圧または線間電圧を５０Ｈｚまたは６０Ｈｚの線周波数で供給することができる。

【0015】

[0022]ＶＳＤ１０４は、ＡＣ電源１０２から特定の固定線間電圧および固定線周波数を有するＡＣ電力を受け取り、その両方が特定の要件を満足させるために変更されうる、所望の電圧および所望の周波数で、モータ１０６にＡＣ電力を提供する。好ましくは、ＶＳＤ１０４は、モータ１０６に、モータ１０６の定格電圧および周波数よりも高い電圧および周波数ならびに低い電圧および周波数を有するＡＣ電力を提供することができる。別の実施形態では、ＶＳＤ１０４は、モータ１０６の定格電圧および周波数よりも、高い周波数および低い周波数であるが、単に同じまたは低い電圧をやはり提供する場合がある。モータ１０６は、好ましくは、誘導モータであるが、可変速で動作されることが可能な、任意のタイプのモータを挙げることができる。誘導モータは、２極、４極、または６極を含む、任意の好適な極配置を有することができる。

【0016】

[0023]図２Ａおよび図２Ｂは、ＶＳＤ１０４の異なる実施形態を図示する。ＶＳＤ１０４は、３つのステージ、すなわち、コンバータステージ２０２、ＤＣリンクステージ２０４、および１つのインバータを有する出力ステージ２０６（図２Ａ参照）または複数のインバータを有する出力ステージ２０６（図２Ｂ参照）を有することができる。コンバータ２０２は、ＡＣ電源１０２からの固定線周波数、固定線間電圧のＡＣ電力をＤＣ電力に変換する。ＤＣリンク２０４は、コンバータ２０２からのＤＣ電力をフィルタリングし、エネルギ格納構成要素を提供する。ＤＣリンク２０４は、高い信頼度および非常に低い故障率を呈する受動デバイスである、コンデンサ、インダクタ、またはそれらの組合せからなることができる。最後に、図２Ａの実施形態では、インバータ２０６は、ＤＣリンク２０４からのＤＣ電力を、モータ１０６用の可変周波数、可変電圧ＡＣ電力に変換し、図２Ｂの実施形態では、インバータ２０６は、ＤＣリンク２０４に並列に接続され、各インバータ２０６は、ＤＣリンク２０４からのＤＣ電力を、対応するモータ１０６用の可変周波数、可変電圧ＡＣ電力に変換する。インバータ２０６は、ワイヤボンド技術で相互接続される、パワートランジスタ、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）電力スイッチ、および逆ダイオードを含むことができる電力モジュールであってよい。さらに、ＶＳＤ１０４のＤＣリンク２０４およびインバータ２０６がモータ１０６に適切な出力電圧および周波数を提供できる限り、ＶＳＤ１０４のＤＣリンク２０４およびインバータ２０６は、上に議論されたものと異なる構成要素を組み込むことができることが理解されよう。

【0017】

[0024]図１Ｂおよび図２Ｂに関して、インバータ２０６は制御システムにより一緒に制御され、そのため、各インバータ２０６は、インバータ２０６の各々に提供される共通の制御信号または制御命令に基づいて、対応するモータに、同じ所望の電圧および周波数でＡＣ電力を提供する。別の実施形態では、インバータ２０６は、制御システムにより別個に制御され、各インバータ２０６に提供される別の制御信号または制御命令に基づいて、対応するモータ１０６に、異なる所望の電圧および周波数でＡＣ電力を提供することを各インバータ２０６が可能にする。この能力は、他のインバータ２０６に接続される他のモータ１０６およびシステムの要求と独立に、より効果的にモータ１０６およびシステムの需要および負荷を満足させることを、ＶＳＤ１０４のインバータ２０６が可能にする。例えば、１つのインバータ２０６は、モータ１０６に全電力を提供しつづけることができ、一方別のインバータ２０６は、別のモータ１０６に半分の電力を提供しつづける。両方の実施形態におけるインバータ２０６の制御は、制御パネルまたは他の好適な制御デバイスにより行われうる。

【0018】

[0025]ＶＳＤ１０４により電力供給されるべき各モータ１０６について、ＶＳＤ１０４の出力ステージに、対応するインバータ２０６がある。ＶＳＤ１０４により電力供給されうるモータ１０６の数は、ＶＳＤ１０４内へ組み込まれるインバータ２０６の数に依存する。一実施形態では、ＤＣリンク２０４に並列に接続され、対応するモータ１０６に電力供給するために使用され、ＶＳＤ１０４に組み込まれる、２つまたは３つのインバータ２０６があってよい。ＶＳＤ１０４が２つと３つの間のインバータ２０６を有することができる一方で、ＤＣリンク２０４がインバータ２０６の各々に適切なＤＣ電圧を提供して維持することができる限り、４つ以上のインバータ２０６が使用されうることが理解されるべきである。

【0019】

[0026]図３は、図１Ａおよび図２Ａのシステム構成およびＶＳＤ１０４を使用する、冷蔵または冷却器システムの一実施形態を一般的に図示する。図３に示されるように、ＨＶＡＣ、冷蔵または液体冷却器システム３００は、圧縮器３０２、凝縮器装置３０４、液体冷却器または蒸発器装置３０６、および制御パネル３０８を含む。圧縮器３０２は、ＶＳＤ１０４により電力供給されるモータ１０６により駆動される。ＶＳＤ１０４は、ＡＣ電源１０２から特定の固定線間電圧および固定線周波数を有するＡＣ電力を受け取り、その両方が特定の要件を満足させるために変更されうる、所望の電圧および所望の周波数で、モータ１０６にＡＣ電力を提供する。制御パネル３０８は、アナログデジタル（Ａ／Ｄ）変換器、マイクロプロセッサ、不揮発性メモリ、およびインターフェースボードなどのさまざまな異なる構成要素を含み、冷蔵システム３００の動作を制御することができる。制御パネル３０８は、ＶＳＤ１０４およびモータ１０６の動作を制御するために使用されることもできる。

【0020】

[0027]圧縮器３０２は、冷媒蒸気を圧縮し、蒸気を放出ラインを通して凝縮器３０４に送達する。圧縮器３０２は、例えば、スクリュー圧縮器、遠心圧縮器、往復圧縮器、スクロール圧縮器など、任意の好適なタイプの圧縮器であってよい。圧縮器３０２によって凝縮器３０４に送達される冷媒蒸気は、例えば空気または水といった、流体との熱交換関係に入り、流体との熱交換関係の結果として、冷媒液への相変化を受ける。凝縮器３０４からの凝縮した液体冷媒は、膨張デバイス（図示せず）を通って蒸発器３０６に流れる。

【0021】

[0028]蒸発器３０６は、冷却負荷の供給ラインおよび戻りラインのための接続を含むことができる。例えば、水、エチレン、塩化カルシウムブラインまたは塩化ナトリウムブラインといった２次の液体が、戻りラインを介して蒸発器３０６に進み、供給ラインを介して蒸発器３０６を出る。蒸発器３０６内の液体冷媒は、２次の液体と熱交換関係に入り、２次の液体の温度を低下させる。蒸発器３０６内の冷媒液は、２次の液体との熱交換関係の結果として、冷媒蒸気への相変化を受ける。蒸発器３０６中の蒸気冷媒は、蒸発器３０６を出て、吸引ラインにより圧縮器３０２に戻り、サイクルを完成する。凝縮器３０４および蒸発器３０６中の冷媒の適切な相変化が得られることを条件として、凝縮器３０４および蒸発器３０６の任意の好適な構成がシステム３００で使用されうることを理解されたい。

【0022】

[0029]ＨＶＡＣ、冷蔵または液体冷却器システム３００は、図３に示されない多くの他の特徴を含むことができる。これらの特徴は、説明しやすいように図面を簡略化するため、意図的に省略された。さらに、図３は、ＨＶＡＣ、冷蔵または液体冷却器システム３００を、単一の冷媒回路に接続される１つの圧縮器を有するものとして図示するが、システム３００は、図１Ｂおよび図２Ｂに示されるような単一のＶＳＤ、または図１Ａおよび図２Ａに示される実施形態を全体的に参照して、１つまたは複数の冷媒回路の各々に接続される、複数のＶＳＤによって電力供給される複数の圧縮器を有することができることを理解されたい。

【0023】

[0030]図４を次に参照すると、入力フィルタ１０の要素の概略図が示される。能動コンバータ２０２により生成されるＥＭＩ／ＲＦＩ源は、３相ＡＣ入力インダクタ１６を位相毎にライン側インダクタ２６と負荷側インダクタ２８へと分割することによって、コンバータ２０２より先にフィルタリングされる。ライン側インダクタ２６および負荷側インダクタ２８は、インダクタタップ部１８によって接続される。容量性３相フィルタ要素２０が、インダクタタップ部１８間にＹ字接続される。オプションの接地２２は、Ｙ字接続されるフィルタ要素２０の共通点２１に接続されうる。接地２２は、代わりに、接地コンデンサ２３を含みうる。ライン側インダクタ２６および負荷側インダクタ２８のそれぞれ、ならびに容量性フィルタ要素２０は、ＥＭＩ／ＲＦＩ源、すなわち、コンバータ２０２によって伝導される入力電流の高周波数スイッチング構成要素のロールオフを実現するような、インダクタンス値および容量値で設計される。入力フィルタは、ＥＭＩ／ＲＦＩ源に対して、インダクタンス２６および２８の差動モード誘導性構成要素を介して高インピーダンスを実現し、３相Ｙ字接続されるコンデンサ２０を介して低インピーダンスを実現し、一方、電源電流の基本波成分、例えば６０Ｈｚを、最小インピーダンスを備えるネットワークを通して通過させる。４本または５本足（４／５）の入力インダクタ１６を利用することにより、コモンモード誘導性構成要素が、インダクタンス２６および２８、ならびにオプションの接地２２または接地コンデンサ２３を介して形成され、フィルタ１０の容量に対する増加が、コンバータ２０２により生成されるコモンモード電流が主電源１０２へと流れるのを防止するように働く。入力フィルタ１０のＹ字接続点２１は、直接接地され、または代わりに別個のコンデンサ２３を通して接地されて、大地に対し高周波数電流のより大きい分流を提供しうる。一実施形態では、インダクタ１６は、低い巻線間容量を備えうる。

【0024】

[0031]ライン側インダクタ２６は、Ｙ字接続されるコンデンサ２０とＡＣ電源１０２との間に、ＶＳＤ１０４の所定のスイッチング周波数におけるインピーダンスを提供する。ライン側インダクタ２６のインピーダンスは、入力ＡＣ主電源１０２とＶＳＤ１０４との間に有意のインピーダンスを備えないシステムよりも、Ｙ字接続されるコンデンサ２０がより効果的となることを可能にするように設計される。インダクタ２６は、逆方向に高い周波数のインピーダンスをやはり提供し、コンバータ２０２からＡＣ電源１０２への、高い周波数の電流の流れを制限する。こうして、インダクタ２６は、高い周波数の放射がＡＣ電源１０２へと反射して戻るのを制限または限定する。

【0025】

[0032]インダクタ２８は、コンデンサ２０とＶＳＤ１０４への入力との間に、インピーダンスを提供する。インダクタ２８は、ＡＣ電源１０２とＶＳＤ１０４の能動コンバータ２０２の部分との間に、高いインピーダンスを提供する。これに代えて、ＶＳＤ１０４が受動整流器コンバータを備える従来型ＶＳＤである場合、インダクタ２８のインピーダンスは、ＶＳＤ１０４を入力ＡＣ主電源１０２から分離し、ＶＳＤ１０４から主電源１０２へと伝導される高い周波数の放射を減少させる。

【0026】

[0033]Ｙ字接続されるコンデンサバンク２０は、ＶＳＤ１０４の少なくとも１つのスイッチング周波数のために、位相導体Ａ、ＢおよびＣ間に低いインピーダンスを提供し、差動モード電流のために低いインピーダンスを提供する。Ｙ字接続されるコンデンサバンク２０は、コモンモード電流を減少させるために、大地グランド接続が設けられていると仮定すると、少なくとも１つのスイッチング周波数の流れのために、大地グランド接続２２へと、低いインピーダンス経路をやはり提供する。

【0027】

[0034]図５を次に参照すると、ＥＭＣフィルタを備える出力フィルタおよびオプションでコモンモード／差動モード入力フィルタ回路を有する可変速駆動部の実施形態が示される。上で、図４に関して記載されたようなＥＭＩ／ＲＦＩ入力フィルタが、コンバータ２
０２の入力に接続され、上に記載されたのと同じフィルタリング機能を実施する。ＶＳＤ１０４への入力にインダクタ１６を備える入力フィルタを追加することが、ＡＣ主電源１０２とＶＳＤ１０４との間に、高インピーダンス回路を効果的に提供する。コモンモード電流のために低インピーダンス経路を設けるために、３つのコモンモードコンデンサ３２を含む３相Ｙ字接続されるコンデンサバンク３０が、ＶＳＤのモータ接続端子３８と大地グランド２２との間に接続される。コンデンサバンク３０は、高い周波数において、短絡回路と等価、すなわち低インピーダンスであり、３つのＶＳＤ出力端子３４上に存在する、有害な高い周波数のＡＣ成分を効果的に接地し、有害なＡＣ成分が、モータまたはＶＳＤに接続される他のタイプの負荷に到達するのを分流し、それによって、コモンモード電圧からもたらされる電流をフィルタ除去する。コンデンサバンク３０は、高い周波数のＡＣ成分が、モータの寄生容量性の接地要素をバイパスすることを可能にし、コモンモード電圧および電流によって引き起こされるダメージを負うことをなくす。

【0028】

[0035]ＥＭＣフィルタ５０は、能動コンバータ部２０２の各入力位相Ａ、ＢおよびＣのための、位相−グランド回路からの直列ＲＣ回路を含む。一実施形態では、ＥＭＣフィルタ５０は、各位相Ａ、ＢおよびＣとグランド２２との間に、コンデンサ５４と直列に接続される抵抗器５２を含む、３つのＲＣフィルタ５１を含む。

【0029】

[0036]図６を次に参照すると、別の例示的な実施形態では、ＶＳＤ１０４は、図５に示された能動コンバータの代わりに、受動コンバータ２０１を含む。図５に関して上に記載されたように、コンバータ２０１は、ＡＣ電源１０２からのライン電圧ＡＣ電力をＤＣ電力に変換する。ＤＣリンク２０４は、コンバータ２０２からのＤＣ電力をフィルタリングし、エネルギ格納構成要素を提供する。インバータ２０６は、ＤＣリンク２０４からのＤＣ電力を、可変周波数、可変電圧ＡＣ電力に変換する。実施形態では、抵抗器５２は、コンデンサ５４と直列に接続され、ＶＳＤが、並列共振を生成してピークノイズ伝達を引き起こしうる周波数における利得を減少させる抵抗値を有しうる。ＲＣフィルタは、抵抗器５２およびコンデンサ５４について異なる値を有し、１５０ｋＨｚ〜３００００ｋＨｚの範囲にありうるピークノイズ周波数における変動を調整しうる。

【0030】

[0037]ＥＭＣフィルタ５０は、受動コンバータ部２０１の各入力位相Ａ、ＢおよびＣのための、位相−グランド回路からの直列ＲＣ回路を含む。一実施形態では、ＥＭＣフィルタ５０は、各位相Ａ、ＢおよびＣとグランド２２との間に、コンデンサ５４と直列に接続される抵抗器５２を含む、３つのＲＣフィルタ５１を含む。ＥＭＣフィルタは、タップ１８において、コンバータ２０１のライン側で受動コンバータ２０１に接続される。ライン側インダクタ２６は、入力ＡＣ源１０２とＥＭＣフィルタ５０との間に接続される。

【0031】

[0038]図７を参照すると、ＥＭＣフィルタ５０を除く、コモンモード等価回路が示される。Ｌｒｅｃｔｉｆｉｅｒ／３は、ＶＳＤ１０４の整流器側インダクタンスであり、Ｃｃｏｍｍｏｎ＿ｍｏｄｅは、ＶＳＤのコモンモード容量であり、Ｒｄａｍｐは、入力フィルタのダンピング抵抗であり、Ｃｐａｒａｓｉｔｉｃは、ＤＣリンク２０４およびコンバータ２０２／インバータ２０６のＡＣ端子からグランドへの寄生容量であり、Ｌｇｒｏｕｎｄ＿ｓｔｒａｐは、グランド接続２２の寄生インダクタンスである。Ｒ_ｆ（不図示）は抵抗器５２であり、Ｃ_ｆ（不図示）はコンデンサ５４である。抵抗器５２は、コンデンサ５４および能動コンバータ部２０２を通るピーク電流を最小化し、コンデンサ５４（不図示）は、例えば、５０／６０ｋＨｚといった基本入力周波数の近くにおける抵抗器５２中の電力損失を減少させる。抵抗器５２の値は、並列共振周波数において、利得の十分な減少が得られるように選択されうる。コンバータが生成したノイズは、図８の中のピーク８０２および図９の中の９０２でそれぞれ見られるように、減衰される。

【0032】

[0039]本出願が以下の記載に示される、または図に図示される詳細もしくは方法論に限
定されないことを理解されたい。本明細書に採用される語法および用語は単に記載のためであり、限定するものであると理解するべきではないことも理解されたい。

【0033】

[0040]図に図示され本明細書に記載される例示的な実施形態は、現在好ましいが、それでもこれらの実施形態が単に例として提示されることを理解されたい。したがって、本出願は、特定の実施形態に限定されず、添付される請求項の範囲に入るさまざまな修正形態へと発展する。任意のプロセスまたは方法ステップの順序またはシーケンスは、代替実施形態にしたがって、変更または再シーケンス化されてよい。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】