特許 7511669 ノイズフィルタ

(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】

(24)【登録日】2024-06-27

(45)【発行日】2024-07-05

(54)【発明の名称】ノイズフィルタ

(51)【国際特許分類】

   H02M 7/48 20070101AFI20240628BHJP

【ＦＩ】

H02M7/48 Z

【請求項の数】 16

(21)【出願番号】P 2022561745

(86)(22)【出願日】2020-11-11

(86)【国際出願番号】 JP2020042014

(87)【国際公開番号】W WO2022102005

(87)【国際公開日】2022-05-19

【審査請求日】2023-03-08

(73)【特許権者】

【識別番号】000006013

【氏名又は名称】三菱電機株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】591036457

【氏名又は名称】三菱電機エンジニアリング株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002941

【氏名又は名称】弁理士法人ぱるも特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】藤田 雄己

(72)【発明者】

【氏名】古庄 泰章

(72)【発明者】

【氏名】一瀬 博行

【審査官】柳下 勝幸

(56)【参考文献】

【文献】特開平１０－９４２４４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００１－２３１２６８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０２Ｍ ７／４８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

半導体素子のスイッチング動作により電力変換を行う電力変換器が発生させるコモンモード電圧を低減するノイズフィルタであって、
前記電力変換器が発生させる前記コモンモード電圧を検出する電圧検出器と、
前記電圧検出器により検出された前記コモンモード電圧を分圧した分圧電圧を出力する分圧回路と、
前記電力変換器の出力又は入力に並列接続された複数系統の電力線のそれぞれに個別に接続されると共に、前記コモンモード電圧と逆極性の重畳電圧を複数系統の前記電力線のそれぞれに重畳させる複数のコモンモードトランスと、
前記分圧電圧に基づいて複数の前記コモンモードトランスの一次側に出力する出力電圧を生成する注入波形生成器と、を備え、
前記注入波形生成器は、それぞれの前記電力線に重畳させる前記重畳電圧と前記コモンモード電圧との差が許容値以下になる前記出力電圧を生成する、ノイズフィルタ。

【請求項2】

前記コモンモードトランスは、複数系統の前記電力線のそれぞれに１個ずつ接続されており、
前記重畳電圧は、前記コモンモードトランスが二次側に出力する注入電圧である、
請求項１記載のノイズフィルタ。

【請求項3】

前記コモンモードトランスは、複数系統の前記電力線のそれぞれに複数で同数個が接続されており、
前記重畳電圧は、それぞれの前記電力線に接続された複数の前記コモンモードトランスが二次側に出力する注入電圧を加算した総注入電圧である、
請求項１記載のノイズフィルタ。

【請求項4】

前記注入波形生成器は、全ての前記コモンモードトランスの一次側に同じ前記出力電圧を出力する、請求項２または３に記載のノイズフィルタ。

【請求項5】

複数系統の一方の前記電力線に接続された複数の前記コモンモードトランスは、第一のコモンモードトランスと第二のコモンモードトランスを含んでおり、
前記第一のコモンモードトランスと前記第二のコモンモードトランスとは、コア材、コアの断面積、コアの外径、コアの内径、巻数比の少なくとも１つが異なっている、
請求項３記載のノイズフィルタ。

【請求項6】

複数系統の前記電力線のそれぞれに接続された複数の前記コモンモードトランスは、第一のコモンモードトランスと第二のコモンモードトランスを含んでおり、
前記第一のコモンモードトランスと前記第二のコモンモードトランスとは、コア材、コアの断面積、コアの外径、コアの内径、巻数比の少なくとも１つが異なっている、
請求項３記載のノイズフィルタ。

【請求項7】

前記注入波形生成器は、
第一の出力端子及び第二の出力端子を有し、
複数系統の前記電力線のそれぞれに接続された前記第一のコモンモードトランスの一次側に共通の前記出力電圧である第一の出力電圧を前記第一の出力端子から出力し、
複数系統の前記電力線のそれぞれに接続された前記第二のコモンモードトランスの一次側に共通の前記出力電圧であって前記第一の出力電圧と異なる第二の出力電圧を前記第二の出力端子から出力する、
請求項６記載のノイズフィルタ。

【請求項8】

前記注入波形生成器は、
第一の波形生成器及び第二の波形生成器を備え、
複数系統の前記電力線のそれぞれに接続された前記第一のコモンモードトランスの一次側に共通の前記出力電圧である第一の出力電圧を前記第一の波形生成器から出力し、
複数系統の前記電力線のそれぞれに接続された前記第二のコモンモードトランスの一次側に共通の前記出力電圧であって前記第一の出力電圧と異なる第二の出力電圧を前記第二の波形生成器から出力する、
請求項６記載のノイズフィルタ。

【請求項9】

前記コモンモードトランスは、コア材、コアの断面積、コアの外径、コアの内径、巻数比が等しい、請求項２から４のいずれか１項に記載のノイズフィルタ。

【請求項10】

前記注入波形生成器は、複数の出力端子を有し、それぞれの前記出力端子から異なる前記出力電圧を対応する前記コモンモードトランスの一次側に出力する、請求項３または６に記載のノイズフィルタ。

【請求項11】

前記注入波形生成器は複数の波形生成器を備え、
前記波形生成器のそれぞれは、異なる前記出力電圧を対応する前記コモンモードトランスの一次側に出力する、
請求項３または６に記載のノイズフィルタ。

【請求項12】

前記注入波形生成器が出力する異なる前記出力電圧は電圧値が異なっている、請求項１０または１１に記載のノイズフィルタ。

【請求項13】

前記第一の出力電圧と前記第二の出力電圧とは電圧値が異なっている、請求項７または８に記載のノイズフィルタ。

【請求項14】

前記注入波形生成器は、前記分圧電圧の周波数帯域を変更する帯域制限器を備え、
前記注入波形生成器が出力する異なる前記出力電圧は周波数帯域が異なっている、
請求項１０から１２のいずれか１項に記載のノイズフィルタ。

【請求項15】

前記注入波形生成器は、前記分圧電圧の周波数帯域を変更する帯域制限器を備え、
前記第一の出力電圧と前記第二の出力電圧とは周波数帯域が異なっている、請求項７、８、１３のいずれか１項に記載のノイズフィルタ。

【請求項16】

注入波形生成器は、前記分圧電圧を増幅する増幅器を備え、
前記増幅器のゲインは、前記コモンモードトランスの数及び巻数比に基づいて設定されている、
請求項３、５から８及び１０から１５のいずれか１項に記載のノイズフィルタ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本願は、ノイズフィルタに関するものである。

【背景技術】

【0002】

近年、電圧型ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）インバータなどの電力変換装置において、電力用半導体素子の発展に伴い、キャリア周波数の高周波化が進められている。しかし、キャリア周波数の高周波化に伴い、電力用半導体素子のスイッチング動作の際に発生するコモンモード電圧を原因とした電磁障害が問題となっている。この問題の対策のために、コモンモードトランスを用いて電力変換装置が発生するコモンモード電圧を相殺する電圧（相殺電圧）を重畳し、コモンモード電圧によって接地に流れる漏れ電流すなわちコモンモード電流を抑制する方式が提案されている（例えば特許文献１）。

【0003】

特許文献１のコモンモード抑制回路は、インバータとモータとを接続する三相ケーブルに二次側コイルすなわち二次巻線が設けられたコモンモードトランス、コモンモードトランスの一次側コイルすなわち一次巻線に直列接続されたコンデンサ、コモンモード電圧を検出するコンデンサ群、コモンモード電圧を電力増幅した相殺電圧をコモンモードトランスの一次巻線に出力するエミッタフォロワ回路を備えている。特許文献１のコモンモード抑制回路は、コモンモードトランスの一次巻線及び二次巻線の巻数比が１：１であり、スイッチング周波数以上のコモンモード電圧を相殺することで、相殺電圧を重畳するためのコモンモードトランスを、コモンモード電圧を０とする場合よりも小型化していた。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特許第６４９１３４９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかし、特許文献１のコモンモード抑制回路ではインバータから出力される相電流が大きい場合、インバータとモータを接続する三相ケーブルの線径が大きくなり、コアに必要となる内径が大きくなるため、コアが大きくなることが課題となる。

【0006】

本願明細書に開示される技術は、電力変換器の出力電流が大きい場合でも小型のコモンモードトランスを用いてコモンモード電圧を抑制できるノイズフィルタを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本願明細書に開示される一例のノイズフィルタは、半導体素子のスイッチング動作により電力変換を行う電力変換器が発生させるコモンモード電圧を低減するノイズフィルタである。ノイズフィルタは、電力変換器が発生させるコモンモード電圧を検出する電圧検出器と、電圧検出器により検出されたコモンモード電圧を分圧した分圧電圧を出力する分圧回路と、電力変換器の出力又は入力に並列接続された複数系統の電力線のそれぞれに個別に接続されると共に、コモンモード電圧と逆極性の重畳電圧を複数系統の電力線のそれぞれに重畳させる複数のコモンモードトランスと、分圧電圧に基づいて複数のコモンモードトランスの一次側に出力する出力電圧を生成する注入波形生成器と、を備えている。注入波形生成器は、それぞれの電力線に重畳させる重畳電圧とコモンモード電圧との差が許容値以下になる出力電圧を生成する。

【発明の効果】

【0008】

本願明細書に開示される一例のノイズフィルタは、複数系統の電力線のそれぞれに個別に接続される複数のコモンモードトランスを備え、注入波形生成器がそれぞれの電力線に重畳させる重畳電圧とコモンモード電圧との差が許容値以下になる出力電圧を生成するので、電力変換器の出力電流が大きい場合でも小型のコモンモードトランスを用いてコモンモード電圧を抑制できる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】実施の形態１に係る第一のノイズフィルタ及び電動機駆動システムの構成を示す図である。

【図2】図１の電力変換器の出力側における三相電力線を示す図である。

【図3】図１の電力変換器の構成を示す図である。

【図4】図１の分圧回路の構成を示す図である。

【図5】図１の注入波形生成器の第一例を示す図である。

【図6】図１の注入波形生成器の第二例を示す図である。

【図7】図１の注入波形生成器の第三例を示す図である。

【図8】実施の形態１に係る第二のノイズフィルタ及び電動機駆動システムの構成を示す図である。

【図9】実施の形態１に係る第三のノイズフィルタ及び電動機駆動システムの構成を示す図である。

【図10】図９の電力変換器の入力側における三相電力線を示す図である。

【図11】実施の形態１に係る第四のノイズフィルタ及び電動機駆動システムの構成を示す図である。

【図12】実施の形態１に係るノイズフィルタのコアを示す図である。

【図13】電線の屈曲半径を説明する図である。

【図14】実施の形態１に係る第五のノイズフィルタの要部を示す図である。

【図15】実施の形態２に係る第一のノイズフィルタ及び電動機駆動システムの構成を示す図である。

【図16】図１５の注入波形生成器の第一例を示す図である。

【図17】図１５の注入波形生成器の第二例を示す図である。

【図18】図１５の注入波形生成器の第三例を示す図である。

【図19】図１５の注入波形生成器の第四例を示す図である。

【図20】図１５の注入波形生成器の第五例を示す図である。

【図21】図１５の注入波形生成器の第六例を示す図である。

【図22】図１５の注入波形生成器の第七例を示す図である。

【図23】循環電流を説明する図である。

【図24】実施の形態２に係る第二のノイズフィルタ及び電動機駆動システムの構成を示す図である。

【図25】実施の形態２に係る第三のノイズフィルタ及び電動機駆動システムの構成を示す図である。

【図26】図２５の注入波形生成器を示す図である。

【図27】実施の形態３に係る第一のノイズフィルタ及び電動機駆動システムの構成を示す図である。

【図28】図２７の第一の注入波形生成器の第一例を示す図である。

【図29】図２７の第二の注入波形生成器の第一例を示す図である。

【図30】図２７の第一の注入波形生成器の第二例を示す図である。

【図31】図２７の第二の注入波形生成器の第二例を示す図である。

【図32】図２７の第一の注入波形生成器の第三例を示す図である。

【図33】図２７の第二の注入波形生成器の第三例を示す図である。

【図34】図２７の第一の注入波形生成器の第四例を示す図である。

【図35】図２７の第二の注入波形生成器の第四例を示す図である。

【図36】図２７の第一の注入波形生成器の第五例を示す図である。

【図37】図２７の第二の注入波形生成器の第五例を示す図である。

【図38】図２７の第一の注入波形生成器の第六例を示す図である。

【図39】図２７の第二の注入波形生成器の第六例を示す図である。

【図40】実施の形態３に係る第二のノイズフィルタ及び電動機駆動システムの構成を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

ノイズフィルタ及び電動機駆動システムについて、図面を参照しながら説明する。各図において同一またはこれに相当するものに同一符号を付けて説明する。

【0011】

実施の形態１．
図１は実施の形態１に係る第一のノイズフィルタ及び電動機駆動システムの構成を示す図であり、図２は図１の電力変換器の出力側における三相電力線を示す図である。図３は図１の電力変換器の構成を示す図であり、図４は図１の分圧回路の構成を示す図である。図５は図１の注入波形生成器の第一例を示す図であり、図６は図１の注入波形生成器の第二例を示す図であり、図７は図１の注入波形生成器の第三例を示す図である。図８は、実施の形態１に係る第二のノイズフィルタ及び電動機駆動システムの構成を示す図である。図９は実施の形態１に係る第三のノイズフィルタ及び電動機駆動システムの構成を示す図であり、図１０は図９の電力変換器の入力側における三相電力線を示す図である。図１１は、実施の形態１に係る第四のノイズフィルタ及び電動機駆動システムの構成を示す図である。図１２は実施の形態１に係るノイズフィルタのコアを示す図であり、図１３は電線の屈曲半径を説明する図である。図１４は、実施の形態１に係る第五のノイズフィルタの要部を示す図である。実施の形態１のノイズフィルタ５０は、複数の半導体素子がスイッチング動作を行う電圧型ＰＷＭインバータ等の電力変換器２により誘導電動機３を制御するシステムである電動機駆動システム６０に適用されている。

【0012】

電動機駆動システム６０は、電力系統、自立型電圧源等の交流電源１と、交流電源１の交流電力を直流電力に変換し、直流電力を交流電力に変換する電力変換器２と、交流電源１と電力変換器２との間を接続する三相電力線４と、電力変換器２と誘導電動機３との間を接続する三相電力線５と、ノイズフィルタ５０と、を備える。誘導電動機３は接地線６により接地されている。接地ＧＮＤの電位すなわち接地電位は、ノイズフィルタ５０の基準電位になっている。三相電力線４はｕ相の三相電力線４ｕ、ｖ相の三相電力線４ｖ、ｗ相の三相電力線４ｗを備えている。三相電力線５は、ｕ相の三相電力線５ｕ、ｖ相の三相電力線５ｖ、ｗ相の三相電力線５ｗを備えており、かつ２つの三相電力線５Ａ、５Ｂすなわち二系統の三相電力線で構成されている。三相電力線５Ａは、ｕ相の三相電力線５Ａｕ、ｖ相の三相電力線５Ａｖ、ｗ相の三相電力線５Ａｗを備えている。三相電力線５Ｂは、ｕ相の三相電力線５Ｂｕ、ｖ相の三相電力線５Ｂｖ、ｗ相の三相電力線５Ｂｗを備えている。ｕ相の三相電力線５ｕは、三相電力線５Ａｕ及び三相電力線５Ｂｕで構成されている。ｖ相の三相電力線５ｖは三相電力線５Ａｖ及び三相電力線５Ｂｖで構成されており、ｗ相の三相電力線５ｗは三相電力線５Ａｗ及び三相電力線５Ｂｗで構成されている。

【0013】

ノイズフィルタ５０は、電圧検出器７、分圧回路９、注入波形生成器１０、コモンモードトランス１１ａ、１１ｂを備える。電力変換器２は、半導体素子で構成される順変換回路２１、直流電力を蓄電する蓄電素子であるコンデンサ２２、半導体素子で構成されており、直流電力を交流電力に変換する逆変換回路２３を備える。順変換回路２１は、例えば整流回路であり、６個のダイオードＤ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４、Ｄ５、Ｄ６を備えている。逆変換回路２３は、６個の半導体素子Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３、Ｑ４、Ｑ５、Ｑ６を備えている。一端が交流電源１に接続されている三相電力線４ｕ、４ｖ、４ｗは、それぞれ他端が電力変換器２の交流入力端子４１ｕ、４１ｖ、４１ｗに接続されている。一端が誘導電動機３に接続されている三相電力線５Ａｕ、５Ａｖ、５Ａｗ及び三相電力線５Ｂｕ、５Ｂｖ、５Ｂｗは、それぞれ他端が電力変換器２の交流出力端子４２ｕ、４２ｖ、４２ｗに接続されている。図１では、三相電力線５Ｂが三相電力線５Ａの交流電源１側から分岐して誘導電動機３側で三相電力線５Ａに結合している例を示した。三相電力線５Ａ、５Ｂが記載された他の図でも、三相電力線５Ａ、５Ｂは図１と同様の構成になっている。便宜上、三相電力線５Ａを主系統とし、三相電力線５Ｂを分岐系統とする。交流電源１側の端から分岐前まで及び結合後から誘導電動機３側の端までの三相電力線５は、適宜主系統の三相電力線５Ａとする。

【0014】

順変換回路２１は、高電位側配線４４ｐと低電位側配線４４ｓとの間に、直列に接続されたダイオードＤ１、Ｄ２である第一直列体、直列に接続されたダイオードＤ３、Ｄ４である第二直列体、直列に接続されたダイオードＤ５、Ｄ６である第三直列体が配置されている。ダイオードＤ１とダイオードＤ２との接続点ｎ１は、交流入力端子４１ｕに接続されている。ダイオードＤ３とダイオードＤ４との接続点ｎ２は交流入力端子４１ｖに接続されており、ダイオードＤ５とダイオードＤ６との接続点ｎ３は交流入力端子４１ｗに接続されている。コンデンサ２２は、高電位側配線４４ｐと低電位側配線４４ｓとの間に接続されている。逆変換回路２３は、高電位側配線４４ｐと低電位側配線４４ｓとの間に、直列に接続された半導体素子Ｑ１、Ｑ２である第四直列体、直列に接続された半導体素子Ｑ３、Ｑ４である第五直列体、直列に接続された半導体素子Ｑ５、Ｑ６である第六直列体が配置されている。半導体素子Ｑ１と半導体素子Ｑ２との接続点ｎ４は、交流出力端子４２ｕに接続されている。半導体素子Ｑ３と半導体素子Ｑ４との接続点ｎ５は交流出力端子４２ｖに接続されており、半導体素子Ｑ５と半導体素子Ｑ６との接続点ｎ６は交流出力端子４２ｗに接続されている。

【0015】

半導体素子Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３、Ｑ４、Ｑ５、Ｑ６は、例えばＭＯＳＦＥＴ（Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor）、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）等の電力用半導体素子が用いられる。図３では、ＭＯＳＦＥＴの例を示した。半導体素子Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３、Ｑ４、Ｑ５、Ｑ６は、ＭＯＳトランジスタＭ、ダイオードＤを備えている。ダイオードＤは、ＭＯＳトランジスタＭと別の素子でもよく、寄生ダイオードでもよい。半導体素子Ｑ１、Ｑ３、Ｑ５のドレインｄは高電位側配線４４ｐに接続されており、半導体素子Ｑ２、Ｑ４、Ｑ６のソースｓは低電位側配線４４ｓに接続されている。半導体素子Ｑ１のソースｓと半導体素子Ｑ２のドレインｄは接続されており、半導体素子Ｑ３のソースｓと半導体素子Ｑ４のドレインｄは接続されており、半導体素子Ｑ５のソースｓと半導体素子Ｑ６のドレインｄは接続されている。半導体素子Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３、Ｑ４、Ｑ５、Ｑ６のゲートｇに、図示しない制御回路から制御信号が入力される。逆変換回路２３は、制御回路からの制御信号に基づいて半導体素子Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３、Ｑ４、Ｑ５、Ｑ６をスイッチングして直流電力を交流電力に変換する。

【0016】

コモンモード電圧Ｖｃｉを検出する電圧検出器７は、互いに等しい容量を有する３つのコンデンサ８を備え、各コンデンサ８の一端が三相電力線５Ａ、５Ｂのいずれか一方の各相に接続されている。各コンデンサ８の他端は接続点ｎ７にて互いに接続されている。分圧回路９は、入力端子９４がコンデンサ８の他端が接続された接続点ｎ７に接続され、出力端子９５が注入波形生成器１０の入力端子５１に接続されている。分圧回路９は、接地電位になっている配線２４と入力端子９４との間の入力電圧であるコモンモード電圧Ｖｃｉを分圧して、その分圧した分圧電圧Ｖｄを出力電圧として出力する。

【0017】

分圧回路９は、例えばコンデンサ９１と、コンデンサ９１に並列に接続された抵抗９２及び抵抗９３の直列体と、を備えている。コンデンサ９１の一端及び抵抗９２の一端は入力端子９４に接続されており、コンデンサ９１の他端及び抵抗９３の他端は接地電位になっている配線２４に接続されている。抵抗９２の他端と抵抗９３の一端とが接続された接続点は、出力端子９５に接続されている。分圧回路９は、入力端子９４に入力されたコモンモード電圧Ｖｃｉを分圧した分圧電圧Ｖｄを出力端子９５から出力する。検出されるコモンモード電圧Ｖｃｉは抵抗９２と抵抗９３の抵抗比によって分圧される。三相電力線５の各相である三相電力線５ｕ、５ｖ、５ｗの電圧は、コンデンサ８とコンデンサ９１のインピーダンス比によって分圧された後、抵抗９２と抵抗９３の抵抗比によって分圧され、分圧電圧Ｖｄとして分圧回路９から出力される。

【0018】

分圧電圧Ｖｄは注入波形生成器１０の入力端子５１に入力される。注入波形生成器１０は、入力された分圧電圧Ｖｄに基づいて、帯域制限されかつ電圧値が調整された電圧を出力端子５２から出力する。注入波形生成器１０の出力端子５２から出力される電圧はコモンモードトランス１１ａ、１１ｂの一次側すなわち一次巻線に入力される。コモンモードトランス１１ａ、１１ｂは、一次側の一次巻線と二次側の二次巻線を備えている。コモンモードトランス１１ａの二次巻線は、三相電力線５Ａの各相である三相電力線５Ａｕ、５Ａｖ、５Ａｗに挿入されている。コモンモードトランス１１ｂの二次巻線は、三相電力線５Ｂの各相である三相電力線５Ｂｕ、５Ｂｖ、５Ｂｗに挿入されている。注入波形生成器１０から出力された電圧すなわち出力電圧Ｖｐは各コモンモードトランス１１ａ、１１ｂの一次巻線に印加され、コモンモード電圧Ｖｃｉと逆極性であり、一次側と二次側の巻数比に応じた電圧である注入電圧Ｖｓが二次巻線に発生する。注入電圧Ｖｓは、複数系統の電力線である三相電力線５Ａ、５Ｂに重畳される重畳電圧である。

【0019】

電力変換器２は、半導体素子Ｑ１～Ｑ６がスイッチング動作する毎にステップ状に変化するコモンモード電圧Ｖｃｉを発生する。このコモンモード電圧Ｖｃｉは電圧検出器７により検出され、分圧回路９により分圧電圧Ｖｄに分圧される。分圧電圧Ｖｄは注入波形生成器１０により帯域制限されかつ電圧値が調整されて出力された出力電圧Ｖｐは、コモンモードトランス１１ａ、１１ｂの一次巻線に入力される。コモンモードトランス１１ａ、１１ｂの二次巻線に発生した電圧すなわち注入電圧Ｖｓは、電力変換器２で発生したコモンモード電圧Ｖｃｉを低減するように調整されている。したがって、実施の形態１のノイズフィルタ５０は、電圧検出器７により検出されたコモンモード電圧Ｖｃｉに基づいて、コモンモード電圧Ｖｃｉと逆極性でかつ、調整された電圧である出力電圧Ｖｐをコモンモードトランス１１ａ、１１ｂに入力して三相電力線５Ａ、５Ｂの各相に注入電圧Ｖｓを重畳するので、コモンモード電圧Ｖｃｉを抑制できる。実施の形態１のノイズフィルタ５０が、電力変換器２の出力電流が大きい場合でも小型のコモンモードトランス１１ａ、１１ｂを用いてコモンモード電圧Ｖｃｉを抑制できることを説明する。

【0020】

図５～図７に、注入波形生成器１０の第一例～第三例を示した。図５に示した第一例の注入波形生成器１０は、帯域制限器１２、増幅器１３、制御電源１５ａ、１５ｂを備えている。制御電源１５ａは正側電圧を供給し、制御電源１５ｂは負側電圧を供給する。帯域制限器１２により、コモンモード電圧Ｖｃｉのうち低減する周波数帯域のみをコモンモードトランス１１ａ、１１ｂに印加できるため、コモンモードトランス１１ａ、１１ｂの小型化が可能である。帯域制限器１２は、対象とする周波数帯域が通過できればよく、バンドパスフィルタ、ローパスフィルタ及び、ハイパスフィルタのいずれかを適用することができる。図５に示した増幅器１３は反転増幅回路の例である。増幅器１３は、オペアンプ１９、抵抗１６、１７、１８を備えている。オペアンプ１９の正側入力端子に、抵抗１７を介して接地電位が入力されている。オペアンプ１９の負側入力端子に、帯域制限器１２の出力が抵抗１６を介して入力され、かつオペアンプ１９の出力が抵抗１８を介して入力されている。

【0021】

オペアンプ１９のゲインＧｉは、抵抗１６及び抵抗１８の抵抗値をそれぞれｒ１、ｒ２とすると、式（１）で表せる。また、出力電圧Ｖｐは式（２）で表せる。
Ｇｉ＝ｒ２／ｒ１ ・・・（１）
Ｖｐ＝－Ｇｉ×Ｖｄ ・・・（２）

【0022】

オペアンプ１９のゲインＧｉは、分圧回路９の分圧比Ｒｖ、コモンモードトランス１１ａ、１１ｂの巻数比Ｒｒにより設定される。コモンモードトランス１１ａ、１１ｂの二次巻線を介して三相電力線５Ａ、５Ｂのｕ相、ｖ相、ｗ相に重畳される電圧である注入電圧Ｖｓがコモンモード電圧Ｖｃｉを低減するように、すなわち式（３）が成立するように、ゲインＧｉ、分圧比Ｒｖ、巻数比Ｒｒが設定される。
｜Ｖｃｉ－Ｖｓ｜≦Ｖｔｏ ・・・（３）
ここで、Ｖｔｏは電圧差の許容値である。式（３）は、コモンモード電圧Ｖｃｉと注入電圧Ｖｓとの差の絶対値が許容値Ｖｔｏ以下であることを示している。

【0023】

分圧回路９の分圧比Ｒｖは、式（４）で表せる。コモンモードトランス１１ａ、１１ｂの巻数比Ｒｒは、一次巻線及び二次巻線の巻数をそれぞれＮ１、Ｎ２とすると、式（５）で表せる。
Ｒｖ＝Ｖｃｉ／Ｖｄ ・・・（４）
Ｒｒ＝Ｎ２／Ｎ１ ・・・（５）

【0024】

電力変換器２の出力電流は三相電力線５Ａ、５Ｂに分岐して流れるため、三相電力線５Ａ、５Ｂのそれぞれに必要とされる許容電流Ｉｔは電力変換器２の最大出力電流より小さくなる。

【0025】

ここで、電線の許容電流Ｉｔは式（６）で表せる。Ｔ１は電線の最高許容温度、Ｔは周囲温度、ｒｍは電線の最高許容温度Ｔ１における導体実効抵抗、Ｒは導体の全熱抵抗、η０は多条布設の場合の許容電流低減率である。三相電力線５Ａ、５Ｂは、例えば、３本の導体、各導体を覆うことにより絶縁している絶縁体、絶縁体の表面を覆っている被覆を備えている電線である。三相電力線５Ａ、５Ｂは、３本の導体を備えているので、３条布設の場合である。なお、３本の導体は、それぞれ多心の撚線でもよい。
Ｉｔ＝η０×√｛（Ｔ１－Ｔ）／（ｒｍ×Ｒ）｝ ・・・（６）

【0026】

また、電線の最高許容温度Ｔ１における導体実効抵抗ｒｍは式（７）で表せる。ｒ０は、電線の２０℃における導体抵抗であり、規格値である。αは導体温度抵抗係数である。また、電線の全熱抵抗Ｒは式（８）で表せる。Ｒ１は絶縁体及び被覆の熱抵抗であり、Ｒ２は電線表面の熱抵抗である。熱抵抗Ｒ１、Ｒ２は、それぞれ式（９）、式（１０）で表せる。ｄ１は導体外径であり、ｄ２は電線外径である。Ｐ１は絶縁被覆の固有熱抵抗であり、Ｐ２は表面放散の固有熱抵抗である。
ｒｍ＝ｒ０×｛１＋α×（Ｔ１－２０）｝ ・・・（７）
Ｒ＝Ｒ１＋Ｒ２ ・・・（８）
Ｒ１＝（Ｐ１／２π）×ｌｏｇ_ｅ（ｄ２／ｄ１） ・・・（９）
Ｒ２＝１０×Ｐ２／（π×ｄ２） ・・・（１０）

【0027】

式（６）～式（１０）より三相電力線５Ａ、５Ｂに必要とされる許容電流Ｉｔが小さくなる場合、電線外径ｄ２を小さくできることが分かる。したがって、三相電力線５Ａ、５Ｂの電線外径ｄ２を小さくできるため、それぞれに接続されるコモンモードトランス１１ａ、１１ｂの二次巻線に使用する電線すなわち各相に対応する二次巻線の電線も外径を小さくすることが可能である。

【0028】

コモンモードトランス１１ａ、１１ｂは、１つの一次巻線及び３つの二次巻線を備えている。コモンモードトランス１１ａ、１１ｂのコアは、例えば図１２に示すトロイダル型のコア２８である。コア２８の内径はｌであり、外径はＬであり、幅（厚み）はｈである。二次巻線に使用する電線の外径を小さくした場合、コモンモードトランスの実装に最低限必要となるコアの内径ｌも小さくなるため、コアの小型化、コモンモードトランスの小型化が可能となる。

【0029】

また、一般に、電線の外径が大きい場合、電線の最小屈曲半径が大きくなる。屈曲半径は図１３のＲｃにて定義され、電線の損傷又は性能の劣化に配慮した最小の屈曲半径が最小屈曲半径である。図１３のＣは、コモンモードトランス等の巻線における電線の一部である。図１３の３９は、屈曲半径Ｒｃを有する円である。実施の形態１のノイズフィルタ５０は、コモンモードトランス１１ａ、１１ｂの各４本の巻線における電線の外径を小さくすることが可能である。このため一次巻線及び二次巻線の各電線における最小屈曲半径も小さくなり、コモンモードトランス１１ａ、１１ｂの巻線をコア２８に最大限密着させて実装することが可能となり、コア２８と巻線との間に生じる隙間を小さくすることができる。しがたって、実施の形態１のノイズフィルタ５０は、コモンモードトランス１１ａ、１１ｂの小型化が可能となる。電線の線径が大きい場合、屈曲半径が大きくなるため、トランスの実装が困難になる場合がある。しかし、実施の形態１のノイズフィルタ５０は、コモンモードトランス１１ａ、１１ｂの最小屈曲半径が小さくなり、コモンモードトランス１１ａ、１１ｂが小型なので、コモンモードトランス１１ａ、１１ｂの実装が容易である。

【0030】

第二例の注入波形生成器１０を説明する。第二例の注入波形生成器１０は、第一例の注入波形生成器１０とは、増幅器１３の出力端子と出力端子５２との間に電流バッファ１４が追加されている点で異なる。なお、増幅器１３の出力端子は、オペアンプ１９の出力を伝送する配線と抵抗１８との接続点である。第二例の注入波形生成器１０は、第一例の注入波形生成器１０よりも電流供給量を示す電流容量を増やすことが可能である。電流バッファ１４は、例えば直列接続された２つのトランジスタＢＴ１、ＢＴ２を備えている。トランジスタＢＴ１のコレクタｃが制御電源１５ａに接続されており、トランジスタＢＴ１のエミッタｅがトランジスタＢＴ２のエミッタｅに接続されており、トランジスタＢＴ２のコレクタｃが制御電源１５ｂに接続されている。トランジスタＢＴ１、ＢＴ２のベースｂは増幅器１３の出力が入力され、トランジスタＢＴ１、ＢＴ２のエミッタｅは出力端子５２に接続されている。

【0031】

第一例の注入波形生成器１０、第二例の注入波形生成器１０では、増幅器１３が反転増幅回路の例を示したが、増幅器１３が非反転増幅回路であってもよい。図７に示した第三例の注入波形生成器１０は非反転増幅回路の例である。オペアンプ１９の正側入力端子に、抵抗１７を介して帯域制限器１２の出力が入力されている。オペアンプ１９の負側入力端子に、接地電位が抵抗１６を介して入力され、かつオペアンプ１９の出力が抵抗１８を介して入力されている。

【0032】

非反転増幅回路のオペアンプ１９のゲインＧｉは、抵抗１６及び抵抗１８の抵抗値をそれぞれｒ１、ｒ２とすると、式（１１）で表せる。また、出力電圧Ｖｐは式（１２）で表せる。
Ｇｉ＝１＋ｒ２／ｒ１ ・・・（１１）
Ｖｐ＝Ｇｉ×Ｖｄ ・・・（１２）

【0033】

増幅器１３が非反転増幅回路の場合、図８に示すように、コモンモードトランス１１ａ、１１ｂの一次巻線への接続を逆に変更し、二次巻線に出力される電圧である注入電圧Ｖｓがコモンモード電圧Ｖｃｉを低減するように設定する。なお、図８における出力電圧Ｖｐ、注入電圧Ｖｓの矢印の向きは、接地電位を基準にした電圧の正方向を示している。

【0034】

なお、図１に示した電圧検出器７は三相電力線５に接続されている例を示したが、図９に示すように電圧検出器７は三相電力線４を２つの三相電力線４Ａ、４Ｂで構成し、三相電力線４Ａ、４Ｂのどちらか一方に接続することも可能である。この場合でも、三相電力線４から検出されるコモンモード電圧Ｖｃｉは三相電力線５から検出されるコモンモード電圧Ｖｃｉと同等なので、式（３）を満たせばよい。図９に示した三相電力線４は、ｕ相の三相電力線４ｕ、ｖ相の三相電力線４ｖ、ｗ相の三相電力線４ｗを備えており、かつ２つの三相電力線４Ａ、４Ｂすなわち二系統の三相電力線で構成されている。三相電力線４Ａは、ｕ相の三相電力線４Ａｕ、ｖ相の三相電力線４Ａｖ、ｗ相の三相電力線４Ａｗを備えている。三相電力線４Ｂは、ｕ相の三相電力線４Ｂｕ、ｖ相の三相電力線４Ｂｖ、ｗ相の三相電力線４Ｂｗを備えている。ｕ相の三相電力線４ｕは、三相電力線４Ａｕ及び三相電力線４Ｂｕで構成されている。ｖ相の三相電力線４ｖは三相電力線４Ａｖ及び三相電力線４Ｂｖで構成されており、ｗ相の三相電力線４ｗは三相電力線４Ａｗ及び三相電力線４Ｂｗで構成されている。図９では、三相電力線４Ｂが三相電力線４Ａの交流電源１側から分岐して電力変換器２側でもある誘導電動機３側で三相電力線４Ａに結合している例を示した。便宜上、三相電力線４Ａを主系統とし、三相電力線４Ｂを分岐系統とする。交流電源１側の端から分岐前まで及び結合後から誘導電動機３側の端までの三相電力線４は、適宜主系統の三相電力線４Ａとする。

【0035】

図１、図８では、コモンモードトランス１１ａ、１１ｂが三相電力線５Ａ、５Ｂに挿入されている例を示したが、図９に示すようにコモンモードトランス１１ａ、１１ｂは三相電力線４Ａ、４Ｂに挿入することも可能である。更に、図１１に示すように、コモンモードトランス１１ａ、１１ｂと電圧検出器７との位置を交換しても構わない。図１に示した第一例のノイズフィルタ５０はフィードフォワード構成であるが、図１１に示した第四例のノイズフィルタ５０はフィードバック構成である。

【0036】

また、図１に示した三相電力線５は２つの三相電力線５Ａ、５Ｂで構成しているが、三相電力線５を３つ以上の三相電力線で構成し、コモンモードトランスも３つ以上で構成された三相電力線５のそれぞれに接続することも可能である。図１４では、ノイズフィルタ５０が、３つのコモンモードトランス１１ａ、１１ｂ、１１ｃと、３つの三相電力線５Ａ、５Ｂ、５Ｃすなわち三系統の三相電力線で構成されている三相電力線５を備えている例を示した。図１４に示した三相電力線５は、ｕ相の三相電力線５ｕ、ｖ相の三相電力線５ｖ、ｗ相の三相電力線５ｗを備えており、かつ３つの三相電力線５Ａ、５Ｂ、５Ｃで構成されている。三相電力線５Ａ、５Ｂは、前述した通りである。三相電力線５Ｃは、ｕ相の三相電力線５Ｃｕ、ｖ相の三相電力線５Ｃｖ、ｗ相の三相電力線５Ｃｗを備えている。ｕ相の三相電力線５ｕは、三相電力線５Ａｕ、三相電力線５Ｂｕ、三相電力線５Ｃｕで構成されている。ｖ相の三相電力線５ｖは三相電力線５Ａｖ、三相電力線５Ｂｖ、三相電力線５Ｃｖで構成されており、ｗ相の三相電力線５ｗは三相電力線５Ａｗ、三相電力線５Ｂｗ、三相電力線５Ｃｗで構成されている。

【0037】

分圧回路９の例としてコンデンサ９１と抵抗９２、９３を備える例を示したが、分圧回路９はこれに限定されない。分圧回路９は、２つのコンデンサが直列接続されたコンデンサ９１のみの構成、抵抗９２、９３のみの構成、さらにコンデンサと抵抗の数を増やした構成も可能である。

【0038】

以上のように、実施の形態１のノイズフィルタ５０は、半導体素子Ｑ１～Ｑ６のスイッチング動作により電力変換を行う電力変換器２が発生させるコモンモード電圧Ｖｃｉを低減するノイズフィルタである。ノイズフィルタ５０は、電力変換器２が発生させるコモンモード電圧Ｖｃｉを検出する電圧検出器７と、電圧検出器７により検出されたコモンモード電圧Ｖｃｉを分圧した分圧電圧Ｖｄを出力する分圧回路９と、電力変換器２の出力又は入力に並列接続された複数系統の電力線（三相電力線５Ａ、５Ｂ）のそれぞれに個別に接続されると共に、コモンモード電圧Ｖｃｉと逆極性の重畳電圧（注入電圧Ｖｓ）を複数系統の電力線（三相電力線５Ａ、５Ｂ）のそれぞれに重畳させる複数のコモンモードトランス１１ａ、１１ｂと、分圧電圧Ｖｄに基づいて複数のコモンモードトランス１１ａ、１１ｂの一次側に出力する出力電圧Ｖｐを生成する注入波形生成器１０と、を備えている。注入波形生成器１０は、それぞれの電力線（三相電力線５Ａ、５Ｂ）に重畳させる重畳電圧（注入電圧Ｖｓ）とコモンモード電圧Ｖｃｉとの差が許容値Ｖｔｏ以下になる出力電圧Ｖｐを生成する。実施の形態１のノイズフィルタ５０は、この構成により、複数系統の電力線（三相電力線５Ａ、５Ｂ）のそれぞれに個別に接続される複数のコモンモードトランス１１ａ、１１ｂを備え、注入波形生成器１０がそれぞれの電力線（三相電力線５Ａ、５Ｂ）に重畳させる重畳電圧（注入電圧Ｖｓ）とコモンモード電圧Ｖｃｉとの差が許容値Ｖｔｏ以下になる出力電圧Ｖｐを生成するので、コモンモードトランス１１ａ、１１ｂの二次巻線が線径の小さい電線にできることに伴って使用するコアを小型化でき、電力変換器２の出力電流が大きい場合でも小型のコモンモードトランス１１ａ、１１ｂを用いてコモンモード電圧Ｖｃｉを抑制できる。

【0039】

実施の形態２．
図１５は、実施の形態２に係る第一のノイズフィルタ及び電動機駆動システムの構成を示す図である。図１６は図１５の注入波形生成器の第一例を示す図であり、図１７は図１５の注入波形生成器の第二例を示す図である。図１８は図１５の注入波形生成器の第三例を示す図であり、図１９は図１５の注入波形生成器の第四例を示す図である。図２０は図１５の注入波形生成器の第五例を示す図であり、図２１は図１５の注入波形生成器の第六例を示す図である。図２２は、図１５の注入波形生成器の第七例を示す図である。図２３は循環電流を説明する図である。図２４は、実施の形態２に係る第二のノイズフィルタ及び電動機駆動システムの構成を示す図である。図２５は実施の形態２に係る第三のノイズフィルタ及び電動機駆動システムの構成を示す図であり、図２６は図２５の注入波形生成器を示す図である。

【0040】

実施の形態２のノイズフィルタ５０は、三相電力線５Ａ、５Ｂのそれぞれに複数のコモンモードトランスが接続されている点で実施の形態１のノイズフィルタ５０と異なる。図１５に示した実施の形態２の第一のノイズフィルタ５０は、三相電力線５Ａに２つのコモンモードトランス１１ａ、１１ｃが接続されており、三相電力線５Ｂに２つのコモンモードトランス１１ｂ、１１ｄが接続されている例である。図１６に示した注入波形生成器１０の第一例は、図５に示した注入波形生成器１０とは、２つの出力端子５２ａ、５２ｂを有する点で異なる。実施の形態２の注入波形生成器１０の第一例は、出力端子５２ａから第一の出力電圧である出力電圧Ｖｐｘを出力し、出力端子５２ｂから第二の出力電圧である出力電圧Ｖｐｙを出力する。なお、図１６において、接地電位になっている配線２４は省略した。図１７～図２２においても、接地電位になっている配線２４は省略した。

【0041】

実施の形態１のノイズフィルタ５０と異なる部分を主に説明する。実施の形態２のオペアンプ１９のゲインＧｉは、分圧回路９の分圧比Ｒｖ、コモンモードトランス１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄの巻数比Ｒｒ、複数系統で構成されている三相電力線のうち、１つの三相電力線に接続される接続トランス数Ｎｔにより設定される。図１５の場合、Ｎｔは２である。コモンモードトランス１１ａ、１１ｃの二次巻線を介して三相電力線５Ａのｕ相、ｖ相、ｗ相に重畳される重畳電圧である総注入電圧Ｖｓｔと、コモンモードトランス１１ｂ、１１ｄの二次巻線を介して三相電力線５Ｂのｕ相、ｖ相、ｗ相に重畳される重畳電圧である総注入電圧Ｖｓｔとがコモンモード電圧Ｖｃｉを低減するように、すなわち式（１３）が成立するように、ゲインＧｉ、分圧比Ｒｖ、巻数比Ｒｒ、接続トランス数Ｎｔが設定される。図１５では、コモンモードトランス１１ａとコモンモードトランス１１ｂとが同一構成であり、コモンモードトランス１１ｃとコモンモードトランス１１ｄとが同一構成である例を示した。ここで、同一構成のコモンモードトランスとは、各コモンモードトランスが同じコア材、コアの外径、内径、断面積及び巻数比で構成しているこことである。したがって、三相電力線５Ａに重畳される総注入電圧Ｖｓｔと、三相電力線５Ｂに重畳される総注入電圧Ｖｓｔとが等しい電圧になっている。

【0042】

｜Ｖｃｉ－Ｖｓｔ｜≦Ｖｔｏ ・・・（１３）
式（１３）は、コモンモード電圧Ｖｃｉと各三相電力線５Ａ、５Ｂの総注入電圧Ｖｓｔとの差の絶対値が許容値Ｖｔｏ以下であることを示している。総注入電圧Ｖｓｔは、式（１４）で表され、複数系統で構成されている三相電力線５Ａ、５Ｂのうち１つの三相電力線に接続されるコモンモードトランスが発生させる注入電圧Ｖｓｘ、Ｖｓｙを加算した電圧である。三相電力線５Ａ、５Ｂにそれぞれ重畳される注入電圧の総和をそれぞれＶｓａ、Ｖｓｂとすると、総注入電圧Ｖｓｔとの間には式（１５）が成り立つ。
Ｖｓｔ＝Ｖｓｘ＋Ｖｓｙ ・・・（１４）
Ｖｓａ＝Ｖｓｂ＝Ｖｓｔ ・・・（１５）

【0043】

複数系統で構成されている三相電力線５Ａ、５Ｂのうち１つの三相電力線に接続される各コモンモードトランスの注入電圧が等しいとき、つまり図１５の注入電圧Ｖｓｘと注入電圧Ｖｓｙが等しい注入電圧Ｖｓであるとき、総注入電圧Ｖｓｔは、接続トランス数Ｎｔを用いて式（１６）で表される。
Ｖｓｔ＝Ｎｔ×Ｖｓ ・・・（１６）

【0044】

あるコモンモード電圧Ｖｃｉの値に対して、１つの三相電力線に接続される接続トランス数Ｎｔが多い程、１つのコモンモードトランスに入力される電圧すなわち注入波形生成器１０の出力電圧Ｖｐｘ、Ｖｐｙとコモンモードトランスの二次巻線に出力される電圧である注入電圧Ｖｓｘ、Ｖｓｙを小さくすることができる。１つの三相電力線に複数のコモンモードトランスを備えることで、実施の形態２のノイズフィルタ５０は、実施の形態１のノイズフィルタ５０よりも小型のコモンモードトランス１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄで総注入電圧Ｖｓｔを三相電力線５のｕ相、ｖ相、ｗ相に重畳することができる。

【0045】

実施の形態２のノイズフィルタ５０は三相電力線５Ａ、５Ｂのそれぞれに複数のコモンモードトランスが接続されているため、式（１３）を満たすために必要な１つのコモンモードトランスあたりの注入電圧Ｖｓｘ、Ｖｓｙは小さくできる。そのため、１つのコモンモードトランスにおける電圧時間積が小さくなる。一般に、電圧時間積が小さい場合、コモンモードトランスに使用されるコアの断面積は小さくなるため、実施の形態２のノイズフィルタ５０はコモンモードトランスの小型化が可能になる。

【0046】

図２３は、三相電力線５が二系統に分岐して再度結合している場合における循環電流を説明する図である。図２３には、実施の形態１に係る第一のノイズフィルタ及び電動機駆動システムの構成において、コモンモードトランス１１ａ、１１ｂが異なる電圧値の注入電圧Ｖｓ１、Ｖｓ２を三相電力線５Ａ、５Ｂに注入した場合を示している。三相電力線５を複数系統の三相電力線５Ａ、５Ｂで構成し、それぞれの三相電力線５Ａ、５Ｂに接続したコモンモードトランス１１ａ、１１ｂにより注入電圧を重畳する際に、一方のコモンモードトランスが故障した場合には三相電力線５Ａ、５Ｂの間で総注入電圧に差が生じる。三相電力線５Ａ、５Ｂの間で総注入電圧に差がある場合、例えば注入電圧Ｖｓ１、Ｖｓ２により、三相電力線５Ａの電圧が三相電力線５Ｂの電圧よりも低くなった場合、図２３のように三相電力線５Ａ、５Ｂを循環する電流が、矢印７１ａ、７１ｂ、７１ｃ、７１ｄの向きに流れる。

【0047】

実施の形態２のノイズフィルタ５０は、三相電力線５Ａ、５Ｂに接続された複数のコモンモードトランスによりそれぞれ注入電圧Ｖｓｘ、Ｖｓｙを出力し、１つあたりの注入電圧Ｖｓｘ又は注入電圧Ｖｓｙが小さいため、故障により１つのコモンモードトランス１１ａが正常な電圧を出力できなくなった場合も、三相電力線５Ａ、５Ｂの総注入電圧Ｖｓａ、Ｖｓｂの間に生じる電圧差を実施の形態１のノイズフィルタ５０よりも小さくできる。このため、実施の形態２のノイズフィルタ５０は、１つのコモンモードトランス１１ａが故障しても、三相電力線５Ａ、５Ｂの総注入電圧Ｖｓａ、Ｖｓｂの間に生じる電圧差が実施の形態１のノイズフィルタ５０よりも小さくなり、実施の形態１のノイズフィルタ５０よりも電圧差に起因した三相電力線５Ａ、５Ｂを循環する循環電流を低減させることができる。

【0048】

また、例えば図２４に示した実施の形態２の第二のノイズフィルタ５０のように、三相電力線５Ａ、５Ｂのそれぞれに同じ構成のコモンモードチョークコイルＬａ、Ｌｂを接続することで、三相電力線５Ａ、５Ｂの総注入電圧Ｖｓａ、Ｖｓｂの電圧差に起因する循環電流を低減することができる。実施の形態２の第二のノイズフィルタ５０は、電圧検出器７、分圧回路９、注入波形生成器１０、コモンモードトランス１１ａ、１１ｂ、コモンモードチョークコイルＬａ、Ｌｂを備えている例である。

【0049】

三相電力線５が二系統に分岐して再度結合している場合に循環電流を抑制するには、主系統の三相電力線５Ａに重畳される総注入電圧Ｖｓｔである総注入電圧Ｖｓａと、分岐系統の三相電力線５Ｂに重畳される総注入電圧Ｖｓｔである総注入電圧Ｖｓｂとを等しくすればよい。例えば、主系統及び分岐系統に接続される全てのコモンモードトランスにおけるコア材、コアの外径、内径、断面積及び巻数比を同じにすることで、総注入電圧Ｖｓａと総注入電圧Ｖｓｂとを等しくすることができる。図１５の例では、コモンモードトランス１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄにおける、コア材、コアの外径、内径、断面積及び巻数比が同一に設定され、等しい出力電圧Ｖｐｘと出力電圧Ｖｐｙとがコモンモードトランス１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄに入力されることでも、実施の形態２のノイズフィルタ５０は等しい注入電圧Ｖｓｘと注入電圧Ｖｓｙとをそれぞれ三相電力線５Ａ、５Ｂに重畳することができる。

【0050】

また、前述したように、主系統、分岐系統のそれぞれに同一構成のコモンモードトランスを同数個接続すれば、総注入電圧Ｖｓａと総注入電圧Ｖｓｂとを等しくすることができる。例えば、コモンモードトランス１１ａ、１１ｂを同じコア材、コアの外径、内径、断面積及び巻数比の第一設定条件で構成し、コモンモードトランス１１ｃ、１１ｄを共通の設定条件であって第一設定条件と異なる第二設定条件のコア材、コアの外径、内径、断面積及び巻数比で構成することが可能である。つまり、コモンモードトランス１１ａ、１１ｂとコモンモードトランス１１ｃ、１１ｄとは、コア材、コアの外径、内径、断面積及び巻数比の少なくとも１つが異なっていてもよい。出力電圧Ｖｐｘ、Ｖｐｙの電圧値が異なる場合は、例えば図２２に示した注入波形生成器１０の第七例を用いることができる。注入波形生成器１０の第七例は、出力端子５２ａ、５２ｂ毎に個別の増幅器１３ａ、１３ｂを備える例である。例えば、増幅器１３ａのゲインと増幅器１３ｂのゲインとを異なる設定にすることで、注入波形生成器１０の第七例は、異なる電圧値の出力電圧Ｖｐｘ、Ｖｐｙを出力することができる。

【0051】

図１７に示した注入波形生成器１０の第二例は、図６に示した注入波形生成器１０とは、２つの出力端子５２ａ、５２ｂを有する点で異なる。実施の形態２の注入波形生成器１０の第二例は、出力端子５２ａから出力電圧Ｖｐｘを出力し、出力端子５２ｂから出力電圧Ｖｐｙを出力する。また、実施の形態２の注入波形生成器１０の第二例は、注入波形生成器１０の第一例とは、増幅器１３の出力端子と出力端子５２ａ、５２ｂとの間に電流バッファ１４が追加されている点で異なる。実施の形態２の注入波形生成器１０の第二例は、電流バッファ１４により第一例の注入波形生成器１０に比べて電流供給量を示す電流容量を増やすことが可能である。

【0052】

図１８に示した注入波形生成器１０の第三例は、図１６に示した注入波形生成器１０の第一例とは、入力端子５１側に帯域制限器１２がなく、増幅器１３の出力端子と出力端子５２ａ、５２ｂとの間にそれぞれ帯域制限器１２ａ、１２ｂが配置されている点で異なる。帯域制限器１２ａの周波数帯域と帯域制限器１２ｂの周波数帯域は同じでもよく、異なっていてもよい。帯域制限器１２ａの周波数帯域と帯域制限器１２ｂの周波数帯域が異なる場合は、周波数帯域の異なる出力電圧Ｖｐｘ、Ｖｐｙを出力することができる。

【0053】

図１９に示した注入波形生成器１０の第四例は、図１８に示した注入波形生成器１０の第三例とは、増幅器１３の出力端子と帯域制限器１２ａ、１２ｂの入力側との間に電流バッファ１４が追加されている点で異なる。実施の形態２の注入波形生成器１０の第四例は、電流バッファ１４により実施の形態２の第三例の注入波形生成器１０に比べて電流供給量を示す電流容量を増やすことが可能である。

【0054】

図１９に示した注入波形生成器１０の第四例は、増幅器１３の出力端子と帯域制限器１２ａ、１２ｂの入力側との間に電流バッファ１４が配置されている例であるが、電流バッファ１４は帯域制限器１２ａ、１２ｂの出力側と出力端子５２ａ、５２ｂとの間に配置されてもよい。図２０に示した注入波形生成器１０の第五例は、図１８に示した注入波形生成器１０の第三例とは、帯域制限器１２ａの出力側と出力端子５２ａとの間に電流バッファ１４ａが追加され、帯域制限器１２ｂの出力側と出力端子５２ｂとの間に電流バッファ１４ｂが追加されている点で異なる。実施の形態２の注入波形生成器１０の第五例は、電流バッファ１４ａ、１４ｂにより実施の形態２の第三例の注入波形生成器１０に比べて電流供給量を示す電流容量を増やすことが可能である。

【0055】

図２１に示した注入波形生成器１０の第六例は、図１８に示した注入波形生成器１０の第三例とは、入力端子５１と増幅器１３の入力側との間に帯域制限器１２ｃが配置されている点で異なる。実施の形態２の注入波形生成器１０の第六例は、入力側にも帯域制限器１２ｃを備えているので、出力側の帯域制限器１２ａ、１２ｂを小型にできる。このため実施の形態２の注入波形生成器１０の第六例は、小型の帯域制限器１２ａ、１２ｂ、１２ｃにより、２つの帯域制限器１２ａ、１２ｂを備える実施の形態２の注入波形生成器１０の第三例のよりも帯域制限器の合計消費電力を低減することができる。

【0056】

注入波形生成器１０の第二例～第六例においても、図２２の注入波形生成器１０の第七例と同様に出力端子５２ａ、５２ｂ毎に個別の増幅器１３ａ、１３ｂを備えてもよい。注入波形生成器１０の第二例では、増幅器１３ａと出力端子５２ａとの間に電流バッファ１４が配置され、増幅器１３ｂと出力端子５２ｂとの間に他の電流バッファ１４が配置される。注入波形生成器１０の第三例、第六例では、増幅器１３ａと出力端子５２ａとの間に帯域制限器１２ａが配置され、増幅器１３ｂと出力端子５２ｂとの間に帯域制限器１２ｂが配置される。注入波形生成器１０の第四例では、増幅器１３ａと出力端子５２ａとの間に電流バッファ１４及び帯域制限器１２ａが配置され、増幅器１３ｂと出力端子５２ｂとの間に他の電流バッファ１４及び帯域制限器１２ｂが配置される。注入波形生成器１０の第五例では、増幅器１３ａと出力端子５２ａとの間に帯域制限器１２ａ及び電流バッファ１４ａが配置され、増幅器１３ｂと出力端子５２ｂとの間に帯域制限器１２ｂ及び電流バッファ１４ｂが配置される。

【0057】

図１５では注入波形生成器１０の出力端子が２つあり、三相電力線５Ａ、５Ｂのそれぞれにコモンモードトランスが２つある場合を示したが、コモンモードトランスの数を限定するものではない。例えば図２５のように、三相電力線５Ａ、５Ｂのそれぞれに３つのコモンモードトランスが接続され、注入波形生成器１０の出力端子５２ａ、５２ｂ、５２ｃから出力電圧Ｖｐｘ、Ｖｐｙ、Ｖｐｚを出力するようにしてもよい。具体的には、三相電力線５Ａに３つのコモンモードトランス１１ａ、１１ｃ、１１ｅが接続され、三相電力線５Ｂに３つのコモンモードトランス１１ｂ、１１ｄ、１１ｆが接続されている。この場合、総注入電圧Ｖｓｔは式（１７）で表され、注入電圧Ｖｓｘ、Ｖｓｙ、Ｖｓｚは式（１７）を満たすように設定される。
Ｖｓｔ＝Ｖｓｘ＋Ｖｓｙ＋Ｖｓｚ ・・・（１７）

【0058】

図２６には、実施の形態２の第三のノイズフィルタ５０に適用する注入波形生成器１０の一例を示した。これは、図２２に示した注入波形生成器１０の第七例に、増幅器１３ｃ及び出力端子５２ｃを追加した例である。図２６に示した注入波形生成器１０は、図２６に限定されず、図１７～図２１に示した注入波形生成器１０の二例～第六例が増幅器１３ａ、１３ｂを備えるように拡張され、更に増幅器１３ｃ及び出力端子５２ｃを追加した例でもよい。なお、図１８～図２１に示した注入波形生成器１０の第三例～第六例を適用する場合には、追加する出力端子５２ｃ側にも出力端子５２ａ、５２ｂ側と同様になるように帯域制限器等が接続される。

【0059】

以上のように、実施の形態２のノイズフィルタ５０は、三相電力線５Ａ、５Ｂのそれぞれに複数で同数個のコモンモードトランスを備え、実施の形態１と同様に、コモンモードトランスの二次巻線が線径の小さい電線にできることに伴って使用するコアを小型化でき、電力変換器２の出力電流が大きい場合でも小型のコモンモードトランスでノイズフィルタを構成できる。また、実施の形態２のノイズフィルタ５０は、三相電力線５Ａ、５Ｂのそれぞれ複数で同数個のコモンモードトランスを備え、１つの三相電力線に接続される複数のコモンモードトランスの注入電圧Ｖｓを加算した総注入電圧Ｖｓｔによりコモンモード電圧Ｖｃｉを低減するため、コモンモードトランス１つあたりの注入電圧Ｖｓは小さくなる。その結果、１つのコモンモードトランスに対する電圧時間積が小さくなり、コモンモードトランスに使用するコアを小型化でき、コモンモードトランスを小型化できる。また、実施の形態２のノイズフィルタ５０は、１つのコモンモードトランスが故障し、設定された電圧を注入できなくなった場合に、三相電力線５Ａの総注入電圧Ｖｓａと三相電力線５Ｂの総注入電圧Ｖｓｂとの間に電圧差が生じることに起因する三相電力線５Ａ、５Ｂを循環する循環電流を低減することができる。

【0060】

実施の形態３．
図２７は、実施の形態３に係る第一のノイズフィルタ及び電動機駆動システムの構成を示す図である。図２８は図２７の第一の注入波形生成器の第一例を示す図であり、図２９は図２７の第二の注入波形生成器の第一例を示す図である。図３０は図２７の第一の注入波形生成器の第二例を示す図であり、図３１は図２７の第二の注入波形生成器の第二例を示す図である。図３２は図２７の第一の注入波形生成器の第三例を示す図であり、図３３は図２７の第二の注入波形生成器の第三例を示す図である。図３４は図２７の第一の注入波形生成器の第四例を示す図であり、図３５は図２７の第二の注入波形生成器の第四例を示す図である。図３６は図２７の第一の注入波形生成器の第五例を示す図であり、図３７は図２７の第二の注入波形生成器の第五例を示す図である。図３８は図２７の第一の注入波形生成器の第六例を示す図であり、図３９は図２７の第二の注入波形生成器の第六例を示す図である。図４０は実施の形態３に係る第二のノイズフィルタ及び電動機駆動システムの構成を示す図である。

【0061】

図２７に示した実施の形態３のノイズフィルタ５０は、三相電力線５Ａにコモンモードトランス１１ａ、１１ｃ、１１ｅ、三相電力線５Ｂにコモンモードトランス１１ｂ、１１ｄ、１１ｆが接続されており、２つの注入波形生成器１０ａ、１０ｂを持つ点で実施の形態１のノイズフィルタ５０と異なる。図２８に示した第一の注入波形生成器１０ａの第一例は、図５に示した注入波形生成器１０とは、帯域制限器１２が低周波数帯域を通過させ高周波数帯域を減少させる帯域制限器３２に変更され、２つの出力端子５２ａ、５２ｂを有する点で異なる。図２９に示した第二の注入波形生成器１０ｂの第一例は、図５に示した注入波形生成器１０とは、帯域制限器１２が高周波数帯域を通過させ低周波数帯域を減少させる帯域制限器３３に変更されている点で異なる。注入波形生成器１０ａは、出力端子５２ａから第一の出力電圧である出力電圧Ｖｐｘを出力し、出力端子５２ｂから他の第一の出力電圧である出力電圧Ｖｐｙを出力する。注入波形生成器１０ｂは、出力端子５２から第二の出力電圧である出力電圧Ｖｐｚを出力する。実施の形態３において、第一の出力電圧、他の第一の出力電圧は第一の注入波形生成器である注入波形生成器１０ａから出力される出力電圧であり、第二の出力電圧は第二の注入波形生成器である注入波形生成器１０ｂから出力される出力電圧である。なお、実施の形態２における第二の出力電圧は、実施の形態３の他の第一の出力電圧に相当する。なお、図２８、図２９において、接地電位になっている配線２４は省略した。図３０～図３９においても、接地電位になっている配線２４は省略した。なお、実施の形態３のノイズフィルタ５０は、２つの波形生成器（注入波形生成器１０ａ、１０ｂ）を備えた注入波形生成器を備えているということもできる。

【0062】

実施の形態１のノイズフィルタ５０と異なる部分を主に説明する。注入波形生成器１０ａは低周波数帯域のみ増幅し、高周波数帯域は減少させるよう設定される。一方、注入波形生成器１０ｂは高周波数帯域のみ増幅し、低周波数帯域は減少させるよう設定される。すなわち、注入波形生成器１０ａは低周波数帯域の出力電圧Ｖｐｘをコモンモードトランス１１ａ、１１ｂに出力し、低周波数帯域の出力電圧Ｖｐｙをコモンモードトランス１１ｃ、１１ｄに出力する。注入波形生成器１０ｂは高周波数帯域の出力電圧Ｖｐｚをコモンモードトランス１１ｅ、１１ｆに出力する。出力電圧Ｖｐｘ、Ｖｐｙは出力電圧Ｖｐｚとは周波数帯域が異なっている。これにより、注入波形生成器１０ａに接続されるコモンモードトランス１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄには低周波数帯域の電圧が印加され、注入波形生成器１０ｂに接続されるコモンモードトランス１１ｅ、１１ｆは高周波数帯域の電圧が印加される。また、出力電圧Ｖｐｘ、Ｖｐｙは出力電圧Ｖｐｚとは周波数帯域に応じて電圧値が異なっていてもよい。

【0063】

実施の形態３では、実施の形態２と同様に、三相電力線５Ａ、５Ｂには同一構成のコモンモードトランスが同数個接続される。つまり、三相電力線５Ａに重畳される総注入電圧Ｖｓａと三相電力線５Ｂに重畳される総注入電圧Ｖｓｂとが等しくなるように、三相電力線５Ａ、５Ｂにコモンモードトランスが接続される。図２７では、出力電圧Ｖｐｘが入力されるコモンモードトランス１１ａとコモンモードトランス１１ｂとが同一構成であり、出力電圧Ｖｐｙが入力されるコモンモードトランス１１ｃとコモンモードトランス１１ｄとが同一構成であり、出力電圧Ｖｐｚが入力されるコモンモードトランス１１ｅとコモンモードトランス１１ｆとが同一構成である例を示した。なお、三相電力線５Ａに接続されたコモンモードトランス１１ａ、１１ｃ、１１ｅは、同一構成であっても、異なる構成であってもよい。同じ出力電圧が入力される三相電力線５Ａに接続されたコモンモードトランス（主系統トランス）と三相電力線５Ｂに接続されたコモンモードトランス（分岐系統トランス）とが同一構成である。

【0064】

実施の形態３のノイズフィルタ５０における複数のコモンモードトランス１１ａ～１１ｆは、印加される出力電圧Ｖｐｘ、Ｖｐｙ、Ｖｐｚ毎に同一構成で同数個のコモンモードトランスが複数系統の三相電力線のそれぞれに接続されている。図２７の例では、注入波形生成器１０ａから出力電圧Ｖｐｘ、Ｖｐｙが出力され、注入波形生成器１０ｂから出力電圧Ｖｐｚが出力されている。そのため、例えば、三相電力線５Ａに接続されるコモンモードトランス１１ａ、１１ｃ、１１ｅのそれぞれを別の構成とし、第一の注入波形生成器１０ａからコモンモードトランス１１ａ、１１ｃに出力電圧Ｖｐｘ、Ｖｐｙが印加され、第二の注入波形生成器１０ｂからコモンモードトランス１１ｅに出力電圧Ｖｐｚが印加される場合において、三相電力線５Ｂに接続されるコモンモードトランス１１ｂ、１１ｄ、１１ｆを考える。この場合、三相電力線５Ｂに接続されるコモンモードトランス１１ｂ、１１ｄ、１１ｆは、三相電力線５Ａにコモンモードトランス１１ａ、１１ｃ、１１ｅのそれぞれと同一構成であり、コモンモードトランス１１ｂ、１１ｄは注入波形生成器１０ａから出力電圧Ｖｐｘ、Ｖｐｙが印加され、コモンモードトランス１１ｆは注入波形生成器１０ｂから出力電圧Ｖｐｚが印加される。

【0065】

実施の形態３のノイズフィルタ５０では、注入波形生成器１０ａ、１０ｂが出力する出力電圧Ｖｐｘ、Ｖｐｙ、Ｖｐｚはコモンモードトランスを介して変換された注入電圧Ｖｓｘ、Ｖｓｙ、Ｖｓｚは複数系統で構成された各三相電力線５Ａ、５Ｂに等しく重畳されるため、１つの注入波形生成器が故障して接続されるコモンモードトランスに電圧が印加できなくなった場合においても、他の注入波形生成器が正常に動作しているため、三相電力線５Ａ、５Ｂの間で総注入電圧Ｖｓａ、Ｖｓｂの差が生じない。そのため、１つの注入波形生成器が故障しても、三相電力線５Ａ、５Ｂを循環する循環電流の発生を抑制できる。

【0066】

図３０に示した第一の注入波形生成器１０ａの第二例は、図６に示した注入波形生成器１０とは、帯域制限器１２が低周波数帯域を通過させ高周波数帯域を減少させる帯域制限器３２に変更され、２つの出力端子５２ａ、５２ｂを有する点で異なる。図３１に示した第二の注入波形生成器１０ｂの第二例は、図６に示した注入波形生成器１０とは、帯域制限器１２が高周波数帯域を通過させ低周波数帯域を減少させる帯域制限器３３に変更されている点で異なる。注入波形生成器１０ａは、出力端子５２ａから出力電圧Ｖｐｘを出力し、出力端子５２ｂから出力電圧Ｖｐｙを出力する。注入波形生成器１０ｂは、出力端子５２から出力電圧Ｖｐｚを出力する。また、第一の注入波形生成器１０ａの第二例は、第一の注入波形生成器１０ａの第一例とは、増幅器１３の出力端子と出力端子５２ａ、５２ｂとの間に電流バッファ１４が追加されている点で異なる。第二の注入波形生成器１０ｂの第二例は、第二の注入波形生成器１０ｂの第一例とは、増幅器１３の出力端子と出力端子５２との間に電流バッファ１４が追加されている点で異なる。第一の注入波形生成器１０ａの第二例及び第二の注入波形生成器１０ｂの第二例は、電流バッファ１４により第一例の注入波形生成器１０ａ、１０ｂに比べて電流供給量を示す電流容量を増やすことが可能である。

【0067】

図３２に示した第一の注入波形生成器１０ａの第三例は、図２８に示した第一の注入波形生成器１０ａの第一例とは、入力端子５１側に帯域制限器３２がなく、増幅器１３の出力端子と出力端子５２ａ、５２ｂとの間にそれぞれ帯域制限器３２ａ、３２ｂが配置されている点で異なる。帯域制限器３２ａの周波数帯域と帯域制限器３２ｂの周波数帯域は同じでもよく、異なっていてもよい。帯域制限器３２ａの周波数帯域と帯域制限器３２ｂの周波数帯域が異なる場合は、周波数帯域の異なる出力電圧Ｖｐｘ、Ｖｐｙを出力することができる。なお、出力電圧Ｖｐｘ、Ｖｐｙの周波数帯域は、出力電圧Ｖｐｚよりも低い周波数帯域である。図３３に示した第二の注入波形生成器１０ｂの第三例は、図２９に示した第二の注入波形生成器１０ｂの第一例とは、入力端子５１側に帯域制限器３３がなく、増幅器１３の出力端子と出力端子５２との間に帯域制限器３３が配置されている点で異なる。

【0068】

図３４に示した第一の注入波形生成器１０ａの第四例は、第一の注入波形生成器１０ａの第三例とは、増幅器１３の出力端子と帯域制限器３２ａ、３２ｂの入力側との間に電流バッファ１４が追加されている点で異なる。図３５に示した第二の注入波形生成器１０ｂの第四例は、第二の注入波形生成器１０ｂの第三例とは、増幅器１３の出力端子と帯域制限器３３の入力側との間に電流バッファ１４が追加されている点で異なる。第一の注入波形生成器１０ａの第四例及び第二の注入波形生成器１０ｂの第四例は、電流バッファ１４により第三例の注入波形生成器１０ａ、１０ｂに比べて電流供給量を示す電流容量を増やすことが可能である。

【0069】

図３４に示した第一の注入波形生成器１０ａの第四例は、増幅器１３の出力端子と帯域制限器３２ａ、３２ｂの入力側との間に電流バッファ１４が配置されている例であるが、電流バッファ１４は帯域制限器３２ａ、３２ｂの出力側と出力端子５２ａ、５２ｂとの間に配置されてもよい。図３６に示した第一の注入波形生成器１０ａの第五例は、第一の注入波形生成器１０ａの第三例とは、帯域制限器３２ａの出力側と出力端子５２ａとの間に電流バッファ１４ａが追加され、帯域制限器３２ｂの出力側と出力端子５２ｂとの間に電流バッファ１４ｂが追加されている点で異なる。第一の注入波形生成器１０ａの第五例は、電流バッファ１４ａ、１４ｂにより第三例の注入波形生成器１０ａに比べて電流供給量を示す電流容量を増やすことが可能である。

【0070】

同様に、図３５に示した第二の注入波形生成器１０ｂの第四例は、増幅器１３の出力端子と帯域制限器３３の入力側との間に電流バッファ１４が配置されている例であるが、電流バッファ１４は帯域制限器３３の出力側と出力端子５２との間に配置されてもよい。図３７に示した第二の注入波形生成器１０ｂの第五例は、第二の注入波形生成器１０ｂの第三例とは、帯域制限器３３の出力側と出力端子５２との間に電流バッファ１４が追加されている点で異なる。第二の注入波形生成器１０ｂの第五例は、電流バッファ１４により第三例の注入波形生成器１０ｂに比べて電流供給量を示す電流容量を増やすことが可能である。

【0071】

図３８に示した第一の注入波形生成器１０ａの第六例は、第一の注入波形生成器１０ａの第三例とは、入力端子５１と増幅器１３の入力側との間に帯域制限器３２ｃが配置されている点で異なる。図３９に示した第二の注入波形生成器１０ｂの第六例は、第二の注入波形生成器１０ｂの第三例とは、入力端子５１と増幅器１３の入力側との間に帯域制限器３４が配置されている点で異なる。帯域制限器３２ｃの周波数帯域は、帯域制限器３２ａ、３２ｂと同様に、第二の注入波形生成器１０ｂにおける帯域制限器３３、３４よりも低い周波数帯域である。帯域制限器３４の周波数帯域は、帯域制限器３３と同様に、第一の注入波形生成器１０ａにおける帯域制限器３２ａ、３２ｂ、３２ｃよりも高い周波数帯域である。

【0072】

第一の注入波形生成器１０ａの第六例は、入力側にも帯域制限器３２ｃを備えているので、出力側の帯域制限器３２ａ、３２ｂを小型にできる。このため第一の注入波形生成器１０ａの第六例は、小型の帯域制限器３２ａ、３２ｂ、３２ｃにより、２つの帯域制限器３２ａ、３２ｂを備える第一の注入波形生成器１０ａの第三例のよりも帯域制限器の合計消費電力を低減することができる。第二の注入波形生成器１０ｂの第六例は、入力側にも帯域制限器３４を備えているので、出力側の帯域制限器３３を小型にできる。このため第二の注入波形生成器１０ｂの第六例は、小型の帯域制限器３３、３４により、１つの帯域制限器３３を備える第二の注入波形生成器１０ｂの第三例のよりも帯域制限器の合計消費電力を低減することができる。

【0073】

第一の注入波形生成器１０ａの第一例～第六例においても、図２２に示した実施の形態１の注入波形生成器１０の第七例と同様に出力端子５２ａ、５２ｂ毎に個別の増幅器１３ａ、１３ｂを備えてもよい。この場合の第一の注入波形生成器１０ａの第一例は、図２２の注入波形生成器１０において帯域制限器１２が帯域制限器３２に変更されればよい。第一の注入波形生成器１０ａの第二例では、増幅器１３ａと出力端子５２ａとの間に電流バッファ１４が配置され、増幅器１３ｂと出力端子５２ｂとの間に他の電流バッファ１４が配置される。第一の注入波形生成器１０ａの第三例、第六例では、増幅器１３ａと出力端子５２ａとの間に帯域制限器１２ａが配置され、増幅器１３ｂと出力端子５２ｂとの間に帯域制限器１２ｂが配置される。第一の注入波形生成器１０ａの第四例では、増幅器１３ａと出力端子５２ａとの間に電流バッファ１４及び帯域制限器１２ａが配置され、増幅器１３ｂと出力端子５２ｂとの間に他の電流バッファ１４及び帯域制限器１２ｂが配置される。第一の注入波形生成器１０ａの第五例では、増幅器１３ａと出力端子５２ａとの間に帯域制限器１２ａ及び電流バッファ１４ａが配置され、増幅器１３ｂと出力端子５２ｂとの間に帯域制限器１２ｂ及び電流バッファ１４ｂが配置される。これらの場合には、第一の注入波形生成器１０ａの第一例～第六例は、電圧値が異なる出力電圧Ｖｐｘと出力電圧Ｖｐｙとを出力することができる。

【0074】

図２７では注入波形生成器が２つあり、三相電力線５Ａ、５Ｂのそれぞれにコモンモードトランスが３つ接続される場合を示したが、コモンモードトランスの数を限定するものではない。例えば図４０のように、三相電力線５Ａに２つのコモンモードトランス１１ａ、１１ｅを接続し、三相電力線５Ｂに２つのコモンモードトランス１１ｂ、１１ｆを接続し、２つの注入波形生成器１０ａ、１０ｂから出力電圧Ｖｐｘ、Ｖｐｚを出力するようにしてもよい。図４０に示した実施の形態３の第二のノイズフィルタ５０は、図１５に示した実施の形態２のノイズフィルタ５０とは、三相電力線５Ａに接続されたコモンモードトランス１１ａ、１１ｅと三相電力線５Ｂに接続されたコモンモードトランス１１ｂ、１１ｆとに、２つの注入波形生成器１０ａ、１０ｂにより出力電圧Ｖｐｘ、Ｖｐｚが出力されている点で異なる。なお、注入波形生成器１０ａが２つの出力端子５２ａ、５２ｂを有する例を示しているが、出力端子５２ｂは使用してないので、出力端子５２ｂがない注入波形生成器１０ａで構わない。この場合には、出力端子５２ｂのみに繋がる部品は削除されている。

【0075】

また、注入波形生成器１０ａ、１０ｂは周波数帯域が異なる場合すなわち周波数特性が異なる場合を示したが、同じゲイン及び周波数特性でも構成可能である。この場合の実施の形態３のノイズフィルタ５０は、複数の出力端子から周波数帯域が同じ出力電圧が出力される場合の実施の形態２のノイズフィルタ５０と同じ作用を生じるので、実施の形態２のノイズフィルタ５０と同様の効果を奏する。なお、注入波形生成器１０ａ、１０ｂはそれぞれ異なるゲインの増幅器１３を備え、異なる電圧値の出力電圧Ｖｐｘ、Ｖｐｚを出力するようにしてもよい。

【0076】

今まで、出力電圧Ｖｐｘ、Ｖｐｙ、Ｖｐｚがそれぞれ異なる例を説明した。出力電圧Ｖｐｘ、Ｖｐｙ、Ｖｐｚがそれぞれ異なる場合は、コモンモードトランス１１ａ、１１ｂ、１１ｃはコア材、コアの外径、内径、断面積及び巻数比の少なくとも１つが異なっている。すなわち、コモンモードトランス１１ａ、１１ｂ、１１ｃは、同一構成ではなく、異なる構成を有している。しかし、前述したようにコモンモードトランス１１ａ、１１ｂ、１１ｃは、同一構成であっても構わない。

【0077】

なお、実施の形態１～３のノイズフィルタ５０は、三相交流電力から直流電力を介して三相交流電力に変換する電力変換器２を搭載した電動機駆動システム６０に適用した例を示したが、この例に限定されない。実施の形態１～３のノイズフィルタ５０は、半導体素子のスイッチング動作によりコモンモード電圧を発生する電力変換器が搭載されたシステムにも適用できる。例えば、電力変換器２が絶縁型ＤＣ－ＤＣコンバータであってもよい。この場合、交流電源１は直流電源になり、誘導電動機３は直流電動機になる。

【0078】

以上のように、実施の形態３のノイズフィルタ５０は、三相電力線５Ａに接続されたコモンモードトランス１１ａ、１１ｃ、１１ｅのそれぞれと同一構成で同数個のコモンモードトランス１１ｂ、１１ｄ、１１ｆが三相電力線５Ｂに接続され、実施の形態１と同様に、コモンモードトランスの二次巻線が線径の小さい電線にできることに伴って使用するコアを小型化でき、電力変換器２の出力電流が大きい場合でも小型のコモンモードトランスでノイズフィルタを構成できる。また、実施の形態３のノイズフィルタ５０は、三相電力線５Ａ、５Ｂのそれぞれに接続された同一構成のコモンモードトランスに同じ電圧を出力する複数の注入波形生成器１０ａ、１０ｂを備えるため、１つの注入波形生成器が故障して、出力電圧を出力できなくなった場合においても、他の注入波形生成器が正常に動作しているため、三相電力線５Ａ、５Ｂの総注入電圧Ｖｓａ、Ｖｓｂに電圧差が生じず、三相電力線５Ａ、５Ｂを循環する循環電流の発生を抑制することができる。

【0079】

なお、実施の形態１～３のノイズフィルタ５０は、三相電力線５Ａ、５Ｂにそれぞれ同一構成のコモンモードトランスが同じ数だけ接続され、同じ重畳電圧を三相電力線５Ａ、５Ｂに重畳するように設定される例を示したが、これに限定されない。例えば、三相電力線５Ａと三相電力線５Ｂとに異なる数のコモンモードトランスが接続されていてもよい。この場合、三相電力線５Ａに接続されたコモンモードトランスと三相電力線５Ｂに接続されたコモンモードトランスとに、別の注入波形生成器１０ａ、１０ｂ又は別の増幅器１３ａ、１３ｂを備えた注入波形生成器１０から出力された出力電圧Ｖａ、Ｖｂを出力して、三相電力線５Ａに重畳される重畳電圧（総注入電圧Ｖｓａ）と三相電力線５Ｂに重畳される重畳電圧（総注入電圧Ｖｓｂ）が共に式（１３）を満たせばよい。すなわち、三相電力線５Ａの重畳電圧については、｜Ｖｃｉ－Ｖｓａ｜≦Ｖｔｏを満たし、三相電力線５Ｂの重畳電圧については、｜Ｖｃｉ－Ｖｓｂ｜≦Ｖｔｏを満たせばよい。なお、１個のコモンモードトランスによる重畳電圧は、１つの注入電圧Ｖｓからなる総注入電圧Ｖｓｔということもできる。

【0080】

また、本願は、様々な例示的な実施の形態及び実施例が記載されているが、１つ、または複数の実施の形態に記載された様々な特徴、態様、及び機能は特定の実施の形態の適用に限られるのではなく、単独で、または様々な組み合わせで実施の形態に適用可能である。従って、例示されていない無数の変形例が、本願明細書に開示される技術の範囲内において想定される。例えば、少なくとも１つの構成要素を変形する場合、追加する場合または省略する場合、さらには、少なくとも１つの構成要素を抽出し、他の実施の形態の構成要素と組み合わせる場合が含まれるものとする。

【符号の説明】

【0081】

２…電力変換器、４…三相電力線、４Ａ、４Ｂ…三相電力線（各系統の三相電力線）、５…三相電力線、５Ａ、５Ｂ、５Ｃ…三相電力線（各系統の三相電力線）、７…電圧検出器、９…分圧回路、１０…注入波形生成器、１０ａ、１０ｂ…注入波形生成器（波形生成器）、１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ、１１ｅ、１１ｆ…コモンモードトランス、１２、１２ａ、１２ｂ、１２ｃ…帯域制限器、１３…増幅器、３２、３２ａ、３２ｂ、３２ｃ…帯域制限器、３３…帯域制限器、３４…帯域制限器、５０…ノイズフィルタ、５２、５２ａ、５２ｂ、５２ｃ…出力端子、Ｇｉ…ゲイン、ｌ…内径、Ｌ…外径、Ｎｔ…接続トランス数、Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３、Ｑ４、Ｑ５、Ｑ６…半導体素子、Ｒｒ…巻数比、Ｖｃｉ…コモンモード電圧、Ｖｄ…分圧電圧、Ｖｐ、Ｖｐｘ、Ｖｐｙ、Ｖｐｚ…出力電圧、Ｖｓ、Ｖｓｘ、Ｖｓｙ、Ｖｓｚ…注入電圧（重畳電圧）、Ｖｓｔ、Ｖｓａ、Ｖｓｂ…総注入電圧（重畳電圧）、Ｖｔｏ…許容値

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】

【図23】

【図24】

【図25】

【図26】

【図27】

【図28】

【図29】

【図30】

【図31】

【図32】

【図33】

【図34】

【図35】

【図36】

【図37】

【図38】

【図39】

【図40】