C ESL
3.4 新たなコモンモード電流抑制法の提案
vcom6
Tcom vcom0
vcom0
Zm
ZY ZCdc
iCdc icom
amp
図3.13 Equivalent common circuit of the conventional ACC
このように，θ1 = θ2 の場合は，コモンモード電流icom は励磁電流ie をインピーダン ス比で分流した電流が流れる。
モータコモンインピーダンスZm は低周波数帯域では容量性を示す。図3.8に示すよう に，今回の試験装置の場合は200 kHzまでは−90 degである。しかし，周波数が高くなる につれ，配線インダクタンスの影響が大きくなりZmの位相が変化し，6 ZCdc =−90 deg だとすると，θ16=θ2 となる。式(3)において，右辺の分母がθ16=θ2 ではθ1 =θ2 の場合 に対して小さくなる。よって，6 ZCdc6=6 Zallの周波数帯域ではコモンモード電流の振 幅Icomは増加する。図3.11に示す従来型電圧方式ACC型のコモンモード電流のノイズ
レベルは200 kHz以上で増加していき，300 kHzよりも高い周波数帯域ではコモンモード
チョークのみを用いた場合よりも，高くなってしまう。したがって，高周波特性の良いア ンプを用いてもθ16=θ2の周波数帯域では理想的な効果が得られない。
60 [mA]
30 0 -30 -60
icom
(a)(ii)common choke coil
1µs
60 [mA]
30 0 -30 -60
iCdc
icom
(b)(iii)conventional ACC
1µs
図 3.14 Measured waveforms of the common-mode current icom and DC bus capacitor currentiCdc
モード電流が増加し，従来型電圧方式ACCの抑制効果を悪化させる。裏を返せば，コモ ンモード電流の抑制効果が必要な周波数領域において，両方の経路のインピーダンス位相 角を合致させれば良いことになる。この要件を実現する本提案のインピーダンスマッチ型 ACCの構成を図3.17に示しており，従来の電圧方式ACCと2つの違いがある。1点目 はコモンモードトランスの4巻線目の一方端とグランドラインとの間にインピーダンス マッチ回路が接続されていること，2点目はコモンモードトランスの4巻線目を通る電流 経路は図3.10に示した従来型ACCのDCバスコンデンサCdc1,Cdc2ではなく，インピー ダンスマッチ回路及びYコンデンサCY1,CY2となることである。提案方式について原理 と有効性について説明する。
3.4.2 インピーダンスマッチ型 ACC の原理
提案するインピーダンスマッチ型ACCの等価回路を図3.18に示す。ここで，Zmatは インピーダンスマッチ回路のインピーダンスである。インピーダンスマッチ回路は所望な 周波数帯域において，下記式を満たす様に設定する。
vcom6
Zm
ZY ZCdc
amp
(a)basic equivalent circuit
Zm
ZY ZCdc
(b)the gain of the amp assumed to be large
vcom6
Le Ll1 Ll2
Zm
ZY
ZCdc
(c)transforming the transformer
Le
Zm
ZY
ZCdc
(d)the leakage inductor assumed to be small 図3.15 Equivalent common circuit of the conventional ACC
vcom6
Le ie
Zm
ZY ZCdc
iCdc icom
図3.16 Simplified equivalent circuit of the conventional ACC where the exciting inductor of the common mode transformer is considered
P
N
P
N
Z-matched circuit Tr1
Tr2
Tcom
Cm
CY1 CY2
Cd1 Cd2 Cd3
図3.17 Configuration diagram of the Z-match ACC
|Zmat|= 1
a|Zm| (3.5)
6 Zmat =6 Zm (3.6)
インピーダンスマッチ回路の周波数特性はモータコモンインピーダンスZm に対して，
位相は同一で，大きさは1/a としている。それゆえ，コモンモードトランスの励磁電流 ieの位相が一致している周波数成分はインピーダンス比で分流し，モータコモン経路より もインピーダンスマッチ回路に1 +a倍多く流すことができる。インピーダンスマッチ型 ACCを用いた場合のコモンモード電流icom は下記式で与えられる。
icom = |Zmat|
|Zmat|+|Zm|ie = 1
1 +aie (3.7)
例えば，’a’を10とすると，インピーダンスマッチ型ACCの抑制効果はコモンモード チョークを適用した場合に対して，さらに20.8 dB抑制されることになる。
3.4.3 インピーダンスマッチ回路の構成と回路定数
インピーダンスマッチ回路の導出方法について説明する。図3.8に示したモータコモン インピーダンス(ケーブルを含む)特性から導出した等価回路を図3.19に示す。インピー
vcom6
Le ie
Zm
ZY
iZ icom
Zmat
図3.18 Equivalent common circuit of proposed Z-matched ACC
ダンスマッチ回路はこのモータコモン経路の等価回路と同一回路構成にする。表3.4に モータコモン等価回路の回路定数を示す。モータコモン等価回路の定数を下記式に代入す ることで，モータコモン経路に対して位相が同一で大きさが1/a となるインピーダンス マッチ回路の回路定数を得る。
L0 = 1
aL (3.8)
R0 = 1
aR (3.9)
C0 =aC (3.10)
以降で示すインピーダンスマッチ型ACCのシミュレーションや実機評価には表3.4の 回路定数を用いる。