逆变器装置以及逆变器一体化型电动机的制作方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及具备了将直流电流变换为交流电流的逆变器的逆变器装置以及逆变器一体化型电动机。
【背景技术】
[0002]近年来，混合动力汽车、EV等用电进行驱动的汽车正在普及。在利用电驱动的汽车中搭载了逆变器，通过逆变器的电力变换功能使电动机驱动，由此行驶。作为车载用逆变器装置，开发了由多个系统的逆变器构成的车载用逆变器装置。在多个系统逆变器中，即使在某一个系统的逆变器中产生了故障等的情况下，也能够利用其它系统的逆变器补充，能够使车辆驱动继续进行，其结果，能够使车辆驱动的可靠性提高。
[0003]作为车载用逆变器装置的课题之一，有由于逆变器的开关(switching)动作所引起的电磁噪声。电磁噪声有可能诱发逆变器自身的误动作、周边电子设备的误动作，所以强烈要求降低电磁噪声。因此，作为电磁噪声的对策，例如在专利文献I的具有驱动马达的2个系统的三相交流逆变器的逆变器装置中，扼流线圈以及电解电容器电连接在电池与电源继电器之间。扼流线圈以及电解电容器构成滤波器电路，谋求降低从共有电池的其它装置传来的电磁噪声，并谋求降低从驱动装置传到共有电池的其它装置的电磁噪声。
[0004]专利文献1:日本特开2011 — 250488号公报
【发明内容】
[0005]但是，专利文献I的逆变器装置具有介于半导体模块的共同的电源线的扼流线圈，能够去除电源线上的噪声，但是由于对共同的电源线总括地介有扼流线圈，所以为了低噪声化而需要具有大的阻抗特性的扼流线圈，存在扼流线圈必然变得大型化而成为高成本的课题。另外，扼流线圈是绕组旋回而形成的，所以在处理大电流的直流母线中，难以使匝数增加，难以实现所希望的电感。如果使匝数增加，则能够得到所希望的电感，但扼流线圈进一步大型化而成为高成本。另外，通过介有扼流线圈，扼流线圈的设置场所、布线的处理成为设计上的课题。
[0006]本发明是为了解决上述课题而完成的，其目的在于提供一种能够降低诱发逆变器自身、周边电子设备的误动作的由于开关动作所引起的电磁噪声的小型的逆变器装置。
[0007]为了解决上述课题，本发明的逆变器装置，其特征在于具备:功率半导体元件群，分别构成将直流电力变换为交流电力的2个系统的逆变器；直流汇流条，向所述功率半导体元件群分别供给直流电力；直流输入端子，与所述直流汇流条连接，并且从外部电源供给直流电力；第1、第2切换器，分别设置于所述直流输入端子与所述直流汇流条之间，进行导通或者切断的切换；以及电容器，与所述直流汇流条分别连接，所述第1、第2切换器的高频域的阻抗被设定成比所述直流汇流条的阻抗高。
[0008]另外，本发明的电动机一体化型逆变器装置的特征在于，使所述逆变器装置与电动机一体化。
[0009]根据本发明的逆变器装置，在直流输入端子附近配置阻抗高的切换器，所以由于功率半导体元件的开关而产生的电磁噪声经由电容器，在逆变器内部循环、衰减。
【附图说明】
[0010]图1是本发明的实施方式所涉及的逆变器电路的基本结构图。
[0011]图2是示出实施方式I所涉及的逆变器装置的概略结构图。
[0012]图3是示出实施方式2所涉及的逆变器装置的概略结构图。
[0013]图4是示出实施方式3所涉及的逆变器装置的概略结构图。
[0014]图5是示出实施方式4所涉及的逆变器装置的概略结构图。
[0015]图6是示出实施方式5所涉及的逆变器装置的概略结构图。
[0016]图7是示出实施方式5所涉及的逆变器装置的切换器的附近的部分图。
[0017]图8是示出实施方式5所涉及的其它实施样式中的逆变器装置的概略结构图。
[0018]图9是示出实施方式5所涉及的其它实施样式中的逆变器装置的切换器的附近的部分图。
[0019]图10是示出实施方式5所涉及的另一实施样式中的逆变器装置的概略结构图。
[0020]图11是示出实施方式5所涉及的另一实施样式中的逆变器装置的切换器的附近的部分图。
[0021]图12是示出实施方式6所涉及的逆变器装置的切换器的附近的部分图。
[0022]图13是示出实施方式7所涉及的逆变器一体化型电动机的概略结构图。
[0023]符号说明
[0024]1、2、3、4、5、6、7、8、9、1001:逆变器装置；100:金属框体；101:内壁；110:直流输入端子;11、21、31、41、51、61:第I系统的逆变器;12、22、32、42、52、62:第2系统的逆变器；120、130:直流汇流条;121、131:正极侧汇流条;122、132:负极侧汇流条;23、24、141、142:电容器;15a、15b、16a、16b、17a、17b、18a、18b、19a、19b、20a、20b、151、152、153、161、162、163:功率半导体元件;13a、13b、14a、14b、171、172、273、371、372、473:切换器；581、582:共模的铁氧体磁芯；681、682:普通模式的铁氧体磁芯；701、702:绝缘部件；1000:逆变器一体化型电动机；1002:电动机。
【具体实施方式】
[0025]以下，参照图1?图13说明本发明的实施方式所涉及的逆变器装置以及逆变器一体化型电动机。图1是本发明的实施方式所涉及的逆变器电路的基本结构图。图1所示的本发明的逆变器装置由2个系统的逆变器装置8、9构成，直流母线10被分支，分别与逆变器装置8、9连接。第I系统的逆变器装置8在内部具有功率半导体元件15a、15b、16a、16b、17a、17b、电容器23以及切换器13a、13b。第2系统的逆变器装置9也同样地具有功率半导体元件18a、18b、19a、19b、20a、20b、电容器24以及切换器14a、14b。通过具有2个系统的逆变器装置，从而能够以I个系统的逆变器单独地继续运转，作为驱动系统能够确保冗余性。
[0026]实施方式1.
[0027]图2是示出实施方式I所涉及的逆变器装置的概略结构图。
[0028]如图2所示，在实施方式I所涉及的逆变器装置I中，由在圆筒状的金属框体100的内部配置并收容于以中央部为对称的位置的2个系统的逆变器11、12构成，分别将直流电力变换为3相交流电力。第I系统的逆变器11具备:功率半导体元件151、152、153，从直流电力生成U相、V相、W相的交流电力；直流汇流条120，由向这些功率半导体元件供给直流电力的正极侧汇流条(bus bar) 121和负极侧汇流条122构成；电容器141，与正极侧汇流条(bus bar) 121和负极侧汇流条122连接；直流输入端子110，向直流汇流条120供给直流电力；切换器171，连接于直流汇流条120与直流输入端子110之间。同样地，第2系统的逆变器12具备:功率半导体元件161、162、163，从直流电力生成U相、V相、W相的交流电力；直流汇流条130，由向这些功率半导体元件供给直流电力的正极侧汇流条(busbar) 131和负极侧汇流条132构成；电容器142，与正极侧汇流条(bus bar) 131和负极侧汇流条132连接；直流输入端子110，向直流汇流条130供给直流电力；切换器172，连接于直流汇流条130与直流输入端子110之间。此处，功率半导体元件151、152、153、161、162、163靠紧并固定于圆筒状的金属框体100的内壁101。另外，直流汇流条130按沿着圆筒状的金属框体100的内壁101的形状来设置。另外，电容器141、142配置于金属框体100的中心部。另外，切换器171、172被收纳于金属框体100的内部。
[0029]接下来，说明逆变器装置I的动作。I对直流输入端子110与直流电源(未图示。)连接，直流电力经由直流输入端子110、切换器171、172，经由直流汇流条120、130，被供给到2个系统的逆变器11、12的功率半导体元件151、152、153以及功率半导体元件161、162、163。通过根据控制装置(未图示。)的指令使这些功率半导体元件群进行PWM开关动作，从而被供给的直流电力被变换为3相交流电力而被供电到负载(未图示。)。
[0030]在逆变器装置I中，在2个系统的逆变器11、12各自中设置了切换器171或者172，能够切断希望使工作停止的逆变器11或者12，还能够仅利用I个系统的逆变器11或者12中的某一方进行运转。有切换器171、172，从而能够根据负载使2个系统的逆变器11、12同时或者单独地运转，另外，当在一方的逆变器11或者12中产生了问题的情况下，能够断开有问题的逆变器而进行运转。
[0031]另外，切换器171、172的阻抗高，所以从直流输入端子110侧看的直流汇流条120、130的阻抗变高。其结果，由于功率半导体元件151、152、153、161、162、163的开关动作而产生的电磁噪声经过直流汇流条120、130，经由电容器141、142，在逆变器11、12内部循环、衰减。另外，在空间中传播的电磁噪声也由于冷却器100的屏蔽效应而被抑制向外部泄漏。即，能够实现电磁噪声向逆变器装置I的外部的传播被抑制且电磁噪声降低的逆变器装置1另外，作为伴随开关动作