JP6545527B2 - 電動圧縮機 - Google Patents
電動圧縮機 Download PDFInfo
- Publication number
- JP6545527B2 JP6545527B2 JP2015101955A JP2015101955A JP6545527B2 JP 6545527 B2 JP6545527 B2 JP 6545527B2 JP 2015101955 A JP2015101955 A JP 2015101955A JP 2015101955 A JP2015101955 A JP 2015101955A JP 6545527 B2 JP6545527 B2 JP 6545527B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- drive control
- power switching
- inverter
- igbts
- elements
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
- F04B27/00—Multi-cylinder pumps specially adapted for elastic fluids and characterised by number or arrangement of cylinders
- F04B27/24—Control not provided for in a single group of groups F04B27/02 - F04B27/22
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
- F04B39/00—Component parts, details, or accessories, of pumps or pumping systems specially adapted for elastic fluids, not otherwise provided for in, or of interest apart from, groups F04B25/00 - F04B37/00
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Inverter Devices (AREA)
- Compressor (AREA)
Description
このため、特許文献1に記載の電動圧縮機では、複数のパワースイッチング素子は区画壁部の壁面上に密着させて配列されている。つまり、この区画壁部により隔てられる第1空間には吸入冷媒が供給され、区画壁部が冷却されているので、複数のパワースイッチング素子を区画壁部の第2空間側壁面に配置させている。詳しくは、区画壁部の第2空間側壁面のうちの電動モータの駆動軸に対応する部分の周囲に、複数のパワースイッチング素子を放射状に配置することで、区画壁部のうちの放熱し難い部分を避けて各パワースイッチング素子を配置している。
また、この種の電動圧縮機において、各パワースイッチング素子には、スイッチング制御用の駆動制御用素子がそれぞれ接続されているため、この駆動制御用素子とパワースイッチング素子との間の配線長が長くなると、寄生インダクタンス成分が大きくなる。
このため、パワースイッチング素子間の配線長や、パワースイッチング素子と駆動制御用素子との間の配線長を、比較的に短くするための工夫が求められている。
さらに、駆動制御用素子を前記帯状領域の上方に配置することにより、駆動制御用素子を、平面視で、電源側のパワースイッチング素子と接地側のパワースイッチング素子との間に配列することができるため、駆動制御用素子とパワースイッチング素子との間の配線長をも短くすることができる。
このように、パワースイッチング素子及びその駆動制御用素子の配置構造を工夫することにより、パワースイッチング素子に対する冷却性能を確保しつつ、寄生インダクタンス成分の増大を抑制してノイズの発生を容易に低減可能な電動圧縮機を提供することができる。
図1は、本発明の一実施形態による電動圧縮機の外観の概略を示している。
本実施形態による電動圧縮機1は、例えば車両用空調装置の冷媒回路に設けられ、この車両用空調装置の冷媒を吸入し、圧縮して吐出する。電動圧縮機1は、いわゆるインバータ一体型の電動圧縮機であり、ハウジング2と、冷媒を圧縮する圧縮機構3と、圧縮機構3を駆動する電動モータ4と、電動モータ4に給電するためのインバータ5と、区画壁部6とを備える。
本実施形態において、ハウジング2は、メインハウジング2a、インバータハウジング2b、及び、蓋部材2c、2dを含んで構成されている。これら(2a〜2d)は、ボルトなどによって一体的に締結される。なお、ハウジング2の外周には、車両への取付け用の取付け部2e(後述する図3〜図5参照)が適宜形成されているが、図1においては、図の簡略化のため、この取付け部2eは図示を省略した。
前記インバータハウジング2b内には、インバータ5が収容されている。
このように、ハウジング2内において、電動モータ4は圧縮機構3とインバータ5との間に位置するように配置されている。
また、インバータ5からの交流電力は、後述する出力端子9(後述の図4及び図5参照)に接続される図示を省略した密閉端子、及び、密閉端子に接続されるリード線を介して、電動モータ4に供給される。前記密閉端子は、区画壁部6を気液密に貫通している。
インバータ5は、図示を省略したバッテリ等の外部電源からの直流電力を三相交流電力に変換して電動モータ4に給電するものであり、その回路構成としては、平滑用のコンデンサ51と、パワースイッチング素子群52と、パワースイッチング素子群制御回路53とを含む。
パワースイッチング素子群52について更に詳しく説明する。パワースイッチング素子群52は、PWM制御(擬似的に正弦波を得るために一定周期でパルス幅を変調した電圧を発生させる制御)により、コンデンサ51からの直流電圧を交流電圧に変換して電動モータ4に供給し、コンデンサ51の電源側ラインと接地側ラインとの間に、並列に、U相アームと、V相アームと、W相アームとを備える。
U相アームは、コンデンサ51の電源側ラインと接地側ラインとの間に直列に、2つのIGBT(Q1,Q2)を備える。
V相アームも、コンデンサ51の電源側ラインと接地側ラインとの間に直列に、2つのIGBT(Q3,Q4)を備える。
W相アームも、コンデンサ51の電源側ラインと接地側ラインとの間に直列に、2つのIGBT(Q5,Q6)を備える。
本実施形態において、IGBT(Q1,Q3,Q5)が本発明に係る「電源側素子」に相当し、IGBT(Q2,Q4,Q6)が本発明に係る「接地側素子」に相当し、IGBT(Q1,Q2)、IGBT(Q3,Q4)、IGBT(Q5,Q6)がそれぞれ本発明に係る「同一相の一対のパワースイッチング素子」に相当する。
インバータ5は、U、V、W各相への正弦波電圧に合わせて、各相アームの電源側のIGBT(Q1,Q3,Q5)のON期間と接地側のIGBT(Q2,Q4,Q6)のON期間との比率を制御することにより擬似的な交流電圧を発生させる。
前記マイコン部53aは、前記車両空調制御装置からの制御信号等に基づき、各駆動制御用素子(U1〜U6)へ制御信号を出力し各駆動制御用素子(U1〜U6)の駆動を制御するものである。
前記各駆動制御用素子(U1〜U6)は、マイコン部53aからの制御信号に基づき駆動して、それぞれ制御対象のIGBT(Q1〜Q6のいずれかの素子)の駆動を直接的に制御するものである。本実施形態において、駆動制御用素子U1はIGBTQ1に接続され、駆動制御用素子U2はIGBTQ2に接続され、駆動制御用素子U3はIGBTQ3に接続され、駆動制御用素子U4はIGBTQ4に接続され、駆動制御用素子U5はIGBTQ5に接続され、駆動制御用素子U6はIGBTQ6に接続されている。詳しくは、各駆動制御用素子(U1〜U6)は、制御対象のIGBTのゲート端子G及びエミッタ端子E側に接続されている。
このように、インバータ5は、複数のパワースイッチング素子(Q1〜Q6)と、各パワースイッチング素子(Q1〜Q6)の駆動を直接的に制御する複数の駆動制御用素子(U1〜U6)と、各駆動制御用素子(U1〜U6)の駆動を制御するマイコン部53aとを有する。
図3はインバータハウジング2b内において複数のIGBT(Q1〜Q6)を区画壁部6に配置した状態を説明するための図であり、図4は図3においてさらにバスバー部7を取り付けた状態を示した図であり、図5は図4においてさらに駆動制御基板8を取り付けた状態を示した図である。図6は図5に示すA−A線矢視断面におけるインバータ5を含む要部断面を示した概略要部断面図である。これらの図を参照して、本実施形態におけるインバータ5の構造、バスバー部7及び駆動制御基板8の構成、複数のIGBT(Q1〜Q6)及び複数の駆動制御用素子(U1〜U6)の配置構成について説明する。
なお、図6では、IGBT(Q3,Q4)及び駆動制御用素子(U3,U4)が示されているが、IGBT(Q1,Q2)及び駆動制御用素子(U1,U2)や、IGBT(Q5,Q6)及び駆動制御用素子(U5,U6)についても、図6に示す断面形状と同じ形状を有して、同様に配置されている。
インバータ5は、区画壁部6側から、複数のIGBT(Q1〜Q6)、バスバー部7、駆動制御基板8の順で積層されている。各IGBT(Q1〜Q6)は、図3及び図6に示すように、区画壁部6の第2空間S2側壁面(詳しくは後述の絶縁シート10)上に配置され、バスバー部7は、図4及び図6に示すように、各IGBT(Q1〜Q6)の上方に配置され、駆動制御基板8は、図5及び図7に示すように、バスバー部7の上方に配置される。このようにして、インバータ5は積層構造を有する。
前記バスバー部7は、適宜形状に形成されインバータ5内の配線の一部となる複数のバスバー7aと、樹脂材からなり複数のバスバー(7a1〜7a6)7aをインサート成形により一体化させるバスバー部本体7bと、を有する。
バスバー7a2の分岐部の端部は、バスバー部本体7bの上面から上方に向かって突出し、駆動制御基板8の適宜位置に形成された貫通孔に挿入されて、半田付けされる。
各バスバー7a4〜7a6のIGBT側の端部は、バスバー部本体7bの上面から上方に向かって突出し、駆動制御基板8の適宜位置に形成された貫通孔に挿入されて、半田付けされる。各バスバー7a4〜7a6の出力端子9側の端部は、バスバー部本体7bの上面部から上方に向かって突出し、出力端子9に接続される。
前記駆動制御基板8は、各IGBT(Q1〜Q6)の上方に配置される基板であり、その基板面が区画壁部6の第2空間S2側壁面に対して平行になるように配置されている。この駆動制御基板8には、コンデンサ51、マイコン部53a及び各駆動制御用素子(U1〜U6)等の各回路素子が実装されると共に、図2に示す配線経路のうちの各バスバー7a1〜7a6(図4参照)により構成される配線経路以外の配線となる配線パターンが形成されている。
駆動制御基板8には、バスバー部本体7bの取付け部7b2の貫通孔と合わせた位置に貫通孔が形成されている。また、区画壁部6には、図示を省略したが取付け部7b2の貫通孔と合わせた位置にネジ穴(止まり孔)が形成されている。駆動制御基板8及びバスバー部本体7bは、それぞれの貫通孔の位置を合わせて配置された状態で、各貫通孔にボルト(図示せず)が挿入され、このボルト頭部と区画壁部6との間に挟まれて、区画壁部6に取り付けられている。
複数のIGBT(Q1〜Q6)は、その電源側素子としてのIGBT(Q1,Q3,Q5)と接地側素子としてのIGBT(Q2,Q4,Q6)とを対向させ、区画壁部6の第2空間S2側壁面のうちの支持部6aに対応する部分6bを含む帯状領域6cを避けた部分にそれぞれ配置されている。また、複数のIGBT(Q1〜Q6)は、各端子(G,C,E)が突出形成される端子部Tを、同一相の一対のIGBT毎に対向させて配置されている。各IGBT(Q1〜Q6)の底面と区画壁部6の第2空間S2側壁面との間には絶縁シート10が設けられている。各IGBT(Q1〜Q6)は、この絶縁シート10を介して区画壁部6に図示を省略したボルト等により密着して取り付けられている。
各IGBT(Q1〜Q6)は、概略矩形板状に形成され、その一側部(端子部T)から各端子(G,C,E)が帯状領域6c側に突出するように配置されている。各端子G,C,E)の帯状領域6c側の端部は、上方(駆動制御基板8側)に向かって屈曲して形成され、バスバー部7の貫通孔7b3を介してバスバー部7の上方に突出し、駆動制御基板8の適宜位置に形成された貫通孔に挿入されて、半田付けされる。
複数の駆動制御用素子(U1〜U6)は、帯状領域6cの上方に配置されている。つまり、各駆動制御用素子(U1〜U6)は、平面視で電源側素子(Q1,Q3,Q5)と接地側素子(Q2,Q4,Q6)との間に配置されている。
詳しくは、複数の駆動制御用素子(U1〜U6)は、駆動制御基板8のうちの帯状領域6cの上方の部分に実装されている。より具体的には、複数の駆動制御用素子(U1〜U6)は、駆動制御基板8の上面側(バスバー部7とは反対側)に実装されている。
さらに、駆動制御用素子(U1〜U6)を帯状領域6cの上方に配置することにより、駆動制御用素子(U1〜U6)を、平面視で、IGBT(Q1,Q3,Q5)とIGBT(Q2,Q4,Q6)との間に配列することができるため、駆動制御用素子(U1〜U6)とIGBT(Q1〜Q6)との間の配線長をも短くすることができる。
このように、パワースイッチング素子としてのIGBT(Q1〜Q6)及びその駆動制御用素子(U1〜U6)の配置構造を工夫することにより、パワースイッチング素子に対する冷却性能を確保しつつ、寄生インダクタンス成分の増大を抑制してノイズの発生を容易に低減可能な電動圧縮機1を提供することができる。
また、第2空間S2のうちの、放熱し難い部分(6b)の上方のスペースを有効利用して、駆動制御用素子(U1〜U6)を配置することができるため、インバータハウジング2bのコンパクト化をも図ることができる。
また、駆動制御基板8は、複数の基板が積層されてなるものとしたが、単層で形成されていてもよい。
また、同一相の一対のIGBTは、互いに端子部Tの位置を揃えて配置されている構成としたが、これに限らず、端子部Tの位置をずらして配置されてもよい。この場合、例えば、IGBT(Q1,Q3,Q5)のエミッタ端子EとIGBT(Q2,Q4,Q6)のコレクタ端子Cが、互いに対向するように全体的にずらして配置するとよい。これにより、IGBT(Q1,Q3,Q5)のエミッタ端子EからIGBT(Q2,Q4,Q6)のコレクタ端子Cへの配線長をより短く形成することができる。
2・・・・・ハウジング
3・・・・・圧縮機構、
4・・・・・電動モータ
4a・・・・駆動軸
5・・・・・インバータ
6・・・・・区画壁部
6a・・・・支持部
6b・・・・支持部に対応する部分
6c・・・・帯状領域
8・・・・・駆動制御基板
U1〜U6・・・駆動制御用素子
d・・・・・絶縁部
Q1〜Q6・・・パワースイッチング素子
S1・・・・第1空間
S2・・・・第2空間
T・・・・・端子部
Claims (4)
- 冷媒を圧縮する圧縮機構と、
前記圧縮機構を駆動する電動モータと、
複数のパワースイッチング素子を有するインバータと、
前記圧縮機構、前記電動モータ及び前記インバータを内部に収容するハウジングと、
前記ハウジングの内部を、前記圧縮機構及び前記電動モータを収容する第1空間と前記インバータを収容する第2空間とに区画すると共に、前記電動モータの駆動軸の一端部を支持する支持部を有する区画壁部と、
を備える、電動圧縮機であって、
前記インバータは、前記複数のパワースイッチング素子の駆動を制御する複数の駆動制御用素子を有し、
前記複数のパワースイッチング素子は、その電源側素子と接地側素子とを対向させ、且つ、その端子部を同一相の一対のパワースイッチング素子毎に対向させて、前記区画壁部の第2空間側壁面のうちの前記支持部に対応する部分を含む帯状領域を避けた部分にそれぞれ配置され、
前記複数の駆動制御用素子は、前記帯状領域の上方に配置され、
前記複数の駆動制御用素子のうちの同一相の一対の駆動制御用素子は、前記帯状領域のうち、制御対象の前記一対のパワースイッチング素子間の部分の上方に配置されている、電動圧縮機。 - 前記一対の駆動制御用素子は、絶縁部を挟んで一体的に形成されると共に、各端子部をパワースイッチング素子側に寄せて形成されてなる、請求項1に記載の電動圧縮機。
- 前記インバータは、前記複数のパワースイッチング素子の上方に配置される駆動制御基板を有し、
前記複数の駆動制御用素子は、前記駆動制御基板のうちの前記帯状領域の上方の部分に実装されている、請求項1又は2に記載の電動圧縮機。 - 前記駆動制御基板は、複数の基板が積層されてなる、請求項3に記載の電動圧縮機。
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015101955A JP6545527B2 (ja) | 2015-05-19 | 2015-05-19 | 電動圧縮機 |
PCT/JP2016/064034 WO2016185975A1 (ja) | 2015-05-19 | 2016-05-11 | 電動圧縮機 |
CN201680028195.8A CN107710584B (zh) | 2015-05-19 | 2016-05-11 | 电动压缩机 |
DE112016002256.5T DE112016002256B4 (de) | 2015-05-19 | 2016-05-11 | Elektrischer Kompressor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015101955A JP6545527B2 (ja) | 2015-05-19 | 2015-05-19 | 電動圧縮機 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2016220374A JP2016220374A (ja) | 2016-12-22 |
JP6545527B2 true JP6545527B2 (ja) | 2019-07-17 |
Family
ID=57320164
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2015101955A Active JP6545527B2 (ja) | 2015-05-19 | 2015-05-19 | 電動圧縮機 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6545527B2 (ja) |
CN (1) | CN107710584B (ja) |
DE (1) | DE112016002256B4 (ja) |
WO (1) | WO2016185975A1 (ja) |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007198341A (ja) * | 2006-01-30 | 2007-08-09 | Sanden Corp | 電動圧縮機及び該電動圧縮機を用いた車両用空調システム |
JP2009150234A (ja) * | 2007-12-18 | 2009-07-09 | Toyota Industries Corp | 電動圧縮機 |
JP5308917B2 (ja) | 2009-05-29 | 2013-10-09 | サンデン株式会社 | インバータ一体型電動圧縮機 |
US9077274B2 (en) * | 2011-02-07 | 2015-07-07 | Mitsubishi Electric Corporation | Heat pump device, heat pump system, and method for controlling three-phase inverter |
EP2873858B1 (en) * | 2012-05-18 | 2020-08-12 | Valeo Japan Co., Ltd. | Electric compressor |
JP6134127B2 (ja) * | 2012-11-21 | 2017-05-24 | 三菱重工業株式会社 | ヒートシンクを有する機器 |
JP6289025B2 (ja) | 2013-10-22 | 2018-03-07 | サンデンホールディングス株式会社 | 電動圧縮機 |
-
2015
- 2015-05-19 JP JP2015101955A patent/JP6545527B2/ja active Active
-
2016
- 2016-05-11 WO PCT/JP2016/064034 patent/WO2016185975A1/ja active Application Filing
- 2016-05-11 DE DE112016002256.5T patent/DE112016002256B4/de active Active
- 2016-05-11 CN CN201680028195.8A patent/CN107710584B/zh active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN107710584A (zh) | 2018-02-16 |
DE112016002256B4 (de) | 2023-12-14 |
JP2016220374A (ja) | 2016-12-22 |
DE112016002256T5 (de) | 2018-03-01 |
CN107710584B (zh) | 2020-01-21 |
WO2016185975A1 (ja) | 2016-11-24 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9231446B2 (en) | Motor drive device and vehicle | |
US8007255B2 (en) | Inverter-integrated electric compressor with inverter storage box arrangement | |
US8451611B2 (en) | Integrated-inverter electric compressor | |
EP2346152B1 (en) | Power conversion device | |
JP6289025B2 (ja) | 電動圧縮機 | |
JP6195453B2 (ja) | インバータ一体型電動圧縮機 | |
JP6037809B2 (ja) | インバータ一体型電動圧縮機 | |
WO2014103482A1 (ja) | インバータ一体型電動圧縮機 | |
US10374523B2 (en) | Power conversion device | |
JP2017017975A (ja) | 電動コンプレッサ | |
JP6222012B2 (ja) | 電子部品の冷却構造、および電動コンプレッサ | |
JP6838853B2 (ja) | 回転電機システム | |
JP2008131792A (ja) | インバータ一体型電動圧縮機 | |
JP5932605B2 (ja) | 電力変換装置 | |
JP2004190525A (ja) | 車両用電動コンプレッサ | |
JP6693348B2 (ja) | 電力変換装置 | |
JP6545527B2 (ja) | 電動圧縮機 | |
CN112564534A (zh) | 操作车辆的电动驱动器的控制器和制造该控制器的方法 | |
WO2017002693A1 (ja) | 電動コンプレッサ | |
JP6777203B2 (ja) | 電力変換装置 | |
JP6369355B2 (ja) | インバータ装置および電動圧縮機 | |
JP6102704B2 (ja) | モータ駆動装置 | |
JP2012239255A (ja) | 電力変換装置 | |
WO2023157583A1 (ja) | 電動圧縮機 | |
JP2017150380A (ja) | 電動圧縮機 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A625 | Written request for application examination (by other person) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A625 Effective date: 20180510 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20190108 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20190306 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20190319 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20190509 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20190528 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20190619 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6545527 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111 |
|
R360 | Written notification for declining of transfer of rights |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R360 |
|
R360 | Written notification for declining of transfer of rights |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R360 |
|
R371 | Transfer withdrawn |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R371 |
|
S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |