JP3975162B2 - Inverter device and motor-integrated inverter device using the same - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、モータの端面に一体的に取り付けられるインバータ装置およびそれを用いた電動機一体インバータ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
最近、環境に配慮した自動車としてハイブリッド自動車（Ｈｙｂｒｉｄ Ｖｅｈｉｃｌｅ）および電気自動車（Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｖｅｈｉｃｌｅ）が大きな注目を集めている。そして、ハイブリッド自動車は、一部、実用化されている。
【０００３】
このハイブリッド自動車は、従来のエンジンに加え、直流電源とインバータとインバータによって駆動されるモータとを動力源とする自動車である。つまり、エンジンを駆動することにより動力源を得るとともに、直流電源からの直流電圧をインバータによって交流電圧に変換し、その変換した交流電圧によりモータを回転することによって動力源を得るものである。また、電気自動車は、直流電源とインバータとインバータによって駆動されるモータとを動力源とする自動車である。
【０００４】
このようなハイブリッド自動車または電気自動車は、たとえば、図１２に示すようなモータ駆動装置３００を搭載している（特開平５−２９２７０３号公報）。図１２を参照して、モータ駆動装置３００は、直流電源Ｂと、コンデンサ３０１〜３０３と、インバータ３１０とを備える。
【０００５】
コンデンサ３０１〜３０３は、電源ライン３２０とアースライン３２１との間に並列に接続される。
【０００６】
インバータ３１０は、Ｕ相アーム３１７と、Ｖ相アーム３１８と、Ｗ相アーム３１９とを含む。Ｕ相アーム３１７、Ｖ相アーム３１８、およびＷ相アーム３１９は、電源ライン３２０とアースライン３２１との間に並列に接続される。
【０００７】
Ｕ相アーム３１７は、電源ライン３２０とアースライン３２１との間に直列に接続されたＮＰＮトランジスタ３１１，３１２から成り、Ｖ相アーム３１８は、電源ライン３２０とアースライン３２１との間に直列に接続されたＮＰＮトランジスタ３１３，３１４から成り、Ｗ相アーム３１９は、電源ライン３２０とアースライン３２１との間に直列に接続されたＮＰＮトランジスタ３１５，３１６から成る。
【０００８】
ＮＰＮトランジスタ３１１，３１３，３１５のコレクタは、電源ライン３２０に接続される。ＮＰＮトランジスタ３１２，３１４，３１６のエミッタは、アースライン３２１に接続される。ＮＰＮトランジスタ３１１，３１３，３１５のエミッタは、それぞれ、ＮＰＮトランジスタ３１２，３１４，３１６のコレクタに接続される。
【０００９】
ＮＰＮトランジスタ３１１とＮＰＮトランジスタ３１２との中間点、すなわち、ＮＰＮトランジスタ３１１のエミッタおよびＮＰＮトランジスタ３１２のコレクタは、モータ（図示せず）のＵ相コイルの一方端に接続される。また、ＮＰＮトランジスタ３１３とＮＰＮトランジスタ３１４との中間点、すなわち、ＮＰＮトランジスタ３１３のエミッタおよびＮＰＮトランジスタ３１４のコレクタは、モータ（図示せず）のＶ相コイルの一方端に接続される。さらに、ＮＰＮトランジスタ３１５とＮＰＮトランジスタ３１６との中間点、すなわち、ＮＰＮトランジスタ３１５のエミッタおよびＮＰＮトランジスタ３１６のコレクタは、モータ（図示せず）のＷ相コイルの一方端に接続される。
【００１０】
直流電源Ｂは、直流電圧を出力する。
コンデンサ３０１〜３０３は、直流電源Ｂから供給された直流電圧を平滑化し、その平滑化した直流電圧をインバータ３１０へ供給する。なお、直流電源Ｂからの直流電圧を平滑化するために３個のコンデンサ３０１〜３０３が設けられているのは、後述するように、インバータ３１０のＵ相アーム３１７、Ｖ相アーム３１８およびＷ相アーム３１９がモータの回転軸に対称に設けられるからである。そして、コンデンサ３０１は、平滑化した直流電圧をＵ相アーム３１７へ供給し、コンデンサ３０２は、平滑化した直流電圧をＶ相アーム３１８へ供給し、コンデンサ３０３は、平滑化した直流電圧をＷ相アーム３１９へ供給する。
【００１１】
インバータ３１０は、コンデンサ３０１〜３０３を介して供給された直流電圧を、制御装置（図示せず）からの制御信号に基づいてＮＰＮトランジスタ３１１〜３１６をオン／オフすることにより交流電圧に変換し、その変換した交流電圧をモータのＵ相、Ｖ相およびＷ相へ供給してモータを駆動する。
【００１２】
図１３は、図１２に示すコンデンサ３０１〜３０３およびインバータ３１０をモータの端面に設けたインバータ一体型のモータ装置の概念図である。図１３を参照して、モータ装置３３０は、モータ３３１と、ヒートシンク３３２と、コントローラ３３３とを備える。ヒートシンク３３２は、モータ３３１の一方の端面に設けられ、コントローラ３３３を冷却する。コントローラ３３３は、ヒートシンク３３２のモータ３３１の配置側とは反対側の端面に設けられる。そして、コントローラ３３３は、図１２に示すコンデンサ３０１〜３０３とインバータ３１０とを含む。
【００１３】
図１４は、図１３のＡ方向から見たコントローラ３３３の平面図を示す。図１４を参照して、コントローラ３３３は、コンデンサ３０１〜３０３と、ＮＰＮトランジスタ３１１〜３１６と、バスバー３４０，３５０，３６１〜３６３，３７１〜３７３，３８１〜３８３とを含む。
【００１４】
Ｕ相アーム３１７、Ｖ相アーム３１８およびＷ相アーム３１９は、相互に１２０°の角度を成すように配置される。また、コンデンサ３０１〜３０３は、相互に１２０°の角度を成すように配置される。そして、コンデンサ３０１は、Ｕ相アーム３１７とＶ相アーム３１８との間に配置され、コンデンサ３０２は、Ｖ相アーム３１８とＷ相アーム３１９との間に配置され、コンデンサ３０３は、Ｗ相アーム３１９とＵ相アーム３１７との間に配置される。
【００１５】
バスバー３４０は、アーム３４１〜３４３を有するＹ字形状から成る。そして、バスバー３４０は、その中心がモータ３３１の回転軸に一致するプラス給電点９０を介して電源ライン３２０に接続される。アーム３４１は、ＮＰＮトランジスタ３１１のコレクタに接続され、アーム３４２は、ＮＰＮトランジスタ３１３のコレクタに接続され、アーム３４３は、ＮＰＮトランジスタ３１５のコレクタに接続される。
【００１６】
バスバー３５０は、正三角形状の平板部と、アーム３５１〜３５３とを有する。そして、アーム３５１〜３５３は、それぞれ、正三角形の３つの頂点付近から延伸する。バスバー３５０は、３つのマイナス給電点９１を介してアースライン３２１に接続される。アーム３５１は、ＮＰＮトランジスタ３１２のエミッタに接続され、アーム３５２は、ＮＰＮトランジスタ３１４のエミッタに接続され、アーム３５３は、ＮＰＮトランジスタ３１６のエミッタに接続される。
【００１７】
バスバー３６１は、一方端がプラス給電点９０に接続され、他方端がコンデンサ３０１の一方電極に接続される。バスバー３７１は、一方端がマイナス給電点９１に接続され、他方端がコンデンサ３０１の他方電極に接続される。
【００１８】
バスバー３６２は、一方端がプラス給電点９０に接続され、他方端がコンデンサ３０２の一方電極に接続される。バスバー３７２は、一方端がマイナス給電点９１に接続され、他方端がコンデンサ３０２の他方電極に接続される。
【００１９】
バスバー３６３は、一方端がプラス給電点９０に接続され、他方端がコンデンサ３０３の一方電極に接続される。バスバー３７３は、一方端がマイナス給電点９１に接続され、他方端がコンデンサ３０３の他方電極に接続される。
【００２０】
バスバー３８１は、ＮＰＮトランジスタ３１１とＮＰＮトランジスタ３１２との中間点に接続され、他方端がモータのＵ相に接続される。バスバー３８２は、ＮＰＮトランジスタ３１３とＮＰＮトランジスタ３１４との中間点に接続され、他方端がモータのＶ相に接続される。バスバー３８３は、ＮＰＮトランジスタ３１５とＮＰＮトランジスタ３１６との中間点に接続され、他方端がモータのＷ相に接続される。
【００２１】
上述したように、コンデンサ３０１〜３０３、ＮＰＮトランジスタ３１１〜３１６、バスバー３４０，３５０，３６１〜３６３，３７１〜３７３，３８１〜３８３を接続することにより、コントローラ３３３は、直流電源Ｂからの直流電圧を交流電圧に変換してモータ３３１を駆動する。
【００２２】
【特許文献１】
特開平５−２９２７０３号公報
【００２３】
【特許文献２】
特開平１１−２２５４８５号公報
【００２４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、インバータ一体型の従来のモータ装置においては、インバータを構成するスイッチング素子およびインバータの入力側に設けられるコンデンサは、モータの回転軸に対称に配置されるため、スイッチング素子およびコンデンサを接続するための配線が複雑になるという問題があった。
【００２５】
そこで、この発明は、かかる問題を解決するためになされたものであり、その目的は、配線が簡素化されたインバータ装置を提供することである。
【００２６】
また、この発明の別の目的は、配線が簡素化されたインバータ装置を用いた電動機一体インバータ装置を提供することである。
【００２７】
【課題を解決するための手段および発明の効果】
この発明によれば、多相電動機の端面に配置されるインバータ装置は、複数のアームと、正極導体と、負極導体と、複数の出力導体とを備える。複数のアームの各々は、多相電動機の回転軸から径方向に延伸する上アームおよび下アームを有する。正極導体は、複数のアームに含まれる複数の上アームの正極側を接続し、かつ、多相電動機に含まれる回転子の回転方向に延伸する。負極導体は、複数のアームに含まれる複数の下アームの負極側を接続し、回転子の回転方向に延伸する。出力導体は、正極導体と負極導体との間に複数のアームに対応して配置され、上アームと下アームとの中点と電気的に同電位となる。
【００２８】
好ましくは、負極導体は、正極導体よりも多相電動機の回転軸側に配置される。
【００２９】
好ましくは、複数のアームの各々は、上アームおよび下アームにそれぞれ対応する第１および第２のフライホイールダイオードをさらに有する。そして、第１および第２のフライホイールダイオードは、径方向に延伸する。
【００３０】
好ましくは、インバータ装置は、駆動回路をさらに備える。駆動回路は、上アームおよび下アームを駆動制御する。そして、駆動回路は、複数のアームの隣接する２つのアーム間に配置される。
【００３１】
好ましくは、複数の下アームの各々は、出力導体上に配置される。
好ましくは、インバータ装置は、複数のシャント抵抗と、複数のシャント抵抗用導体とをさらに備える。複数のシャント抵抗は、複数のアームに対応して設けられ、各々の一方端が出力導体に接続される。複数のシャント抵抗用導体は、複数のアームに対応して設けられ、各々がシャント抵抗の他方端を正極導体をバイパスしてモータの各相に接続する。
【００３２】
好ましくは、複数のアームの隣接する２つのアーム、および２つのアームに対応する２つのシャント抵抗用導体は、駆動回路に対して線対称に配置される。
【００３３】
また、この発明によれば、電動機一体インバータ装置は、多相電動機と、インバータ装置とを備える。インバータ装置は、多相電動機の端面に配置される。そして、インバータ装置は、複数のアームと、正極導体と、負極導体と、複数の出力導体とを含む。複数のアームは、各々が、多相電動機の回転軸から径方向に延伸する上アームおよび下アームを有する。正極導体は、複数のアームに含まれる複数の上アームの正極側を接続し、かつ、多相電動機に含まれる回転子の回転方向に延伸する。負極導体は、複数のアームに含まれる複数の下アームの負極側を接続し、回転子の回転方向に延伸する。複数の出力導体は、正極導体と負極導体との間に複数のアームに対応して配置され、上アームと下アームとの中点と電気的に同電位となる複数の出力導体とを含む。
【００３４】
この発明においては、正極導体および負極導体は、モータの回転軸に同心円状に配置される。そして、正極導体と負極導体との間にモータの相数に対応した数のアームが回転軸を中心として径方向に放射状に配置される。また、正極導体および負極導体は、モータの回転方向に延伸する。
【００３５】
したがって、この発明によれば、インバータ装置をモータの端面に設けても、インバータ装置の配線を簡素化できる。
【００３６】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。
【００３７】
［実施の形態１］
図１を参照して、この発明の実施の形態１によるインバータ装置を備えるモータ駆動装置１００は、直流電源１０と、コンデンサ２０と、電圧センサー２１と、インバータ装置３０と、制御装置５０とを備える。
【００３８】
モータＭ１は、ハイブリッド自動車または電気自動車の駆動輪を駆動するためのトルクを発生するための駆動モータである。あるいは、このモータはエンジンにて駆動される発電機の機能を持つように、そして、エンジンに対して電動機として動作し、たとえば、エンジン始動を行ない得るようなものとしてハイブリッド自動車に組み込まれるようにしてもよい。
【００３９】
コンデンサ２０は、電源ライン１１とアースライン１２との間に接続される。インバータ装置３０は、インバータ３１と、ドライブ回路３２と、電流センサー４０とを含む。
【００４０】
インバータ３１は、Ｕ相アーム１５と、Ｖ相アーム１６と、Ｗ相アーム１７とから成る。Ｕ相アーム１５、Ｖ相アーム１６、およびＷ相アーム１７は、電源ライン１１とアースライン１２との間に並列に設けられる。
【００４１】
Ｕ相アーム１５は、直列接続されたＩＧＢＴ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ ＧａｔｅＢｉｐｏｌａｒ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）Ｑ３，Ｑ４から成り、Ｖ相アーム１６は、直列接続されたＩＧＢＴＱ５，Ｑ６から成り、Ｗ相アーム１７は、直列接続されたＩＧＢＴＱ７，Ｑ８から成る。また、各ＩＧＢＴＱ３〜Ｑ８のエミッタ−コレクタ間には、エミッタ側からコレクタ側へ電流を流すダイオードＤ３〜Ｄ８がそれぞれ接続されている。
【００４２】
各相アームの中間点は、モータＭ１の各相コイルの各相端に接続されている。すなわち、モータＭ１は、３相の永久磁石モータであり、Ｕ，Ｖ，Ｗ相の３つのコイルの一端が中点に共通接続されて構成され、Ｕ相コイルの他端がＩＧＢＴＱ３，Ｑ４の中間点に、Ｖ相コイルの他端がＩＧＢＴＱ５，Ｑ６の中間点に、Ｗ相コイルの他端がＩＧＢＴＱ７，Ｑ８の中間点にそれぞれ接続されている。
【００４３】
直流電源１０は、ニッケル水素またはリチウムイオン等の二次電池から成る。コンデンサ２０は、直流電源１０から供給された直流電圧を平滑化し、その平滑化した直流電圧をインバータ３１へ供給する。電圧センサー２１は、コンデンサ２０の両端の電圧、すなわち、インバータ３１への入力電圧Ｖｍを検出し、その検出した入力電圧Ｖｍを制御装置５０へ出力する。
【００４４】
インバータ３１は、コンデンサ２０から直流電圧が供給されるとドライブ回路３２からの駆動信号ＤＲＶＩに基づいて直流電圧を交流電圧に変換してモータＭ１を駆動する。これにより、モータＭ１は、トルク指令値ＴＲによって指定されたトルクを発生するように駆動される。また、インバータ３１は、モータ駆動装置１００が搭載されたハイブリッド自動車または電気自動車の回生制動時、モータＭ１が発電した交流電圧をドライブ回路３２からの駆動信号ＤＲＶＣに基づいて直流電圧に変換し、その変換した直流電圧をコンデンサ２０を介して直流電源１０に供給する。なお、ここで言う回生制動とは、ハイブリッド自動車または電気自動車を運転するドライバーによるフットブレーキ操作があった場合の回生発電を伴う制動や、フットブレーキを操作しないものの、走行中にアクセルペダルをオフすることで回生発電をさせながら車両を減速（または加速の中止）させることを含む。
【００４５】
ドライブ回路３２は、電流センサー４０からのモータ電流ＭＣＲＴを受け、その受けたモータ電流ＭＣＲＴを制御装置５０へ出力する。また、ドライブ回路３２は、制御装置５０からの信号ＰＷＭＩに応じて駆動信号ＤＲＶＩを生成し、その生成した駆動信号ＤＲＶＩをＩＧＢＴＱ３〜Ｑ８へ出力する。さらに、ドライブ回路３２は、制御装置５０からの信号ＰＷＭＣに応じて駆動信号ＤＲＶＣを生成し、その生成した駆動信号ＤＲＶＣをＩＧＢＴＱ３〜Ｑ８へ出力する。
【００４６】
電流センサー４０は、モータＭ１に流れるモータ電流ＭＣＲＴを検出し、その検出したモータ電流ＭＣＲＴをドライブ回路３２へ出力する。
【００４７】
制御装置５０は、外部に設けられたＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）から入力されたトルク指令値ＴＲ、電圧センサー２１からの入力電圧Ｖｍ、およびドライブ回路３２からのモータ電流ＭＣＲＴに基づいて、後述する方法によりインバータ３１を駆動するための信号ＰＷＭＩを生成し、その生成した信号ＰＷＭＩをドライブ回路３２へ出力する。
【００４８】
信号ＰＷＭＩは、モータＭ１がトルク指令値ＴＲによって指定されたトルクを出力するようにインバータ３１を駆動するための信号である。
【００４９】
また、制御装置５０は、ハイブリッド自動車または電気自動車が回生制動モードに入ったことを示す信号ＲＧＥを外部ＥＣＵから受けると、モータＭ１で発電された交流電圧を直流電圧に変換するための信号ＰＷＭＣを生成してドライブ回路３２へ出力する。この場合、インバータ３１のＩＧＢＴＱ３〜Ｑ８は、ドライブ回路３２が信号ＰＷＭＣに応じて生成した駆動信号ＤＲＶＣによってスイッチング制御される。これにより、インバータ３１は、モータＭ１で発電された交流電圧を直流電圧に変換して直流電源１０へ供給する。
【００５０】
図２は、制御装置５０の機能のうち、信号ＰＷＭＩを生成する機能を示す機能ブロック図である。図２を参照して、制御装置５０は、モータ制御用相電圧演算部４１と、インバータ用ＰＷＭ信号変換部４２とを含む。
【００５１】
モータ制御用相電圧演算部４１は、インバータ３１への入力電圧Ｖｍを電圧センサー２１から受け、モータＭ１の各相に流れるモータ電流ＭＣＲＴをドライブ回路３２から受け、トルク指令値ＴＲ（車両におけるアクセルペダルの踏み込み度合い、ハイブリッド車両においてはエンジンの動作状態をも考慮しながらモータに与えるべきトルク指令を演算して得られている）を外部ＥＣＵから受ける。そして、モータ制御用相電圧演算部４１は、これらの入力される信号に基づいて、モータＭ１の各相のコイルに印加する電圧を計算し、その計算した結果をインバータ用ＰＷＭ信号変換部４２へ供給する。
【００５２】
インバータ用ＰＷＭ信号変換部４２は、モータ制御用相電圧演算部４１から受けた計算結果に基づいて、実際にインバータ３１の各ＩＧＢＴＱ３〜Ｑ８をオン／オフする信号ＰＷＭＩを生成し、その生成した信号ＰＷＭＩをドライブ回路３２へ出力する。そして、ドライブ回路３２は、信号ＰＷＭＩに応じて駆動信号ＤＲＶＩを生成してインバータ３１の各ＩＧＢＴＱ３〜Ｑ８へ出力する。
【００５３】
これにより、各ＩＧＢＴＱ３〜Ｑ８は、スイッチング制御され、モータＭ１が指令されたトルクを出力するようにモータＭ１の各相に流す電流を制御する。このようにして、モータ駆動電流が制御され、トルク指令値ＴＲに応じたモータトルクが出力される。
【００５４】
図３は、この発明によるインバータ装置３０を備えるインバータ一体型モータの断面図を示す。図３を参照して、インバータ一体型モータ６０は、シャフト６１と、ロータ６２と、ステータ６３と、ベアリング６４，６５と、フロントフレーム６６と、フレーム６７と、リアフレーム６８と、インバータ装置３０とを含む。
【００５５】
シャフト６１、ロータ６２、およびステータ６３は、フロントフレーム６６、フレーム６７およびリアフレーム６８によって囲まれる領域に配置される。ベアリング６４は、フロントフレーム６６に取り付けられ、ベアリング６５は、リアフレーム６８に取り付けられる。シャフト６１は、ベアリング６４，６５によって受けられる。ステータ６３は、ロータ６２の外側に配置され、フレーム６７に固定される。ロータ６２は、シャフト６１に固定される。そして、ロータ６２は、シャフト６１が回転することにより、ステータ６３の内側で回転する。インバータ装置３０は、リアフレーム６８のフロントフレーム６６と反対側の表面６８ａに配置される。リアフレーム６８は、冷却水路６９を含む。そして、リアフレーム６８は、冷却水が冷却水路６９に流れることによりインバータ装置３０を冷却する。
【００５６】
図４は、図３のＢ方向から見たリアフレーム６８およびインバータ装置３０の斜視図を示す。インバータ装置３０は、ＩＧＢＴＱ３〜Ｑ８と、ダイオードＤ３〜Ｄ８と、シャント抵抗ＳＨＲ１〜ＳＨＲ３と、正極導体７１と、負極導体７２と、導体板８０〜８８と、導体８９〜９７と、基板１１０，１２０，１３０，１４０と、ＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）１１１，１１２，１２１，１２２，１３１，１４１とを含む。
【００５７】
リアフレーム６８は、円形形状から成り、その表面６８ａは、電気絶縁樹脂７０により覆われている。そして、正極導体７１および負極導体７２は、電気絶縁樹脂７０上に形成される。正極導体７１は、リアフレーム６８の径方向に幅Ｗ１を有する薄いシート状の導体であり、モータＭ１のシャフト６１と同心円状に形成される。負極導体７２は、棒状の導体であり、モータＭ１のシャフト６１と同心円状に形成される。そして、負極導体７２は、正極導体７１の内周縁７１ａよりも距離Ｌ１だけ内周側に配置される。したがって、正極導体７１と負極導体７２との間は、電気絶縁樹脂７０が最表面になる。
【００５８】
導体板８０，８３，８６および基板１３０，１４０は、正極導体７１上に配置される。また、導体板８１，８２，８４，８５，８７，８８は、正極導体７１と負極導体７２との間の電気絶縁樹脂７０の上に配置される。さらに、基板１１０，１２０は、電気絶縁樹脂７０の一部と正極導体７１との上に配置される。
【００５９】
ＩＧＢＴＱ３およびダイオードＤ３は、導体板８０上に配置される。そして、ＩＧＢＴＱ３のコレクタおよびダイオードＤ３の負極は、導体板８０に接続される。ＩＧＢＴＱ４およびダイオードＤ４は、導体板８１上に配置される。そして、ＩＧＢＴＱ４のコレクタおよびダイオードＤ４の負極は、導体板８１に接続される。導体８９は、ＩＧＢＴＱ３のエミッタ、ダイオードＱ３の正極および導体板８１を相互に接続する。導体９０は、ＩＧＢＴＱ４のエミッタ、ダイオードＤ４の正極および負極導体７２を相互に接続する。
【００６０】
シャント抵抗ＳＨＲ１は、その一方端が導体板８１上に配置され、他方端が導体板８２上に配置される。導体９１は、その一方端が導体板８２に接続され、他方端が孔６８Ｕを介してモータＭ１のＵ相に接続される。
【００６１】
ＩＧＢＴＱ５およびダイオードＤ５は、導体板８３上に配置される。そして、ＩＧＢＴＱ５のコレクタおよびダイオードＤ５の負極は、導体板８３に接続される。ＩＧＢＴＱ６およびダイオードＤ６は、導体板８４上に配置される。そして、ＩＧＢＴＱ６のコレクタおよびダイオードＤ６の負極は、導体板８４に接続される。導体９２は、ＩＧＢＴＱ５のエミッタ、ダイオードＱ５の正極および導体板８４を相互に接続する。導体９３は、ＩＧＢＴＱ６のエミッタ、ダイオードＤ６の正極および負極導体７２を相互に接続する。
【００６２】
シャント抵抗ＳＨＲ２は、その一方端が導体板８４上に配置され、他方端が導体板８５上に配置される。導体９４は、その一方端が導体板８５に接続され、他方端が孔６８Ｖを介してモータＭ１のＶ相に接続される。
【００６３】
ＩＧＢＴＱ７およびダイオードＤ７は、導体板８６上に配置される。そして、ＩＧＢＴＱ７のコレクタおよびダイオードＤ７の負極は、導体板８６に接続される。ＩＧＢＴＱ８およびダイオードＤ８は、導体板８７上に配置される。そして、ＩＧＢＴＱ８のコレクタおよびダイオードＤ８の負極は、導体板８７に接続される。導体９５は、ＩＧＢＴＱ７のエミッタ、ダイオードＤ７の正極および導体板８７を相互に接続する。導体９６は、ＩＧＢＴＱ８のエミッタ、ダイオードＤ８の正極および負極導体７２を相互に接続する。
【００６４】
シャント抵抗ＳＨＲ３は、その一方端が導体板８７上に配置され、他方端が導体板８８上に配置される。導体９７は、その一方端が導体板８８に接続され、他方端が孔６８Ｗを介してモータＭ１のＷ相に接続される。
【００６５】
基板１１０は、導体板８０と導体板８３との間に配置される。ＩＣ１１１，１１２は、基板１１０上に配置される。ＩＣ１１１は、ＩＧＢＴＱ３，Ｑ５に接続される。そして、ＩＣ１１１は、制御装置５０からの信号ＰＷＭＩに応じて駆動信号ＤＲＶＩを生成してＩＧＢＴＱ３，Ｑ５を駆動し、制御装置５０からの信号ＰＷＭＣに応じて駆動信号ＤＲＶＣを生成してＩＧＢＴＱ３，Ｑ５を駆動する。ＩＣ１１２は、ＩＧＢＴＱ４，Ｑ６に接続される。そして、ＩＣ１１２は、制御装置５０からの信号ＰＷＭＩに応じて駆動信号ＤＲＶＩを生成してＩＧＢＴＱ４，Ｑ６を駆動し、制御装置５０からの信号ＰＷＭＣに応じて駆動信号ＤＲＶＣを生成してＩＧＢＴＱ４，Ｑ６を駆動する。
【００６６】
基板１３０は、導体９１の近傍に配置される。ＩＣ１３１は、基板１３０上に配置される。そして、ＩＣ１３１は、導体板８１および導体板８２に接続される。したがって、ＩＣ１３１は、導体板８１と導体板８２との間の電圧を検出し、シャント抵抗ＳＨＲ１に流れる電流、すなわち、モータＭ１のＵ相に流れるモータ電流ＭＣＲＴを検出する。そして、ＩＣ１３１は、検出したモータ電流ＭＣＲＴを制御装置５０へ出力する。
【００６７】
基板１２０は、導体板８６および導体板８７の近傍に配置される。ＩＣ１２１，１２２は、基板１２０上に配置される。ＩＣ１２１は、ＩＧＢＴＱ７に接続される。そして、ＩＣ１２１は、制御装置５０からの信号ＰＷＭＩに応じて駆動信号ＤＲＶＩを生成してＩＧＢＴＱ７を駆動し、制御装置５０からの信号ＰＷＭＣに応じて駆動信号ＤＲＶＣを生成してＩＧＢＴＱ７を駆動する。ＩＣ１２２は、ＩＧＢＴＱ８に接続される。そして、ＩＣ１２２は、制御装置５０からの信号ＰＷＭＩに応じて駆動信号ＤＲＶＩを生成してＩＧＢＴＱ８を駆動し、制御装置５０からの信号ＰＷＭＣに応じて駆動信号ＤＲＶＣを生成してＩＧＢＴＱ８を駆動する。
【００６８】
基板１４０は、導体９４と導体９７との間に配置される。ＩＣ１４１は、基板１４０上に配置される。そして、ＩＣ１４１は、導体板８４および導体板８５に接続される。また、ＩＣ１４１は、導体板８７および導体板８８に接続される。したがって、ＩＣ１４１は、導体板８４と導体板８５との間の電圧を検出し、シャント抵抗ＳＨＲ２に流れる電流、すなわち、モータＭ１のＶ相に流れるモータ電流ＭＣＲＴを検出する。また、ＩＣ１４１は、導体板８７と導体板８８との間の電圧を検出し、シャント抵抗ＳＨＲ３に流れる電流、すなわち、モータＭ１のＷ相に流れるモータ電流ＭＣＲＴを検出する。そして、ＩＣ１４１は、検出したモータ電流ＭＣＲＴを制御装置５０へ出力する。
【００６９】
正極導体７１は、電源ライン１１を構成し、負極導体７２は、アースライン１２を構成する。
【００７０】
ＩＧＢＴＱ３，Ｑ４、ダイオードＤ３，Ｄ４、導体板８０，８１および導体８９，９０は、インバータ３１のＵ相アーム１５を構成する。また、ＩＧＢＴＱ５，Ｑ６、ダイオードＤ５，Ｄ６、導体板８３，８４および導体９２，９３は、インバータ３１のＶ相アーム１６を構成する。さらに、ＩＧＢＴＱ７，Ｑ８、ダイオードＤ７，Ｄ８、導体板８６，８７および導体９５，９６は、インバータ３１のＷ相アーム１７を構成する。
【００７１】
さらに、シャント抵抗ＳＨＲ１，導体板８１，８２および導体９１は、電流センサー４０を構成し、シャント抵抗ＳＨＲ２，導体板８４，８５および導体９４は、電流センサー４０を構成し、シャント抵抗ＳＨＲ３，導体板８７，８８および導体９７は、電流センサー４０を構成する。
【００７２】
さらに、ＩＣ１１１，１１２，１２１，１２２，１３１，１４１は、ドライブ回路３２を構成する。
【００７３】
このように、この発明においては、インバータ装置３０を構成する各部品は、リアフレーム６８の表面６８ａ上に配置される。
【００７４】
図５は、図４のＣ方向から見たインバータ装置３０の平面図を示す。図５を参照して、Ｕ相アーム１５を構成するＩＧＢＴＱ３，Ｑ４、ダイオードＤ３，Ｄ４、導体板８０，８１および導体８９，９０は、シャフト６１からリアフレーム６８の径方向に配置される。電流センサー４０を構成するシャント抵抗ＳＨＲ１、導体板８１，８２および導体９１は、シャフト６１からリアフレーム６８の径方向に配置される。
【００７５】
Ｖ相アーム１６を構成するＩＧＢＴＱ５，Ｑ６、ダイオードＤ５，Ｄ６、導体板８３，８４および導体９２，９３は、シャフト６１からリアフレーム６８の径方向に配置される。電流センサー４０を構成するシャント抵抗ＳＨＲ２、導体板８４，８５および導体９４は、シャフト６１からリアフレーム６８の径方向に配置される。
【００７６】
Ｗ相アーム１７を構成するＩＧＢＴＱ７，Ｑ８、ダイオードＤ７，Ｄ８、導体板８６，８７および導体９５，９６は、シャフト６１からリアフレーム６８の径方向に配置される。電流センサー４０を構成するシャント抵抗ＳＨＲ３、導体板８７，８８および導体９７は、シャフト６１からリアフレーム６８の径方向に配置される。
【００７７】
このように、インバータ３１を構成する３つのＵ相アーム１５、Ｖ相アーム１６およびＷ相アーム１７は、シャフト６１からリアフレーム６８の径方向に放射状に配置される。
【００７８】
Ｕ相アーム１５を構成するＩＧＢＴＱ３，Ｑ４、ダイオードＤ３，Ｄ４、導体板８０，８１および導体８９，９０は、ドライブ回路３２を構成するＩＣ１１１，１１２に対して、Ｖ相アーム１６を構成するＩＧＢＴＱ５，Ｑ６、ダイオードＤ５，Ｄ６、導体板８３，８４および導体９２，９３と対称の位置に配置される。電流センサー４０を構成するシャント抵抗ＳＨＲ１、導体板８１，８２および導体９１は、ドライブ回路３２を構成するＩＣ１１１，１１２に対して、電流センサー４０を構成するシャント抵抗ＳＨＲ２、導体板８４，８５および導体９４と対称の位置に配置される。
【００７９】
また、Ｖ相アーム１６を構成するＩＧＢＴＱ５，Ｑ６、ダイオードＤ５，Ｄ６、導体板８３，８４および導体９２，９３は、ドライブ回路３２を構成するＩＣ１４１に対して、Ｗ相アーム１７を構成するＩＧＢＴＱ７，Ｑ８、ダイオードＤ７，Ｄ８、導体板８６，８７および導体９５，９６と対称の位置に配置される。電流センサー４０を構成するシャント抵抗ＳＨＲ２、導体板８４，８５および導体９４は、ドライブ回路３２を構成するＩＣ１４１に対して、電流センサー４０を構成するシャント抵抗ＳＨＲ３、導体板８７，８８および導体９７と対称の位置に配置される。
【００８０】
このように、この発明においては、インバータ３１の各相アームを構成する部品は、各相アームを駆動するドライブ回路３２を中心にして相互に対称の位置に配置される。
【００８１】
インバータ３１の各相アームをシャフト６１から放射状に配置することと、各相アームをドライブ回路３２に対して対称の位置に配置することとを組合わせることにより、リアフレーム６８の小さな端面にインバータ装置３０の全ての部品を電気的に良好に配置できるとともに、各部品の冷却効果を高めることができる。
【００８２】
図６は、図５のＡ−Ａ線における断面図を示す。図６を参照して、リアフレーム６８の表面６８ａ上に全体的に電気絶縁樹脂７０が形成される。そして、正極導体７１、導体板８１および負極導体７２が電気絶縁樹脂７０上に形成される。正極導体７１がリアフレーム６８の最外周に形成され、導体板８１が正極導体７１の内周側に形成され、負極導体７２が最内周に形成される。
【００８３】
導体板８０は、正極導体７１上に形成される。ＩＧＢＴＱ３およびダイオードＤ３は、導体板８０上に形成される。より具体的には、ダイオードＤ３は、負極が半田により導体板８０に接続される。また、ＩＧＢＴＱ３は、コレクタが半田により導体板８０に接続される。
【００８４】
ＩＧＢＴＱ４およびダイオードＤ４は、導体板８１上に形成される。より具体的には、ダイオードＤ４は、負極が半田により導体板８１に接続される。また、ＩＧＢＴＱ４は、コレクタが半田により導体板８１に接続される。
【００８５】
導体８９は、ダイオードＤ３の正極およびＩＧＢＴＱ３のエミッタに接続される。そして、導体８９は、さらに、導体板８１に接続される。これにより、ＩＧＢＴＱ３およびダイオードＤ３は、導体板８０と導体板８１との間に並列に接続され、ダイオードＤ３は、ＩＧＢＴＱ３のエミッタ側からコレクタ側へ電流を流すように接続される。
【００８６】
導体９０は、ダイオードＤ４の正極およびＩＧＢＴＱ４のエミッタに接続される。そして、導体９０は、さらに、負極導体７２に接続される。これにより、ＩＧＢＴＱ４およびダイオードＤ４は、負極導体７２と導体板８１との間に並列に接続され、ダイオードＤ４は、ＩＧＢＴＱ４のエミッタ側からコレクタ側へ電流を流すように接続される。
【００８７】
ＩＧＢＴＱ３のエミッタは、導体８９および導体板８１を介してＩＧＢＴＱ４のコレクタに接続されるので、導体板８１は、ＩＧＢＴＱ３のエミッタをＩＧＢＴＱ４のコレクタに接続する中間点を構成する。つまり、導体板８１は、モータＭ１のＵ相に接続される。また、ＩＧＢＴＱ３，Ｑ４は、導体板８１および導体８９，９０によって正極導体７１と負極導体７２との間に直列に接続される。
【００８８】
Ｖ相アーム１６を構成するＩＧＢＴＱ５，Ｑ６、ダイオードＤ５，Ｄ６、導体板８３，８４および導体９２，９３、およびＷ相アーム１７を構成するＩＧＢＴＱ７，Ｑ８、ダイオードＤ７，Ｄ８、導体板８６，８７および導体９５，９６の断面構造は、図６に示す断面構造と同じである。この場合、Ｖ相アーム１６においては、導体板８４がＩＧＢＴＱ５のエミッタをＩＧＢＴＱ６のコレクタに接続する中間点を構成し、モータＭ１のＶ相に接続される。また、Ｗ相アーム１７においては、導体板８７がＩＧＢＴＱ７のエミッタをＩＧＢＴＱ８のコレクタに接続する中間点を構成し、モータＭ１のＷ相に接続される。
【００８９】
なお、導体板８１，８４，８７は、「出力導体」を構成する。
図７は、図５のＢ−Ｂ線における断面図を示す。図７を参照して、リアフレーム６８の表面６８ａ上に全体的に電気絶縁樹脂７０が形成される。そして、導体板８１，８２が電気絶縁樹脂７０上に形成される。シャント抵抗ＳＨＲ１は、一方端が導体板８１上に形成され、他方端が導体板８２上に形成される。導体９１は、端子９１Ａ，９１Ｃと本体９１Ｂとから成る。端子９１Ａは、Ｌ字形状から成り、導体板８２上に形成される。本体９１Ｂは、一方端が端子９１Ａに固定され、他方端が端子９１Ｃに固定される。端子９１Ｃは、電気絶縁樹脂７０を貫通してモータＭ１のＵ相の端子に接続される。
【００９０】
電流センサー４０を構成するシャント抵抗ＳＨＲ２、導体板８４，８５および導体９４と、電流センサー４０を構成するシャント抵抗ＳＨＲ３、導体板８７，８８および導体９７とについても、その断面構造は、図７に示す断面構造と同じである。
【００９１】
再び、図１を参照して、モータ駆動装置１００における全体動作について説明する。全体の動作が開始されると、直流電源１０は、直流電圧を出力し、コンデンサ２０は、直流電源１０からの直流電圧を平滑化してインバータ装置３０へ供給する。また、電圧センサー２１は、コンデンサ２０の両端の電圧、すなわち、インバータ装置３０への入力電圧Ｖｍを検出して制御装置５０へ出力する。
【００９２】
電流センサー４０は、モータ電流ＭＣＲＴを検出してドライブ回路３２へ出力し、ドライブ回路３２は、モータ電流ＭＣＲＴを制御装置５０へ出力する。制御装置５０は、外部ＥＣＵからトルク指令値ＴＲを受け、電圧センサー２１から入力電圧Ｖｍを受け、ドライブ回路３２からモータ電流ＭＣＲＴを受ける。そして、制御装置５０は、トルク指令値ＴＲ、入力電圧Ｖｍおよびモータ電流ＭＣＲＴに基づいて、上述した方法により信号ＰＷＭＩを生成してドライブ回路３２へ出力する。
【００９３】
ドライブ回路３２は、制御装置５０からの信号ＰＷＭＩに応じて駆動信号ＤＲＶＩを生成してＩＧＢＴＱ３〜Ｑ８へ出力する。そして、ＩＧＢＴＱ３〜Ｑ８は、駆動信号ＤＲＶＩによってオン／オフされ、インバータ３１は、コンデンサ２０から供給された直流電圧を交流電圧に変換してモータＭ１を駆動する。これにより、モータＭ１は、トルク指令値ＴＲによって指定されたトルクを出力する。
【００９４】
また、モータ駆動装置１００が搭載されたハイブリッド自動車または電気自動車の回生制動時、制御装置５０は、外部ＥＣＵから信号ＲＧＥを受け、その受けた信号ＲＧＥに応じて、信号ＰＷＭＣを生成してドライブ回路３２へ出力する。
【００９５】
ドライブ回路３２は、信号ＰＷＭＣに応じて駆動信号ＤＲＶＣを生成してＩＧＢＴＱ３〜Ｑ８へ出力する。
【００９６】
そうすると、ＩＧＢＴＱ３〜Ｑ８は、駆動信号ＤＲＶＣによってオン／オフされ、インバータ３１は、モータＭ１が発電した交流電圧を直流電圧に変換して直流電源１０に供給する。
【００９７】
なお、上記においては、ＩＧＢＴＱ３，Ｑ５，Ｑ７およびダイオードＤ３，Ｄ５，Ｄ７は、導体板８０，８３，８６を介して正極導体７１上に配置されると説明したが、この発明においては、ＩＧＢＴＱ３，Ｑ５，Ｑ７およびダイオードＤ３，Ｄ５，Ｄ７は、正極導体７１上に直接配置されてもよい。
【００９８】
また、インバータ３１は、ＩＧＢＴにより構成されると説明したが、この発明においては、これに限らず、インバータ３１は、ＮＰＮトランジスタおよびＭＯＳトランジスタ等のスイッチング素子により構成されてもよい。
【００９９】
実施の形態１によれば、インバータ装置は、モータのリアフレームの端面にモータの回転軸から放射状に形成された３つのアームと、隣接する２つのアーム間に形成されたドライブ回路と、各々が各アームを構成する上アームと下アームとを接続する３つの導体板と、３つのアームの正極側を接続し、モータの回転方向に延伸する正極導体と、３つのアームの負極側を接続し、モータの回転方向に延伸する負極導体とを備えるので、モータを駆動するインバータ装置の各部品をモータの端面に設けても、配線を簡素化できる。
【０１００】
［実施の形態２］
図８を参照して、実施の形態２によるインバータ装置を備えるモータ駆動装置１００Ａは、直流電源１０と、コンデンサ２０と、電圧センサー２１と、インバータ装置３０Ａと、制御装置５０Ａとを備える。直流電源１０、コンデンサ２０、および電圧センサー２１については実施の形態１において説明した通りである。
【０１０１】
インバータ装置３０Ａは、インバータ３１，３１Ａと、ドライブ回路３２Ａと、電圧センサー４０，４０Ａとを含む。
【０１０２】
インバータ３１については実施の形態１において説明したとおりである。インバータ３１Ａは、Ｕ相アーム１５Ａと、Ｖ相アーム１６Ａと、Ｗ相アーム１７Ａとから成る。Ｕ相アーム１５Ａ、Ｖ相アーム１６Ａ、およびＷ相アーム１７Ａは、電源ライン１１とアースライン１２との間に並列に設けられる。
【０１０３】
Ｕ相アーム１５Ａは、直列接続されたＩＧＢＴＱ９，Ｑ１０から成り、Ｖ相アーム１６Ａは、直列接続されたＩＧＢＴＱ１１，Ｑ１２から成り、Ｗ相アーム１７は、直列接続されたＩＧＢＴＱ１３，Ｑ１４から成る。また、各ＩＧＢＴＱ９〜Ｑ１４のエミッタ−コレクタ間には、エミッタ側からコレクタ側へ電流を流すダイオードＤ９〜Ｄ１４がそれぞれ接続されている。
【０１０４】
各相アームの中間点は、モータＭ２の各相コイルの各相端に接続されている。すなわち、モータＭ２は、３相の永久磁石モータであり、Ｕ，Ｖ，Ｗ相の３つのコイルの一端が中点に共通接続されて構成され、Ｕ相コイルの他端がＩＧＢＴＱ９，Ｑ１０の中間点に、Ｖ相コイルの他端がＩＧＢＴＱ１１，Ｑ１２の中間点に、Ｗ相コイルの他端がＩＧＢＴＱ１３，Ｑ１４の中間点にそれぞれ接続されている。
【０１０５】
ドライブ回路３２Ａは、電流センサー４０からのモータ電流ＭＣＲＴ１および電流センサー４０Ａからのモータ電流ＭＣＲＴ２を受け、その受けたモータ電流ＭＣＲＴ１，２を制御装置５０Ａへ出力する。また、ドライブ回路３２Ａは、制御装置５０Ａからの信号ＰＷＭＩ１に応じて駆動信号ＤＲＶＩ１を生成し、その生成した駆動信号ＤＲＶＩ１をＩＧＢＴＱ３〜Ｑ８へ出力する。さらに、ドライブ回路３２Ａは、制御装置５０Ａからの信号ＰＷＭＩ２に応じて駆動信号ＤＲＶＩ２を生成し、その生成した駆動信号ＤＲＶＩ２をＩＧＢＴＱ９〜Ｑ１４へ出力する。
【０１０６】
さらに、ドライブ回路３２Ａは、制御装置５０Ａからの信号ＰＷＭＣ１に応じて駆動信号ＤＲＶＣ１を生成し、その生成した駆動信号ＤＲＶＣ１をＩＧＢＴＱ３〜Ｑ８へ出力する。さらに、ドライブ回路３２Ａは、制御装置５０Ａからの信号ＰＷＭＣ２に応じて駆動信号ＤＲＶＣ２を生成し、その生成した駆動信号ＤＲＶＣ２をＩＧＢＴＱ９〜Ｑ１４へ出力する。
【０１０７】
電流センサー４０は、モータＭ１に流れるモータ電流ＭＣＲＴ１を検出し、その検出したモータ電流ＭＣＲＴ１をドライブ回路３２Ａへ出力する。電流センサー４０Ａは、モータＭ２に流れるモータ電流ＭＣＲＴ２を検出し、その検出したモータ電流ＭＣＲＴ２をドライブ回路３２Ａへ出力する。
【０１０８】
制御装置５０Ａは、外部ＥＣＵから入力されたトルク指令値ＴＲ１、電圧センサー２１からの入力電圧Ｖｍ、およびドライブ回路３２Ａからのモータ電流ＭＣＲＴ１に基づいて、上述した方法によりインバータ３１を駆動するための信号ＰＷＭＩ１を生成し、その生成した信号ＰＷＭＩ１をドライブ回路３２Ａへ出力する。また、制御装置５０Ａは、外部ＥＣＵから入力されたトルク指令値ＴＲ２、電圧センサー２１からの入力電圧Ｖｍ、およびドライブ回路３２Ａからのモータ電流ＭＣＲＴ２に基づいて、上述した方法によりインバータ３１Ａを駆動するための信号ＰＷＭＩ２を生成し、その生成した信号ＰＷＭＩ２をドライブ回路３２Ａへ出力する。
【０１０９】
信号ＰＷＭＩ１は、モータＭ１がトルク指令値ＴＲ１によって指定されたトルクを出力するようにインバータ３１を駆動するための信号である。また、信号ＰＷＭＩ２は、モータＭ２がトルク指令値ＴＲ２によって指定されたトルクを出力するようにインバータ３１Ａを駆動するための信号である。
【０１１０】
また、制御装置５０Ａは、ハイブリッド自動車または電気自動車が回生制動モードに入ったことを示す信号ＲＧＥを外部ＥＣＵから受けると、モータＭ１（またはＭ２）で発電された交流電圧を直流電圧に変換するための信号ＰＷＭＣ１（またはＰＷＭＣ２）を生成してドライブ回路３２Ａへ出力する。この場合、インバータ３１（または３１Ａ）のＩＧＢＴＱ３〜Ｑ８（またはＱ９〜Ｑ１４）は、ドライブ回路３２Ａが信号ＰＷＭＣ１（またはＰＷＭＣ２）に応じて生成した駆動信号ＤＲＶＣ１（またはＤＲＶＣ２）によってスイッチング制御される。これにより、インバータ３１は、モータＭ１で発電された交流電圧を直流電圧に変換して直流電源１０へ供給し、インバータ３１Ａは、モータＭ２で発電された交流電圧を直流電圧に変換して直流電源１０へ供給する。
【０１１１】
図９は、図８に示すインバータ装置３０ＡをモータＭ１のリアフレーム６８の端面に形成した場合の平面図を示す。図９を参照して、インバータ装置３０Ａは、ＩＧＢＴＱ３〜Ｑ１４と、ダイオードＤ３〜Ｄ１４と、シャント抵抗ＳＨＲ１〜ＳＨＲ６と、正極導体７１と、負極導体７２と、導体板８０〜８８，９８，９９，１０１〜１０７と、導体８９〜９７，１５１〜１５９と、基板１１０，１２０，１３０，１４０，１６０，１７０と、ＩＣ１１１，１１２，１２１，１２２，１３１，１４１，１６１，１７１，１７２とを含む。
【０１１２】
正極導体７１、負極導体７２、ＩＧＢＴＱ３〜Ｑ８、ダイオードＤ３〜Ｄ８、シャント抵抗ＳＨＲ１〜ＳＨＲ３、導体板８０〜８８、導体８９〜９７、基板１１０，１２０，１３０，１４０、およびＩＣ１１１，１１２，１４１については、実施の形態１において説明したとおりである。なお、インバータ装置３０Ａにおいては、導体９１は、他方端が孔６８Ｕ１を介してモータＭ１のＵ相の端子に接続され、導体９４は、他方端が孔６８Ｖ１を介してモータＭ１のＶ相の端子に接続され、導体９７は、他方端が孔６８Ｗ１を介してモータＭ１のＷ相の端子に接続される。
【０１１３】
導体板９８，１０２，１０５は、正極導体７１上に配置される。導体板９９，１０１，１０３，１０４，１０６，１０７は、正極導体７１と負極導体７２との間に配置される。
【０１１４】
ＩＧＢＴＱ９およびダイオードＤ９は、導体板９８上に配置される。より具体的には、ＩＧＢＴＱ９のコレクタおよびダイオードＤ９の負極は、半田により導体板９８に接続される。ＩＧＢＴＱ１０およびダイオードＤ１０は、導体板９９上に配置される。より具体的には、ＩＧＢＴＱ１０のコレクタおよびダイオードＤ１０の負極は、半田により導体板９９に接続される。導体１５１は、ダイオードＤ９の正極、ＩＧＢＴＱ９のエミッタおよび導体板９９を相互に接続する。導体１５２は、ダイオード１０の正極、ＩＧＢＴＱ１０のエミッタおよび負極電極７２を相互に接続する。
【０１１５】
シャント抵抗ＳＨＲ４は、一方端が導体板９９上に形成され、他方端が導体板１０１上に形成される。導体１５３は、一方端が導体板１０１上に形成され、他方端が孔６８Ｕ２を介してモータＭ２のＵ相の端子に接続される。
【０１１６】
ＩＧＢＴＱ１１およびダイオードＤ１１は、導体板１０２上に配置される。より具体的には、ＩＧＢＴＱ１１のコレクタおよびダイオードＤ１１の負極は、半田により導体板１０２に接続される。ＩＧＢＴＱ１２およびダイオードＤ１２は、導体板１０３上に配置される。より具体的には、ＩＧＢＴＱ１２のコレクタおよびダイオードＤ１２の負極は、半田により導体板１０３に接続される。導体１５４は、ダイオードＤ１１の正極、ＩＧＢＴＱ１１のエミッタおよび導体板１０３を相互に接続する。導体１５５は、ダイオードＤ１２の正極、ＩＧＢＴＱ１２のエミッタおよび負極電極７２を相互に接続する。
【０１１７】
シャント抵抗ＳＨＲ５は、一方端が導体板１０３上に形成され、他方端が導体板１０４上に形成される。導体１５６は、一方端が導体板１０４上に形成され、他方端が孔６８Ｖ２を介してモータＭ２のＶ相の端子に接続される。
【０１１８】
ＩＧＢＴＱ１３およびダイオードＤ１３は、導体板１０５上に配置される。より具体的には、ＩＧＢＴＱ１３のコレクタおよびダイオードＤ１３の負極は、半田により導体板１０５に接続される。ＩＧＢＴＱ１４およびダイオードＤ１４は、導体板１０６上に配置される。より具体的には、ＩＧＢＴＱ１４のコレクタおよびダイオードＤ１４の負極は、半田により導体板１０６に接続される。導体１５７は、ダイオードＤ１３の正極、ＩＧＢＴＱ１３のエミッタおよび導体板１０６を相互に接続する。導体１５８は、ダイオード１４の正極、ＩＧＢＴＱ１４のエミッタおよび負極電極７２を相互に接続する。
【０１１９】
シャント抵抗ＳＨＲ６は、一方端が導体板１０６上に形成され、他方端が導体板１０７上に形成される。導体１５９は、一方端が導体板１０７上に形成され、他方端が孔６８Ｗ２を介してモータＭ２のＷ相の端子に接続される。
【０１２０】
基板１６０は、導体１５３と導体１５６との間に配置される。ＩＣ１６１は、基板１６０上に配置される。そして、ＩＣ１６１は、導体板９９および導体板１０１に接続される。また、ＩＣ１６１は、導体板１０３および導体板１０４に接続される。したがって、ＩＣ１６１は、導体板９９と導体板１０１との間の電圧を検出し、シャント抵抗ＳＨＲ４に流れる電流、すなわち、モータＭ２のＵ相に流れるモータ電流ＭＣＲＴ２を検出する。また、ＩＣ１６１は、導体板１０３と導体板１０４との間の電圧を検出し、シャント抵抗ＳＨＲ５に流れる電流、すなわち、モータＭ２のＶ相に流れるモータ電流ＭＣＲＴ２を検出する。そして、ＩＣ１６１は、検出したモータ電流ＭＣＲＴ２を制御装置５０Ａへ出力する。
【０１２１】
基板１７０は、導体板１０２と導体板１０５との間に配置される。ＩＣ１７１，１７２は、基板１７０上に配置される。ＩＣ１７１は、ＩＧＢＴＱ１１，Ｑ１３に接続される。そして、ＩＣ１７１は、制御装置５０Ａからの信号ＰＷＭＩ２に応じて駆動信号ＤＲＶＩ２を生成してＩＧＢＴＱ１１，Ｑ１３を駆動し、制御装置５０Ａからの信号ＰＷＭＣ２に応じて駆動信号ＤＲＶＣ２を生成してＩＧＢＴＱ１１，Ｑ１３を駆動する。ＩＣ１７２は、ＩＧＢＴＱ１２，Ｑ１４に接続される。そして、ＩＣ１７２は、制御装置５０Ａからの信号ＰＷＭＩ２に応じて駆動信号ＤＲＶＩ２を生成してＩＧＢＴＱ１２，Ｑ１４を駆動し、制御装置５０Ａからの信号ＰＷＭＣ２に応じて駆動信号ＤＲＶＣ２を生成してＩＧＢＴＱ１２，Ｑ１４を駆動する。
【０１２２】
なお、インバータ装置３０Ａにおいては、ＩＣ１２１は、ＩＧＢＴＱ７に加え、ＩＧＢＴＱ９にも接続され、ＩＣ１２２は、ＩＧＢＴＱ８に加え、ＩＧＢＴＱ１０にも接続される。そして、ＩＣ１２１は、制御装置５０Ａからの信号ＰＷＭＩ１に応じて駆動信号ＤＲＶＩ１を生成してＩＧＢＴＱ７を駆動し、制御装置５０Ａからの信号ＰＷＭＩ２に応じて駆動信号ＤＲＶＩ２を生成してＩＧＢＴＱ９を駆動する。また、ＩＣ１２１は、制御装置５０Ａからの信号ＰＷＭＣ１に応じて駆動信号ＤＲＶＣ１を生成してＩＧＢＴＱ７を駆動し、制御装置５０Ａからの信号ＰＷＭＣ２に応じて駆動信号ＤＲＶＩ２を生成してＩＧＢＴＱ９を駆動する。
【０１２３】
ＩＣ１２２は、制御装置５０Ａからの信号ＰＷＭＩ１に応じて駆動信号ＤＲＶＩ１を生成してＩＧＢＴＱ８を駆動し、制御装置５０Ａからの信号ＰＷＭＩ２に応じて駆動信号ＤＲＶＩ２を生成してＩＧＢＴＱ１０を駆動する。また、ＩＣ１２２は、制御装置５０Ａからの信号ＰＷＭＣ１に応じて駆動信号ＤＲＶＣ１を生成してＩＧＢＴＱ８を駆動し、制御装置５０Ａからの信号ＰＷＭＣ２に応じて駆動信号ＤＲＶＩ２を生成してＩＧＢＴＱ１０を駆動する。
【０１２４】
また、インバータ装置３０Ａにおいては、ＩＣ１３１は、導体板８１，８２に加え、導体板１０６，１０７にも接続される。そして、ＩＣ１３１は、導体板８１と導体板８２との間の電圧を検出し、シャント抵抗ＳＨＲ１に流れる電流、すなわち、モータＭ１のＵ相に流れるモータ電流ＭＣＲＴ１を検出する。また、ＩＣ１３１は、導体板１０６と導体板１０７との間の電圧を検出し、シャント抵抗ＳＨＲ６に流れる電流、すなわち、モータＭ２のＷ相に流れるモータ電流ＭＣＲＴ２を検出する。そして、ＩＣ１３１は、検出したモータ電流ＭＣＲＴ１，２を制御装置５０Ａへ出力する。
【０１２５】
さらに、インバータ装置３０Ａにおいては、導体板９８，９９、ＩＧＢＴＱ９，Ｑ１０、ダイオードＤ９，Ｄ１０および導体１５１，１５２は、Ｕ相アーム１５Ａを構成する。また、導体板１０２，１０３、ＩＧＢＴＱ１１，Ｑ１２、ダイオードＤ１１，Ｄ１２および導体１５４，１５５は、Ｖ相アーム１６Ａを構成する。さらに、導体板１０５，１０６、ＩＧＢＴＱ１３，Ｑ１４、ダイオードＤ１３，Ｄ１４および導体１５７，１５８は、Ｗ相アーム１７Ａを構成する。
【０１２６】
さらに、導体板９９，１０３，１０６は、「出力導体」を構成する。
さらに、インバータ装置３０Ａにおいては、２つのインバータ３１，３１Ａを構成する６個のアーム（Ｕ相アーム１５，１５Ａ、Ｖ相アーム１６，１６Ａ、Ｗ相アーム１７，１７Ａ）は、正極導体７１と負極導体７２との間に、シャフト１６１からリアフレーム６８の径方向に放射状に配置される。そして、各アームにおける断面構造は、図６に示す断面構造と同じである。
【０１２７】
さらに、インバータ装置３０Ａにおいては、導体板９９，１０１、導体１５３およびシャント抵抗ＳＨＲ４は、電流センサー４０Ａを構成する。また、導体板１０３，１０４、導体１５６およびシャント抵抗ＳＨＲ５は、電流センサー４０Ａを構成する。さらに、導体板１０６，１０７、導体１５９およびシャント抵抗ＳＨＲ６は、電流センサー４０Ａを構成する。そして、電流センサー４０Ａにおける断面構造は、図７に示す断面構造と同じである。
【０１２８】
さらに、インバータ装置３０Ａにおいては、隣接する２つのアームは、ドライブ回路３２を構成するＩＣ１１１，１１２，１２１，１２２，１３１，１４１，１６１，１７１，１７２に対して相互に対称の位置に配置される。
【０１２９】
このように、インバータ装置３０Ａにおいては、２つのインバータ３１，３１Ａが１ヶ所に集められてモータＭ１のリアフレーム６８の端面に形成される。
【０１３０】
図１０は、２つのインバータを１ヶ所に集めたモータ駆動装置１００Ａを自動車に搭載した例を示す。図１０を参照して、エンジン３は、前輪１の近傍に配置される。インバータ装置３０ＡおよびモータＭ１から成る回転機／インバータ４は、エンジン３に接して配置される。回転機５は、後輪７の近傍に配置される。回転機／インバータ４は、交流電源線６によって回転機５と接続され、直流電源線８によって直流電源２と接続される。
【０１３１】
回転機／インバータ４は、直流電源２から直流電源線８を介して直流電圧を受ける。そして、回転機／インバータ４に含まれるインバータ装置３０Ａは、その受けた直流電圧を交流電圧に変換して回転機／インバータ４に含まれるモータＭ１を駆動し、または回転機５（モータＭ２）を駆動する。モータＭ１は、出力トルクを出力して前輪１を駆動し、回転機５は、出力トルクを出力して後輪７を駆動する。
【０１３２】
このように、１つの車両に２つの回転機を搭載する場合にも、２つの回転機を駆動する２つのインバータは、１つの回転機の端面に形成される。すなわち、図１０に示した例では、図８に示す領域ＲＥＧ１に含まれるインバータ装置３０ＡおよびモータＭ１が回転機／インバータ４として配置される。
【０１３３】
図１１は、領域ＲＥＧ２に含まれるインバータ装置３０ＡおよびモータＭ１，Ｍ２を１ヶ所に集めた場合の電気回路図を示す。２つのモータＭ１，Ｍ２も含めて１ヶ所に配置する例としては、２重ロータのモータの端面にインバータ装置３０Ａを配置する例がある。
【０１３４】
再び、図８を参照して、モータ駆動装置１００Ａにおける全体動作について説明する。全体の動作が開始されると、直流電源１０は、直流電圧を出力し、コンデンサ２０は、直流電源１０からの直流電圧を平滑化してインバータ装置３０Ａへ供給する。また、電圧センサー２１は、コンデンサ２０の両端の電圧、すなわち、インバータ装置３０Ａへの入力電圧Ｖｍを検出して制御装置５０Ａへ出力する。
【０１３５】
電流センサー４０は、モータ電流ＭＣＲＴ１を検出してドライブ回路３２Ａへ出力し、電流センサー４０Ａは、モータ電流ＭＣＲＴ２を検出してドライブ回路３２Ａへ出力する。ドライブ回路３２Ａは、モータ電流ＭＣＲＴ１，２を制御装置５０Ａへ出力する。制御装置５０Ａは、外部ＥＣＵからトルク指令値ＴＲ１，２を受け、電圧センサー２１から入力電圧Ｖｍを受け、ドライブ回路３２Ａからモータ電流ＭＣＲＴ１，２を受ける。そして、制御装置５０Ａは、トルク指令値ＴＲ１、入力電圧Ｖｍおよびモータ電流ＭＣＲＴ１に基づいて、上述した方法により信号ＰＷＭＩ１を生成してドライブ回路３２Ａへ出力する。また、制御装置５０Ａは、トルク指令値ＴＲ２、入力電圧Ｖｍおよびモータ電流ＭＣＲＴ２に基づいて、上述した方法により信号ＰＷＭＩ２を生成してドライブ回路３２Ａへ出力する。
【０１３６】
ドライブ回路３２Ａは、制御装置５０Ａからの信号ＰＷＭＩ１に応じて駆動信号ＤＲＶＩ１を生成してＩＧＢＴＱ３〜Ｑ８へ出力し、制御装置５０Ａからの信号ＰＷＭＩ２に応じて駆動信号ＤＲＶＩ２を生成してＩＧＢＴＱ９〜Ｑ１４へ出力する。そして、ＩＧＢＴＱ３〜Ｑ８は、駆動信号ＤＲＶＩ１によってオン／オフされ、インバータ３１は、コンデンサ２０から供給された直流電圧を交流電圧に変換してモータＭ１を駆動する。これにより、モータＭ１は、トルク指令値ＴＲ１によって指定されたトルクを出力する。また、ＩＧＢＴＱ３〜Ｑ８は、駆動信号ＤＲＶＩ１によってオン／オフされ、インバータ３１Ａは、コンデンサ２０から供給された直流電圧を交流電圧に変換してモータＭ２を駆動する。これにより、モータＭ２は、トルク指令値ＴＲ２によって指定されたトルクを出力する。
【０１３７】
また、モータ駆動装置１００Ａが搭載されたハイブリッド自動車または電気自動車の回生制動時、制御装置５０Ａは、外部ＥＣＵから信号ＲＧＥを受け、その受けた信号ＲＧＥに応じて、信号ＰＷＭＣ１，２を生成してドライブ回路３２Ａへ出力する。
【０１３８】
ドライブ回路３２Ａは、信号ＰＷＭＣ１に応じて駆動信号ＤＲＶＣ１を生成してＩＧＢＴＱ３〜Ｑ８へ出力し、信号ＰＷＭＣ２に応じて駆動信号ＤＲＶＣ２を生成してＩＧＢＴＱ９〜Ｑ１４へ出力する。
【０１３９】
そうすると、ＩＧＢＴＱ３〜Ｑ８は、駆動信号ＤＲＶＣ１によってオン／オフされ、インバータ３１は、モータＭ１が発電した交流電圧を直流電圧に変換して直流電源１０に供給する。また、ＩＧＢＴＱ９〜Ｑ１４は、駆動信号ＤＲＶＣ２によってオン／オフされ、インバータ３１Ａは、モータＭ２が発電した交流電圧を直流電圧に変換して直流電源１０に供給する。
【０１４０】
実施の形態２によれば、インバータ装置は、モータのリアフレームの端面にモータの回転軸から放射状に形成された６つのアームと、隣接する２つのアーム間に形成されたドライブ回路と、各々が各アームを構成する上アームと下アームとを接続する６つの導体板と、６つのアームの正極側を接続し、モータの回転方向に延伸する正極導体と、６つのアームの負極側を接続し、モータの回転方向に延伸する負極導体とを備えるので、モータを駆動するインバータ装置の各部品をモータの端面に設けても、配線を簡素化できる。
【０１４１】
上記においては、インバータのアーム数が３相および６相の場合について説明したが、この発明は、これに限らず、それ以上のアーム数を有するインバータ装置にも適用可能である。
【０１４２】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【図１】 実施の形態１におけるモータ駆動装置の概略ブロック図である。
【図２】 図１に示す制御装置の一部の機能を示す機能ブロック図である。
【図３】 インバータ一体型モータの断面図である。
【図４】 図３のＢ方向から見た斜視図である。
【図５】 図４のＣ方向から見た平面図である。
【図６】 図５のＡ−Ａ線における断面図である。
【図７】 図５のＢ−Ｂ線における断面図である。
【図８】 実施の形態２におけるモータ駆動装置の概略ブロック図である。
【図９】 図８に示すインバータ装置をモータのリアフレームの端面に形成した場合の平面図である。
【図１０】 ２つのインバータを１ヶ所に集めたモータ駆動装置を自動車に搭載した例を示す概略ブロック図である。
【図１１】 実施の形態２におけるモータ駆動装置の他の概略ブロック図である。
【図１２】 従来のモータ駆動装置の概略ブロック図である。
【図１３】 図１２に示すコンデンサおよびインバータをモータの端面に設けたインバータ一体型のモータ装置を示す概念図である。
【図１４】 図１３のＡ方向から見た平面図である。
【符号の説明】
１ 前輪、２，１０ 直流電源、３ エンジン、４ 回転機／インバータ、５回転機、６ 交流電源線、７ 後輪、８ 直流電源線、１１，３２０ 電源ライン、１２，３２１ アースライン、１５，１５Ａ，３１７ Ｕ相アーム、１６，１６Ａ，３１８ Ｖ相アーム、１７，１７Ａ，３１９ Ｗ相アーム、２０ コンデンサ、２１ 電圧センサー、３０，３０Ａ インバータ装置、３１，３１Ａ，３１０ インバータ、３２，３２Ａ ドライブ回路、４０，４０Ａ 電流センサー、４１ モータ制御用相電圧演算部、４２ インバータ用ＰＷＭ信号変換部、５０，５０Ａ 制御装置、６０ インバータ一体型モータ、６１ シャフト、６２ ロータ、６３ ステータ、６４，６５ ベアリング、６６ フロントフレーム、６７ フレーム、６８ リアフレーム、６８Ｕ，６８Ｖ，６８Ｗ，６８Ｕ１，６８Ｖ１，６８Ｗ１，６８Ｕ２，６８Ｖ２，６８Ｗ２ 孔、６９ 冷却水路、７０ 電気絶縁樹脂、７１ 正極導体、７１ａ 内周縁、７２ 負極導体、８０〜８８，９８，９９，１０１〜１０７ 導体板、８９〜９７，１５１〜１５９導体、９１Ａ，９１Ｃ 端子、９１Ｂ 本体、１００，１００Ａ，３００ モータ駆動装置、１１０，１２０，１３０，１４０，１６０，１７０ 基板、１１１，１１２，１２１，１２２，１３１，１４１，１６１，１７１，１７２ ＩＣ、３０１〜３０３ コンデンサ、３１１〜３１６ ＮＰＮトランジスタ、３３０モータ装置、３３２ ヒートシンク、３３３ コントローラ、３４０，３５０，３６１〜３６３，３７１〜３７３，３８１〜３８３ バスバー、Ｑ３〜Ｑ１４ＩＧＢＴ、Ｄ３〜Ｄ１４ ダイオード、ＳＨＲ１〜ＳＨＲ６ シャント抵抗、Ｍ１，Ｍ２ モータ。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an inverter device that is integrally attached to an end surface of a motor and an electric motor-integrated inverter device using the inverter device.
[0002]
[Prior art]
Recently, hybrid vehicles and electric vehicles have attracted a great deal of attention as environmentally friendly vehicles. Some hybrid vehicles have been put into practical use.
[0003]
This hybrid vehicle is a vehicle that uses a DC power source, an inverter, and a motor driven by the inverter as a power source in addition to a conventional engine. In other words, a power source is obtained by driving the engine, a DC voltage from a DC power source is converted into an AC voltage by an inverter, and a motor is rotated by the converted AC voltage to obtain a power source. An electric vehicle is a vehicle that uses a DC power source, an inverter, and a motor driven by the inverter as a power source.
[0004]
Such a hybrid vehicle or an electric vehicle is equipped with, for example, a motor driving device 300 as shown in FIG. 12 (Japanese Patent Laid-Open No. 5-292703). Referring to FIG. 12, motor drive device 300 includes a DC power supply B, capacitors 301 to 303, and an inverter 310.
[0005]
Capacitors 301 to 303 are connected in parallel between power supply line 320 and earth line 321.
[0006]
Inverter 310 includes a U-phase arm 317, a V-phase arm 318, and a W-phase arm 319. U-phase arm 317, V-phase arm 318, and W-phase arm 319 are connected in parallel between power supply line 320 and ground line 321.
[0007]
U-phase arm 317 includes NPN transistors 311 and 312 connected in series between power supply line 320 and earth line 321, and V-phase arm 318 is connected in series between power supply line 320 and earth line 321. The W-phase arm 319 includes NPN transistors 315 and 316 connected in series between the power supply line 320 and the earth line 321.
[0008]
The collectors of NPN transistors 311, 313 and 315 are connected to power supply line 320. The emitters of the NPN transistors 312, 314, and 316 are connected to the earth line 321. The emitters of NPN transistors 311, 313, and 315 are connected to the collectors of NPN transistors 312, 314, and 316, respectively.
[0009]
An intermediate point between NPN transistor 311 and NPN transistor 312, that is, an emitter of NPN transistor 311 and a collector of NPN transistor 312 is connected to one end of a U-phase coil of a motor (not shown). An intermediate point between NPN transistor 313 and NPN transistor 314, that is, an emitter of NPN transistor 313 and a collector of NPN transistor 314 is connected to one end of a V-phase coil of a motor (not shown). Furthermore, the intermediate point between NPN transistor 315 and NPN transistor 316, that is, the emitter of NPN transistor 315 and the collector of NPN transistor 316 are connected to one end of a W-phase coil of a motor (not shown).
[0010]
The DC power source B outputs a DC voltage.
Capacitors 301 to 303 smooth the DC voltage supplied from DC power supply B, and supply the smoothed DC voltage to inverter 310. In order to smooth the DC voltage from DC power supply B, three capacitors 301 to 303 are provided because, as will be described later, U-phase arm 317, V-phase arm 318 and W-phase of inverter 310 are provided. This is because the arm 319 is provided symmetrically with the rotation axis of the motor. The capacitor 301 supplies the smoothed DC voltage to the U-phase arm 317, the capacitor 302 supplies the smoothed DC voltage to the V-phase arm 318, and the capacitor 303 supplies the smoothed DC voltage to the W-phase. Supply to arm 319.
[0011]
The inverter 310 converts the DC voltage supplied through the capacitors 301 to 303 into an AC voltage by turning on / off the NPN transistors 311 to 316 based on a control signal from a control device (not shown). The converted AC voltage is supplied to the U phase, V phase and W phase of the motor to drive the motor.
[0012]
FIG. 13 is a conceptual diagram of an inverter-integrated motor device in which capacitors 301 to 303 and inverter 310 shown in FIG. 12 are provided on the end surface of the motor. Referring to FIG. 13, motor device 330 includes a motor 331, a heat sink 332, and a controller 333. The heat sink 332 is provided on one end surface of the motor 331 and cools the controller 333. The controller 333 is provided on the end surface of the heat sink 332 opposite to the side where the motor 331 is disposed. Controller 333 includes capacitors 301 to 303 and inverter 310 shown in FIG.
[0013]
FIG. 14 is a plan view of the controller 333 as viewed from the direction A in FIG. Referring to FIG. 14, controller 333 includes capacitors 301 to 303, NPN transistors 311 to 316, and bus bars 340, 350, 361 to 363, 371 to 373, and 381 to 383.
[0014]
U-phase arm 317, V-phase arm 318, and W-phase arm 319 are arranged so as to form an angle of 120 ° with respect to each other. Capacitors 301 to 303 are arranged so as to form an angle of 120 ° with each other. Capacitor 301 is arranged between U-phase arm 317 and V-phase arm 318, capacitor 302 is arranged between V-phase arm 318 and W-phase arm 319, and capacitor 303 is W-phase arm 319. And U-phase arm 317.
[0015]
The bus bar 340 has a Y shape having arms 341 to 343. The bus bar 340 is connected to the power supply line 320 through a positive feeding point 90 whose center coincides with the rotation axis of the motor 331. Arm 341 is connected to the collector of NPN transistor 311, arm 342 is connected to the collector of NPN transistor 313, and arm 343 is connected to the collector of NPN transistor 315.
[0016]
The bus bar 350 has a regular triangular plate portion and arms 351 to 353. Each of the arms 351 to 353 extends from the vicinity of the three apexes of the regular triangle. The bus bar 350 is connected to the earth line 321 through three minus feeding points 91. Arm 351 is connected to the emitter of NPN transistor 312, arm 352 is connected to the emitter of NPN transistor 314, and arm 353 is connected to the emitter of NPN transistor 316.
[0017]
Bus bar 361 has one end connected to positive feeding point 90 and the other end connected to one electrode of capacitor 301. Bus bar 371 has one end connected to negative feed point 91 and the other end connected to the other electrode of capacitor 301.
[0018]
Bus bar 362 has one end connected to positive feeding point 90 and the other end connected to one electrode of capacitor 302. Bus bar 372 has one end connected to negative feed point 91 and the other end connected to the other electrode of capacitor 302.
[0019]
Bus bar 363 has one end connected to positive feeding point 90 and the other end connected to one electrode of capacitor 303. Bus bar 373 has one end connected to negative feed point 91 and the other end connected to the other electrode of capacitor 303.
[0020]
Bus bar 381 is connected to an intermediate point between NPN transistor 311 and NPN transistor 312, and the other end is connected to the U phase of the motor. Bus bar 382 is connected to an intermediate point between NPN transistor 313 and NPN transistor 314, and has the other end connected to the V phase of the motor. Bus bar 383 is connected to an intermediate point between NPN transistor 315 and NPN transistor 316, and has the other end connected to the W phase of the motor.
[0021]
As described above, by connecting the capacitors 301 to 303, the NPN transistors 311 to 316, and the bus bars 340, 350, 361 to 363, 371 to 373, and 381 to 383, the controller 333 causes the DC voltage from the DC power source B to be supplied. The motor 331 is driven by converting to an AC voltage.
[0022]
[Patent Document 1]
JP-A-5-292703
[0023]
[Patent Document 2]
JP-A-11-225485
[0024]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional inverter-integrated motor device, the switching element constituting the inverter and the capacitor provided on the input side of the inverter are arranged symmetrically with respect to the rotating shaft of the motor, so that the switching element and the capacitor are connected. There was a problem that the wiring of this was complicated.
[0025]
Therefore, the present invention has been made to solve such a problem, and an object thereof is to provide an inverter device in which wiring is simplified.
[0026]
Another object of the present invention is to provide an electric motor-integrated inverter device using an inverter device with simplified wiring.
[0027]
[Means for Solving the Problems and Effects of the Invention]
According to this invention, the inverter device disposed on the end face of the multiphase motor includes a plurality of arms, a positive electrode conductor, a negative electrode conductor, and a plurality of output conductors. Each of the plurality of arms has an upper arm and a lower arm extending in the radial direction from the rotation shaft of the multiphase motor. The positive electrode conductor connects the positive electrode sides of the plurality of upper arms included in the plurality of arms, and extends in the rotation direction of the rotor included in the multiphase electric motor. The negative electrode conductor connects the negative electrode sides of the plurality of lower arms included in the plurality of arms, and extends in the rotation direction of the rotor. The output conductor is disposed between the positive electrode conductor and the negative electrode conductor so as to correspond to the plurality of arms, and is electrically at the same potential as the midpoint between the upper arm and the lower arm.
[0028]
Preferably, the negative electrode conductor is disposed closer to the rotating shaft side of the multiphase motor than the positive electrode conductor.
[0029]
Preferably, each of the plurality of arms further includes first and second flywheel diodes corresponding to the upper arm and the lower arm, respectively. The first and second flywheel diodes extend in the radial direction.
[0030]
Preferably, the inverter device further includes a drive circuit. The drive circuit drives and controls the upper arm and the lower arm. The drive circuit is disposed between two adjacent arms of the plurality of arms.
[0031]
Preferably, each of the plurality of lower arms is disposed on the output conductor.
Preferably, the inverter device further includes a plurality of shunt resistors and a plurality of shunt resistor conductors. The plurality of shunt resistors are provided corresponding to the plurality of arms, and one end of each is connected to the output conductor. The plurality of shunt resistor conductors are provided corresponding to the plurality of arms, and each connects the other end of the shunt resistor to each phase of the motor, bypassing the positive electrode conductor.
[0032]
Preferably, two adjacent arms of the plurality of arms and two shunt resistance conductors corresponding to the two arms are arranged in line symmetry with respect to the drive circuit.
[0033]
According to the invention, the motor-integrated inverter device includes a multiphase motor and the inverter device. The inverter device is disposed on the end face of the multiphase motor. The inverter device includes a plurality of arms, a positive electrode conductor, a negative electrode conductor, and a plurality of output conductors. Each of the plurality of arms has an upper arm and a lower arm extending in the radial direction from the rotation shaft of the multiphase motor. The positive electrode conductor connects the positive electrode sides of the plurality of upper arms included in the plurality of arms, and extends in the rotation direction of the rotor included in the multiphase electric motor. The negative electrode conductor connects the negative electrode sides of the plurality of lower arms included in the plurality of arms, and extends in the rotation direction of the rotor. The plurality of output conductors are disposed between the positive electrode conductor and the negative electrode conductor so as to correspond to the plurality of arms, and include a plurality of output conductors that are electrically at the same potential as the midpoint of the upper arm and the lower arm.
[0034]
In the present invention, the positive electrode conductor and the negative electrode conductor are concentrically arranged on the rotating shaft of the motor. A number of arms corresponding to the number of phases of the motor are radially arranged between the positive electrode conductor and the negative electrode conductor about the rotation axis. Further, the positive electrode conductor and the negative electrode conductor extend in the rotation direction of the motor.
[0035]
Therefore, according to this invention, even if an inverter apparatus is provided in the end surface of a motor, the wiring of an inverter apparatus can be simplified.
[0036]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the drawings, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals and description thereof will not be repeated.
[0037]
[Embodiment 1]
Referring to FIG. 1, motor drive device 100 including an inverter device according to Embodiment 1 of the present invention includes DC power supply 10, capacitor 20, voltage sensor 21, inverter device 30, and control device 50. .
[0038]
The motor M1 is a drive motor for generating torque for driving drive wheels of a hybrid vehicle or an electric vehicle. Alternatively, this motor has the function of a generator driven by an engine, and operates as an electric motor for the engine, for example, can be incorporated into a hybrid vehicle so that the engine can be started. Also good.
[0039]
Capacitor 20 is connected between power supply line 11 and earth line 12. Inverter device 30 includes an inverter 31, a drive circuit 32, and a current sensor 40.
[0040]
Inverter 31 includes U-phase arm 15, V-phase arm 16, and W-phase arm 17. U-phase arm 15, V-phase arm 16, and W-phase arm 17 are provided in parallel between power supply line 11 and earth line 12.
[0041]
The U-phase arm 15 is made up of IGBTs (Insulated Gate Bipolar Transistors) Q3 and Q4 connected in series, the V-phase arm 16 is made up of IGBTs Q5 and Q6 connected in series, and the W-phase arm 17 is made up of IGBTQ7, Consists of Q8. Further, diodes D3 to D8 that flow current from the emitter side to the collector side are connected between the emitters and collectors of the IGBTs Q3 to Q8, respectively.
[0042]
An intermediate point of each phase arm is connected to each phase end of each phase coil of motor M1. That is, the motor M1 is a three-phase permanent magnet motor, and is configured such that one end of three U, V, and W phase coils is commonly connected to the middle point, and the other end of the U phase coil is intermediate between the IGBTs Q3 and Q4. At the point, the other end of the V-phase coil is connected to an intermediate point between the IGBTs Q5 and Q6, and the other end of the W-phase coil is connected to an intermediate point between the IGBTs Q7 and Q8.
[0043]
The DC power source 10 is composed of a secondary battery such as nickel metal hydride or lithium ion. Capacitor 20 smoothes the DC voltage supplied from DC power supply 10 and supplies the smoothed DC voltage to inverter 31. The voltage sensor 21 detects the voltage across the capacitor 20, that is, the input voltage Vm to the inverter 31, and outputs the detected input voltage Vm to the control device 50.
[0044]
When the DC voltage is supplied from the capacitor 20, the inverter 31 converts the DC voltage into an AC voltage based on the drive signal DRVI from the drive circuit 32 and drives the motor M1. Thereby, the motor M1 is driven so as to generate the torque specified by the torque command value TR. Further, the inverter 31 converts the AC voltage generated by the motor M1 into a DC voltage based on the drive signal DRVC from the drive circuit 32 during regenerative braking of the hybrid vehicle or electric vehicle on which the motor drive device 100 is mounted, The converted DC voltage is supplied to the DC power supply 10 via the capacitor 20. Note that regenerative braking here refers to braking with regenerative power generation when the driver driving a hybrid vehicle or electric vehicle performs foot braking, or turning off the accelerator pedal while driving, although the foot brake is not operated. This includes decelerating the vehicle (or stopping acceleration) while generating regenerative power.
[0045]
Drive circuit 32 receives motor current MCRT from current sensor 40 and outputs the received motor current MCRT to control device 50. Drive circuit 32 generates drive signal DRVI in accordance with signal PWMI from control device 50, and outputs the generated drive signal DRVI to IGBTs Q3 to Q8. Further, drive circuit 32 generates drive signal DRVC in accordance with signal PWMC from control device 50, and outputs the generated drive signal DRVC to IGBTs Q3 to Q8.
[0046]
Current sensor 40 detects motor current MCRT flowing through motor M 1, and outputs the detected motor current MCRT to drive circuit 32.
[0047]
The control device 50 is a method to be described later based on a torque command value TR input from an externally provided ECU (Electrical Control Unit), an input voltage Vm from the voltage sensor 21, and a motor current MCRT from the drive circuit 32. Thus, a signal PWMI for driving the inverter 31 is generated, and the generated signal PWMI is output to the drive circuit 32.
[0048]
The signal PWMI is a signal for driving the inverter 31 so that the motor M1 outputs the torque specified by the torque command value TR.
[0049]
Further, when receiving a signal RGE indicating that the hybrid vehicle or the electric vehicle has entered the regenerative braking mode from the external ECU, the control device 50 generates a signal PWMC for converting the AC voltage generated by the motor M1 into a DC voltage. Generate and output to the drive circuit 32. In this case, the IGBTs Q3 to Q8 of the inverter 31 are subjected to switching control by the drive signal DRVC generated by the drive circuit 32 according to the signal PWMC. Thus, the inverter 31 converts the AC voltage generated by the motor M1 into a DC voltage and supplies it to the DC power supply 10.
[0050]
FIG. 2 is a functional block diagram illustrating a function of generating the signal PWMI among the functions of the control device 50. Referring to FIG. 2, control device 50 includes a motor control phase voltage calculation unit 41 and an inverter PWM signal conversion unit 42.
[0051]
The motor control phase voltage calculation unit 41 receives an input voltage Vm to the inverter 31 from the voltage sensor 21, receives a motor current MCRT flowing in each phase of the motor M1 from the drive circuit 32, and receives a torque command value TR (accelerator pedal in the vehicle). (In a hybrid vehicle, the torque command to be given to the motor is calculated while taking into account the engine operating state). Then, the motor control phase voltage calculation unit 41 calculates the voltage to be applied to the coils of each phase of the motor M1 based on these input signals, and the calculated result to the inverter PWM signal conversion unit 42. Supply.
[0052]
Based on the calculation result received from the motor control phase voltage calculation unit 41, the inverter PWM signal conversion unit 42 generates a signal PWMI that actually turns on / off each of the IGBTs Q3 to Q8 of the inverter 31, and the generated signal PWMI is output to the drive circuit 32. Drive circuit 32 generates drive signal DRVI in accordance with signal PWMI and outputs it to each of IGBTs Q3 to Q8 of inverter 31.
[0053]
Thereby, each IGBTQ3-Q8 is switching-controlled, and controls the electric current sent through each phase of the motor M1 so that the motor M1 may output the commanded torque. In this way, the motor drive current is controlled, and a motor torque corresponding to the torque command value TR is output.
[0054]
FIG. 3 is a sectional view of an inverter-integrated motor including the inverter device 30 according to the present invention. Referring to FIG. 3, inverter-integrated motor 60 includes shaft 61, rotor 62, stator 63, bearings 64 and 65, front frame 66, frame 67, rear frame 68, and inverter device 30. including.
[0055]
The shaft 61, the rotor 62, and the stator 63 are disposed in a region surrounded by the front frame 66, the frame 67, and the rear frame 68. The bearing 64 is attached to the front frame 66, and the bearing 65 is attached to the rear frame 68. The shaft 61 is received by bearings 64 and 65. The stator 63 is disposed outside the rotor 62 and is fixed to the frame 67. The rotor 62 is fixed to the shaft 61. The rotor 62 rotates inside the stator 63 as the shaft 61 rotates. The inverter device 30 is disposed on the surface 68a of the rear frame 68 opposite to the front frame 66. The rear frame 68 includes a cooling water channel 69. Then, the rear frame 68 cools the inverter device 30 when the cooling water flows into the cooling water channel 69.
[0056]
FIG. 4 is a perspective view of the rear frame 68 and the inverter device 30 as viewed from the direction B of FIG. The inverter device 30 includes IGBTs Q3 to Q8, diodes D3 to D8, shunt resistors SHR1 to SHR3, a positive conductor 71, a negative conductor 72, conductor plates 80 to 88, conductors 89 to 97, and substrates 110 and 120. , 130, 140, and IC (Integrated Circuit) 111, 112, 121, 122, 131, 141.
[0057]
The rear frame 68 has a circular shape, and the surface 68 a is covered with an electrically insulating resin 70. The positive conductor 71 and the negative conductor 72 are formed on the electrically insulating resin 70. The positive electrode conductor 71 is a thin sheet-like conductor having a width W1 in the radial direction of the rear frame 68, and is formed concentrically with the shaft 61 of the motor M1. The negative electrode conductor 72 is a rod-shaped conductor, and is formed concentrically with the shaft 61 of the motor M1. The negative electrode conductor 72 is arranged on the inner peripheral side by a distance L1 from the inner peripheral edge 71a of the positive electrode conductor 71. Therefore, the electrically insulating resin 70 is the outermost surface between the positive electrode conductor 71 and the negative electrode conductor 72.
[0058]
Conductor plates 80, 83, 86 and substrates 130, 140 are arranged on positive conductor 71. In addition, the conductor plates 81, 82, 84, 85, 87, 88 are disposed on the electrical insulating resin 70 between the positive conductor 71 and the negative conductor 72. Further, the substrates 110 and 120 are disposed on a part of the electrically insulating resin 70 and the positive conductor 71.
[0059]
IGBTQ3 and diode D3 are arranged on conductive plate 80. The collector of IGBT Q3 and the negative electrode of diode D3 are connected to conductor plate 80. IGBTQ4 and diode D4 are arranged on conductor plate 81. The collector of IGBT Q4 and the negative electrode of diode D4 are connected to conductor plate 81. Conductor 89 connects the emitter of IGBT Q3, the positive electrode of diode Q3, and conductor plate 81 to each other. Conductor 90 connects the emitter of IGBT Q4, the positive electrode of diode D4, and negative electrode conductor 72 to each other.
[0060]
The shunt resistor SHR1 has one end disposed on the conductor plate 81 and the other end disposed on the conductor plate 82. The conductor 91 has one end connected to the conductor plate 82 and the other end connected to the U phase of the motor M1 through the hole 68U.
[0061]
IGBTQ5 and diode D5 are arranged on conductive plate 83. The collector of IGBT Q5 and the negative electrode of diode D5 are connected to conductor plate 83. IGBT Q6 and diode D6 are arranged on conductive plate 84. The collector of IGBT Q6 and the negative electrode of diode D6 are connected to conductor plate 84. Conductor 92 connects the emitter of IGBT Q5, the positive electrode of diode Q5, and conductor plate 84 to each other. Conductor 93 connects the emitter of IGBT Q6, the positive electrode of diode D6, and negative electrode conductor 72 to each other.
[0062]
The shunt resistor SHR2 has one end disposed on the conductor plate 84 and the other end disposed on the conductor plate 85. The conductor 94 has one end connected to the conductor plate 85 and the other end connected to the V phase of the motor M1 through the hole 68V.
[0063]
IGBTQ7 and diode D7 are arranged on conductive plate 86. The collector of IGBT Q7 and the negative electrode of diode D7 are connected to conductor plate 86. IGBTQ8 and diode D8 are arranged on conductive plate 87. The collector of IGBT Q8 and the negative electrode of diode D8 are connected to conductor plate 87. The conductor 95 connects the emitter of the IGBT Q7, the positive electrode of the diode D7, and the conductor plate 87 to each other. The conductor 96 connects the emitter of the IGBT Q8, the positive electrode of the diode D8, and the negative electrode conductor 72 to each other.
[0064]
The shunt resistor SHR3 has one end disposed on the conductor plate 87 and the other end disposed on the conductor plate 88. The conductor 97 has one end connected to the conductor plate 88 and the other end connected to the W phase of the motor M1 through the hole 68W.
[0065]
The substrate 110 is disposed between the conductor plate 80 and the conductor plate 83. The ICs 111 and 112 are disposed on the substrate 110. IC 111 is connected to IGBTs Q3 and Q5. Then, the IC 111 generates the drive signal DRVI according to the signal PWMI from the control device 50 and drives the IGBTs Q3 and Q5, and generates the drive signal DRVC according to the signal PWMC from the control device 50 and generates the IGBTs Q3 and Q5. To drive. IC 112 is connected to IGBTs Q4 and Q6. Then, the IC 112 generates the drive signal DRVI according to the signal PWMI from the control device 50 and drives the IGBTs Q4 and Q6, and generates the drive signal DRVC according to the signal PWMC from the control device 50 and generates the IGBTs Q4 and Q6. To drive.
[0066]
The substrate 130 is disposed in the vicinity of the conductor 91. The IC 131 is disposed on the substrate 130. The IC 131 is connected to the conductor plate 81 and the conductor plate 82. Therefore, the IC 131 detects the voltage between the conductor plate 81 and the conductor plate 82, and detects the current flowing through the shunt resistor SHR1, that is, the motor current MCRT flowing through the U phase of the motor M1. Then, the IC 131 outputs the detected motor current MCRT to the control device 50.
[0067]
The substrate 120 is disposed in the vicinity of the conductor plate 86 and the conductor plate 87. The ICs 121 and 122 are disposed on the substrate 120. IC 121 is connected to IGBT Q7. Then, the IC 121 generates the drive signal DRVI according to the signal PWMI from the control device 50 to drive the IGBT Q7, and generates the drive signal DRVC according to the signal PWMC from the control device 50 to drive the IGBT Q7. IC 122 is connected to IGBT Q8. IC 122 generates drive signal DRVI in accordance with signal PWMI from control device 50 to drive IGBT Q8, and generates drive signal DRVC in response to signal PWMC from control device 50 to drive IGBT Q8.
[0068]
The substrate 140 is disposed between the conductor 94 and the conductor 97. The IC 141 is disposed on the substrate 140. The IC 141 is connected to the conductor plate 84 and the conductor plate 85. The IC 141 is connected to the conductor plate 87 and the conductor plate 88. Therefore, the IC 141 detects the voltage between the conductor plate 84 and the conductor plate 85, and detects the current flowing through the shunt resistor SHR2, that is, the motor current MCRT flowing through the V phase of the motor M1. Further, the IC 141 detects a voltage between the conductor plate 87 and the conductor plate 88, and detects a current flowing through the shunt resistor SHR3, that is, a motor current MCRT flowing through the W phase of the motor M1. Then, the IC 141 outputs the detected motor current MCRT to the control device 50.
[0069]
The positive conductor 71 constitutes the power supply line 11, and the negative conductor 72 constitutes the earth line 12.
[0070]
IGBTs Q 3 and Q 4, diodes D 3 and D 4, conductor plates 80 and 81, and conductors 89 and 90 constitute U-phase arm 15 of inverter 31. IGBTs Q5 and Q6, diodes D5 and D6, conductor plates 83 and 84, and conductors 92 and 93 constitute V-phase arm 16 of inverter 31. Further, IGBTs Q 7 and Q 8, diodes D 7 and D 8, conductor plates 86 and 87, and conductors 95 and 96 constitute W-phase arm 17 of inverter 31.
[0071]
Further, the shunt resistor SHR1, the conductor plates 81 and 82 and the conductor 91 constitute the current sensor 40, and the shunt resistor SHR2, the conductor plates 84 and 85 and the conductor 94 constitute the current sensor 40, and the shunt resistor SHR3 and the conductor plate. 87 and 88 and the conductor 97 constitute the current sensor 40.
[0072]
Further, the ICs 111, 112, 121, 122, 131, 141 constitute a drive circuit 32.
[0073]
Thus, in this invention, each component which comprises the inverter apparatus 30 is arrange | positioned on the surface 68a of the rear frame 68. FIG.
[0074]
FIG. 5 is a plan view of the inverter device 30 as viewed from the direction C in FIG. Referring to FIG. 5, IGBTs Q <b> 3 and Q <b> 4, diodes D <b> 3 and D <b> 4, conductor plates 80 and 81, and conductors 89 and 90 configuring U-phase arm 15 are arranged in the radial direction from shaft 61 to rear frame 68. The shunt resistor SHR1, the conductor plates 81 and 82, and the conductor 91 that constitute the current sensor 40 are arranged in the radial direction from the shaft 61 to the rear frame 68.
[0075]
IGBTs Q5 and Q6, diodes D5 and D6, conductor plates 83 and 84, and conductors 92 and 93 constituting the V-phase arm 16 are arranged in the radial direction of the rear frame 68 from the shaft 61. The shunt resistor SHR2, the conductor plates 84 and 85, and the conductor 94 that constitute the current sensor 40 are arranged in the radial direction from the shaft 61 to the rear frame 68.
[0076]
IGBTs Q7 and Q8, diodes D7 and D8, conductor plates 86 and 87, and conductors 95 and 96 constituting the W-phase arm 17 are arranged in the radial direction of the rear frame 68 from the shaft 61. The shunt resistor SHR3, the conductor plates 87 and 88, and the conductor 97 constituting the current sensor 40 are arranged in the radial direction from the shaft 61 to the rear frame 68.
[0077]
Thus, the three U-phase arms 15, V-phase arms 16, and W-phase arms 17 constituting the inverter 31 are arranged radially from the shaft 61 in the radial direction of the rear frame 68.
[0078]
The IGBTs Q3 and Q4, the diodes D3 and D4, the conductor plates 80 and 81, and the conductors 89 and 90 that constitute the U-phase arm 15 are connected to the IGBTs Q5 and 5 that constitute the V-phase arm 16 with respect to the ICs 111 and 112 that constitute the drive circuit 32. Q6, diodes D5 and D6, conductor plates 83 and 84, and conductors 92 and 93 are arranged at symmetrical positions. The shunt resistor SHR1, the conductor plates 81 and 82, and the conductor 91 that constitute the current sensor 40 are connected to the ICs 111 and 112 that constitute the drive circuit 32 by the shunt resistor SHR2, the conductor plates 84 and 85, and the conductor that constitute the current sensor 40. 94 is arranged at a symmetrical position.
[0079]
Further, the IGBTs Q5 and Q6, the diodes D5 and D6, the conductor plates 83 and 84, and the conductors 92 and 93 that constitute the V-phase arm 16 are connected to the IGBTs Q7 and 7 that constitute the W-phase arm 17 with respect to the IC 141 that constitutes the drive circuit 32. Q8, diodes D7 and D8, conductor plates 86 and 87, and conductors 95 and 96 are arranged at symmetrical positions. The shunt resistor SHR2, the conductor plates 84 and 85, and the conductor 94 that constitute the current sensor 40 are connected to the IC 141 that constitutes the drive circuit 32 with the shunt resistor SHR3, the conductor plates 87 and 88, and the conductor 97 that constitute the current sensor 40. Arranged at symmetrical positions.
[0080]
Thus, in the present invention, the components constituting each phase arm of inverter 31 are arranged at symmetrical positions with respect to drive circuit 32 that drives each phase arm.
[0081]
By combining each phase arm of the inverter 31 radially from the shaft 61 and arranging each phase arm in a symmetrical position with respect to the drive circuit 32, an inverter device is provided on a small end face of the rear frame 68. All 30 parts can be arranged electrically well, and the cooling effect of each part can be enhanced.
[0082]
6 shows a cross-sectional view taken along line AA of FIG. Referring to FIG. 6, an electrically insulating resin 70 is formed entirely on the surface 68 a of the rear frame 68. A positive conductor 71, a conductor plate 81, and a negative conductor 72 are formed on the electrical insulating resin 70. The positive conductor 71 is formed on the outermost periphery of the rear frame 68, the conductor plate 81 is formed on the inner peripheral side of the positive conductor 71, and the negative conductor 72 is formed on the innermost periphery.
[0083]
The conductor plate 80 is formed on the positive conductor 71. IGBTQ3 and diode D3 are formed on conductor plate 80. More specifically, the negative electrode of the diode D3 is connected to the conductor plate 80 by solder. Moreover, IGBTQ3 has a collector connected to the conductor plate 80 by solder.
[0084]
IGBTQ4 and diode D4 are formed on conductive plate 81. More specifically, the diode D4 has a negative electrode connected to the conductor plate 81 by solder. Moreover, IGBTQ4 has a collector connected to the conductor plate 81 by solder.
[0085]
Conductor 89 is connected to the positive electrode of diode D3 and the emitter of IGBT Q3. The conductor 89 is further connected to the conductor plate 81. Thereby, IGBTQ3 and diode D3 are connected in parallel between conductor plate 80 and conductor plate 81, and diode D3 is connected so that a current flows from the emitter side to the collector side of IGBTQ3.
[0086]
Conductor 90 is connected to the positive electrode of diode D4 and the emitter of IGBT Q4. The conductor 90 is further connected to the negative electrode conductor 72. Thereby, IGBTQ4 and diode D4 are connected in parallel between negative electrode conductor 72 and conductor plate 81, and diode D4 is connected so that a current flows from the emitter side to the collector side of IGBTQ4.
[0087]
Since the emitter of IGBTQ3 is connected to the collector of IGBTQ4 via conductor 89 and conductor plate 81, conductor plate 81 constitutes an intermediate point connecting the emitter of IGBTQ3 to the collector of IGBTQ4. That is, the conductor plate 81 is connected to the U phase of the motor M1. IGBTs Q3 and Q4 are connected in series between positive electrode conductor 71 and negative electrode conductor 72 by conductor plate 81 and conductors 89 and 90.
[0088]
IGBTs Q5, Q6 constituting the V-phase arm 16, diodes D5, D6, conductor plates 83, 84 and conductors 92, 93, and IGBTs Q7, Q8, diodes D7, D8, conductor plates 86, 87 constituting the W-phase arm 17 and The cross-sectional structure of the conductors 95 and 96 is the same as that shown in FIG. In this case, in V-phase arm 16, conductive plate 84 forms an intermediate point connecting the emitter of IGBT Q5 to the collector of IGBT Q6, and is connected to the V-phase of motor M1. In W-phase arm 17, conductor plate 87 forms an intermediate point connecting the emitter of IGBT Q7 to the collector of IGBT Q8, and is connected to the W-phase of motor M1.
[0089]
The conductor plates 81, 84, 87 constitute an “output conductor”.
FIG. 7 is a sectional view taken along line BB in FIG. Referring to FIG. 7, an electrically insulating resin 70 is formed entirely on the surface 68 a of the rear frame 68. Then, conductor plates 81 and 82 are formed on the electrically insulating resin 70. Shunt resistor SHR <b> 1 has one end formed on conductor plate 81 and the other end formed on conductor plate 82. The conductor 91 includes terminals 91A and 91C and a main body 91B. The terminal 91 </ b> A has an L shape and is formed on the conductor plate 82. The main body 91B has one end fixed to the terminal 91A and the other end fixed to the terminal 91C. The terminal 91C penetrates through the electrical insulating resin 70 and is connected to the U-phase terminal of the motor M1.
[0090]
The cross-sectional structure of the shunt resistor SHR2, the conductor plates 84 and 85 and the conductor 94 constituting the current sensor 40 and the shunt resistor SHR3, the conductor plates 87 and 88 and the conductor 97 constituting the current sensor 40 are shown in FIG. It is the same as the sectional structure shown.
[0091]
With reference to FIG. 1 again, the overall operation of the motor driving apparatus 100 will be described. When the entire operation is started, the DC power supply 10 outputs a DC voltage, and the capacitor 20 smoothes the DC voltage from the DC power supply 10 and supplies it to the inverter device 30. Further, the voltage sensor 21 detects the voltage across the capacitor 20, that is, the input voltage Vm to the inverter device 30 and outputs the detected voltage to the control device 50.
[0092]
Current sensor 40 detects motor current MCRT and outputs it to drive circuit 32, and drive circuit 32 outputs motor current MCRT to control device 50. Control device 50 receives torque command value TR from the external ECU, receives input voltage Vm from voltage sensor 21, and receives motor current MCRT from drive circuit 32. Then, control device 50 generates signal PWMI by the method described above based on torque command value TR, input voltage Vm, and motor current MCRT, and outputs the signal PWMI to drive circuit 32.
[0093]
Drive circuit 32 generates drive signal DRVI in accordance with signal PWMI from control device 50, and outputs it to IGBTs Q3 to Q8. The IGBTs Q3 to Q8 are turned on / off by the drive signal DRVI, and the inverter 31 converts the DC voltage supplied from the capacitor 20 into an AC voltage to drive the motor M1. Thereby, the motor M1 outputs the torque designated by the torque command value TR.
[0094]
Further, at the time of regenerative braking of a hybrid vehicle or electric vehicle on which motor drive device 100 is mounted, control device 50 receives signal RGE from an external ECU, generates signal PWMC in accordance with received signal RGE, and generates a drive circuit. To 32.
[0095]
Drive circuit 32 generates drive signal DRVC in accordance with signal PWMC and outputs it to IGBTs Q3 to Q8.
[0096]
Then, IGBTs Q <b> 3 to Q <b> 8 are turned on / off by the drive signal DRVC, and the inverter 31 converts the AC voltage generated by the motor M <b> 1 into a DC voltage and supplies it to the DC power supply 10.
[0097]
In the above description, the IGBTs Q3, Q5, Q7 and the diodes D3, D5, D7 have been described as being disposed on the positive conductor 71 via the conductor plates 80, 83, 86. However, in the present invention, the IGBTQ3, Q5 and Q7 and diodes D3, D5 and D7 may be arranged directly on positive electrode conductor 71.
[0098]
In addition, although it has been described that the inverter 31 is configured by an IGBT, in the present invention, the present invention is not limited thereto, and the inverter 31 may be configured by a switching element such as an NPN transistor and a MOS transistor.
[0099]
According to the first embodiment, the inverter device includes three arms formed radially on the end surface of the rear frame of the motor from the rotation shaft of the motor, and a drive circuit formed between the two adjacent arms. The three conductor plates that connect the upper arm and the lower arm constituting each arm, the positive side of the three arms are connected, the positive conductor that extends in the rotation direction of the motor, and the negative side of the three arms are connected Since the negative electrode conductor extending in the rotation direction of the motor is provided, the wiring can be simplified even if each component of the inverter device for driving the motor is provided on the end surface of the motor.
[0100]
[Embodiment 2]
Referring to FIG. 8, motor drive device 100A including the inverter device according to the second embodiment includes DC power supply 10, capacitor 20, voltage sensor 21, inverter device 30A, and control device 50A. The DC power source 10, the capacitor 20, and the voltage sensor 21 are as described in the first embodiment.
[0101]
Inverter device 30A includes inverters 31 and 31A, a drive circuit 32A, and voltage sensors 40 and 40A.
[0102]
The inverter 31 is as described in the first embodiment. Inverter 31A includes U-phase arm 15A, V-phase arm 16A, and W-phase arm 17A. U-phase arm 15 </ b> A, V-phase arm 16 </ b> A, and W-phase arm 17 </ b> A are provided in parallel between power supply line 11 and earth line 12.
[0103]
U-phase arm 15A consists of IGBTs Q9 and Q10 connected in series, V-phase arm 16A consists of IGBTs Q11 and Q12 connected in series, and W-phase arm 17 consists of IGBTs Q13 and Q14 connected in series. Further, diodes D9 to D14 that flow current from the emitter side to the collector side are connected between the emitters and collectors of the IGBTs Q9 to Q14, respectively.
[0104]
An intermediate point of each phase arm is connected to each phase end of each phase coil of motor M2. That is, the motor M2 is a three-phase permanent magnet motor, and is configured such that one end of three U, V, and W phase coils is commonly connected to the middle point, and the other end of the U phase coil is intermediate between the IGBTs Q9 and Q10. At the point, the other end of the V-phase coil is connected to an intermediate point between the IGBTs Q11 and Q12, and the other end of the W-phase coil is connected to an intermediate point between the IGBTs Q13 and Q14.
[0105]
Drive circuit 32A receives motor current MCRT1 from current sensor 40 and motor current MCRT2 from current sensor 40A, and outputs received motor currents MCRT1 and MCRT2 to control device 50A. Drive circuit 32A generates drive signal DRVI1 in accordance with signal PWMI1 from control device 50A, and outputs the generated drive signal DRVI1 to IGBTs Q3 to Q8. Further, drive circuit 32A generates drive signal DRVI2 in accordance with signal PWMI2 from control device 50A, and outputs the generated drive signal DRVI2 to IGBTs Q9 to Q14.
[0106]
Further, drive circuit 32A generates drive signal DRVC1 in accordance with signal PWMC1 from control device 50A, and outputs the generated drive signal DRVC1 to IGBTs Q3 to Q8. Further, drive circuit 32A generates drive signal DRVC2 in accordance with signal PWMC2 from control device 50A, and outputs the generated drive signal DRVC2 to IGBTs Q9 to Q14.
[0107]
Current sensor 40 detects motor current MCRT1 flowing through motor M1, and outputs the detected motor current MCRT1 to drive circuit 32A. Current sensor 40A detects motor current MCRT2 flowing through motor M2, and outputs the detected motor current MCRT2 to drive circuit 32A.
[0108]
Based on torque command value TR1 input from the external ECU, input voltage Vm from voltage sensor 21, and motor current MCRT1 from drive circuit 32A, control device 50A is a signal for driving inverter 31 by the method described above. PWMI1 is generated, and the generated signal PWMI1 is output to the drive circuit 32A. Control device 50A drives inverter 31A by the method described above based on torque command value TR2 input from the external ECU, input voltage Vm from voltage sensor 21, and motor current MCRT2 from drive circuit 32A. The signal PWMI2 is generated, and the generated signal PWMI2 is output to the drive circuit 32A.
[0109]
The signal PWMI1 is a signal for driving the inverter 31 so that the motor M1 outputs the torque specified by the torque command value TR1. The signal PWMI2 is a signal for driving the inverter 31A so that the motor M2 outputs the torque designated by the torque command value TR2.
[0110]
When control device 50A receives signal RGE from the external ECU indicating that the hybrid vehicle or the electric vehicle has entered the regenerative braking mode, control device 50A converts the AC voltage generated by motor M1 (or M2) into a DC voltage. The signal PWMC1 (or PWMC2) is generated and output to the drive circuit 32A. In this case, the IGBTs Q3 to Q8 (or Q9 to Q14) of the inverter 31 (or 31A) are subjected to switching control by the drive signal DRVC1 (or DRVC2) generated by the drive circuit 32A according to the signal PWMC1 (or PWMC2). As a result, the inverter 31 converts the AC voltage generated by the motor M1 into a DC voltage and supplies it to the DC power supply 10, and the inverter 31A converts the AC voltage generated by the motor M2 into a DC voltage and converts it into a DC power supply. 10 is supplied.
[0111]
FIG. 9 is a plan view when the inverter device 30A shown in FIG. 8 is formed on the end face of the rear frame 68 of the motor M1. Referring to FIG. 9, inverter device 30A includes IGBTs Q3 to Q14, diodes D3 to D14, shunt resistors SHR1 to SHR6, positive electrode conductor 71, negative electrode conductor 72, and conductor plates 80 to 88, 98, 99, 101-107, conductors 89-97, 151-159, substrates 110, 120, 130, 140, 160, 170, and ICs 111, 112, 121, 122, 131, 141, 161, 171, 172 are included.
[0112]
About positive electrode conductor 71, negative electrode conductor 72, IGBTQ3-Q8, diodes D3-D8, shunt resistors SHR1-SHR3, conductor plates 80-88, conductors 89-97, substrates 110, 120, 130, 140, and ICs 111, 112, 141 These are as described in the first embodiment. In inverter device 30A, conductor 91 has the other end connected to the U-phase terminal of motor M1 through hole 68U1, and conductor 94 has the other end connected to the V-phase terminal of motor M1 through hole 68V1. The other end of the conductor 97 is connected to the W-phase terminal of the motor M1 through the hole 68W1.
[0113]
Conductor plates 98, 102, and 105 are disposed on positive electrode conductor 71. The conductor plates 99, 101, 103, 104, 106, 107 are disposed between the positive conductor 71 and the negative conductor 72.
[0114]
IGBT Q9 and diode D9 are arranged on conductive plate 98. More specifically, the collector of IGBT Q9 and the negative electrode of diode D9 are connected to conductor plate 98 by solder. IGBTQ10 and diode D10 are arranged on conductive plate 99. More specifically, the collector of IGBT Q10 and the negative electrode of diode D10 are connected to conductor plate 99 by solder. The conductor 151 connects the positive electrode of the diode D9, the emitter of the IGBT Q9, and the conductor plate 99 to each other. The conductor 152 connects the positive electrode of the diode 10, the emitter of the IGBT Q10, and the negative electrode 72 to each other.
[0115]
Shunt resistor SHR4 has one end formed on conductive plate 99 and the other end formed on conductive plate 101. The conductor 153 has one end formed on the conductor plate 101 and the other end connected to the U-phase terminal of the motor M2 through the hole 68U2.
[0116]
IGBT Q11 and diode D11 are arranged on conductive plate 102. More specifically, the collector of IGBT Q11 and the negative electrode of diode D11 are connected to conductor plate 102 by solder. IGBT Q12 and diode D12 are arranged on conductive plate 103. More specifically, the collector of IGBT Q12 and the negative electrode of diode D12 are connected to conductor plate 103 by solder. The conductor 154 connects the positive electrode of the diode D11, the emitter of the IGBT Q11, and the conductor plate 103 to each other. Conductor 155 connects the positive electrode of diode D12, the emitter of IGBT Q12, and negative electrode 72 to each other.
[0117]
The shunt resistor SHR5 has one end formed on the conductor plate 103 and the other end formed on the conductor plate 104. The conductor 156 has one end formed on the conductor plate 104 and the other end connected to the V-phase terminal of the motor M2 through the hole 68V2.
[0118]
IGBT Q13 and diode D13 are arranged on conductive plate 105. More specifically, the collector of IGBT Q13 and the negative electrode of diode D13 are connected to conductor plate 105 by solder. IGBT Q14 and diode D14 are arranged on conductive plate 106. More specifically, the collector of IGBT Q14 and the negative electrode of diode D14 are connected to conductor plate 106 by solder. The conductor 157 connects the positive electrode of the diode D13, the emitter of the IGBT Q13, and the conductor plate 106 to each other. The conductor 158 connects the positive electrode of the diode 14, the emitter of the IGBT Q14, and the negative electrode 72 to each other.
[0119]
The shunt resistor SHR6 has one end formed on the conductor plate 106 and the other end formed on the conductor plate 107. The conductor 159 has one end formed on the conductor plate 107 and the other end connected to the W-phase terminal of the motor M2 through the hole 68W2.
[0120]
The substrate 160 is disposed between the conductor 153 and the conductor 156. The IC 161 is disposed on the substrate 160. IC 161 is connected to conductor plate 99 and conductor plate 101. The IC 161 is connected to the conductor plate 103 and the conductor plate 104. Therefore, the IC 161 detects the voltage between the conductor plate 99 and the conductor plate 101, and detects the current flowing through the shunt resistor SHR4, that is, the motor current MCRT2 flowing through the U phase of the motor M2. The IC 161 detects a voltage between the conductor plate 103 and the conductor plate 104, and detects a current flowing through the shunt resistor SHR5, that is, a motor current MCRT2 flowing through the V phase of the motor M2. Then, IC 161 outputs detected motor current MCRT2 to control device 50A.
[0121]
The substrate 170 is disposed between the conductor plate 102 and the conductor plate 105. The ICs 171 and 172 are disposed on the substrate 170. IC 171 is connected to IGBTs Q11 and Q13. IC 171 generates drive signal DRVI2 in response to signal PWMI2 from control device 50A to drive IGBTs Q11 and Q13, and generates drive signal DRVC2 in response to signal PWMC2 from control device 50A to generate IGBTs Q11 and Q13. To drive. IC 172 is connected to IGBTs Q12 and Q14. Then, IC 172 generates drive signal DRVI2 according to signal PWMI2 from control device 50A to drive IGBTs Q12 and Q14, and generates drive signal DRVC2 according to signal PWMC2 from control device 50A to generate IGBTs Q12 and Q14. To drive.
[0122]
In inverter device 30A, IC 121 is connected to IGBT Q9 in addition to IGBT Q7, and IC 122 is connected to IGBT Q10 in addition to IGBT Q8. Then, the IC 121 generates the drive signal DRVI1 according to the signal PWMI1 from the control device 50A to drive the IGBT Q7, and generates the drive signal DRVI2 according to the signal PWMI2 from the control device 50A to drive the IGBT Q9. IC 121 generates drive signal DRVC1 in accordance with signal PWMC1 from control device 50A to drive IGBT Q7, and generates drive signal DRVI2 in response to signal PWMC2 from control device 50A to drive IGBT Q9.
[0123]
IC 122 generates drive signal DRVI1 in response to signal PWMI1 from control device 50A to drive IGBT Q8, and generates drive signal DRVI2 in response to signal PWMI2 from control device 50A to drive IGBT Q10. Further, the IC 122 generates the drive signal DRVC1 according to the signal PWMC1 from the control device 50A and drives the IGBT Q8, and generates the drive signal DRVI2 according to the signal PWMC2 from the control device 50A to drive the IGBT Q10.
[0124]
Further, in the inverter device 30A, the IC 131 is connected to the conductor plates 106 and 107 in addition to the conductor plates 81 and 82. Then, the IC 131 detects the voltage between the conductor plate 81 and the conductor plate 82, and detects the current flowing through the shunt resistor SHR1, that is, the motor current MCRT1 flowing through the U phase of the motor M1. Further, the IC 131 detects a voltage between the conductor plate 106 and the conductor plate 107, and detects a current flowing through the shunt resistor SHR6, that is, a motor current MCRT2 flowing through the W phase of the motor M2. Then, IC 131 outputs detected motor currents MCRT1, 2 to control device 50A.
[0125]
Further, in inverter device 30A, conductor plates 98 and 99, IGBTs Q9 and Q10, diodes D9 and D10, and conductors 151 and 152 constitute U-phase arm 15A. Conductor plates 102 and 103, IGBTs Q11 and Q12, diodes D11 and D12, and conductors 154 and 155 constitute V-phase arm 16A. Furthermore, conductor plates 105 and 106, IGBTs Q13 and Q14, diodes D13 and D14, and conductors 157 and 158 constitute W-phase arm 17A.
[0126]
Furthermore, the conductor plates 99, 103, and 106 constitute an “output conductor”.
Further, in the inverter device 30A, the six arms (U-phase arms 15, 15A, V-phase arms 16, 16A, W-phase arms 17, 17A) constituting the two inverters 31, 31A are composed of a positive conductor 71 and a negative electrode. Between the conductors 72, they are arranged radially from the shaft 161 in the radial direction of the rear frame 68. The sectional structure of each arm is the same as the sectional structure shown in FIG.
[0127]
Further, in inverter device 30A, conductor plates 99 and 101, conductor 153, and shunt resistor SHR4 constitute current sensor 40A. Conductor plates 103 and 104, conductor 156 and shunt resistor SHR5 constitute current sensor 40A. Furthermore, the conductor plates 106 and 107, the conductor 159, and the shunt resistor SHR6 constitute a current sensor 40A. The sectional structure of the current sensor 40A is the same as the sectional structure shown in FIG.
[0128]
Further, in the inverter device 30 </ b> A, two adjacent arms are arranged at positions symmetrical to each other with respect to the ICs 111, 112, 121, 122, 131, 141, 161, 171, 172 constituting the drive circuit 32. .
[0129]
Thus, in the inverter device 30A, the two inverters 31 and 31A are collected at one place and formed on the end face of the rear frame 68 of the motor M1.
[0130]
FIG. 10 shows an example in which a motor drive device 100A in which two inverters are collected in one place is mounted on an automobile. Referring to FIG. 10, engine 3 is arranged in the vicinity of front wheel 1. The rotating machine / inverter 4 including the inverter device 30 </ b> A and the motor M <b> 1 is disposed in contact with the engine 3. The rotating machine 5 is disposed in the vicinity of the rear wheel 7. The rotating machine / inverter 4 is connected to the rotating machine 5 through an AC power supply line 6 and is connected to the DC power supply 2 through a DC power supply line 8.
[0131]
The rotating machine / inverter 4 receives a DC voltage from the DC power supply 2 via the DC power supply line 8. Then, the inverter device 30A included in the rotating machine / inverter 4 converts the received DC voltage into an AC voltage to drive the motor M1 included in the rotating machine / inverter 4, or the rotating machine 5 (motor M2). To drive. The motor M1 outputs the output torque to drive the front wheel 1, and the rotating machine 5 outputs the output torque to drive the rear wheel 7.
[0132]
Thus, even when two rotating machines are mounted on one vehicle, two inverters that drive the two rotating machines are formed on the end face of one rotating machine. That is, in the example shown in FIG. 10, the inverter device 30 </ b> A and the motor M <b> 1 included in the region REG <b> 1 shown in FIG. 8 are arranged as the rotating machine / inverter 4.
[0133]
FIG. 11 shows an electric circuit diagram when the inverter device 30A and the motors M1 and M2 included in the region REG2 are collected in one place. As an example of arranging two motors M1 and M2 in one place, there is an example in which the inverter device 30A is arranged on the end face of the motor of the double rotor.
[0134]
Again referring to FIG. 8, the overall operation of motor drive device 100A will be described. When the entire operation is started, the DC power supply 10 outputs a DC voltage, and the capacitor 20 smoothes the DC voltage from the DC power supply 10 and supplies it to the inverter device 30A. The voltage sensor 21 detects the voltage across the capacitor 20, that is, the input voltage Vm to the inverter device 30A, and outputs the detected voltage to the control device 50A.
[0135]
Current sensor 40 detects motor current MCRT1 and outputs it to drive circuit 32A, and current sensor 40A detects motor current MCRT2 and outputs it to drive circuit 32A. Drive circuit 32A outputs motor currents MCRT1, 2 to control device 50A. Control device 50A receives torque command values TR1, 2 from the external ECU, receives input voltage Vm from voltage sensor 21, and receives motor currents MCRT1, 2 from drive circuit 32A. Then, control device 50A generates signal PWMI1 by the method described above based on torque command value TR1, input voltage Vm, and motor current MCRT1, and outputs it to drive circuit 32A. Further, control device 50A generates signal PWMI2 by the method described above based on torque command value TR2, input voltage Vm, and motor current MCRT2, and outputs the signal to drive circuit 32A.
[0136]
Drive circuit 32A generates drive signal DRVI1 in response to signal PWMI1 from control device 50A and outputs it to IGBTs Q3 to Q8, and generates drive signal DRVI2 in response to signal PWMI2 from control device 50A to IGBTs Q9 to Q14. Output. The IGBTs Q3 to Q8 are turned on / off by the drive signal DRVI1, and the inverter 31 converts the DC voltage supplied from the capacitor 20 into an AC voltage to drive the motor M1. Thereby, the motor M1 outputs the torque designated by the torque command value TR1. Further, IGBTs Q3 to Q8 are turned on / off by the drive signal DRVI1, and the inverter 31A converts the DC voltage supplied from the capacitor 20 into an AC voltage to drive the motor M2. Thereby, the motor M2 outputs the torque designated by the torque command value TR2.
[0137]
Further, at the time of regenerative braking of a hybrid vehicle or an electric vehicle on which motor drive device 100A is mounted, control device 50A receives signal RGE from the external ECU and generates signals PWMC1 and PWMC2 in accordance with the received signal RGE. Output to the drive circuit 32A.
[0138]
Drive circuit 32A generates drive signal DRVC1 in response to signal PWMC1 and outputs it to IGBTs Q3 to Q8, and generates drive signal DRVC2 in response to signal PWMC2 and outputs it to IGBTs Q9 to Q14.
[0139]
Then, IGBTs Q <b> 3 to Q <b> 8 are turned on / off by drive signal DRVC <b> 1, and inverter 31 converts the AC voltage generated by motor M <b> 1 into a DC voltage and supplies it to DC power supply 10. Further, the IGBTs Q9 to Q14 are turned on / off by the drive signal DRVC2, and the inverter 31A converts the AC voltage generated by the motor M2 into a DC voltage and supplies it to the DC power supply 10.
[0140]
According to the second embodiment, the inverter device includes six arms radially formed on the end surface of the rear frame of the motor from the rotation shaft of the motor, and a drive circuit formed between two adjacent arms. Six conductor plates that connect the upper and lower arms constituting each arm, the positive side of the six arms, the positive conductor extending in the motor rotation direction, and the negative side of the six arms are connected. Since the negative electrode conductor extending in the rotation direction of the motor is provided, the wiring can be simplified even if each component of the inverter device for driving the motor is provided on the end surface of the motor.
[0141]
In the above description, the case where the number of arms of the inverter is three-phase and six-phase has been described. However, the present invention is not limited to this, and is also applicable to an inverter device having a larger number of arms.
[0142]
The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is shown not by the above description of the embodiments but by the scope of claims for patent, and is intended to include meanings equivalent to the scope of claims for patent and all modifications within the scope.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic block diagram of a motor drive device according to a first embodiment.
FIG. 2 is a functional block diagram showing some functions of the control device shown in FIG. 1;
FIG. 3 is a cross-sectional view of an inverter-integrated motor.
4 is a perspective view seen from the direction B in FIG. 3;
5 is a plan view seen from the direction C in FIG.
6 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG.
7 is a cross-sectional view taken along line BB in FIG.
FIG. 8 is a schematic block diagram of a motor drive device according to a second embodiment.
FIG. 9 is a plan view when the inverter device shown in FIG. 8 is formed on the end face of the rear frame of the motor.
FIG. 10 is a schematic block diagram showing an example in which a motor drive device in which two inverters are collected in one place is mounted on an automobile.
FIG. 11 is another schematic block diagram of the motor drive device in the second embodiment.
FIG. 12 is a schematic block diagram of a conventional motor driving device.
13 is a conceptual diagram showing an inverter-integrated motor device in which the capacitor and the inverter shown in FIG. 12 are provided on the end surface of the motor.
14 is a plan view seen from the direction A in FIG.
[Explanation of symbols]
1 front wheel, 2,10 DC power supply, 3 engine, 4 rotator / inverter, 5 rotator, 6 AC power supply line, 7 rear wheel, 8 DC power supply line, 11,320 power supply line, 12,321 ground line, 15, 15A, 317 U phase arm, 16, 16A, 318 V phase arm, 17, 17A, 319 W phase arm, 20 capacitor, 21 voltage sensor, 30, 30A inverter device, 31, 31A, 310 inverter, 32, 32A drive circuit 40, 40A current sensor, 41 motor control phase voltage calculation unit, 42 inverter PWM signal conversion unit, 50, 50A control device, 60 inverter integrated motor, 61 shaft, 62 rotor, 63 stator, 64, 65 bearing, 66 Front frame, 67 frame, 68 Rear frame, 68U, 68V, 6 W, 68U1, 68V1, 68W1, 68U2, 68V2, 68W2 hole, 69 cooling water channel, 70 electrically insulating resin, 71 positive electrode conductor, 71a inner peripheral edge, 72 negative electrode conductor, 80-88, 98, 99, 101-107 conductor plate, 89 to 97, 151 to 159 conductors, 91A, 91C terminals, 91B main body, 100, 100A, 300 motor driving device, 110, 120, 130, 140, 160, 170 substrate, 111, 112, 121, 122, 131, 141 161,171,172 IC, 301-303 capacitor, 311-316 NPN transistor, 330 motor device, 332 heat sink, 333 controller, 340, 350, 361-363, 371-373, 381-383 bus bar, Q3-Q14 IGBT, D3-D14 diodes, SHR1-SHR6 Shunt resistor, M1, M2 motor.

Claims (6)

多相電動機の端面に配置されるインバータ装置であって、
各々が、前記多相電動機の回転軸から径方向に延伸する上アームおよび下アームを有する複数のアームと、
前記複数のアームに含まれる複数の上アームの正極側を接続し、かつ、前記多相電動機に含まれる回転子の回転方向に延伸する正極導体と、
前記複数のアームに含まれる複数の下アームの負極側を接続し、前記正極導体よりも前記多相電動機の回転軸側において前記回転子の回転方向に延伸する負極導体と、
前記正極導体と前記負極導体との間に前記複数のアームに対応して配置され、前記上アームと前記下アームとの中点と電気的に同電位となる複数の出力導体と、
前記複数のアームに対応して設けられ、対応のアームに対応する出力導体に各々の一方端が接続される複数のシャント抵抗と、
前記複数のアームに対応して設けられ、各々が、対応のアームに対応するシャント抵抗の他方端を前記正極導体をバイパスして前記多相電動機に接続する複数のシャント抵抗用導体と、
前記上アームおよび前記下アームを駆動制御する駆動回路とを備え、
前記複数のシャント抵抗用導体の各々は、対応のアームに隣接して前記回転軸から径方向に延伸し、
前記駆動回路は、前記複数のアームの隣接する２つのアーム間に配置され、
前記複数のアームの隣接する２つのアーム、および前記２つのアームに対応する２つのシャント抵抗用導体は、前記駆動回路に対して線対称に配置される、インバータ装置。An inverter device disposed on an end face of a multiphase motor,
A plurality of arms each having an upper arm and a lower arm extending radially from the rotational axis of the multiphase motor;
A positive conductor that connects positive poles of a plurality of upper arms included in the plurality of arms and extends in a rotation direction of a rotor included in the multiphase motor;
Connecting the negative side of a plurality of lower arms included in the plurality of arms, and a negative electrode conductor extending in a rotation direction of the rotor on a rotating shaft side of the multi-phase motor than the positive electrode conductor;
A plurality of output conductors arranged corresponding to the plurality of arms between the positive electrode conductor and the negative electrode conductor and having the same electric potential as a midpoint between the upper arm and the lower arm ;
A plurality of shunt resistors provided corresponding to the plurality of arms, each having one end connected to an output conductor corresponding to the corresponding arm;
A plurality of shunt resistor conductors provided corresponding to the plurality of arms, each connecting the other end of the shunt resistor corresponding to the corresponding arm to the multiphase motor by bypassing the positive electrode conductor;
A drive circuit for driving and controlling the upper arm and the lower arm,
Each of the plurality of shunt resistor conductors extends radially from the rotating shaft adjacent to a corresponding arm,
The drive circuit is disposed between two adjacent arms of the plurality of arms;
The inverter device in which two adjacent arms of the plurality of arms and two shunt resistance conductors corresponding to the two arms are arranged symmetrically with respect to the drive circuit . 第１の多相電動機の端面に配置され、前記第１の多相電動機および前記第１の多相電動機と異なる第２の多相電動機を駆動するインバータ装置であって、An inverter device disposed on an end face of a first multiphase motor and driving a second multiphase motor different from the first multiphase motor and the first multiphase motor,
各々が、前記第１の多相電動機の回転軸から径方向に延伸する上アームおよび下アームを有する複数のアームと、A plurality of arms each having an upper arm and a lower arm extending radially from the rotational axis of the first multiphase motor;
前記回転軸を中心とし、前記複数のアームに含まれる複数の上アームの正極側を接続する円環状の正極導体と、An annular positive conductor that connects the positive sides of a plurality of upper arms included in the plurality of arms around the rotation axis;
前記正極導体よりも内径側に設けられ、前記複数のアームに含まれる複数の下アームの負極側を接続する円環状の負極導体と、An annular negative electrode conductor provided on the inner diameter side of the positive electrode conductor and connecting negative electrode sides of a plurality of lower arms included in the plurality of arms;
前記正極導体と前記負極導体との間に前記複数のアームに対応して配置され、前記上アームと前記下アームとの中点と電気的に同電位となる複数の出力導体と、A plurality of output conductors arranged corresponding to the plurality of arms between the positive electrode conductor and the negative electrode conductor and having the same electric potential as a midpoint between the upper arm and the lower arm;
前記複数のアームに対応して設けられ、対応のアームに対応する出力導体に各々の一方端が接続される複数のシャント抵抗と、A plurality of shunt resistors provided corresponding to the plurality of arms, each having one end connected to an output conductor corresponding to the corresponding arm;
前記複数のアームに対応して設けられ、各々が、対応のアームに対応するシャント抵抗の他方端を前記正極導体をバイパスして前記第１または第２の多相電動機に接続する複数のシャント抵抗用導体と、A plurality of shunt resistors provided corresponding to the plurality of arms, each connecting the other end of the shunt resistor corresponding to the corresponding arm to the first or second multiphase motor by bypassing the positive electrode conductor Conductors,
前記上アームおよび前記下アームを駆動制御する駆動回路とを備え、A drive circuit for driving and controlling the upper arm and the lower arm,
前記複数のシャント抵抗用導体の各々は、対応のアームに隣接して前記回転軸から径方向に延伸し、Each of the plurality of shunt resistor conductors extends radially from the rotating shaft adjacent to a corresponding arm,
前記駆動回路は、前記複数のアームの隣接する２つのアーム間に配置され、The drive circuit is disposed between two adjacent arms of the plurality of arms;
前記複数のアームの隣接する２つのアーム、および前記２つのアームに対応する２つのシャント抵抗用導体は、前記駆動回路に対して線対称に配置される、インバータ装置。The inverter device in which two adjacent arms of the plurality of arms and two shunt resistance conductors corresponding to the two arms are arranged symmetrically with respect to the drive circuit. 前記複数のアームの各々は、前記上アームおよび前記下アームにそれぞれ対応する第１および第２のフライホイールダイオードをさらに有し、
前記第１および第２のフライホイールダイオードは、前記径方向に延伸する、請求項１または請求項２に記載のインバータ装置。Each of the plurality of arms further includes first and second flywheel diodes corresponding to the upper arm and the lower arm, respectively.
The inverter device according to claim 1, wherein the first and second flywheel diodes extend in the radial direction. 前記複数のアームの各々の下アームは、対応の出力導体上に配置される、請求項１または請求項２に記載のインバータ装置。The inverter device according to claim 1, wherein a lower arm of each of the plurality of arms is disposed on a corresponding output conductor. 多相電動機と、
前記多相電動機の端面に配置されるインバータ装置とを備え、
前記インバータ装置は、
各々が、前記多相電動機の回転軸から径方向に延伸する上アームおよび下アームを有する複数のアームと、
前記複数のアームに含まれる複数の上アームの正極側を接続し、かつ、前記多相電動機に含まれる回転子の回転方向に延伸する正極導体と、
前記複数のアームに含まれる複数の下アームの負極側を接続し、前記正極導体よりも前記多相電動機の回転軸側において前記回転子の回転方向に延伸する負極導体と、
前記正極導体と前記負極導体との間に前記複数のアームに対応して配置され、前記上アームと前記下アームとの中点と電気的に同電位となる複数の出力導体と、
前記複数のアームに対応して設けられ、対応のアームに対応する出力導体に各々の一方端が接続される複数のシャント抵抗と、
前記複数のアームに対応して設けられ、各々が、対応のアームに対応するシャント抵抗の他方端を前記正極導体をバイパスして前記多相電動機に接続する複数のシャント抵抗用導体と、
前記上アームおよび前記下アームを駆動制御する駆動回路とを含み、
前記複数のシャント抵抗用導体の各々は、対応のアームに隣接して前記回転軸から径方向に延伸し、
前記駆動回路は、前記複数のアームの隣接する２つのアーム間に配置され、
前記複数のアームの隣接する２つのアーム、および前記２つのアームに対応する２つのシャント抵抗用導体は、前記駆動回路に対して線対称に配置される、電動機一体インバータ装置。A polyphase motor,
An inverter device disposed on an end surface of the multiphase motor,
The inverter device is
A plurality of arms each having an upper arm and a lower arm extending radially from the rotational axis of the multiphase motor;
A positive conductor that connects positive poles of a plurality of upper arms included in the plurality of arms and extends in a rotation direction of a rotor included in the multiphase motor;
Connecting the negative side of a plurality of lower arms included in the plurality of arms, and a negative electrode conductor extending in a rotation direction of the rotor on a rotating shaft side of the multi-phase motor than the positive electrode conductor;
A plurality of output conductors arranged corresponding to the plurality of arms between the positive electrode conductor and the negative electrode conductor and having the same electric potential as a midpoint between the upper arm and the lower arm ;
A plurality of shunt resistors provided corresponding to the plurality of arms, each having one end connected to an output conductor corresponding to the corresponding arm;
A plurality of shunt resistor conductors provided corresponding to the plurality of arms, each connecting the other end of the shunt resistor corresponding to the corresponding arm to the multiphase motor by bypassing the positive electrode conductor;
A drive circuit for driving and controlling the upper arm and the lower arm,
Each of the plurality of shunt resistor conductors extends radially from the rotating shaft adjacent to a corresponding arm,
The drive circuit is disposed between two adjacent arms of the plurality of arms;
The motor-integrated inverter device , wherein two adjacent arms of the plurality of arms and two shunt resistance conductors corresponding to the two arms are arranged symmetrically with respect to the drive circuit . 第１および第２の多相電動機と、First and second multiphase motors;
第１の多相電動機の端面に配置され、前記第１および第２の多相電動機を駆動するインバータ装置とを備え、An inverter device disposed on an end face of the first multiphase motor and driving the first and second multiphase motors;
前記インバータ装置は、The inverter device is
各々が、前記第１の多相電動機の回転軸から径方向に延伸する上アームおよび下アームを有する複数のアームと、A plurality of arms each having an upper arm and a lower arm extending radially from the rotational axis of the first multiphase motor;
前記回転軸を中心とし、前記複数のアームに含まれる複数の上アームの正極側を接続する円環状の正極導体と、An annular positive conductor that connects the positive sides of a plurality of upper arms included in the plurality of arms around the rotation axis;
前記正極導体よりも内径側に設けられ、前記複数のアームに含まれる複数の下アームの負極側を接続する円環状の負極導体と、An annular negative electrode conductor provided on the inner diameter side of the positive electrode conductor and connecting negative electrode sides of a plurality of lower arms included in the plurality of arms;
前記正極導体と前記負極導体との間に前記複数のアームに対応して配置され、前記上アームと前記下アームとの中点と電気的に同電位となる複数の出力導体と、A plurality of output conductors arranged corresponding to the plurality of arms between the positive electrode conductor and the negative electrode conductor and having the same electric potential as a midpoint between the upper arm and the lower arm;
前記複数のアームに対応して設けられ、対応のアームに対応する出力導体に各々の一方端が接続される複数のシャント抵抗と、A plurality of shunt resistors provided corresponding to the plurality of arms, each having one end connected to an output conductor corresponding to the corresponding arm;
前記複数のアームに対応して設けられ、各々が、対応のアームに対応するシャント抵抗の他方端を前記正極導体をバイパスして前記第１または第２の多相電動機に接続する複数のシャント抵抗用導体と、A plurality of shunt resistors provided corresponding to the plurality of arms, each connecting the other end of the shunt resistor corresponding to the corresponding arm to the first or second multiphase motor by bypassing the positive electrode conductor Conductors,
前記上アームおよび前記下アームを駆動制御する駆動回路とを含み、A drive circuit for driving and controlling the upper arm and the lower arm,
前記複数のシャント抵抗用導体の各々は、対応のアームに隣接して前記回転軸から径方向に延伸し、Each of the plurality of shunt resistor conductors extends radially from the rotating shaft adjacent to a corresponding arm,
前記駆動回路は、前記複数のアームの隣接する２つのアーム間に配置され、The drive circuit is disposed between two adjacent arms of the plurality of arms;
前記複数のアームの隣接する２つのアーム、および前記２つのアームに対応する２つのシャント抵抗用導体は、前記駆動回路に対して線対称に配置される、電動機一体インバータ装置。The motor-integrated inverter device, wherein two adjacent arms of the plurality of arms and two shunt resistance conductors corresponding to the two arms are arranged symmetrically with respect to the drive circuit.

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