逆變器裝置以及逆變器一體化型電動(dòng)機(jī)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及具備了將直流電流變換為交流電流的逆變器的逆變器裝置以及逆變器一體化型電動(dòng)機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，混合動(dòng)力汽車、EV等用電進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的汽車正在普及。在利用電驅(qū)動(dòng)的汽車中搭載了逆變器，通過逆變器的電力變換功能使電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，由此行駛。作為車載用逆變器裝置，開發(fā)了由多個(gè)系統(tǒng)的逆變器構(gòu)成的車載用逆變器裝置。在多個(gè)系統(tǒng)逆變器中，即使在某一個(gè)系統(tǒng)的逆變器中產(chǎn)生了故障等的情況下，也能夠利用其它系統(tǒng)的逆變器補(bǔ)充，能夠使車輛驅(qū)動(dòng)繼續(xù)進(jìn)行，其結(jié)果，能夠使車輛驅(qū)動(dòng)的可靠性提高。
[0003]作為車載用逆變器裝置的課題之一，有由于逆變器的開關(guān)(switching)動(dòng)作所引起的電磁噪聲。電磁噪聲有可能誘發(fā)逆變器自身的誤動(dòng)作、周邊電子設(shè)備的誤動(dòng)作，所以強(qiáng)烈要求降低電磁噪聲。因此，作為電磁噪聲的對(duì)策，例如在專利文獻(xiàn)I的具有驅(qū)動(dòng)馬達(dá)的2個(gè)系統(tǒng)的三相交流逆變器的逆變器裝置中，扼流線圈以及電解電容器電連接在電池與電源繼電器之間。扼流線圈以及電解電容器構(gòu)成濾波器電路，謀求降低從共有電池的其它裝置傳來的電磁噪聲，并謀求降低從驅(qū)動(dòng)裝置傳到共有電池的其它裝置的電磁噪聲。
[0004]專利文獻(xiàn)1:日本特開2011 — 250488號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]但是，專利文獻(xiàn)I的逆變器裝置具有介于半導(dǎo)體模塊的共同的電源線的扼流線圈，能夠去除電源線上的噪聲，但是由于對(duì)共同的電源線總括地介有扼流線圈，所以為了低噪聲化而需要具有大的阻抗特性的扼流線圈，存在扼流線圈必然變得大型化而成為高成本的課題。另外，扼流線圈是繞組旋回而形成的，所以在處理大電流的直流母線中，難以使匝數(shù)增加，難以實(shí)現(xiàn)所希望的電感。如果使匝數(shù)增加，則能夠得到所希望的電感，但扼流線圈進(jìn)一步大型化而成為高成本。另外，通過介有扼流線圈，扼流線圈的設(shè)置場(chǎng)所、布線的處理成為設(shè)計(jì)上的課題。
[0006]本發(fā)明是為了解決上述課題而完成的，其目的在于提供一種能夠降低誘發(fā)逆變器自身、周邊電子設(shè)備的誤動(dòng)作的由于開關(guān)動(dòng)作所引起的電磁噪聲的小型的逆變器裝置。
[0007]為了解決上述課題，本發(fā)明的逆變器裝置，其特征在于具備:功率半導(dǎo)體元件群，分別構(gòu)成將直流電力變換為交流電力的2個(gè)系統(tǒng)的逆變器；直流匯流條，向所述功率半導(dǎo)體元件群分別供給直流電力；直流輸入端子，與所述直流匯流條連接，并且從外部電源供給直流電力；第1、第2切換器，分別設(shè)置于所述直流輸入端子與所述直流匯流條之間，進(jìn)行導(dǎo)通或者切斷的切換；以及電容器，與所述直流匯流條分別連接，所述第1、第2切換器的高頻域的阻抗被設(shè)定成比所述直流匯流條的阻抗高。
[0008]另外，本發(fā)明的電動(dòng)機(jī)一體化型逆變器裝置的特征在于，使所述逆變器裝置與電動(dòng)機(jī)一體化。
[0009]根據(jù)本發(fā)明的逆變器裝置，在直流輸入端子附近配置阻抗高的切換器，所以由于功率半導(dǎo)體元件的開關(guān)而產(chǎn)生的電磁噪聲經(jīng)由電容器，在逆變器內(nèi)部循環(huán)、衰減。
【附圖說明】
[0010]圖1是本發(fā)明的實(shí)施方式所涉及的逆變器電路的基本結(jié)構(gòu)圖。
[0011]圖2是示出實(shí)施方式I所涉及的逆變器裝置的概略結(jié)構(gòu)圖。
[0012]圖3是示出實(shí)施方式2所涉及的逆變器裝置的概略結(jié)構(gòu)圖。
[0013]圖4是示出實(shí)施方式3所涉及的逆變器裝置的概略結(jié)構(gòu)圖。
[0014]圖5是示出實(shí)施方式4所涉及的逆變器裝置的概略結(jié)構(gòu)圖。
[0015]圖6是示出實(shí)施方式5所涉及的逆變器裝置的概略結(jié)構(gòu)圖。
[0016]圖7是示出實(shí)施方式5所涉及的逆變器裝置的切換器的附近的部分圖。
[0017]圖8是示出實(shí)施方式5所涉及的其它實(shí)施樣式中的逆變器裝置的概略結(jié)構(gòu)圖。
[0018]圖9是示出實(shí)施方式5所涉及的其它實(shí)施樣式中的逆變器裝置的切換器的附近的部分圖。
[0019]圖10是示出實(shí)施方式5所涉及的另一實(shí)施樣式中的逆變器裝置的概略結(jié)構(gòu)圖。
[0020]圖11是示出實(shí)施方式5所涉及的另一實(shí)施樣式中的逆變器裝置的切換器的附近的部分圖。
[0021]圖12是示出實(shí)施方式6所涉及的逆變器裝置的切換器的附近的部分圖。
[0022]圖13是示出實(shí)施方式7所涉及的逆變器一體化型電動(dòng)機(jī)的概略結(jié)構(gòu)圖。
[0023]符號(hào)說明
[0024]1、2、3、4、5、6、7、8、9、1001:逆變器裝置；100:金屬框體；101:內(nèi)壁；110:直流輸入端子;11、21、31、41、51、61:第I系統(tǒng)的逆變器;12、22、32、42、52、62:第2系統(tǒng)的逆變器；120、130:直流匯流條;121、131:正極側(cè)匯流條;122、132:負(fù)極側(cè)匯流條;23、24、141、142:電容器;15a、15b、16a、16b、17a、17b、18a、18b、19a、19b、20a、20b、151、152、153、161、162、163:功率半導(dǎo)體元件;13a、13b、14a、14b、171、172、273、371、372、473:切換器；581、582:共模的鐵氧體磁芯；681、682:普通模式的鐵氧體磁芯；701、702:絕緣部件；1000:逆變器一體化型電動(dòng)機(jī)；1002:電動(dòng)機(jī)。
【具體實(shí)施方式】
[0025]以下，參照?qǐng)D1?圖13說明本發(fā)明的實(shí)施方式所涉及的逆變器裝置以及逆變器一體化型電動(dòng)機(jī)。圖1是本發(fā)明的實(shí)施方式所涉及的逆變器電路的基本結(jié)構(gòu)圖。圖1所示的本發(fā)明的逆變器裝置由2個(gè)系統(tǒng)的逆變器裝置8、9構(gòu)成，直流母線10被分支，分別與逆變器裝置8、9連接。第I系統(tǒng)的逆變器裝置8在內(nèi)部具有功率半導(dǎo)體元件15a、15b、16a、16b、17a、17b、電容器23以及切換器13a、13b。第2系統(tǒng)的逆變器裝置9也同樣地具有功率半導(dǎo)體元件18a、18b、19a、19b、20a、20b、電容器24以及切換器14a、14b。通過具有2個(gè)系統(tǒng)的逆變器裝置，從而能夠以I個(gè)系統(tǒng)的逆變器單獨(dú)地繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，作為驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)能夠確保冗余性。
[0026]實(shí)施方式1.
[0027]圖2是示出實(shí)施方式I所涉及的逆變器裝置的概略結(jié)構(gòu)圖。
[0028]如圖2所示，在實(shí)施方式I所涉及的逆變器裝置I中，由在圓筒狀的金屬框體100的內(nèi)部配置并收容于以中央部為對(duì)稱的位置的2個(gè)系統(tǒng)的逆變器11、12構(gòu)成，分別將直流電力變換為3相交流電力。第I系統(tǒng)的逆變器11具備:功率半導(dǎo)體元件151、152、153，從直流電力生成U相、V相、W相的交流電力；直流匯流條120，由向這些功率半導(dǎo)體元件供給直流電力的正極側(cè)匯流條(bus bar) 121和負(fù)極側(cè)匯流條122構(gòu)成；電容器141，與正極側(cè)匯流條(bus bar) 121和負(fù)極側(cè)匯流條122連接；直流輸入端子110，向直流匯流條120供給直流電力；切換器171，連接于直流匯流條120與直流輸入端子110之間。同樣地，第2系統(tǒng)的逆變器12具備:功率半導(dǎo)體元件161、162、163，從直流電力生成U相、V相、W相的交流電力；直流匯流條130，由向這些功率半導(dǎo)體元件供給直流電力的正極側(cè)匯流條(busbar) 131和負(fù)極側(cè)匯流條132構(gòu)成；電容器142，與正極側(cè)匯流條(bus bar) 131和負(fù)極側(cè)匯流條132連接；直流輸入端子110，向直流匯流條130供給直流電力；切換器172，連接于直流匯流條130與直流輸入端子110之間。此處，功率半導(dǎo)體元件151、152、153、161、162、163靠緊并固定于圓筒狀的金屬框體100的內(nèi)壁101。另外，直流匯流條130按沿著圓筒狀的金屬框體100的內(nèi)壁101的形狀來設(shè)置。另外，電容器141、142配置于金屬框體100的中心部。另外，切換器171、172被收納于金屬框體100的內(nèi)部。
[0029]接下來，說明逆變器裝置I的動(dòng)作。I對(duì)直流輸入端子110與直流電源(未圖示。)連接，直流電力經(jīng)由直流輸入端子110、切換器171、172，經(jīng)由直流匯流條120、130，被供給到2個(gè)系統(tǒng)的逆變器11、12的功率半導(dǎo)體元件151、152、153以及功率半導(dǎo)體元件161、162、163。通過根據(jù)控制裝置(未圖示。)的指令使這些功率半導(dǎo)體元件群進(jìn)行PWM開關(guān)動(dòng)作，從而被供給的直流電力被變換為3相交流電力而被供電到負(fù)載(未圖示。)。
[0030]在逆變器裝置I中，在2個(gè)系統(tǒng)的逆變器11、12各自中設(shè)置了切換器171或者172，能夠切斷希望使工作停止的逆變器11或者12，還能夠僅利用I個(gè)系統(tǒng)的逆變器11或者12中的某一方進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)。有切換器171、172，從而能夠根據(jù)負(fù)載使2個(gè)系統(tǒng)的逆變器11、12同時(shí)或者單獨(dú)地運(yùn)轉(zhuǎn)，另外，當(dāng)在一方的逆變器11或者12中產(chǎn)生了問題的情況下，能夠斷開有問題的逆變器而進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)。
[0031]另外，切換器171、172的阻抗高，所以從直流輸入端子110側(cè)看的直流匯流條120、130的阻抗變高。其結(jié)果，由于功率半導(dǎo)體元件151、152、153、161、162、163的開關(guān)動(dòng)作而產(chǎn)生的電磁噪聲經(jīng)過直流匯流條120、130，經(jīng)由電容器141、142，在逆變器11、12內(nèi)部循環(huán)、衰減。另外，在空間中傳播的電磁噪聲也由于冷卻器100的屏蔽效應(yīng)而被抑制向外部泄漏。即，能夠?qū)崿F(xiàn)電磁噪聲向逆變器裝置I的外部的傳播被抑制且電磁噪聲降低的逆變器裝置1另外，作為伴隨開關(guān)動(dòng)作