JP5704054B2 - 電力変換装置 - Google Patents
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Description
これに対し、直流電源から供給される直流電力を変換して複数の交流回転電機を駆動することができるよう構成された電力変換装置において、特許文献1に記載された電流検出手段のように、インバータ部と電源との間の配線に配設することが考えられる。しかし、この場合、電源と複数のインバータ部との間の配線の仕方や電流検出手段の配設箇所によっては、複数のインバータ部のそれぞれに流れる電流を正確に検出することができない。
少なくとも、第1回転電機を駆動する第1インバータ部と、第2回転電機を駆動する第2インバータ部とを備え、
上記直流電源の正極および負極と上記第1インバータ部とをそれぞれ電気的に接続する第1正極バスバーおよび第1負極バスバーと、上記直流電源の正極および負極と上記第2インバータ部とをそれぞれ電気的に接続する第2正極バスバーおよび第2負極バスバーとを有し、
上記第1正極バスバーと上記第2正極バスバーとは、それぞれの上記直流電源側の一端において互いに電気的に接続された正極バスバー接続点を有し、
上記第1負極バスバーと上記第2負極バスバーとは、それぞれの上記直流電源側の一端において互いに電気的に接続された負極バスバー接続点を有し、
上記第1インバータ部に流れる電流を検出する第1電流検出手段が、上記負極バスバー接続点よりも上記直流電源と反対側における上記第1負極バスバーに配設され、
上記第2インバータ部に流れる電流を検出する第2電流検出手段が、上記負極バスバー接続点よりも上記直流電源と反対側における上記第2負極バスバーに配設され、
上記正極バスバー接続点における上記直流電源側の配線と上記負極バスバー接続点における上記直流電源側の配線との間に、上記第1インバータ部および上記第2インバータ部に供給される直流電圧を平滑化するための平滑コンデンサが接続されており、
上記第1電流検出手段と上記第2電流検出手段とは、一体化された一つの電流検出ユニットを構成しており、
該電流検出ユニットは、上記負極バスバー接続点上に配設され、該負極バスバー接続点を基準にして、上記第1負極バスバー側に上記第1電流検出手段が配置され、上記第2負極バスバー側に上記第2電流検出手段が配置されていることを特徴とする電力変換装置にある(請求項1)。
つまり、第1インバータ部と第2インバータ部とを備えた電力変換装置において、第1インバータ部に流れる電流と、第2インバータ部に流れる電流とを、それぞれ区別して正確に検出することが可能となる。
これにより、上記第1電流検出手段と上記第2電流検出手段とを一つの部品にて構成することができるため、電力変換装置の部品点数を低減することができる。これにより、電力変換装置の生産効率を向上することができると共に、電力変換装置の一層の小型化、低コスト化を図ることができる。
上記電力変換装置の実施例につき、図1〜図4を用いて説明する。
本例の電力変換装置1は、図1に示すごとく、直流電源61から供給される直流電力を変換して複数の交流回転電機を駆動することができるよう構成されている。
電力変換装置1は、第1回転電機621を駆動する第1インバータ部201と、第2回転電機622を駆動する第2インバータ部202とを備えている。
第1負極バスバー41と上記第2負極バスバー42とは、それぞれの直流電源61側の一端において互いに電気的に接続された負極バスバー接続点43を有する。
第2インバータ部202に流れる電流を検出する第2電流検出手段52が、負極バスバー接続点43よりも直流電源61と反対側における第2負極バスバー42に配設されている。
スイッチング素子21はIGBT等の半導体素子からなり、各スイッチング素子21には、フリーホイールダイオードが逆並列接続されている。6個のスイッチング素子21のうちの2個が直列に接続されて一つのアームを構成しており、第1インバータ部201は、3つのアームを備える。各アームの一端が第1正極バスバー31に接続され、各アームの他端が第1負極バスバー41に接続されている。また、各アームにおける一対のスイッチング素子21の間には、交流バスバー22が接続されており、第1回転電機621の各端子に接続されている。すなわち、3つのアームにそれぞれ接続された3本の交流バスバー22が、第1回転電機621におけるU相、V相、W相の各端子に接続されている。
なお、図には表れていないが、第1正極バスバー31は、上記正極バスバー接続点33と反対側の端部において、3本の分岐バスバーに分岐されている。
昇圧部11は、第1電流検出手段51および第2電流検出手段52よりも直流電源61側において、直流電源61と第1インバータ部201および第2インバータ部202との間に電気的に接続されている。
また、昇圧部11と第1インバータ部201および第2インバータ部202との間には、第1インバータ部201および第2インバータ部202に供給される直流電圧を平滑化するための平滑コンデンサ12が配線されている。平滑コンデンサ12は、正極バスバー接続点33および負極バスバー接続点43よりも直流電源61側において、電力変換装置1の正極ラインと負極ラインとの間に接続されている。
第1電流検出手段51および第2電流検出手段52としては、例えば、ホール素子等の磁気検出素子を備えた電流センサを用いることができる。
上記電力変換装置1は、第1電流検出手段51と第2電流検出手段52とを備えている。これにより、第1インバータ部201と第2インバータ部202とのそれぞれに流れる電流を個別に検出することができる。
本例は、図5に示すごとく、平滑コンデンサ12が、第1インバータ部201および第2インバータ部202に対して、これらの並び方向と直交する方向に配置された電力変換装置1の例である。
その他は、実施例1と同様である。
その他は、実施例1と同様である。
本例は、図6〜図8に示すごとく、第1電流検出手段51と第2電流検出手段52とが、一体化された一つの電流検出ユニット50を構成している例である。
すなわち、図8に示すごとく、電流検出ユニット50は、第1負極バスバー41と第2負極バスバー42との接続点である負極バスバー接続点43付近に配設されている。そして、第1電流検出手段51が第1負極バスバー41の周囲に配置され、第2電流検出手段52が第2負極バスバー42の周囲に配置されるように、電流検出ユニット50を配設する。なお、図8における符号44は、負極バスバー接続点43から平滑コンデンサ12へ向かって延びると共にコンデンサ端子121と接続される共通バスバーを示す。
その他は、実施例2と同様である。
その他、実施例2と同様の作用効果を有する。
本例は、図9に示すごとく、昇圧部11(図1参照)を構成するスイッチング素子112を内蔵した半導体モジュール110を、第1インバータ部201と第2インバータ部202との間に配置した例である。
その他は、実施例2と同様である。
その他、実施例2と同様の作用効果を有する。
本例は、図10に示すごとく、平滑コンデンサ12を第1インバータ部201と第2インバータ部202との間に配置した例である。
第1インバータ201を構成する3つの半導体モジュール210と、第2インバータ部202を構成する3つの半導体モジュール210とは、それぞれ半導体モジュール210における主面の法線方向に配列している。そして、第1インバータ部201と第2インバータ部202とは、それぞれにおける半導体モジュール210の配列方向と主電極端子212の突出方向との双方に直交する方向において、互いに並んで配置されている。そして、このように配置された第1インバータ部201と第2インバータ部202との間に、平滑コンデンサ12が配置されている。すなわち、半導体モジュール210の主面の法線方向と直交する方向に、第1インバータ部201と、平滑コンデンサ12と、第2インバータ部202とが、一列に並んで配置されている。
その他は、実施例1と同様である。
その他、実施例1と同様の作用効果を有する。
本例は、図11に示すごとく、第1電流検出手段51および第2電流検出手段52を、それぞれ第1正極バスバー31および第2正極バスバー32に配設した例である。
その他は、実施例1と同様である。
そして、低コスト化、小型化を実現しつつ、複数のインバータ部における電流検出を正確に行うことができる。
その他、実施例1と同様の作用効果を有する。
また、実施例1〜実施例5においては、2つのスイッチング素子21を内蔵した半導体モジュール210を用いた例を示したが、その他の態様とすることもできる。すなわち、例えば、各半導体モジュールにスイッチング素子21を一つ内蔵して、6個の半導体モジュールによって第1インバータ部又は第2インバータ部を構成してもよい。或いは、一つの半導体モジュールに3個以上のスイッチング素子21を内蔵することもできる。
本例は、図12に示すごとく、第1インバータ部201と第2インバータ部202とを直列的に接続した電力変換装置9の例である。
すなわち、実施例1の電力変換装置1における正極バスバー接続点33や負極バスバー接続点43を設けることなく、第2インバータ部202の第2正極バスバー32および第2負極バスバー42を、第1インバータ部201における、直流電源61と反対側に接続している。
その他は、実施例1と同様である。
したがって、本比較例の電力変換装置9においては、第1インバータ部201に流れる電流と、第2インバータ部202に流れる電流とを、それぞれ正確に検出することができない。
11 昇圧部
12 平滑コンデンサ
201 第1インバータ部
202 第2インバータ部
21 スイッチング素子
210 半導体モジュール
31 第1正極バスバー
32 第2正極バスバー
33 正極バスバー接続点
41 第1負極バスバー
42 第2負極バスバー
43 負極バスバー接続点
51 第1電流検出手段
52 第2電流検出手段
61 直流電源
621 第1回転電機
622 第2回転電機
Claims (4)
- 直流電源から供給される直流電力を変換して複数の交流回転電機を駆動することができるよう構成された電力変換装置であって、
少なくとも、第1回転電機を駆動する第1インバータ部と、第2回転電機を駆動する第2インバータ部とを備え、
上記直流電源の正極および負極と上記第1インバータ部とをそれぞれ電気的に接続する第1正極バスバーおよび第1負極バスバーと、上記直流電源の正極および負極と上記第2インバータ部とをそれぞれ電気的に接続する第2正極バスバーおよび第2負極バスバーとを有し、
上記第1正極バスバーと上記第2正極バスバーとは、それぞれの上記直流電源側の一端において互いに電気的に接続された正極バスバー接続点を有し、
上記第1負極バスバーと上記第2負極バスバーとは、それぞれの上記直流電源側の一端において互いに電気的に接続された負極バスバー接続点を有し、
上記第1インバータ部に流れる電流を検出する第1電流検出手段が、上記負極バスバー接続点よりも上記直流電源と反対側における上記第1負極バスバーに配設され、
上記第2インバータ部に流れる電流を検出する第2電流検出手段が、上記負極バスバー接続点よりも上記直流電源と反対側における上記第2負極バスバーに配設され、
上記正極バスバー接続点における上記直流電源側の配線と上記負極バスバー接続点における上記直流電源側の配線との間に、上記第1インバータ部および上記第2インバータ部に供給される直流電圧を平滑化するための平滑コンデンサが接続されており、
上記第1電流検出手段と上記第2電流検出手段とは、一体化された一つの電流検出ユニットを構成しており、
該電流検出ユニットは、上記負極バスバー接続点上に配設され、該負極バスバー接続点を基準にして、上記第1負極バスバー側に上記第1電流検出手段が配置され、上記第2負極バスバー側に上記第2電流検出手段が配置されていることを特徴とする電力変換装置。 - 請求項1に記載の電力変換装置において、上記平滑コンデンサは、上記第1インバータ部および上記第2インバータ部に対して、これらの並び方向と直交する方向に配置されていることを特徴とする電力変換装置。
- 請求項1又は2に記載の電力変換装置において、上記第1インバータ部および上記第2インバータ部に供給される直流電力を昇圧するための昇圧部を有し、該昇圧部は、上記第1電流検出手段および上記第2電流検出手段よりも上記直流電源側において、上記直流電源と上記第1インバータ部および上記第2インバータ部との間に電気的に接続されていることを特徴とする電力変換装置。
- 請求項1〜3のいずれか一項に記載の電力変換装置において、上記平滑コンデンサは、上記第1インバータ部と上記第2インバータ部との間に配置されていることを特徴とする電力変換装置。
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