CN116517806A - 电动压缩机 - Google Patents

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多田佳史
冈田仁
宇佐美胜也
大岛敦
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Abstract

一种电动压缩机，具备具有电路基板的变换器装置和连接器。所述变换器装置具备变换器电路和滤波电路。所述滤波电路具有线圈、位于所述线圈与所述连接器之间的第1电容器、以及位于所述线圈与所述变换器电路之间的第2电容器。所述线圈、所述第1电容器及所述第2电容器安装于所述电路基板。所述电路基板具有将所述第1电容器与所述第2电容器电连接的导电图形，所述导电图形接地，所述电路基板具有构成为使得所述导电图形中的所述第1电容器与所述第2电容器之间的阻抗比所述导电图形中的所述第2电容器与所述地之间的阻抗大的绝缘部。

Description

电动压缩机
技术领域
本公开涉及电动压缩机。
背景技术
电动压缩机具备压缩部、电动马达以及变换器装置。压缩部对流体进行压缩。电动马达驱动压缩部。变换器装置具有电路基板。电路基板驱动电动马达。另外，电动压缩机具备连接器。连接器与电源电连接。并且，变换器装置具备变换器电路。变换器电路将从电源经由连接器输入的直流电力变换为交流电力。
另外，例如日本特开2019-187228号公报公开了具备滤波电路的变换器装置。滤波电路位于变换器电路与连接器之间并且使噪声降低。具体而言，滤波电路具有线圈、第1电容器以及第2电容器。第1电容器位于线圈与连接器之间。第2电容器位于线圈与变换器电路之间。线圈、第1电容器以及第2电容器安装于电路基板。电路基板具有导电图形。导电图形将第1电容器与第2电容器电连接。导电图形与地连接。
并且，从变换器电路产生的噪声经由线圈、第1电容器及导电图形而流向地(大地)、或者经由第2电容器及导电图形而流向地。由此，从变换器电路产生的噪声流向连接器的情况被抑制。其结果，从变换器电路产生的噪声经由连接器向外部泄露的情况被抑制。
发明内容
发明要解决的课题
在这样的电动压缩机中，从变换器电路经由第2电容器而流向导电图形的噪声有可能经由第1电容器朝向连接器流动。当从变换器电路产生的噪声流向连接器时，从变换器电路产生的噪声有可能经由连接器向外部泄露。因此，在这样的电动压缩机中，希望抑制从变换器电路产生的噪声经由连接器向外部泄露的情况。
用于解决课题的技术方案
本公开的一技术方案涉及的电动压缩机具备：构成为对流体进行压缩的压缩部；构成为驱动所述压缩部的电动马达；具有驱动所述电动马达的电路基板的变换器装置；以及与电源电连接的连接器，所述变换器装置具备：构成为将从所述电源经由所述连接器输入的直流电力变换为交流电力的变换器电路；和位于所述变换器电路与所述连接器之间并且构成为使噪声降低的滤波电路，所述滤波电路具有：线圈；位于所述线圈与所述连接器之间的第1电容器；以及位于所述线圈与所述变换器电路之间的第2电容器，所述线圈、所述第1电容器及所述第2电容器安装于所述电路基板，所述电路基板具有将所述第1电容器与所述第2电容器电连接的导电图形，所述导电图形接地，所述电路基板具有绝缘部，所述绝缘部构成为使得所述导电图形中的所述第1电容器与所述第2电容器之间的阻抗比所述导电图形中的所述第2电容器与所述地之间的阻抗大。
由此，绝缘部使导电图形中的第1电容器与第2电容器之间的阻抗比导电图形中的第2电容器与地之间的阻抗大。因此，从变换器电路经由第2电容器而流向导电图形的噪声难以经由第1电容器朝向连接器流动。并且，从变换器电路经由第2电容器而流向导电图形的噪声容易流向地。其结果，能够抑制从变换器电路产生的噪声经由连接器向外部泄露的情况。
在上述电动压缩机中，可以是，在所述导电图形形成有从所述第1电容器与所述第2电容器之间朝向所述地延伸的缝隙，所述绝缘部包括所述缝隙。
由此，仅通过在导电图形形成从第1电容器与第2电容器之间朝向地延伸的缝隙便能够实现绝缘部。因此，无需为了抑制从变换器电路产生的噪声经由连接器向外部泄露的情况，而例如在电路基板追加新的线圈、电容器等。其结果，能够避免因在电路基板追加新的线圈、电容器等而在电路基板上形成新的噪声的路径。
发明的效果
根据本公开，能够抑制从变换器电路产生的噪声经由连接器向外部泄露的情况。
附图说明
图1是实施方式中的电动压缩机的剖视图。
图2是示出图1的电动压缩机的电气构成的电路图。
图3是电路基板的平面图。
附图标记说明
B…作为电源的蓄电装置，10…电动压缩机，31…压缩部，32…电动马达，36…连接器，40…变换器装置，41…电路基板，42…变换器电路，44…滤波电路，46…线圈，47…第1电容器，48…第2电容器，53…作为导电图形的第3导电图形，56…缝隙，57…绝缘部。
具体实施方式
以下，根据图1～图3说明将电动压缩机具体化了的一个实施方式。本实施方式的电动压缩机例如用于车辆空调装置。
(车辆Ve的整体构成)
如图1所示，车辆Ve具备蓄电装置B和车辆空调装置100。蓄电装置B是向搭载于车辆Ve的设备供给电力的电源。蓄电装置B是直流电源。蓄电装置B例如是二次电池、电容器。车辆空调装置100具备外部制冷剂回路110、空调ECU120以及电动压缩机10。外部制冷剂回路110对电动压缩机10供给作为流体的制冷剂。外部制冷剂回路110例如具有热交换器和膨胀阀等。外部制冷剂回路110通过进行外部与制冷剂的热交换来进行车辆Ve的室内的制冷制热。空调ECU120构成为能够掌握车内温度、汽车空调的设定温度等。并且，空调ECU120基于车内温度或汽车空调的设定温度这样的参数，对电动压缩机10发送接通/断开等各种指令。
(电动压缩机10的整体构成)
电动压缩机10具备壳体20、旋转轴30、压缩部31、电动马达32、连接器36以及变换器装置40。壳体20为金属制。壳体20例如为铝制。此外，壳体20的材质只要是具有导热性的金属即可，可以是任意金属。壳体20接地于车辆Ve的未图示的车身。
壳体20具有吸入壳体构件21、排出壳体构件22以及罩构件23。吸入壳体构件21具有板状的端壁21a、筒状的周壁21b以及吸入口21c。周壁21b从端壁21a的外周部朝向排出壳体构件22立起。吸入口21c与外部制冷剂回路110连接。吸入口21c设置于周壁21b。
排出壳体构件22以将吸入壳体构件21的开口封堵的方式组装于吸入壳体构件21。由此，吸入壳体构件21及排出壳体构件22在壳体20内形成马达收容室S1。排出壳体构件22具有排出口22a。排出口22a与外部制冷剂回路110连接。
罩构件23具有板状的端壁23a和筒状的周壁23b。罩构件23以周壁23b的开口端抵接于端壁21a的方式，安装于吸入壳体构件21的端壁21a。罩构件23的周壁23b的开口被端壁21a封堵。由此，端壁21a及罩构件23形成变换器收容室S2。因此，壳体20具有变换器收容室S2。端壁21a将马达收容室S1与变换器收容室S2隔开。
旋转轴30配置为能够相对于壳体20旋转。旋转轴30以能够旋转的方式被壳体20支承。旋转轴30以旋转轴30的轴向与周壁21b的轴向一致的方式，收容于马达收容室S1内。
(压缩部31的构成)
压缩部31收容于吸入壳体构件21内。压缩部31为涡旋式，例如包括固定于吸入壳体构件21内的未图示的固定涡旋件、和与固定涡旋件相对的未图示的可动涡旋件。压缩部31在马达收容室S1内配置于比吸入口21c靠近排出口22a的位置。压缩部31与旋转轴30连结。压缩部31利用旋转轴30的旋转而驱动以压缩制冷剂。
(电动马达32的构成)
电动马达32收容于马达收容室S1内。电动马达32配置于马达收容室S1内的压缩部31与端壁21a之间。电动马达32例如具有圆筒形状的转子33、定子34以及3相线圈35u、35v、35w。转子33固定于旋转轴30。由此，旋转轴30配置为能够与转子33一体旋转。定子34固定于壳体20的周壁21b。转子33与定子34在旋转轴30的径向上相对。
3相线圈35u、35v、35w分别卷绕于定子34。3相线圈35u、35v、35w例如为Y接线。此外，3相线圈35u、35v、35w的接线方式并不限于Y接线，而是任意的。3相线圈35u、35v、35w的接线方式例如也可以是三角形接线。
通过3相线圈35u、35v、35w以预定的模式进行通电，转子33旋转。并且，伴随于转子33的旋转，旋转轴30旋转。由此，压缩部31驱动。因此，电动马达32驱动压缩部31。并且，在外部制冷剂回路110流动的制冷剂被从吸入口21c吸入壳体20内。压缩部31对吸入到壳体20内的制冷剂进行压缩。压缩后的制冷剂被从排出口22a向外部制冷剂回路110排出。
(关于连接器36)
连接器36是用于将搭载于车辆Ve的蓄电装置B的电力向变换器装置40供给的端子。连接器36与蓄电装置B电连接。连接器36设置于罩构件23。
(变换器装置40的整体构成)
变换器装置40收容于变换器收容室S2。因此，壳体20收容变换器装置40。变换器装置40经由连接器36与蓄电装置B电连接。
变换器装置40具有电路基板41。电路基板41驱动电动马达32。电路基板41收容于变换器收容室S2。电路基板41在旋转轴30的轴向上隔着预定的间隔与端壁21a相对。电路基板41以电路基板41的厚度方向与旋转轴30的轴向一致的方式收容于变换器收容室S2。
如图2所示，变换器装置40具备变换器电路42、控制部43以及滤波电路44。
(关于变换器电路42)
变换器电路42具备正极母线Lp、负极母线Ln、6个开关元件Q1～Q6以及6个二极管D1～D6。作为开关元件Q1～Q6，使用IGBT。在正极母线Lp与负极母线Ln之间，构成u相上臂的开关元件Q1与构成u相下臂的开关元件Q2串联连接。在正极母线Lp与负极母线Ln之间，构成v相上臂的开关元件Q3与构成v相下臂的开关元件Q4串联连接。在正极母线Lp与负极母线Ln之间，构成w相上臂的开关元件Q5与构成w相下臂的开关元件Q6串联连接。在开关元件Q1～Q6，反并联连接有二极管D1～D6。
开关元件Q1与开关元件Q2之间连接于电动马达32的u相线圈35u。开关元件Q3与开关元件Q4之间连接于电动马达32的v相线圈35v。开关元件Q5与开关元件Q6之间连接于电动马达32的w相线圈35w。具有构成上下臂的开关元件Q1～Q6的变换器电路42构成为，伴随于开关元件Q1～Q6的开关动作，将直流电压变换为交流电压并向电动马达32输出。因此，变换器电路42将从蓄电装置B经由连接器36输入的直流电力变换为交流电力。
(关于控制部43)
控制部43控制各开关元件Q1～Q6的开关动作。控制部43例如能够由1个以上的专用的硬件电路、和/或根据计算机程序(软件)而工作的1个以上的处理器(控制电路)来实现。处理器包括CPU、和RAM及ROM那样的存储器，存储器保存例如构成为使处理器执行各种处理的程序代码或指令。存储器即计算机可读介质包括通用或专用的计算机能够访问的所有可利用介质。
控制部43基于来自空调ECU120的指令，周期性地使各开关元件Q1～Q6接通/断开。详细而言，控制部43基于来自空调ECU120的指令，对各开关元件Q1～Q6进行PWM控制。控制部43使用载波信号和指令电压值信号，生成控制信号。并且，控制部43使用所生成的控制信号来进行各开关元件Q1～Q6的接通/断开控制，由此将直流电力变换为交流电力。
(关于滤波电路44)
滤波电路44设置于连接器36与变换器电路42之间。滤波电路44使得从连接器36向变换器电路42输入的直流电力所包含的噪声降低。另外，滤波电路44使得从变换器电路42产生并朝向连接器36流动的噪声降低。此外，从变换器电路42产生的噪声例如是伴随于各开关元件Q1～Q6的开关动作而产生的噪声。
滤波电路44与正极母线Lp及负极母线Ln连接。因此，滤波电路44设置于变换器电路42的输入侧。滤波电路44具有平滑电容器45、线圈46、第1电容器47以及第2电容器48。
平滑电容器45是与变换器电路42并联连接的X电容器。具体而言，平滑电容器45与正极母线Lp及负极母线Ln连接。
线圈46例如是共模扼流圈。线圈46设置于变换器电路42的输入侧。线圈46具有漏电感L。漏电感L作为针对常模噪声的扼流圈而被使用。因此，漏电感L和平滑电容器45均为除去常模噪声的低通滤波电路的构成要素。由此，线圈46使直流电力所包含的噪声降低。因此，滤波电路44除去共模噪声和常模噪声。
滤波电路44具有2个第1电容器47。2个第1电容器47串联连接。2个第1电容器47之间经由壳体20而接地于车辆Ve的车身。2个第1电容器47与连接器36并联连接。2个第1电容器47与线圈46并联连接。2个第1电容器47位于连接器36与线圈46之间。
滤波电路44具有2个第2电容器48。2个第2电容器48串联连接。2个第2电容器48之间经由壳体20而接地于车辆Ve的车身。2个第2电容器48位于线圈46与变换器电路42之间。2个第2电容器48与线圈46并联连接。2个第2电容器48与平滑电容器45并联连接。2个第2电容器48位于线圈46与平滑电容器45之间。
(关于电路基板41的详细的构成)
如图3所示，线圈46、第1电容器47以及第2电容器48安装于电路基板41。此外，在图3中，为了便于说明，仅分别图示出1个第1电容器47及1个第2电容器48。另外，平滑电容器45也安装于电路基板41，但在图3中，为了便于说明，省略了平滑电容器45的图示。
电路基板41具有第1导电图形51、第2导电图形52以及第3导电图形53。另外，电路基板41具有绝缘层54。绝缘层54例如由板状的玻璃环氧树脂形成。第1导电图形51、第2导电图形52以及第3导电图形53由片状的铜箔形成。第1导电图形51、第2导电图形52以及第3导电图形53成型为预定的形状。第1导电图形51、第2导电图形52以及第3导电图形53设置于绝缘层54的表面。第1导电图形51、第2导电图形52以及第3导电图形53以能够确保彼此之间的绝缘的程度彼此分离的方式设置于绝缘层54的表面。
第1导电图形51与变换器电路42电连接。第1导电图形51具有与第2导电图形52相对的第1端缘51a。另外，第1导电图形51具有与第3导电图形53相对的第2端缘51b。第2导电图形52与连接器36电连接。第2导电图形52具有与第1导电图形51的第1端缘51a相对的第3端缘52a。另外，第2导电图形52具有与第3导电图形53相对的第4端缘52b。第3导电图形53具有与第1导电图形51的第2端缘51b及第2导电图形52的第4端缘52b相对的第5端缘53a。
线圈46的第1端与第1导电图形51连接。线圈46的第2端与第2导电图形52连接。因此，线圈46将第1导电图形51与第2导电图形52电连接。线圈46以跨过第1导电图形51的第1端缘51a与第2导电图形52的第3端缘52a之间的方式，将第1导电图形51与第2导电图形52电连接。
第3导电图形53是将第1电容器47与第2电容器48电连接的导电图形。第1电容器47的第1端与第2导电图形52连接。第1电容器47的第2端与第3导电图形53连接。因此，第1电容器47将第2导电图形52与第3导电图形53电连接。第1电容器47以跨过第2导电图形52的第4端缘52b与第3导电图形53的第5端缘53a之间的方式，将第2导电图形52与第3导电图形53电连接。
第2电容器48的第1端与第1导电图形51连接。第2电容器48的第2端与第3导电图形53连接。因此，第2电容器48将第1导电图形51与第3导电图形53电连接。第2电容器48以跨过第1导电图形51的第2端缘51b与第3导电图形53的第5端缘53a之间的方式，将第1导电图形51与第3导电图形53电连接。
在第3导电图形53贯通有螺栓55。螺栓55通过拧入壳体20而将电路基板41固定于壳体20。螺栓55与壳体20电连接。因此，螺栓55被用作地。第3导电图形53与螺栓55电连接。因此，第3导电图形53接地。并且，第3导电图形53经由螺栓55及壳体20而接地于车辆Ve的车身。
(关于缝隙56)
在第3导电图形53形成有缝隙56。缝隙56从第3导电图形53的第5端缘53a中的位于第1电容器47与第2电容器48之间的部位朝向螺栓55延伸。具体而言，缝隙56具有第1缝隙部56a和第2缝隙部56b。第1缝隙部56a从第3导电图形53的第5端缘53a中的位于第1电容器47与第2电容器48之间的部位朝向相对于第5端缘53a正交的方向延伸。第2缝隙部56b从第1缝隙部56a中的与第5端缘53a相反的一侧的端部沿着第5端缘53a朝向螺栓55延伸。因此，缝隙56从第1电容器47与第2电容器48之间朝向地延伸。
(关于第3导电图形53的电流路径)
第3导电图形53中的第1电容器47与第2电容器48之间的电流路径的截面积，与在第3导电图形53没有形成缝隙56的情况相比变小。另外，第3导电图形53中的第1电容器47与第2电容器48之间的电流路径，与在第3导电图形53没有形成缝隙56的情况相比变长。因此，第3导电图形53中的第1电容器47与第2电容器48之间的阻抗，与在第3导电图形53没有形成缝隙56的情况相比变大。
并且，缝隙56使得第3导电图形53中的第1电容器47与第2电容器48之间的电流路径比第3导电图形53中的第2电容器48与螺栓55之间的电流路径长。另外，在第3导电图形53中的第1电容器47与第2电容器48之间的电流路径上存在螺栓55。
(关于绝缘部57)
缝隙56的内侧的空间作为抑制“从变换器电路42经由第2电容器48而流到第3导电图形53的噪声不经由螺栓55地流向第1电容器47”这一情况的绝缘部57而被使用。因此，绝缘部57使得第3导电图形53中的第1电容器47与第2电容器48之间的阻抗比第3导电图形53中的第2电容器48与螺栓55之间的阻抗大。由此，绝缘部57包括缝隙56。像这样，电路基板41具有绝缘部57。
(作用)
接着，对本实施方式的作用进行说明。
从变换器电路42产生的噪声例如如在图3中由箭头A1所示那样，经由线圈46、第1电容器47及第3导电图形53而流向地。另外，从变换器电路42产生的噪声例如如在图3中由箭头A2所示那样，经由第2电容器48及第3导电图形53而流向地。由此，抑制了从变换器电路42产生的噪声流向连接器36的情况。其结果，抑制了从变换器电路42产生的噪声经由连接器36而向外部泄露的情况。
绝缘部57使得第3导电图形53中的第1电容器47与第2电容器48之间的阻抗比第3导电图形53中的第2电容器48与螺栓55之间的阻抗大。因此，从变换器电路42经由第2电容器48而流向第3导电图形53的噪声难以经由第1电容器47而朝向连接器36流动。并且，从变换器电路42经由第2电容器48而流向第3导电图形53的噪声容易流向地。其结果，抑制了从变换器电路42产生的噪声经由连接器36而向外部泄露的情况。
(效果)
在上述实施方式中能够得到以下的效果。
(1)电路基板41具有绝缘部57，该绝缘部57使得第3导电图形53中的第1电容器47与第2电容器48之间的阻抗比第3导电图形53中的第2电容器48与地之间的阻抗大。由此，从变换器电路42经由第2电容器48而流向第3导电图形53的噪声难以经由第1电容器47朝向连接器36流动。并且，从变换器电路42经由第2电容器48而流向第3导电图形53的噪声容易流向地。其结果，能够抑制从变换器电路42产生的噪声经由连接器36向外部泄露的情况。
(2)在第3导电图形53形成有从第1电容器47与第2电容器48之间朝向地延伸的缝隙56。绝缘部57包括缝隙56。由此，仅通过在第3导电图形53形成从第1电容器47与第2电容器48之间朝向地延伸的缝隙56，便能够实现绝缘部57。因此，无需为了抑制从变换器电路42产生的噪声经由连接器36向外部泄露而例如在电路基板41追加新的线圈及电容器那样的构件。其结果，能够避免因在电路基板41追加构件而在电路基板41上形成新的噪声路径的情况。
(3)无需为了抑制从变换器电路42产生的噪声经由连接器36向外部泄露而例如在电路基板41追加新的线圈及电容器那样的构件。因此，能够避免因在电路基板41追加构件而造成的电动压缩机10的大型化。另外，由于不需要进行电路基板41相对于变换器收容室S2的配置空间或布局的变更，因此能够提高变换器收容室S2的布局的自由度。
(变更例)
此外，上述实施方式能够如以下那样变更而实施。上述实施方式及以下的变更例能够在技术上不矛盾的范围内互相组合来实施。
○在实施方式中，也可以使用MOSFET来代替IGBT作为开关元件Q1～Q6。在该情况下，不需要二极管D1～D6。
○在实施方式中，也可以代替缝隙56，例如通过形成贯通电路基板41的贯通孔来形成绝缘部57。
○在实施方式中，第1电容器47的数量没有特别限定。
○在实施方式中，第2电容器48的数量没有特别限定。
○在实施方式中，线圈46并不限于共模扼流圈。
○在实施方式中，压缩部31并不限于涡旋式，例如也可以是活塞式或叶片式那样的其他形式。
○在实施方式中，电动压缩机10用于车辆空调装置100，但并不限于此。例如，电动压缩机10也可以搭载于燃料电池车，通过压缩部31压缩作为向燃料电池供给的流体的空气。

Claims (2)

1.一种电动压缩机，具备：
压缩部，构成为对流体进行压缩；
电动马达，构成为驱动所述压缩部；
变换器装置，具有构成为驱动所述电动马达的电路基板；以及
连接器，与电源电连接，
所述变换器装置具备：
变换器电路，构成为将从所述电源经由所述连接器输入的直流电力变换为交流电力；和
滤波电路，位于所述变换器电路与所述连接器之间并且构成为使噪声降低，
所述滤波电路具有：
线圈；
第1电容器，位于所述线圈与所述连接器之间；以及
第2电容器，位于所述线圈与所述变换器电路之间，
所述线圈、所述第1电容器及所述第2电容器安装于所述电路基板，
所述电路基板具有将所述第1电容器与所述第2电容器电连接的导电图形，
所述导电图形接地，
所述电路基板具有绝缘部，所述绝缘部构成为使得所述导电图形中的所述第1电容器与所述第2电容器之间的阻抗比所述导电图形中的所述第2电容器与所述地之间的阻抗大。
2.根据权利要求1所述的电动压缩机，
在所述导电图形形成有从所述第1电容器与所述第2电容器之间朝向所述地延伸的缝隙，
所述绝缘部包括所述缝隙。
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