CN106341069B - 车载用的逆变器装置以及车载用的电动压缩机 - Google Patents
车载用的逆变器装置以及车载用的电动压缩机 Download PDFInfo
- Publication number
- CN106341069B CN106341069B CN201610509527.6A CN201610509527A CN106341069B CN 106341069 B CN106341069 B CN 106341069B CN 201610509527 A CN201610509527 A CN 201610509527A CN 106341069 B CN106341069 B CN 106341069B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- vehicle
- noise
- converter
- common
- winding
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims abstract description 89
- 230000007423 decrease Effects 0.000 claims abstract description 45
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims description 69
- 238000009499 grossing Methods 0.000 claims description 45
- 230000005611 electricity Effects 0.000 claims description 26
- 230000004907 flux Effects 0.000 claims description 19
- 230000006835 compression Effects 0.000 claims description 17
- 238000007906 compression Methods 0.000 claims description 17
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 claims description 12
- 239000010409 thin film Substances 0.000 claims description 7
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 3
- 230000009466 transformation Effects 0.000 claims description 3
- 230000009467 reduction Effects 0.000 abstract description 8
- 239000003507 refrigerant Substances 0.000 description 16
- 101001109993 Artemia salina 60S acidic ribosomal protein P2 Proteins 0.000 description 15
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 7
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 6
- 206010037660 Pyrexia Diseases 0.000 description 4
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 description 4
- 230000001131 transforming effect Effects 0.000 description 4
- NJPPVKZQTLUDBO-UHFFFAOYSA-N novaluron Chemical compound C1=C(Cl)C(OC(F)(F)C(OC(F)(F)F)F)=CC=C1NC(=O)NC(=O)C1=C(F)C=CC=C1F NJPPVKZQTLUDBO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000004378 air conditioning Methods 0.000 description 2
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 2
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 2
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 238000005192 partition Methods 0.000 description 2
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 2
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 2
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 235000013399 edible fruits Nutrition 0.000 description 1
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 description 1
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 1
- 230000004992 fission Effects 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 1
- 230000005764 inhibitory process Effects 0.000 description 1
- 230000007257 malfunction Effects 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 238000005057 refrigeration Methods 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K11/00—Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection
- H02K11/02—Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection for suppression of electromagnetic interference
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P27/00—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage
- H02P27/04—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage
- H02P27/06—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage using dc to ac converters or inverters
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04C23/00—Combinations of two or more pumps, each being of rotary-piston or oscillating-piston type, specially adapted for elastic fluids; Pumping installations specially adapted for elastic fluids; Multi-stage pumps specially adapted for elastic fluids
- F04C23/02—Pumps characterised by combination with, or adaptation to, specific driving engines or motors
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04C29/00—Component parts, details or accessories of pumps or pumping installations, not provided for in groups F04C18/00 - F04C28/00
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K11/00—Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection
- H02K11/30—Structural association with control circuits or drive circuits
- H02K11/33—Drive circuits, e.g. power electronics
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M1/00—Details of apparatus for conversion
- H02M1/14—Arrangements for reducing ripples from dc input or output
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
- H02M3/02—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac
- H02M3/04—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters
- H02M3/10—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
- H02M3/145—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
- H02M3/155—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
- H02M7/42—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
- H02M7/44—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
- H02M7/48—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
- H02M7/53—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
- H02M7/537—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
- H02M7/42—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
- H02M7/44—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
- H02M7/48—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
- H02M7/53—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
- H02M7/537—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters
- H02M7/5387—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters in a bridge configuration
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Inverter Devices (AREA)
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
- Dc-Dc Converters (AREA)
Abstract
本发明提供车载用的逆变器装置以及车载用的电动压缩机。车载用的逆变器装置构成为将直流电力变换为交流电力。车载用的逆变器装置具备:具有多个开关元件的电路;设置于电路的输入侧,构成为使直流电力所含的共态噪声以及常态噪声减少的噪声减少部。噪声减少部包括共态扼流线圈,该共态扼流线圈具有磁芯、卷绕于磁芯的第1卷绕部的第1绕线、以及卷绕于磁芯的第2卷绕部的第2绕线。
Description
技术领域
本发明涉及车载用的逆变器装置以及车载用的电动压缩机。
背景技术
一直以来,已知有具有开关元件、并且将直流电力变换为交流电力的车载用的逆变器装置。例如,参照日本专利第5039515号公报。该车载用的逆变器装置例如如上述公报所示,被用于驱动搭载于车辆的电动压缩机的电动机。
在车载用的逆变器装置的变换对象的直流电力中混入共态噪声以及常态噪声双方。在这种情况下,例如,存在这些噪声致使车载用的逆变器装置所进行的电力变换无法正常进行的情况。另外,在向车辆搭载的关系上,车载用的逆变器装置的大型化也不理想。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能够抑制大型化,且减少直流电力所含的共态噪声以及常态噪声的车载用的逆变器装置以及具备该车载用的逆变器装置的车载用的电动压缩机。
用于实现上述目的的第1方式提供一种构成为将直流电力变换为交流电力的车载用的逆变器装置。车载用的逆变器装置具备:具有多个开关元件的电路、以及设置于上述电路的输入侧、且构成为使上述直流电力所含的共态噪声以及常态噪声减少的噪声减少部。上述噪声减少部包括共态扼流线圈,该共态扼流线圈具有磁芯、卷绕于上述磁芯的第1卷绕部的第1绕线、以及卷绕于上述磁芯的第2卷绕部的第2绕线。由上述共态扼流线圈减少了共态噪声以及常态噪声后的直流电力向上述电路输入。
用于实现上述目的的第2方式提供一种构成为共用规定的车载用设备和车载用蓄电装置的车载用的逆变器装置。车载用的逆变器装置构成为将从上述车载用蓄电装置供给的直流电力变换为能够驱动在车载用的电动压缩机设置的电动机的交流电力。车载用的逆变器装置具备:感应滤波器,该感应滤波器使上述直流电力所含的流入纹波成分减少;变换电路,该变换电路将由上述感应滤波器减少了流入纹波成分的直流电力变换为上述交流电力,并且具有被进行PWM控制的多个开关元件。上述感应滤波器为低通滤波电路。上述感应滤波器的共振频率被设定为比包含上述流入纹波成分的频率的变动范围的噪声频带高。在用于上述多个开关元件的PWM控制的载波信号的频率被设定为比上述感应滤波器的截止频率高。
用于实现上述目的的第3方式提供一种车载用的电动压缩机。车载用的电动压缩机具备:第1方式或者第2方式的车载用的逆变器装置;以及收纳电动机以及压缩部的壳体。上述电路的输出侧与上述电动机连接。
附图说明
图1为示意性示出车载用的逆变器装置、电动压缩机以及车载用的电动压缩机的局部剖视图。
图2为示意性示出噪声减少部的结构的分解立体图。
图3为示意性示出噪声减少部的结构的剖视图。
图4为共态扼流线圈的局部剖视图。
图5为表示车载用的逆变器装置的电结构的等效电路图。
图6为表示动力控制单元(PCU)的电结构的一部分的电路图。
图7为表示对于常态噪声的低通滤波电路的频率特性的曲线图。
图8为表示相对于在动力模块产生的纹波噪声的低通滤波电路的频率特性的曲线图。
图9为示意性示出其他例的共态扼流线圈的主视图。
图10为示意性示出其他的共态扼流线圈的主视图。
具体实施方式
以下,对于车载用的逆变器装置以及该车载用的逆变器装置所搭载的电动压缩机的实施方式进行说明。本实施方式的电动压缩机搭载于车辆,在车载用的电动压缩机中被使用。换句话说,本实施方式的电动压缩机为车载用。以下,在对于车载用的电动压缩机以及电动压缩机的概要进行说明后,对车载用的逆变器装置进行说明。
如图1所示,车载用的电动压缩机100具备电动压缩机10、对于电动压缩机10供给作为流体的制冷剂的外部制冷剂回路101。外部制冷剂回路101例如具有热交换器以及膨胀阀。车载用的电动压缩机100通过电动压缩机10将制冷剂压缩,并且通过外部制冷剂回路101进行制冷剂的热交换以及膨胀,由此进行车内的供暖制冷。
车载用的电动压缩机100具备控制该车载用的电动压缩机100的整体的空调ECU102。空调ECU102构成为能够掌握车内温度、车内空调的设定温度等的参数,并基于这些参数,向电动压缩机10发送ON/OFF指令等之类的各种指令。
电动压缩机10具备:形成有从外部制冷剂回路101吸入制冷剂的吸入口11a的壳体11、收纳于壳体11的压缩部12以及电动机13。
壳体11整体为大致圆筒形状,由具有导热性的材料(铝等金属)形成。壳体11具有喷出制冷剂的喷出口11b。此外,壳体11被接地于车辆的主体。
压缩部12通过后述的旋转轴21旋转,将从吸入口11a向壳体11内吸入的制冷剂压缩,并将该压缩的制冷剂从喷出口11b喷出。此外,压缩部12可以是滚动类型、活塞类型、叶片类型等任意的类型。
电动机13驱动压缩部12。电动机13具有:例如相对于壳体11被支承为能够旋转的圆柱状的旋转轴21、相对于该旋转轴21固定的圆筒形状的转子22、固定于壳体11的定子23。旋转轴21的轴心与圆筒形状的壳体11的轴心一致。定子23具有圆筒形状的定子磁芯24和卷绕于定子磁芯24的齿的线圈25。转子22以及定子23在旋转轴21的径向上相互对置。通过将线圈25通电,使得转子22以及旋转轴21旋转,进行压缩部12对于制冷剂的压缩。此外,电动机13的驱动电流与控制信号的电流相比较高,例如为10A以上,优选为20A以上。
如图1所示,电动压缩机10具备:驱动电动机13的车载用的逆变器(inverter)装置30、以及收纳车载用的逆变器装置30的逆变器壳体31。
逆变器壳体31由具有导热性的材料(例如铝等的金属)形成。逆变器壳体31具有相对于壳体11、详细而言相对于壳体11的轴线方向的两壁部中的与喷出口11b相反侧的壁部11c接触的板状的基座部件32、相对于该基座部件32安装的有底筒状的罩部件33。基座部件32与罩部件33通过作为固定部件的螺栓34固定于壳体11。由此,逆变器壳体31以及收纳于该逆变器壳体31的车载用的逆变器装置30被安装于壳体11。即,本实施方式的车载用的逆变器装置30与电动压缩机10形成一体化。
此外,逆变器壳体31与壳体11接触,因此两者热结合。此外,车载用的逆变器装置30被配置在与壳体11热结合的位置。此外,不设置使逆变器壳体31内的空间与壳体11内的空间连通的连通孔,避免制冷剂直接流入逆变器壳体31内。
安装逆变器壳体31的壳体11的壁部11c相对于电动机13被配置在与压缩部12相反一侧。对此,也可以说逆变器壳体31相对于电动机13被配置在与压缩部12相反一侧。此外,压缩部12、电动机13以及车载用的逆变器装置30沿旋转轴21的轴线方向排列。即,本实施方式的电动压缩机10为所谓成直线型。
车载用的逆变器装置30具备:例如固定于基座部件32的电路基板41、安装于该电路基板41的动力模块42。动力模块42的输出侧经由设置于壳体11的壁部11c的气密端子(图示略),与电动机13的线圈25电连接。动力模块42具有多个开关元件Qu1、Qu2、Qv1、Qv2、Qw1、Qw2(以下,简称为开关元件Qu1~Qw2)。在本实施方式中,动力模块42与“由多个开关元件构成的电路”以及“变换电路”对应。
在逆变器壳体31(详细而言为罩部件33)设置连接器43。经由连接器43从搭载于车辆的DC电源E向车载用的逆变器装置30供给直流电力。空调ECU102与车载用的逆变器装置30电连接。此外,在车辆设置有与DC电源E并联连接的电源用电容器C0(参照图5)。此外,电源用电容器C0例如由电解电容器构成。
车载用的逆变器装置30具备将连接器43与动力模块42的输入侧电连接的2条布线EL1、EL2。第1布线EL1经由连接器43与DC电源E的+端子(正极端子)连接,并且与作为动力模块42的第1输入端子的第1模块输入端子42a连接。第2布线EL2经由连接器43与DC电源E的-端子(负极端子)连接,并且与作为动力模块42的第2输入端子的第2模块输入端子42b连接。在经由2条布线EL1、EL2向动力模块42输入直流电力的状况下,通过将各开关元件Qu1~Qw2周期性地ON/OFF,从而车载用的逆变器装置30将直流电力变换为交流电力,并将该交流电力向电动机13的线圈25输出。由此,电动机13驱动。
此外,车载用的逆变器装置30所处理的电流(换言之为电力)为驱动电动机13的大小,比控制信号的电流(换言之为电力)大。例如,车载用的逆变器装置30所处理的电流为10A以上,优选为20A以上。另外,DC电源E例如是二次电池、电容器等之类的车载用蓄电装置。
在此,存在在从连接器43向动力模块42传送的直流电力中、详细而言在沿两布线EL1、EL2传送的直流电力中含有共态噪声以及常态噪声的情况。
共态噪声是指在两布线EL1、EL2中流过相同方向的电流的噪声。该共态噪声例如可在车载用的逆变器装置30(换言之为电动压缩机10)与DC电源E经由两布线EL1、EL2以外的路径(例如车辆的主体等)被电连接的情况下产生。常态噪声是指重叠于直流电力的具有规定的频率的噪声,且是瞬间观察时在两布线EL1、EL2中流过互为反向的电流的噪声。常态噪声也可以说是在流入车载用的逆变器装置30的直流电力中所含的流入纹波成分。关于常态噪声的详情在后文中叙述。
与此相对,本实施方式的车载用的逆变器装置30具备噪声减少部50,该噪声减少部50构成为使从连接器43向动力模块42传送的直流电力所含的共态噪声以及常态噪声减少。噪声减少部50被设置于两布线EL1、EL2上,从连接器43供给的直流电力经由噪声减少部50向动力模块42输入。
对于噪声减少部50进行详细说明。
如图2~如图4所示,噪声减少部50例如具备共态扼流线圈51。共态扼流线圈51具备磁芯52、卷绕于磁芯52的第1绕线53a以及第2绕线53b。磁芯52例如多边形(在本实施方式中长方形)的环状。如图2以及图4所示,磁芯52具备卷绕第1绕线53a的第1卷绕部52a、卷绕第2绕线53b的第2卷绕部52b、未被两绕线53a、53b卷绕将磁芯52的表面52c露出的露出部52d。两绕线53a、53b以相互间的卷绕轴方向一致的状态对置配置。即,两绕线53a、53b被相互平行配置。在本实施方式中,两绕线53a、53b的匝数(圈数)被设定为相同。
此外,在本实施方式中,磁芯52由一个构件构成。不过,并不局限于此,磁芯52例如可以通过将对称形状的2个构件连结来形成,也可以由3个以上的构件构成。
如图2所示,共态扼流线圈51具有:从第1绕线53a引出的第1输入端子61以及第1输出端子62、从第2绕线53b引出的第2输入端子63以及第2输出端子64。
如图3以及图5所示,第1布线EL1在连接DC电源E的+端子与动力模块42中被使用。第1布线EL1具备:连接连接器43与第1输入端子61的第1连接器布线EL11、连接第1输出端子62与第1模块输入端子42a的第1模块布线EL12。
第2布线EL2在连接DC电源E的-端子与动力模块42中被使用。第2布线EL2具备:连接连接器43与第2输入端子63的第2连接器布线EL21、连接第2输出端子64与第2模块输入端子42b的第2模块布线EL22。由此,DC电源E的直流电力经由两连接器布线EL11、EL21→两绕线53a、53b→两模块布线EL12、EL22向动力模块42输入。换句话说,两模块布线EL12、EL22将共态扼流线圈51的输出侧与动力模块42的输入侧连接。在这种情况下,也可以说两绕线53a、53b被设置于布线EL1、EL2上。此外,两端子61、62也可以说是第1绕线53a的两端部,两端子63、64也可以说是第2绕线53b的两端部。
共态扼流线圈51构成为当在两布线EL1、EL2流过共态电流的情况下,阻抗(详细而言电感)相对变大,当在两布线EL1、EL2流过常态电流的情况下,阻抗相对变小。详细而言,将两绕线53a、53b卷绕为当在两布线EL1、EL2(换言之为两绕线53a、53b)流过相同方向的电流亦即共态电流的情况下,产生相互增强的磁通,另一方面,当在两布线EL1、EL2流过互为反向的电流亦即常态电流的情况下,产生相互抵消的磁通。
在此,由于在磁芯52设置露出部52d,因此当在两布线EL1、EL2流过常态电流的状况下,在共态扼流线圈51产生漏磁通。即,共态扼流线圈51相对于常态电流具有规定的电感。
如图2以及图3所示,噪声减少部50具备:使共态噪声减少的旁通电容器71、72、与旁通电容器71、72分开设置的平滑电容器73。平滑电容器73例如由薄膜电容器构成。关于上述部分的电连接将在后文中叙述。
在本实施方式中,车载用的逆变器装置30具备供共态扼流线圈51与两旁通电容器71、72与平滑电容器73安装的安装部件80。安装部件80例如具有板状的安装基座部81、从安装基座部81的一方的板面立起的第1框82以及第2框83。安装基座部81例如被固定于电路基板41。
第1框82与磁芯52的形状对应形成。详细而言,第1框82为形成为比磁芯52大一圈的长方形的框。共态扼流线圈51嵌入第1框82,并收纳于该第1框82内。
第2框83作为整体为大致长方形。在第2框83内设置分隔壁84。通过该分隔壁84将第2框83内的空间划分为3个收纳空间91~93。收纳空间91~93与电容器71~73的形状对应形成。此外,各电容器71~73收纳于与该各电容器71~73对应的收纳空间91~93。由此,共态扼流线圈51与各电容器71~73被单元化(模块化)。换言之,安装部件80使共态扼流线圈51与各电容器71~73被单元化。
如图2所示,在安装基座部81形成可穿过各端子61~64的贯通孔81a。各端子61、62、63、64在穿过贯通孔81a的状态下,与对应的布线EL11、EL12、EL21、EL22连接。此外,在各电容器71~73也设置端子,该端子经由形成于安装部件80的贯通孔与布线连接,不过对此未予图示。
此外,共态扼流线圈51配置在相比各电容器71~73远离动力模块42的位置。详细而言,各电容器71~73配置在共态扼流线圈51与动力模块42之间。另外,两绕线53a、53b以及各电容器71~73与壳体11的壁部11c热结合。详细而言,两绕线53a、53b以及各电容器71~73同与壳体11的壁部11c接触的基座部件32接触。在两绕线53a、53b以及各电容器71~73产生的热向基座部件32以及壁部11c传递,通过壳体11内的制冷剂吸收。
接下来,使用图5对于噪声减少部50的电连接、连同车载用的逆变器装置30的电结构一起进行说明。
如上所述,噪声减少部50设置于动力模块42(详细而言,开关元件Qu1~Qw2)的输入侧。具体地说,噪声减少部50的共态扼流线圈51介于两连接器布线EL11、EL21与两模块布线EL12、EL22之间。
在此,共态扼流线圈51在流过常态电流的情况下产生漏磁通。鉴于此,如图5所示,共态扼流线圈51可以看做具有与两绕线53a、53b不同的虚拟常态线圈L1、L2。即,本实施方式的共态扼流线圈51在视为等效电路的情况下,具有两绕线53a、53b与虚拟常态线圈L1、L2双方。虚拟常态线圈L1、L2与绕线53a、53b相互以串联的方式连接。
两旁通电容器71、72相互以串联的方式连接。详细而言,噪声减少部50具备连接第1旁通电容器71的一端、即第1端与第2旁通电容器72的一端、即第1端的旁通线EL3。该旁通线EL3被接地于车辆的主体。
另外,两旁通电容器71、72的串联连接体相对于共态扼流线圈51并联连接。详细而言,第1旁通电容器71的另一端、即与第1端相反侧的第2端被连接于连接第1绕线53a(第1输出端子62)与动力模块42(第1模块输入端子42a)的第1模块布线EL12。第2旁通电容器72中的另一端、即与第1端相反侧的第2端连接于连接第2绕线53b(第2输出端子64)与动力模块42(第2模块输入端子42b)的第2模块布线EL22。
平滑电容器73设置在共态扼流线圈51的输出侧并且动力模块42的输入侧。详细而言,平滑电容器73设置在两旁通电容器71、72的串联连接体与动力模块42之间,且相对于两者并联连接。详细而言,平滑电容器73的一端、即第1端被连接于第1模块布线EL12中的才第1旁通电容器71的连接点P1到动力模块42的部分,平滑电容器73的另一端、即第2端被连接于第2模块布线EL22中的从第2旁通电容器72的连接点P2到动力模块42的部分。
根据该结构,通过共态扼流线圈51与平滑电容器73构成低通滤波电路94。换言之,平滑电容器73与共态扼流线圈51协作构成低通滤波电路94。利用该低通滤波电路94减少常态噪声。低通滤波电路94可以说是感应滤波器(LC filter)。
如图5所示,电动机13的线圈25例如为具有u相线圈25u、v相线圈25v以及w相线圈25w的三相结构。线圈25u~25w例如被进行Y形连线。
动力模块42u具备:与相线圈25u对应的u相开关元件Qu1、Qu2、与v相线圈25v对应的v相开关元件Qv1、Qv2、与w相线圈25w对应的w相开关元件Qw1、Qw2。各开关元件Qu1~Qw2例如为IGBT等的动力开关元件。此外,开关元件Qu1~Qw2具有环流二极管(主体二极管)Du1~Dw2。
u相开关元件Qu1、Qu2经由连接线相互以串联的方式连接,该连接线经由u相模块输出端子42u与u相线圈25u连接。此外,对于u相开关元件Qu1、Qu2的串联连接体输入来自DC电源E的直流电力。详细而言,第1u相开关元件Qu1的集电极与第1模块输入端子42a连接,并经由该第1模块输入端子42a与第1模块布线EL12连接。第2u相开关元件Qu2的发射极与第2模块输入端子42b连接,并经由该第2模块输入端子42b与第2模块布线EL22连接。
此外,对于其他开关元件Qv1、Qv2、Qw1、Qw2,除了对应的线圈不同之外,是与u相开关元件Qu1、Qu2相同的连接方式。在这种情况下,可以说各开关元件Qu1~Qw2与两模块布线EL12、EL22连接。
另外,将v相开关元件Qv1、Qv2以串联的方式连接的连接线经由v相模块输出端子42v与v相线圈25v连接,将w相开关元件Qw1、Qw2以串联的方式连接的连接线w经由相模块输出端子42w与w相线圈25w连接。换句话说,动力模块42的各模块输出端子42u~42w与电动机13连接。
车载用的逆变器装置30具备控制动力模块42(详细而言,各开关元件Qu1~Qw2的开关动作)的控制部95。控制部95经由连接器43与空调ECU102电连接,基于来自空调ECU102的指令,使各开关元件Qu1~Qw2周期性地ON/OFF。
详细而言,控制部95构成为基于来自空调ECU102的指令,对车载用的逆变器装置30(详细而言,各开关元件Qu1~Qw2)进行脉冲宽度调制控制(PWM控制)。更具体地说,控制部95使用第1载波信号(输送波信号)与第1指令电压值信号(比较对象信号)生成第1控制信号。然后,控制部95使用生成的第1控制信号对各开关元件Qu1~Qw2进行ON/OFF控制,由此将直流电力变换为交流电力。此外,将第1载波信号的频率设为第1载波频率f1。即,第1载波频率f1是用于多个开关元件Qu1~Qw2的PWM控制的载波信号的频率。
如图5以及图6所示,在车辆中与车载用的逆变器装置30分开地,搭在作为车载用设备的一例的动力控制单元(PCU)103。PCU103使用从DC电源E供给的直流电力,驱动搭载于车辆的行驶用马达。即,在本实施方式中,PCU103与车载用的逆变器装置30相对于DC电源E被并联连接,DC电源E为PCU103与车载用的逆变器装置30共用。
PCU103具备升压转换器104与行驶用逆变器105。升压转换器104例如构成为使DC电源E的直流电力升压。行驶用逆变器105构成为将由升压转换器104升压后的直流电力变换为可供行驶用马达驱动的驱动电力。如图6所示,升压转换器104具备多个(详细而言,2个)升压用开关元件Qa1、Qa2、电源用电容器C0、升压用扼流线圈La。两升压用开关元件Qa1、Qa2例如由IGBT构成,且相互以串联的方式连接。升压用扼流线圈La的一端与DC电源E的+端子连接,升压用扼流线圈La的另一端于连接两升压用开关元件Qa1、Qa2的连接线连接。DC电源E的-端子与第2升压用开关元件Qa2的发射极端子连接。第1升压用开关元件Qa1的集电极端子以及第2升压用开关元件Qa2的发射极端子与行驶用逆变器105连接。
另外,PCU103具备对两升压用开关元件Qa1、Qa2进行控制的PCU控制部106。PCU控制部106通过对两升压用开关元件Qa1、Qa2进行脉冲宽度调制控制(PWM控制),将所希望的电压值的直流电力向行驶用逆变器105输出。详细而言,PCU控制部106使用第2载波信号(输送波信号)与第2指令电压值信号(比较对象信号)生成第2控制信号。然后,PCU控制部106使用生成的第2控制信号对两升压用开关元件Qa1、Qa2进行ON/OFF控制,由此将DC电源E的直流电力变换为所希望的电压值(详细而言,适于行驶用马达的驱动的电压值)的直流电力。在该结构中,将用于两升压用开关元件Qa1、Qa2的PWM控制的第2载波信号的频率设为第2载波频率f2。
在此,常态噪声为由于两升压用开关元件Qa1、Qa2的开关产生的噪声,在常态噪声中含有与第2载波频率f2相同频率的噪声成分。另外,第2载波频率f2根据车种不同。因此,常态噪声的频率根据车种变动。
在该结构中,将包含假定的常态噪声的频率的变动范围的频带定义为噪声频带Bn。噪声频带Bn是与假定变动的第2载波频率f2对应设定的带域,被设定为至少包含假定的第2载波频率f2的变动范围。在本实施方式中,噪声频带Bn为从假定的第2载波频率f2的最小值到假定的第2载波频率f2的最大值的带域。此外,噪声频带Bn例如为2kHz~12kHz。另外,如果关注常态噪声是向车载用的逆变器装置30输入的直流电力的流入纹波成分,则噪声频带Bn也可以说是包含根据车种变动的上述流入纹波成分的频率的变动范围的频带。
此外,第2载波频率f2的变动范围(换言之为噪声频带Bn)只要假定第2载波频率f2不同的多个车种进行设定即可,关于假定的具体的车种、数目等,可以考虑实用性预先地适当设定。换言之,噪声频带Bn只要被设定为包含预先假定第2载波频率f2不同的多个车种的情况下的第2载波频率f2的变动范围即可,关于预先假定的多个车种,只要考虑实用性适当设定即可。
另外,由于常态噪声是由于两升压用开关元件Qa1、Qa2的开关引起的,因此假定的常态噪声的频率的变动范围至少包含假定的第2载波频率f2的变动范围。
低通滤波电路94的共振频率f3被设定为比噪声频带Bn高。详细而言,平滑电容器73的电容被设定为与共态扼流线圈51的漏磁通(换言之为虚拟常态线圈L1、L2的电感)对应,以使共振频率f3比噪声频带Bn高。
另外,平滑电容器73的电容被设定为比电源用电容器C0的电容低,以便常态噪声被电源用电容器C0吸收。详细说明,流入车载用的逆变器装置30(详细而言,低通滤波电路94)的常态噪声的大小根据平滑电容器73的电容与电源用电容器C0的电容的容量比变动。详细而言,平滑电容器73的电容相对于电源用电容器C0的电容越低,流入的常态噪声容易越小。对此,在本实施方式中,将平滑电容器73的电容设定为比电源用电容器C0的电容低,以使噪声频带Bn的常态噪声衰减预先设定的阈值比(例如-3dB)以上。
进而,用于各开关元件Qu1~Qw2的PWM控制的第1载波信号的频率亦即第1载波频率f1被设定为低通滤波电路94的截止频率fc高。此外,为了方便说明省略了图示,不过实际上,两布线EL1、EL2具有规定的电阻以及电感,这些参数给低通滤波电路94的频率特性造成一些影响。
接着对于本实施方式的作用进行说明。
利用噪声减少部50,使两布线EL1、EL2所含的共态噪声以及常态噪声减少、即吸收。详细而言,当在两布线EL1、EL2流过共态电流的情况下,在两绕线53a、53b产生相互增强的磁通。因此,共态扼流线圈51相对于共态电流具有比较高的电感。因此,通过共态扼流线圈51以及旁通电容器71、72减少共态噪声。
另外,当在两布线EL1、EL2流过常态电流的情况下,在两绕线53a、53b产生相互抵消的磁通。在这种情况下,由两绕线53a、53b产生的磁通不会完全抵消,而是发生某种程度的泄漏。利用该漏磁通的产生,共态扼流线圈51相对于常态电流具有规定的电感。因此,常态噪声被减少。此外,通过共态扼流线圈51被减少共态噪声以及常态噪声后的直流电力经由模块布线EL12、EL22向动力模块42输入。
此外,相对于常态电流的共态扼流线圈51的电感比相对于共态电流的共态扼流线圈51的电感低。因此,沿布线EL1、EL2传送的直流电力中的噪声减少部50所产生的损失比较小。
接下来,使用图7以及图8对低通滤波电路94的频率特性进行说明。
如图7所示,低通滤波电路94的共振频率f3被设定为比噪声频带Bn高。另外,平滑电容器73的电容被设定为比电源用电容器C0的电容低很多。因此,即便在第2载波频率f2根据车种变动的情况下,流入车载用的逆变器装置30的常态噪声也会减少。
另外,如图8所示、第1载波频率f1被设定为比低通滤波电路94的截止频率fc高。由此,由各开关元件Qu1~Qw2的开关引起的噪声、详细而言,第1载波频率f1的纹波噪声以及该第1载波频率f1的高谐波成分的纹波噪声在低通滤波电路94被吸收。因此,限制从动力模块42产生的纹波噪声向车载用的逆变器装置30外流出。
根据以上详述的本实施方式,可起到以下效果。
(1)将直流电力变换为交流电力的车载用的逆变器装置30具备动力模块42与噪声减少部50。动力模块42由多个开关元件Qu1~Qw2构成。噪声减少部50设置于动力模块42的输入侧,构成为使直流电力所含的共态噪声以及常态噪声减少。噪声减少部50具备具有磁芯52、卷绕于磁芯52的第1卷绕部52a的第1绕线53a和卷绕于磁芯52的第2卷绕部52b的第2绕线53b的共态扼流线圈51。车载用的逆变器装置30构成为将经共态扼流线圈51减少了共态噪声以及常态噪声后的直流电力向动力模块42输入。详细而言,车载用的逆变器装置30具备连接共态扼流线圈51与动力模块42的模块布线EL12、EL22。
根据该结构,车载用的逆变器装置30的变换对象的直流电力所含的共态噪声通过共态扼流线圈51被减少。另外,共态扼流线圈51在流过常态电流的情况下产生漏磁通。由此,能够减少常态噪声。因此,无需设置用于减少常态噪声的专用的线圈,能够将使共态噪声以及常态噪声的双方减少后的直流电力向动力模块42输入,因此能够抑制车载用的逆变器装置30的大型化。
详细说明,如果在车载用的逆变器装置30的变换对象的直流电力中含有共态噪声、常态噪声,则担心带来无法正常地进行车载用的逆变器装置30的电力变换,或者由于这些噪声而产生不必要的电磁波的负面影响。特别是,通常在车载用的逆变器装置30中使用的电力比控制信号的电力大,因此上述负面影响容易变得明显。
在此,作为噪声减少部,例如还考虑分别设置减少共态噪声的线圈和减少常态噪声的线圈。然而,在这种情况下,由于需要设置多个线圈,因此担心造成噪声减少部趋于大型化。特别是,由于在车载用的逆变器装置30中使用的电力比控制信号的电力大,因此作为上述两线圈,需要采用可耐受比较大的电力的结构,这样的线圈容易变得较大。
与此相对,本实施方式的噪声减少部50采用共态扼流线圈51。该共态扼流线圈51可以减少共态噪声以及常态噪声的双方。由此,能够无需设置常态噪声用的线圈地,使用模块布线EL12、EL22将共态扼流线圈51与动力模块42直接连接。因此,能够抑制噪声减少部50的大型化,并减少车载用的逆变器装置30的变换对象的直流电力所含的共态噪声以及常态噪声。
(2)另外,假设在设置常态噪声用的线圈与共态噪声用的线圈双方的情况下,会从两线圈产生发热。因此,噪声减少部50的整体的发热量容易变大。特别是,由于车载用的逆变器装置30使用的电力较大,因此其发热量容易变大。
与此相对,在本实施方式中,可以省略常态噪声用的线圈,能够相应地实现发热量的减少。由此,能够抑制噪声减少部50的发热,因此能够很好地抑制在使用大电力的车载用的逆变器装置30中容易产生问题的车载用的逆变器装置30的发热。
(3)车载用的电动压缩机100具备:具有电动机13的车载用的电动压缩机10、车载用的逆变器装置30。车载用的逆变器装置30在驱动车载用的电动压缩机10的电动机13中被使用。详细而言,动力模块42的输出侧与电动机13连接。该电动机13一般情况下为了驱动需要大的交流电力。因此,作为驱动电动机13的车载用的逆变器装置30,需要将比较大的直流电力变换为交流电力。对于这样的大直流电力可应用的常态噪声用的线圈容易变得大型。因此,噪声减少部50容易变大。
与此相对,在本实施方式中,作为驱动电动机13的结构,采用具有上述的噪声减少部50的车载用的逆变器装置30,由此能够实现车载用的逆变器装置30的大型化的抑制与两噪声的减少的兼顾,并使电动压缩机10运转。
(4)车载用的逆变器装置30与电动压缩机10形成一体化。详细而言,电动压缩机10具备壳体11与逆变器壳体31。壳体11收纳压缩部12以及电动机13。逆变器壳体31被安装在壳体11中的相对于电动机13处于压缩部12的相反侧的壁部11c,并且收纳车载用的逆变器装置30。此外,在旋转轴21的轴线方向,排列压缩部12、电动机13以及车载用的逆变器装置30。由此,能够抑制电动压缩机10的体积在旋转轴21的径向上变大。
在这种情况下,同车载用的逆变器装置30相对于壳体11配置在旋转轴21的径向外侧的所谓驼背型的电动压缩机相比,容易限制车载用的逆变器装置30的设置空间。因此,不易确保噪声减少部50的设置空间。与此相对,在本实施方式中,由于能够通过省略常态噪声用的线圈实现噪声减少部50的小型化,因此能够在比较狭小的空间设置噪声减少部50。由此,在压缩部12、电动机13以及车载用的逆变器装置30沿旋转轴21的轴线方向排列的所谓在线型的电动压缩机10中,能够比较容易地设置噪声减少部50。
(5)噪声减少部50具备与共态扼流线圈51协作构成低通滤波电路94的平滑电容器73。平滑电容器73设置在共态扼流线圈51的输出侧并且在动力模块42的输入侧。详细而言,车载用的逆变器装置30具备将第1绕线53a的第1输出端子62与动力模块42的第1模块输入端子42a连接的第1模块布线EL12。车载用的逆变器装置30具备将第2绕线53b的第2输出端子64与动力模块42的第2模块输入端子42b连接的第2模块布线EL22。此外,平滑电容器73将两模块布线EL12、EL22的双方连接。
在该结构中,常态噪声的频率根据车种变动。在这种情况下,低通滤波电路94的共振频率f3被设定为比包含假定的常态噪声的频率的变动范围的噪声频带Bn高。详细而言,平滑电容器73的电容被与共态扼流线圈51的漏磁通(换言之为虚拟常态线圈L1、L2的电感)对应设定,以使共振频率f3比噪声频带Bn高。进而,平滑电容器73的电容被设定为比相对于DC电源E并联连接的电源用电容器C0的电容低,以使噪声频带Bn的常态噪声衰减预先设定的阈值比以上。根据该结构,即使在常态噪声的频率根据车种变动的情况下,也能够抑制过大的常态噪声向车载用的逆变器装置30流入。由此,能够实现通用性的提高。
详细说明,通常在将车载用的逆变器装置30搭载于车辆的情况下,需要进行该车载用的逆变器装置30是否能够应用于该车辆的适合验证。在适合验证中,验证第2载波频率f2是否为与低通滤波电路94的共振频率f3相同的值,或者验证第2载波频率f2是否为接近于妨碍动作的值。在第2载波频率f2为与低通滤波电路94的共振频率f3相同或者接近的值的情况下,产生共振现象。在这种情况下,流入车载用的逆变器装置30的常态噪声过大,最差的情况会不适合。此外,如上所述,由于第2载波频率f2根据车种不同,因此针对每个类型都要进行上述适合验证。
对此,在本实施方式中,低通滤波电路94的共振频率f3被设定为比噪声频带Bn高。由此,在常态噪声的频率不同的多个车种中,能够抑制共振现象的发生,因此能够对于上述多个车种应用本车载用的逆变器装置30。因此,能够实现通用性的提高。另外,由于能够省略适合验证,因此能够实现在将车载用的逆变器装置30搭载于车辆时的作业的简单化。
在此,如果关注将共振频率f3设定在噪声频带Bn外的观点,则也考虑将共振频率f3设定为比噪声频带Bn低。特别是,将共振频率f3设定为比噪声频带Bn低更能够降低第1载波频率f1,因此能够减少动力模块42的电力损失,详情将在后文中叙述。然而,在本实施方式中,作为构成低通滤波电路94的结构,采用共态扼流线圈51。该共态扼流线圈51能够减少共态噪声以及常态噪声双方,另一方面,在其特性上无法较大地确保漏磁通,虚拟常态线圈L1、L2的电感容易变低。因此,由共态扼流线圈51的漏磁通、平滑电容器73的电容规定的共振频率f3容易变高。
与此相对,例如,考虑提高平滑电容器73的电容,使共振频率f3下降。然而,在这种情况下,平滑电容器73的电容接近电源用电容器C0的电容,因此难以在电源用电容器C0吸收常态噪声,流入车载用的逆变器装置30的常态噪声变大。
与此相对,在本实施方式中,由于共振频率f3被设定为比噪声频带Bn高,因此能够使平滑电容器73的电容比电源用电容器C0的电容低很多(详细而言,达到噪声频带Bn的常态噪声衰减预先设定的阈值比以上的程度)。由此,能够实现常态噪声以及共态噪声双方的减少、通用性的提高的兼顾。进而,通过采用电容低的平滑电容器73,能够实现低通滤波电路94的小型化,借此能够实现车载用的逆变器装置30的小型化。
(6)用于对动力模块42的各开关元件Qu1~Qw2进行PWM控制的第1载波信号的频率亦即第1载波频率f1被设定为比低通滤波电路94的截止频率fc高。由此,能够抑制由各开关元件Qu1~Qw2的开关引起的纹波噪声向车载用的逆变器装置30外流出。
详细说明,通常如果关注动力模块42的电力损失的观点,则优选将第1载波频率f1设定得较低。然而,本发明人发现,如果在共振频率f3被设定为比噪声频带Bn高的状况下降低第1载波频率f1,则由上述各开关元件Qu1~Qw2的开关引起的纹波噪声会向车载用的逆变器装置30外流出,给PCU103等的电路带来负面影响。详细而言,在共振频率f3被设定为比噪声频带Bn高的关系的基础上,截止频率fc容易比较高。在这样的状况下,如果想要较低地设定第1载波频率f1,则第1载波频率f1会低于截止频率fc。如此,上述纹波噪声不再向平滑电容器73流动,因此产生无法在低通滤波电路94吸收该纹波噪声的缺陷。
与此相对,在本实施方式中,如上所述,通过使第1载波频率f1高于低通滤波电路94的截止频率fc,能够通过低通滤波电路94减少上述纹波噪声。由此,无需设置专用的滤波器等的电路,能够抑制在车载用的逆变器装置30的动力模块42产生的纹波噪声向车载用的逆变器装置30外(换言之为电动压缩机10外)流出。换句话说,低通滤波电路94在PCU103的动作时作为减少向车载用的逆变器装置30流入的常态噪声以及共态噪声的结构发挥功能,并在车载用的逆变器装置30的动作时作为减少纹波噪声的流出的结构发挥功能。
(7)平滑电容器73为薄膜电容器。根据该结构,与在平滑电容器73中使用电解电容器的结构相比,能够实现低通滤波电路94的小型化以及耐老化性的提高。
特别是,薄膜电容器与电解电容器相比,耐老化性优异,并且容易实现小型,电容容易变低。因此,在要求高电容的情况下,不易采用薄膜电容器。与此相对,在本实施方式中,如上所述,通过将共振频率f3设定为比噪声频带Bn高,从而能够降低平滑电容器73的电容。由此,容易采用薄膜电容器。进而,薄膜电容器与电解电容器相比,温度特性优异。因此,与作为平滑电容器73采用电解电容器的情况相比,能够在低温状况下的电动压缩机10的起动时很好地对应。
(8)车载用的逆变器装置30共用作为车载用设备的PCU103与DC电源E。PCU103具有周期地进行ON/OFF的升压用开关元件Qa1、Qa2。因此,在向车载用的逆变器装置30(详细而言,噪声减少部50)输入的直流电力中含有与升压用开关元件Qa1、Qa2的开关频率对应的常态噪声。详细而言,常态噪声包括与用于对升压用开关元件Qa1、Qa2进行PWM控制的第2载波信号的频率亦即第2载波频率f2相同频率的噪声成分。升压用开关元件Qa1、Qa2的开关频率根据车种变动,常态噪声的频率根据车种变动。
在该结构中,噪声频带Bn包括假定第2载波频率f2不同的多个车种的情况下的升压用开关元件Qa1、Qa2的开关频率(即第2载波频率f2)的变动范围。由此,能够对上述多个车种应用本车载用的逆变器装置30。
(9)平滑电容器73与共态扼流线圈51被单元化。由此,能够实现噪声减少部50的进一步的小型化。
特别是,共态扼流线圈51与平滑电容器73以共态扼流线圈51相比平滑电容器73配置在远离动力模块42的位置的方式被单元化。由此,在共态扼流线圈51产生的磁通的影响不易波及动力模块42。因此,能够抑制由在共态扼流线圈51产生的磁通引起的各开关元件Qu1~Qw2的误动作。
(10)两绕线53a、53b与壳体11的壁部11c热结合。详细而言,两绕线53a、53b同与壳体11的壁部11c接触的基座部件32接触。由此,能够使用制冷剂冷却两绕线53a、53b,借此能够抑制共态扼流线圈51的发热。
(11)磁芯52具备卷绕第1绕线53a的第1卷绕部52a、卷绕第2绕线53b的第2卷绕部52b、未被两绕线53a、53b卷绕而表面52c露出的露出部52d。由此,当在两布线EL1、EL2(详细而言,两绕线53a、53b)流过常态电流的情况下产生漏磁通。因此,可得到上述效果(1)。
此外,上述实施方式可以进行如下变更。
○如图9所示,可以在磁芯52的整体卷绕两绕线110、111。在这种情况下,绕线110、111可以具有卷绕密度相对不同的高密度部110a、111a以及低密度部110b、111b。卷绕密度是指卷绕轴方向的单位长度的匝数(圈数)。即使在这种情况下,也会从共态扼流线圈51产生漏磁通。此外,第1绕线110或者第2绕线111的任一个也可以是具有高密度部以及低密度部的结构。在这种情况下,露出部与低密度部双方并存。重点在于,只要第1绕线110以及第2绕线111中的至少一方具有高密度部以及低密度部即可。
○如图10所示,第1绕线120a的匝数亦即第1匝数N1与第2绕线120b的匝数亦即第2匝数N2可以不同。例如,第1匝数N1可以比第2匝数N2多。在这种情况下,第1绕线120a的卷绕轴方向的长度比第2绕线120b的卷绕轴方向的长度长。即使在这种情况下,也能够较大地设定当在两绕线120a、120b流过常态电流的情况下在共态扼流线圈51产生的漏磁通。不过,如果关注可进一步减少共态噪声,则两匝数N1、N2理想为相同。此外,并不局限于上述其他例,例如第2匝数N2也可以比第1匝数N1多。
○另外,可以将上述各其他例彼此组合,也可以将上述各其他例与实施方式适当组合。
○在磁芯52中的相对于第1绕线53a靠卷绕轴方向的两侧们可以设置限制第1绕线53a的卷绕轴方向的位置偏移或松动的、从磁芯52的表面52c突出的凸缘部。在这种情况下,凸缘部的突出尺寸可以被设定为该凸缘部的侧面与第1绕线53a的外周面共面或者相比该外周面处于内侧。由此,能够避免凸缘部与基座部件32接触、第1绕线53a与基座部件32不接触。第2绕线53b侧也同样如此。
○可以省略基座部件32。在这种情况下,两绕线53a、53b与壳体11的壁部11c可以直接接触。
○磁芯52的形状为任意。例如,可以使用UU磁芯、EE磁芯以及环形磁芯等任意的形状的磁芯。
○实施方式的电动压缩机10为所谓排成直线型,但是并不局限于此,例如也可以是车载用的逆变器装置30相对于壳体11配置在旋转轴21的径向外侧的所谓驼背型。重点在于,车载用的逆变器装置30的设置位置为任意。
○在实施方式中,共态扼流线圈51与各电容器71~73被单元化,不过并不局限于此。例如,可以将共态扼流线圈51与平滑电容器73被单元化,两旁通电容器71、72分体。另外,也可以将共态扼流线圈51与两旁通电容器71、72单元化,平滑电容器73分体。进而,也可以使共态扼流线圈51、两旁通电容器71、72、平滑电容器73分别分体。
○共态扼流线圈51以及两旁通电容器71、72的设置位置主要在逆变器壳体31内即可,为任意位置。
○也可以省略两模块布线EL12、EL22,将共态扼流线圈51的两输出端子62、64与动力模块42的两模块输入端子42a,42b直接连接。另外,也可以将平滑电容器73与两输出端子62、64直接连接。
○电动压缩机10被用于车载用的电动压缩机100中,不过并不局限于此。例如,当在车辆搭载燃料电池的情况下,可以将电动压缩机10在向燃料电池供给空气的空气供给装置中使用。即,压缩对象的流体并不局限于制冷剂,可以为空气等任意气体。
○车载用的逆变器装置30可以被用于驱动电动压缩机10的电动机13以外的结构。例如,在车辆搭载有被用于行驶以及发电中的至少一方的马达的结构中,可以将车载用的逆变器装置30用于驱动该马达。
○升压用开关元件Qa1、Qa2的控制方式并不局限于PWM控制,为任意。
○车载用设备并不局限于PCU103,只要具有周期性地进行ON/OFF的开关元件即可,为任意设备。例如,车载用设备可以是与车载用的逆变器装置30分开设置的逆变器等。
○噪声减少部50可以分别具有:减少共态噪声的共态噪声用的线圈、减少常态噪声的常态噪声用的线圈。换句话说,噪声减少部50并不仅限于具备共态扼流线圈51的结构。
○噪声减少部50的具体的电路结构并不局限于实施方式的结构。也可以省略例如平滑电容器73,并设置两个平滑电容器73。
○作为平滑电容器73,可以采用电解电容器。
○噪声频带Bn可以是与第2载波频率f2的变动范围相同的频带,也可以是包含第2载波频率f2的变动范围与第2载波频率f2的高谐波成分的变动范围双方的频带。例如,将从第2载波频率f2到该第2载波频率f2的规定次数的高谐波成分作为常态噪声的频率带。在这种情况下,噪声频带Bn可以被设定为包含与假定的第2载波频率f2的最小值对应的常态噪声的频率带、与假定的第2载波频率f2的最大值对应的常态噪声的频率带双方。此外,低通滤波电路94的共振频率f3可以设定为比上述噪声频带Bn高。根据该结构,能够抑制第2载波频率f2的高谐波成分的常态噪声对于车载用的逆变器装置30的负面影响。
Claims (11)
1.一种车载用的逆变器装置,构成为将直流电力变换为交流电力,其中,
所述车载用的逆变器装置具备:
具有多个开关元件的电路;
噪声减少部,该噪声减少部设置于所述电路的输入侧,构成为使所述直流电力所含的共态噪声以及常态噪声减少,
所述噪声减少部包括共态扼流线圈,该共态扼流线圈具有磁芯、卷绕于所述磁芯的第1卷绕部的第1绕线、以及卷绕于所述磁芯的第2卷绕部的第2绕线,
由所述共态扼流线圈减少了共态噪声以及常态噪声后的直流电力输入于所述电路,
所述车载用的逆变器装置还具备平滑电容器,该平滑电容器设置于所述共态扼流线圈的输出侧且在所述电路的输入侧,
所述平滑电容器与所述共态扼流线圈协作构成低通滤波电路,
用于对所述各开关元件进行PWM控制的载波信号的频率被设定为比所述低通滤波电路的截止频率高。
2.根据权利要求1所述的车载用的逆变器装置,其中,
常态噪声的频率根据车种变动,
所述低通滤波电路的共振频率被设定为比包含假定的常态噪声的频率的变动范围的噪声频带高。
3.根据权利要求2所述的车载用的逆变器装置,其中,
所述噪声减少部构成为输入与具有开关元件的车载用设备共用的车载用蓄电装置的直流电力,
所述车载用设备的开关元件的开关频率根据车种变动,
所述噪声频带包括假定的所述车载用设备的开关元件的开关频率的变动范围。
4.根据权利要求2所述的车载用的逆变器装置,其中,
所述平滑电容器为薄膜电容器。
5.根据权利要求3所述的车载用的逆变器装置,其中,
所述车载用设备具备相对于所述车载用蓄电装置并联连接的电源用电容器,
所述低通滤波电路的所述平滑电容器的电容与所述共态扼流线圈的漏磁通对应设定,以使所述低通滤波电路的共振频率比所述噪声频带高,并且,所述低通滤波电路的所述平滑电容器的电容被设定为比所述电源用电容器的电容低,以使所述噪声频带的常态噪声衰减预先设定的阈值比以上。
6.根据权利要求1~5中任一项所述的车载用的逆变器装置,其中,
所述平滑电容器与所述共态扼流线圈被单元化。
7.根据权利要求1~5中任一项所述的车载用的逆变器装置,其中,
所述磁芯具有未被所述两绕线卷绕而露出表面的露出部。
8.根据权利要求1~5中任一项所述的车载用的逆变器装置,其中,
所述第1绕线以及所述第2绕线中的至少一方具备卷绕轴方向的单位长度的匝数相对不同的高密度部以及低密度部。
9.根据权利要求1~5中任一项所述的车载用的逆变器装置,其中,
所述第1绕线的匝数与所述第2绕线的匝数不同。
10.一种车载用的逆变器装置,构成为共用规定的车载用设备和车载用蓄电装置,并且构成为将从所述车载用蓄电装置供给的直流电力变换为能够驱动在车载用的电动压缩机设置的电动机的交流电力,其中,
所述车载用的逆变器装置具备:
感应滤波器,该感应滤波器使所述直流电力所含的流入纹波成分减少;以及
变换电路,该变换电路将由所述感应滤波器减少了流入纹波成分后的直流电力变换为所述交流电力,并且具有被进行PWM控制的多个开关元件,
所述感应滤波器包括共态扼流线圈,该共态扼流线圈具有磁芯、卷绕于所述磁芯的第1卷绕部的第1绕线、以及卷绕于所述磁芯的第2卷绕部的第2绕线,
由所述共态扼流线圈减少了共态噪声以及常态噪声后的直流电力输入于所述变换电路,
所述逆变器装置还具备平滑电容器,该平滑电容器设置于所述共态扼流线圈的输出侧且在所述变换电路的输入侧,
所述感应滤波器为低通滤波电路,所述平滑电容器与所述共态扼流线圈协作构成所述低通滤波电路,所述感应滤波器的共振频率被设定为比包含所述流入纹波成分的频率的变动范围的噪声频带高,在用于所述各开关元件的PWM控制的载波信号的频率被设定为比所述低通滤波电路的截止频率高。
11.一种车载用的电动压缩机,其中,具备:
权利要求1~5、10中任一项所述的车载用的逆变器装置;以及
收纳电动机以及压缩部的壳体,
所述电路的输出侧与所述电动机连接。
Applications Claiming Priority (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015-136542 | 2015-07-07 | ||
JP2015136542 | 2015-07-07 | ||
JP2015-210259 | 2015-10-26 | ||
JP2015210259A JP6414014B2 (ja) | 2015-07-07 | 2015-10-26 | 車載用のインバータ装置及び車載用の電動圧縮機 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN106341069A CN106341069A (zh) | 2017-01-18 |
CN106341069B true CN106341069B (zh) | 2019-05-28 |
Family
ID=57584063
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201610509527.6A Active CN106341069B (zh) | 2015-07-07 | 2016-06-30 | 车载用的逆变器装置以及车载用的电动压缩机 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US10003241B2 (zh) |
CN (1) | CN106341069B (zh) |
DE (1) | DE102016112192B4 (zh) |
Families Citing this family (17)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6604675B2 (ja) * | 2016-07-06 | 2019-11-13 | 三菱電機株式会社 | 電動パワーステアリング装置 |
JP6942963B2 (ja) * | 2017-01-12 | 2021-09-29 | 株式会社豊田自動織機 | 車載用流体機械 |
JP6700610B2 (ja) * | 2017-01-12 | 2020-05-27 | 株式会社豊田自動織機 | 車載用流体機械 |
JP6812958B2 (ja) * | 2017-11-30 | 2021-01-13 | 株式会社豊田自動織機 | 車載用電動圧縮機 |
DE102019204138A1 (de) | 2018-03-30 | 2019-10-02 | Kabushiki Kaisha Toyota Jidoshokki | Fahrzeuginterner motorgetriebener Kompressor |
JP6879253B2 (ja) * | 2018-03-30 | 2021-06-02 | 株式会社豊田自動織機 | 車載用電動圧縮機 |
EP3840972A4 (en) | 2018-08-24 | 2022-05-11 | Hexagon Purus North America Holdings Inc. | BATTERY SYSTEM FOR HEAVY DUTY VEHICLES |
JP7081554B2 (ja) * | 2019-03-29 | 2022-06-07 | 株式会社豊田自動織機 | 電動圧縮機 |
CA3136944A1 (en) | 2019-04-19 | 2020-10-22 | Hexagon Purus North America Holdings Inc. | Electric powertrain system for heavy duty vehicles |
EP3956163A4 (en) | 2019-04-19 | 2023-01-18 | Hexagon Purus North America Holdings Inc. | INSTALLATION OF FRONTEND ELECTRICAL ACCESSORIES |
JP7213447B2 (ja) * | 2019-09-25 | 2023-01-27 | 株式会社豊田自動織機 | 車載用電動圧縮機 |
JP7180575B2 (ja) * | 2019-09-25 | 2022-11-30 | 株式会社豊田自動織機 | 車載用電動圧縮機 |
GB202002218D0 (en) * | 2020-02-18 | 2020-04-01 | Bowman Power Group Ltd | Electric Turbomachines |
JP7347299B2 (ja) * | 2020-03-31 | 2023-09-20 | 株式会社豊田自動織機 | 電動圧縮機 |
JP7413217B2 (ja) | 2020-09-17 | 2024-01-15 | 株式会社東芝 | 半導体装置 |
US11926207B2 (en) | 2020-10-09 | 2024-03-12 | Hexagon Purus North America Holdings Inc. | Battery and auxiliary components for vehicle trailer |
CA3205080A1 (en) | 2020-12-11 | 2022-06-16 | Hexagon Purus North America Holdings Inc. | Trailer hookup breakaway mitigation systems and methods |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN2161379Y (zh) * | 1993-07-31 | 1994-04-13 | 于如涛 | 无噪声可控高压静电场发生器 |
CN1394387A (zh) * | 2000-10-31 | 2003-01-29 | Tdk株式会社 | 电力线噪声信号滤波器 |
CN1484586A (zh) * | 2001-12-06 | 2004-03-24 | ���µ�����ҵ��ʽ���� | 空调装置 |
CN1523755A (zh) * | 2003-02-17 | 2004-08-25 | 阿尔卑斯电气株式会社 | 噪声滤波器及使用该噪声滤波器的plc调制解调器 |
EP2117101A1 (en) * | 2007-03-01 | 2009-11-11 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Integrated electric compressor |
CN101589541A (zh) * | 2007-03-29 | 2009-11-25 | 三菱重工业株式会社 | 一体型电动压缩机 |
Family Cites Families (25)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB554367A (en) | 1941-06-28 | 1943-06-30 | Standard Telephones Cables Ltd | Inductance apparatus |
DE1766843B1 (de) | 1968-07-26 | 1975-04-17 | Siemens Ag | UEbertrager mit eingangs- und ausgangsseitig parallel geschalteten Kondensatoren |
JPH04355906A (ja) | 1991-02-20 | 1992-12-09 | Yokogawa Electric Corp | チョ―クコイル及びスイッチング電源装置のノイズ低減装置 |
JPH04355905A (ja) | 1991-03-28 | 1992-12-09 | Yokogawa Electric Corp | チョ―クコイル及びスイッチング電源装置のノイズ低減装置 |
JPH0539515A (ja) | 1991-06-20 | 1993-02-19 | Kawasaki Steel Corp | 高炉微粉炭吹込装置 |
GB2268633B (en) * | 1992-07-04 | 1996-03-06 | Delco Chassis Overseas Corp | Electrical motor with interference suppression choke |
JP3003067B2 (ja) | 1993-05-26 | 2000-01-24 | 日本電信電話株式会社 | 多線条平衡通信線用emcフィルタ |
EP0626767B1 (en) | 1993-05-26 | 1999-04-21 | Nippon Telegraph And Telephone Corporation | EMC filter for a balanced multi-wired telecommunication line |
JP3639131B2 (ja) * | 1998-06-05 | 2005-04-20 | アスモ株式会社 | 直流モータの電気ノイズ防止器 |
US6037686A (en) * | 1999-02-09 | 2000-03-14 | Otis Elevator Company | Current compensated choke filter for multi-phase motor drives |
US6617744B2 (en) * | 2000-08-23 | 2003-09-09 | Siemens Vdo Automotive Inc. | DC motor brush card assembly having attaching structures and multiple choke coils with elongated portions |
US7057486B2 (en) | 2001-11-14 | 2006-06-06 | Pulse Engineering, Inc. | Controlled induction device and method of manufacturing |
JP4453444B2 (ja) | 2004-05-28 | 2010-04-21 | 株式会社村田製作所 | コモンモードチョークコイル |
DE102007035650B4 (de) * | 2006-07-28 | 2021-12-02 | Mitsuba Corp. | Elektromotor mit Untersetzungsgetriebemechanismus |
JP5039515B2 (ja) | 2007-11-22 | 2012-10-03 | 三菱重工業株式会社 | 電動圧縮機 |
CN102570462A (zh) | 2010-12-20 | 2012-07-11 | 西安开容电子技术有限责任公司 | 一种输入与输出高隔离度滤波器及其设计方法 |
US20130049918A1 (en) | 2011-08-25 | 2013-02-28 | Futurewei Technologies, Inc. | Common Mode Choke Apparatus and Method |
JP5673629B2 (ja) | 2012-08-29 | 2015-02-18 | 株式会社豊田自動織機 | Lcフィルタの保護装置 |
JP5974761B2 (ja) | 2012-09-18 | 2016-08-23 | 株式会社豊田自動織機 | 車載用電動圧縮機 |
JP5821821B2 (ja) | 2012-10-05 | 2015-11-24 | Tdk株式会社 | コモンモードフィルタ |
KR20140073715A (ko) | 2012-12-06 | 2014-06-17 | 현대자동차주식회사 | 자동차용 인버터의 커패시터 모듈 |
JP5790700B2 (ja) | 2013-04-15 | 2015-10-07 | 株式会社デンソー | フィルタ部品 |
JP2015040538A (ja) | 2013-08-23 | 2015-03-02 | 株式会社豊田自動織機 | 電動圧縮機 |
JP5884795B2 (ja) | 2013-09-03 | 2016-03-15 | 株式会社豊田自動織機 | 電動圧縮機 |
JP6427862B2 (ja) * | 2013-10-25 | 2018-11-28 | 日立金属株式会社 | 圧粉磁心、その製造方法、該圧粉磁心を用いたインダクタンス素子および回転電機 |
-
2016
- 2016-06-28 US US15/194,726 patent/US10003241B2/en active Active
- 2016-06-30 CN CN201610509527.6A patent/CN106341069B/zh active Active
- 2016-07-04 DE DE102016112192.4A patent/DE102016112192B4/de active Active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN2161379Y (zh) * | 1993-07-31 | 1994-04-13 | 于如涛 | 无噪声可控高压静电场发生器 |
CN1394387A (zh) * | 2000-10-31 | 2003-01-29 | Tdk株式会社 | 电力线噪声信号滤波器 |
CN1484586A (zh) * | 2001-12-06 | 2004-03-24 | ���µ�����ҵ��ʽ���� | 空调装置 |
CN1523755A (zh) * | 2003-02-17 | 2004-08-25 | 阿尔卑斯电气株式会社 | 噪声滤波器及使用该噪声滤波器的plc调制解调器 |
EP2117101A1 (en) * | 2007-03-01 | 2009-11-11 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Integrated electric compressor |
CN101589541A (zh) * | 2007-03-29 | 2009-11-25 | 三菱重工业株式会社 | 一体型电动压缩机 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US10003241B2 (en) | 2018-06-19 |
DE102016112192B4 (de) | 2023-06-07 |
CN106341069A (zh) | 2017-01-18 |
DE102016112192A1 (de) | 2017-01-12 |
US20170012506A1 (en) | 2017-01-12 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN106341069B (zh) | 车载用的逆变器装置以及车载用的电动压缩机 | |
JP6597446B2 (ja) | 車載電動圧縮機 | |
KR101948468B1 (ko) | 차량 탑재용 유체 기계 | |
KR101843375B1 (ko) | 차량 탑재용 인버터 장치 및 차량 탑재용 전동 압축기 | |
KR102103363B1 (ko) | 차량 탑재용 전동 압축기 | |
JP6700610B2 (ja) | 車載用流体機械 | |
KR101937053B1 (ko) | 차재용 전동 압축기 | |
US10879773B2 (en) | On-vehicle motor-driven compressor | |
CN109121459A (zh) | 车载用电动压缩机 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |